Почва, её строение и загрязнение

Почвы образуются в верхней части коры выветривания за счет биохимических преобразований и обогащения органическим вещест­вом.

Основные типы почв:

1. Элювиальные (автоморфные) – формируются в условиях глу­бокого залегания грунтовых вод, когда атмосферные осадки в аэ­робной среде, проникая глубоко, обеспечивают активный вынос про­дуктов выветривания и органического разложения.

Подзолистые почвы (характерны для лесной зоны умеренного климата) - формируются в лесах в условиях достаточного количест­ва осадков, которые, просачиваясь глубоко вниз, интенсивно выще­лачивают верхние горизонты.

Чернозёмные почвы (степная зона умеренного пояса) – форми­руются в зоне травянистых степей, где количество осадков прибли­зительно равно испарению. Происходит просачивание на глубину 1-2 м, а затем летом высыхание.

2. Гидроморфные почвы развиваются в условиях избыточного переувлажнения вследствие неглубокого залегания грунтовых вод, когда просачивание вниз и промывка атмосферными осадками исклю­чается. Среда анаэробная.

Почва – самостоятельное естественно-историческое органо-минеральное природное тело, возникающее на поверхности земной суши в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, состоящее из твердых минеральных и органических частиц, воды и воздуха и имеющее специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создающие для роста и развития растений соответствующие ус­ловия.

Химические свойства почвы зависят от содержания минераль­ных веществ, которые находятся в ней в виде растворенных ионов. Одни ионы вредны для растений, а другие – жизненно необходимы. Концентрация в почве ионов водорода (рН) в среднем близка к ней­тральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. Известковые и засоленные почвы имеют рН = 8-9, а торфяные - до 4. На этих почвах развивается специфическая растительность.

В почве обитает множество видов растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристи­ки: бактерии, водоросли, грибы, простейшие одноклеточные, черви и членистоногие. Био­масса животных, располагаемых в почве, составляет до 80 % от их общей биомассы. Последствия технического воздействия челове­ка на почву, ее состав внушительны по масштабам и могут при­вести к тяжелым последствиям.

Именно почва, являясь депонирующей средой, в наибольшей степени подвергается загрязне­нию, что вызывает нарушение физических, химических и биоло­гических процессов, протекающих в ней. Загрязнение почвы непосредственно связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйствен­ные и бытовые отходы.

Почвенный покров – совокупность почв, покрывающих зем­ную поверхность. В большинстве областей Земли толщина поч­венного покрова, обеспечивающего получение большей части пищевых продуктов, составляет всего 150-300 мм. Около 75 % всех почв планеты имеют пониженную продуктивность из-за не­обеспеченности теплом и влагой. Статистические данные показывают, что при существующей средней урожайности на каждого нового жителя планеты требуется для производства пищи 0,4-0,5 га и около 0,1 га на другие нужды.

Деградация почвенного покрова – постепенное ухудшение свойств почв, вызываемое изменением условий почво­образования в результате естественных причин (например, наступ­ления лесов или сухой степи на черноземы) или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение и т.п.) и сопровождаемое уменьшением содержания гумуса, разру­шением почвенной структуры и снижением плодородия.

Изменение естественных условий почвообразования. Наиболее интенсивно изменяются естественные условия почвообразования из-за опустынивания. Под опустыниванием понимают уменьше­ние или уничтожение биологического потенциала земель, кото­рое в итоге может привести к возникновению условий, аналогич­ных условиям пустыни.

Уменьшение содержания гумуса. Гумус – органическое веще­ство почвы, образуемое в результате разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности организмов. Гумус содержит основные элементы питания растений, в свя­зи с чем, почвы, богатые гумусом, обладают высоким плодороди­ем. Уменьшение содержания гумуса в почве ведет к снижению их плодородия и в итоге к опустыниванию. Основная причина уменьшения содержания гумуса в почве – приемы искусственного повышения плодородия почв (внесение минеральных и др. удобрений, мелиорация и т. п.). По данным агрохимического обследования 16,5 млн.га российских пашен имеют очень низкое содержание гумуса, а 21 млн.га – низкое. «Питательность» черноземов центральных областей России за по­следние 100 лет снизилась почти вдвое. В ближайшие годы, если не будут изменены методы земледелия, уменьшение запаса гумуса в почвах может привести к необратимым изменениям почвенного плодородия.

Основными и наиболее опасными загрязнителями почв яв­ляются пестициды, нитраты, тяжелые металлы, фтор и радио­нуклиды.

Пестициды – химические соединения, используемые:

- для регуляции роста и развития растений (ауксины, гибериллины, ретарданты);

- для удаления листьев растений (дефолианты);

- для уничтожения растений на корню (десиканты);

- для удаления цветов и завязей (дефлоранты);

- для отпугивания животных (репелленты) или их привлече­ния (аттрактанты) и стерилизации (хемостерилизаторы);

- для уничтожения эктопаразитов животных и борьбы с пе­реносчиками опасных заболеваний.

В качестве пестицидов в настоящее время разрешено исполь­зование 280 биологически активных компонентов различных хи­мических классов, на базе которых разработано более 600 препа­ратов. При обработке земельных участков путем их опрыскивания пестицидами снос последних за пределы обрабатываемых площа­дей составляет 50-60 % от их вносимого количества, а при ис­пользовании авиации – 75 %.

Пестициды разлагаются очень медленно и наиболее интен­сивно накапливаются в овощах, затем в растительных маслах, фруктах и ягодах, меньше - в мясе, яйцах и молоке.

Удобрение – вещество (или агент), создающее при внесении в почву условия для ускоренного роста и развития растений и мик­роорганизмов. Различают минеральные и органические удобрения.

Минеральное удобрение – добытое из недр или промышленно полученное химическое соединение, содержащее в большом ко­личестве один или несколько основных элементов питания рас­тений (азот, фосфор, калий), важные для жизни растений микро­элементы (медь, бор, марганец и др.), а также естественные про­дукты типа извести, гипса, золы и т. п., способные улучшить химические или структурные характеристики почвы.

Органическое удобрение – перегной, торф, навоз, птичий по­мет, фекалии животных, компосты и т. п., используемые для повышения плодородия почвы или способствующие развитию по­лезной микрофлоры почв.

Тяжелые металлы (плотностью более 4,5 г/см³) при повышен­ной концентрации становятся опасными для человека. По степени опасности различают три их класса. К классу I относятся мышьяк, кадмий, ртуть, бериллий, селен, свинец, цинк; к классу II - кобальт, хром, медь, молибден, никель, сурьма; к классу III -ва­надий, барий, вольфрам, марганец, стронций. При попадании в организм человека тяжелые металлы начи­нают накапливаться в почках и печени.

Коэффициент концентрации химического элемента опреде­ляется отношением его реального содержания в почве (Сi) к фо­новому (Сф): ККi=Сi/Сф. Данный коэффициент позволяет определить степень загрязнения почвенного покрова химическим элементом (i) по сравнению с ненарушенными почвами данной территории.

Принцип нормирования химических веществ в почве значи­тельно отличается от принципов, положенных в основу нормиро­вания их в водоемах, атмосферном воздухе и пищевых продуктах. Попавшие в почву химические вещества поступают в организм человека, главным образом, через контактирующие с почвой сре­ды: воду, воздух и растения, в последнем случае по биологической цепи почва - растение - человек. Поэтому при нормировании химических веществ в почве учитывается не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред.

Установление ПДК загрязняющих веществ в почве находится в первоначальной стадии, поэтому к настоящему времени уста­новлены ПДК лишь для 30 вредных веществ, преимущественно ядохимикатов.

В связи с тем, что вредные вещества поступают в организм чело­века по пищевым цепям, то установлены допустимые остаточные количества (ДОК) пестицидов в почве, пищевых и кормовых про­дуктах (табл. 7.1).

Таблица 7.1