Экологическое значение почвы кратко

Обновлено: 05.07.2024

Экологическое значение почвы:
Почва формирует химический состав
потребленных человеком продуктов
питания, питьевой воды и, отчасти,
атмосферного воздуха.
Человек, включаясь через почву в
биогеоценоз данной экосистемы,
формируется как соответствующий
адаптивный тип

Экологическое значение почвы:
почва – это важнейшее зкологическое звено, которое
через климат, пищу, воздух и воду обеспечивает
выживание человека в данной местности,
формирует его здоровье, болезненный статус и срок
жизни.
почва – это поглотитель всего живущего на Земле.
Постоянно загрязняясь и самоочищаясь, почва
является непременным участником биологического
круговорота живых существ на Земле.

Химический состав почвы
Почва состоит из
минеральных,
органических и органоминеральных комплексов,
соединений, почвенных
растворов, воздуха,
почвенных
микроорганизмов,
насекомых, животных и
загрязнителей.

Минеральные вещества
составляют 60-80% - это кремнозем, кварц,
алюмосиликаты.
Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы
неорганическими соединениями основана на сравнении
их содержания с ПДК, например:
Cr - 0,05;
Hg - 2,1;
Pb - 20,0;
Мg - 1500,0;
As - 45,0 мг/кг почвы.

Органические вещества
собственно органические кислоты
(гуминовыми и др.),
вещества, синтезированные
почвенными микроорганизмами,
называемые гумусом,
чужеродные для почвы вещества,
поступающие извне.

Степень переработки
органических веществ
коэффициент гумификации, который
определяется по формуле:
углерод гумуса
____________
норма: 1-2
углерод растительного происхождения
О загрязнении почвы судят по общему азоту
почвы и числу Хлебникова
азот гумуса
весь органический азот
норма: 0,98 – 1,0

Влажность почвы
Только с помощью воды
передвигаются все
химические вещества,
происходят химические
и биологические
процессы,
осуществляющие
самоочищение почвы и
снабжение питанием
всего в ней и на ней
живущего.

Переработка чужого для почвы
органического вещества
при гниении (аэробном процессе) этапы
очищения почвы состоят из:
1) аэрации (оксигенации) – поглощения
кислорода;
2) минерализации – распада Б,Ж,У с
образованием минеральных веществ и
3) гумификации – синтеза нового органического
вещества - гумуса.

Переработка чужого для почвы
органического вещества
Очищение
почвы путем брожения
(анаэробном процессе) идет с
поглощением энергии и
образованием зловонных или
горючих газов (метана, водорода,
аммиака, меркаптанов и др.).

Углеводы
– в аэробных и анаэробных условиях
окисляются до углекислого газа и воды,
образуются карбонаты.
Этот процесс называется
карбонификацией.
Часть углеводов идет на строительство
организмов – микробов, насекомых, червей.

Жиры
в аэробных условиях медленно
окисляются до образования
глицерина, жирных кислот, серной
кислоты и сульфатов, фосфорной
кислоты и фосфатов – процессы
сульфидизации и фосфатизации.

Жиры
В анаэробных условиях
разложение идет до углекислого
газа, водорода (горит с
образованием воды - огни на
могилах), сероводорода и
зловонных газов.

Белки
при анаэробном процессе разлагаются до
аммиака.
при аэробном процессе вначале также
образуется аммиак, но в присутствии
кислорода переводится микроорганизмами в
азотистую кислоту и нитриты, затем при
дальнейшем контакте с кислородом – в
азотную кислоту и нитраты

Белки
в почве идут одновременно
два параллельных процесса:
более быстрый –
нитрификации и более
медленный –
денитрификации.

Самоочищение почвы.
Вместе оба процесса –
минерализация и гумификация,
направленные на восстановление
первоначального состояния почвы.

Самоочищение почвы
зависит от
химического состава почвы,
ее физических свойств (пористости,
воздухо- и влагопроницаемости (например,
песок, глина и т.д.), обеспечивающих
доступность воздуха и воды,
состава микрофлоры
и фауны почвы
.

Геоэндемические заболевания
Гигиеническое значение
состава почвы таково, что
он определяет набор
элементов в пище людей
данного региона.
И если все вещества
находятся в достаточном
количестве, то народ растет
здоровый

Геоэндемические заболевания
Часто в почве не хватает каких-либо
элементов.
Так на большей части России – фтора и йода.
В Мурманской области – избыток фтора. И это
ведет к эндемическим заболеваниям – флюорозу
(избыток фтора), кариесу (недостаток фтора), к
преждевременному старению и эндемическому
зобу (недостаток йода).

Загрязнение почвы. Роль примесей в
почве антропогенного характера
Ксенобиотики (искусственные загрязнители, чуждые
природе и человеческому организму):
По структуре
физические - крупные структуры: строительный
материал, пластмассовые бутылки и др.;
химические - свинец, радиоактивные вещества и др.,
биологические – вирусы, бактерии, простейшие.

Загрязнение почвы. Роль примесей в
почве антропогенного характера
Ксенобиотики:
По способу попадания в почву
вносимые целенаправленно, планомерно –
пестициды, удобрения, стимуляторы роста растений и
т.д.;
попадающие случайно, с техногенными жидкими или
твердыми выбросами - выхлопные газы автомашин,
газы заводов, ТЭЦ и т.д.

Загрязнение почвы. Роль примесей в
почве антропогенного характера
Ксенобиотики:
По происхождению
промышленными (металлы, нефтепродукты),
автомобильными (сажа, свинец),
сельскохозяйственными (навоз, помет),
результатами аварий,
испытаний атомных бомб или военных действий
(повышенная радиоактивность, применение
дефолиантов).

Повышенные выбросы
фтора приводят к некрозу листьев у плодовых деревьев,
флюорозу, болезням печени, почек, желудочно-кишечного
тракта у людей и кроветворения у детей;
никеля – к учащению заболеваний шизофренией;
ртути – заболеваниям эндокринной и нервной систем,
мочеполовых органов у мужчин и снижению фертильности
у женщин;
свинца – расстройству кроветворения, репродуктивной
системы и злокачественным новообразованиям.

Деградация почвы. Пути защиты
почвы от эрозии и истощения
эрозия: размыв в виде оврага или смыв с дождевой
или талой водой. В РФ эрозии подвержено 63%
пахотной земли.
дегумификация (потеря гумуса) почвы с утратой
плодородия. Содержание гумуса в РФ за последние
100 лет снизилось вдвое – с 14 до 7% и в настоящее
время около 43% пахотных земель имеют низкое
содержание гумуса.
загрязнение в результате техногенных процессов

Деградация почвы. Пути защиты
почвы от эрозии и истощения
Опустынивание – одна их важнейших
экологических проблем. Это
необратимая гибель плодородной земли,
которую уже нельзя восстановить
Вторичное засоление почвы, вызванное
бездренажным орошением и
неконтролируемыми поливами.

1. Значение почвы и влияние ее на здоровье, и санитарные условия жизни населения.

2. Источники загрязнения почвы.

3. Роль почвы в распространении инфекционных заболеваний и глистных инвазий.

4. Мероприятия по санитарной охране почвы.

5. Самоочищение почвы.

Почва – это рыхлый поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием и представляющий комплекс минеральных и органических веществ, заселенный огромным количеством микроорганизмов.

Почва, как и другие элементы окружающей среды, оказывает большое влияние на здоровье людей и санитарные условия их жизни.

От физико-химических свойств почвы зависит глубина залегания и состав подземных вод. Почва влияет на климат местности: заболоченность почвы или высокое стояние грунтовых вод делает климат местности нездоровым, сырым, может явиться причиной появления сырости в зданиях. Рельеф почвы и другие особенности учитываются при выборе земельных участков для строительства, и при планировке населенных мест.

Важное значение почвы в том, что ее используют для обезвреживания жидких и твердых отбросов, образующихся в населенных пунктах. Отбросы богаты органическими веществами и могут содержать патогенные м/о и яйца гельминтов. При плохо организованной очистке отбросы и нечистоты загрязняют почву, заражая поверхностные и подземные воды, овощи. В распространении патогенной микрофлоры большую роль играют переносчики – мухи, грызуны.

В связи с научно-техническим прогрессом, развитием химии, атомной энергетики возрастает вероятность загрязнения почвы вредными химическими и радиоактивными веществами.

Почва может загрязняться:

- оседающими атм. выбросами;

- промышленными сточными водами, выпускаемые для обезвреживания на поля фильтрации или орошения;

- пестициды, применяемые в сельском хозяйстве.

При этом токсические вещества могут действовать:

- при непосредственном контакте с почвой;

- через воду, используемую в пищу;

- через растения и продукты животного происхождения.

Все сказанное свидетельствует о большом значении мероприятий по санитарной охране почвы.

В предупреждении распространения через почву инфекционных и инвазионных заболеваний решающее значение имеют:

- рационально организованная очистка;

- замощение, озеленение, систематическая уборка и поливка улиц и дворов.

-с целью предупреждения интоксикации в настоящее время разработаны ПДК химических веществ в почве. ПДК служит критерием при решении вопросов о допустимых нагрузках на 1 га почвы пестицидов, минеральных удобрений, промышленных сточных вод и т. д.

Вне населенных пунктах микрофлора почвы состоит преимущественно из безвредных сапрофитов. Патогенные микробы поступают в почву с фекалиями, мочой, мусором, навозом, сточными водами, трупами и др. Эти микробы не находят благоприятных условий для развития и рано или поздно погибают или теряют свою патогенность.

Отмирание их в почве происходит в результате:

- неблагоприятных температурных условий;

- отсутствия питательного материала;

- антагонистического действия почвенной микрофлоры и бактериофагов.

Основная масса сапрофитных м/о находится на глубине до 10 см, количество их достигает до миллионов в 1 г почвы. С увеличением глубины количество м /о уменьшается и уже на глубине 25 см м/о

Палочки сибирской язвы могут попадать в почву с выделениями больных животных, с их трупами, а также со сточными водами кожевенных заводов и шерстомоек. Заражение скота происходит при поедании травы, загрязненной спорами.

С фекалиями человека в почву могут попадать яйца гельминтов. Одна самка аскариды откладывает в кишечнике человека в сутки десятки тысяч яиц, которые выделяются с фекалиями.

Почва является благоприятной средой для созревания в течение 15-30 суток яиц до инвазионной стадии. В почве на глубине 2-10 см, защищенные от солнечных лучей и высыхания яйца аскариды, сохраняются до года. Созревшие яйца, могут попадать в организм человека с овощами, загрязненными при удобрении необезвреженными фекалиями, с водой и почвенной пылью.

Самоочищение почвы – это сложный и длительный процесс, в течение которого органические вещества, попавшие в почву с отбросами под воздействием м/о разлагаются до воды, углекислого газа, минеральных солей и гумуса, а патогенные м/о отмирают.

Гумус медленно разлагается, постепенно отдавая растениям необходимые им питательные вещества. В санитарном отношении важно, что гумус, несмотря на наличие органических веществ не загнивает, не вызывает зловонных газов, не привлекает мух и не содержит патогенных м/о кроме спороносных.

Почва способна очищаться и от многих токсических соединений. Под действием м/о и кислорода воздуха они окисляются и распадаются до неядовитых соединений.

Самоочищение почвы зависит от аэрации почвы.

Крупнозернистые (песчаные, супесчаные) обладают хорошей проницаемостью для воды и воздуха, поэтому они сухие, хорошо аэрируются и самоочищаются.

Мелкозернистыепочвы (глинистые, торфяные) вследствие малого размера пор влагоемки, плохо проницаемы для воды, воздуха и медленно самоочищаются. Вскапывание почвы или перекапывание ее способствует аэрации и ускоряет самоочищение.

Перегрузка почвы органическими отбросами замедляет самоочищение. При этом создаются условия для развития анаэробной, гнилостной микрофлоры, в результате образуются зловонные продукты неполного распада органических веществ, загрязняющих атм. воздух.

Необходимо умело использовать способность почвы к самоочищению для удаления и обезвреживания твердых и жидких отбросов.

1. Значение почвы и влияние ее на здоровье, и санитарные условия жизни населения.

2. Источники загрязнения почвы.

3. Роль почвы в распространении инфекционных заболеваний и глистных инвазий.

4. Мероприятия по санитарной охране почвы.

5. Самоочищение почвы.

Почва может загрязняться:

- оседающими атм. выбросами;

- промышленными сточными водами, выпускаемые для обезвреживания на поля фильтрации или орошения;

- пестициды, применяемые в сельском хозяйстве.

При этом токсические вещества могут действовать:

- при непосредственном контакте с почвой;

- через воду, используемую в пищу;

- через растения и продукты животного происхождения.

Все сказанное свидетельствует о большом значении мероприятий по санитарной охране почвы.

- рационально организованная очистка;

- замощение, озеленение, систематическая уборка и поливка улиц и дворов.

Отмирание их в почве происходит в результате:

- неблагоприятных температурных условий;

- отсутствия питательного материала;

- антагонистического действия почвенной микрофлоры и бактериофагов.

Почва– поверхностный слой коры Земного шара, играющий большое значение в жизни человека. Почва – это поверхностная часть литосферы, сформировавшаяся после появления жизни на Земле под влиянием климата, растительных и почвенных организмов. Почва – неотъемлемое звено кругооборота веществ в природе – элемент ее биосферы.

2. Экологическое значение почвы:

Экологическая характеристика свойств почвы

Можно сказать, что почва – живой покров Земли. Почва формирует химический состав потребленных человеком продуктов питания, питьевой воды и, отчасти, атмосферного воздуха. Человек, включаясь через почву в биогеоценоз данной экосистемы, формируется как соответствующий адаптивный тип в виде национальных признаков, наиболее приспособленный к выживанию в условиях данного климата и местности. Человек, переселившийся в другой климатический пояс, через десятилетия приближается к облику местного населения (по уровню обмена веществ, составу пищеварительных ферментов, функционированию сердечно-сосудистой, легочной и других систем). Почва через пищу, воздух и воду активно влияет на этот адаптивный процесс. Таким образом, в экологическом плане почва – это важнейшее зкологическое звено, которое через климат, пищу, воздух и воду обеспечивает выживание человека в данной местности, формирует его здоровье, болезненный статус и срок жизни. Кроме того, почва – это поглотитель всего живущего на Земле. Постоянно загрязняясь и самоочищаясь, почва является непременным участником биологического круговорота живых существ на Земле.

Химический состав почвы

Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных комплексов, соединений, почвенных растворов, воздуха, почвенных микроорганизмов, насекомых, животных и загрязнителей.

Для гигиенической оценки почвы важно знать ее естественный химический состав.

Минеральные веществасоставляют 60-80% - это кремнозем, кварц, алюмосиликаты. Особый интерес имеется к микроэлементам – F, J, Mn, Se - их повышенное или пониженное содержание влияет на формирование естественных геохимических провинций с их эндемическими заболеваниями (флюороз, кариес, эндемический зоб). Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы неорганическими соединениями основана на сравнении их содержания с ПДК, например: Cr - 0,05; Hg - 2,1; Pb - 20,0; Мg - 1500,0; As - 45,0 мг/кг почвы.

Органические веществапредставлены в почве органическими кислотами (гуминовыми и др.), веществами, синтезированными почвенными микроорганизмами, называемыми гумусом, и чужеродными для почвы веществами, поступающими извне. В гуминовых веществах сосредоточены огромные запасы углерода Земли.

Все останки растений и животных, поступающие в почву, перерабатываются почвенной флорой и фауной. На возможности почвы к переработке попавших в нее органических веществ и на уровень происшедшей переработки указывает степень переработки органических веществ в гуминовые вещества, о чем судят по коэффициенту гумификации, который определяется по формуле:

углерод гумуса ____________норма: 1-2

углерод растительного происхождения

О загрязнении почвысудят по общему азоту почвы и числу Хлебникова.

Если содержание общего азота в конкретном месте возрастает в 2-3 раза, то говорят о загрязнении почвы. О степени загрязнения почвы органическими веществами свидетельствует соотношение азота гумуса (переработанных веществ) ко всему органическому азоту, находящемуся в почве:

весь органический азот

Чем чище почва, тем это число ближе к 1,0.

Большую роль играет влажность почвы. Только в ней передвигаются все химические вещества, происходят химические и биологические процессы, осуществляющие самоочищение почвы и снабжение питанием всего в ней и на ней живущего.

Самоочищение почвы

Почва является важной составной частью биосферы, в которой происходит обезвреживание (детоксикация) основной массы поступающих в нее органических веществ: растений, деревьев, насекомых, животных – это белки, жиры, углеводы (Б,Ж,У) и продукты их обмена. Они распадаются до образования неорганических веществ – этот процесс называется минерализацией. В результате этого в почве образуется новое органическое вещество –гумус(греч. – перегной). А этот процесс называетсягумификацией. Гумус не пахнет, медленно разлагается на составные части, которые усваивают растения. Он очень необходим растениям для полноценного роста.

Вместе оба процесса – минерализация и гумификация, направленные на восстановление первоначального состояния почвы, получили название процессов самоочищения почвы. Это сложный процесс, зависящий от химического состава почвы, ее физических свойств (пористости, воздухо- и влагопроницаемости (например, песок, глина и т.д.), обеспечивающих доступность воздуха и воды, состава микрофлоры и фауны почвы.

Таким образом, при гниении(аэробном процессе) этапы очищения почвы состоят из: 1) аэрации (оксигенации) – поглощения кислорода; 2) минерализации – распада Б,Ж,У с образованием минеральных веществ и 3) гумификации – синтеза нового органического вещества - гумуса. При этом процессе переработки всегда выделяется тепло – энергия, способствующая размножению соответствующих насекомых и микроорганизмов. У человека процесс гниения наблюдается при застойных процессах в толстом кишечнике (запорах).

Рассмотрим процессы переработки Б,Ж,У в аэробных и анаэробных условиях.

Углеводы– в аэробных и анаэробных условиях окисляются до углекислого газа и воды, образуются карбонаты. Этот процесс называется карбонификацией. Часть углеводов идет на строительство организмов – микробов, насекомых, червей.

Жиры– в аэробных условиях медленно окисляются до образования глицерина, жирных кислот, серной кислоты и сульфатов, фосфорной кислоты и фосфатов – процессы сульфидизации и фосфатизации. В анаэробных условиях разложение идет до углекислого газа, водорода (горит с образованием воды - огни на могилах), сероводорода и зловонных газов.

Белкипри анаэробном процессе разлагаются до аммиака. При аэробном процессе вначале также образуется аммиак, но в присутствии кислорода переводится микроорганизмами в азотистую кислоту и нитриты, затем при дальнейшем контакте с кислородом – в азотную кислоту и нитраты. Этот окислительный процесс минерализации белков называетсянитрификациейи имеет гигиеническое значение: по нему судят о времени попадания белков в почву. При свежем загрязнении – в почве больше аммиака или нитритов, при старом – нитратов. Этими минералами питаются растения и микроорганизмы, строя свои телесные оболочки. Параллельно, другие микроорганизмы восстанавливают нитраты до аммиака и свободного азота. Этот обратный процесс идет с выделением этих газов и называетсяденитрификацией, вызывающей обеднение почвы полезными азотистыми веществами. То есть, в почве идут одновременно два параллельных процесса: более быстрый – нитрификации и более медленный – денитрификации.

Геоэндемические заболевания

Почва является центральным звеном во взаимодействии геологического и биологического круговоротов вещества в биогеосфере, служит средой обитания живых организмов, обеспечивает преобразование и утилизацию отходов жизнедеятельности растений и животных. Биоразнообразие населения суши в значительной степени определяется разнообразием почв и их экологических функций. Использование в земледелии экологических функций почвы — основа благосостояния человека, основа его существования. Появление экологических функций — первый признак рождения почв. Экологическая роль почв в биосфере и жизни человека незаменима.

Современное почвоведение рассматривает почву не только как особое природное тело, обладающее плодородием, но и как полифункциональную природную систему, воздействующую на состав и режим атмосферного воздуха, грунтовых и поверхностных вод, на весь растительный и животный мир земной суши. Разнообразные функции почв подразделяются на экосистемные (биогеоценотические) и глобально-биосферные.

Среди многочисленных функций почв выделяются также функции физические, химические, биологические, физико-химические, информационные, целостные [76].

Глобальные функции почвенного покрова проявляются в его воздействии на атмосферу, гидросферу, литосферу и в целом на биосферу Земли.

Совокупность экосистемных и биосферных функций почв играет незаменимую экологическую роль в сохранении воспроизводства жизни на планете Земля.

Об уникальности почвы как среды обитания жизни говорит огромный суммарный объем сухой массы растительности земной суши. Он равен 2420 млрд т. А биомасса океана составляет всего 3,2 млрд т, т. е. около 0,1% всей биомассы Земли, несмотря на несоизмеримую величину водной массы океана по сравнению с тонкой почвенной оболочкой суши, вмещающей корневую систему растительности и доставляющей ей элементы питания.

С этими данными непосредственно связана вторая важнейшая функция почвы — ее биологическая продуктивность. Ежегодная биологическая продуктивность фитомассы зеленой суши оценивается в 171,54 млрд т и также во много раз превышает биологическую продуктивность океана [16]. Географические закономерности продуктивности фитомассы на почвах разных природных зон хорошо иллюстрируются данными на рисунке. Биологическая продуктивность почв, используемых в земледелии, обеспечивает около 77% всей массы продовольствия, получаемой человечеством, а с учетом продукции пастбищного животноводства — еще 16%, т.е. всего — 93% [24].

Третьей важнейшей экологической функцией почв является их роль связующего звена между биологическим и геологическим круговоротом веществ на земной суше.

В условиях нарастающего антропогенного загрязнения почв и ландшафтов очень важное значение приобретает функция почв по устойчивости их к загрязнению и способности к самоочищению. М.А. Глазовская разработала схематическую карту районирования территории СССР по вероятной интенсивности самоочищения и устойчивости против техногенного загрязнения [49]. На картосхеме видно, например, что продукты нефтедобычи на севере Сибири могут сохраняться существенно дольше по сравнению с южными районами России.

Почвенный покров мира выполняет глобальные функции взаимодействия с гидросферой, атмосферой, литосферой и биосферой Земли, а значит, влияет и на условия жизни человека.

Несмотря на то, что на поверхность земной суши выпадает всего пятая часть мирового количества осадков, почвенный покров Земли играет существенную роль в водном балансе Земли, формировании состава грунтовых, озерных, речных и даже морских вод. Выпадающие на поверхность почв атмосферные осадки просачиваются вглубь толщи почвы, вступают в химические реакции с минеральными и органическими компонентами почвы, с почвообитающими животными, микроорганизмами и корневыми системами растений. В результате этих реакций часть поступившей в почвы атмосферной влаги преобразуется в почвенные растворы, обогащаясь минеральными и органическими веществами почвы, в грунтовые воды, стекает поверхностным стоком в речные системы и далее с суши в Мировой океан.

Не менее значима в экологическом плане эмиссия почвой закиси азота, метана из заболоченных почв, а также из оттаивающих толщ вечных мерзлых грунтов.

Все более очевидным становится влияние биогеохимических почвенных процессов на гипергенез верхних слоев литосферы. Древние континентальные коры выветривания все чаще рассматриваются как результат воздействия почвообразовательных процессов на поверхностные слои горных пород [70 175, 181].

Даже краткое рассмотренное разнообразие экологических функций почв и в целом почвенного покрова Земли позволяет утверждать, что сохранение и разумное использование этой тончайшей оболочки земной суши — её педосферы — является необходимым условием сложившегося функционирования биосферы и дальнейшего развития человеческой цивилизации.

Читайте также: