Загрязнение почв пестицидами кратко

Обновлено: 03.07.2024

Человек всегда рассматривал окружающую среду в качестве источника ресурсов. Самым ценным из них, безусловно, является плодородная почва. Без нее нашей цивилизации вообще не было – человек так и остался бы немногочисленным видом охотников и собирателей. Стремясь к большему изобилию, мы постоянно наращиваем производство сельскохозяйственной продукции, истощая почвы. Кроме того, крайне негативно на их состояние действуют и другие антропогенные факторы: промышленные выбросы, мусорные полигоны, добыча полезных ископаемых, транспорт. Именно поэтому проблема загрязнения почвы и ее эрозии – один из самых серьезных вызовов, стоящих сегодня перед человечеством.

Почва – это не просто верхний слой земли. Она представляет собой сложную субстанцию, возникшую за миллионы лет под воздействием естественных физических процессов и влиянием биосферы. Сегодня общая площадь земельных ресурсов составляет 129 млн кв. км, из них в сельскохозяйственном обороте находится примерно 15 млн кв. км. Всего же к пахотной обработке пригодны 25-32 млн кв. км. Пока еще почвенные ресурсы позволяют обеспечивать продуктами питания население планеты, но дальнейшее ухудшение качества почв несет большую угрозу продовольственной безопасности и может привести к катастрофе. Кроме того, загрязнение почв и грунтов представляет серьезную угрозу здоровью человека.

Что такое почва

Почва – это поверхностный слой литосферы, образованный за счет климатических факторов, влияния живых организмов, а также воздействия деятельности человека, которая с каждым годом становится все более заметна. Важнейшей ее особенностью является плодородие – способность удовлетворять потребности растений в микроэлементах, воде и воздухе. Почвенный слой можно назвать связующим звеном между биосферой и другими оболочками планеты: гидросферой, литосферой и атмосферой.

Существуют разные типы почв

Почвенный слой состоит из жидкой, твердой, газообразной и биологической части. Их соотношение отличается в разных почвах. Твердая часть состоит из частичек и обломков горных пород, именно она во многом определяет состав и количество химических элементов в почве. Кроме микроэлементов, в твердую фракцию входят и другие вещества. Это остатки живых организмов, продукты их жизнедеятельности, а также гумусовые соединения, которые образуются в результате сложных природных процессов.

Жидкая часть почвы состоит из воды и различных химических веществ, растворенных в ней. Высокое содержание минеральных веществ приводит к засолению почвы и ее деградации. Газообразная часть или почвенный воздух состоит из множества газов, его состав может сильно отличаться от атмосферы. Биологическая часть почвы состоит из растений и животных и микроорганизмов, которые обитают в ней.

В состав почвы входит несколько слоев. Верхний, пахотный, содержит наибольшее количество гумуса. Под ним расположена подпочва, состоящая из остатков горной породы. Ниже ее находится коренная подстилающая порода.

Структура различных почв отличается, они содержат комочки разной величины и формы. По этому признаку выделяют песчаные, глинистые, суглинистые, супесчаные почвы. Наиболее плодородными считаются черноземы. Такие почвы содержат значительное количество гумуса, что позволяет получать высокие урожаи.

Основные загрязнители грунтов

Причиной загрязнения почв обычно называют хозяйственную деятельность человека, но это не совсем правильно – данный процесс может быть и естественным. Например, извержения вулканов приводят к загрязнению вредными веществами и токсичными элементами огромных территорий. Но это, скорее, исключение из правила – главной причиной деградации почвенного покрова является антропогенный фактор. Согласно существующей классификации, загрязнители грунтов делятся на четыре группы:

органические;
неорганические;
радиоактивные;
биологические.

К органическим загрязнителям относится нефть и все продукты ее переработки, ядохимикаты, гербициды, фунгициды, фенолы, красители, хлорорганические соединения. В неорганическую группу входят тяжелые металлы (свинец, ртуть), неорганические кислоты и щелочи, минеральные соли (асбест, удобрения). К радиоактивным загрязнителям относятся радионуклиды, серьезные опасения, например, вызывает загрязнения почвы цезием-137. Биологические – это различные виды патогенных грибов, микроорганизмов, водорослей и др.

Загрязнение почв промышленными выбросами

Можно добавить, что загрязнители – не обязательно опасные вещества или яды. Вред способен нанести любой химический агент, концентрация которого превышает естественные нормы. Например, применение минеральных удобрений и пестицидов предназначено для повышения плодородия почвы, но при их чрезмерном использовании происходит отравление и деградация грунтов. Кроме того, химическое загрязнение почв крайне плохо влияет на здоровье человека.

Для каждого потенциального загрязнителя существует предельно допустимая концентрация (ПДК). Считается, что при таком содержании вещество не оказывает вредного воздействия на здоровье животных и человека, не приводит к врожденным заболеваниям. ПДК – это важнейший показатель загрязнения, он утвержден законодательно и является санитарной нормой. Исходя из ПДК, определяются категории загрязнения почвы для определенной территории, а также составляются карты загрязнения почвы и специальные таблицы.

В зависимости от степени влияния на окружающую среду и здоровье человека выделяют пять классов отходов. К первому – наиболее опасному – относят ртуть и ее соединения, цианистый калий, бензапирен, диоксин. Четвертый и пятый класс объединяет малоопасные и неопасные отходы, например, фосфаты или отходы обогащения полезных ископаемых.

Оценка степени загрязнения почв – весьма непростой процесс. Воздействие различных веществ зависит не только от их природы, но и от особенностей почвенного слоя. Кроме того, существующая номенклатура химических соединений настолько обширна, что многие из них требуют дополнительных исследований.

Основные источники загрязнения

Существует несколько путей попадания опасных или нежелательных веществ в почву:

поступление вместе с атмосферными осадками;
использование удобрений и средств защиты растений в сельском хозяйстве;
сбросы жидких и твердых отходов промышленностью и коммунальными предприятиями.

Главными виновниками антропогенного загрязнения литосферы являются:

промышленные предприятия;
сельское хозяйство;
транспорт;
горно-добывающая промышленность;
коммунальные предприятия;
атомная промышленность.

Любой завод или фабрика производит массу различных отходов. Наиболее опасны выбросы металлургических заводов и химических предприятий, которые загрязняют почвы тяжелыми металлами, цианидами, диоксинами, хлорсодержащими веществами и другими не менее ядовитыми соединениями. Они не только убивают почвы, но и несут серьезную опасность для здоровья и жизни человека.

Нефть и нефтепродукты способны отравить огромные площади плодородных земель

Сельское хозяйство только на первый взгляд кажется чистой и безопасной для окружающей среды отраслью. Несмотря на отсутствие огромных доменных печей и дымящихся труб, оно является одним из основных источников загрязнения почвы. Главная опасность – чрезмерное использование минеральных удобрений и средств защиты растений. Загрязнение почв пестицидами имеет долговременные последствия. Они накапливаются в грунтах, вызывая гибель множества полезных организмов и ухудшая состояние почвенного покрова. Избыточное применение органических удобрений (навоза, перегноя, помета) может привести к биологическому загрязнению почв. Неконтролируемое распахивание и вырубка лесных массивов вызывает деградацию и опустынивание земель. Сельскохозяйственное загрязнение ежегодно превращает около 6 млн га в пустыни.

Еще большую опасность для земельных ресурсов представляют предприятия коммунальной сферы. Причем по степени вредоносности они превосходят сельское хозяйство, транспорт и даже тяжелую промышленность. Наши города производят миллионы тонн твердых бытовых отходов (ТБО), которые затем превращаются в огромные свалки. Мусорные полигоны отравляют воздух, почву и грунтовые воды – путей решения данной проблемы пока не существует. Сжигание отходов только ухудшает ситуацию. Не слишком эффективна и переработка мусора. Загрязнение почвы бытовыми отходами – одна из самых серьезных проблем, стоящих перед человечеством.

Не лучше обстоят дела с очисткой сточных вод. Вместе с ними в почву попадают болезнетворные бактерии, гельминты, другие патогенные организмы, которые затем через пищу могут оказаться в организме человека. Причем возбудители заболеваний многие годы способны сохранять жизнеспособность в грунте.

АЭС и другие объекты атомной энергетики являются потенциальными источниками радиоактивного загрязнения почвы. Наибольший урон причиняют аварии реакторов или чрезвычайные происшествия в местах хранения ядерных отходов. Почвы, загрязненные искусственными радионуклидами, на тысячи лет выводятся из сельхозоборота.

Огромный вред почвенному покрову наносит горно-добывающая промышленность. Она является одним из основных источников загрязнения почв. Кроме того, добыча полезных ископаемых требует отчуждения громадных территорий под отвалы, карьеры, разрезы. Почвенный слой при этом, как правило, полностью уничтожается.

Чем грозит загрязнение грунтов

Почвенный покров – практически невозобновляемый ресурс, он образуется со скоростью один-два сантиметра в столетие. Наиболее тяжелое последствие загрязнения почвы – снижение урожайности сельхозкультур, что несет значительные экономические издержки. Под действием химических веществ или эрозии состав почвы изменяется так радикально, что становится непригодным для выращивания растений.

И это очень серьезная угроза, учитывая, что и сегодня миллионы людей на планете недоедают. Уже в ближайшие десятилетия загрязнение и истощение почв может привести к дефициту продуктов питания и поставит человечество на грань голода.

Мусорные полигоны являются одним из главных источников загрязнения почвы

Еще одной опасностью загрязнения почв является разрушение биоценозов. Почвенный слой – неотъемлемая часть любой экологической системы. Без него не могут существовать растения, что делает невозможным образование естественных пищевых цепочек. Загрязнение почвы всегда приводит к вымиранию видов и уменьшению биоразнообразия. Почвы смягчают климатические изменения, повышают устойчивость к засухам и наводнениям, способствуют возобновлению водных ресурсов.

Опасные вещества, оказавшись в почве, накапливаются в растениях и, в конце концов, попадают в организм человека, вызывая болезни и уменьшая продолжительность жизни. Состояние почв влияет на качество питьевой воды, потому что верхний слой грунта является своеобразным буфером и фильтром. Однако промышленное загрязнение почв снижает их способность удерживать опасные вещества.

Уже сегодня примерно треть земель, пригодных для ведения сельского хозяйства, сильно или умеренно деградированы. Считается, что к 2050 году на планете будет проживать более 9 миллиардов человек. И если мы не предотвратим дальнейшее истощение почвенного покрова, то их банально не будет чем кормить.

Есть ли свет в конце тоннеля

На протяжении столетий человек бездумно использовал земли, не обращая особого внимания на степень ее деградации. Сегодня мы вынуждены задуматься о борьбе с загрязнением почвы, о ее охране и исправлении последствий технического прогресса.

Проблема уничтожения почвенных ресурсов является сложной и комплексной, поэтому, к сожалению, не имеет простых решений. Ее условно можно разделить на две составляющие: защита почвы от новых загрязнений и восстановление грунтов, особенно пострадавших от хозяйственной деятельности человека.

Первоочередной задачей является контроль загрязнений почв. В России этим занимается Росприроднадзор . Оценка уровня загрязнения почвы проводится путем регулярного забора проб и проведения их лабораторного исследования. В нашей стране порча земли считается уголовным преступлением – 254 статья УК РФ.

Для уменьшения сельскохозяйственной деградации грунтов необходимо:

чередовать высаживаемые культуры;
уменьшить количества удобрений и пестицидов;
проводить эффективную мелиорацию;
насаживать защитные лесополосы.

Можно добавить, что постоянно ведутся работы над созданием менее токсичных удобрений и пестицидов. Еще одним направлением работы ученых является выведение более устойчивых и продуктивных сортов растений.

Очистка почвы от нефтяных загрязнений – долгий и дорогой процесс

Огромной проблемой являются бытовые отходы и сточные воды городов – что делать с ней пока непонятно. Мусорные полигоны производят столько токсичных отходов, что земля на их месте приходит в абсолютную негодность. При их рекультивации грунт просто собирают и захоранивают. Единственный способ борьбы со свалками – уменьшение количества мусора путем его переработки. В развитых странах подобная стратегия уже давно считается нормой: все, что можно использовать вторично, отправляется на переработку. Все громче раздаются голоса о полном запрете пластика, составляющего значительную часть бытового мусора. Куда менее экологичным способом утилизации ТБО считается сжигание.

Способы очистки зависят от характера загрязнения почвы. Земля способна самостоятельно восстановиться, но это требует очень много времени. Существуют методы рекультивации земель, способные вернуть плодородие за сравнительно короткий срок. Например, участок несколько раз подряд засеивается быстрорастущими культурами со значительной зеленой массой. Такие растения неплохо удаляют из почвенного слоя тяжелые металлы и токсичные химические соединения. Эффективна глубокая вспашка, при которой загрязненный слой опускается на глубину около 50 см.

Практически невозможно очистить землю от больших концентраций тяжелых металлов и радионуклидов. В этом случае обычно проводится полная рекультивация участка с удалением верхней части грунта и его захоронением.

Клевер и другие растения семейства Бобовых часто используют для биологической рекультивации почвы

Сама постановка вопроса о негативном воздействии человека на окружающую среду, в том числе и на почву, кажется не слишком корректной. Учитывая современное количество населения, мы просто не можем не влиять на почвенный покров. Это нужно принять, как данность и думать над минимизацией ущерба. В первую очередь следует работать над созданием новых технологий, способных уменьшить загрязнение: более совершенных способах очистки сточных вод или переработки мусора. Создание продуктивных сортов растений позволит уменьшить площадь сельскохозяйственных угодий, сохранив луга и леса в их первозданном виде.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Пестициды - это группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев, (дефолианты) и предуборочного подсушивания растений (десиканты).
Специфика применения пестицидов такова, что загрязнение ими среды нельзя предотвратить установкой очистных сооружений и улавливающих устройств. Ими целенаправленно обрабатывают миллионы гектаров сельскохозяйственных угодий с интенсивным производством, миллионы тонн продукции. Они постоянно находятся в биосфере Земли в почве, воздухе и воде. По последним экологическим данным в окружающей среде циркулируют 55000 веществ антропогенного происхождения (ксенобиотиков), действующие вещества пестицидов среди них составляют по количеству наименований около 1 %. Но по объему загрязнителей они занимают среди ксенобиотиков 8…9-е место.

К особенностям пестицидов как загрязнителей окружающей природной среды относятся следующие факторы:

- непредотвратимость их циркуляции, что обусловлено преднамеренностью внесения их в среду и невозможностью установить очистные сооружения;

- невозможность значительно уменьшить нормы внесения, так как пестициды потеряют эффективность;

- биологическая активность, поскольку пестициды отбирают именно по этому признаку;

- контакт с пестицидами большого числа людей и полезных животных;

- стойкость пестицидов в биологических средах и способность накапливаться в пищевых цепях.

Анализ современного состояния почвенного покрова. Характеристика пестицидов, их основные группы: гербициды, арборициды, лимациды. Необходимость применения пестицидов. Понятие адсорбции пестицидов в почве. Особенности методов выявления загрязнения почв.

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	18.01.2012
Размер файла	50,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Загрязнение почв пестицидами

Введение

почвенный пестицид загрязнение гербицид

Плодородные земли, подаренные человеку, - это действительно сокровище, не менее, а даже более ценное, чем угольные пласты, нефтяные залежи, золотые жилы. Охрана почв от загрязнений является важной задачей человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.

Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоёмы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд.

Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоёмов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека.

В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность кумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях. По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20 - 30 млрд. т. твёрдых отходов, из них 50 - 60 % органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера - около 1 млрд. т.

Земельные ресурсы играют большую роль в агропромышленном комплексе России. В настоящее время земельные ресурсы сильно истощены, причина тому - экология и связанные с ней проблемы. В данной работе сделана попытка изучить одну из наиболее важных на сегодняшний день проблем землепользования - загрязнение почв пестицидами и обозначить некоторые пути ее решения.

Почвенный покров вместе с его микромиром играет роль универсального биологического сорбента, тарификатора и нейтрализатора загрязнений, минерализатора различных органических веществ. Свойства почвы во многом определяются составом и численностью населяющей ее микрофлоры и микрофауны, устойчивостью почвенных микроорганизмов к внешним воздействиям, в том числе и к воздействию пестицидов. Бесконтрольное применение пестицидов может уже при жизни нашего поколения вызвать необратимые качественные сдвиги в среде обитания человека.

Современное состояние почвенного покрова

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненно важных отраслей промышленности. Использование с этой целью продукции океана, гидропоники или искусственно синтезируемых веществ не может, по крайней мере в обозримом будущем, заменить продукцию наземных экосистем (продуктивность почв). Поэтому непрерывный контроль за состоянием почв и почвенного покрова - обязательное условие получения планируемой продукции сельского и лесного хозяйства.

Вместе с тем почвенный покров является естественной базой для поселения людей, служит основой для создания рекреационных зон. Он позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни, труда и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических и биохимических процессов зависят чистота и состав атмосферы, наземных и подземных вод. Почвенный покров - один из наиболее мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Почва была и остается главным условием жизнеобеспечения наций и человечества в целом. Сохранение и улучшение почвенного покрова, а, следовательно, и основных жизненных ресурсов в условиях интенсификации сельскохозяйственного производства, развития промышленности, бурного роста городов и транспорта возможно только при хорошо налаженном контроле над использованием всех видов почвенных и земельных ресурсов.

Почва является наиболее чувствительной к антропогенному воздействию. Из всех оболочек Земли почвенный покров - самая тонкая оболочка, мощность наиболее плодородного гумусированного слоя даже в черноземах не превышает, как правило, 80-100 см, а во многих почвах большинства природных зон она составляет всего лишь 15-20 см. Рыхлое почвенное тело при уничтожении многолетней растительности и распашке легко подвергается эрозии и дефляции.

При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы - все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в экологическом отношении.

Даже чернозем потерпел за последние 100 лет весьма существенные изменения, вызывающие тревогу и обоснованные опасения за его дальнейшую судьбу. Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами, детергентами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях некоторых промышленных предприятий.

Пестициды. Общие сведения

Пестициды - это в основном органические соединения с малым молекулярным весом и различной растворимостью в воде. Химический состав, их кислотность или щелочность, растворимость в воде, строение, полярность, величина и поляризация молекул - все эти особенности вместе или каждая в отдельности оказывает влияние на процессы адсорбции-десорбции почвенными коллоидами. Принимая во внимание названные особенности пестицидов и сложный характер связей в процессе адсорбции-десорбции коллоидами они могут быть разделены на два больших класса: полярные и неполярные, а не вошедшие в эту классификацию, например, хлорорганические инсектициды - на ионные и неионные.

Пестициды, которые содержат кислотные или основные группы, либо ведут себя при диссоциации как катионы, составляют группу ионных соединений. Пестициды, не обладающие ни кислой, ни щелочной реакцией составляют группу неионных соединений.

На характер химических соединений и способность почвенных коллоидов к адсорбции и десорбции оказывает влияние: природа функциональных групп и групп замещения по отношению к функциональным группам и степень насыщенности молекулы. На адсорбцию молекул пестицидов почвенными коллоидами значительное влияние оказывает характер молекулярных зарядов, причем определенную роль играет полярность молекул. Неравномерное распределение зарядов увеличивает диссиметрию молекулы и ее реактивность.

Почва в основном выступает в качестве преемника пестицидов, где они разлагаются и откуда постоянно перемещаются в растения или окружающую среду, либо в качестве хранилища, где некоторые из них могут существовать много лет спустя после внесения.

Пестициды. Классификация

К пестицидам (от лат. реstis - зараза, caedo - убиваю) относится комплекс химических препаратов, предназначенных для борьбы с животными и растениями - это различные инсектициды, гербициды, фунгициды и т.п. Подобные вещества в больших количествах поступают почти во все экосистемы.

В зависимости от характера использования пестициды разделяются на следующие группы:

Гербициды - для борьбы с сорными растениями

Альгициды - для уничтожения водорослей и другой водной растительности

Арборициды - для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой

Фунгициды - для борьбы с грибными болезнями растений

Бактерициды - для борьбы с бактериями и*бактериальными болезнями

Инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми

Акарициды - для борьбы с клещами

Зооциды - для борьбы с грызунами

Лимациды - для борьбы с моллюсками

Нематоциды - для борьбы с круглыми червями

Афициды - для борьбы с тлями

К пестицидам относятся также химические средства торможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты).

Применение пестицидов

Применение пестицидов резко снижает потери урожаев сельскохозяйственных культур, сокращает затраты в сельском хозяйстве в 2-3 раза, позволяет ежегодно экономить сельскохозяйственную продукцию на 10-12 млрд.р. Высокая экономическая эффективность пестицидов обусловливает неуклонный рост масштабов их применения. Годовое производство пестицидов в мире к настоящему времени превысило 2 млн.т; мировой ассортимент пестицидных препаратов насчитывает более 100 тыс. наименований на основе более чем 700 химических веществ, принадлежащих к самым различным классам органических и неорганических соединений.

Признавая несомненный положительный эффект химического способа борьбы с сорной растительностью, следует учитывать возможное побочное действие гербицидов на другие компоненты природных экосистем: животный мир, культурные и полезные дикорастущие растения, атмосферу, почвы, водоемы. Нежелательные последствия возникают чаще всего при систематической обработке больших площадей и связаны с появлением как токсикологических, так и экологических проблем. Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет. При определенных условиях метаболиты пестицидов могут образовывать метаболиты второго порядка, роль, значение и влияние которых на окружающую среду во многих случаях остаются неизвестными.

Поведение пестицидов в почве

Пестициды - тонкодисперсные вещества - в почве подвержены многочисленным воздействиям биотического и небиотического характера, некоторые определяют их поведение, преобразование и, наконец, минерализацию. Тип и скорость преобразований зависит от: химической структуры действующего вещества и его устойчивости, механического состава и строения почв, химических свойств почв, состава флоры и фауны почв, интенсивности влияния внешних воздействий и системы ведения сельского хозяйства.

Для правильного понимания поведения пестицидов и любых других химических соединений в почве необходимо рассмотреть хотя бы важнейшие факторы, влияющие на миграцию, разложение, активность и продолжительность их сохранения в почве.

Вещества с высоким давлением паров сравнительно легко испаряются с поверхности почвы и далее в зависимости от строения с большей или меньшей скоростью подвергаются фотохимическому разложению или окислению под влиянием солнечного освещения, причем чем выше температура, тем быстрее происходит испарение вещества и его фотохимическое разложение. На скорость испарения существенное влияние оказывают также скорость движения воздуха над поверхностью почвы и состав почвы. Состав почвы оказывает существенное влияние на испарение вещества, поскольку меняется сорбирующая способность, и соответственно чем выше такая сорбирующая способность почвы для данного вещества, тем медленнее идет из данной почвы его испарение. В такой же степени сорбирующая способность почвы оказывает влияние и на вымываемость вещества в нижние слои почвы, как это уже отмечалось выше.

Разумеется, на персистентность пестицидов в почве большое влияние оказывает химическая стабильность вещества, в частности легкость гидролиза. Гидролиз водой является одним из наиболее важных процессов, который в большинстве случаев приводит к разложению пестицидов с образованием менее токсичных соединений. Для легкогидролизуемых веществ большое значение имеет влажность почвы: наиболее легко гидролиз пестицидов протекает во влажных почвах. Многие вещества, кроме того, легко окисляются кислородом воздуха; это особенно часто происходит в случае производных тио- и дитиофосфорной и фосфоновой кислот, а также при наличии в молекуле пестицида сульфидных и других легко окисляющихся групп. Отметим, что простое окисление в случае производных тионфосфорной и тиолфосфоновой кислот, как правило, приводит к получению более токсичных для позвоночных соединений, но после их гидролиза образуются вполне безопасные вещества.

Большое влияние на персистентность химических соединений в почве оказывают различные почвенные микроорганизмы, для которых пестициды нередко являются источником углерода. Даже очень стойкие в химическом отношении соединения разлагаются микроорганизмами почвы. Во многих случаях такое разложение начинается не сразу, а через некоторое время, необходимое для приспособления микроорганизмов к разрушению данного химического соединения. Наиболее легко разлагаются микроорганизмами почвы соединения алифатического ряда, а также гидроксилсодержащие соединения. Алкоксилированные ароматические соединения разлагаются несколько медленнее, но все же быстрее, чем вещества, не содержащие в ароматическом ядре в качестве заместителя кислорода, серы или азота. Как правило, ароматические соединения, не содержащие таких заместителей (групп), под влиянием микроорганизмов гидроксилируются и далее происходит разрушение ароматического ядра. Отметим, что и процесс разложения фенолов, аминов и сульфидов ароматического ряда также в большинстве случаев начинается с гидроксилирования ароматического ядра.

Большинство гетероциклических соединений также сравнительно легко разрушается микроорганизмами почвы. Однако некоторые классы гетероциклических соединений, как, например, пиримидины, бензимидазолы и другие, разрушаются очень медленно.

В разрушении химических соединений в почве принимают участие самые различные микроорганизмы, в том числе бактерии, грибы и актиномицеты.

Разрушение химических соединений в почве протекает и под влиянием растений, которые могут поглощать из почвы некоторые вещества и перерабатывать их в простейшие продукты или некоторые другие метаболиты, образующие с веществами растений коньюгаты.

Как уже отмечалось, на продолжительность сохранения пестицидов в почве существенное влияние оказывает температура: чем выше температура почвы, тем быстрее происходит разложение препаратов, как под влиянием химических факторов (гидролиз, окисление), так и под влиянием микроорганизмов и других обитателей почвы.

Как видно из табл. 1, ускорение разложения пестицидов с температурой зависит также от природы вещества, однако во всех случаях повышение температуры почвы существенно ускоряет процесс разложения пестицидов. В связи с этим при применении пестицидов необходимо учитывать не только характер почвы, но и температуру и влажность.

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Неправильно проведенной мелиорацией;
Вырубкой и сжиганием лесов;
Слишком интенсивным выпасом животных;
Ведением интенсивного сельского хозяйства;
Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

в непосредственной близости от действующих вулканов;
в пустынных районах;
в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

История широкого применения синтетических органических пестицидов началась в 1939 г., когда швейцарский химик Пауль Герман Мюллер (1899-1965) открыл поистине уникальные инсектицидные свойства ДДТ (галоидоорганических пестицидов), который высокотоксичен против всех видов насекомых, необычайно устойчив к воздействию окружающей среды и сравнительно малоядовит (как в то время казалось) для человека и других теплокровных. С помощью ДДТ уничтожали насекомых – переносчиков таких болезней, как малярия, тиф и других опасных заболеваний. Неудивительно, что этот и другие хлорорганические инсектициды и гербициды получили широкое распространение. А Мюллер в 1948 г. был удостоен за свое открытие Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Попадая в окружающую среду, хлорорганические инсектициды не разлагаются в течение десятков лет. Казалось бы, такая устойчивость полезна. На обработанном болоте малярийные комары не скоро появятся вновь. Однако несколько десятилетий использования этих средств обернулись тяжелыми последствиями для окружающей среды. Ведь они попадают в водоемы, в Мировой океан и распространяются по всей Земле.

Эти соединения плохо растворимы в воде, зато хорошо – в жировых тканях животных, где они и задерживаются. Их концентрация в теле рыбы намного выше, чем в воде, в которой она обитает, а в теле водоплавающей птицы, питающейся рыбой, может быть уже в миллион раз больше по сравнению с водой, в которой она обитает. ДДТ был обнаружен даже в Антарктиде – в печени пингвинов. Концентрируясь в жировых организмах, хлорорганические пестициды с пищей могут попадать в организм человека и других животных в опасных для здоровья и жизни количествах. Повышенное содержание ДДТ в рыбе послужило причиной гибели целых популяций водоплавающих птиц. Поэтому сейчас в большинстве стран мира производить и использовать хлорорганические пестициды запрещено.

Несомненно, от применения химии в сельском хозяйстве человечество отказаться не может – слишком велики будут потери урожая. Однако использовать эти небезопасные вещества следует разумно и только в тех случаях, когда они действительно необходимы.

Отбор проб почвы на остаточное содержание пестицидов определяется рекомендациями, изложенными в инструкции РД 52.18.156-88 и ГОСТ 17.44.02-84. Для оценки загрязнения почв пробы отбираются на сельскохозяйственных угодьях под различными культурами 2 раза в год: весной (после схода снега в течение сева или сразу после сева) и осенью (после уборки урожая). Отбор производится по одной и той же схеме, на одних и тех же участках поля.

При обследовании общая проба отбирается с площади 1 га, которая располагается в типичном для этого поля месте на расстоянии 100 м от края поля.

Общая (смешанная) проба состоит из 10 точечных проб, отобранных на глубину пахотного слоя 0-20см. При отборе проб точки располагаются по оси с расстоянием 10 см, в рядках и междурядьях равномерно. Из прикопки вырезается монолит 10х10х20 см. Отобранные точечные пробы высыпаются на крафт, тщательно перемешиваются, квартуются 3-4 раза. Оставшаяся после квартования почва разравнивается на бумаге, условно делится на 6-9 квадратов, из центра которых берется примерно одинаковое количество почвы. Вес объединенной пробы примерно 1 кг.

Анализ проб осуществлялся по методикам, разработанным ИЭМ (Институт экспериментальной метрологии), методом газожидкостной хроматографии. Контроль качества аналитических изменений проводился с помощью внутреннего и внешнего контроля в соответствии с рекомендациями, изложенными в инструкции РД 52.18.103-86.

Критерием оценки опасности загрязненности служили ПДК пестицидов в почве, составляющие для изомеров гексохлорциклогексана (ГХЦГ), галоидоорганических пестицидов (ДДТ) – 2,4, метафоса по 0,1 млн -1 , гексахлорбензола (ГХБ) – 0,03 млн -1 , дилора и фозалона – по 0,5 млн -1 , и ориентировочно допустимые количества (ОДК) пестицидов в почве: трефлана – 0,1 млн -1 , пирамина – 0,7 млн -1 [51].

В 1994 году на территории Иркутской области обследованы с/х угодья 7 районов: Иркутского, Эхирит-Булагатского, Ангарского, Баяндаевского, Тулунского, Киренского, Балаганского и почвы Прибайкальского национального парка. В 27 хозяйствах на 230 полях отобрано 574 полевых проб почв, в которых приведено определение галоидоорганических пестицидов ДДТ (и его метаболита ДДЭ), изомеров пестицидов ГХЦГ (альфа, гамма+бета), гексахлорбензола, фосфорорганических пестицидов метафоса, фозалона, гербицидов – 2,4-Д, пиклорама, трефлана, пирамина.

Общее число компонентоопределений – 4259. Общая обследованная площадь – 5125 га, что составляет 0,33% от посевной площади региона. Наиболее применяемыми являются протравитель ТМТД и гербициды – 2,4-Д, диален, понтатурам и фенорам. По результатам обследования средние содержания ДДТ, ГХЦГ, трефлана, метафоса и фозалона в почвах не высоки – десятые и сотые доли ПДК. Наибольшие средние уровни ДДТ наблюдались в Иркутском районе 1,41-5,03 ПДК (на площади 40 га весной и 100 га осенью), а ГХЦГ в Киренском районе 1,56-9,94 ПДК (на площади 38 га весной и 20,6 га осенью).

По данным обследования 1996 года наибольшие средние уровни содержания ДДТ наблюдались в Иркутском и Балаганском районах (1,17-4,77 ПДК), и трефлана в Эхирит-Булагатском районе.

В 1997 году на территории области ИУГМС обследованы сельскохозяйственные угодья 7 районов: Балаганского, Боханского, Иркутского, Киренского, Тулунского, Усольского, Эхирит-Булагатского и почвы Прибайкальского национального парка. В 26 хозяйствах на 205 полях отобрано 539 полевых проб почв, проведено определение галоидоорганических пестицидов ДДТ (и его метаболита ДДЭ), изомеров ГХЦГ (альфа, гамма+бета), гексахлорбензола, фосфорорганических пестицидов метафоса, фозалона, фосфамида, гербицидов – 2,4-Д, пиклорама, трефлана, пирамина.

Общее число компонентоопределений – 4861. Общая обследованная площадь – 4706 га, что составляет 0,3% от посевной площади региона.

Средние содержания ДДТ на уровне 2,5-5,5 ПДК обнаружено в Иркутском и Усольском районах области осенью. Содержание ГХЦГ на уровне 1,4-1,6 ПДК в Иркутском, Боханском и Эхирит-Булагатском районах, трефлана – 1,11-11,27 ПДК в Иркутском, Аларском, Балаганском районах. Содержание метафоса на уровне ПДК обнаружено в Балаганском районе. Даже в землях Прибайкальского национального парка обнаруживаются ДДТ – 0,05 ПДК и ГХЦГ – 0,01-0,02 ПДК.

В 1999 году на территории Иркутской области обследованы почвы 6 районов: Балаганского, Иркутского, Киренского, Куйтунского, Тулунского, Черемховского. В 21 хозяйстве на 139 полях отобрано 412 полевых проб почвы. Общая обследованная площадь – 3504 га. По результатам обследования среднее содержание остаточной концентрации (ОК) ∑ДДТ под всеми видами культур на уровне 0,16-0,1 ПДК. Наиболее загрязнены ОК ∑ДДТ почвы Иркутского и Черемховского районов (1,01-10,67 ПДК). Средний уровень остаточных количеств ∑ГХЦГ составил 0,05-0,09 ПДК на территории области. ГХБ, пирамин и дилор обнаружены в незначительных количествах [49].

В 2000 году на территории Иркутской области обследованы почвы 6 районов: Балаганского, Иркутского, Киренского, Нижнеудинского, Тайшетского и Тулунского. В 22 хозяйствах на 159 полях отобрано 399 полевых проб почвы. Общая обследованная площадь – 3584 га весной и 3284 га осенью. По результатам обследования среднее содержание ОК ∑ДДТ на уровне 0,07-0,10 ПДК. За исключением территорий Иркутского и Тайшетского районов, где уровень ОК ∑ДДТ составил 1,3-3,59 ПДК. Средний уровень ГХЦГ составил 0,02 ПДК. Остаточные количества ГХБ, трефлана, фосфамида, дилора не значительны. В 2000 году продолжается ухудшение агрохимических показателей почв, усиливаются процессы подтопления и затопления земель, обусловленных изменением гидрологического режима почв [50].

В 2002 году в сельском хозяйстве Иркутской области применялись в основном гербициды – диален-супер, чисталан, зенкор и раундап, протравители семян – денорам-супер, витарос, фунгициды – татту.

В отчетном 2004 году возросло использование гербицидов триаллана и луварама. Снизилось потребление протравителей семян фелорама и ТМТД, интексицидов дециса и дециса-супер, гербицидов трефлана, гезагарда, чисталана.

Наиболее часто применялись: гербициды – диален-супер, триаллан, чисталан, луварам; протравители семян – дивидент-стар, ТМТД, виал, виал ТТ; интексициды – дурсбан и шарпей. Контролируемые Иркутским УГМС пестициды 2,4-Д, аминная соль, пирамин, пиклорам, витарес, фенорам, пентатиурам в сельском хозяйстве области не применялись.

Результаты обследования на хлорорганические пестициды в 6 сельскохозяйственных районах области показали, что средний уровень суммарного ДДТ в почвах за период вегетации не превышал ПДК (0,05), загрязненная ∑ДДТ почва обнаружена только в Иркутском районе.

Остаточные количества суммарного ГХЦГ в среднем значении по обследованным районам, как и в прошлом году, не обнаружены, и в максимальных концентрациях достигли весной 0,09 ПДК, осенью 0,004 ПДК в Иркутском районе. Остаточных количеств дилора не зафиксировано. ГХБ обнаружено весной, в почвах Иркутского района на площади 65 га, концентрация – 0,07 ПДК. Фосфорорганические инсектокарициды (метафос, фозален, фосфамид) на территории Балаганского, Иркутского, Киренского, Осинского и Тулунского районов не обнаружены [72].

На территории в 2004 году проведен контроль содержания в почве пиретроидов (фосфан, сулицидин, децис). Остаточных количеств в почвах области также не обнаружено [72].

В 2005 году возросло использование гербицидов: трефлана в 1,5 раза, гезагарда в 1,1 раз. В незначительных количествах применялся протравитель семян витарол. Снизилось применение гербицидов чисталана в 1,6 раза, диалена-супер в 1,1раз, протравителей семян: ТМТД в 2,1 раза, фелорама-супер в 1,4 раза, применение дециса и дециса-супер осталось на уровне прошлого года. Вместо луварама в хозяйствах Иркутской области был использован его аналог – дезорман.

Наиболее применимы: гербициды баивел, дуорман, диален-супер; протравители семян виал ТТ и дивидент-стар; инсектициды фуфанон, шарпей, актелик. Контролируемые Иркутским УГМС пестициды 2,4-Д, аминная соль, пирамин, пиклорам, триаллан, фелорам, чисталан, пентатиурам в сельском хозяйстве области не применялись.

По результатам обследования почв районов области (Балаганского, Иркутского, Киренского, Ангарского, Тулунского, Усольского): средний уровень суммарного ДДТ за период вегетации не превышал ПДК (0,06) в Иркутском и Ангарском районах. Незначительные количества суммарного ДДТ обнаружены в почвах Киренского и Тулунского районов.

Остаточные количества суммарного ГХЦГ в средних значениях обнаружены весной в количествах 0,01-0,08 ПДК в почвах Ангарского, Балаганского, Киренского и Усольского районов, осенью – не обнаружено. Остаточное количество дилора в почвах не зафиксировано.

ГХБ обнаружен весной на площади 45 га Иркутского района и на площади 40 га Усольского района. Максимальные остаточные концентрации ГХБ не превышали 0,1 ПДК. Фосфорорганические ансектоакарициды (метафол, фозалан, фосфамид) на территории обследованных районов в 2005 году не обнаружены.

Помимо загрязнения земель пестицидами происходит постоянное сокращение площади земель, используемых сельхозпредприятиями, хроническое отсутствие финансовых средств не позволяет улучшать качественное состояние земель. За последние пять лет объем внесения минеральных удобрений сократился почти в 5 раз, органических удобрений в 2 раза, известкование кислых почв в 3 раза, применение средств защиты растений в 4 раза. Практически не проводятся работы по улучшению естественных кормовых угодий, не осуществляется перезалужение существующих сенокосов и пастбищ. Имеющиеся в области оросительная и осушительная системы не реконструируются и постепенно приходят в упадок.

По данным 1997 года из 2648,5 тыс. га сельскохозяйственных угодий подвержено различного вида эрозии 797,8 тыс. га (30,1%). Кормовые угодья области зарастают кустарником и мелколесьем (около 30%). Пахотные земли области имеют низкое и среднее содержание гумуса (77,8%). Продолжается снижение объемов работ по сохранению почвенного плодородия [48].

В 2000 году продолжается ухудшение агрохимических показателей почв, усиливаются процессы подтопления и затопления земель, обусловленных изменением гидрологического режима почв [50].

Максимальные значения концентрации пестицидов, очевидно, связаны со следующими метеорологическими условиями: короткая осень, ранняя весна, засуха в летний период (так, в 1999 и в 2002 гг наблюдалась почвенная засуха). Снижение концентрации ДДТ наблюдается при затяжной весне, когда продлевается влажный период. Теплые, снежные зимы также способствуют снижению концентрации пестицидов.

Читайте также: