Классификация веществ-загрязнителей почвы.

Почва – наименее подвижная среда. Она аккумулиру­ет вредные вещества, находящиеся в атмосфере и водое­мах, и практически не обладает свойствами самоочи­щения.

Основными веществами, загрязняющими почву, явля­ются: соли тяжелых металлов; нефть и нефтепродукты; пестициды и гербициды; радиоактивные вещества; загрязнители атмосферы (за счет выпадания); загрязнители водоемов (за счет осаждения).

Загрязнения почвы трудно классифицируются. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1. Мусор, выбросы, отвалы, отстойные породы. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твердые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2. Тяжелые металлы. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжелые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Из тяжелых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать кадмий, медь, хром, никель, кобальт, ртуть, мышьяк, марганец, цинк.

3. Пестициды и диоксины.Пестициды – это в основном органические соединения с малым молекулярным весом и различной растворимостью в воде. На пестициды, попавшие в почву, оказывают влияние различные факторы как в период их эффективности, так и в дальнейшем, когда препарат уже становится остаточным. Пестициды в почве подвержены разложению, обусловленному небиотическими и биотическими факторами и процессами.Физические и химические свойства почв влияют на преобразования, находящихся в ней пестицидов.

4. Микотоксины.Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5. Радиоактивные вещества.Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки.

6. Нефть и нефтепродукты.Нефть деградирует в почве очень медленно. Нефтяное загрязнение вызывает опасные экологические последствия. Разрушается структура почвы, изменяются ее физико-химические свойства. В результате резко снижается водопроницаемость, увеличивается соотношение углеродом и азотом (за счет углерода нефти), что приводит к ухудшению азотного режима почв, нарушает корневое питание растений.При попадании нефти в почву нарушаются биологические (особенно микробиологические), химические и физические процессы, что приводит к разрушению структуры почвы и нарушению водно-воздушного режима, прекращению нормального роста растений в течение ряда лет. Срок восстановления (саморекультивации) почв, составляет от 1 – 2 до 10 – 15 и более лет.Первоначальное относительно слабое загрязнение почвы нефтью снижает количество микроорганизмов, образующегося углекислого газа. Восстановление численности микроорганизмов наблюдается через 6 месяцев. В это время компоненты нефти используются микроорганизмами в качестве продуктов питания, оказывают стимулирующее воздействие на их размножение. Однако интенсивный рост микроорганизмов обедняет почву соединениями азота и фосфора и в дальнейшем может сыграть роль лимитирующего фактора, если учесть, что в почвах с самого начала отмечался дефицит азота.Загрязнение нефтепродуктами создает новую экологическую обстановку, что приводит к глубокому изменению всех звеньев естественных биоценозов или их полной трансформации. Общая особенность всех нефтезагрязненных почв – изменение численности и ограничение видового разнообразия педобионтов (почвенной мезо- и микрофауны и микрофлоры). Типы ответных реакций разных групп педобионтов на загрязнение неоднозначны:

- происходит массовая гибель почвенной мезофауны;

- комплекс почвенных микроорганизмов после кратковременного ингибирования отвечает на загрязнение нефтепродуктами повышением валовой численности и усилением активности;

- максимум численности микроорганизмов соответствует горизонтам ферментации и снижается в них по профилю почв микробиологической активности падает на второй этап естественной деградации нефти;

- в процессе разложения нефтепродуктов в почвах общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но численность нефтеокисляющих бактерий еще долгое время превышает те же группы в незагрязненных почвах (южная тайга 10 – 20 лет);

- изменение экологической обстановки приводит к подавлению фотосинтезирующей активности растительных организмов;

- исследования показали, что в загрязненных почвах снижается активность большинства почвенных ферментов;

- дыхание почв также чутко реагирует на загрязнение нефтепродуктами.

7. Вещества-загрязнители военно-промышленного комплекса. Производство и испытания оружия, многочисленные склады вооружений, в том числе химического оружия, и связанные с ними аварии, взрывы, утечки, случаинеправильного обращения позволили говорить о «необъявленной химичес­кой войне в России. Некоторые элементы ракетных топлив и боевые отравляющие вещества являются супертоксикантами.

Основное свойство почвы – плодородие. Оно связано с качеством почв. В разрушении почв и снижении их плодородия выделяют следующие процессы:

Аридизация суши – комплекс процессов уменьшения влажности обширных территорий и вызванное этим сокращение биологической продуктивности экологических систем. Под действием примитивного земледелия, нерационального использования пастбищ, беспорядочного применения техники на угодьях почвы превращаются в пустыни.

Эрозия почв, разрушение почв под действием ветра, воды, техники и ирригации. Наиболее опасна водная эрозия – смыв почвы талыми, дождевыми и ливневыми водами. Водные эрозии отмечаются при крутизне уже 1 – 2°. Водной эрозии способствует уничтожение лесов, вспашка по склону.

Ветровая эрозия характеризуется выносом ветром наиболее мелких частей. Ветровой эрозии способствует уничтожение растительности на территориях с недостаточной влажностью, сильными ветрами, непрерывным выпасом скота.

Техническая эрозия связана с разрушением почвы под воздействием транспорта, землеройных машин и техники.

Ирригационная эрозия развивается в результате нарушения правил полива при орошаемом земледелии. Засоление почв в основном связано с этими нарушениями. Засоление почв– процесс накопления в почвах солей, приводящий к образованию солонцеватых и солончаковых почв. Обычно в почве накапливаются хлориды и сульфаты натрия, кальция и магния, карбонаты и нитраты калия. Засоленными считаются почвы, в которых содержание солей превышает 0,25 % по массе.

Засоление почв может происходить в естественных условиях засушливых районов в результате капиллярного поднятия солоноватых и соленых вод, а также под влиянием техногенных факторов: излишнего поступления поливной воды и/или плохой работы водосборной и дренажной сетей в оросительных системах.

Почвы по степени засоления делятся на практически незасоленные, слабозасоленные, среднезасоленные и солончаки.

Тип засоления определяется по концентрации анионов в почве:

- хлоридное;

- сульфатное;

- сульфатно-хлоридное;

- хлоридно-сульфатные;

- карбонатное.

Преобладающим катионом в таких почвах является натрий (поваренная соль (NaCl), сода (Na₂CO₃), глауберова соль (Na₂SO₄), но встречаются также карбонатно-магниевое (кальциевое) и хлоридно-магниевое (кальциевое) засоление. Наиболее вредное влияние оказывает содовое засоление, поскольку в почве сода распадается, образуя сильную щелочь (гидроксид натрия). Все вышеперечисленные соли хорошо растворяются в воде, следовательно, во влажном климате они вымываются из почвенного покрова атмосферными осадками и сохраняются в ней в незначительных количествах. В сухом и жарком климате растворы солей поднимаются с восходящим током почвенной воды из глубин субстрата. Вода испаряется, а соли остаются в верхних слоях почвенного покрова. В результате процесса накопления, они вызывают образование солончаков и солонцов. Неправильное искусственное орошение в пустынной зоне приводит к засолению почвы.