Источники загрязнения и рациональное использование почвы

 
 
 

  

Источники загрязнения  и рациональное использование почвы

Почва — верхний  слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов  и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это  важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими  ее частями.

В почве сложным  образом взаимодействуют следующие  основные компоненты:

— минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

— детрит — отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности  растений и животных;

— множество живых  организмов — от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса.

Таким образом, почва  — биокосная система, основанная на динамическом взаимодействии между минеральными компонентами, детритом, детритофагами и почвенными организмами.

В своем развитии и формировании почвы проходят несколько  этапов. Молодые почвы являются обычно результатом выветривания материнских  горных пород или переноса отложения  осадков (например, аллювия). На этих субстратах поселяются микроорганизмы, пионерные  растения — лишайники, мхи, травы, мелкие животные. Постепенно внедряются другие виды растений и животных, состав биоценоза  усложняется, между минеральным  субстратом и живыми организмами  возникает целая серия взаимосвязей. В результате формируется зрелая почва, свойства которой зависят  от исходной материнской породы и  климата.

Процесс развития почвы  заканчивается, когда достигается  равновесие, соответствие почвы с  растительным покровом и климатом, то есть возникает состояние климакса. Таким образом, изменения почвы, происходящие в процессе ее формирования, напоминают сукцессионные изменения экосистем.

Каждому типу почв соответствуют  определенные типы растительных сообществ. Так, сосновые боры, как правило, растут на легких песчаных почвах, а еловые леса предпочитают более тяжелые  и богатые питательными веществами суглинистые почвы.

Почва является как  бы живым организмом, внутри которого протекают различные сложные  процессы. Для того чтобы поддерживать почву в хорошем состоянии, необходимо знать природу обменных процессов  всех ее составляющих.

Поверхностные слои почвы обычно содержат много остатков растительных и животных организмов, разложение которых приводит к образованию  гумуса. Количество гумуса определяет плодородие почвы.

В почве обитает  великое множество различных  живых организмов — эдафобионтов, формирующих сложную пищевую детритную сеть: бактерии, микрогрибы, водоросли, простейшие, моллюски, членистоногие и их личинки, дождевые черви и многие другие. Все эти организмы играют огромную роль в формировании почвы и изменении ее физико-химических характеристик.Растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества, но после смерти растительных организмов изъятые элементы возвращаются в почву. Почвенные организмы постепенно перерабатывают все органические остатки. Таким образом, в естественных условиях происходит постоянный круговорот веществ в почве.

В искусственных  агроценозах такой круговорот нарушен, так как человек изымает значительную часть сельскохозяйственной продукции, используя ее для своих нужд. Из-за неучастия этой части продукции в круговороте почва становится бесплодной. Чтобы избежать этого и повысить плодородие почвы в искусственных агроценозах, человек вносит органические и минеральные удобрения.

Загрязнение почв. В  нормальных естественных условиях все  процессы, происходящие в почве, находятся  в равновесии. Но нередко в нарушении  равновесного состояния почвы повинен  человек. В результате развития хозяйственной  деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и  даже ее уничтожение. В настоящее  время на каждого жителя нашей  планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти  незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной  деятельности человека.

Громадные площади  плодородных земель погибают при  горнопромышленных работах, при  строительстве предприятий и  городов. Уничтожение лесов и  естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без  соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы  — разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром (рис. 58). Эрозия в настоящее время стала всемирным  злом. Подсчитано, что только за последнее  столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Одним из последствий  усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение  почвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают металлы  и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и ядохимикаты, применяемые в сельском хозяйстве.

К наиболее опасным  загрязнителям почв относят ртуть  и ее соединения. Ртуть поступает  в окружающую среду с ядохимикатами, с отходами промышленных предприятий, содержащими металлическую ртуть  и различные ее соединения.

Еще более массовый и опасный характер носит загрязнение  почв свинцом. Известно, что при выплавке одной тонны свинца в окружающую среду с отходами выбрасывается  его до 25 кг. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль  крупных автострад.

Вблизи крупных  центров черной и цветной металлургии  почвы загрязнены железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и  другими металлами. Во многих местах их концентрация в десятки раз  превышает ПДК.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться  в ней в результате выпадения  осадков от атомных взрывов или  при удалении жидких и твердых  отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских  учреждений, связанных с изучением  и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы  животных и человека, накапливаются  в них.

Значительное влияние  на химический состав почв оказывает  современное сельское хозяйство, широко использующее удобрения и различные  химические вещества для борьбы с  вредителями, сорняками и болезнями  растений. В настоящее время количество веществ, вовлекаемых в круговорот в процессе сельскохозяйственной деятельности, примерно такое же, что и в процессе промышленного производства. При этом с каждым годом производство и применение удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве возрастает. Неумелое и бесконтрольное использование их приводит к нарушению круговорота веществ в биосфере.

Особую опасность  представляют стойкие органические соединения, применяемые в качестве ядохимикатов. Они накапливаются  в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Но самое главное —  они включаются в экологические  пищевые цепи, переходят из почвы  и воды в растения, затем в животных, а в конечном итоге попадают с  пищей в организм человека.

Эрозия  почв

Почва - ценнейший  природный ресурс для человечества. Почва является основой биосферы. Через растения и животных она  обеспечивает существование биосферы и экосистем. Поэтому правильное использование ее и бережное к  ней отношение надо рассматривать  как важнейшее звено в комплексной  охране природы.

Различают эрозию нормальную (естественную, геологическую) и современную  или ускоренную. Нормальная эрозия возникает на поверхности почвы  под влиянием природных факторов. Этот процесс протекает медленно, почти незаметно.

Современная, или  ускоренная, эрозия почв вязана с хозяйственной  деятельностью человека. Распашка земель, вырубка леса, интенсивный выпас  скота, промышленное производство и  др. причины усиливают податливость почвенного покрова разрушено водой, ветром.

Различают следующие  виды эрозии: водную, ветровую (дефляция), ручную, абразионную, ледниковую, снежную, просадочную (суффозия), карстовую, биологическую.

К эрозионным процессам  нередко относят химическую эрозию (снижение почвенного плодородия в  результате накопления в почве ядохимикатов); агротехническую (смещение со склонов  почвы с/х машинами); пастбищную эрозию (разрушение дернины и почв при  интенсивном выпасе скота); промышленную эрозию (разрушение с/х земель при  разработке месторождений полезных ископаемых и пр.); военную эрозию (траншеи, воронки и т.д.).

Водная и ветровая эрозия относятся к числу наиболее распространенных видов разрушения почвы. При водной эрозии в качестве главной почворазрушающей силы выступает  действие дождевых капель и водного  потока. Водная эрозия может проявляться  при неправильном орошении. В связи  с этим различают ирригационную  эрозию.

Ветровая эрозия (дефляция) - это отделение, перемещение  и отложение частиц почвы ветром. Ветровую эрозию разделяют на местную  и пыльные бури.

Местная ветровая эрозия проявляется на распыленной сухой  поверхности при малых скоростях  ветра (4-8 м/с) в виде развевания.

Пыльные бури - наиболее вредоносная форма проявления ветровой эрозии. За несколько часов они  способны развеять 100-500 т с 1 га пашни. Отсутствие растительности и наличие  сухих частиц на поверхности почвы  способствуют широкому распространению  ветровой эрозии. Основными фазами эрозии являются: отделение частиц, их транспортировка и отложение.

Водная эрозия почв сильнее проявляется на склоновых  землях при частом выпадении ливневых дождей или весной после активного  снеготаяния. Ветровая эрозия сильнее  проявляется в условиях сухого климата.

Между с/х производством  и эрозионными процессами проявляется  взаимосвязь, т. к. ведение сельского  хозяйства без учета природных  условий создает основу для усиления ветровой и водной эрозии; частое и  сильное разрушение почвенного покрова, в свою очередь, вызывает гибель и  повреждение растений, снижает продуктивность почв, что дестабилизирует с/х  производство.

Многосторонне губительное  воздействие на природную среду  приводит к необратимому процессу - опустыниванию.

Опустынивание - отрицательные  изменения почвы, растительности и  водного режима, которые происходят под влиянием антропогенной деятельности и снижают эффективность экосистем, увеличивают податливость почв эрозии. Частое проявление ветровой и водной эрозии приводит к изменениям в рельефе, растительности, в почвенном покрове, к изменениям в структуре антропогеосистемы.

Основные принципы защиты почв от эрозии

Основные принципы защиты земель могут быть сведены  к следующим:

1. Предупреждение  возможности проявления эрозии. Надо защищать не только «пострадавшие»  почвы, но и те, которым еще  угрожает эта опасность.

2. Повышение противоэрозионной  устойчивости почв. Это достигается  почвозащитными приемами обработки  почв, посевами культур, корневые  системы которых повышают сопротивляемость  почв эрозии.

3. Повышение почвозащитной  роли растительного покрова.

4. На эродированных  почвах меры по предупреждению  эрозии должны сочетаться с  приемами восстановления плодородия  смытых почв и мелиорацией  земель, разрушенных промоинами  и оврагами.

5. Зональность противоэрозионных  мер, предполагающая наиболее  полный учет природных особенностей  территории и экономических условий  хозяйств.

6. Экономичность  защитных мер - получение наибольшей  почвозащитной эффективности от  проектируемых мероприятий при  минимальном отводе ценных земель  и наименьших затратах труда  и средств на их осуществление.

7. При обосновании  мер защиты почв от эрозии  и технологии проведения противоэрозионных  работ необходимо учитывать возможные  экологические последствия: влияние  на состояние всех компонентов  природы