Тема 12. Сельскохозяйственное загрязнение почв

Основные загрязнители почвы пестициды (ядохимикаты), минеральные удобрения, отходы и отбросы производства, газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, нефть и нефтепродукты.

Только в России используют более 100 видов пестицидов – 100 тыс. т. (Краснодарский край и Ростовская область – самые грязные районы – 20 кг на 1 га).

Для предотвращения загрязнения почв используют биологические, агротехнические методы защиты, повышают способность почв к самоочищению.

При загрязнении почв, ее снимают промывают в моечных машинах и прокаливают при температуре 800 °С (ГОСТ 17.5.3.06 – 85 «Охрана природы». Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ).

Предельно-допустимые концентрации химических веществ в мг на 1 кг почвы: марганец 1500 ОС, мышьяк 2 ОС, ртуть 2,1 ОС, свинец 20 ОС,  хром 0,05 МВ,  бромфос 0,4 ТВ, фосфороксид Р₂О₅ 200 ТВ, α метил-стирол 0,5 МА, формальдегид 7 ОС, где: ТВ – переход химического вещества из почвы в корневую систему растений – транслакационный показатель, МА – миграционный воздушный показатель ( из почвы в атмосферу), МВ – миграционный водный показатель (из почвы в воду), ОС – влияют на самоочищающую способность почвы – микробоценоз.

Отбор проб проводится на участке S – 25 м² в 3-5 точках с глубины 0,25 м, для грунтовых вод с глубины 0,75-2 м в количестве 0,2-1,0 кг.

При внесении азотных удобрений в почву потребление их растениями происходит не срезу. А по мере их роста и развития. В растениях азот закрепляется в органическом веществе (в белках, нуклеиновых кислотах и пр.) и передается по цепям питания. После отмирания живых организмов редуценты минерализуют органические вещества и превращают их в аммонийные соединения, нитраты, нитриты, а также в свободный азот, который поступает в атмосферу.

Нитраты и нитриты хорошо растворимы в воде и могут мигрировать в подземные (грунтовые) воды и другие растения и передаваться по пищевым цепям (продуценты – консументы – редуценты). При правильном применении азотных удобрений происходит загрязнение вод и продуктов питания, вызывающее заболевания человека.

При внесении фосфатных удобрений растения извлекают фосфор из почвы (в основном в форме РО³₄) и включает его в состав органических соединений (белков, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и др.) или оставляют в неорганической форме. Далее фосфор передаются по пищевым цепям питания. После отмирания живых организмов и с их выделениями фосфор возвращается в почву. При неправильном применении фосфорных удобрений, водной и ветровой эрозии почв большое количество фосфора удаляется из почвы и уносится в водоемы.

Поступление из почвы в водоемы разных видов больших количеств таких биогенных элементов, как фосфор, азот, сера и др., вызывает бурное развитие синезеленых водорослей («цветение вод») и эвтрофикацию водоемов. Конечный «пункт» миграции азота, фосфора, калия и др. – море, Мировой океан. В водных экосистемах азот и фосфор усваивается фитопланктоном и затем передаются по трофической цепи вплоть до морских птиц.

Другой элемент – сера – проделывает аналогичную «миграцию». В наземных агроэкосистемах сера поступает в растения из почвы в основном в виде сульфатов. В живых организмах сера содержится в белках, в виде ионов и т.д. После гибели живых организмов часть серы восстанавливается в почве микроорганизмами до Н₂S, другая часть окисляется до сульфатов и вновь включается в круговорот. Образовавшийся сероводород улетучивается в атмосферу, там окисляется и возвращается в почву с осадками.

Большая часть осадков выпадает весной, т.е. в тот период, когда растения находятся только в начальной стадии развития и забирают удобрения из почвы в минимальном количестве. Именно весной происходят максимальный смыв с полей или промывание до грунтовых вод.

Такова схема сельскохозяйственного загрязнения биосферы. Из всех удобрений, загрязняющих водоемы, на нитраты приходится более 40%. В нашей стране ежегодно осадками, смывами почвы азот уносится десятками тысяч тонн. С вносимыми удобрениями в почве также накапливаются балластные вещества. Так, с фосфорными, а иногда и азотными удобрениями в почву попадают свинец, кадмий, обладающие канцерогенным действием. Фосфорные удобрения также загрязняют почву ураном и фтором.

Исследования данных отложений различных водоемов, рек, морей, океанов также свидетельствуют о широкомасштабном их загрязнении.