Оценка воздействия на почвенный покров реферат

Обновлено: 05.07.2024

Почва является важнейшей составной частью географической оболочки и участвует во всех процессах трансформации и миграции вещества.

Мировой земельный фонд составляет 13,4 млрд. га, в том числе на возделываемые земли приходится 11%, пастбища - 24%, леса - 31%, прочие земли - 34%. Самый большой процент пашни (30%) - в Европе. В России площадь сельскохозяйственных угодий составляет 222 млн.га, в том числе пашни - 132 млн. га, или 8% от мировой.

Основными факторами деградации почв являются: открытая добыча полезных ископаемых, водная и ветровая эрозия почв, орошение и осушение земель, вторичное засоление земель, применение пестицидов в земледелии, выпадение кислотных дождей, приводящее к подкислению почв.

К основным последствиям хозяйственной деятельности человека можно отнести: почвенную эрозию, загрязнение, истощение и подкисление почв, их осолонцевание, переувлажнение и оглеение, деградацию минеральной основы почв, их обеднение минеральными веществами и дегумификацию.

Главный вид деятельности, вызывающий негативные изменения в состоянии почвенного покрова – сельское хозяйство. Интенсивное освоение земель повлекло за собой развитие дефляции, а пахота вдоль склона активизирует водно-эрозионные процессы. Орошение часто вызывает вторичное засоление почв. Недостаточное внесение органических удобрений, не компенсирующее потери органических веществ, приводит к дегумификации, нерациональное использование пестицидов – к загрязнению почв. Избыточное внесение минеральных удобрений может вызвать их подкисление, а бессистемный выпас скота – привести к уничтожению растительного покрова, активизации ветровой и водной эрозии, загрязнению почв навозом.

Загрязнение почвенно-растительного покрова связано с выбросами промышленных предприятий и транспорта. Обычно зоны значительного загрязнения имеют небольшую площадь вдоль автодорог, вблизи промышленных предприятий и аэродромов. Загрязнение и подкисление почв также бывает связано с трансграничным переносом тяжелых металлов, оксидов серы и азота.

Почвенная эрозия во многих регионах России является наиболее серьезной проблемой сельского хозяйства. Она включает в себя водную и ветровую (дефляция) эрозию. Выделяют земледельческую, пастбищную и техническую эрозию. Интенсивность эрозионных процессов определяется величиной склонового стока, гранулометрическим составом почв, крутизной поверхности, ее задернованностью, глубиной залегания грунтовых вод и базиса эрозии, условиями инфильтрации воды. Водная эрозия является процессом взаимодействия стекающих потоков и почвы, зависит от характера стока, его транспортирующих возможностей, она тесно связана с водностью, морфологическими условиями поверхности и свойствами подстилающих пород. Ее начальной стадией является поверхностно-склоновая эрозия. Эрозия происходит за счет ударов капель, разрушающих почвенные агрегаты. Плоскостной смыв связан с ламинарным движением воды вниз по склону. При этом осуществляется перенос почвенных частиц и их переотложение в нижней части склона в виде делювиального плаща. Овражно-русловая эрозия делится на эрозию, связанную с деятельностью временных водотоков (овражную) и постоянных водотоков (русловую). Наибольшее воздействие на земельные ресурсы оказывает овражная (линейная) эрозия, активно протекающая в зоне степи и лесостепи. Линейная эрозия происходит по схеме: эрозионная промоина – эрозионная рытвина – овраг – балка.

Смыв со старопахотных земель больше, в связи с ухудшением водно-физических свойств почвенного покрова. Наименьший смыв фиксируется на задернованных склонах, так как растительность скрепляет частицы почвы, улучшает впитывающую способность почв, увеличивает шероховатость склона и замедляет скорость движения воды.

Ветровая эрозия, или дефляция, так же как и водная, приводит к разрушению почвенного покрова. Важнейшими условиями для ее развития являются: наличие сильных и постоянных ветров; климатических условий с недостаточным увлажнением в течение года или сезона; уничтожение естественной растительности, приводящее к тому, что на поверхность выходит легко развеваемая почва. Дефляция характерна для пустынь, полупустынь, степи и лесостепи. В Воронежской области она временами проявляется в весеннее время, когда почва вспахана и лишена растительности.

Переувлажнение земель возникает при: 1) наличие плоского недренированного полого-вогнутого рельефа; 2) отсутствие поверхностного стока; 3) наличие на небольшой глубине водоупора; 4) длительный застой вод; 5) развитие поверхностного или внутрипочвенного оглеения; 6) пестрота почвенного покрова; 7) влаголюбивая растительность; 8) наличие болот. Распашка формирует в почве подплужную подошву, в результате на глубине около 40 см появляется слой с пониженной водопроницаемостью и фильтрация поверхностных вод в нижележащие горизонты замедляется.

Загрязнение земель происходит в результате проникновения в почвы нехарактерных для нее веществ. Источниками загрязнения являются: промышленность (органические и неорганические отходы, тяжелые металлы); транспорт (нефтепродукты, бенз(а)пирен, тяжелые металлы); коммунально-бытовое хозяйство (твердые и жидкие отходы); сельское хозяйство (пестициды, минеральные удобрения в избыточных количествах, животноводческие стоки). Наиболее опасным загрязнителем земель являются тяжелые металлы (Pb, Hd,Cd As).

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, которое не прекращено отдельными государствами и на сегодня. Выпадая с радиоактивными осадками, 90 Sr, 13 7Cs и другие Радионуклиды, поступая в растения, а затем в продукты питания и организм человека, вызывают радиоактивное заражение, обусловленное внутренним облучением.

Переуплотнение почв , то есть уменьшение ее межагрегатной и агрегатной порозности и увеличение плотности до 1,4 г/см 3 >. Главной причиной этого является использование на полях тяжелой сельскохозяйственной техники, что приводит к образованию подплужной подошвы с повышенной плотностью. Это препятствует свободной инфильтрации влаги в почве и приводит к ее переувлажнению.

Истощение почв связано со снижением доступности элементов минерального питания растений – биофилов: К, Mg, Ca, P и некоторых микроэлементов.

Дегумификация – процесс снижения содержания гумуса, особенно гуминовых кислот, который возникает, в основном, как следствие эрозии.

Подкисление почв возникает при внесении в почву избыточного количества минеральных удобрений или выпадении кислотных осадков.

Оглеение почв активизируется при застое вод и приводит к накапливанию восстановленных форм Fe и Mn.

Осолонцевание происходит при увеличении в почвенном поглощающем комплексе доли натрия. При этом повышается степень пептизируемости коллоидов и илистого вещества. Процесс связан с поступлением солей из почвообразующих пород, грунтовых и поверхностных вод при орошении земель

Деградация минеральной основы почв – процесс разрушения почвенных агрегатов и необратимого изменения минерального состава почв.

Значительный ущерб также связан с отчуждением земель на несельскохозяйственные нужды связано со строительством и расширением городов и населенных пунктов, промышленных предприятий, дорог, различного вида путепроводов и т.п. Масштабы такого отчуждения весьма велики. В настоящее время под предприятиями, поселениями, транспортными сооружениями и коммуникациями связи находится около 60 млн.га.

Оценка воздействия на почвенный покров ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Целью анализа почвенных условий на рассматриваемой территории является необходимость выделения участков с почвами различных свойств, которые могут рассматриваться в качестве площадного геохимического фактора. Главным свойством, отличающим почву, является ее плодородие. Защита почвы и охрана ее от загрязнения, истощения, механического разрушения или прямого уничтожения является главной целью оценки воздействия планируемой хозяйственной деятельности на почвенный покров данной территории. Воздействие на почву можно разделить на два типа — механическое и химическое.

Механическое воздействие включает разрушение плодородного (гумусового) горизонта под влиянием прямого или косвенного антропогенного воздействия (строительные работы, передвижение тяжелой техники и т. д. ), а также прямое изъятие земель в постоянное и временное пользование. Земли временного отвода впоследствии подлежат рекультивации. Задача экологической оценки и прогноза заключается в том, чтобы путем всестороннего анализа планируемой деятельности сформировать оптимальное для данного проекта решение о выборе земельного участка, соотношении земель постоянного и временного отводов, методах строительства и эффективных мерах послестроительной рекультивации.

Ресурсные критерии оценки состояния почвы включают параметры изменений (механических и др.) и являются одними из основных для оценки состояния экосистемы в целом, так как ухудшение свойств почвы является одним из наиболее сильных факторов формирования зон экологического риска, кризиса или бедствия. Эти процессы распространены и в естественных условиях, но нарушение человеком устойчивости растительного и почвенного покрова (вырубка леса, распашка почв, перевыпас пастбищ и т. п. ) вызывает их значительное ускорение и расширение их площади.

Одним из интегральных показателей загрязнения почвы является ее фитотоксичность (свойство почвы подавлять рост и развитие высших растений) и генотоксичность (способность влиять на структурно-функциональное состояние почвенной биоты). Индикационные критерии основаны обычно на генотоксичности (влияние на биоту) и направлены на определение уровня активной микробной биомассы (снижение в число раз), биомассы почвенной мезофауны и численности почвенных микроартонод (колембалы, арбатидные клещи и т. д. ) по сравнению с нормальным природным уровнем. Они ранжируются по классам и одновременно могут быть использованы для оценки состояния экосистемы. Пример выделения зон экологического состояния по основным почвенным критериям приведен в табл. 3.6.

Широко известно знаменитое определение В.В. Докучаева: “Почва — зеркало ландшафта”. Это справедливо как для естественных, не затронутых антропогенной деятельностью почв, так и для почв, подвергающихся антропогенному воздействию. Воздействия на все компоненты ландшафта как в зеркале отражаются в почве (педосфере). Именно поэтому анализ состояния и динамики почвенного покрова может многое сказать о современной и будущей экологической ситуации в районе той или другой человеческой деятельности. Кроме того, почва выполняет важные санитарные функции и является мощным фактором перераспределения прямого влияния техногенной деятельности на ландшафт.

Почва представляет собой особое природное тело, отличающееся от горных пород, на которых оно формируется. Главным свойством, отличающим почву, является её плодородие. Это позволяет отнести почвенный покров к экономической категории производительных сил, в особенности в тех районах, где сочетание тепла и влаги позволяют реализовывать её как производительную силу. Именно в этих земледельческих районах почва представляет особую ценность, и охрана её от загрязнения, истощения, механического разрушения и прямого изъятия (уничтожения) из производства биомассы ‑ главная цель оценки планируемой хозяйственной деятельности на почвенный покров региона.

Снижение плодородия почвы может происходить под влиянием различных воздействий, которые можно разделить на два типа ‑ механические и химические.

Механические воздействия включают в себя разрушение плодородного (гумусового) горизонта под влиянием прямого или косвенного антропогенного воздействия (прежде всего строительные работы, сопровождающиеся передвижениями тяжелой техники, ветровая и водная эрозия, активизирующаяся после уничтожения растительного покрова или неправильной распашки и др.), а также прямое изъятие земель в постоянное и временное пользование. Земли временного отвода впоследствии подлежат рекультивации.

Задача экологической оценки и прогноза заключается в том, чтобы путем всестороннего анализа планируемой деятельности подтвердить (или сформировать) оптимальное для данного проекта решение о выборе земельного участка, соотношении земель постоянного и временного отвода, методах строительства и эффективных методах послестроительной рекультивации.

При этом оценке подлежат не только почвы сельскохозяйственного использования, но и почвы под естественными фитоценозами всех географических зон и провинций, т.к. нарушения почвенно-растительного покрова могут повлечь за собой цепочку взаимосвязанных негативных экологических последствий (растепление многолетней мерзлоты; уничтожение местообитаний растений и животных и как следствие ‑ сокращение их ареалов; ухудшения качества и понижение уровня грунтовых вод и т.д.).

Ресурсные критерии оценки состояния педосферы как раз включают параметры изменения (механических и других) и являются одними из основных для оценки состояния экосистемы в целом, так как ухудшение свойств почв является одним из наиболее сильных факторов формирования зон экологического риска, кризиса или бедствия. Прежде всего, это снижение плодородия почв на большой площади и с высокой скоростью. Почвенно-эрозийные критерии связаны с вторично антропогенными геоморфологическими процессами, ускоренными антропогенной деятельностью. Эти процессы распространены и в естественных условиях, но нарушение человеком устойчивости растительного и почвенного покрова (вырубкой лесов, распашкой почв, перевыпасом пастбищ и т.п.) вызывают их значительное ускорение и расширение их площади.

Одним из интегральных показателей загрязнения почвы является её фитотоксичность (свойство почвы подавлять рост и развитие высших растений) и генотоксичность (способность влиять на структурно-функциональное состояние почвенной биоты).

Индикационные критерии как раз и основаны обычно на гентоксичности, будучи реализованы через уровень активной микробной биомассы (снижение в число раз), биомассу почвенной мезофауны и численность почвенных микроартопод (колемболы, арбатидные клещи и т.д.) от нормального природного уровня. Они ранжируются по классам и одновременно могут быть использованы для оценки состояния экосистемы. Все они направляют ход почвенных микробиологических процессов и осуществляют так называемые "цепи питания" в почвах, что позволяет считать учет их численности и массы интегральным показателем.

Пример выделения зон экологического состояния по основным почвенным критериям приведен в табл. 7.

Таблица 7. Почвенные критерии нарушения экосистем

Классы геоэкологического состояния педосферы

Плодородие почвы (в % от потенциального)

Содержание гумуса (в % от превоначального)

Площадь вторичного засоления почв (в %)

Глубина смытости почвенных горизонтов

смыт горизонт А1 или 0,5 гор. А

смыт горизонт А и частично АВ

смыты горизонты А и В

Площадь ветровой эрозии (полн. сдутые почвы, в %)

Химические воздействия на почву, т.е. её загрязнение, осуществляемое различными источниками и способами, также может носить прямой и косвенный характер. Прямое загрязнение происходит путем непосредственного попадания загрязняющих веществ на её поверхность (свалки твердых бытовых отходов, розливы нефти, буровых растворов и др. загрязняющих жидкостей, внесение удобрений, обработка различными ядохимикатами и т.д.). Косвенное загрязнение связано с аэрогенным выпадением загрязняющих веществ, с подпиткой загрязненными грунтовыми водами. Любой из этих видов загрязнений или несколько из них могут быть связаны с планируемым видом антропогенной деятельности.

Всё многообразие характеристик загрязнения почв рассматривается в соответствующих нормативных документах.

Анализ литературных публикаций по этому вопросу позволил предложить укрупненные показатели оценки техногенной загрязненности почв с количественным ранжированием значений по классам состояний, приведенным в табл. 8.

Таблица 8. Укрупненные показатели оценки техногенной загрязненности почвенного покрова с ранжированием значений по классам состояний

Классы геоэкологического состояния педосферы

Содержание легко раствор. солей (вес. %)

Содержание токсичных солей (весовых %)

Содержание пестицидов и др. ядохимикатов (в ПДК)

Содержание полютантов (в единицах ПДК)

Содержание нефти и нефтепрод-в (вес. %)

Задача оценки возможного загрязнения почв и его последствий на основании биогеохимических свойств данной конкретной почвы ‑ выявить закономерности миграции, трансформации и аккумуляции ЗВ в почве (и сопряженных с нею других компонентов ландшафта) и установить возможные негативные последствия с целью их предотвращения (или минимизации).

Любая почва (как и другие компоненты окружающей среды) обладает способностью к самоочищению, и более того, является буфером между антропогенным загрязняющим воздействием на другие компоненты ландшафта, в т.ч. и в первую очередь, на живые организмы. Почва является главной ареной биогеохимического круговорота, в результате которого токсичные соединения могут превращаться в безвредные, в т.ч. нерастворимые формы, оседать на геохимических барьерах или, наоборот, попадая в почву в микроскопических количествах, аккумулироваться в растениях и, передаваясь по трофическим цепям, приносить в коечном итоге вред здоровью людей. Законы самоочищения почв и трансформации вещества в них определяются факторами почвообразования (соотношением тепла и влаги, физико-химическими свойствами почвообразующих пород, положением в рельефе, характером растительности и пр.), а также качеством и количествами ЗВ.

Критерием загрязнения почв также является соответствующая ПДК вредных веществ или предельно допустимый уровень (ПДУ) загрязнения почвы, разработанные пока ещё для сравнительно небольшой группы ЗВ. В случае отсутствия ПДК для какого-либо элемента (вещества) критерием его предельно допустимого содержания в почве служит его кларк, т.е. среднее содержание в земной коре.

Разработка оценок воздействия антропогенной деятельности на почву ‑ ещё более сложная задача, чем оценка воздействия на атмосферу, по причине пока ещё недостаточной изученности техногенных потоков вещества в различных типах почв.

Учитывая всё вышеуказанное, при обосновании и оценке воздействия на педосферу (состояние почв) Регламентом проведения ГЭЭ рекомендуется рассматривать следующее.

1. Характеристика почвенного покрова в зоне воздействия объекта (плодородие, физико-химические свойства), оценка состояния почвенного покрова.

2. Ограничения по использованию земель, включая ухудшение качественного состояния земель в зоне воздействия объекта.

3. Характеристика воздействия на почвенный покров, включая загрязнение территории промышленными отходами (вид, класс опасности, токсичность, физическое состояние, объем отходов, занимаемая отходами площадь).

4. Согласованные решения по снятию, транспортировке и хранению плодородного слоя почвы и вскрышных пород при строительстве объекта.

5. Прогноз изменений свойств почв и грунтов, обусловленных:

- перепланировкой поверхности территории и созданием новых форм рельефа;

- изменением активности природных процессов;

- загрязнением территории при строительстве и эксплуатации объекта, включая загрязнение отходами строительства и временными (сопутствующими) производствами.

6. Прогноз изменений свойств почв при возникновении аварий.

7. Последствия возможных изменений почв при реализации проектных решений.

8. Мероприятия по санации загрязненных почв в зоне возможного воздействия.

9. Мероприятия по утилизации и захоронению отходов.

10. Мероприятия по инженерной защите территории от подтопления и затопления.

11. Мероприятия по восстановлению нарушенных земель (проектные решения по отводу талого и ливневого стока, техническая и биологическая рекультивации), сроки восстановления.

12. Эффективность природоохранных мероприятий по санации почв и рекультивации нарушенных земель.

13. Определение размера убытков, причиняемых основным землепользователям при реализации проекта, включая упущенную выгоду.

14. Объем природоохранных мероприятий и оценка стоимости компенсационных мероприятий и мер по рекультивации, восстановлению и охране почв, включая аварийные ситуации.

Тема № 11. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ

Растительный покров — неотъемлемая часть природной среды, благодаря которой осуществляется процесс обмена веществ в природе, обеспечивающий возможность самого существования жизни. В то же время растительный покров один из наименее защищенных компонентов ландшафта, повсеместно подвергающийся воздействию антропогенной деятельности и страдающий от нее в первую очередь. Часто разрушение растительного покрова приводит к созданию условий, несовместимых с жизнью человека, формируются ситуации, определяемые как экологическая катастрофа.

Территории, где сохраняется необходимый научно обоснованный баланс между нарушенными и ненарушенными участками растительности, имеют шанс избежать катастрофы. Кроме того, растительность поставляет человечеству кормовые, пищевые, лекарственные, древесные ресурсы, а также удовлетворяет его научные, эстетические и рекреационные потребности. Забота о сохранении растительного покрова — одна из важнейших и одновременно одна из труднейших задач.

При оценках последствий любого вида антропогенной деятельности на растительность следует исходить из её прямой и косвенной роли в функционировании ландшафтов и жизнедеятельности человека. Роль растительности необычайно многообразна и, можно сказать, что вся жизнь на Земле зависит от растительности, поскольку зеленые растения ‑ это единственные в своем роде организмы, способные производить органическое вещество из неорганического, а также, безусловно, необходимый для жизни кислород. Остальные функции растительности опираются на эту главную ‑ энергетическую функцию. Ресурсная (в т.ч. пищевая и кормовая), биостационная, санитарно-оздоровительная роли растительности прямо связаны с её энергетической функцией, а ландшафтостабилизирующая, водоохранная, рекреационная и другие функции зависят от неё косвенно. Нарушение хотя бы одной из функций ведет к дестабилизации равновесия, как в растительных сообществах, так и в ландшафте в целом.

Дело в том, что растительность ‑ это такой компонент окружающей среды, который регулирует нормальное функционирование всех остальных, начиная от газового состава атмосферы, режима поверхностного стока и кончая урожайностью сельскохозяйственных культур, что выявил и о чем писал в свое время ещё В.В. Докучаев. Между тем, людям свойственно забывать о жизненной необходимости сохранения растительности, потому что связь жизни на Земле с растительностью опосредована со многими другими факторами. Как правило, увидеть конечное звено цепи бывает нелегко, поэтому часто приходится слышать пренебрежительные и иронические высказывания о каких-то "цветочках и травках" (а также "птичках и бабочках"), якобы несравнимых по значению с интересами людей в связи с осуществлением того или иного объекта или проекта.

На самом же деле, существует круг видов флоры в каждом регионе, которые подлежат охране по причине своей редкости или даже уникальности, тенденции к исчезновению. Эти виды, перечисленные в Красных книгах различного уровня, и при прогнозе последствий того или иного вида антропогенной деятельности необходимо выявить такие виды, их места обитания на данной территории и, в случае необходимости, скорректировать проектные решения, чтобы не допустить гибели этих видов. Но дело не только в сохранении редких и исчезающих видов. Оценка воздействия на растительность предполагает также анализ возможных последствий нарушения растительности, обеспечивающий стабильное функционирование всех экосистем региона, включая антропоэкосистемы. В свою очередь, растительность зависит от всех природных факторов, проявление которых связано с зонально-региональными особенностями. От этого зависят состав и фитоценетическая структура растительности, её биологическая продуктивность, а, следовательно, и энергетическая эффективность, её динамические тенденции. Все эти показатели являются основой оценок последствий воздействия на растительный покров.

Воздействия на растительность могут носить прямой и косвенный характер. К числу прямых воздействий относится непосредственное уничтожение растительности (вырубка лесов, сдирание дернины, выжигание участков с растительностью, распашка лугов и пр.). Косвенные воздействия опосредованы другими факторами, которые меняет антропогенная деятельность: изменение уровня грунтовых вод, изменение микроклимата, загрязнение атмосферы и почвенного покрова.

В последнее время всё более существенную флористическую роль играет загрязнение, особенно атмосферное. Как оказалось, растения часто более чувствительны к химическому загрязнению, чем человек, поэтому ПДК загрязняющих веществ в воздухе, утвержденные в качестве санитарно-гигиенических нормативов, не годятся для растительности (особенно для вечнозеленых деревьев и кустарников). Общепринятых ПДК для растительности пока нет. Есть частные, как например, нормативы, утвержденные для территории Музея-усадьбы "Ясная Поляна". За неимением других следует пользоваться этими нормативами, внося поправки на сопутствующие обстоятельства (состав и существующее состояние растительности, район деятельности).

Никаких данных о предельно-допустимых концентрациях ЗВ в почвах для растительности нет. Существуют лишь сельскохозяйственные нормативы оптимального внесения удобрений в почву и содержания в ней ядохимикатов, а также известно, что различные растения обладают избирательной способностью к поглощению отдельных элементов: одни накапливают в большом количестве свинец (сирень), другие цинк (фиалка) и т.д. Не страдая при этом сами, растения могут служить передаточным звеном распространения ЗВ, которые по трофическим цепям поступают в живые организмы. Оценки воздействия любого вида антропогенной деятельности на растительный покров затруднены тем, что отсутствуют какие-либо определенные количественные нормативы состояния растительности. Здесь возможны только экспертные оценки, позволяющие получить комплексную оценку состояния и устойчивости растительности, хотя в данном случае приходится полагаться на профессионализм и опыт экспертов.

В числе биотических показателей оценки состояния экосистем и геосферных оболочек В.В. Виноградовым предлагается выделять пространственные, динамические и тематические показатели, из которых в числе последних наибольшее значение признается за ботаническими.

Ботанические (геоботанические) критерии не только чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наиболее представительны ("физиономичны"), наилучшим образом помогающие проследить зоны экологического состояния по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени. Ботанические показатели весьма специфичны, т.к. разные виды растений и разные растительные сообщества в разных географических условиях имеют неодинаковую чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям и, следовательно, одни и те же показатели для квалификации зон экологического состояния могут существенно варьироваться для разных ландшафтов. При этом учитываются признаки негативных изменений на разных уровнях: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудшение видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (соотношение площади в ландшафте).

Биохимические критерии экологического нарушения флоры основаны на измерениях аномалий в содержании химических веществ в растениях. Для квалификации критического экологического нарушения территории используются показатели изменения соотношения содержания токсичных и биологически активных микроэлементов в укосах растений с пробных площадок и в растительных кормах. В лесах распространенным токсикантом, воздействие, которого на растения приводит к необратимым физиологическим и метаболическим нарушениям, является диоксид серы. Негативное действие тяжелых металлов на растения в основном, связано с их проникновением в клеточные структуры с почвенным раствором.

В целом же аэротехногенный путь поступления поллютантов в растения через их ассимиляционные органы определяет деградацию лесных биогеоценозов в условиях воздействия выбросов, например, металлургических предприятий. Накопление металлов в ассимилирующих органах исследуемых растений увеличивается с ростом уровня загрязнения среды их произрастания, такая закономерность характерна только для тех металлов, которые являются приоритетными для состава выбросов металлургических предприятий. Другие металлы (не промышленного происхождения) распределяются по территории равномерно, и завистмости из аккумуляции от зоны поражения пока не найдено. Наиболее информативные биохимические показатели поражения лесных экосистем приведены в табл. 9.

Почвы являются важнейшим объектом экологических исследований при оценках воздействия, поскольку это ценное звено биогеохимического круговорота веществ в экосистемах, источник поступления этих веществ в растительность и по трофическим цепям в организм человека. Почвы аккумулируют загрязнители в течение длительного периода, а их химический состав дает интегральную характеристику долговременного загрязнения - его масштабов и превращений в зависимости от видового состава почв и их способности к самоограничению.

Профильное распределение тяжелых металлов и других видов загрязнителей в почвенных горизонтах сводится к образованию регрессивно-аккумулятивного типа их распределения. Данный тип характеризуется повышенным накоплением загрязнителей в гумусовом горизонте и резким понижением их содержания в нижележащих горизонтах. На характер перераспределения загрязнителей в профиле почв влияют гранулометрический состав, реакция почв, содержание органических веществ, емкость поглощения катионов, наличие геохимических барьеров, дренаж и др.

Химическое загрязнение почв нефтепродуктами, буровыми, тампонажными растворами имеет место при плохой обваловке и слабой гидроизоляции амбаров или при их переполнении. Загрязняющая способность буровых растворов определяется содержанием в них нефтепродуктов, ПАВ, тяжелых металлов и др. При прорывах высокоминерализованных пластовых вод происходит засоление почв с образованием выцветов соли.

Наиболее устойчиво и опасно нефтяное загрязнение. Степень загрязненности почв нефтью определяется глубиной ее проникновения и зависит от физико-химических свойств нефти, ее количества и механического характера грунтов. Экспериментальными данными установлено, что при достижении остаточного уровня насыщения 10-12% нефть перестает мигрировать. Сильная загрязненность характеризуется проникновением нефти на глубину более 25 см, средняя - до 10-25 см и слабая - до 10 см. В зависимости от механического состава глубина просачивания нефти для супесчаных и песчаных почв составляет 1 м и более, в суглинках и глинистых грунтах не достигает 50-"'О см. Естественное микробиологическое разложение нефти происходит в почвах очень медленно, поэтому при возникающих разливах необходимо применение специальных сорбентов.

Площадь нефтяного загрязнения земель и водных объектов может быть определена с помощью экспертных оценок, инструментальными методами, методом аэрофотосъемки.

Известно, что степень загрязнения земель определяется нефтенасыщенностью грунта или количеством (или объемом V_в_n) нефти М_в_n, впитавшейся в грунт.

Расчет рекомендуется проводить по формулам:

где К_n - нефтеемкость земли, V_гр - объем нефтенасыщенного грунта, м 3 , р - плотность нефти, т/м 3 .

Величина нефтеемкости рассчитывается с помощью специальной таблицы в зависимости от влажности грунтов. Наибольшие значения нефтеемкости характерны для болотных и тундровых почв (табл. 5.21).

Таблица 5.21 - Предельная нефтеемкость некоторых почв при различных видах влажности (по О.А. Гусевой и Н.П. Солнцевой, 1996)

Типы почв	Характеристика горизонта	Влажность субстрата, %	Нефтеемкость, г/кг
Болотные торфяно-перегнойно-глеевые	Хорошо разложившийся осоко-моховый торф	25-50 85-100
Тундровые поверхностно-глеевые	Слабо разложившийся сухоторфянистый	25-50 85-100

Загрязнение почвы - процесс антропогенного изменения ее физико-химических и биологических характеристик, вызывающий снижение плодородия или представляющий опасность для здоровья населения, животных и растительных организмов.

Одним из главных принципов охраны почв является гигиеническое нормирование, допускающее возможность содержания веществ в почве в количествах, безопасных для перечисленных выше категорий организмов. Безопасный уровень поступления загрязнителей в ОС определяется исходя из недопустимости повышенного порога адаптационной возможности человека и порога самоочищающей способности почвы при изолированном комплексном, комбинированном (суммарном) действии химических веществ на организм человека и ОС.

Вещества, загрязняющие почву, непосредственно на организм человека не влияют, а попадают в него через различные звенья пищевых цепей и через загрязнение почвами воздуха и воды. Поэтому при оценках состояния почв устанавливаются следующие токсикологические показатели.

Токсичность (вредность, ядовитость) - мера несовместимости вещества с жизнью и здоровьем, а опасность - вероятность отравления этим веществом в реальных условиях его применения (Стадницкий, Родионов, 1996). Токсические смертельные дозы обозначаются как ЛК и ЛД и определяются на подопытных животных, при гибели половины из них показатели приобретают вид ЛК₅₀, и ЛД₅₀.

Персистентность в почвах или растениях - продолжительность сохранения биологической активности загрязняющего почву или растения химического вещества, характеризующая степень его устойчивости к процессу разложения.

Миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход химического вещества из пахотного слоя почвы в воздух, мг/м 3 .

Транслокационный показатель характеризует переход химического вещества из пахотного слоя почвы через корни в растение и накопление его в зеленой массе, мг/кг.

Общесанитарный показатель вредности характеризует влияние химического вещества на способность почвы к самоочищению и на микрофлору почвы, мг/кг.

Для почв ЗВ нормируются по предельно допустимым (ПДК_п) и временно допустимым (ВДК_П) концентрациям.

Установление ПДК_п производится по данным о фоновых концентрациях веществ об их физико-химических свойствах, параметрах токсичности, устойчивости к различным факторам и др. При этом обоснование нормирующего значения ПДК веществ на основе экспериментов учитывает допустимую концентрацию:

- при которой их содержание в пищевых и кормовых растениях не превышает некоторых остаточных значений в продуктах питания (ПДК_пр);

- при которой поступление летучих и других веществ не превысит нормативных значений для воздуха и вод;

- не влияющую на микроорганизмы и процессы самоочищения.

Таким образом, ПДК_п является комплексным показателем, учитывающим основные процессы, происходящие в этом депонирующем элементе экосистем, и рассчитывается в мг/кг слоя абсолютно сухой почвы.

Кроме перечисленных характеристик состояния почв устанавливается ряд других гигиенических показателей, таких, как санитарное число (отношение содержания белкового азота к общему), наличие кишечной палочки (коли-титр), личинок мух, яиц гельминтов и др. Опасность ЗВ по отношению к почвам оценивается не менее чем по трем показателям в соответствии с требованиями ГОСТов (табл. 5.22).

По отношению к миграции загрязнителей для почв холодных гумидных областей принципиальным является выделение двух надтиповых морфогенетических групп почв.

1. Почвы свободного дренажа, расположенные преимущественно на породах легкого механического состава, которые при избыточности осадков не приводят к переувлажнению почвенного профиля. Миграция загрязнителей происходит в достаточно короткие сроки, частично вещества задерживаются в почвенном покрове; мигрируют через зону аэрации до зоны насыщения (грунтовых вод).

Таблица 5.22 - Классификация загрязняющих веществ по степени их опасности для почвы (ГОСТ 17.4.1.02-83)

Показатели	Класс опасности
I высокоопасные	II умеренно опасные	III малоопасные
Токсичность ЛД₅₀ Персистентность в почве, мес. ПДК в почве Миграция Персистентность в растениях, мес.	До 200 Свыше 12 Менее 0,2 Мигрируют 3 и более	От 200 до 1000 От 6 до 12 От 0,2 до 0,5 Слабо мигрируют От 1 до 3	Свыше 1000 Менее 6 Свыше 0,5 Не мигрируют Менее 1
Влияние на пищевую ценность сельскохозяйственной продукции	Сильное	Умеренное	Нет

2. Почвы затрудненного дренажа, расположенные на глинах, суглинистых, слоистых супесчано-суглинистых отложениях, в которых интенсивно развивается процесс оглеения. Процессы миграции загрязнителей здесь развивают; t по более сложной схеме, и вещества не всегда достигают зоны насыщенных трансформируясь в более сложные формы по пути движения.

Как и для ГС, вещественный состав почв является доминантным свойством, определяющим восприимчивость этих сложных субстанций к химическом>, биологическому и радиационному загрязнениям. Именно этот фактор и условия дренирования почвенных горизонтов определяют миграционные потоки веществ и устойчивость почв к техногенным нагрузкам, в том числе и механического характера.

При оценке природной защищенности почв чаще всего принимают во внимание величину емкости почвенного поглощения, которая отражает способность того или иного типа почв к концентрации или рассеиванию техногенных элементов.

Почвы, обладающие минимальной емкостью поглощения, рассматриваются как наиболее защищенные, и наоборот (табл. 5.23).

В соответствии с принятыми градациями уязвимости наименее защищенной категорией почв считаются черноземы обыкновенные, наиболее защищенными - песчаные почвы. В данной классификации отсутствует степень механической пораженности почв (плоскостной смыв, эрозия, карст и др.). При

Таблица 5.23 - Категории защищенности почв на примере Волгоградской области (по В.Н. Синяковуидр., 2003)

Трансформация нефти в почвах происходит в 3 этапа:

- физико-химическое и частично микробиологическое разрушение углеводородов (преимущественно легких фракций);

- микробиологическое разрушение низкомолекулярных фракций;

- трансформация высокомолекулярных смол.

Нормальные алканы деградируют в первые месяцы после загрязнения, более устойчивыми являются циклоалканы и тетраароматические углеводороды; высокоустойчивы к деградации пентаароматические углеводороды, асфальтены, смолы.

При большом количестве сернистых соединений в нефти нельзя исключить опасность сероводородного загрязнения почв с последующей транслокацией серо-органических соединений в растения.

К настоящему времени установлены ПДК для следующих углеводородных соединений в почвах: бензол - 0,3; бенз(а)пирен - 0,02; толуол - 0,3 мкг/кг воздушно-сухой почвы.

Читайте также: