Почва. Загрязнение почв. Эрозия почв

   СОДЕРЖАНИЕ 

   Введение……………………………………………………………………..3

   1. Почва……………………………………………………………...……….4

   2. Загрязнение почв..……………………………….………………………. 5

   3. Эрозия почв...……………………………………………………………..8

   4. Производственная деятельность…..…………………………...……….10

   5. Источники загрязнения почв…………..………………………………..13

   Заключение………………………………………………………………….16

   Библиографический список………………………………………………..17

    Введение 

      Человек  и  природа  неотделимы друг от друга  и тесно взаимосвязаны. Для человека, как и для общества в целом, природа является средой жизни и  единственным источником необходимых  для существования ресурсов. Человек - часть природы и как живое  существо своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную  среду. В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение  проблемы сохранения качества жизни  человека немыслимо без определенного  осмысления современных экологических  проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда  флоры и фауны), сохранение чистоты  и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов  сохранение озонового слоя, трофических  цепей в природе, биокруговорота веществ и другие. Последствия  антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении  природных ресурсов, загрязнения  биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении  структуры поверхности Земли, изменении  климата. Антропогенные воздействия  приводят к нарушению практически  всех природных биогеохимических циклов. Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. 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. Если это  звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому  чрезвычайно важно изучение глобального  биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и  изменения под влиянием антропогенной  деятельности.

  1. Почва 

Почва — верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений,  в 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. 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 [1]. 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. 

2. Загрязнение почв 

Загрязнение природной среды – сложный процесс, связанный с деятельностью человека. Автор фундаментальной сводки по экологии Ю. Одум (1975) указывает, что «загрязнение – это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте», ибо они чужды природным экосистемам и, накапливаясь в них, нарушают процессы круговорота вещества и энергии, снижают их продуктивность, влияют на здоровье людей. В книге Франсуа Рамада (1981) «Основы прикладной экологии» приводится такое определение загрязнения: «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды; которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты (вещества). Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, находящихся в его

собственности, условия отдыха на природе и обезображивая  ее саму» Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и

биологический вид, попадающие в окружающую среду  или возникающие в ней в количествах, выходящих в рамки своей обычной концентрации, предельных количествах, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время. Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека. В соответствии со степенью устойчивости против загрязняющих веществ выделяются почвы:     очень устойчивые;     устойчивые;    среднеустойчивые;   малоустойчивые;    очень мало устойчивые [2].

      По  степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы можно разделить следующим образом: очень чувствительные;    чувствительные; средне чувствительные; малочувствительные;    устойчивые.

      Чувствительность, или устойчивость почв по отношению  к загрязняющим веществам, целесообразно определять в соответствии с: содержанием гумуса; его качеством; биологической активностью; глубиной гумусового горизонта; содержанием фракции < 0,01 мм и учетом содержания фракции <0,001 мм (механический состав почвы); глинистых минералов; глубиной почвенного профиля.

      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. 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 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.

3. Эрозия почвы 

   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. Это наиболее серьезная форма деградации почвы. Не следует путать почвенную эрозию, вызванную бесхозяйственным отношением к земле, с естественной. Эрозия образуется от ряда факторов (рис.1)

 Рис.1  Эрозия почв.

 Естественная  эрозия почвы - это медленный непрерывный  процесс, одновременно с которым  формируется новый почвенный  слой. Ученые подсчитали, что один квадратный метр земли исчезает в результате естественной эрозии за 30 тысяч лет. А нерациональное использование земли может настолько ускорить процесс эрозии, что за несколько десятилетий огромные территории остаются без почвенного слоя. Первые поселенцы в Америке так нещадно эксплуатировали землю, что за 100 лет погубили 20% пахотных земель. В некоторых развивающихся странах (таких как Колумбия в Южной Америке, Лесото, Малави и Свазиленд в южной части Африки) ситуация еще хуже. Здесь более 75% пригодных для обработки земель серьезно пострадали в результате нерационального использования. Эрозия почвы может быть вызвана истощением земли или чрезмерным выпасом скота. Истощение земли - результат выращивания на ней одной и той же культуры в течение ряда лет без пополнения содержания питательных веществ в почве путем внесения удобрений. Это приводит к снижению плодородия почвы, а, следовательно, и объема урожаев [3]. Также ухудшается связность почвы, становящейся чувствительной к эрозии. Выбивание пастбищ происходит при выпасе слишком большого поголовья скота на одном участке земли. Эти стада выедают и вытаптывают траву и растения быстрее, чем они растут, оставляя за собой голую землю. Процесс эрозии проходит в два этапа. Вначале связные комья земли распадаются на отдельные частицы, которые затем смываются водой или уносятся ветром. В районах с обильными дождями капли бомбардируют поверхность грунта. Обычно растения принимают в основном этот удар на себя, но там, где нет растительности, дождь колотит по обнаженной земле, поднимая частицы почвы в воздух и отбрасывая их на расстояние до 1,5 м.Кроме того, сила удара дождевых капель уплотняет грунт, и он покрывается твердой коркой. Это затрудняет просачивание дождевой влаги в почву и подстилающую породу, в результате большее количество воды течет по поверхности земли. Эта вода (называемая учеными поверхностным стоком) подхватывает несвязные частицы почвы и уносит их в ручьи и реки. В результате на дне рек часто оседает огромное количество плодородной почвы, что, к тому же, приводит к обмелению русел и наводнениям. 
 

 4. Производственная  деятельность человека 

 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. Соединения свинца используются в качестве добавок к бензину, поэтому автотранспорт является серьезным источником свинцового загрязнения. Особенно много свинца в почвах вдоль  крупных автострад. 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 крупных городах состояние  почвы оценивается по следующим  показателям:  загрязнение тяжелыми металлами;  загрязнение бытовыми и промышленными отходами; загрязнение  нефтепродуктами; радиационное загрязнение;  загрязнение пестицидами и  др. В таблице 1 приведены основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязнения почвы.  Почва становится мертвой при содержании в ней 2-3 г свинца на 1 кг грунта (вокруг некоторых предприятий содержание свинца в почве достигает 10-15 г/кг). Значительно обострилась проблема ликвидации твердых промышленных и бытовых отходов, которые существенно влияют на изменение химического состава почвы, вызывая ухудшение её качества [4]. Сильное загрязнение почвы тяжелыми металлами в совокупности с очагами сернистых загрязнений, образующихся при сжигании каменного угля, приводит к возникновению техногенных пустынь.  В почвах подзолистого типа с высоким содержанием железа при взаимодействии с серой образуется сернистое железо, являющееся сильным ядом.