Загрязнение почвы химическими веществами: последствия и охрана

Деятельность человека является главной причиной деградации почв. Из-за химического загрязнения почва становится непригодной для выращивания растительных культур. Негативное воздействие на грунт оказывалось всегда, но по оценкам экспертов утрата земель близится к критическим отметкам. Поэтому выбросы химических веществ в грунт и последствия данного процесса являются актуальными экологическими проблемами.

Виды химического загрязнения почв

Есть разные источники загрязнения почвы химическими веществами. Главная задача экологии сводится к минимизации пагубного влияния на земли.

Атмосферный перенос загрязняющих веществ

Это распространенный путь попадания вредных веществ в землю. Посредством атмосферного переноса в грунт попадают тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий). Эти вещества попадают в атмосферу в составе испарений с производственных и добывающих предприятий, а потом выпадают вместе с осадками на землю. Вместе с жидкостью они проникают в грунтовые воды.

Попадание в грунт вредных веществ происходит при выпадении кислотных дождей. Они провоцируют рост уровня рН почвы и влияют на состав. Такие дожди выпадают в регионах, где расположены предприятия, на которых сжигают большое количество угля и неподалеку от химических и металлургических заводов.

Сельскохозяйственное загрязнение

Каждое сельскохозяйственное предприятие использует химические компоненты при обработке земли либо растущих на ней растений. Побочным явлением обработки является загрязнение почвы ядохимикатами. К ним относятся, в первую очередь, пестициды – средства, применяющиеся для борьбы с вредителями, сорняковыми растениями, с патогенами, вызывающими заболевания у выращиваемых растительных культур.

Эти химикаты не разлагаются и сохраняются в грунте. Пестициды способны попадать в грунтовые воды, влиять на уровень плодородности.

Для улучшения качества почвы при выращивании растительных культур используют удобрения. Они в меньшей степени по сравнению с пестицидами вредят земле, но влияют на грунтовый состав и являются потенциальным источником ядов.

Наземное загрязнение

В отличие от атмосферных выбросов, которые распространяются на расстояния, загрязнение из отвалов крупнотоннажных производств и топливно-энергетических комплексов имеет локальный характер. Отвалы занимают большую площадь, а выбросы химических предприятий опасны для почв.

Отвалы, образующиеся в угольнодобывающих предприятиях, содержат много угля. Он горит с выделением вредных веществ в атмосферу. Горнодобывающие отвалы содержат вредные для почв химические соединения, например пирит.

Отходы и их утилизация

Ответственность за химическое загрязнение почв в России лежит не только на добывающих и перерабатывающих предприятиях. Источником загрязнения выступают и обычные люди, которые ежедневно производят твердые отходы. Огромное количество ТБО, образующийся в процессе потребления продукции – это основной источник загрязнения почв химическими веществами. Такие отходы скапливаются на территории полигонов и свалок, вследствие чего в грунт попадают токсичные вещества, влияющие на плодородность и состав почвы.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

Этот вид загрязнения считается самым опасным, так как проникающие в почву химические соединения существенно влияют на ее состав и свойства. При этом очистить землю от нефтепродуктов сложно.

Нефть попадает в грунт в основном при разведывательном бурении или непосредственно при добыче ресурса. К негативным последствиям также приводят аварии на нефтедобывающих и перерабатывающих предприятиях, транспортных трубопроводах, утечках на судах, цистернах.

Попадание нефти к грунт приводит к тому, что все живые растения и микроорганизмы гибнут из-за нехватки жидкости. Позже частицы почвы слипаются между собой, окисляются и твердеют, из-за чего земля становится похожей на асфальт. При сильном загрязнении нефтью происходит минерализация, и тогда восстановить грунт нельзя.

Загрязнение почвы радиоактивными веществами

Источниками радиоактивных веществ выступают предприятий ядерно-топливного цикла. Радиоактивные элементы попадают в грунт из негерметичных хранилищ, накопителей. Серьезную опасность представляют аварии на предприятиях, так как из-за попадания в грунт большого количества радиоактивных веществ он утрачивает свои функции на многие годы.

Радиоактивное загрязнение – прямой источник ионизирующего излучения, влияющего на растения, животных и человека. На земле, где повышен уровень радиации, нельзя выращивать пригодные к употреблению растения, так как они по умолчанию будут содержать радиоактивные вещества.

Классификация источников

Основными источниками загрязнения выступают промышленные предприятия и сельскохозяйственная деятельность. Именно эти направления в наибольшей мере влияют на качество грунта. К менее интенсивным источникам вредных веществ относятся выхлопные газы на крупных автомобильных и железнодорожных магистралях. С учетом происхождения выделяют 2 группы источников: агрогенные и техногенные.

Агрогенные

Агрогенное загрязнение возникает при использовании вредных веществ в сельскохозяйственных целях. К числу таких веществ относятся пестициды, минеральные удобрения, отходы органического происхождения, в том числе навоз животных и птичий помет.

Техногенные

Включают загрязнения, вызванные работой промышленных предприятий, заводов, комбинатов, добывающих и перерабатывающих станций. Работа таких предприятий сопровождается привнесением в почву компонентов, которые в норме для нее не свойственны. К данной категории относятся загрязнители в виде радиоактивных отходов, шлама, тяжелых металлов, щелочей и неорганических кислот.

Результат воздействия вредных веществ на почву

Попадание вредных веществ в грунт приводит к его деградации. В результате этого нарушаются почвенные процессы, разрушаются органические и коллоидные части, замедляются микробиологические циклы. Активность растений и микроорганизмов в области загрязнения угнетается.

Плодородность земли, в которую попадают вредные вещества, постепенно падает. Несоответствие гигиеническим критериям оценки указывает на то, что в загрязненном грунте нарушены естественные обменные процессы, из-за чего взращивание полезных культур становится невозможным.

Радиоактивное и химическое загрязнение земель оказывает прямое влияние на экологическую обстановку и здоровье людей, так как большая часть нутриентов в пище получается именно из грунта. Выращенные в загрязненной земле растения – это источники ядовитых веществ, попадающих в организм животных и человека. В результате этого растет частота острых и хронических заболеваний, снижается сопротивляемость инфекциям, растет риск генетических отклонений.

Оценка химического загрязнения почв

Систематический мониторинг почв подверженных загрязнению и агрохимический нконтроль регулярно проводят в регионах, где риск попадания вредных веществ повышен. Данный процесс осуществляется для определения содержания естественных элементов соединений, а также компонентов, не характерных для конкретного типа грунта.

Для агрохимического мониторинга почв необходимо предварительно определить ПДК – предельно допустимых концентраций вредных элементов. Они рассчитываются экспериментальным путем с учетом нескольких показателей вредности. Дальнейшая оценка почв загрязненных химическими веществами предусматривает сопоставление фактических показателей и ПДК.

Показатели химического загрязнения описываются в СанПиН 2.1.7.1287-03 – санитарно-эпидемиологических требованиях к качеству грунтов и почв. В соответствии с этим, вредные вещества делят на 3 группы опасности.

При оценке грунтов применяют следующие показатели:

• Коэффициент концентрации вредных элементов относительно ПДК.
• Коэффициент концентрации относительно фона.
• Суммарный показатель загрязнения.

При многокомпонентном загрязнении оценка проводится с учетом содержания самого токсичного вещества с максимальным содержанием в грунте. Земля, которая по стандартам СанПиНа, относится к чрезвычайно опасному уровню, подлежит вывозу и утилизации.

Охрана земель от загрязнения

Для охраны почвы от химического загрязнения применяются разные мероприятия и технологии. Главным профилактическим методом является внедрение архитектурных решений, отделяющих промышленные зоны и земельные участки, обрабатываемые химикатами от ландшафтных территорий. В этих целях создаются санитарно-защитные зоны, вводится нормирование химического загрязнения почв.

Другие мероприятия для защиты грунта от вредных выбросов:

• Установка на предприятиях газоочистных и пылеочистных установок, снижающих выброс в атмосферу.
• Модернизация технологических процессов на предприятиях.
• Реконструкция заводов или отдельных цехов, являющихся источником токсичных веществ в земле.
• Очистка грунтовых слоев при помощи промывки, глинования, органических или минеральных удобрений и другими доступными методами нейтрализации вредных компонентов.
• Локализация (закрепление) загрязняющего вещества для предотвращения его последующего распространения.

Химическое загрязнение почв в России

Почва считается важнейшим элементом биосферы. В данный момент химических состав земель неоднороден, что связано с неоднородным распространением элементов по территории.

Из-за негативного воздействия на почву, в том числе в сельскохозяйственном секторе, привело к снижению плодородия, истощению земель, засолению и распространению эрозийных процессов. Главным источником признаны пестициды, которые активно использовались в сельскохозяйственной сфере еще в СССР.

Свыше 1 млн Га земель нарушены при добыче полезных ископаемых. Свалки и полигоны, где сбрасываются бытовые и промышленные отходы, занимают 3 млн Га. 50 Га подверглось опустыниванию вследствие техногенных факторов.

По состоянию на 1992 год в России загрязнено 74.3 млн Га почвы. Большая часть из них расположена в непосредственной близости от промышленных предприятий, транспортных магистралей и городов. Ежегодно в почву попадает до 60 млн тонн твердых бытовых отходов.

Таким образом, состояние почвенных ресурсов в России в состоянии, близком к критическому, ввиду чего принимаются меры, направленные на снижение объема вредных выбросов.

Загрязнение почвы – глобальная экологическая проблема, вызванная жизнедеятельностью человека. Несмотря на внедрение новых технологий производства и проведение ремедиации, загрязненность грунтов постоянно растет. Содержание вредных компонентов в земле влияет на все живые организмы, в том числе на людей.