Загрязнение воды и почвы пути решения. Загрязнение почвы

Уже сегодня необходимо изменить своё потребительское отношение к почве, которая является источником жизни и питания человека. Только бережное отношение к земле и грамотная эксплуатация этого бесценного природного богатства помогут сохранить нашу планету и человечество для будущих поколений.

Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающее 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км, или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 10% суши, луга и пастбища – 25% суши. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность существования и развития экологических систем на Земле. К сожалению, из-за неправильной эксплуатации ежегодно теряется некоторая часть плодородных земель. Так, за последнее столетие в результате ускорения эрозии потеряно 2 млрд. гектаров плодородных земель, что составляет 27% от общей площади земель, используемых для сельского хозяйства.

Источники загрязнения почвы.

Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом:

• Промышленные предприятия.
• Транспорт.
• Сельское хозяйство.
• Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия.

В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.

Промышленные предприятия.

Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резино-текстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.

Транспорт.

При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.

Сельское хозяйство.

Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.
Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами.

Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.
Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов
Установлено, что ртуть в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя измерительными приборами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5000 тон в год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг.
Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве = 32 мг/кг.. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.
Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений.

Загрязнение почвы при захоронении радиоактивных отходов.

В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного топлива представляют собой труднорешимую проблему.
Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно актуальна для России.

Разработка пестицидов безопасных для пищевой цепи.

Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы обусловлена их высокой стабильностью в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях.
Для устранения этого недостатка в последние годы разрабатываются новые, экологически безопасные пестициды.
Например, гербицид глифосат в почве полностью разлагается с образованием фосфорной кислоты, углекислого газа и воды. Некоторые пестициды выпускаются в виде индивидуальных оптических изомеров, что позволяет повысить их эффективность в два раза.
Разработка одного высокоэффективного и экологически безопасного пестицида обходится в 150 млн. долларов. Так как для этого синтезируют сотни тысяч препаратов, а среди них выбирают лишь один наиболее приемлемый. В то же время такие затраты на разработку новых пестицидов окупается высокими урожаями сельскохозяйственных культур, уменьшением загрязнения почвы, сохранением здоровья населения страны и увеличением средней продолжительности жизни людей. В отличие от высокоразвитых стран мира. В Российской Федерации применение пестицидов составляет примерно 4% от мирового потребления.

Способы обезвреживания, утилизация и ликвидации твердых бытовых отходов.

Ориентировочный состав ТБО городов Российской Федерации включают следующие компоненты (% мас.): пищевые отходы – 33-43; бумага и картон – 20-30; стекло -5-7; текстиль 3-5; пластмасса – 2-5; кожа и резина – 2-4; черный металл – 2-3,5; дерево – 1,5-3; камни – 1-3; кости – 0,5-2; цветные металлы – 0,5-0,8; прочие – 1-2.

В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации ТБО:

• складирование на полигоне;
• аэробное биотермическое компостирование;
• сжигание на специальных мусоросжигательных заводах.

Выбор способа определяется с учетом экологических, экономических, ландшафтных, земельных и других факторов.

Самоочищение почвы.

Почва относится к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности:
Атмосфера – гидросфера – литосфера.
В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека.
Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь.
Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.

Вывод.

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества!

Согласно международной экспертизе ВОЗ, загрязнителями грунта принято считать любые химические компоненты, отходы биологического производства, продукты жизнедеятельности, а также вредоносные биологические организмы, которые накапливаются в нехарактерном для их обитания месте, в нехарактерном количестве и оказывают патогенное или атипичное воздействие на почву или окружающую среду.

Загрязнителем почвы является любое химическое или биологическое вещество, которое тем или иным образом негативно влияет на организм человека или любого другого проживающего/произрастающего на ней организма. Важно учесть, что загрязнение почвы приводит не только к ухудшению биологических процессов в организме человека или другого живого существа, но и негативным образом сказывается на атмосфере и качестве грунтовых вод.

Основные источники загрязнения почвы

Виды загрязнения почвы и их особенности

• Биологические загрязнители почвы. К этой группе относятся все отходы биологической деятельности человека, животных, а также гнилые растения, группы грибков, бактерий, вирусов, гельминтов и многие др.
• Химические загрязнители. К этой группе относятся все инородные и неестественные для природы вещества и организмы, которые при большом скапливании в грунте вызывают мутации и нарушения.

Химические загрязнители в свою очередь бывают двух типов:

• Химические вещества, которые были внесены в почву намеренно. К ним относятся преимущественно продукты сельскохозяйственной деятельности: стимуляторы роста для растений, удобрения химического склада, пестициды, различные разрыхлители почвы, вещества для реструктуризации грунта.
• Химические вещества, которые были внесены в почву ненамеренным путем. Преимущественно являются результатом испарений или продуктами распада при промышленной деятельности нефтеперерабатывающих фабрик, заводов металлургии, машиностроения и др.

Какие выделяют степени загрязнения?

Позвоните сейчас и получите бесплатную консультацию специалиста

Степень загрязнения почвы и влияние вредоносных веществ могут зависеть от нескольких факторов:

1) Загрязнение почвы и интенсивность распространения вредоносных веществ определяется характеристиками грунта. На быстрое загрязнение влияет способность грунта впитывать химические или биологические вещества.
2) Природа загрязняющих веществ тоже прямым образов влияет на скорость и степень заражения почвы. В зависимости от структуры веществ-загрязнителей, их летучести или растворимости в воде загрязнение может быть слабого или особо острого характера.
3) На степень заражения грунта прямым образом влияют климатические и погодные условия в определенной местности. В зависимости от количества осадков, силы ветра или влажности воздуха загрязнение может распространяться быстрее или наоборот медленнее пропитывать грунт.
4) Уровень загрязнения также зависит от наличия грунтовых вод на проверяемой территории, а также количества зеленых насаждений и биологических организмов, которые способствуют быстрому распространению загрязняющих веществ по местности.
5) На скорость и характер загрязнения прямым образом влияют параметры грунта, которые регулируют процессы деградации, расщепления и ферментации биологических или химических элементов. В зависимости от содержания в грунте полезных биологических элементов и минералов заражение может происходить в медленном или ускоренном темпе.

Независимо от степени заражения, любые накапливаемые в почве инородные вещества, которые признаны опасными для человеческого организма, могут приводить к мутациям и необратимым последствиям. Максимально опасными среди загрязнителей считаются токсичные вещества, поскольку они приводят к развитию аллергии, бактериальным реакциям в организме, инфекциям.

Вторым немаловажным фактором, который учитывается при загрязнении, считается характер поведения загрязняющих веществ в атмосфере. В зависимости от того, насколько быстро загрязняющие элементы перемещаются в воздухе, просачиваются в грунтовые воды или впитываются живыми организмами, зараженной почве присуждают ту или иную степень загрязнения.

Как устранить и избежать загрязнения почвы?

Особенно опасными и вредоносными для грунта считаются бытовые отходы человека, поскольку они не разлагаются в почве и могут накапливаться на поверхности на протяжении многих десятков лет, делая ее тем самым непригодной для дальнейшей эксплуатации.

Избавиться от бытового мусора и очистить грунт от загрязняющих факторов можно следующим образом:

1) Прежде чем утилизировать вещества, стоит обратить внимание на их токсичность и учитывать это при выборе места и способа утилизации.
2) Следует постоянно следить за временем хранения мусора и утилизировать его при первой возможности согласно регламентированным нормам и предписаниям.
3) Важно также помнить о безопасности и надежности транспортировки мусора. Особенно это важно учитывать при транспортировке токсичных отходов и отходов химического производства.
4) Для минимизации загрязнения весь мусор стоит предварительно распределять на тот, который подлежит утилизации, и тот, который можно в дальнейшем переработать.
5) Важно также постоянно следить за объектами, в которых захоронены или утилизированы опасные для окружающей среды продукты производства. Особенно важно следить за надежностью объектов захоронения токсичных веществ.

Лаборатория "ЭкоТестЭкспресс" предоставляет современные услуги по на наличие загрязняющих веществ химического или биологического характера, а также помощь и советы по очистке и обеззараживанию почвы для дальнейшей безопасной ее эксплуатации.

Оставить заявку на выявление источников загрязнения почвы можно с помощью формы ниже.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений ¾ токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных ¾ лишь в течение двух - трех суток.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы производства;

4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов . Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов, при общем годовом объеме их производства ¾ 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя приходится около одного килограмма в год пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше (Лосев и др., 1993). Мировое производство пестицидов постоянно растет.

В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов, наряду с некоторым увеличением урожайности, отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д.

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья и будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них ¾ ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено.

Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды (рис. 15.2).

Рис. 15.2. Движение пестицидов в биосфере. Значительная часть пестицидов
не достигает обрабатываемой территории, сносится и оседает в более или менее
удаленных экосистемах (по Rudd, 1971, c изменениями)

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демоэкологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями , если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер (1975) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия этого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов ¾ закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота.

Неумеренное употребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, способность которых к самоочищению, как известно, ограничена.

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий.

По данным многочисленных исследований, почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например, тяжелые металлы (табл. 15.1). Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентрации в сотни раз, превышающих допустимые.

Таблица 15.1

Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье челове ка

Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/г) в почве незагрязненных районов (Загрязнение воздуха…, 1988).

По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения ¾ аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150-250 раз. На Тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5%, т. е. на 6 млн га, замазученными оказались 30 тыс. га. В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс. га, загрязненных нефтью, толщина слоя которой не менее пяти сантиметров (Государственный доклад…, 1995).

Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами , которые могут проникать в организм человека следующим образом (Розанов,1984):

¨ во-вторых, через цепь животные ¾ почва ¾ человек. Существует ряд заболеваний животных, которые передаются человеку (лептосориаз, сибирская язва, туляремия, лихорадка Ку и др.) путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных;

¨ в-третьих, через цепь почва ¾ человек, когда патогенные организмы попадают из нее в организм человека при прямом контакте (столбняк, ботулизм, микозы и др.).