Экологический мониторинг почвы кратко

Обновлено: 30.06.2024

Прежде всего, важно проследить за безопасностью почвы. Ведь на нее могут воздействовать различные источники загрязнения. А преждевременное предотвращение может защитить растения и микроорганизмы от возможной опасности.

Типы мониторинга

В любом случае существенную роль играет мониторинг почвы. Это необходимо также для того, чтобы сохранить плодородие почвы, сохранить благоприятные условия для развития культур.

В зависимости от подходов и применимых методик выделяются различные типы почвенно-экологического мониторинга. Так, анализ земли классифицируется по различным критериям: по поставленным задачам, по участкам наблюдения, по типу организации.

Основные принципы мониторинга

Но какие бы задачи и цели перед нашими экспертами ни ставились, они объективно проведут исследования. Какие бы сложные вопросы им ни задавались, профессионалы все решат без трудностей.

Ведь наши специалисты проводят почвенно-экологический мониторинг, руководствуясь конкретными принципами:

Определение четких методов по наблюдению за общим состоянием почвы, а также конкретными ее свойствами. Посредством конкретных методов предотвратить снижение уровня плодородия и повысить качество продукции.
Постоянный мониторинг за уровнем плодородия почвы.
Своевременное выявление негативных факторов, влияющих на состояние почвы.
Определение методов, с помощью которых можно прогнозировать ожидаемый уровень плодородия.
Постоянное наблюдение за участками, которые не подверглись антропогенному воздействию.

Для почвенно-экологического мониторинга характерны специфические задачи. При этом задачи предопределяются конкретными уровнями исследования. В частности, определенные задачи предопределяются в зависимости от того, проводится ли наблюдение на локальном, региональном или глобальном уровне.

Так, для регионального или локального мониторинга характерны выявление и характеристика источников загрязнения, определение состояния почвы, установление наиболее опасных зон на земельном участке, уточнение уровня сопротивляемости почвы источникам загрязнения. В рамках своей деятельности специалисты также рассчитывают уровень нанесенного экономического ущерба вследствие воздействия негативных факторов.

Глобальный же мониторинг предполагает изучение особенностей химического воздействия на конкретный участок, изучение состояния почвы, определение участка миграции и скорости распространения химических компонентов.

2. Важнейшие задачи и цель и объекты почвенного мониторинга.

3. Зимний период предполевой подготовки почв к проведению мониторинга

1. Интенсивное использование земель часто ведет к развитию неблагоприятных процессов (водной и ветровой эрозии, вторичного засоления и заболачивания, загрязнения почв промышленными выбросами и пестицидами), что существенно ухудшает свойства почвенного покрова. В связи с этим возникает необходимость слежения за показателями состояния почв с целью его оценки, прогнозирования и картографирования, а также обоснования мероприятий по повышению почвенного плодородия.

Почвенный экологический мониторинг — система регулярного не ограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем. Это определение непосредственно вытекает из общего определения понятия экологического мониторинга. Почвенный мониторинг — одна из важнейших составляющих экологического мониторинга в целом, он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном итоге нанести вред здоровью человека. Особая роль почвенного мониторинга обусловлена тем, что все изменения состава и свойств почв отражаются на выполнении почвами их экологических функций, следовательно, на состоянии биосферы. Почвенный мониторинг основывается на контроле за состоянием почвенного покрова, оценке и прогнозе изменения почв в результате их загрязнения. Основными показателями, которые оцениваются в процессе почвенного мониторинга, являются: кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами. Мониторинг почвенного покрова включает систематические наблюдения за уровнем загрязнения почв, процессами миграции химических веществ, динамикой показателей почвенного плодородия в пространстве и во времени. Однако он не может ограничиться лишь анализом проб почв, так как исследование почв неотделимо от изучения других компонентов ландшафта, всех путей накопления загрязняющих веществ как в природных, так и в антропогенных комплексах. Проведение мониторинга почв вызвано необходимостью своевременного выявления неблагоприятных свойств почв при различных видах их использования и развития естественных почвообразовательных процессов.

– изучение факторов и процессов, определяющих антропогенную и естественную трансформацию почвенного покрова во времени и пространстве;

– контроль загрязнения почв пестицидами, тяжелыми металлами и другими ингредиентами; – выявление тенденций и прогнозирование изменения состава и свойств почв, а также структуры почвенного покрова.

При почвенном мониторинге необходимо не только определить химический состав и концентрацию веществ-загрязнителей, но и проанализировать их перераспределение по почвенным горизонтам, учесть процессы выноса и вымывания.

Таким образом, цель мониторинга почв заключается в установлении негативных изменений качества почв, выявлении источников загрязнения почв, а также в оценке воздействия качества почв на здоровье населения и в получении достоверных данных для обоснования программ по рекультивации почв.

Объектом мониторинга почв принято считать все почвы, входящие в состав земельного фонда страны, независимо от принадлежности, т.е. от форм собственности на земельные участки, целевого назначения и характера использования земель. Также важным объектом мониторинга почв являются атмосферные осадки зимнего периода, поскольку содержащиеся в снеге вещества вместе с талыми снеговыми водами поступают в почву и существенно влияют на экологическое состояние почвенного покрова, изменяя его кислотность, концентрацию ионов и тяжелых металлов. Мониторинг почв проводится только в теплое и сухое время года (лето, начало осени).

3. В зимний же период проводится предполевая подготовка к проведению мониторинга, которая включает в себя:

– сбор сведений об имеющихся на данной местности источниках загрязнения почв (местоположение, объем выбросов, особенности производственного цикла, объемы твердых отходов, способы их утилизации или захоронения);

– составление карты техногенных нагрузок на исследуемую территорию (на карту наносят источники техногенного воздействия на почвы, и зоны их вероятного влияния);

– установление сроков проведения мониторинга, выбор ключевых площадок, на которых будут браться пробы почв.

Для решения этих проблем необходима организация стационарных и полустационарных наблюдений на специально выбранных участках в сочетании с использованием дистанционных методов исследования. В качестве объектов наблюдений выбираются типичные ландшафты, расположенные во всех важнейших почвенно-климатических зонах и провинциях и подверженные интенсивному антропогенному воздействию (прежде всего сельскохозяйственному использованию). Параллельно исследуются фоновые территории, представленные ландшафтами, которые испытали наименьшие антропогенные нагрузки. На стационарах и в полустационарах с помощью полевых методов и анализов отобранных образцов ведутся регулярные наблюдения за химическими, физическими и биологическими показателями, характеризующими состояние почвенного покрова. Перечень наблюдаемых химических показателей определяется их токсичностью и распространенностью, а для средств химической защиты – еще и устойчивостью. Наблюдения за содержанием наиболее токсичными тяжелыми металлами (ртуть, свинец, кадмий) проводятся повсеместно. Широко распространены такие токсиканты, как кобальт, мышьяк, цинк, никель, медь, ванадий, марганец и др. В большинстве случаев они поступают на поверхность почв за счет локальных промышленных выбросов. Из органических загрязнителей должны контролироваться вещества, обладающие способностью поступать и накапливаться в сельскохозяйственной продукции, а также способные к миграции с поверхностным и подземным стоком. Среди них выделяют токсичные вещества, такие как бенз(а)пирен, полихлорбифенилы, др. Кроме того, в программу мониторинга входят наблюдения за содержанием гумуса, азота, фосфора, определяется кислотность почвы, накопление легкорастворимых солей и др.

К первому типу относятся почвы сельскохозяйственных районов. Отбор проб производится два раза в год – весной после таяния снега (до применения пестицидов) и в конце вегетационного периода (в течение 10 дней после уборки урожая). Пробы в обоих случаях отбираются на одних и тех же участках, которые являются типичными для данного района по природным условиям и характеру использования. Уровень загрязнения почв определяется по содержанию наиболее устойчивых пестицидов и тяжелых металлов.

Второй тип – это почвы вокруг промышленно-энергетических объектов. Основной отбор проводится один раз в год весной после таяния снега в 64 точках, расположенных равномерно по восьми направлениям (азимутам) в радиусе до нескольких десятков километров от источника загрязнения. Кроме того, производится дополнительный отбор проб один раз в год осенью после уборки урожая в 16 точках по четырем азимутам. Пробы почв анализируются на содержание тяжелых металлов, полихлорбифенилов, бенз(а)пирена и других ингредиентов. Кроме почвы как таковой, объектами наблюдений являются также атмосферные выпадения (осадки, сухие выпадения, снежный покров), позволяющие судить о величине потока загрязняющих веществ на земную поверхность. Поэтому одновременно для определения интенсивности поступления тяжелых металлов в почву ежегодно (в конце зимы) проводится отбор проб снега. Соединенный образец снега с площади 1 га составляется из 20–40 точечных проб. Участки наблюдения чаще всего приурочены к местам с максимальным уровнем загрязнения почвенного покрова. Наиболее крупные по площади объекты – это, как правило, сельскохозяйственные угодья, должны регулярно обследоваться с помощью дистанционных методов. Аэрокосмические снимки позволяют выявить структуру почвенного покрова, состояние посевов, а также путем измерения отражательной способности почв количественно (или полуколичественно) определить содержание гумуса, температуру почв, развитие эрозии и другие характеристики. Данные аэрокосмического зондирования должны контролироваться путем наземного обследования эталонных участков, расположенных в пределах массивов наблюдения. Оценка экологического состояния почв производится с помощью химических и биологических критериев, а также показателей физической деградации сельскохозяйственных угодий. В качестве показателей физической деградации сельскохозяйственных земель рекомендуется использовать площади угодий, выведенных из землепользования в результате эрозии, вторичного засоления, загрязнения, показатели увеличения плотности почв, потери гумуса и другие критерии. Признаком биологической деградации почв служит снижение жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, о котором можно судить по уменьшению уровня активной микробной биомассы. В практике экологического нормирования широко используется показатель суммарного загрязнения почв (Zc).

Все градации имеют привязку к качественной характеристике здоровья населения, проживающего на изучаемой территории. Важнейшим результатом мониторинговых наблюдений является составление крупномасштабных карт состояния почвенного покрова. Они служат ценным материалом для оценки и прогнозирования направлений и степени изменения почв под влиянием хозяйственной деятельности человека. Поэтому на картах, кроме уровня загрязнения и ареалов (площадей) загрязнения отражаются трансформирующие процессы и свойства почв, определяющие их развитие (механический состав, содержание гумуса, кислотность и др.), а также вид сельскохозяйственных угодий. В ходе мониторинга почв, помимо содержания в пробе химических элементов и загрязнителей, необходимо также оценить биологическую активность почвы (БАП). Этот показатель характеризует активность биохимических почвенных процессов. При загрязнении почв большим количеством бактерий и микроорганизмов значение БАП возрастает; если же почва загрязнена неорганическими веществами (тяжелыми металлами и пр.), то значение БАП падает. БАП почвы оценивают по двум показателям: по скорости выделения углекислого газа из почвы и по интенсивности разложения клетчатки (целлюлозы, льняного полотна) в почве. Кроме того, определение БАП может включать в себя подсчет общего количества микроорганизмов в пробе почвы, подсчет количества микроорганизмов определенных видов (азотобактерии, бактерии – аммонификаторы и пр.). Для этого из пробы почвы приготавливается раствор, из которого делают посев в лабораторную посуду (чашку Петри), заполненную питательной средой. По прошествии определенного времени изучают видовой состав и производят подсчет размножившихся микроорганизмов с помощью микроскопов. В целом определение биологической активности почвы – процесс достаточно долгий и трудоемкий, требующий стационарных лабораторных условий и наличия специального оборудования (автоклавы, стерилизаторы, дистилляторы, холодильники, посуда из химически стойкого стекла, термометры и весы с высокой точностью измерения).

Земля – едва ли не самое большое богатство любой страны, которое в то же время требует и немалой заботы и защиты. В последнее время почвы нашего государства подверглись значительной деградации в процессе их использования, и связано это не только с сельскохозяйственным производством. Виной здесь и разведка и добыча полезных ископаемых; использование в военной области, строительстве; эксплуатация почв в городском хозяйстве. А среди последствий – подтопление, затопление, оползни, провалы, сели и прочие неприятности. Контролировать продуктивный пласт почвы крайне важно: именно эта задача и стоит перед службой мониторинга почв, которая, к сожалению, еще не сформирована.

Базовые понятия

Мониторинг почв – это организация количественной и качественной оценки изменений почв во времени, контроля за поступлением и содержанием в почвах всех разновидностей вредных веществ: тяжелых металлов, радионуклидов, нитратов, остатков пестицидов, других химических загрязнителей неорганического и органического происхождения.

Близким к мониторингу почв является мониторинг земель. Под последним согласно действующему Земельному кодексу Украины понимают систему наблюдения за состоянием земель, их целевым использованием в целях своевременного выявления изменений и их оценки; предотвращения и ликвидации последствий негативных процессов.

Различия между мониторингом почв и мониторингом земель

Мониторинг земель является несколько более широким понятием, чем мониторинг почв, поскольку первый базируется на втором.

При проведении мониторинга земель оценивают состояние и изменения не только определенных отмен , но и определенных земельных участков в целом , включающих более чем одну почвенную отмену. То есть наблюдения проводятся по определенным производственным единицам землевладения или землепользования. Например, по земельным паям, выделенным в натуре; полям и угодьям фермерских или крупных агроформирований частного типа; землями государственной собственности исследовательских учреждений НААН Украины; землям под лесами; занятым железными дорогами, зданиями и пр.

Мониторинг почв логически связан с земельным кадастром. Ведь он содержит достоверные и необходимые данные по природно-хозяйственному и правовому статусу земель.

Задача мониторинга почв

Мониторинг земель, как и мониторинг почв, является составной частью государственной системы мониторинга окружающей среды. В зависимости от целей, наблюдений и охвата территорий мониторинг земель и почв может быть национальным, региональным и локальным.

Основной задачей системы мониторинга почв является накопление информации с целью отражения общей картины состояния почвенного покрова.

Особенно важно осуществлять мониторинг почв, подвергшихся мелиоративному влиянию, – осушению и орошению. Многочисленные исследования свидетельствуют, что в результате мелиорации часто происходят негативные изменения почвенного покрова. Почвы подвергаются воздействию деградационных процессов, таких как вторичное засоление и осолонцевание, подтопление, заболачивание, дегумификация, биологическое сгорания торфов, что приводит к формированию смогов, вредных для здоровья людей, и пр.

Значимой для контроля состояния почв является также оценка их эффективного плодородия. Здесь главными являются показатели количества и качества продукции, а также содержание токсичных элементов в пищевых продуктах.

Объекты мониторинга почв

Очень важной проблемой в организации мониторинга почв является выбор объектов, то есть ключевых участков, где осуществляется контроль периодическими измерениями, отбором образцов почв и растений и их анализ.

В качестве объектов мониторинга почв целесообразно использовать следующие:

Основные типы, подтипы, роды, виды и разновидности почв в пределах одной почвенной провинции
Эталонные объекты на почвах с сельскохозяйственным их использованием в условиях высокой культуры земледелия
Параметры климата: осадки и их распределение в течение года; температура воздуха; количество дней с сильными ветрами; средняя скорость ветра во время пылевых бурь и их продолжительность в течение года
Почвоформирующие породы – их состояние и уровень загрязнения, что влияет на степень загрязнения в целом всей почвы
Грунтовые и подземные воды

Сейчас все чаще речь идет об общем мониторинге биосферы, фауны, флоры и человека. Такой мониторинг означает сочетание мониторинга почв с мониторингом других объектов окружающей среды. Он направлен на контроль биосферы в целом, чтобы не допустить негативного развития всех ее компонентов, создать оптимальные условия для существования всего живого на планете и в том числе – экологически безопасные условия жизнедеятельности человека.

Ключевую роль в этом играет проблема мониторинга почв: они все чаще рассматриваются как важнейший компонент биосферы.

Кем и как проводится мониторинг почв

Согласно Положению о государственной системе мониторинга окружающей среды, утвержденному Правительством Украины еще в 1998 году, обязанности по ведению мониторинга почв возложены на различные Министерства и ведомства:

Институт охраны почв, действующий при Министерстве аграрной политики и продовольствия Украины
Государственное агентство лесных ресурсов Украины
Государственное агентство водных ресурсов Украины
Государственную службу Украины по вопросам геодезии, картографии и кадастра
Министерство экологии и природных ресурсов Украины и государственный исполнительный орган по вопросам чрезвычайных ситуаций

Система мониторинга земель в Украине

Сейчас система мониторинга в Украине все еще формируется. Но некоторые элементы мониторинга почв имели место и ранее:

Так, службами химизации проведены 4 тура агрохимических обследований почв Украины: выявлено уменьшение содержания гумуса, изменение актуальной и обменной кислотности
Проводились гидромелиоративные экспедиции водохозяйственной отрасли
Контролем состояния почв Украины занимались также некоторые учреждения Национальной академии наук Украины, что позволяет использовать результаты этих исследований для выяснения изменений состояния и структуры земельных угодий и почвенного покрова, распространения эрозионных процессов и уровня экологической устойчивости ландшафтов

В последнее время предпринимается немало шагов по формированию современной системы монтиторинга земель в нашем государстве. Очевидно, что такая система должна быть создана на базе существующих учреждений и организаций, имеющих отношение к мониторингу почв, поскольку для организации этой задачи требуются значительные средства. Эта система должна быть единой, унифицированной для всей страны, иметь четкие иерархические уровни, взаимосвязанную и хорошо скоординированную систему управления и исполнения.

На пути реализации задачи внедрения такой системы есть и ряд проблем, в частности:

Неполнота и устарелость данных, разнообразие методик, по которым определяются показатели состава и свойств почв, и несведенность в одно целое полученных данных.

В прошлом (да и сейчас) исследовали почвы различные организации, однако все они изучали только те показатели почв, которые их интересовали. То есть подход был узковедомственным. Например, Государственный комитет (теперь Государственное агентство) водного хозяйства Украины больше интересовался водными свойствами почв и в меньшей степени вторичным засолением, осолонцеванием, дегумификацией и агрофизической деградацией почв. А при определении содержания гумуса различные организации использовали различные методы. К тому же, отбор образцов каждая организация проводила в разных местах и в неодинаковые сроки. Не принималась во внимание значительное сезонная динамика содержания органического вещества в почвах и пр.

Несогласованность методик и системы мониторинга почв принятым в странах Европейского Союза и странах-партнерах этого международного сообщества.
Все еще отсутствует непосредственный мониторинг динамики грунтообразующих процессов во времени, а контроль осуществляется опосредованно, например, интесивнисть эрозии прогнозируется, исходя из непосредственных метеорологических данных, хотя методика этих наблюдений на метеостанциях не соответствует требованиям почвозащитного мониторинга.
Часто в зарубежных странах (например, США) оценку интенсивности эрозионных процессов осуществляют, используя другие косвенные данные, как структуру земельных угодий и посевных площадей, так и по универсальному уравнению эрозии в условиях внедрения тех или иных почвозащитных мероприятий. Но такие показатели могут быть недостаточно точными. Необходимы прямые наблюдения. Особенно это актуально в связи с тем, что в соответствии с эрозионными потерями мелкозема и интенсивностью эрозионных процессов фермер может в будущем облагаться налогами. Нужны подобные данные для практического их использования с экономической и финансовой целью.

Мониторинг почв: ближайшие перспективы

Мониторинг почв – сложный, многоэтапный процесс. Он направлен на систематическое получение объективной всесторонней информации о состоянии земельных ресурсов с целью упорядочения земельных отношений, определения цены на землю и подбор соответствующих мер регулирования состояния земель.

Согласно концепции, утвержденной Государственным комитетом Украины по земельным ресурсам (теперь это Держгеокадастр Украины), внедрение мониторинга будет осуществляться поэтапно. Он будет начат на землях, находящихся в так называемом кризисном состоянии.

Для проведения этих работ необходимо выявить кризисные зоны, их типы, создать специальные полигоны и организовать систематические исследования с целью оценки направлений дальнейшего развития земель, приостановления или устранения негативных явлений в развитии земельных ресурсов.

Типы мониторинга

Основные принципы мониторинга

Ведь наши специалисты проводят почвенно-экологический мониторинг, руководствуясь конкретными принципами:

Определение четких методов по наблюдению за общим состоянием почвы, а также конкретными ее свойствами. Посредством конкретных методов предотвратить снижение уровня плодородия и повысить качество продукции.
Постоянный мониторинг за уровнем плодородия почвы.
Своевременное выявление негативных факторов, влияющих на состояние почвы.
Определение методов, с помощью которых можно прогнозировать ожидаемый уровень плодородия.
Постоянное наблюдение за участками, которые не подверглись антропогенному воздействию.

Читайте также: