Оценка самоочищающей способности почвы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кубанский государственный университет»

Кафедра геоэкологии и природопользования

Реферат

Оценка самоочищающей способности почвы

Работу выполнила

студентка 4 курса

Зайкова Александра Павловна

Факультет географический

Специальность - «Геоэкология»

Краснодар 2013

Содержание

почва сельскохозяйственный биосфера экологический

Введение

1. Почва. Ее способность к самоочищению

2. Микрофлора почвы

3. Нормирование загрязнений сельскохозяйственных почв

Заключение

Список используемых источников

Введение

Экологически чистая почва - почва, не содержащая вредных веществ в дозах, опасных для почвенной биоты, растений и человека и обеспечивающая получение экологически чистых продуктов питания. Такие почвы развиваются в условиях, исключающих поступление вредных веществ через атмосферу или почвенно-грунтовую воду при использовании малых или умеренных доз минеральных удобрений без применения стойких ядохимикатов для борьбы с вредителями и сорняками. Экологически чистая почва (за исключением почв геохимических аномалий) близка по составу, свойствам и режимам к естественному состоянию, обладает способностью к самоочищению и восстановлению своих функций, характеризуется отсутствием загрязняющих веществ и вредных организмов в количествах, снижающих урожайность, питательную и санитарно-гигиеническую ценность выращиваемых культур, ухудшающих качество почвы и других природных объектов. С нарастанием хозяйственной деятельности усиливается многостороннее воздействие на почву, являющуюся средством производства и объектом приложения труда. В связи с этим возрастает роль почвы как важнейшего биологического адсорбента и нейтрализатора загрязнений.

1. Почва. Ее способность к самоочищению

Способность почв к самоочищению в результате естественных процессов служит показателем устойчивости почв к воздействию загрязняющих веществ. Обитающие в почве микроорганизмы играют огромную роль в поддержании самоочищающей способности почвы и биосферы в целом, минерализации органических веществ, обеспечении круговорота веществ и энергии в природе. Сохранение и рациональное использование почв - важное условие поддержания экологического равновесия в биосфере. Дать экологическую характеристику почвы значит выявить, насколько она удовлетворяет запросы населяющих ее организмов. При этом в основе такой характеристики должны лежать факторы, имеющие преимущественное значение для высших зеленых растений. В первую очередь это условия, ограничивающие продуктивность растений или пригодность почв для определенных культур, снижающие качество продукции растениеводства. Важным показателем экологически чистой почвы является получение на этой почве экологически чистой растительной продукции. Для оценки изменений естественного состояния почв и (или) степени ее загрязнения в результате антропогенного воздействия исследуемые почвы сопоставляют с состоянием фоновых почв (почв фоновых территорий) или с эталонами почв. При оценке локального (вблизи источников загрязнения) и регионального загрязнения в качестве фона служат почвы, удовлетворяющие следующим условиям: принадлежат к тому типу биогеоценоза, что и исследуемые почвы; на них не ведется хозяйственная деятельность; удалены от источника загрязнения на 50-100 км.

Для оценки глобального загрязнения служат почвы биосферных заповедников и станций комплексного фонового мониторинга, которые размещены в пределах различных биогеоценозов и в наименьшей степени подвержены антропогенному воздействию. Контроль за изменениями в биосфере, связанными с деятельностью человека, включает регулярный пробоотбор в атмосфере, поверхностных и подземных водах, в почвах и других объектах. Особенно важная роль принадлежит почвенному мониторингу, поскольку почва относится к легкоразрушаемому, практически невосполнимому и абсолютно незаменимому виду природных ресурсов. Почвенный мониторинг включает обязательный контроль за содержанием Рв, Нg, Сd, Аs, ДДТ, 3,4-бензо(а)пирена, биогенных элементов. В зависимости от целей набор контролируемых показателей может быть расширен. Одной из основных задач почвенного мониторинга является установление предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в почве. ПДК - максимальное содержание вредных веществ в почве, не оказывающее негативного воздействия на здоровье человека и окружающую среду, а также не приводящее к накоплению токсичных элементов в растениях.

Санитарно-гигиеническое нормирование загрязняющих веществ учитывает четыре показателя: транслокационный (переход загрязняющих веществ из почвы в растения через корневую систему); миграционный водный; миграционный воздушный; общесанитарный - влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. Существуют различные подходы к оценке ПДК загрязняющих веществ:

а) по снижению урожая сельско-хозяйственных культур на определенную величину в сравнении с контролем;

б) на основе почвенно-экологического подхода, в соответствии с которым показателем нормального функционированя почвенной системы служит количество и качество вновь создаваемого живого вещества: биологическая продуктивность не должна снижаться, а в биомассе не должны накапливаться химические элементы или их соединения в количествах, нарушающих жизненноважные функции.

Вопрос установления ПДК вредных веществ в почвах наиболее сложен, так как степень развития и распространения процессов загрязнения и разрушения почв зависят, с одной стороны, от силы и характера воздействия производственной деятельности человека на почву и почвенный покров, а с другой - от устойчивости против этого воздействия самого почвенного покрова. Последняя в свою очередь определяется как свойствами почв (гранулометрический состав, сложение и структурность, поглотительная способность и т.д.), так и эколого-географическими условиями их местонахождения (рельеф, климат, характер растительности, грунтовые воды, близость к источникам загрязнения и др.). К настоящему времени ПДК в почве установлены для сравнительно небольшого набора загрязняющих веществ, причем все нормативы периодически уточняются.

Таблица 1. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности.

2. Микрофлора почвы

Почва состоит из минеральных и органических соединений. Она - продукт жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих процесс её формирования, самоочищения, круговорота азота, углерода, серы и железа в природе. Микроорганизмы почвы фиксируют азот из воздуха (около 100 млн. т ежегодно), образуют гумус почвы и высвобождают питательные вещества для растений, выполняют санитарную функцию почвы.

Очаговость распространения микроорганизмов - главная особенность их экологии в почве, позволяющая сохранить виды почвенных микроорганизмов и специфичность группировок по горизонтам почвы. В верхних слоях обитают актиномицеты и аэробы. В нижних - грибы и анаэробы. Общее количество микроорганизмов уменьшается по мере углубления в почву. Независимо от глубины наиболее густо всегда заселена околокорневая (ризосферная) зона растений. Качественный состав околокорневой микрофлоры зависит от вида растений, но во всех случаях преобладает грибная флора. Количество микроорганизмов околокорневой зоны в тысячи раз превышает микробное число не занятой растениями почвы. Этот факт используется при обезвреживании почвы, обсемененной патогенными бактериями.

Микрофлора почвы включает все известные группа микроорганизмов: споровые и споронеобразующие бактерии, актиномицеты, грибы, спирохеты, архебактерии, простейшие, сине-зеленые водоросли, микоплазмы и вирусы. В 1 г почвы насчитывается до 6 млрд микробных тел. На качественный и количественный состав микрофлоры почвы влияет тип почвы, её плодородие, влажность, аэрация и физико - химические свойства. На микробиоценоз почвы существенно влияет деятельность человека: обработка почвы, внесение удобрений, мелиорация, загрязнение отходами производств.

Особо опасным в санитарном отношении является загрязнение почвы необезвреженными отходами животноводства (навоз, моча, отходы боенского производства, трупы животных). Самоочищающая способность почвы ограничена, а методы обеззараживания почвы громоздки и малоэффективны (например, 5 кг хлорной извести на 1 м кв почвы).

Некоторые патогенные микроорганизмы в зависимости от экологических особенностей вегетируют в почве, и почва для них является естественным местом обитания. Другая группа, в том числе и споронеобразующие, длительно сохраняются в почве определеногофизико - химического состава, где при благоприятном температурно - влажностном режиме размножается. К третьей группе относятся возбудители хламидиозов, риккетсии, вирусы и особо прихотливые бактерии. Они быстро отмирают в почве.

Обеззараживающая способность разных почв неодинакова и подчас почва может служить благоприятным субстратом для патогенных микроорганизмов. Почва как субстрат, состоящий из твердой фазы и воды, служит естественным местом обитания для возбудителей многих заразных болезней: клостридиозов, сибирской язвы, псевдотуберкулеза, листериоза, лептоспироза, эризипелоида, туберкулеза, мелиоидоза, синегнойной инфекции, дерматомикозов, микотоксикозов, холеры, иерсиниоза, сальмонеллеза.

Санитарное состояние почвы оценивают по титру, количеству анаэробов, споровых и термофилов, по наличию яиц гельминтов и специфических возбудителей инфекций. Для чистой почвы титр кишечной палочки не более 1г, умеренно загрязненной - до 50 мг, для сильно загрязненной - 1-2 мг.

Обезвреживание почвы, обсемененной патогенными микроорганизмами, проводят механической обработкой и посевом растений. Применение химических веществ приводит к утрате почвой плодородия.

3. Нормирование загрязнений сельскохозяйственных почв

В соответствии со стандартом ИСО 11074-1 Качество почв «Почва - это верхний слой земной коры, состоящий из минеральных частиц, органического вещества, воды, воздуха и живых организмов».

Различают три класса веществ-загрязнителей: химические, биологические и радиоактивные.

Загрязняющие вещества нормируются: в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий; в почве территорий предприятий; в почвах жилых районов и в местах хранения бытовых отходов.

Гигиенические требования к почвам сельскохозяйственных угодий основываются на ПДК химических веществ в почве с учетом их лимитирующего показателя вредности и приоритетности транслокационного показателя согласно ГН 2.1.7.2511-09 Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве.

Принцип, определяющий содержание химических веществ в почве, основан на том, что поступление вредного вещества из почвы непосредственно в организм происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах, а в основном - через контактирующие с почвой среды (воздух, воду), и через разные звенья пищевых цепей.

Допустимая концентрация веществ в почвенном слое (ПДКп) устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности.

Согласно ГОСТу 17.4.1.03 - 84. - «Охрана природы. Почва. Термины и определения химического загрязнения»:

ПДК_П - это концентрация химического вещества в пахотном слое почвы (мг/кг почвы), которая не должна оказывать прямого или косвенного - отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, здоровье человека и на самоочищающуюся способность почвы.

Нормативы ПДКп разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции. Такие вещества рассмотрены в ГОСТе 17.4.1.02-83 - «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».

Почвы сельскохозяйственного назначения по степени загрязнения химическими веществами разделены на следующие категории: допустимые, умеренно опасные, опасные и чрезвычайно опасные:

- допустимая категория почв - содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК;

- умеренно опасная категория почв - содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю вредности;

- опасная категория почв - содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности;

- чрезвычайно опасная категория почв - содержание химических веществ превышает ПДК по всем показателям вредности.

Таблица 2. Гигиеническая оценка почв сельскохозяйственного назначения и рекомендации по их использованию

Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты.

ПДК устанавливают экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК - это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.

Для установления ПДКп экспериментально определяют:

1) допустимую концентрацию вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит нормативов ПДК для продуктов питания;

2) допустимую (для летучих веществ) концентрацию, при которой поступление вещества в воздух не превысит установленное ПДК для атмосферного воздуха;

3) допустимую концентрацию при которой поступление вещества в поверхностные грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов;

4) допустимую концентрацию, не влияющую на микроорганизмы и процессы самоочищения почвы.

Исследования по биологической активности почвы проводятся при необходимости углубленной оценки ее санитарного состояния и способности к самоочищению.

Основными интегральными показателями биологической активности почвы являются: общая микробная численность (ОМЧ), численность основных групп почвенных микроорганизмов (почвенных, сапрофитных бактерий, актиномицетов, почвенных микромицетов), показатели интенсивности трансформации соединений углерода и азота в почве ("дыхание" почвы, "санитарное число", динамика азота аммиака и нитратов в почве, азотфиксация, аммонификация, нитрификация и денитрификация), динамика кислотности и окислительно-восстановительного потенциала в почве, активность ферментативных систем и другие показатели.

На первом этапе исследований целесообразно использование наиболее простых и быстро определяемых информативных интегральных показателей: "дыхание" почвы, общая микробная численность, окислительно-восстановительный потенциал и кислотность почв, динамика азота аммиака и нитратов.

Дальнейшее углубленное исследование проводится в соответствии с полученными результатами и общими задачами исследования.

Методики измерений и оценки биологической активности почвы приведены в "Методических указаниях по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве" от 05.08.82 N 2609-82. Так, почву можно считать "незагрязненной" по показателям биологической активности при изменениях в микробиологических показателях не более 50% и биохимических - не более 25% по сравнению с такими же для контрольных, принятых в качестве чистых незагрязненных почв.

Согласно «Государственному каталогу пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» (утв. Минсельхозом РФ) (по состоянию на 04.04.2008) в почвах сельхозугодий контролируются все применяемые пестициды (гексахлорциклогексан, гранозан, полихлорпропилен, метафос, цирам, севин, гептахлор, карбитион и др) - это группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений и животных, сорными растениями, вредителями сельскохозяйственной продукции, для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев и подсушивания растений. Их содержание определяется сразу после обработок, а также в последующее время, чтобы определить скорость разложения. Продолжается контроль и ДДТ: хотя этот препарат и запрещен к применению, но из-за своей стойкости еще присутствует в почвах и может загрязнять сельскохозяйственную продукцию.

Заключение

Любые виды загрязнений, попавшие в почву, поступают в организм человека главным образом через контактирующие с почвой среды - воду, воздух и растения - по биологическим цепям: почва > растение > человек; почва > растение > животное > человек и т. д. Поэтому при нормировании загрязнений в почвах сельхозугодий учитывается не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но и главным образом последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. При этом имеются в виду и такие факторы, как тип почвы, механический состав, морфология, микробиоценоз, pH, температура, влажность и т. д.

Список используемых источников

1. ГОСТ 17.4.1.03 - 84 - «Охрана природы. Почва. Термины и определения химического загрязнения».

2. Добровольский Г.В. Почва. Город. Экология. М., 1997. 169 с.

3. Закон Российской Федерации от 2 июня 1993 года N 5076-1 «Об охране окружающей природной среды».

4. Законодательство о земле и охране природы. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.

5. Кауричев И.С., Панов Н.П., Розов Н.Н. Почвоведение. М., 1989. 388 с.

6. Лобова Е.В., Хабаров А.В. Почвы. М., 1983. 257 с.

7. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Методические указания МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7 февраля 1999 г.).

8. СанПиН 1.2.1077-01. Гигиена, токсикология, санитария. Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов.

9. Федерального закона «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» от 19 июля 1997 г. N 109-ФЗ (опубликованного в Собрании законодательства Российской Федерации, 1997, N 29, ст. 3510).

Размещено на Allbest.ru