Наиболее загрязняющие вещества в почве. Источники и причины загрязнения почвы

Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.

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 и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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 с увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетраэтил 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.

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.

В результате хозяйственной деятельности человека наибольшему загрязнению подвергается самый верхний слой литосферы. Различают загрязнение почвы и подпочвы.

Загрязнение подпочвы представляет собой поступление в толщу коренных пород антропогенных загрязнителей. Обычно оно идет в ходе вертикального водного стока. С точки зрения загрязнения подпочвы особенно опасно закачивать и захоранивать промышленные отходы в глубинах земли.

Загрязнение почвы - привнесение и возникновение в почвах новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических или биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня концентрации перечисленных агентов. Загрязнение почвы меняет ход почвообразовательного процесса, нередко его тормозит, резко снижает урожаи, вызывает накопление загрязнителей в растениях, из которых эти загрязнения прямо или косвенно (по трофическим цепям) попадают в организм человека. Загрязнение почвы приводит к ослаблению самоочищения почв от болезнетворных и других нежелательных организмов, что создает опасность микробиологического загрязнения и возникновение заболеваний. Например, в незагрязненных почвах возбудители дизентерии, тифа сохраняются в течение 2 - 3 суток, а при ослаблении самоочищения почв в результате их загрязнения эти возбудители болезней сохраняются несколько месяцев.

В основном загрязнение почвы может осуществляться четырьмя путями. Это осаждение и попадание в почву пылевых и газовых аэрозолей из выбросов предприятий. Распространение и концентрация вредных веществ в почве будет зависеть от рельефа местности, розы ветров, дисперсности ингредиентов, плотности вещества, высоты выбросов и т.д.

Второй путь загрязнения почвы - это спуск сточных вод в открытые водоемы, воды которых используется для полива полей.

Третий путь загрязнения почвы - прямое использование сточных вод предприятий для орошения полей.

Четвертый путь загрязнений - это вывоз отбросов и отходов за пределы населенных пунктов и городов на неправильно подготовленные кладбища, могильники, свалки, полигоны. Вредные вещества, накопившиеся в поверхностном слое почвы, могут служить источником вторичного загрязнения воздуха, воды открытых водоемов и почвы.

Основными источниками загрязнения почв являются следующие:

1. Жилые дома и бытовые предприятия. Они загрязняют почву бытовым мусором, отходами отопительных систем, пищевыми отходами, строительным мусором, мусором, образующимся в учреждениях, больницах, столовых и т.д.

2. Промышленные предприятия. Загрязнители, поступающие в почву от промышленных предприятий, весьма разнообразны и определяются профилем предприятий. Например, металлургические заводы загрязняют почву солями тяжелых и цветных металлов, машиностроительные - отходами металлов, пластмасс, шлаками, осадками, тяжелыми металлами, цианидами.

3. Теплоэнергетика. Объекты теплоэнергетики вносят в почву массу шлаков, сажи, золы, оксидов серы, которые, выделяясь с дымовыми газами, в конечном счете оказываются в почве.

5. Транспорт. При работе двигателей автотранспорта на почву оседают свинец, углеводороды, сажа, оксиды азота. Например, один грузовой автомобиль выделяет 2 -3кг свинца в год.

Значительный вред почвам наносят загрязнения тяжелыми металлами. Особую опасность представляют такие металлы, как ртуть, кадмий, никель, свинец, мышьяк, цинк. Одним из самых опасных токсичных веществ (канцерогенов), попадающих в почву с отходами промышленного производства, является ртуть. Изучение миграции соединений ртути показывает, что верхние слои нормально развитых почв обладают очень высокой сорбционной способностью и вымывание ртути из них незначительно. Другим канцерогеном, губительно влияющим на все живые организмы (в том числе и почвенные), является свинец. Существуют естественные и антропогенные источники поступления свинца в почву.

Естественные источники - это в основном продукты выветривания горных пород. Мощность антропогенного поступления свинца составляет 2,0 10 4 т/год. К числу наиболее важных антропогенных источников поступления свинца в воздух, а из него в почву относятся следующие: сгорание этилированного бензина и других видов топлива, ядохимикаты различного назначения.

С постоянным расширением ассортимента и увеличением количества используемых средств химизации сельскохозяйственного производства возрастает опасность глобального загрязнения атмосферы. Пестициды - биологически активные вещества оказывают многообразное, часто отрицательное влияние на окружающую среду. Одним из наиболее важных свойств, обуславливающих миграцию пестицидов, является их сравнительно низкая растворимость. Одним из показателей поведения пестицидов в почве и в других природных системах является скорость и характер изменения их концентрации во времени. Уменьшение содержания препаратов в почве и растениях со временем выражается периодом полураспада вещества. Значение этого показателя определяется временем, необходимым для того, чтобы пестицид потерял не менее 95% своей активности при нормальных условиях и обычной интенсивности применения.

Основными путями загрязнения пищевых продуктов являются поглощение и накопление пестицидов растениями. Единого мнения о путях проникновения пестицидов в растения нет. Интенсивность поглощения пестицидов растениями может определяться типом почвы. Чем выше сорбционная способность почв, тем меньше пестицидов поглощается растениями. Усвоение пестицидов растениями зависит также от типа самой культуры, строения и свойств пестицида. При выборе пестицида должен быть решен вопрос нормирования остаточных количеств препаратов в продуктах питания.

Искусственное внесение в почву различных веществ в качестве удобрений должно осуществляться очень осторожно и требует всесторонней качественной оценки. Рассмотрим только один пример, когда недоучет какого-либо фактора может привести к глобальным катастрофам. В настоящее время для повышения урожайности широко используется в качестве удобрения хлористый калий (КСl). А калий состоит из двух изотопов, один из которых, калий-40, является радиоактивным. Правда, содержание его во всем калии не выше одной сотой доли процента. Без всесторонней оценки кажется, что радиоактивного калия очень мало, все требуемые параметры, в том числе и ПДК, учтены и данное удобрение можно применять в широких масштабах. Но рассмотрим эту проблему более глубоко, с точки зрения влияния радиоактивности на наши будущие поколения. Только в нашей стране ежегодно вносят в почву 6 млн. т. удобрений, в которых содержится 4,5 млн. кюри радиоактивного калия. Если бы период полураспада был небольшим, то радиоактивность успевала бы рассеиваться, как это наблюдается у короткоживущих изотопов. Тогда такой радиоактивный распад не влиял бы в будущем на здоровье будущих поколений. Но у калия-40 период полураспада равен 1,3 миллиарда лет, его радиоактивность практически не рассеивается, а, наоборот, в связи с ежегодным «удобрением» возрастает вдвое. Применение таких удобрений может привести со временем к нарушению равновесия и глобальным изменениям даже в животном и растительном мире. Поэтому одной из важнейших задач является нормирование применения химических веществ, попадающих в почву, и всесторонняя оценка влияния их на организм по звеньям биологической цепи.

Самоочищение почв протекает очень медленно, можно сказать, что практически самоочищение почв не происходит, поэтому вредные веществ, внесенные в почву, в ней накапливаются, переходят в растения и движутся по трофическим цепям, конечным звеном которых часто является человек.

Главная причина почвенного загрязнения – деятельность человека, порой безграмотная и беспечная. В результате влияния антропогенного фактора, в частности неправильной эксплуатации земельных угодий, ежегодно теряется немалая доля плодородного слоя, которая подвергается эрозии. Так, за последние 100 лет процесс эрозии захватил 27 % от общей площади земель, занятых под сельскохозяйственные угодья. Загрязнением почвы называют попадание в неё различных химических веществ, отходов в количествах, превышающих норму, необходимую для участия в биологическом круговороте грунтовых экосистем. Источники загрязнения Основные загрязнители почвы классифицируются следующим образом: Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия В этой категории источников загрязнения почвы преобладает обычный бытовой мусор, выбрасываемый из домов и учреждений. Это различные остатки пищевых продуктов; обломки стройматериалов; отходы, оставшиеся после проведения ремонтных работ и т. д. Всё это вывозится на свалки, которые стали бичом нашего времени. Простое сжигание этих отходов на свалках приводит к двойной проблеме: во-первых, происходит засорение огромных территорий, а во-вторых, почва пропитывается ядовитыми веществами, образующимися в результате горения. Промышленные предприятия Любое промышленное предприятие производит множество различных отходов. Самые опасные среди них – токсические вещества, которые, попадая в почву, негативно влияют на живые организмы. К примеру, деятельность предприятий металлургической промышленности сопровождается сбросом солей тяжёлых металлов, а машиностроительной – цианидов, соединений мышьяка и бериллия. Свинец, ртуть кадмий - три наиболее опасных металла. Загрязнение тяжелыми металлами опасно тем, что они накапливаются в организме человека и животных. Производство изделий из пластмасс образует отходы, которые содержат фенол, бензол, а при производстве синтетического каучука в почву попадают вредные отходы катализаторов, оседающие на почве и растениях. Особо стоит выделить проблему загрязнения нефтью и нефтепродуктами. Массовые разливы нефти называются уже экологическими катастрофами. Также возможны аварийные выбросы, которые сопровождаются оседанием вредных токсичных веществ, так происходят техногенные загрязнения почвы. Транспорт Растущее число транспортных средств увеличивает выбросы оксидов азота, свинца, углеводорода. Попадая в почву, эти вещества вовлекаются в круговорот, который связан с пищевыми цепями. Кроме того, транспорт значительно уменьшает общую площадь используемых земель, в том числе и плодородных участков. Ускоряется процесс эрозии почвы, а для восстановления плодородного слоя глубиной в 1 см понадобится сто лет. Сельское хозяйство Источником загрязнений сельскохозяйственных угодий являются минеральные удобрения, ядохимикаты, некоторые из которых содержат в своём составе ртуть и другие тяжёлые металлы. Также на протяжении нескольких десятилетий для борьбы с вредителями и сорняками в сельском хозяйстве применяются различные пестициды, которые накапливаются в почве и сохраняются там длительное время. Выпахивание земель приводит к увеличению процесса эрозии почвы, чрезмерный выпас уничтожает травяной покров, что, в свою очередь, приводит к опустыниванию земель. Ежегодно в пустыню превращается около 6 миллионов га природных почв. Вырубка лесных массивов способствует обеднению биогенного состава земель и эрозии. Регулярное орошение также отрицательно влияет на почву: происходит её засоление. Деятельность человека, а также некоторые природные факторы приводят к истощению и деградации почв.

Почва - это особенное природное образование, обеспечивающее рост деревьев, сельскохозяйственных культур и других растений. Сложно себе представить жизнь без наших Но как современный человек относится к грунтам? Сегодня загрязнение человеком почвы достигло колоссальных масштабов, поэтому почвы нашей планеты остро нуждаются в защите и охране.

Почва - что это?

Охрана почв от загрязнения невозможна без четкого понимания, что такое почва и как она образуется. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

Почва (или грунт) - это особое природное образование, обязательный компонент любой экосистемы. Он формируется в верхнем слое материнской горной породы, под действием солнца, воды, а также растительности. Почва - это некий мост, звено, которое связывает биотические и абиотические компоненты ландшафта.

Основные процессы, в результате которых образуется почва, это выветривание и жизнедеятельность живых организмов. В результате процессов механического выветривания материнская порода разрушается и постепенно измельчается, а живые организмы наполняют эту неживую массу

Загрязнение человеком почвы - это одна из главнейших проблем современной экологии и природопользования, которая особенно заострилась во второй половине ХХ века.

Структура почвы

Любая почва состоит из 4-х главных компонентов. Это:

горная порода (основа грунта, около 50% общей массы);
вода (около 25%);
воздух (около 15%);
органические вещества (гумус, до 10%).

В зависимости от соотношения этих компонентов в грунте, выделяются следующие :

каменистые;
глинистые;
песчаные;
гумусовые;
солончаковые.

Ключевым свойством почвы, которое отличает ее от любого другого компонента ландшафта, является ее плодородность. Это уникальное свойство, удовлетворяющее растения в необходимых питательных веществах, влаге и воздухе. Таким образом, почва обеспечивает биологическую продуктивность всей растительности и урожайность сельскохозяйственных культур. Вот почему загрязнение почвы и воды является настолько острой проблемой на планете.

Исследования почвенного покрова

Исследованиями почв занимается особая наука - почвоведение , основателем которой считают Василия Докучаева - ученого с мировым именем. Именно он, еще в конце XIX века, первый отметил, что почвы распространяются по вполне закономерно (широтная зональность почв), а также назвал четкие морфологические признаки грунта.

В. Докучаев рассматривал грунт, как целостное и самостоятельное природное образование, что до него не делал никто из ученых. Самая известная работа ученого - "Русский чернозем" 1883 года - является настольной книгой для всех современных почвоведов. В. Докучаев провел тщательные исследования грунтов степной зоны современной России и Украины, результаты которых легли в основу книги. В ней автор выделил основные материнская порода, рельеф, климат, возраст и растительный мир. Ученый дает весьма интересное определение понятию: "почва есть функция от материнской породы, климата и организмов, умноженная на время".

После Докучаева изучением грунтов активно занимались и другие известные ученые. Среди них: П. Костычев, Н. Сибирцев, К. Глинка и другие.

Значение и роль почвы в жизни человека

Фраза "земля-кормилица", которую мы слышим очень часто, не является символичной или метафоричной. Это действительно так. Это главный источник продовольствия для человечества, который, так или иначе, дает около 95% всех продуктов питания. Общая площадь всех земельных ресурсов нашей планеты составляет на сегодня 129 миллионов км 2 площади суши, из которых 10% занимают пахотные земли, а еще 25% - сенокосы и пастбища.

Изучать почвы начали только в XIX веке, но люди знали о прекрасном их свойстве - о плодородности, с самых древних времен. Именно почве обязаны своим существованием все растительные и животные организмы на Земле, включая и человека. Ведь не случайно самыми густонаселенными территориями планеты являются области с самыми плодородными почвами.

Почвы - это главный ресурс сельскохозяйственного производства. Множество конвенций и деклараций, принятых на международном уровне, призывают рационально и бережно относиться к почве. И это очевидно, ведь тотальное загрязнение земель и почв ставит под угрозу существование всего человечества на планете.

Важнейший элемент географической отвечающий за все процессы в биосфере. Почва аккумулирует в себе огромное количество органических веществ и энергии, выполняя, тем самым, роль гигантского биологического фильтра. Это - ключевое звено биосферы, разрушение которого нарушит всю ее функциональную структуру.

В XXI столетии нагрузка на почвенный покров выросла в несколько раз, а проблема загрязнения почвы выходит в ранг первостепенной и глобальной. Стоит отметить, что решение этой проблемы зависит от согласованности действий всех государств мира.

Загрязнение земель и почв

Загрязнением почвы называют процесс деградации почвенного покрова, при котором значительно увеличивается содержание в нем химических веществ. Индикаторами этого процесса становятся живые организмы, в частности, растения, которые первыми страдают от нарушения природного состава почвы. При этом реакция растений зависит от уровня их чувствительности к подобным изменениям.

Следует отметить, что в нашем государстве предусмотрена уголовная ответственность за загрязнение человеком земель. В частности, статья 254 Уголовного кодекса РФ звучит как "Порча земли".

Типология загрязнителей почвы

Основные загрязнения почвы начались в ХХ веке с бурным развитием промышленного комплекса. Под загрязнением почв понимают внесение в грунт нетипичных для него компонентов - так называемых "загрязнителей". Они могут пребывать в любом агрегатном состоянии - жидком, твердом, газообразном или комплексном.

Все почвенные загрязнители можно поделить на 4 группы:

органические ароматические углеводороды, хлорсодержащие вещества, фенолы, органические кислоты, нефтепродукты, бензин, лаки и краски);
неорганические (тяжелые металлы, асбест, цианиды, щелочи, неорганические кислоты и прочие);
радиоактивные;
биологические (бактерии, патогенные микроорганизмы, водоросли и т.п.).

Таким образом, основные загрязнения почвы осуществляются именно при помощи этих и некоторых других загрязнителей. Повышенное содержание данных веществ в грунте может привести к негативным и необратимым последствиям.

Источники загрязнения земель

На сегодняшний день можно назвать большое количество таких источников. И число их с каждым годом только увеличивается.

Перечислим основные источники загрязнения почв:

Жилые дома и коммунальные службы. Это главный источник загрязнения земель в городах. В этом случае загрязнение человеком почвы происходит через бытовые отходы, остатки пищи, строительный мусор и предметы домашнего обихода (старая мебель, одежда и т.п.). В крупных городах вопрос "куда девать мусор?" превращается в настоящую трагедию для городских властей. Поэтому на окраинах городов вырастают огромные километровые свалки, куда свозится весь бытовой мусор. В развитых странах Запада уже давно внедрена практика переработки мусора на специальных установках и заводах. Причем на этом там зарабатываются немалые деньги. В нашей стране пока такие случаи, увы, единичны.
Фабрики и заводы. В этой группе основные источники загрязнения почв - это химическая, горнодобывающая и машиностроительная отрасль. Цианиды, мышьяк, стирол, бензол, сгустки полимеров, сажа - все эти страшные вещества попадают в грунт в районе крупных промышленных предприятий. Большой проблемой нынче также является проблема утилизации автомобильных шин, выступающих причиной больших пожаров, которые очень трудно потушить.
Транспортный комплекс. Источники загрязнения земель в данном случае - свинец, углеводород, сажа, а также оксиды азота. Все эти вещества выделяются в процессе работы двигателей внутреннего сгорания, затем оседают на поверхность земли и впитываются растениями. Таким образом, они попадают и в почвенный покров. При этом степень загрязнения почвы будет максимально высокой вдоль крупных шоссе и возле автомобильных развязок.
Получая от земли продукты питания, мы в то же время отравляем ее, как бы парадоксально это ни звучало. Загрязнение человеком почвы здесь происходит через внесение в землю удобрений и химикатов. Именно так в грунт попадают страшные для него вещества - ртуть, пестициды, свинец и кадмий. Кроме того, излишки химикатов могут смываться с полей дождями, попадая в постоянные водотоки и подземные воды.
Радиоактивные отходы. Очень большую опасность несет в себе загрязнение почвы отходами ядерной промышленности. Мало кто знает, что во время ядерных реакций на АЭС около 98-99% топлива уходит в отходы. Это продукты расщепления урана - цезий, плутоний, стронций и другие элементы, которые необычайно опасны. Очень большой проблемой для нашей страны является захоронение этих радиоактивных отходов. Каждый год в мире образуется около 200 тысяч кубометров ядерных отходов.

Основные виды загрязнений

Загрязнение грунтов может быть природным (например, при извержении вулканов), или же антропогенным (техногенным), когда загрязнение происходит по вине человека. В последнем случае в грунт попадают вещества и продукты, не свойственные природной среде и негативно влияющие на экосистемы и природные комплексы.

Процесс классификации видов загрязнения грунта очень сложный, в разных источниках подаются разные классификации. Но все же основные виды загрязнений почвы можно представить следующим образом.

Бытовое загрязнение почв - это загрязнение почв мусором, отходами и выбросами. В эту группу входят загрязнители разного характера и в разном агрегатном состоянии. Они могут быть как жидкими, так и твердыми. В целом, этот вид загрязнения не слишком опасен для почвы, однако чрезмерное накопление бытовых отходов засоряет местность и препятствует нормальному росту растений. Наиболее остро проблема бытового загрязнения почв стоит в мегаполисах и крупных городах, а также в поселках с неналаженной системой вывоза мусора.

Химическое загрязнение почв - это, в первую очередь, загрязнение тяжелыми металлами, а также пестицидами. Этот тип загрязнения уже представляет большую опасность и для человека. Ведь тяжелые металлы обладают свойством накапливаться в живом организме. Грунты загрязняются такими видами тяжелых металлов, как свинец, кадмий, хром, медь, никель, ртуть, мышьяк и марганец. Большим загрязнителем почв выступает бензин, в котором содержится очень ядовитое вещество - тетраэтилсвинец.

Пестициды - также очень опасные вещества для почвы. Главным источником пестицидов является современное сельское хозяйство, которое активно применяет эти химические вещества в борьбе с жуками и вредителями. Поэтому пестициды аккумулируются в грунтах в огромном количестве. Для животных и человека они не менее опасны, чем тяжелые металлы. Так, был запрещен высокотоксичный и очень устойчивый препарат ДДТ. Он способен не разлагаться в почве на протяжении десятков лет, ученые находили его след даже в Антарктике!

Пестициды очень губительны для грунтовой микрофлоры: бактерий и грибов.

Радиоактивное загрязнение почв - это загрязнение грунтов отходами атомных электростанций. Радиоактивные вещества крайне опасны, так как они легко проникают в пищевые цепочки живых организмов. Самым опасным радиоактивным изотопом считается стронций-90, который характеризуется высоким выходом во время ядерного деления (до 8%), а также большим (28 лет) периодом полураспада. К тому же он весьма подвижен в грунте и способен откладываться в костной ткани человека и различных живых организмов. Среди других опасных радионуклидов также можно назвать цезий-137, церий-144, хлор-36.

Вулканическое загрязнение почв - этот вид загрязнения относится к группе природных. Он заключается в попадании в почву токсических веществ, сажи и продуктов горения, которое происходит в результате извержения вулканов. Это очень редкий вид почвенного загрязнения, который характерен лишь для отдельных небольших территорий.

Микотоксическое загрязнение почв - также не является техногенным и имеет природное происхождение. Источником загрязнения здесь выступают некоторые виды грибов, которые выделяют опасные вещества - микотоксины. Стоит отметить, что эти вещества представляют такую же большую опасность для живых организмов, как и все остальные, вышеперечисленные.

Эрозия грунтов

Крупной проблемой для сохранности плодородного слоя почв была и остается эрозия. Ежегодно она "съедает" большие площади плодородного грунта, при этом скорость природного восстановления почвенного покрова значительно ниже скорости процессов эрозии. Ученые уже досконально изучили особенности этих процессов и нашли меры борьбы с ними.

Эрозия может быть:

водная
ветровая

Очевидно, что в первом случае ведущим фактором эрозии выступает текучая вода, а во втором - ветер.

Более распространена и опасна водная эрозия. Она начинается с появления на земной поверхности маленькой, едва заметной промоины, но после каждого сильного дождя эта промоина будет расширяться и увеличиваться в размерах, пока не превратится в настоящий ров. За один только летний период на абсолютно ровной поверхности может возникнуть ров глубиной в 1-2 метра! Следующая стадия водной эрозии - это формирование оврага. Эта форма рельефа отличается большой глубиной и ветвистой структурой. Овраги катастрофическим образом уничтожают поля, луга и пастбища. Если с оврагом не вести борьбу, он, рано или поздно, превратится в балку.

Водноэрозионные процессы более активны в степном регионе с пересеченной местностью, где крайне мало растительности.

Причиной ветровой эрозии служат бури и суховеи, которые способны выдувать до 20 сантиметров верхнего (самого плодородного) шара почвы. Ветер переносит частички грунта на большие расстояния, образуя в определенных местах наносы высотой до 1-2 метров. Чаще всего они образуются вдоль посадок и лесополос.

Оценка уровня загрязнения почвы

Для проведения комплекса мероприятий по охране почвенного покрова очень важна адекватная оценка загрязнения почв. Она рассчитывается путем сложных математических вычислений, после проведения комплекса детальных химических и экологических исследований. Оценка представлена комплексным показателем загрязнения Z с.

Оценка загрязнения почв осуществляется с учетом нескольких важных факторов:

специфика источников загрязнения;
комплекс химических элементов - загрязнителей почвы;
приоритетность загрязнителей, согласно списку ПДК веществ;
характер и условия землепользования.

Исследователи выделяют несколько уровней загрязнения грунта, а именно:

Допустимый (Z с менее 16).
Умеренно опасный (Z с от 16 до 38).
Опасный (Z с от 38 до 128).
Крайне опасный (Z с более 128).

Охрана почв

В зависимости от источника загрязнения и интенсивности его влияния, разработаны специальные мероприятия по охране почвенного покрова. К таковым мерам относятся:

Законодательные и административные (принятие соответствующих законов в сфере охраны почв, и контроль над их выполнением).
Технологические (создание безотходных систем производства).
Санитарные (сбор, обеззараживание и утилизация отходов и загрязнителей почвы).
Научные (разработка новых технологий очистных сооружений, оценка и мониторинг состояния почв).
Лесомелиоративные и противоэрозионные (это мероприятия по посадке специальных полезащитных лесополос вдоль полей, строительство гидротехнических сооружений и правильная высадка сельскохозяйственных культур).

Заключение

Почвы России - это колоссальное богатство, благодаря которому мы имеем продукты питания, а производство обеспечено необходимым сырьем. Грунт формировался на протяжении многих веков. Именно поэтому охрана почв от загрязнения - это важнейшая задача государства.

На сегодня существует большое количество источников загрязнения почвы: это транспорт, промышленность, города, коммунальные службы, атомные электростанции, сельское хозяйство. Задача ученых, государственных властей и общественных деятелей общая - защитить почвы от вредного воздействия всех этих факторов или хотя бы минимизировать их вредное влияние на грунты.

Введение

1. Общая характеристика понятия и структуры почвы

1.1 Понятие и структура почвы

1.2 Виды загрязнений почвы

2. Приоритетные вещества – загрязнители почвы и методы контроля загрязнений почвы

2.1 Понятие и виды приоритетных веществ – загрязнителей почвы

2.2 Характеристика приоритетных веществ – загрязнителей почвы

2.3 Методы контроля загрязнений почвы

Заключение

Список используемых источников

Введение

Актуальность исследования приоритетных веществ – загрязнителей почвы и методов контроля загрязнений почвы обусловлена тем, что почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.

Цель работы – исследование приоритетных веществ – загрязнителей почвы и методов контроля загрязнений почвы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

Определить понятие и структуру почвы;

Охарактеризовать виды загрязнений почвы;

Изучить понятие и виды приоритетных веществ – загрязнителей почвы;

Произвести характеристику приоритетных веществ – загрязнителей почвы;

Выявить методы контроля загрязнений почвы.

Структура работы: введение, две главы, разделенные на подпункты, заключение, список используемых источников.

1. Общая характеристика понятия и структуры почвы

1.1 Понятие и структура почвы

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 15 млн. км 2 (10% суши), сенокосы и пастбища- 37,4 млн. км 2 (25% суши). Общая пахотнопригодность земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км.

Представления о почве, как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами появились лишь в конце XIX в., благодаря В. В. Докучаеву, - основоположнику современного почвоведения. Он создал учение о зонах природы, почвенных зонах, факторах почвообразования.

Почва - это особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Почва - это та среда, где взаимодействует большая часть элементов биосферы: вода, воздух, живые организмы. Почву можно определить как продукт выветривания, реорганизации и формирования верхних слоев земной коры под влиянием живых организмов, атмосферы и обменных процессов.

Почва состоит из нескольких горизонтов (слоев с одинаковыми признаками), возникающих в результате сложного взаимодействия материнских горных пород, климата, растительных и животных организмов (особенно бактерий), рельефа местности. Для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов почв к нижним.

Горизонт A l - темно-окрашенный, содержащий гумус, обогащен минеральными веществами и имеет для биогенных процессов наибольшее значение.

Горизонт А 2 - элювиальный слой, имеет обычно пепельный, светло-серый или желтовато-серый цвет.

Горизонт В - элювиальный слой, обычно плотный, бурый или коричневой окраски, обогащенный коллоидно-дисперсными минералами.

Горизонт С - измененная почвообразующими процессами материнская порода.

Горизонт В - исходная порода.

Поверхностный горизонт состоит из остатков растительности, составляющих основу гумуса, избыток или недостаток которого определяет плодородие почвы.

Гумус - органическое вещество, наиболее устойчивое к разложению и поэтому сохраняющееся после того, как основной процесс разложения уже завершен. Постепенно гумус также минерализуется до неорганического вещества. Перемешивание гумуса с почвой придает ей структуру. Обогащенный гумусом слой называется пахотным, а нижележащий слой - подпахотным. Основные функции гумуса сводятся к серии сложных обменных процессов, в которых участвуют не только азот, кислород, углерод и вода, но и различные минеральные соли, присутствующие в почве. Под гумусовым горизонтом располагается подпочвенный слой, соответствующий выщелоченной части почвы, и горизонт, отвечающий материнской породе.

Почва состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. В твердой фазе преобладают минеральные образования и различные органические вещества, в том числе гумус, или перегной, а также почвенные коллоиды, имеющие органическое, минеральное или органоминеральное происхождение. Жидкую фазу почвы, или почвенный раствор, составляет вода с растворенными в ней органическими и минеральными соединениями, а также газами. Газовую фазу почвы составляет "почвенный воздух", включающий газы, заполняющие свободные от воды поры .

Важным компонентом почвы, способствующим изменению ее физико-химических свойств, является ее биомасса, включающая кроме микроорганизмов (бактерии, водоросли, грибы, одноклеточные) еще и червей и членистоногих.

Образование почв происходит на Земле с момента возникновения жизни и зависит от многих факторов:

Субстрат, на котором образуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почв (пористость, водоудерживающая способность, рыхлость и т. д.). Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность перемешивания веществ, минералогический и химический составы, первоначальное содержание элементов питания, тип почвы.

Растительность - зеленые растения (основные создатели первичных органических веществ). Поглощая из атмосферы углекислоту, из почвы воду и минеральные вещества, используя энергию света, они создают органические соединения, пригодные для питания животных.

С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий органическое вещество разлагается, превращаясь в почвенный гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть почвы. Неразложившийся растительный материал создает благоприятные условия для действия почвенной фауны и микроорганизмов (устойчивый газообмен, тепловой режим, влажность).

Животные организмы, выполняющие функцию преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви и Др.), питающиеся мертвыми органическими веществами, влияют на содержание гумуса, мощность этого горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.

Микроорганизмы (бактерии, одноклеточные водоросли, вирусы) разлагающие сложные органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями.

Одни группы микроорганизмов участвуют в превращениях углеводов и жиров, другие - азотистых соединений. Бактерии, поглощающие молекулярный азот воздуха, называют азотофиксирующими. Благодаря их деятельности, атмосферный азот могут использовать (в виде нитратов) другие живые организмы. Почвенные микроорганизмы принимают участие в разрушении токсических продуктов обмена высших растений, животных и самих микроорганизмов в синтезе витаминов, необходимых для растений и почвенных животных.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования - рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.

Основное свойство почвы - плодородие. Оно связано с качеством почв. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы :

Аридизация суши - комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв, разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия - смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1-2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. В настоящее время не менее 50% площади орошаемых земель засолено, потеряны миллионы ранее плодородных земель. Особое место среди почв занимают пахотные угодья, т. е. земли, обеспечивающие питание человека. По заключению ученых и специалистов, для питания одного человека следует обрабатывать не менее 0,1 га почвы. Рост численности жителей Земли напрямую связан с площадью пахотных земель, которая неуклонно сокращается. Так в РФ за последние 27 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась на 12,9 млн. га, из них пашни - на 2,3 млн. га, сенокосов - на 10,6 млн. га. Причинами этого являются нарушение и деградация почвенного покрова, отвод земель под застройку городов, посёлков и промышленных предприятий.

На больших площадях происходит снижение продуктивности почв из-за уменьшения содержания гумуса, запасы которого за последние 20 лет сократились в РФ на 25-30%, а ежегодные потери составляют 81,4 млн. т. Земля сегодня может прокормить 15 млрд. человек. Бережное и грамотное обращение с землей сегодня стало самой актуальной проблемой .

Из сказанного следует, что почва включает минеральные частицы, детрит, множество живых организмов, т. е. почва - это сложная экосистема, обеспечивающая рост растений. Почвы - это медленно возобновляемый ресурс. Процессы почвообразования протекают очень медленно, со скоростью от 0,5 до 2 см за 100 лет. Мощность почвы невелика: от 30 см в тундре до 160 см - в западных черноземах. Одна из особенностей почвы - естественное плодородие - формируется очень длительное время, а уничтожение плодородия происходит всего за 5-10 лет. Из сказанного следует, что почва менее подвижна по сравнению с другими абиотическими составляющими биосферы.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении их плодородия.

1.2 Виды загрязнений почвы

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают шесть степеней загрязнения почв (0-5) по признаку снижения их продуктивности, количества производимой биомассы, а повидам загрязнений различают четыре класса веществ-загрязнителей: физические, химические, биологические и радиоактивные.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы :

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами.

Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д .

2. Приоритетные вещества – загрязнители почвы и методы контроля загрязнений почвы

2.1 Понятие и виды приоритетных веществ – загрязнителей почвы

Приоритетный компонент загрязнения почвы - вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь.

Перечень приоритетных веществ – загрязнителей почвы приводится в методических указаниях МУ 2.1.7.730-99 № МУ 2.1.7.730-99 . Данный документ является нормативно - методической базой для осуществления государственного санитарно - эпидемиологического надзора за санитарным состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон и отдельных учреждений. Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.

Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно - экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.

Использование единых методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровней загрязнения почв.

Оценка опасности загрязненной почвы населенных пунктов определяется :

1) эпидемической значимостью;

2) ролью ее как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при непосредственном контакте с человеком.

Санитарная характеристика почв населенных мест основывается на лабораторных санитарно - химических, санитарно - бактериологических, санитарно - гельминтологических, санитарно - энтомологических показателях.

Определение приоритетности компонентов загрязнения производится в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почва» . Классификация химических веществ для контроля загрязнения (Таблица 1.)

Таблица 1. Классификация химических веществ для контроля загрязнения

Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, т.к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.

Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально:

Транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение,

Миграционный водный характеризует способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники,

Миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмосферный воздух,

Общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК.

Основные приоритетные ( обязательные для всех субъектов Российской Федерации) показатели – это ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк;

Дополнительные (для территорий с развитой промышленностью, для проведения комплексной гигиенической оценки на определенных территориях) – это никель, медь, хром, марганец, кобальт; ванадий, бенз(а)пирен, фтор.

Источники поступления приоритетных загрязнителей почвы можно представить в виде таблицы 2.

Таблица 2. Возможное поступление металлов в биосферу при исчерпании достоверных запасов руд, угля, торфа, млн. тонн

2.2 Характеристика приоритетных веществ – загрязнителей почвы

Всевозрастающее внимание к охране окружающей среды вызвал особый интерес к вопросам воздействия на почву тяжелых металлов, которые в первую очередь относятся в приоритетным веществам – загрязнителям почвы.

С исторической точки зрения интерес к этой проблеме появился с исследованием плодородия почв, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь, цинк, молибден и, возможно, кобальт, очень важны для жизни растений и, следовательно, для животных и человека.

Они известны и под названием микроэлементов, потому, что необходимы растениям в малых количествах. К группе микроэлементов относятся также металлы, содержание которых в почве довольно высокое, например, железо, которое входит в состав большинства почв и занимает четвертое место в составе земной коры (5%) после кислорода (46,6%), кремния (27,7%) и алюминия (8,1%) .

Все микроэлементы могут оказывать отрицательное влияние на растения, если концентрация их доступных форм превышает определенные пределы. Некоторые тяжелые металлы, например, ртуть, свинец и кадмий, которые, по всей видимости, не очень важны для растений и животных, опасны для здоровья человека даже при низких концентрациях.

Выхлопные газы транспортных средств, вывоз в поле или станции очистки сточных вод, орошение сточными водами, отходы, остатки и выбросы при эксплуатации шахт и промышленных площадок, внесение фосфорных и органических удобрений, применение пестицидов и т.д. привели к увеличению концентраций тяжелых металлов в почве.

До тех пор, пока тяжелые металлы прочно связаны с составными частями почвы и труднодоступны, их отрицательное влияние на почву и окружающую среду будет незначительным. Однако, если почвенные условия позволяют перейти тяжелым металлам в почвенный раствор, появляется прямая опасность загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а также в организм человека и животных, потребляющие эти растения. Кроме того, тяжелые металлы могут быть загрязнителями растений и водоемов в результате использования сточных ила вод. Опасность загрязнения почв и растений зависит: от вида растений; форм химических соединений в почве; присутствия элементов противодействующих влиянию тяжелых металлов и веществ, образующих с ними комплексные соединения; от процессов адсорбции и десорбции; количества доступных форм этих металлов в почве и почвенно-климатических условий. Следовательно, отрицательное влияние тяжелых металлов зависит, по существу, от их подвижности, т.е. растворимости.

Тяжелые металлы в основном характеризуются переменной валентностью, низкой растворимостью их гидроокисей, высокой способностью образовывать комплексные соединения и, естественно, катионной способностью.

К факторам, способствующим удержанию тяжелых металлов почвой относятся: обменная адсорбция поверхности глин и гумуса, формирование комплексных соединений с гумусом, адсорбция поверхностна и окклюзирование (растворяющие или поглощающие способности газов расплавленными или твердыми металлами) гидратированными окислами алюминия, железа, марганца и т.д., а также формирование нерастворимых соединений, особенно при восстановлении.

Тяжелые металлы в почвенном растворе встречаются как в ионной так и в связанной формах, которые находятся в определенном равновесии (рис. 1).

На рисунке Л р – растворимые лиганды, какими являются органические кислоты с малым молекулярным весом, а Л н – нерастворимые. Реакция металлов (М) с гумусовыми веществами включает частично и ионный обмен.

Конечно, в почве могут присутствовать и другие формы металлов, которые не участвуют непосредственно в этом равновесии, например, металлы из кристаллической решетки первичных и вторичных минералов, а также металлы из живых организмов и их отмерших остатков.

Наблюдение за изменением тяжелых металлов в почве невозможно без знания факторов, определяющих их подвижность. Процессы передвижения удержания, обуславливающие поведение тяжелых металлов в почве, мало чем отличаются от процессов, определяющих поведение других катионов. Хотя тяжелые металлы иногда обнаруживаются в почвах в низких концентрациях, они формируют устойчивые комплексы с органическими соединениями и вступают в специфические реакции адсорбции легче, чем щелочные и щелочноземельные металлы.

Миграция тяжелых металлов в почвах может происходить с жидкостью и суспензией при помощи корней растений или почвенных микроорганизмов. Миграции растворимых соединений происходит вместе с почвенным раствором (диффузия) или путем перемещения самой жидкости. Вымывание глин и органического вещества приводит к миграции всех связанных с ними металлов. Миграция летучих веществ в газообразной форме, например, диметила ртути, носит случайный характер, и этот способ перемещения не имеет особого значения. Миграция в твердой фазе и проникновение в кристаллическую решетку являются больше механизмом связывания, чем перемещения.

Тяжелые металлы могут быть внесены или адсорбированы микроорганизмами, которые в свою очередь, способны участвовать в миграции соответствующих металлов.

Дождевые черви и другие организмы могут содействовать миграции тяжелых металлов механическим или биологическим путями, перемешивая почву или включая металлы в свои ткани.

Из всех видов миграции самая важная – миграция в жидкой фазе, потому что большинство металлов попадает в почву в растворимом виде или в виде водной суспензии и фактически все взаимодействия между тяжелыми металлами и жидкими составными частями почвы происходит на границе жидкой и твердой фаз.

Тяжелые металлы в почве через трофическую цепь поступают в растения, а затем потребляются животными и человеком. В круговороте тяжелых металлов участвуют различные биологические барьеры, вследствие чего происходит выборочное бионакопление, защищающее живые организмы от избытка этих элементов. Все же деятельность биологических барьеров ограничена, и чаще всего тяжелые металлы концентрируются в почве. Устойчивость почв к загрязнению ими различна в зависимости от буферности.

Почвы с высокой адсорбционной способностью соответственно и высоким содержанием глин, а также органического вещества могут удерживать эти элементы, особенно в верхних горизонтах. Это характерно для карбонатных почв и почв с нейтральной реакцией. В этих почвах количество токсических соединений, которые могут быть вымыты в грунтовые воды и поглощены растениями, значительно меньше, чем в песчаных кислых почвах. Однако при этом существует большой риск в увеличении концентрации элементов до токсичной, что вызывает нарушение равновесия физических, химических и биологических процессов в почве. Тяжелые металлы, удерживаемые органической и коллоидной частями почвы, значительно ограничивают биологическую деятельность, ингибируют процессы иттрификации, которые имеют важное значение для плодородия почв.

Песчаные почвы, которые характеризуются низкой поглотительной способностью, как и кислые почвы очень слабо удерживают тяжелые металлы, за исключением молибдена и селена. Поэтому они легко адсорбируются растениями, причем некоторые из них даже в очень малых концентрациях обладают токсичным воздействием.

Содержание цинка в почве колеблется от 10 до 800 мг/кг, хотя чаще всего оно составляет 30-50 мг/кг. Накопление избыточного количества цинка отрицательно влияет на большинство почвенных процессов: вызывает изменение физических и физико-химических свойств почвы, снижает биологическую деятельность. Цинк подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, вследствие чего нарушаются процессы образования органического вещества в почвах. Избыток цинка в почвенном покрове затрудняет ферментацию разложения целлюлозы, дыхания, действия уреазы.

Тяжелые металлы, поступая из почвы в растения, передаваясь по цепям питания, оказывают токсическое действие на растения, животных и человека.

Среди наиболее токсичных элементов прежде всего следует назвать ртуть, которая представляет наибольшую опасность в форме сильнотоксичного соединения – метилртути. Ртуть попадает в атмосферу при сжигании каменного угля и при испарении вод из загрязненных водоемов. С воздушными массами она может переноситься и откладываться на почвах в отдельных районах. Исследования показали, что ртуть хорошо сорбируется в верхних сантиметрах перегнойно-аккумулятивного горизонта разных типов почв суглинистого механического состава. Миграция ее по профилю и вымывание за пределы почвенного профиля в таких почвах незначительна. Однако в почвах легкого механического состава, кислых и обедненных гумусом процессы миграции ртути усиливаются. В таких почвах проявляется также процесс испарения органических соединений ртути, которые обладают свойствами летучести.

При внесении ртути на песчаную, глинистую и торфяную почвы из расчета 200 и 100 кг/га урожай на песчаной почве полностью погиб не зависимо от уровня известкования. На торфяной почве урожай понизился. На глинистой почве произошло снижение урожая только при низкой дозе извести.

Свинец также обладает способностью передаваться по цепям питания, накапливаясь в тканях растений, животных и человека. Доза свинца, равная 100 мг/кг сухого веса корма, считается летальной для животных.

Свинцовая пыль оседает на поверхности почв, адсорбируется органическими веществами, передвигается по профилю с почвенными растворами, но выносится за пределы почвенного профиля в небольших количествах.

Благодаря процессам миграции в условиях кислой среды образуются техногенные аномалии свинца в почвах протяженностью 100 м. Свинец из почв поступает в растения и накапливается в них. В зерне пшеницы и ячменя количество его в 5-8 раз превышает фоновое содержание, в ботве, картофеле – более чем в 20 раз, в клубнях – более чем в 26 раз.

Кадмий, подобно ванадию и цинку, аккумулируется гумусовой толще почв. Характер его распределения в почвенном профиле и ландшафте, видимо, имеет много общего с другими металлами, в частности с характером распределения свинца.

Однако, кадмий закрепляется в почвенном профиле менее прочно, чем свинец. Максимальная адсорбция кадмия свойственна нейтральным и щелочным почвам с высоким содержанием гумуса и высокой емкостью поглощения. Содержание его в подзолистых почвах может составлять от сотых долей до 1 мг/кг, в черноземах – до 15-30, а в красноземах – до 60 мг/кг.

Многие почвенные беспозвоночные концентрируют кадмий в своих организмах. Кадмий усваивается дождевыми червями, мокрицами и улитками в 10-15 раз активнее, чем свинец и цинк. Кадмий токсичен для сельскохозяйственных растений, и даже, если высокие концентрации кадмия не оказывают заметного влияния на урожай сельскохозяйственных культур, токсичность его сказывается на изменении качества продукции, так как в растениях происходит повышения содержания кадмия.

Мышьяк попадает в почву с продуктами сгорания угля, с отходами металлургической промышленности, с предприятий по производству удобрений. Наиболее прочно мышьяк удерживается в почах, содержащих активные формы железа, алюминия, кальция. Токсичность мышьяка в почвах всем известна. Загрязнение почв мышьяком вызывает, например, гибель дождевых червей. Фоновое содержание мышьяка в почвах составляет сотые доли миллиграмма на килограмм почвы.

Фтор и его соединения находят широкое применение в атомной, нефтяной, химической и др. видах промышленности. Он попадает в почву с выбросами металлургических предприятий, в частности, алюминиевых заводов, а также как примесь при внесении суперфосфата и некоторых других инсектицидов .

Загрязняя почву, фтор вызывает снижение урожая не только благодаря прямому токсическому действию, но и изменяя соотношение питательных веществ в почве. Наибольшая адсорбция фтора происходит в почвах с хорошо развитым почвенным поглощающим комплексом. Растворимые фтористые соединения перемещаются по почвенному профилю с нисходящим током почвенных растворов и могут попадать в грунтовые воды. Загрязнение почвы фтористыми соединениями разрушает почвенную структуру и снижает водопроницаемость почв.

Цинк и медь менее токсичны, чем названные тяжелые металлы, но избыточное их количество в отходах металлургической промышленности загрязняет почву и угнетающе действует на рост микроорганизмов, понижает ферментативную активность почв, снижает урожай растений.

Следует отметить усиление токсичности тяжелых металлов при их совместном воздействии на живые организмы в почве. Совместное воздействие цинка и кадмия оказывает в несколько раз более сильное ингибирующее действие на микроорганизмы, чем при такой же концентрации каждого элемента в отдельности.

Поскольку тяжелые металлы и в продуктах сгорания топлива, и в выбросах металлургической промышленности встречаются обычно в различных сочетаниях, то действие их на природу, окружающую источники загрязнения, бывает более сильным, чем предполагаемое на основании концентрации отдельных элементов.

Вблизи предприятий естественные фитоценозы предприятий становятся более однообразными по видовому составу, так как многие виды не выдерживают повышения концентрации тяжелых металлов в почве. Количество видов может сокращаться до 2-3, а иногда до образования моноценозов.

В лесных фитоценозах первыми реагируют на загрязнения лишайники и мхи. Наиболее устойчив древесный ярус. Однако длительное или высокоинтенсивное воздействие вызывает в нем сухостойкие явления.

2.3 Методы контроля загрязнений почвы

Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на содержание тяжелых металлов. Эффективно также использовать для этих целей ряд косвенных методов: визуальная оценка состояния фитогенезов, анализ распространения и поведения видов – индикаторов среди растений, беспозвоночных и микроорганизмов .

Для выявления пространственных закономерностей проявления загрязнения почв используют сравнительно-географический метод , методы картирования структурных компонентов биогеоценозов, в том числе и почв. Такие карты не только регистрируют уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и соответствующие изменения в напочвенном покрове, но позволяют прогнозировать изменение состояния природной среды.

Расстояние от источника загрязнения для выявления ореола загрязнения может колебаться в значительных пределах и в зависимости от интенсивности загрязнения и силы господствующих ветров может изменяться от сотен метров до десятков километров.

В США на борту ресурсного спутника ЭРТС-1 были установлены датчики для выяснения степени повреждения веймутовой сосны сернистым газом и почвы цинком. Источником загрязнения был цинкоплавильный завод, действующий с дневным выбросом цинка в атмосферу 6,3-9 тонн. Зарегистрирована концентрация цинка, равная 80 тыс. мкг/г в поверхностном слое почвы в радиусе 800 м от завода. Растительность вокруг завода погибла в радиусе 468 гектаров. Сложность использования дистанционного метода заключается в интеграции материалов, в необходимости при расшифровке полученных сведений серии контрольных тестов в районах конкретного загрязнения.

Выявление уровня токсичности тяжелых металлов непросто. Для почв с разными механическими составами и содержанием органического вещества этот уровень будет неодинаков. В настоящее время сотрудниками институтов гигиены предприняты попытки определить ПДК металлов в почве. В качестве тест-растений рекомендованы ячмень, овес и картофель. Токсичным уровень считался тогда, когда происходит снижение урожайности на 5-10%. Предложены ПДК для ртути – 25 мг/кг, мышьяка – 12-15, кадмия – 20 мг/кг. Установлены некоторые губительные концентрации ряда тяжелых металлов в растениях (г/млн.): свинец – 10, ртуть – 0,04, хром – 2, кадмий – 3, цинк и марганец – 300, медь – 150, кобальт – 5, молибден и никель – 3, ванадий – 2 .

Защита почв от загрязнения тяжелыми металлами базируется на совершенствовании производства. Например, на производство 1 т хлора при одной технологии расходуют 45 кг ртути, а при другой – 14-18 кг. В перспективе считают возможным снизить эту величину до 0,1 кг.

Новая стратегия охраны почв от загрязнения тяжелыми металлами заключена также в создании замкнутых технологических систем, в организации безотходных производств.

Отходы химической и машиностроительной промышленности также представляют собой ценное вторичное сырье. Так отходы машиностроительных предприятий являются ценным сырьем для сельского хозяйства из-за фосфора.

В настоящее время поставлена задача обязательной проверки всех возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде их захоронения или уничтожения.

При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами, когда они концентрируются в больших количествах, но в самых верхних сантиметрах почвы, возможно удаление этого слоя почвы и его захоронение.

В последнее время рекомендован ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их токсичность. В ФРГ предложено применение ионообменных смол, образующих хелатные соединения с тяжелыми металлами. Их применяют в кислотной и солевой формах или в смеси той и другой форм.

В Японии, Франции, ФРГ и Великобритании одна из японских фирм запатентовала способ фиксирования тяжелых металлов меркапто-8-триазином. При использовании этого препарата кадмий, свинец, медь, ртуть и никель прочно фиксируются в почве в виде нерастворимой и недоступной для растений форм.

Известкование почв уменьшает кислотность удобрений и растворимость свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Поглощение их растениями резко уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной или слабощелочной среде также не оказывают токсического действия на растения.

Органические удобрения, подобно органическому веществу почв, адсорбируют и удерживают в поглощенном состоянии большинство тяжелых металлов. Внесение органических удобрений в высоких дозах, использование зеленых удобрений, птичьего помета, муки из рисовой соломы снижают содержание кадмия и фтора в растениях, а также токсичность хрома и других тяжелых металлов.

Оптимизация минерального питания растений путем регулирования состава и доз удобрений также снижает токсическое действие отдельных элементов. В Англии в почвах, зараженных свинцом, мышьяком и медью, задержка появления всходов снималась при внесении минеральных азотных удобрений. Внесение повышенных доз фосфора уменьшало токсичное действие свинца, меди, цинка и кадмия. При щелочной реакции среды на заливных рисовых полях внесение фосфорных удобрений вело к образованию нерастворимого и труднодоступного для растений фосфата кадмия.

Однако, известно, что уровень токсичности тяжелых металлов неодинаков для разных видов растений. Поэтому снятие токсичности тяжелых металлов оптимизацией минерального питания должно быть дифференцировано не только с учетом почвенных условий, но и вида и сорта растений.

Среди естественных растений и сельскохозяйственных культур выявлен ряд видов и сортов, устойчивых к загрязнению тяжелыми металлами. К ним относятся хлопчатник, свекла и некоторые бобовые. Совокупность предохранительных мер и мер по ликвидации загрязнения почв тяжелыми металлами дает возможность защитить почвы и растения от токсического их воздействия.

Одно из основных условий охраны почв от загрязнения биоцидами – создание и применение менее токсичных и менее стойких соединений и внесение их в почву и уменьшение доз их внесения в почву. Существует несколько способов, позволяющих уменьшить дозу биоцидов без снижения эффективности их возделывания :

· сочетание применения пестицидов с другими приемами. Интегрированный метод борьбы с вредителями – агротехнический, биологический, химический и т.д. При этом ставится задача не уничтожить целый вид целиком, а надежно защитить культуру. Украинские ученые применяют микробиопрепарат в совокупности с небольшими дозами пестицидов, который ослабляет организм вредителя и делают его более восприимчивым к заболеваниям;

· применение перспективных форм пестицидов. Использование новых форм пестицидов позволяет существенно снизить норму расхода действующего вещества и свести к минимуму нежелательные последствия, в том числе и загрязнение почв;

· чередование применения токсикантов с неодинаковым механизмом действия. Такой способ внесения химических средств борьбы предотвращает появление устойчивых форм вредителей. Для большинства культур рекомендуют 2-3 препарата с неодинаковым спектром действия.

При обработке почвы пестицидами лишь небольшая часть их достигает мест приложения токсического действия растений и животных. Остальная часть накапливается на поверхности почв. Степень загрязнения почв зависит от многих причин и прежде всего от стойкости самого биоцида. Под стойкостью биоцида понимают способность токсиканта противостоять разлагающему действию физических, химических и биологических процессов. Главный критерий детоксиканта – полный распад токсиканта на нетоксичные компоненты.

Биодиагностика техногенного загрязнения почв.Высокая чувствительность почвы к любым негативным и позитивным воздействиям позволяет использовать биологические показатели в качестве параметров биомониторинга .

Биологическая активность - производная совокупности абиотических, биотических и антропогенных факторов почвообразования. В почве зоо- и микробоценозы объединяются в единую систему с продуктами их жизнедеятельности- внеклеточными и внутриклеточными ферментами, а также с абиотическими компонентами почвы.

Основные положения предлагаемой методологии следующие:

· одновременное изучение показателей биологической активности почвы;

· выявление наиболее информативных эколого-биологических показателей и возможного интегрального показателя экологического состояния почвы;

· учет пространственной и временной вариабельности биологических свойств почвы;

· использование сравнительно-географического и профильно-генетического подходов для оценки состояния почвы.

Исследование состояния деградированных почв будет наиболее полным в том случае, если будут определены:

Прямые показатели загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами (валовое содержание тяжелых металлов, содержание их подвижных форм, содержание нефтепродуктов, мощность загрязненного слоя);

Показатели устойчивости к загрязнению тяжелыми металлами и нефтепродуктами (емкость катионного обмена, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, реакция среды);

Биологические показатели изменения свойств почвы под воздействием металлов-загрязнителей и нефтепродуктов (активность почвенных ферментов, например инвертазы, каталазы, интенсивность выделения углекислого газа, целлюлозоразлагающая способность, общая численность почвенных микроорганизмов, структура микробоценоза и др.).

Для практических целей определение всего комплекса показателей весьма трудоемко и требует дорогостоящего оборудования. Более целесообразно определять показатели, объективно отражающие уровень и последствия загрязнения.

Общие закономерности изменения свойств почвы по мере возрастания содержания загрязняющих веществ могут быть сформулированы только на основе экспериментальных материалов. В результате многолетних исследований установлены наиболее информативные показатели биологической активности почвы для биодиагностики и биомониторинга. К ним относятся, прежде всего, биохимические показатели, поскольку они лучше коррелируют с уровнем загрязнения и имеют меньшее варьирование в пространстве и во времени по сравнению с микробиологическими. Из изученных рекомендуется использовать ферментативную активность-активность каталазы, которая является одним из показателей стабилизации почвенных условий. Ее изменение связано с загрязненностью и буферной способностью почвы (рис. 1).

При слабом загрязнении происходит стимуляция окислительно-восстановительных процессов.

В проведенных исследованиях активность каталазы была максимальной при коэффициенте Zc концентрация загрязняющих веществ, равном 2 – 8, при Zc = 32 и более она практически не проявлялась.

При коэффициенте Zc равном 2 – 8, уровень загрязнения является допустимым, при 8 – 32 – средним, при 32 – 64 – высоким, при Zc > 64 – очень высоким.

Из всех изученных ферментов каталаза наиболее чувствительна, поэтому ее активность может быть использована в качестве критерия оценки восстановления функций почв.

Было установлено, что наиболее информативным показателем экологического состояния техногенно загрязненных почв является интегральный показатель биологического состояния (ИПБС). При расчете ИПБС максимальное значение каждого показателя в выборке принимается за 100 % и по отношению к нему в процентах выражается значение этого же показателя в других пробах, то есть относительный показатель

Б 1 = Б / Б max ´ 100%,

где Б – значение показателя в пробе; Б max – максимальное значение показателя.

Затем определяется среднее значение показателя

Б ср = (Б 1 + Б 2 + Б 3 + … + Б n) / n,

где n – число показателей.

Интегральный показатель биологической активности рассчитывается по формуле

ИПБС = (Б ср / Б ср max)´ 100%,

При диагностике за 100% принимается значение каждого показателя в незагрязненной почве.

Интегральный показатель биологического состояния почвы для всех уровней загрязнения находится в прямой зависимости от содержания в ней тяжелых металлов (рис. 2).

Влияние степени загрязнения на биологические процессы в почве целесообразно определять по отклонению активности внеклеточных биологических процессов от контроля согласно экотоксикологическим нормативам: <10% - мало опасный, 25 – 50 – опасный и > 50% - очень опасный уровень влияния.

Различные типы почв при одинаковом характере и степени загрязнения проявляют различную устойчивость. Для серой лесной почвы средний уровень загрязнения уже очень опасен, в этом случае восстановление биоценотических функций затруднено или практически невозможно. В черноземе выщелоченном снижение ИПБС на 50% происходит только при высоком уровне загрязнения.

Результаты биомониторинга техногенного загрязненных почв могут широко применяться при оценке воздействия на окружающую среду, экологическом нормировании загрязнения почв, прогнозировании экологических последствий какой-либо хозяйственной деятельности на данной территории, проведение экологической экспертизы, аудита и сертификации предприятий.

Помимо вышеперечисленных методов контроля загрязнений почвы следует сказать и о социально-гигиеническом мониторинге почвы.

Санитарно-эпидемиологическое состояние почвы существенным образом влияет на здоровье населения, поэтому должно учитываться при планировании расселения в пределах городской территории. Кроме того, загрязненные почвы могут оказывать существенное отрицательное воздействие на качество растительности, здоровье животных. Загрязнение почв снижает их потребительскую стоимость и поэтому должно учитывать при продаже земли .

Сказанное выше делает необходимым создание системы учета качества почвы посредством мониторинга. В настоящее время существует социально-гигиенический мониторинг, который определяется как государственная система наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека, а также определения причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания человека. Однако он не дает возможность оценить снижение общей стоимости земель.

Мониторинг санитарно-эпидемиологического состояния почв должен, в отличие от социально-гигиенического мониторинга, осуществляться не только в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения в текущее время, но и создавать условия для правильного формирования инвестиционной политики в направлении улучшения качества этих почв для будущих поколений.

Санитарно-эпидемиологический мониторинг может проводиться на федеральном уровне, уровне субъектов Российской Федерации, уровне муниципальных образований. Однако для этого необходимо разработать и утвердить в установленном порядке нормативные правовые акты и методические материалы. Социально-гигиенический мониторинг почвы. По данным директора Института экологии и гигиены человека РАМН Юрия Рахманина, на территории России 1 300 предприятий ежедневно выбрасывают в атмосферу около 900 различных химических соединений.

Постановление Правительства РФ о социально-гигиеническом мониторинге вступило в силу в 2000 году. К настоящему времени на территории России проводится 15 видов социально-гигиенического мониторинга, целью которого является сбор информации, наблюдение и определение степени зависимости заболеваемости и смертности населения от состояния окружающей среды .

В течение двух лет накоплены базы данных, которые позволяют специалистам, в том числе и медикам, анализировать уровень заболеваемости теми или иными болезнями в конкретном регионе страны. Так, с помощью мониторинга установлено, что в почве в районе Новосибирска накоплены цинк, хром, свинец, никель и медь в концентрациях, превышающих допустимые нормы. По мнению медиков, подобные загрязнения являются причиной заболеваний сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, почек, которыми страдают многие жители Новосибирска.

Данные мониторинга позволяют также осуществлять мероприятия по первичной профилактике заболеваний у людей, разрабатывать программы по охране здоровья и окружающей среды .

Заключение

В результате проведенного исследования основных приоритетных веществ – загрязнителей почвы и методов контроля загрязнений почвы можно сделать следующие выводы.

Определено, что почвенный покров в конечном итоге принимает на себя давление потока промышленных и коммунальных выбросов и отходов, выполняя важнейшую роль буфера и детоксиканта. Почва аккумулирует тяжелые металлы, пестициды, углеводороды, детергенты и другие химические загрязняющие вещества, предупреждая тем самым их поступление в природные воды и очищая от них атмосферный воздух.

В ходе исследования были определены приоритетные вещества – загрязнители почвы. К ним относятся: мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, бензапилен, бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром и пр. То есть данные вещества относятся к разряду тяжелых металлов. Источники попадания данных загрязняющих веществ различны, но в основном это результаты выбросов промышленных предприятий.

В почве многие химические загрязняющие вещества претерпевают глубокие изменения. Углеводороды, пестициды, детергенты и другие соединения, с одной стороны, могут быть минерализованы или трансформированы в вещества, не оказывающие токсического воздействия на почву, микроорганизмы, растения, животных и человека. С другой стороны, эти же вещества или их производные, а также тяжелые металлы, фтор, оксиды азота и серы в первоначальном или преобразованном виде интенсивно связываются минеральными и органическими веществами почвы, что резко снижает их доступность растениям и соответственно общий уровень токсичности.

При характеристике почв очень трудно использовать широко применяемые при оценке воды, воздуха, продуктов питания и кормов понятия, например, ПДК тех или иных загрязняющих веществ. В числе главных причин – многообразие форм соединений любых элементов и веществ в почвах, от которых зависит доступность этих компонентов растениям и, следовательно, их возможный токсический эффект.

Поэтому при разработке принципов и организации почвенно-химического мониторинга приходится учитывать состав почвы, все ее составляющие, обладающие высокой сорбционной способностью, влияние условий на подвижность и доступность химических веществ растениям. Наиболее значительное влияние оказывает кислотность и щелочность почв, окислительно-восстановительный режим, содержание гумуса, легкорастворимые соли.

Список используемых источников

1. ГОСТ 27593-88 (СТ СЭВ 5298-85) "Почвы. Термины и определения".

2. ГОСТ 17.2.2.01-81 (СТ СЭВ 4470-84) "Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния".

3. ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб".

4. ГОСТ 17.4.3.03-85 "Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ".

5. ГОСТ 17.4.4.02-84 "Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа".

6. ГОСТ 17.4.3.06-86 (СТ СЭВ 5101-85) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ".

7. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами N 4266-87. Утв. МЗ СССР 13.03.87.

8. Приказ от 21.08.2007 № 246 «О мерах по организации проведению социально-гигиенического мониторинга» // СПС Гарант.

9. Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу. - Ленинград.: «Химия», 1991.

10. Девятова Т.А. Биодиагностика техногенного загрязнения почв // Экология и промышленность России. 2006. Январь. – С. 36 – 37.

11. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. – М.: Наука, 2001.

12. Евреинова А.В., Колесников С.И. Влияние загрязнения черноземов тяжелыми металлами на рост и развитие растений // Материалы IV Международного симпозиума «Степи северной Евразии». Оренбург. 2006.

13. Завистяева Т.Ю. Значение почвы как одного из показателей состояния здоровья населения в системе социально-гигиенического мониторинга // Здоровье населения и среда обитания.– 2006 - № 1(154). - С. 18–22.

14. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. /Под ред. С. Калверта и Г. Инглунда. – М.: «Металлургия», 1991.

15. Исмаилов Н. М. Нефтяное загрязнение и биологическая активность почв. – М.: Наука, 1991.

16. Колесников С.И., Попович А.А., Евреинова А.В. Сравнительная оценка действия различных химических элементов на экологическое состояние почвы // Материалы Международной научной конференции «Экология и биология почв: проблемы диагностики и индикации». Ростов-на-Дону. 2006. С. 264-268.

17. Кормилицын В.И. и др. Основы экологии – М.: ИНТЕРСТИЛЬ, 2007.

18. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Экология России. - М.: АО «МДС», 2006.

19. Методы оценки экологической опасности / Под ред. Хоружей Т.А. – М.: Экономика, 1991, 220 с.

20. Монин А. С.. Шишков Ю.А. Глобальные экологические проблемы. - М.: Знание, 2008.

22. Смирнова Н.В., Шведова А.В. Влияние свинца и кадмия на фитотоксичность почвы // Экология и промышленность России. 2005. Апрель. – С. 32 – 35.