Три вида загрязнения почвы

Виды загрязнений почвы

1.2 Виды загрязнений почвы

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают шесть степеней загрязнения почв (0-5) по признаку снижения их продуктивности, количества производимой биомассы, а по видам загрязнений различают четыре класса веществ-загрязнителей: физические, химические, биологические и радиоактивные.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы [19, с. 110]:

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо — бензин — содержит очень ядовитое соединение — тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный — 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 — 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами.

Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д [19, с. 113].

2. Приоритетные вещества – загрязнители почвы и методы контроля загрязнений почвы

2.1 Понятие и виды приоритетных веществ – загрязнителей почвы

Приоритетный компонент загрязнения почвы — вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь.

Перечень приоритетных веществ – загрязнителей почвы приводится в методических указаниях МУ 2.1.7.730-99 № МУ 2.1.7.730-99 [6]. Данный документ является нормативно — методической базой для осуществления государственного санитарно — эпидемиологического надзора за санитарным состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон и отдельных учреждений. Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.

Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно — экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.

Использование единых методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровней загрязнения почв.

Оценка опасности загрязненной почвы населенных пунктов определяется [10, с. 36]:

1) эпидемической значимостью;

2) ролью ее как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при непосредственном контакте с человеком.

Санитарная характеристика почв населенных мест основывается на лабораторных санитарно — химических, санитарно — бактериологических, санитарно — гельминтологических, санитарно — энтомологических показателях.

Определение приоритетности компонентов загрязнения производится в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почва» [3]. Классификация химических веществ для контроля загрязнения (Таблица 1.)

Таблица 1. Классификация химических веществ для контроля загрязнения

Класс опасности	Химическое вещество
1	Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, бенз(а)пирен
2	Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
3	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон

Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, т.к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.

Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально:

— Транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение,

— миграционный водный характеризует способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники,

— миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмосферный воздух,

— общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК.

Основные приоритетные (обязательные для всех субъектов Российской Федерации) показатели – это ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк;

Дополнительные (для территорий с развитой промышленностью, для проведения комплексной гигиенической оценки на определенных территориях) – это никель, медь, хром, марганец, кобальт; ванадий, бенз(а)пирен, фтор.

Источники поступления приоритетных загрязнителей почвы можно представить в виде таблицы 2.

Таблица 2. Возможное поступление металлов в биосферу при исчерпании достоверных запасов руд, угля, торфа, млн. тонн [3]

Источник

Антропогенное и естественное загрязнение почвы

Урбанизация тесно соседствует с загрязнением окружающей среды – грунта, воды, атмосферы. Различают несколько видов загрязнения почв в зависимости от вида сбрасываемых отходов. Каждый вариант сопровождается негативным влиянием на экологию, человека и животных. Подобные изменения требуют от человека введения методов, направленных на очищение. В противном случае риск природных катастроф возрастет по экспоненте.

Типы загрязнения почвы по виду загрязнителя

Загрязнение грунта техногенного характера возникает в случае превышения предельно допустимых концентраций опасных соединений в сбрасываемых отходах.

Различают несколько категорий загрязнения почвы, основанные на видах мусора:

физические;
химические;
биологические;
радиоактивные.

Дополнительно оценивают повреждающее воздействие с помощью бальной шкалы (0-5) снижения продуктивности почвы.

Тяжелыми металлами

Источники тяжелых металлов:

Металлургические предприятия	Выхлопные газы	Сельское хозяйство
· 150 тыс. тонн меди;

· 120 тыс. тонн цинка;

· 90 тыс. тонн свинца;

· 12 тыс. тонн никеля;

· 1,5 тыс. тонн молибдена;

· 800 тонн кобальта;

· 30 тонн ртути. За счет автотранспорта в землю ежегодно попадает до 250 тыс. тонн свинца. Тяжелые металлы оказываются в грунте вместе с удобрениями.

После поступления тяжелых металлов в землю, они распределяются в гумусовом горизонте неравномерно. Характер распространения зависит от:

вида источника загрязнения;
метеорологических особенностей на данной территории;
ландшафта;
геохимических факторов.

Отрицательное воздействие тяжелых металлов наступает в следующих ситуациях:

Превышения предельно допустимой концентрации.
Ртуть, свинец и кадмий не могут нанести вред растениям и животным, но для человека они губительны в любом объеме.
Связанность с элементами грунта.
При сохранении связи между тяжелыми металлами и составными частями почвы негативного влияния не происходит. В случае перехода в растворенное состояние, вероятность проникновения в структуру растений повышается. Соответственно к человеку на стол попадают зараженные овощи и зеленые салаты.

Через грунт накопленные твердые отходы проникают в водоемы и реки, отравляя их.

Мусором

Городские свалки – причина антропогенного загрязнение почвы. Отсутствие разделения отходов приводит к случайному появлению в мусоре токсичных соединений – ртуть, тяжелые металлы, радиоактивные соединения. Они смешиваются с осадками, через почву проникают в грунтовые воды.

Скопление мусора нарушает пищевую цепочку, что в результате может привести к исчезновению отдельных видов животных.

Биологическое загрязнение почв

К биологическому загрязнению почвы относят появление патогенных микроорганизмов, микотоксинов, являющихся опасными и губительными для человека. Они способны аэрогенно перемещаться в атмосферу, проникая в легкие человека и вызывая тяжелые заболевания, такие как пневмония, скарлатина, туберкулез, микозы.

Загрязнение почвы нечистотами (сточными водами из системы канализации), содержащими болезнетворные микроорганизмы также называется биологическим. При отсутствии очистных сооружений в грунте появляются микроорганизмы группы кокков, кишечная палочка:

Кокки поражают кожу, слизистые оболочки, сальные железы с образованием абсцессов, фурункулов. Распространяясь по лимфатической системе, становятся источником лимфаденитов (воспаление регионарных лимфатических узлов).
Кишечная палочка в норме является условно-патогенным микробом, который активизируется при снижении защитных свойств организма. Размножаясь в пищеварительном тракте, провоцирует тяжелые кишечные расстройства. Наиболее подвержены данным заболеваниям маленькие дети, их иммунная система недостаточно развита и не может противостоять.

Пестицидами

Если сельское хозяйство не будет использовать химические соединения в своей работе, то потеряет 50% урожая. В этом причина массового распространения пестицидов.

В зависимости от назначения химические вещества подразделяются:

Препараты для сохранения растений – акарициды, бактерициды, инсектициды. Ядохимикаты включают хлорорганические, фосфорорганические и неорганические соединения ртути, свинца, мышьяка.
Средства для обработки культур перед сбором – дефолианты и стимуляторы роста.

Сегодня в сельском хозяйстве используется до 250 различных вариантов химических соединений.

При загрязнении почвы пестицидами страдает человек и животные. Широкое применение негативно отражается на общей экологической обстановке. Нарушается баланс за счет биохимических сдвигов, повышенного образования углекислого газа, аммиака, аминокислот.

Необходимо отметить, что сельскохозяйственные ядохимикаты сложно обнаружить в растениях. Только специфические методы лабораторного анализа помогают в этом вопросе.

Радиоактивными веществами

Радиоактивное загрязнение почвы возникает преимущественно за счет деятельности человека. Распределение определяется следующими факторами:

химическая форма соединений;
содержание в почве ионов со схожими с радионуклидами химическими свойствами;
рН среды;
количество осадков;
условия климата и особенности грунта.

Из всех радиоактивных элементов наиболее опасные для человека загрязнители:

цезий (Cs) с периодом полураспада около 50 лет;
стронций (Sr), распадающийся 27 лет.

Стронций преобладает в верхнем горизонте почвы, откуда он попадает в растения и животных. Особенность данного соединения – накопление преимущественно в скелете.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами

Почва загрязняется нефтью и нефтепродуктами в большей степени по вине человека. В природных условиях вероятность спонтанного выброса из недр крайне мала, только при смещении тектонических плит.

Для обеспечения развития промышленности, автотранспорта количество требуемой нефти ежегодно растет. Добыча сопровождается загрязнением почвы. Особенно это явно выражено на территориях, где проходят нефтепроводы. При попадании на землю нефть снижает плодородие.

Другая опасность – утечка из океанической или морской буровой установки. Нефть расползается тонкой пленкой на огромные площади. При этом отмечается двойное негативное воздействие:

непосредственное загрязнение воды;
опосредованное влияние на почву при достижении нефтяного пятна суши.

Минеральные удобрения

Минеральные удобрения – химические соединения, призванные улучшать показатели плодородности. Удобрения включают фосфор, калий, азот. При попадании в землю компоненты вступают в реакции между собой и с элементами почвы. При этом окончательный результат зависит от первоначальных свойств удобрений, погодных условий, характеристик почвы.

Не исключено отрицательное влияние за счет несовершенства состава. Среди недостатков выделяют следующие:

сохранение остаточной кислоты;
сформированная кислотность или щелочность за счет избирательного потребления растениями отдельных компонентов;
повышенная растворимость туков.

Если минеральные удобрения вносят систематически и длительно, то со временем изменяется реакция почвенного раствора.

Как предотвратить загрязнение почв?

Для защиты Земли от мусора следует минимизировать все источники негативного влияния:

Строгий контроль и мониторинг сброса промышленных отходов, обязательная установка очистных сооружений.
Введение сортировки мусора, развитие мусороперерабатывающих заводов. Хранение опасных отходов в герметичных емкостях.
Рациональное использование химических соединений в сельском хозяйстве.
Предупреждение бактериального загрязнения, используя технологии очистки стоков.