Загрязнение Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В XX в. резко возросла антропогенная нагрузка на окружающую среду, возникла реальная опасность для цивилизации в результате бурного развития промышленности, энергетики, транспорта и химизации сельского хозяйства, возросла интенсивность техногенных выбросов в окружающую среду. По имеющимся данным, в процессе дальнейшего развития производительных сил антропогенная нагрузка на окружающую среду может удваиваться через каждые 10--15 лет. Только предприятия промышленности и сельского хозяйства ежегодно выбрасывают в окружающую среду миллионы токсических веществ (пестицидов, полихлордиоксинов и др.) и отдельных элементов: ртути, кадмия, свинца, фтора, серы и т. д. За последние 100 лет промышленные выбросы во всем мире составили: более 1,5млн.т. мышьяка, 1млн.т. никеля, 900тыс.т. кобальта, 600 тыс. т. цинка, 125 тыс. т. ртути и т. Д.

В сельском хозяйстве и лесоводстве для уничтожения вредителей применяют ядохимикаты, воздействующие не только на вредителей растений, но и на естественных врагов этих вредителей.

Результатом широкого использования искусственных химических веществ без должного контроля и учета их биологических эффектов стали следующие тяжелейшие и не всегда обратимые последствия:

накопление вредных для человека веществ в почве, пищевых продуктах, лекарственных и кормовых растениях;

уменьшение площади функционально полезных плодородных почв, лесных массивов, сенокосных и пастбищных угодий;

нарушение биологических взаимоотношений между обитателями почвы, воды и других объектов;

сокращение и гибель ценнейших дикорастущих продовольственных и лекарственных культур, водорослей и других природных пищевых и лекарственных субстратов, сокращение численности и гибель редких и весьма полезных обитателей планеты -- насекомых, рыб, птиц, животных;

1. Загрязнение земли

Поверхность земли испытывает самую значительную по массе и очень опасную - антропогенную нагрузку. Если в атмосферу выбрасывается менее 1 млрд. т вредных веществ (без СО2), а в гидросферу -- около 15 млрд. т загрязнителей, то на землю попадает ежегодно примерно 85-- 90 млрд. т антропогенных отходов. По некоторым оценкам, их общий объем к концу 1990-х годов превысил 1500 км3.

Каждой тонне мусора на стадии потребления соответствует 10 т отходов на стадии производства и приблизительно 100 т -- при получении сырья. На каждого жителя Земли приходится в среднем за год 0,12 т отходов потребления, 1,2 т всех продуктов производства, т.е. «отложенных» отходов и около 14 т отходов переработки сырья.

Существуют различные оценки опасности отходов, загрязняющих землю. По разным критериям опасности только химического и бактериологического загрязнения почвы и грунтов ежегодно в мире образуется от 1 до 1,5 млрд. т вредных производственных и 400--450 млн. т вредных твердых бытовых отходов. Наиболее опасны те токсичные терраполлютанты, которые и геохимически, и биохимически достаточно подвижны и могут попасть в питьевую воду или в растения, служащие пищей для человека и сельскохозяйственных животных. Это в первую очередь соединения тяжелых металлов, некоторые производные нефтепродуктов -- полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и соединения типа диоксинов, а также разнообразные синтетические яды -- биоциды. Кроме них, в связи с определенной вероятностью технических аварий, террористических актов и вооруженных конфликтов, чрезвычайно высокую опасность представляют боевые отравляющие вещества (ОВ) и радионуклиды.

Воздействия на почвы

Почва -- один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе -- почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная потеря гумуса и, как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства. К деградации почв (земель) ведут и другие причины, преимущественно антропогенного характера.

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию, постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от такого субъективного фактора, как человек, уровня его агрономических знаний, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д., а значит, остается непостоянным.

Например, в случае создания человеком монокультуры (пшеницы, свеклы, кукурузы и т. д.) в агроэкосистеме нарушается видовое разнообразие растительных сообществ. Агро-экосистема упрощается, объединяется и становится неустойчивой, не способной противостоять абиотическому или биотическому экологическому стрессу.

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие:

эрозия (ветровая и водная);

загрязнение;

вторичное засоление и заболачивание;

опустынивание;

отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв (земель)

Значительное нарушение земель в России происходит также по причине ветровой и водной эрозии. Под действием ветров и воды ежегодно теряется с пахотных земель 400-650 млн.т. плодородного слоя, а каждый третий гектар сельскохозяйственных угодий нуждается в защите от деградации.

Эрозия почв (от лат. erosio -- разъедание) -- разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными.

К эрозионным процессам относят также:

· промышленную эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров);

· военную эрозию (воронки, траншеи);

· пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота);

· ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция), активно действующая на 34% поверхности суши. В США эродировано, т. е. подвержено эрозии, 40% всех сельскохозяйственных земель, а в засушливых районах мира еще больше -- 60% от общей площади, из них 20% сильно эродированы.

Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур, хлопка, чая и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выдувание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром.

Интенсивность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Огромное влияние на ее развитие оказывают антропогенные факторы. Например, уничтожение растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы.

Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.

Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах. Скорость ветра достигает 20--30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури наблюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни). Пыльные бури безвозвратно уносят самый плодородный верхний слой почв; они способны развеять за несколько часов до 500 т почвы с 1 га пашни, негативно влияют на все компоненты окружающей природной среды, загрязняют атмосферный воздух, водоемы, отрицательно влияют на здоровье человека.

В нашей стране пыльные бури неоднократно возникали в Нижнем Поволжье, на Северном Кавказе, в Башкирии и в других районах. Опустошительная пыльная буря отмечалась в апреле 1928 г., когда пострадало огромная площадь земель от Дона до Днепра. Ветер поднял более 15 млн. т черноземной пыли до высоты 400--700 м, выдувание почвы достигло 10--12 см, а местами -- 25 см, т. е. практически почва была унесена на ту глубину, на которую она была вспахана.

Старожилы на Северном Кавказе хорошо помнят пыльную бурю, охватившую в марте--апреле 1960 г. значительную часть Северного Кавказа, Нижнего Дона и южную Украину. На огромной территории был снесен слой плодородной почвы толщиной до 10 см, повреждены озимые, засыпаны многие оросительные каналы. Вдоль полезащитных лесонасаждений, железнодорожных насыпей образовались земляные валы высотой до 2-3 метров.

В настоящее время крупнейший источник пыли -- Арал. На космических снимках видны шлейфы пыли, которые тянутся в стороны от Арала на многие сотни километров. Общая масса переносимой ветром пыли в районе Арала достигает 90 млн. т в год. Другой крупный пылевой очаг в России -- Черные земли Калмыкии.

Водная эрозия почв (земель). Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развития является производственная и иная деятельность человека. В частности, появление новой тяжелой почвообрабатывающей техники, разрушающей структуру почвы, -- одна из причин активизации водной эрозии в последние десятилетия. Другие негативные антропогенные факторы: уничтожение растительности и лесов, чрезмерный выпас скота, отвальная обработка почв и др.

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред окружающей природной среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия. Экологический ущерб от оврагов огромен. Овраги уничтожают ценные сельскохозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густорасчлененный рельеф. Площадь оврагов только на территории Русской равнины составляет 5 млн. га и продолжает увеличиваться. Подсчитано, что ежедневные потери почв из-за развития оврагов достигают 100--200 га.

Загрязнение почв

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений -- токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных -- лишь в течение двух-трех суток.

Основные загрязнители почвы:

1) пестициды (ядохимикаты);

2) минеральные удобрения;

3) отходы и отбросы производства;

4) газо-дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;

5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Использование пестицидов в СССР начиная с 1960-х годов росло очень быстрыми темпами. Ежегодное применение пестицидов в сельском хозяйстве в течение 1980--1990 гг. находилось примерно на одном уровне (около 150 тыс. т), а к 1993 г. уменьшилось до 43,7 тыс. т. Значительно сократились и площади посевов, обрабатываемых пестицидами. Тем не менее данные ежегодно проводимых выборочных исследований свидетельствуют, что загрязнение почв остаточными количествами пестицидов сохраняется довольно высоким. К регионам с наибольшим загрязнением относятся Северный Кавказ, Приморский край и Центрально-Черноземные области. Основная часть территории России характеризуется как средне- и слабозагрязненная. Полученные данные не позволяют сделать достоверных выводов о фактических размерах и динамике загрязнения пестицидами, поскольку обследования проводились на площади, составляющей менее 0,01% сельскохозяйственных угодий. В России используется более 100 индивидуальных пестицидов при общем годовом объеме их производства -- 100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя в год приходится около 1 кг пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше (Лосев и др., 1993). Мировое производство пестицидов постоянно растет.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ', ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов.

Можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым экологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б. Коммонер (1970) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия этого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов -- закиси азота и метана.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. Ежегодно в мире производится около 500 млн т опасных отходов. Ими загрязняются значительные земельные площади и водоемы. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. т особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена. Общая площадь земель России, загрязненных токсичными веществами промышленного происхождения, оценивается величиной порядка 70 млн. га. По данным аэрокосмической съемки, ареалы распространения техногенных выбросов вокруг промышленных комплексов охватывают площадь 18 млн. га, что составляет более 1% земельного фонда России. При средней нагрузке в 0,2 т/км2 локальные выбросы в зонах повышенного техногенного воздействия достигают 10 т/км2 (Уральский, Центральный и Центрально-Черноземный районы).

Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо-дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы.

Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из-за газо-дымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые.

Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог. Результаты анализа образцов почвы, отобранных на расстоянии нескольких метров от дороги, показывают 30-кратное превышение концентрации свинца по сравнению с его содержанием (20 мкг/r) в почве незагрязненных районов (Загрязнение воздуха..., 1988).

По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше земель были загрязнены радионуклидами и радиоактивными изотопами в результате Чернобыльской катастрофы.

Одной из серьезных экологических проблем России становится загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами в таких нефтедобывающих районах, как Западная Сибирь, Среднее и Нижнее Поволжье и др. Причины загрязнения -- аварии на магистральных и внутрипромысловых нефтепроводах, несовершенство технологии нефтедобычи, аварийные и технологические выбросы и т. д. В результате, например, в отдельных районах Тюменской и Томской областей концентрации нефтяных углеводородов в почвах превышают фоновые значения в 150-- 250 раз. На Тюменском Севере площади оленьих пастбищ уменьшились на 12,5%, т. е. на 6 млн га, замазученными оказались 30 тыс. га. В Западной Сибири выявлено свыше 20 тыс. га, загрязненных нефтью с толщиной слоя не менее пяти сантиметров (Государственный доклад..., 1995).

В результате крупной аварии на нефтепроводе Харьяга -- Усинск на рельеф местности вытекло, по экспертным оценкам, 79 тыс. т нефти, а площадь загрязнения составила 69 га. Из-за нефтяных загрязнений в почве накапливаются стойкие ПАУ, среди которых есть сильные канцерогены.

Значительную угрозу для здоровья людей представляет загрязнение почв различными патогенами.

Радиоактивные загрязнения. Антропогенными источниками радиоактивных загрязнений среды и почвы являются радиоактивные аэрозоли, вносимые в атмосферу ядерными взрывами или предприятиями атомной промышленности, а также радиоактивные отходы, сбрасываемые в гидросферу или литосферу. Прежде всего к ним относятся радиоактивные отходы предприятий по добыче и обогащению урановой или ториевой руды, переработке ядерного горючего, получению металлов из ртутных концентратов, изготовлению тепловыделяющих элементов, регенерации ядерного горючего, а также при многих вспомогательных, ремонтных и дезактивационных работах.

Радиоактивное загрязнение биосферы при переработке ядерного горючего связано с наличием большого числа обстоятельств, возникающих вследствие отклонения от заданного технологического режима и сопровождающихся аварийными выбросами в окружающую среду радионуклидов. Помимо этого, при работе с делящимся материалом возможно накопление его критических масс, что чревато ядерным взрывом.

Вторичное засоление и заболачивание почв

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Такое явление носит название вторичного засоления и развивается оно при неумеренном поливе орошаемых земель в засушливых районах.

Во всем мире процессам вторичного засоления и осолонцевания подверженно около 30% орошаемых земель. Площадь засоленных почв в России составляет 36 млн. га (18% общей площади орошаемых земель). Засоление почв ослабляет их вклад в поддержание биологического круговорота веществ. Исчезают многие виды растительных организмов, появляются новые растения галофиты (солянка и др.)- Уменьшается генофонд наземных популяций в связи с ухудшением условий жизни организмов, усиливаются миграционные процессы.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, например, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков огнеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Опустынивание

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природной среды в целом, является опустынивание. По Б. Г. Розанову (1984), опустынивание -- это процесс необратимого изменения почвы и растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню. Всего в мире подвержено опустыниванию более 1 млрд. га практически на всех континентах.

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться. «И если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание -- это его смерть» (Доклад ФАО ООН.

В докладе ЮНЕП (организация ООН по окружающей среде) подчеркивается, что опустынивание -- это результат длительного исторического процесса, в ходе которого неблагоприятные явления природы и деятельность человека, усиливая друг друга, приводят к изменению характеристик природной среды.

Опустыниванию способствует также массовое выжигание прошлогодней сухой травы, особенно после периода дождей, интенсивная распашка, снижение уровня грунтовых вод и др. Выбитая растительность и сильно разрыхленные почвы создают условия для интенсивного выдувания (дефляции) поверхностного слоя земли. Изменение природных комплексов и их деградация особенно заметны в период засух.

Многие экологи считают, что в списке злодеяний против окружающей среды на второе место после гибели лесов можно поставить «опустынивание». На территории СНГ опустыниванию подвержено Приаралье, Прибалхашье, Черные земли в Калмыкии и Астраханской области и некоторые другие районы. Все они относятся к зонам экологического бедствия и их состояние продолжает ухудшаться.

Отчуждение земель

Почвенный покров агроэкосистем необратимо нарушается при отчуждении земель для нужд несельскохозяйственного пользования: строительства промышленных объектов, городов, поселков, для прокладки линейно-протяженных систем (дорог, трубопроводов, линий связи), при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и т. д. По данным ООН, в мире только при строительстве городов и дорог ежегодно безвозвратно теряется более 300 тыс. га пахотных земель. Конечно, эти потери в связи с развитием цивилизации неизбежны, однако они должны быть сокращены до минимума.

Заключение

загрязнение земля почва антропогенный

С каждым годом человек все больше и больше загрязняет землю различными отходами промышленного, сельскохозяйственного и бытового назначения. При разложении некоторых отходов образуются токсичные элементы, которые отравляют не только почвенный покров но и проникают в подземные воды или испаряются в атмосферу из этого напрашивается вывод что загрязнение почв влечет за собой и отравление подземных и наземных водных ресурсов, воздуха. Из-за чего использование питьевой воды с загрязнителями может привести в лучшем случае к отравлению а в худшем случае к смерти. А так как вся биофауна использует для поддержания жизни воду и воздух то загрязнения создаваемые человеком влияет на все живые организмы земли.

Известно, что в сбалансированных агроэкосистемах не должны накапливаться отходы до уровня, при котором механизмы их самоочищения не смогут обеспечить очистку среды. Мир живой природы действует по принципу полной утилизации органических отходов благодаря функционированию гетеротрофов-деструк-торов. Образующиеся при этом неорганические метаболиты утилизируются или улетучиваются. В конечном счете они полностью ассимилируются консументами (автотрофами и гетеротрофами). Однако такие организмы способны разлагать не все соединения. Неразложившиеся вещества накапливаются в окружающей среде и нарушают жизнедеятельность живой системы, а при высоких нагрузках загрязнителей не исключается ее гибель.

Литература:

1. Баранников В.Д., Кириллов Н.К.»Экологическая безопасность сельскохозяйственной промышленности». Изд. «КолосС»,2005г.- 352с.

2. «Экология второе издание» Т.А. Акимова, В.В. Хаскин Изд. Юнити-дана, 2000г. - 309с.

3. « Экология» В.И. Коробкин, Л.В. Передельский Изд.»Феникс», 2001г. - 290с.

4. «Экология» 2-е издание Г.В.Тягунов., Ю.Г.Ярошенко. Изд. «Логос» Москва 2005г. - 502 с.

5. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: в 2-х т. Т.1., Б. Небел, Пер. с англ. - М.: Мир, 1993, - 424с., ил.

6. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: в 2-х т. Т.2., Б. Небел, Пер. с англ. - М.: Мир, 1993, - 336с., ил.

Размещено на Allbest.ru