Антропогенные загрязнения литосферы.

Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры. В процессе преобразования литосферы человек (по данным на начало 90-х годов) извлёк 125млрд. тонн угля, 32 млрд. т нефти, более 100 млрд. т других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га. Эрозией за последние 100 лет уничтожено 2 млн. га, площадь оврагов превысила 25 млн.га. Высота терриконов достигает 300 м, горных отвалов 150 м, глубина шахт для добычи угля и золота превышает 4 км, нефтяных скважин 6 км.

Почва – поверхностный слой земной коры, несущий на себе растительный покров суши и обладающий плодородием, который формируется и непрерывно изменяется под воздействием воды, воздуха, живых организмов и других факторов.

Почва обладает особым свойством – плодородием, она служи основой сельского хозяйства всех стран. При правильной эксплуатации почва не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодородной.

При неправильной эксплуатации, когда почве не предоставляется возможность «отдыхать», когда не соблюдаются правила севооборота, почвы истощаются, разрушается их структура.

Основными видами антропогенного воздействия на почвы являются:

- эрозия почв (земель);

- вторичное засоление и заболачивание;

- опустынивание;

- отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства;

- загрязнение.

Эрозия почв (земель) – разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водяная эрозия).

К эрозийным процессам относят также промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработки карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Самой разрушительной в Мире и на Украине остаётся водяная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши. В США эродировано 40% сельскохозяйственных земель, а в засушливых районах Мира ещё больше – 60% от всей площади, из них 20% сильно эродированы.

Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых и других культур.

Ветровая эрозия (дефляция) – это выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсивность ветровой энергии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и других факторов. Огромное влияние на её развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулярный выпас скота, неправильное применение агрохимических мер резко активизируют эрозионные процессы.

Различают следующие виды ветровой эрозии:

- местную (повседневную) – это позёмки и столбы пыли при небольших скоростях ветра;

- пыльные бури – это бури, которые возникают при сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20-30 м/сек и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты природной окружающей среды, загрязняют атмосферный воздух, водоёмы, отрицательно влияют на здоровье человека.

Водяная эрозия почв (земель) – это разрушение почв под воздействием временных водных потоков.

Различают следующие формы водной эрозии: - плоскую; - струйчатую; - овражную; - береговую.

Как и в случае ветровой эрозии, условия для проведения водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной её развития является производственная и иная деятельность человека. В частности, новой тяжёлой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, - одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Другие негативные антропогенные факторы: - уничтожение растительности и лесов;

- чрезмерный выпас скота;

- отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствует интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густо расчленённый рельеф. Подчитано, что ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигают 100-200 га.

Вторичное засоление и заболачивание почв.

В процессе хозяйственной деятельности человек может

усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах. Во всём Мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подвержено около 30% орошаемых земель.

Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.). Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдаются в сильно переувлажнённых районах, в зонах вечной мерзлоты. Заболачивания почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения

и накоплением на поверхности неразложившихся остатков.

Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Опустынивание – это одно из глобальных проявлений деградации почв, до и всей окружающей среды в целом, это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных ситуациях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Всего в Мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га практически на всех континентах. Причины и основные факторы опустынивания различны, как правило, это сочетание нескольких факторов.

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться.

Опустынивание является одновременно социально-экономическим и природным процессом, он угрожает примерно 3,2 млрд. га земель, на которых проживают более 700 млн. человек. Особенно опасное положение сложилось в Африке – между пустыней Сахара на севере и саванной на юге. Причина – сочетание двух факторов: усилением воздействия человека на природные экосистемы с целью обеспечения продовольствием быстро растущего населения; изменяющимися метеорологическими условиями (длительными засухами).

В результате непродуманной хозяйственной деятельности на этих территориях произошли глубокие необратимые деградационные изменения природной среды.

Это повлекло за собой резкое снижение биоразнообразия фито- и зооценозов и разрушение природных экосистем.

Специалисты отмечают, что там, где по условиям рельефа, качества почвы, мощности первостоя можно было выпасать только одну овцу, выпасалось в десятки раз больше.

Отчуждение земель. Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного использования: строительства промышленных объектов, городов, посёлков, для прокладки линейно-протяжённых систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т.п. По данным ООН в Мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума.

Загрязнения почв.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почвах различных химических соединений - токсикантов пагубно влияет на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжёлыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязнённых почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязнённых – лишь в течении двух-трёх дней.

Пути загрязнения почвы.

Различные почвенные загрязнения, большинство из которых антропогенного характера, различными путями попадает в почву:

1. С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают на почву. Это, в основном, газы – оксиды серы, азота и др. Большинства из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом и образуются кислотные дожди.

2. Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи. автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.

Это тяжёлые металлы сернистые и азотные соединения.

3. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. Всухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной. Таким образом в почву попадает сера, медь, цинк, свинец, цезий и пр. имеющиеся в загрязненном воздухе вещества.

4. С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрессивном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья падают, все эти соединения поступают в почву. Таким образом в почву попадают тяжёлые металлы, азотные, фосфорные, серные и др. соединения, пестициды.

 

Классификация почвенных загрязнений.

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

Загрязнение почвы нечистотами ведёт к проникновению возбудителей инфекционных болезней не только в поверхностные слои, подвергающиеся бактерицидному влиянию солнечных лучей, но и в более глубокие слои почвы и грунтовые воды. В сезон дождей микроорганизмы и яйца гельминтов распространяются как вертикально, так и горизонтально. В сезон с сухим климатом и высокими температурами при прямом действии солнечного света происходит более быстрое очищение почвы от вегетативных форм микроорганизмов, спор, наступает гибель яиц гельминтов.

Непосредственное соприкосновение человека с почвами, загрязненными отбросами, а также употребление свежих овощей, выращенных на таких почвах, может служить причиной глистных инвазий и кишечных заболеваний, так как почва может содержать возбудителей раневых инфекций (столбняка, сибирской язвы), а также ряд насекомых, являющимися передатчиками различных инфекций. Выпадающие на загрязненную почву атмосферные осадки, проходя через почву, выносят в грунтовые воды растворимые органические вещества, микрофауну и микрофлору. Использование таких вод приводит к кишечным инфекциям.

Защита человека заключается в утилизации отходов, построении мусоросжигательных заводов.

2. Загрязнения тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способности к кумуляции в организме. Наиболее распространенное загрязнение – выхлопными газами автомобилей. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газодымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые. Значительное количество свинца содержит почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-и кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/г) в почве незагрязненных районов.

3. Загрязнения микотоксинами. Данные вещества не являются антропогенными, потому, что они выделяются некоторыми грибками, однако по своей вредности для организма они стоят на одном ряду с перечисленными загрязнителями почвы.

4. Загрязнения радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособлено по своей опасности прежде, всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных нерадиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки.

5. Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами. Причины загрязнения – аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д.

6. Зазрязнение почвы пестицидами (от латинского pestis – зараза и caedo – убиваю). Пестициды – химические препараты для борьбы с сорняками, с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений. Большинство пестицидов – синтетические органические вещества.

В Мире ежегодно производится более 1-го млн. т пестицидов. На Украине на 1-го жителя в год приходится около 1-го кг. пестицидов, во много раз больше, чем в промышленно развитых странах.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течении 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 выраженным мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм организм генетически, что может представлять серьёзную опасность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них – ДДТ в нашей стране и ряде других стран запрещено.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что общий экологический вред от использования загрязняющих пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей флоры и фауны. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причём не только в зонах его применения, на и в местах, достаточно удалённых от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды.

Многочисленными исследованиями доказано, что пестициды в целом не ухудшают биологических показателей качества урожая при соблюдении регламентов их внесения. Однако использование морально устаревших препаратов, нарушения доз и сроков их внесения могут привести не только к ухудшению качества сельскохозяйственной продукции, но и её потерям. А в ряде случаев она может стать даже опасной для здоровья человека и животных. При систематическом применении высокотоксичных пестицидов, особенно в завышенных дозах, наблюдается загрязнение ими окружающей среды, что приводит к уничтожению полезных насекомых. Птиц (особенно певчих и перелётных дроздов, жаворонков и других воробьиных), рыб, зверей, а также отравлению людей непосредственно пестицидами или продуктами, в которых они способны накапливаться, что влечёт за собой увеличения числа злокачественных новообразований, некоторых болезней эндокринной системы, врождённых аномалий.

Для охраны здоровья населения и окружающей природной среды, улучшению условий труда работающих с пестицидами необходимо принять меры по упорядочению регламента применения пестицидов, улучшению технологии использования препаратов, применении их в оптимальных дозах и осуществлению постоянного контроля за качеством продукции. Это особенно касается фермерских и крестьянских хозяйств.

7. Загразнение почвы минеральными удобрениями.

Почвы загрязняются минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрения в почву в больших количествах мигрируют нитриты, сульфаты, хлориды и другие соединения. При самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений применяемых в США, поглощаются растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов.

В последнее время для повышения урожайности почвы широкое распространение получили минеральные удобрения, содержащие набор основных питательных макро- и микроэлементов.

Сроки, способы внесения и нормы расхода минеральных удобрений регламентированы техническими условиями на эти удобрения, они указаны в инструкции по применению либо прямо на упаковке. Несоблюдение сроков, способов и превышение норм расхода минеральных удобрений ведёт к перенасыщению ими почвы, а значит, и сельскохозяйственной продукции, и может нанести вред окружающей среде, увеличить риск заболевания человека.

Особенно опасна в этом отношении передозировка азотных удобрений (нитратов), которая приводит к их накоплению в сельскохозяйственной продукции (фруктах, овощах, арбузах). Избыток нитратов в овощах и фруктах вызывает нарушение функции крови как переносчика кислорода и создаёт угрозу жизни. Нитраты вызывают отёк лёгких, кашель, рвоту, сердечную недостаточность. При поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности превращение нитратов в нитриты, которые образуют в высокотоксичные вещества, вызывающие поражение печени и способствующие развитию злокачественных новообразований.

Нитраты (селитры) – соли азотной кислоты. Они частично выводятся из организма, образуют нейтральные или даже полезные соединения, а также образуют нитриты.

Нитриты вступают в реакцию с гемоглобином крови и лишают его возможности переносить кислород. Известны случаи смерти детей в возрасте до года, отравившимся морковным соком, в котором было слишком высокое содержание азота.

Характерными признаками избытка нитратов в овощах являются:

- овощи слишком большого размера;

- в арбузах прожилки имеют жёлтый цвет;

- цветная капуста имеет сероватый оттенок;

- белокочанная капуста и картофель в местах разреза очень быстро приобретают серый цвет;

В созревших фруктах и овощах нитратов меньше, чем в сорванных раньше срока. По этой причине нежелательно употреблять в пищу помидоры, снятые зелёными. Свекла накапливает нитраты больше других овощей. Аскорбиновая кислота «связывает» селитру и выводите из организма.

Для защиты здоровья человека от отравления нитратами необходимо принимать следующие меры:

- с минеральными удобрениями, в особенности с азотными, надо обращаться грамотно, не допускать их передозировки;

- при покупке сельскохозяйственной продукции на рынках необходимо спросить у продавца сертификат качества или справку, в которой указано содержание нитратов (не должно превышать предельно допустимые концентрации);

- для уменьшения количества нитратов в овощах после мытья их необходимо на 10=15 минут погрузить в холодную воду, срезав перед этим кожуру вместе с подкожной мякотью. У капусты следует удалить верхние листья, выбросить центральную часть и кочерыжку, у листьев овощей обрезать черешки;

- отварные овощи режьте на кусочки поменьше. Если варится суп, нитраты остаются в кастрюле (вода не сливается);

- надо учитывать в каких частях растений скапливается наибольшее количество нитратов: капуста (наружные листья и кочерыжка); морковь (сердцевина); кабачки (кожура); арбузы, дыни (кожура и прилегающий к ней незрелый слой); свекла (верхняя и нижняя часть корнеплода); зелень (стебли, черешки листьев).