Источники загрязнение почвы

Источники загрязнение  почвы. 
 

Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими  веществами и отходами. Установлено, что ежегодно на одного жителя Земли  образуется одна тонна отходов, в  том числе более 50 кг полимерных, трудноразлагаемых. 

Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом. 

Жилые дома и  коммунально-бытовые предприятия. В  составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают  бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов. 

Промышленные  предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно  присутствуют вещества, способные оказывать  токсическое воздействие на живые  организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резинотекстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема. 

Транспорт. При  работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями. 

Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных  удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть. 

Рассмотрим более  подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами. 

Загрязнение почвы  тяжелыми металлами. Тяжелыми металлами  называют цветные металлы, плотность  которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. 

Особенностью  тяжелых металлов является то, что в небольших количествах почти все они необходимы для растений и живых организмов. В организме человека тяжелые металлы участвуют в жизненно важных биохимических процессах. Однако превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям. 

Тяжелые металлы  накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического  состава, нарушению жизнедеятельности  растений и живых организмов. Из почвы тяжелые металлы могут  попасть в организм животных и  людей и вызывать нежелательные последствия. 

Установлено, что  ртуть в почву поступает с  некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из  строя измерительными приборами. Например, одна люминесцентная лампа содержит 80 мг ртути. Суммарные  неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5 тыс. т/год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг. При постоянном поступлении ртути в организм в малых количествах происходит поражение нервной системы, приводящей к легкой возбудимости и ослаблению памяти. 

Весьма токсичным  для живых организмов является свинец. Из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг его поступает в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу вместе с выхлопными газами автомобилей при сжигании этилированного бензина, так как 1 л бензина содержит до 0,5 г тетраэтилсвинца. Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве =32 мг/кг. Превышение этого показателя увеличивает вероятность попадания свинца в организм человека через сельскохозяйственные продукты, что может привести к поражению центральной нервной системы, печени, почек и мозга. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных. 

Загрязнение почвы  медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение  концентраций этих металлов в почве  приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур. 

Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений. Всемирная организация здравоохранения рекомендовала ограничение дозы кадмия, поступающего с пищей в организм человека, до 70 мкг в сутки. Потребляя пищу, содержащую повышенные дозы кадмия, приводит к деформации скелета, снижению роста и сильным болевым ощущениям в пояснице.  

Загрязнение почвы  пестицидами. Почва загрязняется также  при использовании в сельском хозяйстве пестицидов. Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях. 

Пестициды, или  ядохимикаты, по назначению подразделяются на следующие группы: 

-инсектициды,  представляющие собой химикаты  для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур (тиофос, метафос, карбофос, хлорофос, карбаматы); 

- гербициды,  предназначенные для борьбы с  сорными травами (амины, карбаматы,  триазины); 

- фунгициды,  или химикаты для борьбы с  грибковыми болезнями растений (бензимидазолы, морфолины, дитиокарбаматы, тетраметилтиурамдисульфид); 

-  регуляторы  роста растений; 

- дефолианты, вызывающие  преждевременное старение листьев  растений. Они широко применяются  при механизированной сборке  хлопка для ускорения опадения  листьев у хлопчатника. 

Дефолианты применялись  во время войны во Вьетнаме для  оголения джунглей. Это позволяло  американской авиации обнаружить военные  базы вьетнамских партизан. 

Одним из первых пестицидов был печально известный  ДДТ – дифенилдихлортрихлорэтан. Впервые он был синтезирован немецким химиком П.Мюллером. Этот препарат обладал высокоэффективными инсектицидными свойствами и поэтому долгое время успешно применялся против малярийных комаров, клещей, вшей. В 1944-1946 годах с помощью ДДТ успешно подавляли очаги сыпного тифа в Неаполе и малярии в некоторых провинциях Италии. В СССР с помощью ДДТ был уничтожен клещ, переносящий таежный энцефалит. Все это в свое время послужило причиной присуждения П. Мюллеру Нобелевской премии. Однако много позже обнаружилось, что ДДТ обладая высокой устойчивостью в природной среде, способен накапливаться в пищевых цепях и наносить существенный вред животному миру. Попадая в организм человека, ДДТ аккумулируется в мозге и действует как нервный яд. При этом нормальное функционирование мозга может быть нарушено. 

Применение ДДТ  в настоящее время запрещено, но предполагают, что в биохимическом  круговороте количество ДДТ в  настоящее время составляет около 1 млн.т. 

Необходимость применения пестицидов в сельском хозяйстве  обусловлена тем, что без них урожайность сельскохозяйственных культур резко падает и составляет лишь 20-40% от возможной при их применении. Трудно себе представить уничтожение колорадского жука на картофельных плантациях без применения пестицидов. 

Загрязнение литосферы  при захоронении радиоактивных отходов. 

В процессе ядерной  реакции на атомных электростанциях  лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная  часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных  реакторов в виде отходов. Эти  отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного представляют собой труднорешимую проблему. 

Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. 

Радиоактивные отходы бывают жидкими и твердыми. В зависимости от агрегатного состояния изменяются условия их захоронения. 

Высокоактивные  жидкие радиоактивные отходы, способные  к взрыву, в виде азотнокислых водных растворов хранят в аппаратах  объемом до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и с мешалкой.  

Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы, не способные  к взрыву хранятся в могильниках, которые состоят из шахт и помещений  для хранения.  

В настоящее  время одним из безопасных способов устранения опасности радиоактивного излучения твердых ядерных отходов является их захоронение. Твердые радиоактивные отходы хоронят в специальных контейнерах в подземных штольнях, тоннелях. К ним предъявляются особые требования при транспортировке к месту захоронения. 

Проблема транспортировки  радиоактивных отходов особенно актуальна для России. Дело в том, что построенные еще при СССР нашими специалистами и по нашей  технологии атомные электростанции в других странах на нашем ядерном  топливе, и мы должны увозить отработанные отходы. Получается весьма удручающая для России картина: электроэнергия остается для нужд страны-потребителя, а радиоактивные отходы возвращаются к нам. Такое сотрудничество с другими странами ведет в перспективе к весьма неприятным последствиям. Ведь захоронение радиоактивных отходов – это, прежде всего временное их удаление, а что с ними произойдет через 50,100 лет? 

Таким образом, мы оставляем будущему поколению  тяжелое наследие.  

Контроль загрязнения  почвы. 

Установление  предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве в настоящее время находится еще в самом начале разработке. ПДК установлены примерно для 50 вредных  веществ, преимущественно ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако почва не принадлежит к тем средам, которые непосредственно воздействуют на здоровье человека, тогда как воздух и вода вместе с загрязнителями потребляются живыми организмами. 

Неблагоприятное влияние загрязнителей почвы  проявляется через трофическую цепь. Поэтому на практике для оценки степени загрязнения почвы используются два показателя: 

- предельно допустимую  концентрацию в почве (ПДК), мг/кг; 

- допустимые  остаточные количества (ДОК), мг/кг  массы растительности. Так, для  хлорофоса ПДК равна 1,0 мг/кг, ДОК=2,0 мг/кг. Для свинца ПДК=32 мг/кг, ДОК в мясопродуктах составляет 0,5 мг/кг. 

         Санитарный контроль загрязнения  почвы в условиях городов осуществляется  санэпединслужбой. Под ее контролем  находятся также транспортировка  отходов, согласование мест складирования, захоронения и переработки.  

 Разработка  пестицидов безопасных для пищевой  цепи. 
 

Основная опасность  пестицидов как загрязнителей почвы  обусловлена их высокой стабильностью  в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях.  

Для устранения этого недостатка в последние  годы разрабатываются новые, экологически безопасные пестициды. 

Например, гербицид глифосат в почве полностью разлагается  с образованием фосфорной кислоты, углекислого газа и воды. Некоторые пестициды выпускаются в виде индивидуальных оптических изомеров, что позволяет повысить их эффективность в два раза.  

Разработка одного высокоэффективного и экологически безопасного пестицида обходится  в 150 млн. долларов. Так как для  этого синтезируют сотни тысяч препаратов, а среди них выбирают лишь один наиболее приемлемый. В то же время такие затраты на разработку новых пестицидов окупается высокими урожаями сельскохозяйственных культур, уменьшением загрязнения почвы, сохранением здоровья населения страны и увеличением средней продолжительности жизни людей.