Антропогенное воздействие на литосферу. Источники и последствия загрязнений

Деградация почв – это снижение плодородия. Она происходит при засолении, эрозии, опустынивании, загрязнении, нарушении земель при строительстве, добыче полезных ископаемых, складировании отходов и т.д.

Засоление почв. Почвы, содержащие в своем составе легкорастворимые соли, в количестве, вредном для растений называются засоленными. При сильном засолении почв выживают отдельные растения.

Засоление почв может быть природное и антропогенное или вторичное.

Природное засоление происходит,при формировании почв на засоленных бывших морских породах, например, прикаспийские, присивашские почвы. Также засоление развивается при неглубоком залегании минерализованных грунтовых вод, подтоплении почв (вода испаряется, а соли накапливаются).

Вторичное засоление происходит в засушливых районах при неумелом орошении почв, при перерасходе воды на полив, а также при создании водохранилищ, что приводит к подъему уровня грунтовых вод, заболачиванию и вторичному засолению. В Украине засолены почвы вдоль днепровских, днестровских водохранилищ.

Вторичное засоление часто сопровождается загрязнением почв тяжелыми металлами, пестицидами, нитратами, которые попадают в почвы из оросительных систем и грунтовых вод.

Во всем мире процессам засоления подвержено около 30% орошаемых земель.

Эрозия почв. Эрозия – это процесс разрушения и снос верхнего наиболее плодородного слоя почвы потоками воды (водная эрозия) или ветром (ветровая эрозия).

Водная эрозия развивается на склонах,возникает она под действием временных потоков воды – осадков, талых вод, которые не успевают впитываться почвой. Различают нормальную геологическую и ускоренную антропогенную эрозию.

Нормальная геологическая эрозия происходит при медленном, небольшом смыве осадками частичек почвы, покрытой естественной растительностью. При этом значительная часть осадков впитывается почвой, небольшая потеря почвы восстанавливается в процессе биологического круговорота веществ.

Антропогенная ускоренная эрозия связана с удалением естественной растительности, распашкой степей, особенно тяжелой почвообрабатывающей техникой, разрушающей структуру почвы, чрезмерным выпасом скота.

Различают поверхностную и овражную эрозию. При поверхностной эрозии смывается верхний слой почвы осадками, гумусовый слой сокращается и почва истощается.

Овражная эрозия развивается там, где рельеф местности способствует скоплению поверхностно стекающей воды. Происходит размыв почв по глубине, образуются размывы, промоины, а затем овраги. Овражная эрозия приводит к полному уничтожению почв.

Наиболее интенсивно развивается эрозия в весеннее время года, когда талые воды смывают верхний оттаявший слой почвы и не просачиваются в нижний мерзлый не оттаявший слой. Также опасны ливневые дожди в период слабого развития растительности, когда почва не закреплена корневой системой.

Экологический ущерб от водной эрозии огромен. Истощаются и уничтожаются ценные сельскохозяйственные почвы, снижается урожайность их, заиливаются реки и водохранилища.

В Украине водной эрозии подвержены значительные площади земель. Это связано с холмистым рельефом и высокой степенью распашки степей. Водная эрозия распространена в Харьковской, Хмельницкой, Винницкой, Тернопольской, Черкасской и других областях, а также в горных районах Крыма, Карпат.

Смыв гумусового слоя значительно снижает урожайность почв: при смыве почвенного слоя до 5 см урожайность снижается ~ на 20%, при смыве до 5-10 см – ~ на 50%; при смыве >10 см – до 80%.

Ветровая эрозия (дефляция) распространена в районах недостаточного увлажнения, высоких летних и весенних температур, где периодические засухи сочетаются с сильными ветрами. При ветровой эрозии происходит выдувание верхнего самого плодородного слоя почв.

Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, наличия растительного покрова, рельефа и других факторов. Огромное значение на ее развитие оказывают антропогенные факторы: уничтожение растительности (распашка), выпас скота, неправильное применение агротехнических мер.

Различают местную повседневную эрозию и пыльные бури.

Пыльные бури возникают при очень сильных ветрах, скорость ветра может достигать 20-40 м/с. Пыльные бури наносят непоправимый ущерб почвам, они способны за несколько часов выдувать до 500 т почвы с 1 га пашни, или снести весь плодородный слой почвы.

Повседневная местная ветровая эрозия проявляется без бурь в виде поземок и столбов пыли, при небольших скоростях ветра как бы метет по земле. Она медленно и методично разрушает почву.

В результате ветровой эрозии в составе почвы увеличивается содержание песчаных фракций и уменьшается – пылеватых.

Урожайность почв при ветровой эрозии снижается так же, как и при водной эрозии.

В Украине ветровая эрозия распространена на юге и юго-востоке страны и обусловлена сухостью, сильными ветрами и неправильным сельскохозяйственным использованием. Во время пыльных бурь в 1969 г. в Запорожской области был снесен слой почвы толщиной 9-15 см с большой территории. Черные бури в 1984 г. пронеслись по всему юго-востоку Украины, унося огромное количество плодородного слоя почвы.

Загрязнение почв. Почвы аккумулируют все загрязнители, поступающие от различных источников. Различают загрязнение промышленное, сельскохозяйственное и радиоактивное.

Промышленное загрязнение. Почва загрязняется продуктами выбросов в атмосферу промышленными предприятиями, которые затем вымываются осадками или осаждаются на почву. Косновным источникам загрязнителей относятся, ТЭС, автотранспорт, металлургическая, коксохимическая, строительная, пищевая, машиностроительная и другие виды промышленности.

К интенсивному загрязнению почв относятся отходы производств. В нашей стране ежегодно образуются миллионы тонн отходов, которые складируют в отвалы, шламохранилища, хвостохранилища, золоотвалы, они постоянно пылят, пыль переносится ветром на большие расстояния и осаждается в почву.

Загрязнение нефтепродуктами происходит при добыче, транспортировке и использовании нефтепродуктов. Значительные территории становятся непригодными для сельскохозяйственного использования.

Сельскохозяйственное загрязнение можетпроисходить при удобрении почв, отходами животноводческого комплекса и при использовании пестицидов.

При внесении сверхнормативных доз удобрений, они могут достичь опасных концентраций в почвах и продуктах питания, а также попадать в подземные или поверхностные воды. Требуется точный расчет доз удобрений. Опасными являются отходы животноводческих комплексов, содержащие большое количество нитратов.

Пестициды (ядохимикаты) используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Существует много типов пестицидов, но наиболее распространенные следующие типы:

· инсектициды – используют для борьбы с насекомыми;

· гербициды – используют для борьбы с сорняками;

· бактерициды – используют для борьбы с бактериальными болезнями;

· фунгициды – используют для борьбы с грибными болезнями.

Катастрофические потери урожая были до использования пестицидов.

Применение пестицидов снижает потери урожая, сокращает затраты труда, помогает сохранить сельскохозяйственную продукцию. Но вместе с тем использование пестицидов вызвало массу экологических проблем.

Различают три поколения пестицидов:

1. Сначала использовали пестициды, содержащие в своем составе тяжелые металлы: ртуть, мышьяк, свинец, медь и другие. При использовании их тяжелые металлы накапливаются в экосистемах, практически не разлагаются и передаются по пищевой цепи. Также эти пестициды воздействуют на все живые организмы (например, используют пестициды против колорадского жука, а погибает все живые организмы вокруг).

2. Затем были созданы хлорорганические соединения. Наибольшее распространение из них получили такие пестициды, как ДДТ, ГХЦГ, ГХБ и др. Относительно низкая стоимость, а также кажущаяся низкая токсичность позволили широко использовать их для борьбы с различными вредителями. Но оказалось, что пестициды этой группы обладают теми же недостатками, что и пестициды первой группы (они могут сохраняться в почвах долгие годы и накапливаться в экосистемах). В конце 1970-х годов ДДТ и ГХЦГ были запрещены к использованию во многих странах.

3. Третью группу пестицидов составляют фосфорорганические соединения. Они действуют относительно избирательно к отдельным видам и довольно быстро разлагаются в почве. Современные пестициды входят в эту группу.

В целом следует отметить следующие проблемы применения пестицидов:

*Пестициды имеют широкий спектр действия, разделение на группы производится условно, подавляющая же часть их попадает в воду, воздух, вызывает глубокие изменения в экосистемах, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения ограниченного числа видов.

*Пестициды биоаккумулируются в пищевой цепи. Они легко переносятся ветром, водой, живыми организмами. Их обнаруживают там, где никогда не применяли, например, во льдах Антарктиды, Гренландии.

*Пестициды воздействуют на все живые организмы, в том числе на человека, подавляют иммунную систему, оказывают канцерогенное и мутагенное действие.

*С длительным применением пестицидов связано появление новых устойчивых видов вредителей, так как слабые особи погибают, а наиболее выносливые продолжают размножаться, давая новое более выносливое поколение. Поэтому человек вынужден создавать все новые и новые пестициды.

Опустынивание – одно из глобальных проявлений деградации почв, это процесс необратимого изменения почвы, растительности и снижения биологической продуктивности.

Опустынивание – это результат длительного процесса, при котором неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению природной среды.

Опустыниванию способствуют вырубка лесов, интенсивная распашка степей, снижение уровня грунтовых вод, чрезмерный выпас скота, эрозия почв, загрязнение почв. Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га земель практически на всех континентах.

Отчуждение земель. Почвенный покров необратимо нарушается при отчуждении земель для несельскохозяйственного использования: для строительства, прокладки трубопроводов, ЛЭП, дорог, при добыче полезных ископаемых, складировании отходов.

Общая площадь разрушенных и уничтоженных земель, ранее дававших сельскохозяйственную продукцию, превышает всю площадь пахотных земель, используемых в земледелии в настоящее время. Конечно, этот процесс неизбежен, но его надо сводить к минимуму.

Самоочищение почв – это естественное избавление от загрязняющих веществ в результате природных физических, биологических и химических процессов в почвах.

Физическое самоочищение – это разбавление загрязнителей осадками, фильтрация в подземные воды, миграция в атмосферу, при этом загрязнение не исчезает, а снижается концентрация загрязнителей в почве, они переносятся от одних участков на другие.

Биологическое самоочищение основано на поглощении и разложении загрязнителей главным образом почвенными микроорганизмами. Способность почв к самоочищению зависит от многих факторов: температуры, влажности, кислотности почв, от концентрации и вида загрязнителей. Во многих регионах интенсивность загрязнения превышает их способность к самоочищению. При небольшом загрязнении почва способна самоочищаться от нефтепродуктов, некоторых пестицидов, различных органических веществ.

Загрязнение тяжелыми металлами, радионуклидами практически вечно, они накапливаются в экосистемах, биоаккумулируются в пищевой цепи и угнетают все живые организмы.

Химическое самоочищение происходит при нейтрализации некоторых загрязнителей компонентами почв.

Почва – это уникальное природное образование, обладающее рядом свойств живой и неживой природы. Является невозобновимым природным ресурсом, так как образовалась в результате сложных природных почвообразовательных процессов на протяжении миллионов лет.

Средняя глубина почвенного горизонта не превышает, как правило, 20–30 см, на черноземах достигает 100 и более см.

Почва состоит из органических веществ, минеральных соединений, живых организмов; для каждой почвы свойственен свой генотип.

Плодородие почв – это способность ее давать урожай.

Гумус является основным и непременным условием плодородия почв; представляет сложный органо-минеральный комплекс; среднее содержание гумуса в почве – от 2 до 10%. В естественных условиях и в условиях оптимального ведения земледелия сохраняется положительный баланс гумуса: ежегодная добавка биоэнергии в нем равна или больше ежегодного расхода.

Буферность почв – стойкая способность почв сохранять свои биологические, химические и физические свойства.

Ценность (качество) почв определяется содержанием гумуса, буферностью, агрохимическими, агрофизическими и биологическими показателями.

Деградация земель (почв) представляет собой совокупность природных и антропогенных процессов, приводящих к изменению функций почв, количественному и качественному изменению их состава и свойств и снижению плодородно-хозяйственной значимости земель.

Формы проявления деградации почв, вызванной антропогенным воздействием:

*сокращение продуктивности угодий (за 1981–2000 гг. продуктивные угодья сократились в мире – на 78 млн. га).

*истощение почвенного плодородия (за последние 25–30 лет содержание гумуса в почвах снизилось на 25%).

*загрязнение и порча земель (ежегодно объем выбросов в атмосферу превышает 50 млн. т, большинство их оседает на почвы; площадь нарушенных земель достигла 1282 тыс. га; площадь земель, подтопленных водохранилищами, составляет 866 тыс. га, в т.ч. сельхозугодий – 523 тыс. га).

Предупреждение отрицательного воздействия деятельности человека на земельные ресурсы требует принятия соответствующих мер по их охране и регулированию использования.

Охрана земель – это система государственных и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование земель и защиту их от истощения, разрушения и загрязнения.

Употребляя недоброкачественную воду, дыша отравленным воздухом, человек немедленно бьет тревогу. Принимаются экстренные меры: приостанавливается вредное производство, создаются дополнительные мощности по очистке сбросов и выбросов. При способности водоемов и атмосферы к быстрому естественному самовосстановлению экологическая обстановка как-то стабилизируется.

Сложнее обстоит дело с землей. Благодаря буферной способности почва способна многие годы аккумулировать в себе загрязняющие вещества, не теряя плодородия и качества. Однако при продолжительном и интенсивном поступлении в почву загрязнителей наступает предел, за которым почва уже не в состоянии нейтрализовать их. Тогда резко падает плодородная способность почвы, а сама она становится вторичным загрязнителем грунтовых вод и сельхозпродукции. Следствием этого может быть долговременный вывод земель из сельскохозяйственного оборота плюс колоссальные затраты на реабилитацию почв.

Под загрязнением земель понимается поступление в нее любых жидких, твердых, газообразных веществ, микроорганизмов и энергий в количествах, вызывающих изменение состава и свойств почво-грунтов и оказывающих вредное воздействие на человека, флору и фауну (химическое, органическое и радиоактивное загрязнение).

Основные источники загрязнения земель:

- средства химизации, применяемые в лесном и сельском хозяйстве;

- выбросы промышленности и автотранспорта;

- отходы производства и потребления;

- разлив токсичных веществ при авариях (нефть, нефтепродукты и т.д.);

- атомная энергетика, ядерные испытания;

- деятельность подразделений Минобороны.

Можно выделить несколько путей проникновения загрязняющих веществ в почву, большинство из которых антропогенного характера:

1. Атмосферные осадки: многие химические соединения (газы – оксиды серы и азота), попадающие атмосферу в результате работы предприятии, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками попадают в почву.

2. Пыль и аэрозоли: твердые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей.

3. При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений: в сухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

4. С растительным опадом: различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают в почву.

В интересах охраны здоровья людей, окружающей среды и для оценки состояния почв установлены нормативы предельно-допустимых концентраций вредных химических, бактериологических, паразитарно-бактериальных и радиоактивных веществ в почве.

Пестициды – общепринятое собирательное название химикатов, используемых в сельском хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков.

С одной стороны, пестициды – одно из важнейших достижений научно-технической революции, экономическая эффективность их доказана.

С другой стороны, вследствие биологической активности, токсичности, персистентности, кумулятивности ядохимикатов, масштабам их применения (в мире – 1,5 млн. т/год) возросла опасность негативного их воздействия на природную среду.

При систематической перегрузке почв токсикантами буферный механизм почв нарушается и непоглощенные почвенным раствором остатки ядов поступают в растения, а через них – в организм животных и людей. Одновременно пестициды могут загрязнять водоемы, атмосферный воздух, негативно влиять на биоценозы.

Поиск по сайту: