Размещено на http://www.allbest.ru/

Проблемы загрязнения почвы

Почвенный покров

Если представить Землю размером с куриное яйцо, то ее почвенный плодородный слой окажется настолько тонким, что его трудно будет различить невооруженным глазом.

Почвенный покров -- один из важнейших природных ресурсов нашей планеты, средство производства в объект приложения труда, главный источник получения продуктов питания, ценнейшее достояние наций, народов и государств.

Почва -- гигантская экологическая система, оказывающая наряду с Мировым океаном решающее влияние на всю биосферу. Почвенный покров состоит из бесчисленного множества биогеоценозов (экосистем) и ландшафтов, основными взаимосвязанными компонентами которых являются горные породы, растения, животные и микроорганизмы. В гумусе и внутрипочвенных веществах удерживается примерно такой же запас связанной анергии, как и в наземной фитомассе. Почвенный гумус -- гигантская природная лаборатория, где непрерывно происходят биологические процессы и химические реакция, создающие условия для произрастания растений я накопления биомассы.

Установлено, что суша по запасам углерода биомассы и величине годичного связывания углерода вдвое продуктивнее Мирового океана. Наиболее продуктивен поверхностный слов почвы (от 2 до 25 см), в нем сосредоточена значительная масса органических соединении углерода, азота и органических соединений кремния, алюминия, железа, калия, а также микроорганизмов.

Почвенный покров -- важнейший биологический адсорбент и нейтрализатор загрязнения, а обитающие в почве микроорганизмы играют важнейшую роль в минерализации остатков органических веществ, поддержании самоочишающей способности биосферы, обеспечении круговорота веществ и энергии в природе. Сохранение почвенного покрова Земли -- важнейшее условие обеспечения и поддержания экологического равновесия в биосфере.

Земельный фонд планеты -- площадь суша земного шара, доступная хозяйственного использования. Общая площадь суши на земном 148 млн.км2, но из них 14млн км2 занято ледниками, 17 тундровые и лесотундровые, общая площадь пустынь равна 15 - 20 млн. км2 (11-14%). По данным ФАО на начало 70-х обрабатывалось около 1,5 млрд.га т.е. 10,8% потенциально пригодной к использованию суши. Луга и пастбища занимают почти 3 млрд. га (22,3%). В расчете на душу населения земли, луга и пастбища составляют около 1 га, однако эта величина имеет тенденцию неуклонно снижаться в связи с ростом народонаселения Земли и выбытием части угодий из сельхозоборота. Ежегодно теряется для использования 5-7 млн.га угодий различного вида.

По мнению экспертов ООН, к 2010 г. для сельхозпроизводства может быть потеряно до 650-700 млн. га земель. Предполагают также, что, человечество может ввести в активный сельскохозяйственный оборот приблизительно такое же количество, какое обрабатывается в настоящее время, доведя распаханность до 20-25%. Один из источников расширения площадей сельскохозяйственный угодий -- леса, которыми занято 4 млрд.га.

Распаханность земель по странам и континентам крайне неодинаково. Например, в Бразилии она составляет 1,1%, в Австралии--1,2. Канаде--2,4, Африке--9, Индии--30,1, Европе--31, на о. Ява (Индонезия)--70%. Дальнейшее освоение земель для нужд сельского хозяйства диктуется прежде всего необходимостью обеспечения быстрорастущего народонаселения Земли продуктами питания, а также потерями части используемых в сельскохозяйственном производстве угодий.

Установлено, что 20-сантиметровый слой почвы на полог склонах разрушается эрозией под культурой хлопка за 21 год, под культурой кукурузы - за 50 лет, под луговыми травами -25 тыс. лет, под пологом леса - за 170 тыс. лет.

Загрязнение почвы -- попадание в почву различных химических веществ, токсикантов, отходов сельскохозяйственного и промышленного производств, коммунально-бытовых предприятий в размерах, превышающих их количество, необходимое для участия в биологическом круговороте почвенных экологических систем.

Наиболее распространенные загрязняющие вещества -- гербициды, дефолианты, пестициды, соединения ртути, поступающие в почву в ходе технологических процессов выращивания сельхозкультур. Эти химические соединения способны накапливаться в почве и изменять ее физические и химические свойства (снижают численность почвенных микроорганизмов и дождевых червей, ухудшая тем самым плодородие земли).

Наиболее распространенными загрязняющими почву веществами, поступающими из атмосферы, являются окислы серы и азота. Они попадают в почву вместе с осадками, повышают ее кислотность, заметно снижая плодородие, а также качество выращиваемой на них продукции. Подкисление земли вызывается также поступлениями различных соединений серы и азота вместе с отходами органических масс из городов, с животноводческих ферм и птицефабрик. Вместе с навозом, фекалиями, городским мусором и другими нечистотами в почву нередко поступают болезнетворные бактерии, яйца гельмитов и другие патогенные организмы, вредные для животных и человека.

Отрицательное воздействие на почву токсикантов в различных природных условиях сказывается неодинаково. Больше всего токсичных веществ скапливается в пониженных местах, меньше их в холмистой и горной местностях, а также в поймах, откуда они вымываются потоками воды.

Виды деградации почвы

Эрозия почвы (от лат. erodere-- разъедать) -- процесс разрушения почвенного покрова и сноса его частиц потоками воды (водная эрозия) или ветром (ветровая эрозия, дефляция). В естественных условиях эрозия ночв происходит постоянно, но, как правило, медленно и не принимает угрожающих размеров. В результате же хозяйственного воздействия на почвенный покров она может резко усилиться и нанести большой ущерб не только сельскому, но и всему народному хозяйству.

При эрозии почв значительно снижается плодородие земель и продуктивность пастбищ. Смыв и размыв почвы приводит к образованию на сельскохозяйственных угодьях промоин и оврагов, при наличии которых не только затрудняются обработка земель и использование техники, но изымаются из сельскохозяйственного оборота значительные площади пашни. Следствие эрозии почв -- заиление рек и водоемов, ухудшение состояния пойменных земель.

Появлению и развитию эрозионных процессов способствуют бессистемная вырубка леса, неумеренный выпас скота на пастбищах, особенно в горной местности, неправильная пахота на склонах, распашка легких почв в засушливых зонах.

Водная эрозия почв как процесс смыва, вымывания частиц почвы, а нередко и грунта талыми и ливневыми водами протекает на пологих склонах медленно и на начальных стадиях малозаметна. При этом равномерно сносится в начале верхний, богатый гумусом слой почвы, а затем почва, лишившись растительности, быстро разрушается. Этот вид эрозии обычно называют поверхностным, или плоскостным. Для местности с большим уклоном характерны струйная и овражная виды эрозии, скорость которых определяется крутизной склонов, характером (структурой) почвы и природно-климатическими условиями.

Ветровая эрозия почв (дефляция) как процесс выдувания и переноса ветром мелких сухих частиц почвы и подстилающих ее пород приводит к снижению плодородия земли и даже к паяному уничтожению почвенного покрова. Развиваясь на сухих почвах с большим содержанием песчаных и пылевых частиц, эрозия при сильных ветрах вызывает пыльные, или черные бури.

Подкисление почв -- изменение кислотности почвы в сторону уменьшения рН, вызванное поступлением загрязняющих почву химических веществ. Оно возникает, когда в осушаемых почвах содержатся соединения сернистых металлов, особенно сернистого железа. При осушении таких почв и последующем окислении сульфидов создаются условия для образования серной кислоты, которая и вызывает подкисление почв. Проявляется этот процесс тем интенсивнее, чем меньше в пахотном горизонте соединений кальция. Сильно подкисленные земли в ряде случаев могут стать почти бесплодными. Чтобы нейтрализовать повышенную кислотность и возродить плодородие почв, приходится вносить большие дозы известковых материалов и органических удобрений.

Подтопление и заболачивание земель -- возникающие при сооружении крупных водных объектов и плотин на реках процессы, в результате которых создается подпор грунтовых вод, усиливается инфильтрация воды из водохранилищ в прилегающие пойменные и долинные земли;

Ксеротизацня местности -- постепенное уменьшение степени увлажнения почвы и общее нарастание сухости в экологических системах, ландшафтах и на значительных территориях суши. Ксеротизация -- следствие постепенного усиления воздействия человека на почвенный покров. Наиболее существенными причинами ксеротизации ученые считают обезлесение территорий, которое привело к уменьшению влаги и снижению горизонта грунтовых вод из-за усиления испарения и поверхностного стока.

Ксеротизация ведет к уменьшению биологической продуктивности экологических систем и усилению неблагоприятного воздействия на растительность засух, суховеев, весенних и ранних осенних заморозков, ледяной корки. Развитие ксеротизации в степных местностях приводит к перестройке биогеоценозов, к преобладанию в фитоценозах ксерофитов и нередко к остепнению и опустыниванию территорий. Многие ученые считают, что все пустыни Ближнего Востока появились в результате хозяйственной деятельности человека, а площадь Сахары по этой причине ежегодно увеличивается на 100 тыс. га.

Уплотнение почвы -- следствие воздействия на пахотный горизонт почвообрабатывающих и посевных машин, удобрительной и уборочной техники, автомобилей.

Чрезмерное воздействие ходовых систем различных машин на почву ухудшает ее агрономические свойства: плотность, твердость, воздухо- и водопроницаемость, При многократных проходах по пашне тракторов плотность почвы зачастую превышает свой верхний оптимальный предел и содержание воздуха в пахотном слое опускается ниже критического уровня. В результате этого снижаются урожаи зерновых и других культур.

Урбанизация природного ландшафта -- превращение естественного ландшафта в искусственный под влиянием городской застройки. Городской ландшафт -- один из самых преобразованных, поскольку значительная часть территории городов покрыта асфальтом, бетоном, камнем, занята домами, промышленными предприятиями, транспортными магистралями.

Города возникли более 4 тыс. лет назад, однако вплоть до XX в. темпы их роста и влияние на природу были умеренными. Стремительная урбанизация -- одна из самых значительных особенностей современной эпохи. Характерно, что города превращаются в городские агломерации, которые сливаются в гиперурбанизированные районы -- мегалополисы. В мегалополисе Большого Нью-Йорка насчитывается 16 млн. чел., на южном побережье Великих озер--30 млн., в зоне Кейхизи (район Токио--Иокогама)--20 млн. и т. д.

Рекультивация земель -- комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества.

Восстановление нарушенных земель -- сложная комплексная задача. Процесс рекультивации делится на два этапа: первый--это техническая, а второй -- биологическая рекультивация. На первом этапе выравнивают поверхность, засыпают карьеры, рвы, рытвины, осуществляют химическую мелиорацию грунта, оставшегося на месте разработок, насыпают плодородный слой почвы, на втором этапе восстанавливают плодородие почвы. земельный загрязняющий эрозионный ландшафт

Загрязнение земель Беларуси

Для территории Беларуси характерны следующие основные типы почв: дерново-подзолистые, дерново-подзолистые заболоченные, дерново-болотные, дерновые, торфяно-болотные и пойменные. По составу подстилающих пород они подразделяются на песчаные, супесчаные, суглинистые на моренах, лессах, флювиогляциальных, аллювиальных, озерных и иных отложениях.

Общая площадь земли Беларуси оценивается цифрой в 20,76 млн. га. На долю продуктивных земель приходится примерно 86% этой площади, немногим более 6 % составляют земли, отведенные под дороги, постройки, торфоразработки и прочее, и около 8 % - так называемые неиспользуемые земли (болота, кустарники, пески).

На почвенный покров Беларуси в настоящее время оказывается значительное антропогенное давление. В первую очередь это проявляется в накоплении в почвах республики разного рода техногенных элементов. Наиболее опасны продукты радиоактивного распада, которые загрязнили значительную часть почвенного покрова Беларуси после аварии на Чернобыльской АЭС.

В Республике Беларусь до после аварии на Чернобыльской АЭС уровень загрязнения территории нуклидами был таким: цезием-137 1,5--3,7 кБк/м2, стронцием-90 0,74--1,5 кБк/м2, плутонием-239, -240 не превышал 0,037--0,059 кБк/м2. Причем количество цезия-137 колебалось от 1,2 до 25,5 Бк/кг, а строндия-90 -- от 0,7 до 16,3 Бк/кг почвы. Количество стронция-90 было неодинаковым для различных регионов. Больше всего его содержалось в торфяно-болотных почвах. Для цезия-137 такая закономерность не характерна, так как в отличие от стронция-90 он не образует органических соединений.

Выпадения нуклидов продолжавшиеся в течение 3 месяцев после катастрофы, вызвала масштабные загрязнения территории -- цезием с уровнем 37 кБк/м2 и более свыше 131 тыс. км2, а радиоактивному воздействию подверглись более 4,8 млн. человек.

Вся площадь загрязнения в России составила 47 170 км2, на Украине -- 37 450 и в Беларуси -- 46 450 км2. Воздействию радиации в республике подверглись 3370 населенных пунктов 54 районов с населением свыше 2 млн. человек, в том числе 800 тыс. детей.

Содержание короткоживущих нуклидов в почве стабилизировалось в первой декаде мая 1986 г. Наиболее загрязненными оказались 39 районов бывшего СССР, в том числе 14 районов Беларуси. Это прежде всего территории Ветковского, Брагинского, Чериковского, Хойникского, Краснопольского и ряда других районов республики. Уровень загрязнения йодом-131 в этих районах колебался в среднем от 20,5 МБк/м2 в Ветковском районе до 814 кБк/м2 в Климовичском. Загрязненность почвы йодом-131 практически исчезла в августе 1986 г. Общая численность населения, проживающего на загрязненных йодом-131 территориях, составила 1,5 млн. человек, в том числе 160 тыс. детей в возрасте до 7 лет.

В атмосферу попало около 33 % цезия-137, находящегося в реакторе. Это значит, что выброшенным оказалась 74*1015 Бк цезия-137 и 18,5*1015 Бк цезия-134. Количество же стронция-90 составило 8,14*1015 Бк. Выпадение нуклидов из облака и вымывание их из атмосферы дождевыми осадками над некоторыми районами страны привели к формированию пятен загрязнения, где подавляющим был цезий. Поэтому они получили название «цезиевых пятен». В пределах Беларуси выделяются 4 радиогеохимических «цезиевых пятна»:

центральное (западнее и северо-западнее Минска с уровнем содержания цезия-137 от 37 до 555 кБк/м2;

юго-западное (южная часть Припятского Полесье вплоть до Пинска) с уровнем содержания цезия-137 37--185, местами 370--555 кБк/м2;

восточное (север Гомельской и юг Могилевской об ластей) с уровнем содержания цезия-137 555--1480 кБк/м2 и более. В Чудянах Чериковского района -- 5402 кБк/м2;

юго-восточное (южные и юго-восточные районы Гомельской области) с уровнем загрязнения цезием-137 свыше 1480 кБк/м2.

Большая часть нуклидов, выпавших на почву, в настоящее время находится в верхних ее слоях. Глубина их перемещения зависит от типа почвы. В песчаных почвах они находятся в 5-сантиметровом слое в торфоболотных почвах -- на глубину 30--45 см и глубже. Однако глубина перемещения нуклидов в однородных почвах также неодинаковая. Выяснено, например, что в глинистых и песчано-подзолистых почвах лучшей подвижностью обладает стронций-90 и меньшей -- цезий. В илистых и торфоболотных почвах -- соответственно цезий-137 и стронций-90. Такие различия принято объяснять способностью почвы фиксировать на своих частицах отдельные нуклиды.

Самоочищение почвы за счет перемещения и естественного распада нуклидов происходит медленно. Ежегодное снижение содержания их в верхнем 5-см слое почвы составляет примерно 5--10%, а в нижележащих слоях оно уменьшается на 1 - 2%. В результате к 1990 г. величина экспозиционной дозы во многих загрязненных районах снизилась примерно на 10--40 %. Расчеты показывают, что время, за которое почва может стать чище от загрязнения цезием-137 в два раза (период полувыведения нуклидов), может колебаться в зависимости от типа почвы от 7,5 до 14 лет (по мнению белорусских ученых, эта величина для почв Беларуси выше и составляет от 17 до 23 лет). Самоочищение почв после Кыштымской аварии от загрязнения стронцием-90 было примерно таким же. Период полувыведения его составлял в среднем 10 лет.

К отрицательному техногенному фактору на территории Беларуси можно отвести и чрезмерную увлеченность минеральными удобрениями и ядохимикатами. Широкое использование минеральных удобрений в сельскохозяйственном производстве порождает ряд проблем. Ядохимикаты подавляют биологическую активность почв, уничтожают микроорганизмы, червей, уменьшают естественное плодородие почв. В пойменных землях Нечерноземья еще недавно было до 300 земляных червей на 1 м2. Сейчас их численность сократилась местами в десятки и сотни раз. У сотен видов насекомых возникли популяции, устойчивые к ядам, что заставляет искать новые дорогие препараты, усиливать химический пресс.

Размещено на Allbest.ru