Загрязнение почв

Загрязнение почв

Загрязнение почв — вид антропогенной деградации почв, при которой содержание химических веществ в почвах, подверженных антропогенному воздействию, превышает природный региональный фоновый уровень их содержания в почвах.

Основной критерий загрязнения окружающей среды различными веществами — проявление признаков  вредного действия этих веществ в  окружающей среде на отдельные виды живых организмов, так как устойчивость отдельных видов последних к химическому воздействию существенно различается. Экологическую опасность представляет то, что в окружающей человека природной среде по сравнению с природными уровнями превышено содержание определенных химических веществ за счет их поступления из антропогенных источников. Эта опасность может реализоваться не только для самых чувствительных видов живых организмов.

Загрязнение экосистемы — один из видов ее деградации, загрязнение почв — один из опаснейших видов деградации почв и экосистемы в целом.

Загрязняющие  вещества (загрязнители) — это вещества антропогенного происхождения, поступающие в окружающую среду в количествах, превышающих природный уровень их поступления.

загрязнение почвы

загрязнение почвы  Реферат

Поверхностные слои почвы легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений — токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных — лишь в течение двух-трех суток. 
Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты. Загрязнение почвы пестицидами очень распространенное явление в сельской местности.

Загрязнение почвы пестицидами

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем  годовом объеме их производства 100 тыс. т. , что вызывает разнообразное загрязнение. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше (Лосев и др., 1993). Мировое производство пестицидов постоянно растет. Увеличивается и число их типов. Например, в США их количество достигло 900.

В настоящее время  влияние пестицидов на здоровье населения  многие ученые приравнивают к воздействию  на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при  применении пестицидов наряду с некоторым  увеличением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность  продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д. 
По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему. 
Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкиехлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них — ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено. 
Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах, достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды (рис. 15.2).

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться  в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (ор

Движение  пестицидов в биосфере. Значительная часть 
пестицидов не достигает обрабатываемой территории, сносится и 
оседает в более или менее удаленных экосистемах (по Rudd, 1971; с 
изменениями) 

нитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных. 
Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демо-экологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены. 
Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие 
344 
соединения. Б. Коммонер (1970) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов. 
В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений, и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов — закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное потребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисле-ние почв. 
К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более ; 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена. 
Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма ¦рпасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы (табл. 15.1). Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газо-дымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые.

Последствия воздействия некоторых тяжелых  металлов 
на здоровье человека

Значительное  количество свинца содержат почвы, находящиеся  в непосредственной близости от автомобильных  дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное  превышение концентрации свинца по сравнению  с его содержанием (20 мкг/г) в почве  незагрязненных районов (Загрязнение  воздуха..., 1988). 
По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы. 
346 
Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения — аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150— 250 раз. На тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5%, т. е. на 6 млн га, замазученными оказались 30 тыс. га. В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс. га, загрязненных нефтью с толщиной слоя не менее 5 см (Государственный доклад..., 1995). 
Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами, которые могут проникать в организм человека следующим образом (Розанов, 1984): во-первых, через цепь: «человек — почва — человек». Патогенные организмы выделяются зараженным человеком и через почву передаются другому, либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Так человек может заболеть холерой, бациллярной дизентерией, брюшным тифом, паратифом и др. Аналогичным путем в организм человека могут попадать и черви-паразиты; 
во-вторых, через цепь: «животные — почва — человек». Существуют ряд заболеваний животных,'которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку Щ др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных; 
в-третьих, через цепь: «почва —• человек», когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.). 

Экология  почвы

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.

В отличие  от воды и атмосферного воздуха, почва  является наиболее объективным и  стабильным индикатором техногенного загрязнения. Почва четко отражает уровень загрязняющих веществ и  их распределение.

Классификация источников загрязнения почвы:

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, полиароматические соединения. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол. При производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов.

Жилые дома и коммунально-бытовые  предприятия

В составе  загрязняющих веществ этой категории  источников преобладают бытовой  мусор, пищевые отходы, строительный мусор и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ, которые  оседают на поверхность почв и  трудно смываются дождями.

Сельское  хозяйство

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

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. Однако превышение допустимого их количества приводит к серьезным заболеваниям.

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. При постоянном поступлении  ртути в организм в малых количествах  происходит поражение нервной системы, приводящей к легкой возбудимости и  ослаблению памяти.