Экологические последствия антропогенных изменений почв России

Вместе  с навозом и фекалиями в  почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через  продукты питания попадают в организм человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при  заправке машин на полях и в  лесах, на лесосеках и т.д.

Наибольшей  трансформацией подвергается самый  верхний, поверхностный горизонт литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного  шара и включает земли различной  категории, из которых важнейшее  значение имеет плодородная почва. При неправильной эксплуатации почвы  безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными  и иными отходами. Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются  в 100 – 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. га плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного  использования.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются  и приводят к постепенному изменению  химических и физических свойств  почвы, снижают численность живых  организмов, ухудшают ее плодородие.

Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы  и воды. В почву попадают различные  твердые и жидкие отходы промышленного  производства, сельского хозяйства  и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву  веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды. 

Главными  источниками загрязнения являются:

1) Жилые  дома и бытовые предприятия.  В числе загрязняющих веществ  преобладает бытовой мусор, пищевые  отходы, фекалии, строительный мусор,  отходы отопительных систем, пришедшие  в негодность предметы домашнего  обихода; мусор общественный учреждений  – больниц, столовых, гостиниц, магазинов  и др. Вместе с фекалиями в  почву нередко попадают болезнетворные  бактерии, яйца гельминтов и другие  вредные организмы, которые через  продукты питания попадают в  организм человека. В фекальных  остатках могут содержаться такие  представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных  микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов – от 1 до 3 лет.

2) Промышленные  предприятия. В твердых и жидких  промышленных отходах постоянно  присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое  воздействие на живые организмы  и их сообщества. Например, в отходах  металлургической промышленности  обычно присутствуют соли цветных  и тяжелых металлов. Машиностроительная  промышленность выводит в окружающую  среду цианиды, соединения мышьяка,  бериллия. При производстве пластмасс  и искусственных локон образуются  отходы бензола и фенола. Отходами  целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика.  Помимо образования массы шлаков  при сжигании каменного угля  с теплоэнергетикой связано выделение  в атмосферу сажи, несгоревших  частиц, оксидов серы, в конце  концов оказывающихся в почве.

4) Сельское  хозяйство. Удобрения, ядохимикаты,  применяемые в сельском и лесном  хозяйстве для защиты растений  от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение  нормального круговорота веществ  происходит в результате недозированного  применения минеральных удобрений  и пестицидов. Пестициды, с одной  стороны, спасают урожай, защищают  сады, поля, леса от вредителей  и болезней, уничтожают сорную  растительность, освобождают человека  от кровососущих насекомых и  переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит  и др.), с другой стороны –  разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих  полезных организмов, отрицательно  влияют на здоровье людей. Пестициды  обладают рядом свойств, усиливающих  их отрицательное влияние на  окружающую среду. Технология  применения определяет прямое  попадание на объекты окружающей  среды, где они передаются по  цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.

Вместе  с навозом в почву нередко  попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания  попадают в организм человека.

5) Транспорт.  При работе двигателей внутреннего  сгорания интенсивно выделяются  оксиды азота, свинец, углеводороды  и другие вещества, оседающие  на поверхности почвы или поглощаемые  растениями. Каждый автомобиль выбрасывает  в атмосферу в среднем в  год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными  газами автомобилей, осаждается  на растениях, проникает в почву,  где он может оставаться довольно  долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная  тенденция к росту количества  свинца в тканях растений. Это  явление можно сопоставить со  все увеличивающимся потреблением  горючего, содержащего тетра-этил  свинца. Люди, живущие в городе  около магистралей с интенсивным  движением, подвергаются риску  аккумулировать в своем организме  всего за несколько лет такое  количество свинца, которое намного  превышает допустимые пределы.  Свинец включается в различные  клеточные ферменты, и в результате  эти ферменты уже не могут  выполнять предназначенные им  в организме функции. В начале  отравления отмечают повышенную  активность и бессонницу, позднее  утомляемость, депрессии. Более поздними  симптомами отравления являются  расстройства функции нервной  системы и поражение головного  мозга. Автотранспорт в Москве  выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих  веществ на человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при  заправке машин на полях и в  лесах, на лесосеках и т.д. 

Самоочищение  почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению  химического состава почв, нарушению  единства геохимической среды и  живых организмов. Из почвы токсические  вещества могут попасть в организмы  животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.

В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и  др. Ртуть поступает в почву  с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т, никеля – более 1 млн. т.

Глава 3.

Экологические и антропогенные  изменения покров почвы России.

В почвах подзолистого типа с высоким содержанием  железа при его взаимодействии с серой образуется сернистое железо, которое является сильным ядом. В результате в почве уничтожается микрофлора (водоросли, бактерии), что приводит к потере плодородия.

К регионам со значительным загрязнением почвы  следует отнести Московскую и  Курганскую области, к регионам со средним загрязнением — Центрально-Чернозёмный район, Приморский край, Северный Кавказ.

Почвы вокруг больших городов и крупных  предприятий цветной и чёрной металлургии, химической и нефтехимической  промышленности, машиностроения, ТЭС  на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, соединениями свинца, серы и другими токсичными веществами. Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг ряда обследованных городов РФ находится в пределах 0,4-80 ПДК. Среднее содержание марганца вокруг предприятий чёрной металлургии колеблется в пределах 0,05-6 ПДК.

За 1983-1991 гг. плотность атмосферных выпаданий  фторидов вокруг Братского алюминиевого завода увеличилась в 1,5 раза, а вокруг Иркутского — в 4 раза. Вблизи Мончегорска  почвы загрязнены никелем и кобальтом более чем в 10 раз выше нормы.

Загрязнение почв нефтью в местах её добычи, переработки, транспортировки и распределения  превышает фоновое в десятки  раз. В радиусе 10 км от Владимира  в западном и восточном направлениях — содержание нефти в почве  превышало фоновое значение в 33 раза.

Фтором  загрязнены почвы вокруг Братска, Новокузнецка, Красноярска, где максимальное его  содержание превышает региональный средний уровень в 4-10 раз.

Таким образом, интенсивное развитие промышленного  производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно  влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение её качества. Сильное загрязнение почвы тяжёлыми металлами вместе с зонами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводят к изменению состава микроэлементов и возникновению техногенных пустынь.

   Изменение содержания микроэлементов в почве  немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, приводит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндемические заболевания местного характера. Например, недостаток йода в почве ведет к болезни щитовидной железы, недостаток кальция в питьевой воде и продуктах питания — к поражению суставов, их деформации, задержке роста.

   Загрязнение почвы пестицидами, ионами тяжелых  металлов приводит к загрязнению сельскохозяйственных культур и соответственно пищевых продуктов на их основе.

   Так, если зерновые культуры выращивают с  высоким естественным содержанием  селена, то сера в аминокислотах (цистеин, метионин) замещается селеном. Образовавшиеся "селеновые" аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека. Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных животных развитие раковых заболеваний.

В почве  всегда присутствуют канцерогенные (химические, физические, биологические) вещества, вызывающие опухолевые заболевания  у живых организмов, в т. ч. и  раковые. Основными источниками регионального загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, продукты нефтепереработки.

   Антропогенное вмешательство может влиять на повышение концентрации природных веществ или вносить новые, посторонние для окружающей среды вещества, такие, как пестициды, ионы тяжелых металлов. Поэтому концентрация этих веществ (ксенобиотиков) должна определяться как в объектах окружающей среды (почве, воде, воздухе), так и в пищевых продуктах. Предельно допустимые нормы на присутствие остатков пестицидов в продуктах питания различны в разных странах и зависят от характера экономики (импорта-экспорта продовольствия), а также от привычной структуры питания населения.

   Земельные ресурсы Москвы подвержены загрязнению  и захламлению. Для характеристики загрязнения почвы введен суммарный показатель загрязнения почвы (СПЗ): при СПЗ < 15 у.е. почва не опасна для здоровья населения; при СПЗ 16—32 у.е. — приводит к некоторому заболеванию детей. На 25% площади Москвы СПЗ > 32 у.е. (32—128 у.е.). При СПЗ > 128 у.е. очень часто болеют взрослые и дети, и особенно сильно уровень СПЗ отражается на репродуктивной функции женщин. 

Заключение

      Почва и ее плодородие составляют материальную базу и основное богатство страны. Поэтому улучшение почв и повышение  плодородия – одна из важнейших  народохозяйственных задач. В решении  ее весьма большое значение приобретают  почвенные мелиорации, характер которых  определяется основными почвенно-климатическими показателями природных зон.

      Мелиоративные мероприятия, направленные на коренное улучшения почв, позволяют реализовать  внутренние ресурсы и новые производственные возможности, скрытые в потенциальном  плодородии.

      К. Маркс писал, что все человеческое общество и нации, пользующиеся землею, «…должны оставить ее улучшенной последующим  поколениям»             (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч. изд. 2-е, т. 25, ч. II, стр. 337).

      В сложном взаимодействии космических  и земных факторов возникла и сформировалась почва. Развитие почвенного покрова  Земли продолжается и в современный  период. В этом процессе неразрывно выступают становление и разрушение почвы. Повсюду, где есть зеленые  растения, происходит ее накопление. Одновременно под влиянием кинетической энергии  воды и ветра она разрушается.

      Когда интенсивность накопления превышает  интенсивность разрушения, происходит увеличение почвенного слоя, если же разрушение более интенсивно, то мощность его  уменьшается. Под влиянием диалектического  единства этих противоположных процессов  формируется почва.

      Многие  аспекты сезонной динамики почв и  их взаимодействия с живыми организмами, и гидросферой еще изучаются. Поэтому крайне необходимы локальный, региональный и комплексный мониторинг, изучение и оценка тенденций изменения  свойств почв и экосистем.