Загрязнение почв отходами сельского хозяйства

Загрязнение почвы: причины, последствия и пути решения

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Неправильно проведенной мелиорацией;
Вырубкой и сжиганием лесов;
Слишком интенсивным выпасом животных;
Ведением интенсивного сельского хозяйства;
Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

в непосредственной близости от действующих вулканов;
в пустынных районах;
в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Источник

Как сельское хозяйство загрязняет природу?

Сельское хозяйство — отрасль, которая обеспечивает сырьем предприятия легкой, фармацевтической, пищевой промышленности. Для увеличения объемов производства агрокомплексы применяют химические средства, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду. Данная экологическая проблема классифицируется как сельскохозяйственное загрязнение.

Влияние агропромышленной деятельности на экосистему

Основные виды загрязнения распространяются на воздух и почву, что влечет за собой ухудшение их качественных характеристик.

Загрязнение атмосферного воздуха предприятиями сельского хозяйства происходит в результате выброса аммиачного газа. Он выделяется из отходов животного происхождения, при испарении удобрений. В атмосфере газ соединяется с продуктами горения (оксид азота, сульфаты), что приводит к образованию мелкодисперсных частиц. Такие взвеси вызывают бронхо-легочные, сердечные заболевания.

Загрязнение почвы в процессе сельскохозяйственной деятельности возникает от применения химических средств в объемах, превышающих нормы.

Высокие дозы провоцируют рост в почве токсинообразующих микроорганизмов и элементов, которые негативно отражаются на растениях, животных, насекомых.

Причины загрязнений

В сельском хозяйстве используются удобрения и пестициды, которые улучшают количественные и качественные характеристики продукции. Обратная сторона применения химических веществ — нарушение экобаланса. Отходы жизнедеятельности животных — еще один тип негативного влияния на природу.

Пестициды

Группа ядохимикатов, действие которых направлено против бактерий, грибков, насекомых, сорняков и грызунов. Они не имеют избирательной направленности. От токсичных соединений гибнут безвредные птицы и животные, полезные микроорганизмы. Часть ядов остается в культурных растениях, может попасть в организм человека. Постепенно накапливаясь, они несут вред здоровью.

Возникает цепная реакция, которая мешает восстановлению природного равновесия: пестициды замедляют разложение тел, растения не получают питательных веществ (гумус) для роста. Происходит обеднение флоры и фауны. Токсичные элементы, попадая в водоемы, нарушают биоценоз.

Удобрения

Роль минеральной подкормки заключается в восполнении питательных веществ почвы. Удобрения делятся на калийные, фосфорные, азотные. Отрицательное воздействие на экосистему оказывают балластные компоненты (хлор, сера).

Токсины, тяжелые металлы накапливаются в растениях. Вредные соединения, попадая в организм животного и человека, могут вызывать онкологические заболевания. Большие концентрации приводят к отравлениям.

Нитраты (элементы азотного удобрения) легко растворяются в воде и вымываются из почвы. Попадая в водоемы, приводят к росту водорослей и прибрежной флоры. В результате происходит заболачивание рек и озер, сокращение их площади.

Животноводческие стоки

Сельскохозяйственные комплексы, занимающиеся разведением животных (свиней, крупного рогатого скота) и птиц, накапливают и утилизируют продукты их жизнедеятельности (навоз, помет). Нарушение технологий обращения с отходами приводит к тому, что они попадают в грунтовые воды, озера, реки. В стоках содержатся органические и неорганические соединения, болезнетворные микробы. Патогенная флора может включать до 100 возбудителей заболеваний. Это грозит эпидемическими вспышками.

Методы борьбы с агропромышленным загрязнением

В основе сельскохозяйственной деятельности должен лежать принцип охраны окружающей среды, который предполагает минимальное отрицательное воздействие на экосистему.

Борьба с загрязнениями почвы

Чтобы противостоять загрязнению грунта необходимо следовать следующим рекомендациям:

Применять традиционные подкормки (минеральные, органические) согласно технологии, не нарушая нормы дозирования.
Дополнительно использовать сидераты (растения, которые запахиваются в почву и при гниении насыщают ее полезными элементами).
Использовать ядохимикаты, которые обладают малой токсичностью и не аккумулируются в природе.
Утилизировать отходы растениеводства и животноводства, соблюдая санитарные правила.

Результативные средства избавления от вредных насекомых — микробиологические препараты, репелленты, привлечение энтомофагов (организмы, питающиеся насекомыми).

Современным методом является биотехнология, которая основана на использовании микроорганизмов для переработки растений, продуктов жизнедеятельности животных.

Защита атмосферы

Сельскохозяйственный аммиак приобретает токсичные свойства, соединяясь с продуктами горения (образуются в результате работы автотранспорта, промышленных предприятий, электростанций). Снижение выбросов оксида азота, сульфатов приведет к уменьшению мелкозернистой взвеси в воздухе. Не вступая в реакции, газ растворится в нижних слоях атмосферы, не причиняя вреда.

Сельскохозяйственному загрязнению подвергаются почва, водоемы, воздух. Борьба с ним заключается в отказе от использования удобрений, пестицидов или в снижении их концентраций.

Источник

Экологические проблемы сельскохозяйственного использования земли

Причины возникновения экологических проблем в сельской местности

Причины экологических проблем в сельской местности:

Происходящая на региональном уровне интенсификация сельскохозяйственного производства. Отдается предпочтение нескольким видам растений или делается выбор в пользу монокультуры, что приводит к однообразию ландшафта;
Исчезновение природной среды обитания и ограничение биоразнообразия;
Использование чрезмерных доз удобрений и химических средств для защиты растений, вызывающих эвтрофикация (насыщение водоемов биогенными элементами) и загрязнение воды;
Отсутствие антиэрозионных процедур, предотвращающих заиливание вод;
Введение культур ГМО, замещая ими традиционные, общепринятые культуры;
Прекращение сельскохозяйственной деятельности и перерождение сельскохозяйственных угодий в пользу других экономических функций (в основном строительства), не приспособленных к сельскому ландшафту;
Быстрый темп урбанизации в сельских районах, непосредственно примыкающих к городской агломерации.

Все это в совокупности существенно усугубляет экологические проблемы сельскохозяйственного производства. Особенно страдает качество почвы, из-за чего фермерство и выращивание продуктов питания усложняется, а впоследствии делается невозможным.

Отходы и их утилизация

Ответственность за химическое загрязнение почв в России лежит не только на добывающих и перерабатывающих предприятиях. Источником загрязнения выступают и обычные люди, которые ежедневно производят твердые отходы. Огромное количество ТБО, образующийся в процессе потребления продукции – это основной источник загрязнения почв химическими веществами. Такие отходы скапливаются на территории полигонов и свалок, вследствие чего в грунт попадают токсичные вещества, влияющие на плодородность и состав почвы.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

Этот вид загрязнения считается самым опасным, так как проникающие в почву химические соединения существенно влияют на ее состав и свойства. При этом очистить землю от нефтепродуктов сложно.

Нефть попадает в грунт в основном при разведывательном бурении или непосредственно при добыче ресурса. К негативным последствиям также приводят аварии на нефтедобывающих и перерабатывающих предприятиях, транспортных трубопроводах, утечках на судах, цистернах.

Попадание нефти к грунт приводит к тому, что все живые растения и микроорганизмы гибнут из-за нехватки жидкости. Позже частицы почвы слипаются между собой, окисляются и твердеют, из-за чего земля становится похожей на асфальт. При сильном загрязнении нефтью происходит минерализация, и тогда восстановить грунт нельзя.

Загрязнение почвы радиоактивными веществами

Источниками радиоактивных веществ выступают предприятий ядерно-топливного цикла. Радиоактивные элементы попадают в грунт из негерметичных хранилищ, накопителей. Серьезную опасность представляют аварии на предприятиях, так как из-за попадания в грунт большого количества радиоактивных веществ он утрачивает свои функции на многие годы.

Радиоактивное загрязнение – прямой источник ионизирующего излучения, влияющего на растения, животных и человека. На земле, где повышен уровень радиации, нельзя выращивать пригодные к употреблению растения, так как они по умолчанию будут содержать радиоактивные вещества.

Как сельское хозяйство связано с загрязнением почвы?

В этом контексте особое значение имеют два металла: кадмий и медь. Кадмий является примесью фосфорных удобрений. В почве, в которую вносятся удобрения этого типа, всегда присутствует дополнительный кадмий. Его количество может быть очень небольшим, но оно накапливается.

Поскольку кадмий канцерогенный, следует внимательно следить за его содержанием. Была проделана и продолжается большая работа по оценке масштабов проблемы и поиску путей уменьшения содержания кадмия в удобрениях.

С другой стороны, медь встречается в районах с виноградниками, где она в прошлом использовалась в качестве противогрибкового агента. К сожалению, на протяжении многих лет в почве происходило накопление меди. Когда вышеупомянутые и другие металлы попадают в почву, они остаются в ней, и реальные перспективы их удаления из почвы невелики.

Пестициды – еще одна проблема сельского хозяйства. Например, хлорорганические пестициды, запрещенные в течение длительного времени, до сих пор встречаются в почвах по всей Европе. Влияние используемых сегодня пестицидов на фауну и флору не столь интересно. Это не исключает того, что они могут создавать проблемы, о которых еще не известно. Более того, правовые нормы, касающиеся воздействия химических продуктов, используемых в сельском хозяйстве, на почву, довольно слабые.

Как загрязнение почвы влияет на биоразнообразие?

Знания о влиянии загрязнения почвы на флору, фауну и функции почвы относительно малы. В настоящее время существуют некоторые сложности с взаимосвязью между загрязнением почвы и биоразнообразием почвы. В Европе есть много территорий, которые были заброшены на протяжении десятилетий и превратились в важные центры биоразнообразия, возникшие в результате естественного восстановления. Уборка таких территорий может нанести вред существующим там видам.

Нужно учитывать, что выбросы в атмосферу, в частности, могут загрязнять почву в отдаленных районах и влиять на биоразнообразие почвы. Следует сократить эти выбросы. Даже в полярных регионах и других отдаленных районах находят загрязнение исключительно в результате деятельности человека.

Последствия экологических проблем сельского хозяйства

Неконтролируемое попадание загрязняющих веществ в продукты питания представляет большую угрозу для здоровья потребителей. Употребление в пищу зараженных растений может:

Повредить нервную систему человека;
Привести к дисбалансу и нарушениям дыхания;
Стать причиной проблем с желудком;
Вызвать головокружение, то есть общую интоксикацию организма.

Кроме того, через грудное молоко к плоду могут проникать загрязнители, повреждая его или нарушая его. А в более тяжелых случаях они могут вызвать рак.

Степень биоаккумуляции зависит от многих факторов. Правильный выбор видов растений может снизить или увеличить риск биоаккумуляции, если это необходимо для выращивания на предполагаемой территории.

Среди металлов самая большая проблема – кадмий, который легко проникает в растения. Свинец проникает в гораздо меньшей степени, тогда как в случае с цинком ситуация совершенно иная, потому что он необходим организму в правильном количестве с пищей.

В зерновые культуры попадает меньше кадмия из почвы, чем, например, в корнеплоды овощей. Таким образом, злаки представляют меньший риск. А среди зерновых, например, выращивание пшеницы более рискованно, чем ржи. Таким образом, отбор сельскохозяйственных культур – это самый простой способ снизить риски, связанные с сельским хозяйством в промышленных зонах. В листьях и корнеплодах накапливаются самые вредные элементы. Кроме того, капуста и лук наиболее чувствительны к повышенному содержанию металлов в овощах, и клубника — среди фруктов.

Результат воздействия вредных веществ на почву

Попадание вредных веществ в грунт приводит к его деградации. В результате этого нарушаются почвенные процессы, разрушаются органические и коллоидные части, замедляются микробиологические циклы. Активность растений и микроорганизмов в области загрязнения угнетается.

Плодородность земли, в которую попадают вредные вещества, постепенно падает. Несоответствие гигиеническим критериям оценки указывает на то, что в загрязненном грунте нарушены естественные обменные процессы, из-за чего взращивание полезных культур становится невозможным.

Радиоактивное и химическое загрязнение земель оказывает прямое влияние на экологическую обстановку и здоровье людей, так как большая часть нутриентов в пище получается именно из грунта. Выращенные в загрязненной земле растения – это источники ядовитых веществ, попадающих в организм животных и человека. В результате этого растет частота острых и хронических заболеваний, снижается сопротивляемость инфекциям, растет риск генетических отклонений.

Пути решения экологических проблем сельского хозяйства

Биодоступность загрязняющих веществ со временем снижается. В случае органических загрязнителей в результате биологического разложения этих соединений, а в случае тяжелых металлов в результате процессов регрессии (например, осаждение нерастворимых соединений).

При превышении определенной «критической массы» естественное разложение вещества не «успевает», и оно накапливается в почве. Элементы, образующиеся после разложения химических веществ, могут:

адсорбироваться на минеральных и органических частях самой почвы;
частично адсорбироваться растениями;
перейти в растворы и вместе с дождевой водой проникать в почву в водоносные горизонты и поверхностные воды.

Риск уменьшается, когда металлы переходят в формы, менее доступные для растений, и стабилизируются в почве. Для этого в почву добавляются такие вещества, как известь, сорбенты (например, компост), глинистые материалы, оксиды железа или фосфорные удобрения.

Способность растений к биоаккумуляции – это естественный механизм, который также может быть намеренно использован людьми для очистки почвы. Существуют биологические методы очистки почвы путем выращивания подходящих растений (ива, бобовые), которые поглощают металлы через корневую систему, но затем эти растения сжигают или утилизируют иным образом. Такие методы и пути решения экологических проблем сельского хозяйства с практической, экономичной и эффективной точки зрения не находят распространения.

Особенности природоохранной деятельности на биотехнологических предприятиях

Биотехнологические производственные комплексы в настоящее время находят все большее распространение, так как позволяют получать продукцию, которую нельзя получить другими методами. Но эти предприятия являются потенциально опасными. Особенно это относится к тем производствам, которые основаны на использовании генной (генетической) инженерии. Процессы, осуществляемые в генной инженерии, непредсказуемы, в их результате возможно получение продуктов, оказывающих на биосферу крайне негативное воздействие, которое может носить необратимый характер. Особенно опасна разработка биологического оружия с применением болезнетворных микроорганизмов. Но и при разработке «мирных» микроорганизмов возможно возникновение очень опасных для человека и других организмов модификаций микроорганизмов. Важно учитывать и этический аспект генно-инженерных исследований, особенно относящихся к антропогенной сфере.

Производства, основанные на применении современных достижений генной инженерии, являются высоко наукоемкими, поэтому автоматизированы и компьютеризированы. Это предполагает необходимость специальных мероприятий по защите работников, связанных с эксплуатацией компьютеров и других средств оргтехники.

Кроме рассмотренных особенностей биотехнологических производств, для них характерны аналогичные экологические воздействия, типичные для любых производственно-природных комплексов, связанные с продуцированием как материальных (в форме веществ), так и энергетических (тепловых, электромагнитных излучений, вибраций, шумов и т. д.) загрязнителей. Учитывая наличие пищевых, транспортных предприятий, а также предприятий сферы обслуживания, для биотехнологических производственных комплексов характерно воздействие, присущее для транспортной, строительной, пищевой, бытовой и торгово-коммерческой сфер человеческой деятельности. Следовательно, комплекс биотехнологических производств оказывает на биосферу мощное, часто негативное воздействие, что делает необходимым разработку и реализацию природоохранных мероприятий.

Важнейшим из мероприятий по охране Природы является тщательный и глубокий мониторинг экологической роли данного производственно-природного комплекса, результаты которого позволят разработать стратегию конкретных мероприятий, позволяющих свести к минимуму негативное воздействие данной отрасли народного хозяйства на природные экологические процессы.

Большую роль в охране Природы на данном производственном комплексе играет выработка у сотрудников биотехнологических предприятий природосообразного экологического сознания, четких гуманистических представлений, позволяющих проектировать возможные последствия генно-инженерных исследований и их практических реализаций в производстве.

Глобальным направлением природоохранной деятельности является строгое выполнение требований научной организации производства, исполнения технологической дисциплины и внедрения новых технологических разработок, способствующих снижению поступления загрязнений в окружающую среду и снижающих риск производственных аварий. При использовании компьютеров и других средств оргтехники природоохранными мероприятиями являются: соблюдение санитарно-гигиенических правил работы с этими приборами, создание приспособлений, уменьшающих поступление различных излучений от этих средств производства в среду обитания человека.

Примечание. Указанное направление относительно компьютерной техники применимо во всех отраслях производства и в бытовой деятельности, где эта техника используется; соблюдение правил техники безопасности при работе с любыми электронными средствами (включая персональные компьютеры) особенно необходимо для молодых людей.

Есть ли ответ на экологические проблемы в сельском хозяйстве?

Присутствие органических загрязнителей, таких как ПАУ (полициклические ароматические углеводороды) или пестициды, вызвано, например, падением пыли, близостью к дороге или неправильным использованием средств защиты растений. Таким образом, большая часть территории России чистая, но ситуация может усугубляться местными факторами, такими как близость к промышленному предприятию или сельскохозяйственной практике. Здесь многое зависит от решения фермера о том, где, что и как выращивать.

Чрезмерное использование минеральных удобрений, пестицидов или даже фосфорных удобрений, содержащих некоторые металлы, может привести к загрязнению почвы и, следовательно, культурных растений. Кроме того, не следует:

Выращивать растения возле промышленных предприятий, компостные растения, растущие возле улиц;
Использовать золу от сгоревших пластмасс, кокса и гравия (они могут содержать тяжелые металлы, ароматические углеводороды или токсичные соединения).

На таких территориях может потребоваться рекультивация земель. В целом, научное сообщество еще развивает взгляд на экологические проблемы, связанные с сельским хозяйством, пути их эффективного экономического решения.

Классификация источников

Основными источниками загрязнения выступают промышленные предприятия и сельскохозяйственная деятельность. Именно эти направления в наибольшей мере влияют на качество грунта. К менее интенсивным источникам вредных веществ относятся выхлопные газы на крупных автомобильных и железнодорожных магистралях. С учетом происхождения выделяют 2 группы источников: агрогенные и техногенные.

Агрогенные

Агрогенное загрязнение возникает при использовании вредных веществ в сельскохозяйственных целях. К числу таких веществ относятся пестициды, минеральные удобрения, отходы органического происхождения, в том числе навоз животных и птичий помет.

Техногенные

Включают загрязнения, вызванные работой промышленных предприятий, заводов, комбинатов, добывающих и перерабатывающих станций. Работа таких предприятий сопровождается привнесением в почву компонентов, которые в норме для нее не свойственны. К данной категории относятся загрязнители в виде радиоактивных отходов, шлама, тяжелых металлов, щелочей и неорганических кислот.

Источник