Последствия загрязнения почв: как их минимизировать? Источники загрязнения почвы - реферат

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 - это верхний слой литосферы, который люди часто называют «земля». Именно благодаря ему человек может возделывать сельскохозяйственные культуры. Из почвы берут питательные вещества деревья и другая растительность, которую едят животные. Этот слой является основой для всех пищевых цепочек. Без него невозможно существование человека, т. к. 97% питания люди получают благодаря земле.

Разновидности загрязнений

Существуют различные источники загрязнения почвы. Принято разделять их на естественные и антропогенные. Первые возникают без участия человека в результате биологических процессов. В этом случае в почву поступают загрязняющие вещества из другой природной среды. Например, в результате выветривания гор, извержения вулканов, выпадения осадков, наносов с рек и т. д. Однако процент отрицательного воздействия, как правило, невелик и не может причинить существенного урона экосистемам.

Антропогенное загрязнение происходит в результате человеческой деятельности. Основную массу вредных веществ приносит техника. Например, из-за активного использования автомобилей происходит загрязнение почвы свинцом. В сельском хозяйстве также используется много химикатов: пестицидов, ингибиторов роста, минеральных удобрений.

Все вещества можно разделить на 2 группы: химические (различные элементы таблицы Менделеева и их соединения) и биологические (гельминты, простейшие, бактерии и вирусы).

Чем это опасно

Ученые считают, что резкое ухудшение здоровья населения связано с химическим загрязнением окружающей среды. Дело в том, что почва является своеобразным «буфером», где скапливаются стойкие химические соединения. Также она является отправной точкой в «путешествии» по трофическим цепям. Сложно перечислить все источники загрязнения почвы. Картинки могут наглядно показать, что происходит с планетой.

Негативное воздействие химикатов на человека может выражаться следующим образом:

• Токсический эффект.
• Появление аллергий различного характера.
• Многие вещества могут вызывать мутации.
• Канцерогенный эффект.
• Нарушение репродуктивных функций человека.
• Возникновение пороков развития у детей и эмбрионов.
• В больших концентрациях в результате накопления отдельные элементы могут привести к летальному исходу.

Некоторые вещества могут воздействовать комплексно, другие - избирательно. Например, употребление в пищу растений с повышенным содержанием кадмия приводит к стойким поражениям скелета, его деформации. Ртуть поражает нервную систему, а свинец - внутренние органы и мозг.

Основные источники загрязнения почв и окружающей среды

Из-за активного использования природных ресурсов, технического прогресса и ряда других факторов процесс загрязнения почвы становится неизбежным. На данном этапе развития человек может уменьшить свое отрицательное воздействие на окружающую среду. Люди загрязняют почву различными веществами. Это такие как:

• Бытовые отходы.
• Нефть и продукты ее переработки.
• Пестициды.
• Удобрения.
• Радиоактивные вещества.
• Выхлопные газы.
• Химические элементы и их соединения.
• Тяжелые металлы.

Следует отдельно обсудить основные источники загрязнения почв.

Жилые дома и бытовые предприятия

В процессе жизнедеятельности человек часто не подозревает, какой урон он наносит природе своим пренебрежительным отношением к ней, к вещам, которыми он пользуется. Ведь бытовой мусор является одним из основных загрязнителей. Чтобы убедиться в этом, достаточно проехать до ближайшей свалки. Сколько она занимает места, и как долго будет перерабатываться весь накопленный мусор одними усилиями природы? Этот процесс может занять сотни лет. Человека уже не станет, а мусор, оставленный им, все еще будет гнить. Свалки - это гигантские источники загрязнения почвы. Микробиология давно бьет тревогу по этому поводу.

Также стоит следить за собой и содержать организм в чистоте. Отходы жизнедеятельности - это основные источники загрязнения почвы и грунтовых вод биологическим «мусором». С фекалиями в окружающую среду попадают различные болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и иные представители патогенной микрофлоры. Попав во внешнюю среду, многие микроорганизмы не погибают. Так, бактерии столбняка могут сохранять свою жизнеспособность до 12 лет, яйца аскарид - 7-8 лет.

Предприятия

О вреде, наносимом промышленностью, можно говорить долго. Однако в общих чертах схема загрязнения будет выглядеть следующим образом:

• Металлургия обогащает почву солями цветных и тяжелых металлов.
• Машиностроение «делится» мышьяком, цианистым калием и другими ядовитыми элементами.
• При производстве каучуков побочными продуктами являются катализаторы.
• Целлюлозно-бумажная промышленность выбрасывает фенолы и метанол.
• При производстве пластмасс в качестве отходов появляются бензол и фенол.

Список можно продолжать. Но уже понятно, что источники загрязнения почвы тяжелыми металлами - это предприятия. В результате их деятельности земля обогащается всевозможными химическими элементами в размерах, многократно превышающих ее потребности.

Теплоэнергетика

Эта отрасль занимает отдельное место в списке активных загрязнителей. Дело в том, что при сжигании каменного угля образуется огромное количество шлаков. Также при горении выделяются оксиды серы, сажа. Все несгоревшие частицы в итоге оседают на почву.

Сельское хозяйство

Аграрный комплекс оказывает весьма разрушительное воздействие на землю. Стремясь защитить растения от вредителей и возбудителей болезней, люди используют ядохимикаты, а это тоже источники загрязнения почвы. Отравленные вещества напрямую попадают в пищевые цепочки и отрицательно влияют и на растения, и на животных, и на людей. Пестициды и инсектициды не только позволяют спасти урожай, но и наносят большой вред экосистемам. Некоторые препараты содержат ртуть.

Удобрения также небезопасны. Эти химические вещества применяются для стимуляции роста сельскохозяйственных культур. Однако большое их количество также может нанести вред. Дело в том, что минеральные удобрения - искусственные, в них содержится концентрированная доза микроэлементов. Именно неумеренное использование химических веществ приводит к образованию нитратов и нитритов, а также многих других вредных соединений.

Транспорт

В результате работы двигателей внутреннего сгорания выделяются углеводороды и оксид азота. Источники загрязнения почвы свинцом - это автомобили и самолеты, а точнее, их выхлопные газы. Этот элемент попадает в растения, аккумулируется в организмах людей. Вещество опасно тем, что накапливается и медленно отравляет человека. Сначала появляется утомляемость, бессонница. На поздних стадиях происходит поражение головного мозга и ЦНС, которое может привести к смерти. За год каждый автомобиль выбрасывает на землю примерно 1 кг свинца.

Также в качестве топлива используется бензин. Нефтепродукты попадают в почву при заправке транспорта, когда проливается жидкость.

Загрязнение тяжелыми металлами

Одно из самых коварных и опасных. Тяжелыми называют те цветные металлы, плотность у которых больше, чем у железа. Наиболее распространенными являются свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть. Коварство их заключается в том, что микродозы этих элементов необходимы для обеспечения нормальной жизнедеятельности живых организмов и растений. Эти вещества отвечают за обеспечение многих функций, но при превышении нормы они накапливаются в организме, становятся слишком концентрированными и вызывают различные тяжелые заболевания.

Одно из самых токсичных веществ - ртуть. Она содержится во многих измерительных приборах и при повреждении сосуда попадает в окружающую среду. Человек может отравиться ее парами. Симптомы могут быть разными: от тошноты и слабости до летального исхода.

Не менее опасен для человека свинец. Его избыток может нанести серьезные повреждения внутренним органам и ЦНС.

Цинк и медь - часто используемые в сельском хозяйстве микроэлементы. Они стимулируют рост, подавляют болезнетворные бактерии и т. д. Однако при избытке этих веществ в почве все происходит наоборот: растения затормаживаются в своем развитии, снижается урожайность.

Как нейтрализовать источники загрязнения почвы и очистить окружающую среду

Чтобы определить уровень загрязнения почвы, необходимо взять опытный образец и провести его анализ. Если содержание каких-либо элементов превышает допустимые нормы, то это будет считаться загрязнением.

При борьбе за чистоту природы важно выявить источники загрязнения почвы и нейтрализовать их. Комплекс мероприятий должен включать в себя:

• Разработку и использование технологий безотходного производства.
• Контроль за выбросами, их химическим составом и предотвращение попадания их в окружающую среду.
• Обеззараживание бытовых отходов, очистку сточных вод.
• Переработку мусора.
• Очистку выхлопных газов транспорта.
• Переход на экологически чистые средства передвижения, поиск безвредного для окружающей среды топлива.
• Использование альтернативных источников энергии.
• Обеззараживание уже загрязненных объектов.

Существуют проверенные методы для очищения сельскохозяйственных угодий. Для снижения токсичного воздействия необходимо учитывать источники и виды загрязнения почв, их состав. Например, при повышенном содержании тяжелых металлов нужно преобразовать их в недоступные или трудноусваиваемые соединения. Тогда химические элементы не будут поступать в растения и не примут участия в пищевой цепочке.

Один из самых распространенных способов обезвреживания вредных соединений - известкование почвы. Торф также делает тяжелые металлы менее доступными для растений. Можно добиться подобного эффекта, используя минеральные удобрения. При этом учитывается химический состав почвы и просчитываются возможные реакции между веществами. Например, при внесении фосфорных удобрений снижается концентрация кадмия на 53%, при использовании торфа - на 75%.

Почва (грунт) - это уникальное природное тело, благодаря которому возможен рост и развитие всех растений и существование всей биосферы. В нашей стране она есть и всегда была одним из главных богатств. Однако загрязнение почвы на сегодняшний день достигло критического уровня. И это связано, прежде всего, с активным развитием промышленности. Поэтому почвенный покров нуждается в постоянном мониторинге и охране.

Что такое грунт?

Загрязнение человеком почвы - это одна из самых серьезных экологических проблем современности, о которой начали всерьез говорить с середины прошлого века. Но перед тем как начать рассматривать этот вопрос, следует выяснить, что такое грунт, из каких компонентов он состоит, и каковы особенности его формирования.

Грунт, как особый компонент любой геосистемы (ландшафта), образуется в верхней части горных пород. На его формирование влияют особенности климата, поверхностные воды, а также флора, произрастающая на конкретной территории. Если взглянуть на этот процесс под иным углом зрения, то можно сказать, что почва выступает неким связывающим звеном между живой и неживой природой.

В основе ее образования лежат два процесса: механическое выветривание (разрушение) горных пород и жизнедеятельность живых организмов, которые вносят в грунтовую массу органику. Таким образом, живые организмы обеспечивают формирование в грунте так называемого гумусного горизонта.

Основное свойство почвы

Плодородность - это самое главное свойство грунта. Она обеспечивается как раз наличием гумусного горизонта, о котором шла речь ранее. Именно это свойство и выделяет грунт из числа всех остальных компонентов геосистемы. Благодаря этому качеству все растения получают необходимые для своей жизнедеятельности органические вещества и минералы, обеспечивая в том числе и урожайность культур. Именно поэтому последствия загрязнения почв могут быть весьма серьезными для всего человечества, ведь под угрозу ставится продовольственная безопасность общества.

Из чего состоит грунт?

Структура любой почвы представлена четырьмя следующими компонентами:

• вода;
• воздушные массы;
• горная порода;
• шар гумуса (перегноя).

Основной частью грунта является горная порода, в процентном соотношении она составляет до 50% всей массы той или иной почвы.

По особенностям внутренней структуры почвоведы выделяют несколько основных видов грунтов: песчаные, каменистые, глинистые, солончаковые и другие. В зависимости от географического (широтного) расположения они бывают: черноземные (самые плодородные), дерново-подзолистые, лучные, серые лесные, красноземы и прочие.

Василий Докучаев и его роль в исследовании почв

Огромный вклад в изучение почвенного покрова сделал выдающийся ученый Василий Васильевич Докучаев. Его имя известно всему миру. Он первый еще в XIX веке заметил, что распространение почв на поверхности нашей планеты строго широтное и закономерное. Также его заслуга заключается в том, что он впервые начал рассматривать грунт как самостоятельный объект геосистемы, который наделен таким важным качеством, как целостность. К слову, в большинстве своем причины загрязнения почвы как раз и связаны с незнанием или же непониманием этой важной особенности грунта.

Самый важный труд ученого - книга "Русский чернозём" (1883). Она стала плодом его многолетних изысканий и исследований. Василий Докучаев самостоятельно изучил огромные площади, провел исследования почв на территориях современной России и Украины. В своей работе он выделил 5 основных критериев почвообразования: климатические особенности, материнская порода, рельеф, флора и время.

Кроме Василия Докучаева, почвоведением занимались и другие видные ученые. Среди них К. Глинка, Н. Сибирцев и П. Костычев.

Почва в жизни человека

Является ли словосочетание "земля-кормилица" таким уж метафоричным и образным? Конечно же, нет. Грунт - это и в самом деле основной источник продуктов питания для человека и главный ресурс для агропромышленного комплекса. И хоть грунты начали детально изучаться лишь в конце XIX века, о таком их качестве, как плодородность, знали и наши далекие предки.

Почвенный покров является важнейшим элементом любого ландшафта. Грунт можно сравнивать с большим аккумулятором, который накапливает в себе огромное количество полезных веществ. Именно по этой причине экологическое загрязнение почвы крайне опасно не только для жизни общества, но и для целостности ландшафтной оболочки Земли.

Индустриализация и урбанизация - главные враги почвы

Антропогенное давление на географическую оболочку сильно увеличилось во второй половине ХХ столетия. Основные загрязнения почвы в это время связаны с усиленной индустриализацией, урбанизационными процессами и ростом городов. Несмотря на то что было принято множество деклараций об охране грунтов, они все же нуждаются в защите и охране.

Основные причины загрязнения почвы кроются в нерациональном и безответственном подходе человечества к вопросам природопользования. Поэтому чтобы решить эту необычайно острую проблему, нужно в первую очередь пересмотреть поведение человека в плоскости взаимоотношений "человек - природа".

Определение загрязнения почвы

Под понятием "экологическое загрязнение почвы" понимают деградацию грунтов, которая сопровождается существенным изменением их химического состава. Как правило, первыми ощущают на себе эти перемены именно растения, и страдают от них они в первую очередь.

Многообразие загрязнителей почвы

Активное загрязнение почвы началось в середине прошлого века. Сопряжено оно было с ростом городов и бурным развитием промышленности. Все загрязнители грунтов можно поделить на 4 основных класса:

1. Класс неорганических загрязнителей - тяжелые металлы, цианиды, кислоты и щелочи;
2. Класс органических загрязнителей - это пестициды, фенолы, продукты нефтепереработки и т.п.;
3. Класс биологических загрязнителей;
4. Класс радиоактивных отходов.

Соответственно, можно выделить и ряд источников загрязнений, к которым относятся:

• жилой сектор городов и поселков;
• коммунальные предприятия;
• промышленные предприятия (заводы, комбинаты, фабрики);
• сельское хозяйство;
• транспорт и транспортные системы;

Деградация почвенного покрова может быть как природной, так и антропогенной. При этом последствия загрязнения почв во втором случае более плачевные и опасные. Ниже мы рассмотрим самые основные виды антропогенного загрязнения грунтов.

Деградация почвы: загрязнение тяжелыми металлами и пестицидами

Этот тип загрязнения относят к химическому классу. Химическое загрязнение почв особенно опасно, так как попадающие в грунт соединения способны аккумулироваться в тканях живых организмов. И не важно растение это, животное или же человек.

Кадмий, свинец, никель, мышьяк и ртуть - именно эти металлы чаще всего являются причиной деградации почвы. Загрязнение тяжелыми металлами представляет большую угрозу для биосистем любого ранга. Кроме перечисленных элементов, огромную опасность в себе таит и тетраэтилсвинец - соединение, содержащееся в бензине.

Не менее губительны для почвенного покрова и пестициды, которые уничтожают грунтовую микрофлору. Мы бы и не узнали об их вредном влиянии на грунт, если бы не бурное развитие сельского хозяйства. Фермеры активно борются с различными вредителями именно с помощью пестицидов, внося огромное их количество в землю. По своей вредности эти вещества не менее опасны для человеческого организма, чем тяжелые металлы. Кроме того, ученые выяснили, что некоторые пестициды способны накапливаться в грунте и сохраняться в нем десятки лет.

Радиоактивное загрязнение почв

Ядерная промышленность - это большая угроза для всего живого на Земле. Загрязнение почвы радиоактивными отходами - цезием, плутонием, стронцием и другими продуктами расщепления урана - несет в себе крайне нежелательные последствия. Не менее 98% топлива, используемого в ядерных реакциях, превращается в отходы, ликвидация которых является одной из самых острых экологических проблем современности. Так, ежегодно на нашей планете АЭС образуют порядка 200 000 м 3 радиоактивных отходов.

Самые опасные изотопы - стронций-90, цезий-137, церий-144. Попадая в грунт, они способны легко внедряться в пищевые цепочки биосистем. При этом подвижность их в толще почвы очень высока. В живых организмах эти радионуклиды, как правило, накапливаются в костной ткани. Именно по этим причинам радиоактивное загрязнение почв весьма опасно и чревато своими негативными последствиями.

Другие виды загрязнения почв

Кроме радиоактивного и химического, существуют и некоторые другие виды загрязнений почвенного покрова. Рассмотрим их.

Одним из этих видов является бытовое загрязнение почв. Ежедневно в мире образуются тонны бытовых отходов и мусора - разного вида и агрегатного состояния. Бытовое загрязнение не несет в себе слишком большой опасности, но отходы и мусор, накопленные в больших количествах, становятся преградой для нормального роста и развития растительного мира. Особенно остро эта проблема стоит в крупных городах и мегаполисах, где мусор образуется ежедневно в колоссальных масштабах.

Кроме этого, существует также и природное загрязнение почвенного покрова, к которому человек не имеет никакого отношения. Прежде всего, здесь речь идет о загрязнении грунтов продуктами извержений вулканов (сажа, токсические соединения), а также миотоксинами, выделяемыми некоторыми видами грибов. Однако стоит отметить, что эти виды загрязнения не столь опасны, и они привязаны к отдельным, небольшим территориям.

Также большой проблемой для целостности почвенного покрова является грунтовая эрозия. Так, ежегодно под действием ветра и текучих вод уничтожаются сотни гектаров плодородных земель. Особенно остро эта проблема стоит в степных и лесостепных регионах нашей страны.

Охрана и мониторинг состояния почвенного покрова

Для того чтобы эффективно проводить комплекс мероприятий по охране грунтов, важно качественно и адекватно анализировать их состояние.

Правильная оценка загрязнения почв дает возможность подобрать соответствующие меры по их охране и рекультивации. Для получения такой оценки применяют сложнейшие математические расчеты и проводят детальные химические исследования (в том числе, лабораторные). Обычно ее представляют в виде комплексного индекса Zc. Этот показатель учитывает несколько факторов, в частности:

1. Характер источников загрязнения.
2. Наличие химических загрязнителей грунта.
3. Приоритетность веществ-загрязнителей.
4. Особенности землепользования.

На сегодняшний день учеными и экологами разработан целый комплекс мероприятий по охране и сбережению почвенного покрова. Он предусматривает проведение научных, санитарных, административно-правовых, законотворческих, технологических и лесомелиоративных мер. В этом аспекте особую важность приобретает работа по созданию безотходных производственных систем и технологий.

Заключение

Грунт - это природный компонент, важность которого переоценить очень сложно. Загрязнение почвы - одна из главнейших проблем, для решения которой необходима консолидация усилий всех без исключения членов мирового сообщества: ученых, политиков, общественников и простых граждан. Каждый житель нашей планеты должен понять, что Земля - это наше общее богатство, и включиться в активную борьбу по её охране.