Проблемы загрязнения почв и пути их решения

  

               Проблемы загрязнения почв и пути их решения.

     В настоящее время проблема  взаимодействия  человеческого  общества  с

природой  приобрела  особую  остроту.  Становится  бесспорным,  что  решение

проблемы сохранения качества  жизни  человека  немыслимо  без  определенного

осмысления современных  экологических проблем:  сохранение  эволюции  живого,

наследственных  субстанций (генофонда флоры и  фауны),  сохранение  чистоты  и

продуктивности  природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов и т.  д.),

экологическое нормирование антропогенного пресса на природные  экосистемы  в

пределах их буферной емкости, сохранение озонового  слоя,  трофических  цепей

в природе, биокруговорота веществ и другие.

     Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы

Земли.   Именно   почвенная    оболочка    определяет    многие   процессы,

происходящие  в биосфере.

    Почва – особое природное образование, обладающие рядом свойств,

присущих живой  и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного

преобразования  поверхностных слоев литосферы  под совместным

взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых

организмов.

    Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни

общества определяется тем, что почва представляет собой источник

продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных  ресурсов для

населения планеты.

    Почвенный покров является  естественной  базой для поселения  людей,  служит  основой  для  создания  рекреационных  зон.   Он  позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни,  труда  и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических  и  биохимических  процессов  зависят  чистота  и  состав атмосферы, наземных и подземных вод. Почвенный покров –  один  из  наиболее мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Почва была и остается главным условием жизнеобеспечения наций и  человечества  в  целом.¹

    Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км², или 86,5%

площади суши. Под  пашней и многолетними насаждениями в составе

сельскохозяйственных  угодий занято около 15 млн. км² (10% суши), под

сенокосами и  пастбищами – 37,4 млн. км² (25%). Общая площадь

пахотнопригодных  земель оценивается различными исследователями по-разному: от

25 до 32 млн. км².

    Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше

населения, чем  имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом

населения, особенно в развивающихся странах, деградацией почвенного покрова,

загрязнения, эрозии  и т.д.; а также вследствие отвода земель  под застройку

городов, поселков и промышленных предприятий количество пашни на душу

населения резко  сокращается.

    Воздействие человека на почву – составная часть общего влияния человеческого

общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно

возросшее в  век научно-технической революции. При этом не только усиливается

взаимодействие  человека с землей, но и меняются основные черты

взаимодействия. Проблема «почва – человек» осложняется урбанизацией,  все

большим использованием земель, их ресурсов для индустриального  и жилищного

строительства, ростом потребностей в продуктах  питания. По воле человека

изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования – рельеф,

микроклимат, появляются новые реки и т.д.²

    В настоящее время 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.

     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.

    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.³

    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.

     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.

   В сельском хозяйстве для уничтожения вредителей  изобретены  тысячи  химикатов.  Их  называют пестицидами,  а  в  зависимости  от  группы  организмов,  на   которые   они действуют,  их  делят  на  инсектициды  (убивают   насекомых),   родентициды

(уничтожают грызунов), фунгициды (уничтожают грибы). Однако ни один из  этих

химикатов не обладает абсолютной избирательностью  в  отношении  организмов,

против которых  он разработан, и  представляет  угрозу  также  для  других  ,

организмов, в  том числе и для людей. .  Ежегодное  применение  пестицидов  в

сельском хозяйстве  в РФ  составляет примерно 150 тыс.т. ⁴    На наш взгляд, экологически    значительно    целесообразнее    для    борьбы     с сельскохозяйственными вредителями использовать природные  или  биологические методы.

     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. Вывоз промышленных и бытовых отходов на свалки ведёт к загрязнению и нерациональному использованию земельных угодий, создаёт реальные угрозы значительных загрязнений атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, росту транспортных расходов и безвозвратной потере ценных материалов и веществ.

     Техногенное загрязнение почвы потребовало разработки особых методов ее регенерации и охраны. Некоторые из них состоят в локализации загрязняющих веществ с помощью хранилищ и отстойников. Этот способ не уничтожает токсины и загрязнители, однако препятствует их распространению в природной среде. Настоящая борьба с загрязняющими соединениями - это их ликвидация. Токсичные продукты могут уничтожаться на месте или вывозиться в специальные централизованные пункты по их переработке и нейтрализации. На местах используются различные способы: сжигание углеводородов, промывание загрязненных почв минеральными растворами, выведение загрязнителей в атмосферу, а также биологические методы, если загрязнение вызвано органическими веществами.

     За последние 25 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 33 млн. Га, несмотря на ежегодное вовлечение в сельскохозяйственный оборот новых земель. Основными причинами уменьшения площади сельхозугодий являются проявления эрозии почв, недостаточно продуманный отвод земель для несельскохозяйственных нужд, затопление, заболачивание, зарастание лесом и кустарниками.

     Улучшение положения возможно только при условии ведения сельского хозяйства на строго научных принципах, с учетом экологических последствий. На каждом этапе земледельческого процесса должны учитываться законы взаимодействия растений с окружающей средой и почвой, законы кругооборота вещества и энергии. Закон экологического земледелия формулируется так: антропогенное воздействие на почву, растение, на окружающую среду не должно превышать пределы, за которыми снижается производительность агроэкосистемы, нарушается устойчивость и стабильность ее функционирования. Повышение производительности агроэкосистемы может быть обеспечено только параллельным совершенствованием всех ее элементов.⁵

     Для сохранения  почв необходимо учитывать и применять  все факторы почвообразования. Приведем некоторые примеры их использования.

     Почвообразующие породы — субстрат, на котором образуются почвы; они состоят из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. Минеральное вещество составляет 60-90% всего веса почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы — водный и тепловой ее режимы, скорость передвижения веществ в почве, минералогический и химический состав, первоначальное содержание элементов питания для растений. От характера материнских пород в большой мере зависит и тип почв.

     Растительность

Органические  соединения почвы формируются в  результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов. Основная роль при этом принадлежит растительности. Зеленые растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. местности и т.п. 
     В процессе отмирания как целых растений, так и отдельных их частей органические вещества поступают в почву (корневой и наземный спад). Количество годового спада колеблется в значительных пределах: во влажных тропических лесах он достигает 250 ц/га, в арктических тундрах — менее 10 ц/га, а в пустынях — 5—6 ц/га. На поверхности почвы органическое вещество под воздействием животных, бактерий, грибов, а также физических и химических агентов разлагается с образованием почвенного гумуса. Зольные вещества пополняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал образует так называемую лесную подстилку (в лесах) или войлок (в степях и лугах). Эти образования оказывают влияние на газообмен почвы, проницаемость осадков, на тепловой режим верхнего слоя почвы, почвенную фауну и жизнедеятельность микроорганизмов. Растительность оказывает влияние на структуру и характер органических веществ почвы, ее влажность.

    Животные организмы

Основная функция  животных организмов в почве —  преобразование органических веществ. В почвообразовании принимают участие  как почвенные, так и наземные животные. В почвенной среде животные представлены главным образом беспозвоночными и простейшими. Главную массу почвенных животных составляют сапрофаги (нематоды, дождевые черви и др.). Сапрофаги влияют на формирование почвенного профиля, содержание гумуса, структуру почвы. Уже не одно десятилетие насчитывает опыт применения красного калифорнийского червя для получения биологически ценного удобрения (биогумуса) из клетчаткосодержащих и широкого спектра органических отходов, а также для улучшения структуры почв, аэрирования. 
     Самыми многочисленными представителями наземного животного мира, участвующими в почвообразовании, являются мелкие грызуны (мыши-полевки и др.)Растительные и животные остатки, попадая в почву, подвергаются сложным изменениям. Определенная их часть распадается до углекислоты, воды и простых солей (процесс минерализации), другие переходят в новые сложные органические вещества самой почвы.

     Микроорганизмы

Огромное значение в осуществлении этих процессов  в почве имеют микроорганизмы (бактерии, актиномицеты, низшие грибы, одноклеточные водоросли, вирусы и др.), весьма разнообразные как по своему составу, так и по биологической деятельности. Микроорганизмы в почве исчисляются миллиардами на 1 га. Они принимают участие в биотическом круговороте веществ, разлагают сложные органические и минеральные вещества на более простые. Последние утилизируются как самими микроорганизмами, так и высшими растениями. Одним из наиболее распространенных и стойких загрязнений земель является нефть. Естественная микрофлора, адаптируясь, способна разрушить загрязнения такого типа. Смешение загрязненной нефтью почвы с измельченной сосновой корой ускоряет на порядок скорость разрушения нефти за счет способности микроорганизмов, существующих на поверхности коры, к росту сложных углеводородов, входящих в состав сосновой смолы, а также адсорбции нефтепродуктов корой. Такой биотехнологический прием получил название «микробное восстановление загрязненной нефтью почвы».⁶