Охрана почв от загрязнения. Лекция. охрана почв и земных недр Способы защиты и сохранения почвы
Охрана почв от загрязнения
Почва - основной компонент наземных экосистем, который образовался в течение геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Как сложный биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических систем биосферы.
Важным свойством почв является их плодородие. Благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение их плодородия, - непременное условие дальнейшего экономического прогресса общества.
Загрязнение почвы - это попадание в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем. Ниже рассмотрены основные виды загрязнения почв и мероприятия борьбы с ними.
Охрана почв от загрязнения неорганическими отходами и выбросами
Нагромождение твердых отходов и выбросов на заселенных площадях - неминуемый результат современной цивилизации. Это могут быть минеральные отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, выбросы и мусор.
Доказано, что в настоящее время каждый обитатель Земли ежедневно производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора, а все население земного шара - 8-16 млн. т/сутки, или приблизительно 3-6 млрд., т/год. Предусматривается, что в ближайшее время твердые отходы и выбросы от производства и потребления достигнут 15 млрд., т/год.
Отвалы промышленных отходов занимают значительные площади, которые становятся непригодными для использования, причем они размещены так нерационально, что иногда составляют серьезную угрозу для населения.
В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических процессов: метали, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так далее. К ним также принадлежат отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное. Обнаружено, что в случае загрязнения почв промышленными выбросами происходит выделение углекислоты в течение всего вегетационного периода, а, следовательно, и ослабление интенсивности биологических процессов. Об этом, прежде всего, свидетельствуют изменения численности микроорганизмов в случае загрязнения почв и ослабления их ферментативной активности.
В результате загрязнения почв фенольными соединениями изменяется их структура, разрушаются некоторые минералы, образовывая с металлами, которые содержатся в них, соединения. Все это негативно влияет на жизнедеятельность грунтовой микрофлоры и растений, на ферментативную активность почв и их плодородие.
Почва поддается значительному загрязнению из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Например, теплоэнергетические станции являются источником загрязнения почв угольной пылью, золой, дымом и некоторыми токсичными твердыми частицами, газами (SO2, SO3, H2S, NO2), некоторыми циклическими углеводами, фтористыми и мышьяковыми соединениями; черная металлургия - рудной и железистой пылью, окислами железа, марганца, мышьяка, золы, сажи, SO2, SO3, NH3, H2S, соединениями свинца; транспорт - углеводами, натрием, свинцом, угольной пылью, золой, SO2, SO3, H2S и так далее.
По официальным данным (К. Реуце, С. Кристе, 1986), ежегодно в земную атмосферу выделяется только в результате деятельности человека приблизительно 1012 тонн разных веществ. В них количество SO2 и H2S составляет 220 и 106 т на год, аэрозоли, - 102 т на год.
Ядовитые вещества из атмосферы попадают на почву и проникают в нее непосредственно или с осадками. Они загрязняют почву и растительную продукцию, снижают урожай и вызывают даже разрушения самой экосистемы.
В последние годы во многих странах большую проблему создают кислотные дожди, которые связаны с выбросами в атмосферу серной и азотной кислот. Кислотные дожди, с одной стороны, приводят к вымыванию из почвы питательных элементов, а со второй - к подкислению почвы. Подкисление в свою очередь влияет на растворимость питательных элементов, а также на рост и на жизнедеятельность микроорганизмов в почве.
Охрана почв - острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты.
Охрана и использование земель - это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости в биосфере.
Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с эрозией почвы, вторичным заселением орошаемых почв, уничтожением растительности и почв в связи с разработкой ископаемых, проведением различных строительных работ, а также в связи с загрязнением различными вредными веществами, потерей гумуса и др.
Вторичное засоление наносит значительный ущерб почвенному плодородию, приводит к резкому снижению продуктивности полей или полному их исключению из активного сельскохозяйственного использования. Распространено в засушливых областях с поливным земледелием.
Главными причинами вторичного (антропогенного) засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды, приводящая к подъему уровня грунтовых вод и энергичному соленакоплению за счет испарения воды.
Для предупреждения вторичного засоления необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошенных землях.
Источниками загрязнения почвенного покрова являются промышленные центры, транспорт, сельскохозяйственное производство. Ежегодно на поверхность почвы поступает огромное количество различных веществ из атмосферы, при внесении различного рода пестицидов и балластных веществ с удобрениями. Благодаря своим свойствам почва является приемником большинства химических веществ, вовлекаемых в биосферу.
Она - главный аккумулятор, сорбент и разрушитель токсикантов. Масштабы поступлений токсикантов в биосферу возрастают. Возникает проблема загрязнения почв.
Минеральные техногенные выбросы возникают в результате сжигания топлива или от газообразных и аэрозольных отходов промышленных предприятий. С техногенными выбросами на поверхность почв поступают загрязнители окружающей среды. Среди них наиболее опасными считают ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, селен и фтор.
Отрицательные последствия этого загрязнения связаны с ухудшением свойств почв (изменение реакции, микробиологического и в целом биологического режима), а также в связи с поступлением токсичных элементов в растения и затем в организм животных и человека. Поступление с продуктами питания в организм человека токсичных элементов вызывает тяжелые заболевания.
Стратегия принципов по предотвращению загрязнения почв сложна и многогранна. В промышленности и энергетике должен быть осуществлен переход на мало и безотходную технологию (экологизация экономики).
В сельском хозяйстве необходимо шире внедрять эффективные агротехнические и биологические средства борьбы с вредными организмами, применять малоопасные пестициды, исключающие загрязнение среды, соблюдать научно-обоснованные технологии использования минеральных удобрений.
Важное значение имеет создание системы непрерывного контроля и наблюдения (мониторинга) за состоянием природной среды, в том числе почвенного покрова.
Охрана земель - система правовых, организационных, экономических и других мероприятий, направленных на их рациональное использование, предотвращение необоснованных изъятий земель из сх оборота, защиту от вредных воздействий, а также на восстановление продуктивности земель, в том числе земель лесного фонда, и на воспроизводство и повышение плодородия почв
Охрана земель осуществляется на основе комплексного подхода к угодьям как сложным природным образованиям с учетом их законных и региональных особенностей
Правовое регулирование отношений, возникающих при охране земель, проведении природоохранных и землевосстановительных мероприятий, осуществляется земельным, экологическим, природно-ресурсным законодательством, законодательством о сх
Согласно положениям ЗК РФ земля подлежит охране как главный природный объект - основа существования общества и всей экосистемы.
Чтобы поддержать основные качества земли, разработаны и применяются различные мероприятия.
Они связаны с мелиорацией, рекультивацией земель, охраной земли, в том числе от засорения или загрязнения, осуществлением иных действий. Требования по охране земель, порядок выполнения мероприятий по предупреждению нарушения или деградации земли составляют основу норм, регулирующих отношения данного круга
ЗК РФ содержит широкий круг обязанностей, которые возлагаются на лиц, использующих земельные участки, к ним относятся:
- 1)сохранение почв и их плодородия
- 2)защита земель от водной и ветровой эрозии, подтопления, заболачивания
- 3)защита сельскохозяйственных угодий и других земель от заражения бактериально-поразитическими и карантинными вредителями и болезнями растений, зарастания сорными растениями, иных видов ухудшения состояния земель
- 4)ликвидация последствий загрязнения и захламления земель
- 5)сохранение достигнутого уровня мелиорации
- 6)рекультивация нарушенных земель, восстановление плодородия почв, своевременное вовлечение земель в оборот.
В целях зашиты почв от деградации применяют следующие экозащитные мероприятия:
- ? охрана почв от водной и ветровой эрозии;
- ? рекультивация нарушенного почвенного покрова;
- ? охрана почв от дегумификации, почвоутомления и истощения;
- ? охрана почв от засоления, осолонцевания и слитизации;
- ? охрана почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяжелыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, радионуклидами и т.д.).
Охрана почв от водной и ветровой эрозии включает организационно-хозяйственные, агротехнические, лесомелиоративные и гидротехнические мероприятия.
Организационно-хозяйственные мероприятия - обоснование и составление плана противоэрозионных мероприятий и обеспечение его выполнения (рациональное распределение земельных угодий, почвозащитные севообороты, земледелие полосами, регулирование выпаса скота и др.).
Агротехнические мероприятия включают приемы фитомелиорации (севообороты с многолетними травами, замена чистых паров на занятые, сидеральные и кулисные), противоэрозионную обработку почвы (обработка почв по горизонтали, «контурное» земледелие, щелевание и кротование почв, обвалование, безотвальная вспашка с сохранением стерни и пожнивных остатков), снегозадержание и регулирование снеготаяния (лесные полосы и кулисы, пахота снега, прикатывание).
Лесомелиоративные мероприятия основаны на создании лесных защитных насаждений (ветрозащитные и приовражные лесные полосы, полезащитные лесные и кустарниковые полосы поперек склонов и Т.Д.).
Гидротехнические мероприятия применяют в тех случаях, когда другие приемы не в состоянии предотвратить эрозию, и основаны на создании гидротехнических сооружений, обеспечивающих задержание или регулирование склонового стока (террасирование склонов, выполаживание оврагов бульдозерами, закрепление склонов оврагов).
Рекультивация земель - мероприятия по восстановлению и оптимизации нарушенных ландшафтов. Она включает комплекс горно-технических, мелиоративных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и инженерно-строительных работ, направленных на восстановление нарушенного плодородия земель. На восстановленной территории создаются сельскохозяйственные угодья, лесонасаждения, водоемы, зоны отдыха, жилые и промышленные застройки и т.д.
Рекультивация включает три этапа: подготовительный, горно-техническая рекультивация и биологическая рекультивация.
I этап (подготовительный) предполагает обследование нарушенных территорий, определение направления рекультивации, составление технико-экономическое обоснование и проект рекультивации.
II этап (горно-техническая рекультивация) включает химическую мелиорацию, если она необходима. Горно-техническую рекультивацию выполняют предприятия, которые ведут разработку полезных ископаемых.
IIIэтап (биологическая рекультивация) направлен на восстановление плодородия подготовленных в процессе горнотехнической рекультивации земель и превращение их в полноценные лесные или сельскохозяйственные угодья. Наиболее дешевым видом освоения рекультивируемых территорий является облесение. Для улучшения свойств верхнего слоя отвалов, для накопления в нем органического вещества и азота перед посадкой деревьев высевают люпин, донник или люцерну с последующей их запашкой. Деревья сажают саженцами в заполненные нетоксичной породой или почвой ямки или борозды. При рекультивации земель в сельскохозяйственные угодья проводят известкование, рыхление до глубины 60 см, внесение удобрений, посев злаково-бобовой смеси. После этого вводят специальный севооборот, где 40-50% составляют многолетние травы. После такого севооборота рекультивируемые земли могут быть заняты зональным полевым или кормовым севооборотом.
Охрана почв от дегумификации, почвоутомления и истощения включает следующие мероприятия: применение органических удобрений, известкование кислых почв, использование в севообороте многолетних трав, регулирование соотношения в севооборотах пропашных культур и культур сплошного сева, использование щадящей обработки почвы (облегчение машин, минимизация обработки).
Охрана почв от засоления, осолонцевания и слитизации. Охрана почв от потерь поливной воды и вторичного засоления включает следующие мероприятия: создание закрытой сети каналов, исключающих фильтрацию; создание дренажных сооружений, обеспечивающих удержание соленых грунтовых вод на глубине не менее 1,5-3 м; капитальные промывки почв, если они засолены, для удаления солей из корнеобитаемого горизонта; регулярные вегетационные поливы с дренажными водоотводами.
Охрана почв от содового засоления и слитости включает следующие мероприятия: химическая мелиорация (внесение гипса), применение физиологически кислых и кальцийсодержащих удобрений, включение в севооборот многолетних трав.
Охрана почв от загрязнения продуктами техногенеза (тяжелыми металлами, нефтью, нефтепродуктами, пестицидами, радионуклидами и т.д.) осуществляется двумя путями. Первый путь состоит в предотвращении попадания загрязняющих веществ в почву. Второй заключается в очищении, тем или иным образом, почвы от загрязнения, которое уже произошло. Очищение может производиться путем удаления верхнего загрязненного слоя почвы, путем промывок или извлечения загрязняющих веществ из почвы с помощью растений (для тяжелых металлов и радионуклидов), интенсификации микробного разложения органических загрязнителей (для нефтепродуктов и пестицидов) и т.д. Еще один подход основан на закреплении атомов токсичных элементов в почве с целью недопущения попадания их в сопредельные среды и живые организмы. Для этого используют внесение в почву органического вещества, фосфорных минеральных удобрений, ионообменных смол, природных цеолитов, бурого угля, известкование почвы и т.д.
Охрана почв от избытка удобрений включает следующие мероприятия: разработка новых, длительно действующих гранулированных форм удобрений, применение комплексных форм, использование правильных технологий внесения удобрений, соблюдение правил хранения и транспортировки.
Контрольные вопросы и задания
- 1. В чем состоят основные антропогенные воздействия на почву?
- 2. Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения водной и ветровой эрозии почв.
- 3. Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения промышленной эрозии почв.
- 4. Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения дегумификации почв.
- 5. Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения почвоутомления и истощения почв.
- 6. Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения засоления, осолонцевания и слитизации почв.
- 7. Осветите причины, негативные последствия и пути предотвращения загрязнения почв.
- 8. Охарактеризуйте основные мероприятия, направленные на защиту литосферы.
Охрана почв имеет огромное значение для нашей планеты. Неправильная эксплуатация этого явилась причиной возникновения процессов разрушения верхнего слоя земли, а также потери его плодородия. В результате из пользования выпали огромные территории, на которых невозможно достичь необходимой урожайности.
Охрана почв на сегодняшний день является острой проблемой, принимающей глобальные масштабы. Она имеет непосредственное отношение к вопросам обеспечения населения нашей планеты продуктами питания.
Охрана почв - это целая система мер, направленных на осуществление определенных действий по защите, улучшению качества и рациональному использованию земельных ресурсов. Проведение этих работ позволяет сохранить и повысить плодородие, а также поддержать устойчивость верхнего слоя.
Основными причинами потери плодородия являются:
Процессы эрозии;
Вторичное засоление почв, на которых применяется ;
Уничтожение произрастающей растительности и почвенного слоя с целью добычи полезных ископаемых;
Осуществление строительства;
Загрязнение вредными элементами;
Потеря гумуса и т.д.
Наибольшим разрушениям подвергается почвенный слой при протекании процессов эрозии. Борьба с этим явлениям, а также принятие профилактических мер для его недопущения, является важным составляющим компонентом охраны земельных ресурсов.
Страдает плодородный слой и от вторичного засоления. Оно резко снижает продуктивность полей, что является причиной для их исключения из пользования сельскими хозяйствами. Особое распространение вторичное засоление имеет на территориях с засушливым климатом, где возникает необходимость в поливке земель. При этом происходит повышение уровня грунтовых вод, которые, испаряясь, содействуют соленакоплению в плодородном слое. Для предупреждения данного явления должны предприниматься соответствующие меры. К ним относят осуществление контрольных замеров водно-солевых режимов и соблюдение их нормативного значения.
Охрана почв содержит основные стратегические направления, которые сложны и многогранны. Промышленность и энергетические отрасли должны постепенно переходить на производство продукции, которое является эколизированным, позволяющим производить мало- или вовсе безотходное использование имеющихся ресурсов. Подлежит перестройке и работа сельских хозяйств. Она должна быть подчинена необходимости принятия мер по внедрению максимально эффективных средств, позволяющихся бороться с вредными организмами. Критерием выбора вносимых удобрений обязана стать их малая пестицидная опасность.
Охрана почвы должна также заключаться и в постоянном контроле над состоянием верхнего слоя земли. Принятие профилактических мер может включать в себя и выставление специально разработанных макетов. Знаки охраны почвы носят предупреждающий характер. По образцам заказчика их производством занимается, к примеру, компания «ЛЕСПРОМДИЗАЙН».
