Существенно влияют на экосистему почвы загрязнения тяжелыми металлами. У свинца четко выражена тенденция к накоплению в почве, так как его ионы малоподвижны даже при низких значениях рН. Для различных почв скоростьвымывания свинца колебалась от 4 г до 30 г на гектар в год.
Почва становится мертвой при содержании в ней 2...3 г свинца на 1 кг грунта. Вокруг некоторых промышленных предприятий содержание свинца в почве достигает концентрации 10...15 г/кг. По некоторым данным содержание свинца на поверхности почвы на краю полосы отвода автомобильных дорог обычно составляет до 1 г/кг, но в пыли городских улиц может быть в 5 раз больше [[i]].
Растения более устойчивы по отношению к свинцу, чем животные и люди, поэтому необходимо тщательно следить за содержанием свинца в продуктах питания растительного происхождения.
В отличие от свинца, ионы кадмия весьма подвижны, особенно в кислых почвах, поэтому накопления этого металла в большинстве случаев не наблюдается. Кадмий заносится в почву из воздуха либо вместе с продуктами сгорания, либо с фосфорсодержащими удобрениями в виде примеси.
Подвижность ионов меди еще выше, чем ионов кадмия. Это создает более благоприятные условия для усвоения меди растениями, а также выщелачивания этого вещества из гумусового слоя. Хотя медь в следовых концентрациях считается необходимой для жизнедеятельности, у растений токсические эффекты проявляются при содержании 20 мг на кг сухого вещества. Медь оказывает токсическое действие и на микроорганизмы, при этом достаточна концентрация около 0,1 мг/л.
К сравнительно подвижным элементам в почве также относят цинк. Цинк принадлежит к числу распространенных в технике и быту металлов, поэтому ежегодное внесение его в почву очень велико. Особенно загрязнена почва вблизи цинкоперерабатывающих предприятий.
Растворимость цинка в почве начинает увеличиваться при значениях рН менее 6, поэтому в кислых почвах цинк не накапливается. При значениях рН более 6 происходит накопление цинка в почве благодаря взаимодействию с глинами. Для растений токсический эффект создается при содержании около 200 мг цинка на кг сухого вещества. Организм человека достаточно устойчив по отношению к цинку и опасность отравления при использовании сельскохозяйственных продуктов, содержащих цинк, невелика.
Защита литосферы
Химические и биохимические изменения почв и их значение для растений, обитателей почвы, а также для человека не должны рассматриваться изолированно или на протяжении исторически коротких промежутков времени. Почва принимает участие в формировании местных климатических условий. Ликвидация почвенного покрова ведет за собой исчезновение растительности, что приводит к образованию сухих пустынь, как это произошло на севере Африки (пустыня Сахара). Человечеству необходимо осознать важность сохранения почвы как основы своего существования и перейти к новым методам хозяйствования, обеспечивающим устойчивое существование и развитие.
Предупреждение эрозии почвы
Рассмотрим отдельно традиционные и новые методы защиты почвы от эрозии.
Традиционные методы
· Контурная вспашка (борозды направлены перпендикулярно склону).
· Узкополосный посев (чередование полос вспаханной и необрабатываемой земли).
· Полезащитные лесопосадки.
· Террасирование (оформление склонов в виде ступеней).
Новые методы
Безпахотное земледелие. Цель вспашки и культивации почвы – борьба с сорняками. Альтернативой стали химические гербициды (яды для сорняков), впервые созданные в начале 60-х. Этот метод имеет как положительные, так и отрицательны стороны. К преимуществам можно отнести экономию времени и энергии – вместо трех проходов техники, достаточно одного. Кроме этого, поскольку гербициды распыляются с воздуха, появляется возможность раннего сева, а, следовательно, и снятия второго урожая за один сезон. Это – чисто экономические причины применения данного метода. Но он обладает и экологическими преимуществами: без вспашки сохраняется структура почвы, обеспечивается поступление детрита и, что самое главное, предупреждается эрозия, т. к. поверхность земли почти всегда покрыта растительностью.
Однако имеются и весомые аргументы против данного метода. Во-первых, использование гербицидов может оказаться небезопасным для человека. Во-вторых, приходится периодически увеличивать дозы внесения химикатов или разрабатывать новые вещества, т. к. сорняки постепенно вырабатывают устойчивость к используемым гербицидам. В-третьих, отсутствие вспашки благоприятствует размножению сельскохозяйственных вредителей, живущих в почве, что, в свою очередь, вызывает необходимость обработки поля пестицидами. Вообще, количество всевозможных химикатов, применяемых при беспахотном методе земледелия, в 2-6 раза больше, чем при традиционном.
Другой возможностью предупреждения эрозии почвы считается постепенный перевод сельского хозяйства с однолетних культур на многолетние. В этом случае потребность в ежегодной вспашке отпала бы совсем. Основная трудность здесь заключается в поиске и культивировании подходящих видов растений.
Правильная организация сельского и лесного хозяйства играет огромную роль в защите почвы от эрозии. Здесь основными моментами являются ограничение выпаса, восстановление лесов и рекультивация почв. При применении орошения необходимо выбирать водосберегающие схемы орошения и предусматривать обязательный дренаж, необходимый для «промывки» почвы от избыточных солей (при этом, правда, возникает проблема дальнейшего использования промывочной воды).
Контроль над отходами
Наилучший вариант борьбы с отходами – не производить их вовсе. Поэтому любое государство, заботящееся о своем будущем, должно разрабатывать стратегию, направленную на стимулирование сокращения объема производимых отходов, рециклизации отходов, создания безотходных технологий, использования биодеградирующих химикатов.