Виды загрязнения почвы, общий обзор экологического состояния почв России

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Саратовской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение «Вольский технологический колледж»

Заочное отделение

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Предмет: Экологические основы природопользования

На тему «Виды загрязнения почвы, общий обзор экологического состояния почв России»

2017

Содержание

Введение

1. Виды загрязнения почвы

2. Общие физические свойства почвы наиболее важные для минерального питания растений

3. Экологическое значение «инородных включений» в почве

4. Обусловленная повышенная кислотность почв

5. Оптимальные значения рН почвы для выращивания основных сельскохозяйственных культур

6. Загрязнители (компоненты) почвы, приобретаемые повышенную подвижность в условиях кислых почв

7. Соли, наиболее опасные при засолении почвы

8. Ухудшение экологического состояния почвы при ее засолении

9. Влияние засоления почвы на

10. Принимаемые меры для восстановления плодородия почвы при обнаружении ее засоления

Заключение

Список литературы

Введение

Почва является средой и основным условием развития растений. В почве растения укореняются и из нее черпают все необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и воду. Под понятием почва подразумевается самый верхний слой твердой земной коры, пригодный для обработки и выращивания растений, который в свою очередь состоит из достаточно тонких увлажняемого и гумусного слоев. Увлажняемый слой темного цвета, имеет незначительную толщину в несколько сантиметров, содержит наибольшее число почвенных организмов, в нем идет бурная биологическая деятельность. Гумусный слой толще; если его толщина достигает 30 см, можно говорить об очень плодородной почве, в нем обитают многочисленные живые организмы, перерабатывающие растительные и органические остатки на минеральные составляющие, в результате чего они растворяются грунтовыми водами и всасываются корнями растений. Ниже располагаются минеральный слой и материнские породы.

Почва - особое природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе; состоит из генетически связанных горизонтов (образуют почвенный профиль), возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов; характеризуется плодородием (см. Плодородие почвы). Представление о почве как о самостоятельном природном теле с особыми свойствами, отличающими его от материнской (почвообразующей) породы, развивающемся в результате взаимодействия факторов почвообразования, было создано в последней четверти 19 в. В. В. Докучаевым - основателем современного почвоведения. До этого почву обычно рассматривали в качестве одного из геологических образований. Плодородие почвы, т. е. способность обеспечивать растения водой и пищей, позволяет ей участвовать в воспроизведении биомассы (см. также Биологическая продуктивность). Природное плодородие имеет различный уровень, зависящий от состава и свойств почвы и факторов почвообразования. Под влиянием агротехнических, агрохимических и мелиоративных воздействий почва, являющаяся в сельском хозяйстве основным средством производства (см. Земля как средство производства), приобретает эффективное, или экономическое, плодородие, показателем которого служит урожайность с.-х. культур.

Основные факторы почвообразования - климат, материнская порода, растительный и животный мир, рельеф и геологический возраст территории, а также хозяйственная деятельность человека. Климат влияет на характер выветривания горных пород, воздействует на тепловой и водный режимы почвы, обусловливая проходящие в ней процессы и их интенсивность, и в значительной степени определяет растительный покров и животный мир. Материнская порода в процессе почвообразования превращается в почву. От её гранулометрического (механического) состава и структурных особенностей зависят физические свойства почвы - водо- и воздухопроницаемость, водоудерживающая способность и пр., а, следовательно, водный режим почвы, тепловой режим почвы, воздушный режим, скорость передвижения веществ в П. и др.

1. Виды загрязнения почв

загрязнение почва плодородие засоление

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают шесть степеней загрязнения почв (0-5) по признаку снижения их продуктивности, количества производимой биомассы, а по видам загрязнений различают четыре класса веществ-загрязнителей: физические, химические, биологические и радиоактивные.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. 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) Радиоактивными веществами. 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. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами.

Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

2. Общие физические свойства почвы наиболее важные для минерального питания растений

Минеральный слой, или подпочвенный горизонт, обладает ограниченной биологической активностью, в нем действует меньше живых почвенных организмов, но содержится огромное количество питательных минеральных веществ. Минеральные вещества перерабатываются почвенными организмами и приобретают форму, доступную для усвоения растениями. Слой материнских горных пород биологически мало активен, какие-либо органические процессы в нем весьма ограничены, породы подвержены медленному вымыванию и выветриванию.

Минералогический состав материнской породы определяет минералогический и химический состав почвы и первоначальное содержание в ней элементов питания для растений. Растительность непосредственно воздействует на почву: корни рыхлят и структурируют почвенную массу, извлекают из неё минеральные элементы. В естественных условиях минеральные и органические вещества поступают в почву и на её поверхность в виде корневого и наземного опада. Годовое количество опада изменяется примерно от 5-6 ц/га в пустынях и 10 ц/га в арктических тундрах до 250 ц/га во влажных тропических лесах. Различен и качественный состав опада: его зольность изменяется от 1 до 15%. В почве опад подвергается воздействию микрофлоры, минерализирующей до 80-90% его массы и участвующей в синтезе гумусовых веществ, которые образуются из продуктов распада и микробных метаболитов.

От структуры почвы зависит такая важная ее характеристика, как почвенная сорбция.

Свыше 80 выпадающих атмосферных осадков попадает при инфильтрации в почву, чтобы усваивать эти огромные естественные количества воды, почва должна в полном объеме выполнять фильтрующие и водоаккумулирующие функции, то есть обладать хорошей сорбцией.

Под почвенной сорбцией понимают способность почвы поглощать влагу из окружающей среды, накапливать и удерживать ее, а также задерживать и связывать питательные вещества, микроэлементы, соли и другие субстанции в своем составе. В данном случае можно говорить о физически и биологически связанных веществах.

Важной характеристикой почвы является ее способность поглощать солнечное тепло.

От этого зависит тепловой режим почвы в целом, что влияет на развитие растений, которое происходит в определенных условиях температурного режима. Изменения температурного режима почвы в сторону повышения или понижения могут отрицательно сказаться на прорастании семян и последующем развитии растений.

На способность почвы поглощать тепло влияет целый ряд факторов:

- структурный состав почвы:

чем больше в почве крупных частиц (песка), тем быстрее она нагревается и меньше тепла требует для достижения определенного температурного показателя;

цвет почвы: темные почвы лучше аккумулируют тепло, так как темная поверхность быстрее нагревается, весной темные почвы быстрее оттаивают;

уровень содержания влаги в почве: сухие почвы нагреваются значительно быстрее, чем влажные, степень прогревания почвы вглубь также выше;

- степень насыщенности почвы гумусом и другими органическими субстанциями: гумусные почвы прогреваются лучше и быстрее за счет темного цвета, рыхлой пористой структуры, обеспечивающей теплопроводность, и оптимального содержания влаги в составе почвы.

3. Экологическое значение «инородных включений» в почве

Таким образом, в почве накапливаются соединения мышьяка, ртути, меди и др. Сернистый ангидрид попадает в почву и значительно подкисляет ее, что вынуждает фермеров вносить больше извести. В 70-х годах в ФРГ вносили 54кг/га, а 1982-83гг - 170кг/га.

Поблизости от автомобильных трасс в почве наблюдается повышенное содержание свинца. Широко распространено загрязнение почвы нефтепродуктами. В почву могут попасть пестициды. Наконец, даже минеральные удобрения могут нанести почве ущерб, особенно при внесении их без учета конкретных особенностей данного поля. Растения не всегда могут использовать все питательные вещества удобрений. По данным академика ВАСХНИЛ В. Виноградова из всего внесенного в почву азота в составе минеральных удобрений 16-20%, а иногда 50% не усваиваются.

Опасность загрязнения почвы состоит не только в изменении ее физико-химических свойств. Посторонние вещества, попадая в почву, разрушают сложившиеся связи между отдельными группами почвенного биоценоза. Разрушаются сложившиеся трофические цепи. Все это конечном счете сказывается на плодородии. Бытовые и животноводческие сточные воды загрязняют почву болезнетворными бактериями.

4. Обусловленная повышенность кислотности почв

Кислотность почвы, одно из важнейших свойств многих почв, обусловленное наличием водородных ионов в почвенном растворе, а также обменных ионов водорода и алюминия в почвенном поглощающем комплексе. Повышенная Кислотность почвы отрицательно влияет на развитие растений и многих полезных микроорганизмов. Различают 2 формы Кислотность почвы: актуальную, или активную, - кислотность почвенного раствора, почвенной суспензии или водной вытяжки из почв, и потенциальную, или пассивную, «скрытую», - кислотность твёрдой фазы почвы.

Актуальная Кислотность почвы обусловлена наличием ионов водорода. Выражается условной величиной pH (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов); при pH 7 реакция почвенного раствора нейтральная, ниже 7 - кислая; чем ниже числовое значение рН, тем выше Кислотность почвы Потенциальную Кислотность почвы делят на обменную и гидролитическую. Обменная Кислотность почвы вызывает значительное подкисление почвенного раствора при взаимодействии почвы с нейтральной солью, что наблюдается при внесении физиологически кислых удобрений (хлористый калий, сернокислый аммоний и др.). По представлениям русского учёного К. К. Гедройца и некоторых других исследователей, обменная Кислотность почвы обусловлена присутствием в твердой фазе почвы ионов водорода, не вытесняемых нейтральными солями из поглощаемого комплекса, но способных к замещению (обмену) на другие катионы при обработке почвы растворами щелочей или гидролитически щелочных солей (например, раствором ацетата натрия, который и применяется при определении гидролитической кислотности). Степень Кислотность почвы необходимо учитывать при выборе минеральных удобрений, подготовке их перед внесением в почву. Основной способ борьбы с повышенной Кислотность почвы - известкование почв.

5. Оптимальные значения рН почвы для выращивания основных сельскохозяйственных культур

В идеале почва должна состоять на 50 из твердых частиц почвенного материала и на 50 из закрытых или сетеобразных пустот, заполненных воздухом и водой.

Большая часть почвенной массы состоит из минеральных частиц, до 10 почвенного состава приходится на органические субстанции, такие, как гумус и обитающие в его среде многочисленные почвенные организмы, оставшаяся часть приходится на каверны между твердыми частицами почвы, заполненные почвенной влагой и воздухом.

Наиболее благоприятной для всех видов растений является мелкокомковатая, или зернистая структура почвы, когда отдельные твердые почвенные частицы образуют комки диаметром до 8-10 мм. В силу наличия достаточных пространств между отдельными комками такая почва характеризуется хорошей водопроницаемостью, способностью усваивать, накапливать влагу, формировать сильную капиллярную систему, подающую влагу к всасывающим корням растений, а также отличной воздухопроницаемостью и быстрой прогреваемостью солнечными лучами. Рыхлая рассыпчатая структура почвы зависит от глинисто-гумусного сочетания ее различных составных частей, которые возникают в результате жизнедеятельности многочисленных почвенных организмов, смешивания минеральных и органических частей почвы и «склеивания» их в процессе усвоения микроорганизмами, бактериями и другими представителями биологической среды почвы.

6. Загрязнители (компоненты) почвы, приобретаемые повышенную подвижность в условиях кислых почв

Минералогический состав твёрдой части почвы во многом определяет её плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, К, N, Mg, Ca, Р, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Cu, Mo, I, В, F, Pb и др. (см. также Биогеохимические провинции). Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество CaCO3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей - CaSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Однако реализация этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста П., особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются П. более богатые Al, Fe, щёлочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава - Si. Во влажных тропиках на молодых корах выветривания П. значительно беднее окислами железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с П. умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твёрдой части П. незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, натрия, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.

7. Соли, наиболее опасные при засолении почвы

Засолением называют процесс накопления солей натрия, кальция, магния в верхнем слое почвы в концентрациях недопустимых для нормального роста и развития растений. Широкое распространение оно получило в Египте, Ираке, Индии, Пакистане и в других засушливых странах. Наибольшее засоление почв в бывшем СССР происходит на орошаемых землях Средней Азии и Закавказья.

Даже при слабом засолении урожайность хлопчатника уменьшается на 20-30%, кукурузы на 40-50%, а пшеницы на 50-60%.

8. Ухудшение экологического состояния почвы при ее засолении

Почва - это природное образование, обладающее рядом свойств, присущих живой и неживой природе. Важнейшее из свойств почвы - это плодородие, связанное с наличием в ней гумуса и воды.

Очень широкие масштабы приняло загрязнение земли. Как часто встречаются участки, покрытые остатками строительных деталей: панелей, блоков, кирпичей, заваленные золой, шлаками. В районах нефтебаз земли покрыта слоем мазута, нефти, смазочных материалов.

Все больше и больше занимает мусор не только в городе, но и в сельских районах. Причем он может быть загрязнителем почвы и воды. Детали от машин, брошенные на почве, С/Х техника, находящаяся под открытым небом, и просто лежащая, где попало - все это подвергается коррозии, в результате чего железо и другие металлы попадает в почву.

9. Влияние засоления почвы на:

Жизнедеятельность почвенных организмов

Процесс накопления вредных для растений солей в почве, главным образом хлористого и сернокислого натрия (хлориды, сульфаты, карбонаты). Засоленными считаются горизонты почвы с содержанием солей более 0 ,25%. Представители животного мира (главным образом беспозвоночные, живущие в верхних горизонтах почвы и в растительных остатках на поверхности) в процессе жизнедеятельности значительно ускоряют разложение органических веществ и способствуют формированию органо-минеральных почвенных агрегатов, т. е. структуры почвы, соответственно, при засолении почвы данный процесс отсутствует.

Состав грунтовых и поверхностных вод

В природных условиях засоление почвы происходит в засушливых районах Поволжья, юга Украины, Южного Казахстана и Средней Азии, обычно в понижениях рельефа (солончаки, некоторые группы солонцов). Характерна изреженная галофитная растительность. Возникает оно вследствие излишнего полива орошаемых земель и плохой работы водосборной сети. Происходит смыкание поливных и грунтовых вод, капиллярный подъем солей к поверхности и засоление. Метод борьбы - промывка пресными водами.

10. Принимаемые меры для восстановления плодородия почвы при обнаружении ее засоления

Данный процесс может происходить в естественных условиях засушливых районов в результате капиллярного поднятия солоноватых и солёных вод, а также под влиянием техногенных факторов - вследствие излишнего поступления поливной воды и плохой работы водосборной и дренажной сетей в оросительных системах. В последнем случае происходит смыкание оросительных и грунтовых вод, что вызывает подъём солей по капиллярам к поверхности и засоление орошаемых земель.

Рассоление таких почв производится путём вымывания солей пресными водами. Засоление при неправильном режиме орошения назначается вторичным.

Принятые "Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик" (1968) предусматривают систему мер, направленных на повышение плодородия почвы и охрану её от эрозии.

Заключение

Почва - один из природных компонентов, составляющих среду обитания человека. Нарушение почвенных процессов в результате неправильной эксплуатации почвенного покрова приводит к усиленной эрозии почвы, её засолению и заболачиванию.

Изменчивость в пространстве и во времени факторов почвообразования, а, следовательно, и процессов, происходивших в почве в прошлом и совершающихся в настоящем, обусловливает большое разнообразие их в природе. До Докучаева почву классифицировали по отдельным свойствам - химическому составу, гранулометрическому составу и др. В основе современной генетической классификации почвы лежит строение почвенного профиля, отражающее совокупность процессов становления, развития, эволюции почвы и их режимы.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций - парки, скверы, дворы - сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Список литературы

1. А.Б. Левин; Е.Б. Петров «Охрана природы» Москва-1985г МИИСП.

2. А.Б. Левин «лекции по охране природы».

3. А.Г. Банников; А.К. Рустамов; А.А. Вакулин «Охрана природы» Москва Агропромиздат 1985г.

4. Волобуев В. Р. Введение в энергетику почвообразования. М., 1974.

5. Волобуев В.Р. Почвы и климат. Баку, 1953.

6. Волобуев В.Р. Система почв мира. Баку, 1973.

7. Волобуев В.Р. Экология почв. Баку, 1963.

8. Докучаев В.В. Избранные сочинения: В 3 т. М., 1948-1949. Т. 1-3.

9. Иванова Е.Н., Розов Н.Н. Классификация почв СССР // Докл. совет. почвоведов: VII Междунар. конгр. почвоведов в США. М., 1960.

10. Иенни Г. Факторы почвообразования. М., 1948.

11. Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М., 1998.

12. Кылли Р.К. Педоэкологический анализ фитопродуктивности, биогеохимических потоков веществ и гумусного состояния в естественных и культурных экосистемах: Автореф. дис. … д-ра биол. наук. Новосибирск, 1988.

13. Ляпунов А.А., Титлянова А.А. Системный подход к изучению круговорота вещества и потока энергии в биогеоценозах // О некоторых вопросах кодирования и передачи информации в управляющих системах живой природы. Новосибирск, 1971.

14. Прасолов Л.И. Генезис, география и картография почв. М., 1978.

15. Реймерс Н.Ф., Яблоков А.В. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы. М., 1982.

16. Соболев Ф.С. Почвообразовательный процесс и этапы развития растительности // Почвоведение. 1954. N 1.

17. Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического почвоведения. Новосибирск, 1993.

18. Титов И.А. Взаимодействие растительных сообществ и условий среды. М., 1952.

19. Тюрюканов А.Н., Федоров В.М., Н.В. Тимофеев-Ресовский: Биосферные раздумья. М., 1996.

20. Чирита С.В. Экопедология. Бухарест, 1966.

21. Эвальд Э.О взаимоотношении исследований в области генезиса и экологии почв (на примере изучения органического вещества) // Почвоведение. 1972. N 2.

Размещено на Allbest.ru