Источники загрязнения почвы, последствия загрязнения

14

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

УФИМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

Кафедра охраны окружающей среды

Контрольная работа

ЭЗК-13 ШИФР 08.01.620

Содержание

Введение

Состав почвы

Источники загрязнения почвы, последствия загрязнения

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления современных экологических проблем: сохранение эволюции живого, наследственных субстанций (генофонда флоры и фауны), сохранение чистоты и продуктивности природных сред (атмосферы, гидросферы, почв, лесов и т. д.), экологическое нормирование антропогенного пресса на природные экосистемы в пределах их буферной емкости, сохранение озонового слоя, трофических цепей в природе, биокруговорота веществ и другие.

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере.

Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.

Состав почвы

Почва состоит из твердых частиц, почвенной воды, воздуха и живой части.

Твердая часть, или твердая фаза почвы.

Минеральная часть почвы. Твердые частицы в свою очередь состоят из минеральных и органических веществ. Основную массу у большинства почв составляет их минеральная часть. Она произошла при разрушении и выветривании различных горных пород и минералов. В почве обычно встречаются: бесцветный кварц, розовый или белый полевой шпат, мягкие пластинки слюды, роговые обманки, авгиты, магнетит, апатиты, монтмориллонит, каолинит, скопления углекислой извести, окислы железа и алюминия, гипс и др.

Механический состав почвы. Почва состоит из частиц различной величины. Встречаются в ней крупные частицы - камни, остатки горных пород и минералов, размеры которых могут варьировать от 2-3 см в диаметре, до 10-12. Большую часть занимают мелкие частицы, которые не видны вооруженным глазом. Имеются частицы, которые можно заметить только в микроскоп при увеличении в сотни раз. И есть еще меньше - различаемые только в электронном микроскопе.

Свойства почвы, ее богатство и плодородие в значительной мере зависят от состава почвы и величины частиц.

При механическом анализе почвы в ней различают следующие по крупности частицы (табл. 1).

Частицы мельче 0,01 мм также называют физической глиной, частицы мельче от 0,01 до 1 мм - физическим песком, и частицы мельче 0,0001 мм - коллоидальными частицами.

Таблица. - Классификация почвенных частиц по их крупности

Камни, гравий, крупный и средний песок при анализе почв отсеивают от мелкого песка, пыли и ила при помощи особых решет с квадратными или круглыми отверстиями различной величины. Мелкий же песок, пыль и ил разделяют при помощи воды. Известно, что песчинки оседают в воде быстрее, нежели глинистые частицы. Если положить в стакан с водой мелкую часть почвы, из которых уже отсеяны камни, крупный и средний песок, и взболтать, то первым на дно осядет песок. Пыль и глина, еще какое-то время будут плавать в воде. Для того, что бы более точно определить точное количество оставшихся частиц почвы, нужно аккуратно перелить мутную воду в другой стакан. В первом остаются только частицы песка. Для более точного результата эти действия стоит повторить несколько раз. Завершающим этапом анализа является выпаривание воды. В одном стакане остается мелкий песок, в другом глина. Глину, в свою очередь, так же при помощи воды можно разделить на ил и пыль.

Больше всего в почвах песка и пыли, иногда ила. Камни встречаются только в почвах, образовавшихся на ледниковых отложениях или каменистых горных породах. Песок и глина содержаться в почве в различных соотношениях.

От состава почвы, величины почвенных частиц зависит ее плодородие. Глинистые и суглинистые почвы заключают в себе много различных материалов (полевой шпат, слюда и др.) В этих минералах содержаться различные вещества необходимые растению: сера, медь, магний, кальций, калий, фосфор, железо и др. Наиболее ценные по питанию являются мельчайшие коллоидные частицы, потому что содержащиеся в них питательные вещества легче растворяются водой. А песчаные и супесчаные почвы содержат в себе в большом количестве минерал кварц, который не может обеспечить питание растений.

Некоторые авторы указывают на то, что на кварцевых песках хорошо растут сосна, картофель, лук и некоторые другие растения, но при этом забывают добавить, что эти растения черпают питательные вещества не из кварца, а из продуктов разложения перегнойных веществ и из глинистых частиц, которые всегда, хотя бы даже в малом количестве присутствуют в песках, и тем более в супесях.

Следует так же отметить, что помимо кварцевых бывают пески из зерен полевого шпата, слюды, битого ракушечника и др. Такие пески содержат питательных веществ гораздо больше чем кварцевые.

Перегной. Верхний слой большинства почв окрашен в серый, черный или коричневый цвета. Мы проведем маленький лабораторный анализ почвы, в котором мы выясним маленькую особенность почвы. Описание проведения опыта и его результаты я вам приведу.

Мы помещаем кусок почвы в фарфоровую чашку, и начинаем накаливать. Почва постепенно начинает краснеть (в некоторых случаях желтеть), и в конце принимает кирпично-красный цвет. Такое изменение происходит в результате того, что сгорает весь перегной, который придает ей темную окраску. А так же железистые соединения теряют воду. В фарфоровой чашке остается только минеральная часть почвы. Подобный опыт позволяет вычислить процентное содержание перегноя в анализируемой почве. В одних он колеблется в районе оного процента, в других же десять и более процентов, от общего веса почвы.

Перегной получается в результате глубокого разложения остатков растений, животных и микроорганизмов, а так же после соединения отдельных частей, получившихся в результате данного разложения. Составные части перегноя также образуются из различных выделений животных, растений и микроорганизмов в процессе их жизнедеятельности.

Перегной, или гумус, состоит из различных частей. Главнейшая по значимости часть - гуминовые и ульминовые вещества (кислоты) и образующиеся из них при свертывании гумин и ульмин, предающие перегною темный цвет. Это наиболее устойчивая, прочно сохраняющаяся часть перегноя. Особенно хорошо закрепляются в почве ульминовая и гуминовая кислоты, когда они соединяются с кальцием и железом.

Остальные вещества в перегное более подвижны, легче изменяются под влиянием воды, воздуха, температуры и микроорганизмов. Среди них гемицеллюлоза и протеины. Последние чаще всего образуются от разложения бактерий, которые в свою очередь богаты азотом.

В различных почвах и гумус разный. Все зависит от климата и от тех растений, грибов, бактерий и животных, из которых он образуется.

Питательное значение перегноя. В ходе своей жизни растения потребляют из почвы вместе с водой необходимые питательные вещества: азот, калий, фосфор, кальций, серу, железо, медь магний, кислород, водород, марганец, бор, окись кремния, алюминий. Все эти вещества растению необходимы, и ни одно не может заменить другое. Некоторые вещества, такие как кварц, железо, алюминий, находятся всегда в достаточном количестве для питания растений, поэтому нехватки нет. А такие вещества как азот, калий, и фосфор - потребляются растениями в больших количествах. И почва не может обеспечить этими элементами растения в достаточном количестве. Пополнение этими элементами в почве занимаются люди. И весьма значительным источником этих элементов является перегной. Все забранные из почвы питательные вещества остаются в растении же. Поэтому при отмирании его, в почву снова попадает азот, калий, фосфор и другие питательные элементы. Которые, в свою очередь снова идут на питание растений.

И еще дополнение о роли перегноя. Помимо его питательности для растений, перегной также еще и участвует в образовании почвенной структуры.

Жидкая часть (фаза) почвы.

Во всякой почве содержится вода. Различно только ее содержание.

Вода в почву попадает с дождем, снегом, градом, и росой. Иногда она проникает в ее поверхностные слои снизу, поднимаясь вверх по капиллярам.

Почвенный раствор. В почве вода никогда не остается чистой. В ней постоянно происходит растворение солей, находящихся в почве, органических веществ, а также почвенный воздух. Вода, с растворенными в ней органическими веществами, солями, воздухом и содержащимися микроорганизмами называется почвенным раствором.

В различных почвах, различно и содержание почвенного раствора. Один богат солями (солончаковые почвы), другой органическими веществами (торфяники), третий бедный и тем и другим (пески). Передвигаясь в почве, раствор омывает почвенные частички, таким образом, он забирает из твердых частиц различные вещества, но в то же время и теряет часть. Таким образом, происходит постоянная смена состава почвенного раствора и самой почвы.

Воздух в почве. Воздух в почве размещается в почвенных порах. Есть соотношение, чем суше почва, тем в ней больше воздуха и меньше воды. Почвенный воздух сильно отличается от атмосферного, своим химическим содержанием. Он значительно богаче углекислым газом. Разница огромная, если сравнивать, то в атмосферном (надпочвенном) содержание углекислого газа достигает 0,03%, то в почвенном - 10%. Но это содержание сильно колеблется со временем. Пик приходится на расцвет жизни в почве, когда увеличивается дыхание всех находящихся там микроорганизмов.

Чем больше в почвенном воздухе углекислоты, тем меньше в нем кислорода, так как он расходуется на образование угольной кислоты при дыхании всего живого, находящегося в почве.

Живая часть (фаза) почвы, или почвенный эдафон.

Почва густо населена микроорганизмами (бактерии, грибы, водоросли, простейшие). Которые живут, дышат, питаются, размножаются. Количество их очень велико. В 1 г почвы их насчитывается миллионы. Особенно большое количество находится у корешков растений, в ризосфере корней растений. Там они себе находят пищу в виде отмирающих корней и корневых выделений. Так же к живой части почвы относятся и насекомые, дождевые черви и другие, постоянные живущие в ней обитатели.

Изменяемость состава почвы. Состав и свойства почвы со временем постоянно меняется. Непрерывно идет дробление, размывание водой, разрушение и образование новых веществ и минералов. Происходит постоянно смена живой фазы почвы. Лишь на зимний период жизнь и все изменения затихают, но с приходом весны, все процессы возобновляются вновь. Так же на состав почвы большое влияние оказывает человек, который своей деятельностью делает ее более плодородной.

Источники загрязнения почвы, последствия загрязнения

Главными источниками загрязнения являются:

1) Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает страницы: бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России до 7-8 лет, Средней Азии до 15 лет; яйца власоглавов от 1 до 3 лет.

2) Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.

3) Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.

4) Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека.

Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.

5) Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетраэтил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.

Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.

Заключение

Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.

В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка 1,5 млн. т, кобальта свыше 0,9 млн. т, никеля более 1 млн. т.

Список используемой литературы

1. Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков «Окружающая среда и человек», издательство «Высшая школа», 1986 г.

2. А.И. Воронцов, Н.Г. Николаевская «Вопросы экологии и охраны окружающей среды», Москва, 1986 г.

3. А.И. Воронцов, Е.А. Щетинский, И.Д. Никодимов «Охрана природы», Москва ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1989 г.

4. В.Ф. Протасов «Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России»

5. Ю. Одум «Экология» в 2-х томах

6. Ю. Одум «Основы экологии»

7. Г.В. Добровольский «Почва. Город. Экология», Москва, 1997 г.

8. М. Бигон, Дж. Харпер, К. Таунсенд «Экология особи популяции и сообщества» в 2-х томах, Изд-во «Мир»,1989

9. Г.В. Стадницкий «Экология», Санкт-Петербург Химиздат, 1999 г.

10. Т.А. Демина «Экология, природопользование, охрана окружающей среды», Изд-во Аспект-пресс Москва, 1995 г.

11. А.А. Голуб, Е.Б. Струкова «Экономика природопользования», Изд-во Аспект-пресс Москва, 1995 г.