Загрязнение почвы химическими элементами

Химическое загрязнение почвы. Источники заражения. Мероприятия по охране почвы

Взаимодействие почв с окружающей средой на основе химического контакта происходит неизбежно. Другое дело, что не всегда такие контакты способствуют улучшению агротехнических качеств и параметров плодородного слоя. В зависимости от характера загрязнения почва сама по себе может стать экологически опасным ресурсом даже без учета ее способностей к питанию сельскохозяйственных культур. При этом химическое загрязнение почвы может иметь разные предпосылки и последствия. Чтобы разобраться в этих и других аспектах химического поражения земли, стоит подробнее ознакомиться с источниками подобных загрязнений.

Какие бывают источники химического загрязнения?

Химическое загрязнение почвенного покрова – это изменение его состава, которое возникает под косвенным или прямым воздействием различных факторов. В большинстве своем негативные предпосылки к химическому изменению характеристик почвы все же предполагает человеческая деятельность. Среди главных факторов такого рода можно выделить работу промышленных предприятий, сельскохозяйственную деятельность и коммунальное обслуживание. Это основные причины загрязнения почвы, которые делают ее непригодной для эксплуатации с целью выращивания культурных растений. Но, разумеется, этими источниками загрязнение не ограничивается. Например, промышленность косвенно способствует выпадению кислотных дождей, а парниковый эффект становится результатом деятельности животноводческих ферм. Довольно серьезное воздействие в плане химического поражения оказывают и свалки с опасными отходами.

Влияние на почву промышленности и теплоэнергетики

В той или иной степени загрязнение почвы происходит при любой деятельности человека в хозяйственных отраслях. Главным же источником химического поражения является промышленность. В частности отходы металлургических комбинатов и специализированных химических предприятий вырабатывают активные вещества, пагубно влияющие на состояние почвенного покрова. Отчасти по этой причине выбросы промышленных предприятий в последние годы регулируются все жестче. Так, на многих фабриках и заводах наблюдается постепенный перевод производств на безотходные технологии полного цикла.

Немалый вклад в загрязнение вносят и предприятия, которые занимаются простым органическим синтезом. В первую очередь они опасны технологическими продуктами, остающимися после прохождения технологического цикла. Большую часть таких материалов представляют углеводородсодержащие отходы. Кроме того, химическое загрязнение почвы обеспечивают и вещества с высокомолекулярными соединениями, которые остаются в виде растворителей, катализаторов, стабилизаторов и других добавок, используемых в производстве стройматериалов.

Свалки с отходами и их воздействие на почву

Сами по себе предприятия не вредят почве. Загрязнения происходят в результате разноса отработанных продуктов по близлежащей территории. Существуют специальные полигоны, а также свалки, на которых концентрируется и, в некоторых случаях, утилизируется опасный продукт. В таких зонах почва страдает больше всего, поскольку степень химического воздействия измеряется уже в показателях повышенной токсичности и радиоактивности. Собственно, подобные территории изначально рассчитываются под цели захоронения отходов. При этом источники химического загрязнения почвы в данном случае не ограничиваются одной лишь промышленностью. На свалки также свозят бытовые отходы. Например, технические масла, химическую продукцию, остатки стройматериалов, стеклоочистители и растворители, батарейки с аккумуляторами и другие продукты, которые на многие годы делают почвы непригодными для эксплуатации. По крайней мере, это относится к использованию земли в сельскохозяйственных нуждах.

Кислотные дожди

Отдельной группой отходов промышленных предприятий стоит отметить выбросы в атмосферу. В частности оксиды углерода и азота, диоксиды серы и органические летучие соединения формируют условия для последующего выпадения кислотных дождей. Скопление в атмосфере химических соединений приводит к появлению реакций, которые, конечно, мало общего имеют с классическим пониманием дождей, но полностью подходят под определение осадков. Например, кислотные дожди могут проявляться в виде снега, облака, тумана и даже пыли. Главная опасность заключается в последствиях, обусловленных выпадением химически опасных веществ в таких осадках.

Повышенное содержание щелочи в водах, которые переносят кислотный конденсат, не только сокращает эффективность плодородного слоя почвы, но и способствует развитию эрозийных процессов. И это не говоря о том, что прямой контакт выращиваемых растений с кислотными почвами делает их опасными с точки зрения последующего потребления.

Сельское хозяйство как источник загрязнения

Загрязнения в процессе ведения сельскохозяйственной деятельности также распространены. Обычно негативные химические воздействия такого рода происходят в результате неправильного внесения удобрений. Так, нерациональное использование пестицидов при обработке растений осложняет дальнейшее выведение этого вещества из почвы. Однако наибольший вред плодородному покрову наносят хлорорганические компоненты и полихлорпинен, остатки которого задерживаются в земле на 10-15 лет.

Традиционные минеральные элементы удобрений также обеспечивают химическое загрязнение почвы, повышая ее токсичность. Использование медьсодержащих инсектофунгицидов ухудшает плодородные качества земли. Ситуация осложняется, если на такие почвы параллельно воздействуют и пролегающие поблизости автомагистрали, которые также приносят на поля тяжелые металлы.

Коммунальное обслуживание как фактор загрязнения

Помимо специализированных свалок и полигонов с захоронением отходов есть и городские места скопления мусора, канализации и другие объекты коммунальной инфраструктуры, которые также могут воздействовать на состояние почвы. Это могут быть остатки пищевых продуктов, стройматериалы, а также химически активные вещества, используемые в бытовых нуждах. Данный фактор не всегда обуславливает прямое химическое загрязнение почвы, но может воздействовать косвенным образом, не говоря о том, что конечным пунктом вывоза подобных отходов будут те же свалки и полигоны с опасными токсическими отходами.

Естественные процессы химического загрязнения

Выветривание почвы нельзя отнести к непосредственно химическому изменению характеристик почвенного покрова, но в некоторых случаях оно становится причиной эрозии. Это в определенной мере заболевание почвы, при котором наблюдается недостаток влаги в ее структуре. Подобные проблемы возникают именно по причине естественного природного воздействия – ветер переносит частицы грунта, попутно испаряя влагу. Положение усугубляется, если к эрозии добавляются и сельскохозяйственные причины загрязнения почвы в виде перенасыщения солевыми удобрениями. Единственным правильным решением с точки зрения фермера в таких случаях будет регулярное выполнение культивационных работ, а также сбалансированное орошение покрова.

Последствия загрязнений

Ситуации с химическим поражением почвенных слоев различны, как и последствия таких процессов. Наиболее тяжелым является положение с почвами на полигонах захоронения отходов, период восстановления которых может достигать 50-100 лет. Воздействие промышленности и сельского хозяйства также способно обусловить химическое загрязнение почвы, последствия которого обернутся невозможностью целевого использования плодородного покрова. Помогают в этом случае дополнительные меры по восстановлению характеристик земли, но перед этим специалисты производят оценку загрязненности.

Оценки уровня химических загрязнений

Анализ загрязнений применяется с целью нормирования характеристик почвы с поправкой на эксплуатационные требования. Среди показателей, используемых для оценки химического поражения почв, в качестве главного можно выделить коэффициент концентрации вредных веществ. При этом используются разные методики определения фитотоксичности. Например, химическое загрязнение среды, с которой взаимодействует почва, может быть оценено по характеристикам выращиваемых в данной местности растений. Для этого набор базовых и нормальных свойств почвы сравнивается с характеристиками исследуемого грунта. Таким образом выявляются отклонения в составе почвы, после чего специалисты определяют перечень мер для стимуляции восстановления покрова.

Мероприятия по охране почвы от загрязнений

Природоохранные нормативы предусматривают специальные положения, которые регулируют правила эксплуатации земель, предназначенных для сельскохозяйственного использования, высаживания лесных массивов, организации рекреационных и заповедных зон. Экологические и санитарно-гигиенические правила использования таких объектов строго ограничивают деятельность промышленных предприятий и жестко регулируют работу агротехнических организаций в границах своего района. Общие мероприятия по охране почвы ориентируются и на сегмент транспортного обслуживания, который в немалой степени влияет на состояние атмосферы. В целях восстановления почвенных покровов используются гидротехнические операции с поливом или ограничением грунтовых вод, культивация земель, а также средства борьбы с эрозийными процессами.

Заключение

В отличие от других сред экосистемы земля обладает довольно сильными механизмами самоочищения от проникающих в ее структуру загрязнений. Как показывают эксперименты, постоянное загрязнение почвы химическими веществами в виде углеводородов может быть даже полезным. Несмотря на вредоносность подобных элементов, они ускоряют процессы детоксикации, что способствует восстановлению экологического состояния земли.

В немалой степени эффективность внутренней борьбы почвы с негативными факторами токсичности обеспечивают и растения. Например, некоторые виды сельскохозяйственных культур аккумулируют трудноусваиваемые элементы.

Источник

Исследовательская работа «Химические загрязнители почвы и их опасность для организма человека».

Более 100 лет назад В.В.Докучаев определил почву как самостоятельное естественно — историческое тело, “продукт совокупной деятельности” пород, климата, растительных и животных организмов, возраста и рельефа местности. Почва — поверхностный слой Земли, обладающий плодородием. Почва — одно из важнейших богатств, которыми располагает человек. Поэтому так важно для человека изучение почвы – источника нашего пищевого благосостояния. Вместе с тем, мы наблюдаем постоянное исчезновение почвы, уменьшение площади плодородных земель вследствие ветровой и водной эрозии, а также загрязнения почв человеком.

Актуальность работы состоит в том, что в настоящее время были не найдены исследовательские работы по изучению почвенных разрезов данной местности. Наблюдаются процессы снижения плодородия, деградации почв, усиление процессов загрязнения почв, а значит и водоемов, не только бытовыми отходами и отходами животноводства, но и различными ядохимикатами, тяжелыми металлами, нефтепродуктами. Поэтому проблема изучения и рационального использования земель, как и других природных ресурсов, является одной из важнейших проблем современности.

Цель исследовательской работы: изучить влияние химических факторов на загрязнение почвы и влияние состояния почвы на здоровье человека; провести мониторинг химического состава почвы в городе Волгограде. Предмет исследования: физические и химические свойства почвы, проблемы их рационального использования.

Объектом исследования является почва, а, именно, та часть ее, которая связана с деятельностью человека.

Задачи работы: изучить теоретические основы данной темы; изучить основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы; выявить причинно-следственную связь между загрязнителями почвы и их опасностью для организма человека; определить актуальную (активную) кислотность почвы; провести практическую работу по качественному определению химических элементов в почве; сформулировать общие выводы и рекомендации.

На уровне школьного мониторинга мы использовали опытные участки, сходные по почвам и имеющие одно различие – степень антропогенного влияния. Для проведения физико-химического анализа мы вначале провели пробоотбор. Почва изымалась с глубины 10 см, по 800-900 мг каждого образца. Пробы были взяты на следующих территориях:

2. Территория пришкольного участка «МОУ СОШ № 45».

3. Территория АЗС на проспекте Ленина.

4. Автотрасса Волгоград-Камышин.

Была изучена научная литература по данной теме, произведен отбор образцов почвы, рассмотрено строение почвенного разреза, исследован механических состав, определено наличие сульфатов, карбонатов, нитратов, ионов железа и алюминия в почвенной вытяжке, цифровой лабораторией «Архимед» произведено определение кислотности почвы.

Скачать:

Вложение	Размер
исследование почвы	140.5 КБ

Предварительный просмотр:

муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №45

Тракторозаводского района г.Волгограда

«Химические загрязнители почвы и их опасность для организма человека».

учащийся 11б класса

учитель химии Ларина Елена Александровна

2. Теоретическая часть ……………………………………………5

2.1. Почва, её роль в природе…………………………………. 5

2.2. Химическое загрязнение почвы……………………………. 6

2.3. Загрязнение тяжелыми металлами ………………………. 9

2.4. Загрязнение бытовыми и промышленными отходами..…. 11

2.5. Загрязнение нефтепродуктами …………………… ……….12

2.6. Пестициды как загрязняющий фактор.……………………..13

3. Загрязнители почвы и их опасность для организма человека.14

4. Практическая часть ……………………………………………17

5. Выводы и рекомендации. …………………………………… .22

7.Список использованной литературы. …………………………24

Актуальность работы состоит в том, что в настоящее время были не найдены исследовательские работы по изучению почвенных разрезов данной местности. Наблюдаются процессы снижения плодородия, деградации почв, усиление процессов загрязнения почв, а значит и водоемов, не только бытовыми отходами и отходами животноводства, но и различными ядохимикатами, тяжелыми металлами, нефтепродуктами. Поэтому проблема изучения и рационального использования земель, как и других природных ресурсов, является одной из важнейших проблем современности.
Немаловажную роль должно сыграть и воспитание уважительного отношения к земле-почве, и начинать эту работу надо еще в школе.

Цель исследовательской работы : изучить влияние химических факторов на загрязнение почвы и влияние состояния почвы на здоровье человека; провести мониторинг химического состава почвы в городе Волгограде.

Предмет исследования : физические и химические свойства почвы, проблемы их рационального использования.

Объектом исследования является почва, а, именно, та часть ее, которая связана с деятельностью человека.

1.изучить теоретические основы данной темы;

2.изучить основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы;

3.выявить причинно-следственную связь между загрязнителями почвы и их опасностью для организма человека;

4.определить актуальную (активную) кислотность почвы;

5.провести практическую работу по качественному определению химических элементов в почве;

6.сформулировать общие выводы и рекомендации.

В процессе выполнения исследовательской работы были использованы следующие методы исследования :

1.Анализ литературных источников и материалов.

4.Метод химических наблюдений и исследований.

2. Теоретическая часть

2.1. Почва, её роль в природе.

Почва особое природное образование, сформировавшееся в результате преобразования горных пород растениями и животными, т.е. в результате почвообразовательного процесса.

Почва обладает особым свойством — плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран, именно она, почва, является источником продовольствия (на 95-97 % продовольственных ресурсов) для населения планеты. Это колоссальное природное богатство, которое обеспечивает человека продуктами питания, животных кормами, а промышленность сырьем.

Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится плодороднее.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой частей. Твердая часть это минеральные и органические частицы. Они составляют от 80-98 % почвенной массы и состоят из песка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы в результате почвообразовательного процесса. Соотношение этих частиц характеризует механический состав почвы.

Жидкая часть почвы, или почвенный раствор, вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями. Воды в почве содержится от долей процента до 40-60 %. Жидкая часть участвует в снабжении растений водой и растворенными элементами питания.

Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не занятые водой. Почвенный воздух содержит больше углекислого газа и меньше кислорода, чем атмосферный воздух, а также метан, летучие органические соединения и др.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов (бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты и др.), представителей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насекомых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добывают себе пищу.

Почва содержит макроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций, сера, железо и др.) и микроэлементы (бор, марганец, молибден, цинк и др.), которые растения потребляют в ограниченных количествах. Их соотношение определяет химический состав почвы.

Из физических свойств почвы наибольшее значение имеет влагоемкость, водопроницаемость, скважность.

Состав и свойства почвы постоянно меняются под влиянием жизнедеятельности, климата, деятельности человека. При внесении удобрений почва обогащается питательными для растений веществами, изменяет свои физические свойства.

Неправильная эксплуатация может привести к нарушению почвенного покрова к эрозии почвы, засолению, заболачиванию ее.

2.2. Химическое загрязнение почвы

Почва – материальная основа жизни, прежде всего растений, которые своей корневой системой поглощают минеральные вещества земли. Поэтому химический состав почвы отражается в химическом составе пищевых продуктов растительного и животного происхождения, поэтому химический состав любого организма связан с химическим составом земной коры. При этом организм каждого биологического вида имеет определенный химический состав, который является строго индивидуальным как его морфология и физиология.

В настоящее время возросла проблема микроэлементов, необходимых для организма человека, из-за загрязнений окружающей среды такими химическими веществами, как свинец, фтор, мышьяк, кадмий, ртуть, марганец, молибден, цинк и др. Описаны случаи, когда высокие концентрации опасных химических веществ в почве стали причиной отравления людей и животных. Так, растения, произрастающие, на почвах с высоким содержанием селена, могут накапливать его в количествах до 5000 мг/кг. Высокая концентрация селена в растительных продуктах является причиной болезни, называемой селеновым токсикозом, и отравлений людей, и массовой гибели сельскохозяйственных животных. Техногенное рассеивание этих соединений в окружающей среде может привести к избыточному их поступлению в организм человека, что увеличивает риск заболевания. Это объясняется тем, что поступающие в организм химические элементы усваиваются только частично. При этом неусвоенная их часть становится загрязнителями всех тканей организма и причиной возникновения болезней.

Недостаточные, оптимальные и избыточные концентрации химических элементов в почвах (мг/кг) и возможные реакции организма.

> 30 (угнетение кроветворения, обменных процессов)

> 60 (поражение печени, анемия)

> 40 (ослабление функции щитовидной железы)

> 70 (угнетение процессов тканевого дыхания, анемия)

В крупных городах состояние почвы оценивается по следующим показателям:

1) загрязнение тяжелыми металлами;

2) загрязнение бытовыми и промышленными отходами;

3) загрязнение нефтепродуктами;

4) радиационное загрязнение;

5) загрязнение пестицидами.

В таблице приведены основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы.

Основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы.

Источники загрязнения почвы

Газы (СО 2 , SO 2 , NO 2 , NO, H 2 S)

Тяжелые металлы и их соединения (Hg, Pb, Cd и др.)

Циклические углеводороды, бензапирен

Нитраты, нитриты, фосфаты

2.3. Загрязнение тяжелыми металлами.

К тяжелыми металлами относится более 40 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева. Это: х ром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, галлий, германий, молибден, кадмий, олово, сурьма, теллур, вольфрам, ртуть, таллий, свинец, висмут .

Иногда к ним применяют термин «токсические элементы», но это неправильно, так как любые элементы и их соединения могут стать токсичными для живых организмов только при определенной концентрации их в условиях окружающей среды.

Главным природным источником тяжелых металлов являются породы (магматические и осадочные) и породообразующие минералы, а также химическое производство. Тяжелые металлы, поступающие на поверхность почвы, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии.

Растения могут поглотать из почвы микроэлементы, в том числе тяжелые металлы, аккумулируя их в тканях или на поверхности листьев, являясь, таким образом, промежуточным звеном в цепи « почва — животное — человек».

Различные растения сосредоточивают в себе разное число микроэлементов: в большинстве случаев — избирательно. Так, медь усваивают гвоздики, кобальт — перцы, никель и медь — лишайники. Тяжелые металлы являются протоплазматическими ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения атомной массы. Их токсичность проявляется по-разному. Многие металлы при токсичных уровнях концентраций замедляют деятельность ферментов (медь, ртуть).

Химические загрязнители могут вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Особый интерес представляет изучение животных, являющихся чувствительным индикатором начальных стадий загрязнения тяжелыми металлами. Они аккумулируют элементы в доступных биологически активных формах и отражают фактический уровень загрязнения экосистем. Почвенные животные, особенно сапрофитные группы, благодаря тесной связи с почвенными условиями и ограниченной территорией обитания могут быть хорошими индикаторами химического загрязнения биосферы. Среди животных такими индикаторами могут быть европейский крот, бурый медведь, лось, рыжая полевка. Располагая сведениями о содержании тяжелых металлов у млекопитающих, можно прогнозировать их влияние на организм человека. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью накапливаться в организме.

Значительное загрязнение тяжелыми металлами, особенно свинцом, а также цинком и кадмием обнаружено вблизи автострад. Ширина придорожных аномалий свинца в почве достигает 100 м и более. Наиболее распространённое автомобильное топливо — бензин — содержит очень ядовитое соединение — тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Почва становится мертвой при содержании в ней 2-3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий содержание свинца в почве достигает 10-15 г/кг).

2.4. Загрязнение бытовыми и промышленными отходами.

Из общего количества образующихся отходов производства и потребления, бытовые отходы составляют 28%, промышленные 72%, из них отходов 1и 2 классов опасности менее 1%,3 класса опасности – 49%.

Промышленные отходы это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, образующиеся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные потребительские свойства.

Бытовые отходы являются дестабилизатором геоэкологической обстановки. Их основные морфологические компоненты в различной степени подвержены процессам разложения. Металлы переходят в окружающую среду преимущественно в виде оксидов (цинк, медь, олово, металлоорганические соединения и др.). К продуктам распада бумаги и пищевых остатков относятся органические кислоты, фенол, альдегиды, аммиак, нитраты и другие вещества; к газообразным продуктам разложения — углекислый газ, метан, сероводород, летучие органические кислоты.

Значительно обострилась проблема ликвидации твердых промышленных и бытовых отходов, которые существенно влияют на изменение химического состава почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами в совокупности с очагами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводит к возникновению техногенных пустынь.

Часть городских отходов являются остро токсичными, среди них: красители, пестициды, ртуть и ее соединения, растворители, свинец и его соли, лекарства, кадмий, мышьяковистые соединения, формальдегид, соли талия и др. Особое место среди таких отходов занимают пластмассы и синтетические материалы, так как они не подвергаются процессам биологического разрушения и могут длительное время находится в объектах окружающей среды.

В тех случаях, когда промышленные и бытовые отходы вывозятся на свалки, создается реальная угроза значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, это ведет к загрязнению и нерациональному использованию земельных угодий, неизбежно растут транспортные расходы и безвозвратно теряются ценные материала и вещества.

Отсутствие хорошо организованной системы сбора, переработки, обезвреживания и захоронения отходов, несовершенство правовых и экономических рычагов для ведения этой системы, а также для создания малоотходных производств, привело к тому, что большая часть образующихся отходов не классифицирована. Это препятствует вовлечению данных отходов в переработку.

2. 5. Загрязнение нефтепродуктами.

Нефтесодержащие отходы представляют значительную опасность для природной среды в городах и пригородах, являясь потенциальным источником загрязнения почв, грунтов, грунтовых и поверхностных вод.
Серьезной экологической проблемой для Волгограда — является загрязнение среды, связанное с расширением парка автотранспорта, увеличение сети АЗС, моек автомобилей, станций технического обслуживания, гаражей, которые в свою очередь также накапливают нефтесодержащие отходы. Естественное восстановление плодородия почв при загрязнении нефтью происходит значительно дольше, чем при других техногенных загрязнениях.

Попадая в почву, нефть увеличивает общее количество углерода. В составе гумуса возрастает нерастворимый остаток, что является одной из причин ухудшения плодородия. Это, в свою очередь, наносит ощутимый экономический ущерб земледелию.

Несмотря на то, что крупные промышленные предприятия в Волгограде не функционируют, сегодня количество выбрасываемых вредных веществ не уменьшилось, а скорей всего увеличилось, так как увеличилось в разы количество машин.

2.6. Пестициды как загрязняющий фактор.

Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды — для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды — против сорных растений. Установлено, что пестициды, уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгицидов и гербицидов. Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых.

Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена.

3. Загрязнители почвы и их опасность для организма человека.

Почве принадлежит важная роль и в природной среде обитания человека. Прежде всего, потому, что почва – основное средство сельскохозяйственного производства, относящееся к категории невозобновимых природных ресурсов. Международные декларации и соглашения по проблемам природопользования («Всемирная стратегия охраны природы», «Всемирная почвенная хартия», «Основы мировой почвенной политики») утверждают значение почвы как всеобщего достояния человечества, рационально использовать и охранять которое должны все люди Земли.

По отношению к окружающей среде и человеку почва выполняет еще одну важную роль – протекторную. Обладая способностью поглощать и удерживать в себе различные загрязняющие вещества, в том числе и радионуклиды, связывая их химическим и физическим путем, почва тем самым служит своеобразным фильтром, предотвращающим поступление этих соединений в природные воды, растения, и далее по пищевым цепям – в животные организмы и человека. Однако возможности почвы в этом отношении не безграничны, а уровень техногенного прессинга все возрастает, поэтому все чаще наблюдаются случаи опасного загрязнения почв и последующего отравления людей. Питание может служить причиной значительного числа раковых заболеваний.

Здоровье человека в значительной степени определятся той средой, в которой он вынужден жить, и, как оказалось, почве в этом вопросе принадлежит немаловажная роль. Ряд заболеваний связан с определенными почвенными условиями: избытком или недостатком химических элементов, нарушением их соотношения. Наиболее широко известными примерами из этой области являются заболевания щитовидной железы — зоб и базедова болезнь (при недостатке йода), поражения зубной эмали — кариес и флюороз (при недостатке фтора), но их список очень велик и продолжает расширяться. Так, имеются сведения о связи с особенностями почвенного покрова и онкологических заболеваний. Изучение онкологами географического распространения рака желудка показало, что в Тунисе, Египте, Афганистане заболеваемость раком желудка значительно ниже, чем в Англии, Франции, США. Клинические исследования позволили предположить повышенный риск этого заболевания с недостаточным содержанием магния в пище (следовательно, в воде и почвах), а также нарушением соотношения в почвенном растворе между ионами Са, Mg, Mn. Эта закономерность была подтверждена на примере Ростовской области в совместной работе почвоведов (В.В. Акимцев) и онкологов (З.М. Митлин).

Такие заболевания были названы эндемическими, а территории с аномальным содержанием химических элементов — эндемическими провинциями. В.В. Ковальский составил карту биогеохимических зон, на которой он выделил районы распространения ряда заболеваний человека и животных, обусловленных свойствами почв и вод. Нормальная жизнедеятельность человека обеспечивается за счет поступления в его организм необходимых микроэлементов, Изменение концентрации микроэлементов в организме приводит к нарушению биохимических процессов и к различным заболеваниям. Поэтому состояние окружающей среды, ее загрязненность непосредственно влияют на здоровье людей.

Почвы заселены миллиардами микроорганизмов. Некоторые из них выделены из почв и используются для изготовления ценных лечебных препаратов — антибиотиков. В составе почвенной микрофлоры содержатся и патогенные формы, вызывающие тяжелые заболевания, например, возбудители столбняка, сибирской язвы, злокачественного отека и некоторые другие. Ряд болезней человека и животных связан с животными, живущими только в определенных почвенных условиях. Например, грызуны и насекомые, живущие в песчаных и супесчаных почвах полупустынь и сухих степей, переносят такие болезни как туляремия, чума.

Таким образом, многие важные вопросы медицины и ветеринарии не могут быть решены без учета особенностей почвенного покрова.

Есть еще одна область деятельности человека, где учет свойств почв и почвенного покрова в целом совершенно необходим. Почвы обладают различными инженерно-геологическими свойствами. Долговечность деревянных, металлических и бетонных конструкций, фундаментов зданий и их стен, зависит от химического состава почвенно-грунтовых вод и от взаимодействия между материалами сооружений и почвой. Строительство дорог, аэродромов также опирается на научные положения почвоведения, так как свойства почв определяют долговечность покрытий и этих сооружений.

4. Практическая часть

На уровне школьного мониторинга мы использовали опытные участки, сходные по почвам и имеющие одно различие – степень антропогенного влияния.

Оборудование и сырье:

— пакеты и совок для отбора проб;

— набор специальных алюминиевых сит с отверстиями разного диаметра для просеивания почвы;

— химическая посуда (колбы, воронки, пробирки);

— специальная литература по почвоведению и экологии.

1.Пробоотбор и подготовка образцов к химическому анализу.

Для проведения физико-химического анализа мы вначале провели пробоотбор. Почва изымалась с глубины 10 см, по 800-900 мг каждого образца.

Пробы были взяты на следующих территориях:

2. Территория пришкольного участка «МОУ СОШ № 45».

3. Территория АЗС на проспекте Ленина.

4. Автотрасса Волгоград-Камышин.

Затем почва высушивалась и измельчалась, из нее удалялись посторонние примеси и частицы при помощи набора сит с отверстиями разного диаметра от 5 до 1 мм и сокращении массы до 500 г. Измельченный материал мы тщательно перемешали и рассыпали ровным тонким слоем в виде квадрата, разделили его на четыре сектора. Содержимое двух противоположных секторов отбрасывали, а два оставшихся снова смешивали, после многократных повторений оставшуюся пробу высушили до воздушного состояния для получения водных вытяжек.

2. Приготовление водной вытяжки.

Для приготовления водной вытяжки достаточно 20 г воздушно – сухой просеянной почвы. Почву помещали в колбу на 100 мл, добавляли 50 мл дистиллированной воды и взбалтывали в течение 5-10 минут, а затем фильтровали.

3. Определение актуальной кислотности почвы.

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных микроорганизмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов. В природных условиях рН почвенного раствора колеблется от 3 до 10. Чаще всего кислотность почвы не выходит за пределы 4-8. Связь между кислотностью почвы и величиной рН приведена в таблице.

Источник