Загрязнение почвы

Нефтепродукты и автомобили, работающие на бензине, причиняют значительный вред почвенной среде. Чтобы предотвратить дальнейшее загрязнение окружающей среды, в современном обществе активно разрабатываются и внедряются альтернативные источники энергии, получаемые из возобновляемых факторов, таких как солнечный свет, вода, ветер, морские волны и биотопливо.

С чем связано загрязнение почвы тяжелыми металлами и как с этим бороться

Загрязнение почвы представляет собой наличие в ней химических токсичных веществ в концентрациях, превышающих допустимые нормы. Это одна из наиболее серьезных экологических угроз, затрагивающих природные процессы и экосистемы в целом. Загрязненные почвы могут служить вторичными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, а также в поверхностные и грунтовые воды, что в конечном итоге может приводить к загрязнению океанов. Загрязнению подлежат как сельскохозяйственные, так и городские земли, а также участки, которые были подвержены затоплению, вызванному паводками или наводнениями.

На сегодняшний день около 3,2 миллиарда людей по всему миру испытывают последствия загрязнения земель, что приводит к более чем 500 тысячам преждевременных смертей ежегодно. Среди наиболее уязвимых групп населения — дети, пожилые люди и те, кто долго проживает на загрязненных территориях. С момента промышленной революции было утрачено около 135 миллиардов тонн почвы на сельскохозяйственных угодьях.

Чистая почва играет жизненно важную и порой ключевую роль в поддержании здоровья человека. Она необходима для производства продуктов питания, волокон для индустрии и некоторых медицинских веществ. Кроме того, почвы фильтруют воду и участвуют в круговороте углерода и питательных элементов. Поэтому загрязнение почвы отрицательно сказывается на плодородии, что ставит под угрозу продовольственную безопасность населения всего мира.

Причины загрязнения почвы

Причины загрязнения почвы делятся на две категории: естественные и антропогенные.

Естественные причины

Естественное загрязнение довольно редкое явление, которое может происходить из-за активности почвенных микроорганизмов, переноса загрязнителей с осадками или вследствие наводнений и других природных бедствий. В засушливых районах может наблюдаться накопление в почве соединений с перхлораты, которые вредят растениям и живым организмам. Эти соединения могут образовываться в земле, содержащей хлор и определенные металлы, в период грозы. Однако такие случаи составляют лишь малую долю от общего объема загрязнения почв.

Антропогенные причины

Основные причины загрязнения почвы имеют антропогенное происхождение, то есть они вызваны деятельностью человека. К ним относятся горнодобывающая промышленность, загрязняющая земли тяжелыми металлами, работа электростанций, добыча и переработка нефти, ее хранение, а также неадекватная работа очистных сооружений, что может приводить к выбросу канцерогенов. Также серьезный вред приносит сельское хозяйство и сопутствующие ему процессы, такие как транспортировка и хранение пестицидов, навоза и химикатов.

Почвы загрязняются в результате разливов опасных веществ. Например, попадание бензина и дизельного топлива в почву приводит к ее загрязнению углеводородами. Кроме того, значительные площади пострадают в условиях конфликтов и военных действий.

Негативный вклад также вносят промышленные зоны и локальные объекты. Например, при сносе старых зданий может происходить загрязнение асбестом. В строительстве часто используются краски на основе свинца, что может приводить к повышенной концентрации этого тяжелого металла в почве. Также работа литейных заводов может привести к рассеиванию металлических загрязнителей на близлежащие территории.

Неправильная утилизация высокотоксичных промышленных отходов также представляет опасность для почвы. Если правила хранения таких веществ на свалках нарушаются, они могут попадать в почву и загрязнять грунтовые воды.

Источники отравления почвы тяжелыми металлами

Естественным источником химических элементов тяжелых металлов являются магматические и осадочные горные породы. Некоторые токсичные элементы могут попадать в атмосферу, а затем, вместе с вулканическими газами или выбросами гейзеров, оседать в почву.

  Как определить плотность коровьего навоза и перегноя. Сколько весит куб земли.

Однако широкомасштабное загрязнение почвы, как правило, связано с техногенной деятельностью. Тяжелые металлы проникают в почву следующими способами:

  • через отходы металлургических предприятий;
  • в процессе сжигания ископаемых видов топлива. Исследования показывают, что угольная и нефтяная зола способны содержать практически все тяжелые металлы, а общая концентрация может достигать 500 г на тонну топлива;
  • через автомобильные выбросы;
  • через химические вещества, используемые в сельском хозяйстве.

Всемирная организация здравоохранения называет три наиболее токсичных варианта загрязнения почвы: свинцом, кадмием и ртутью. Эти вещества обязательно исследуются при анализе почвы, однако другие тяжелые металлы также могут наносить значительный вред земельным ресурсам при превышении их безопасных уровней.

Тяжелые металлы могут удаляться из верхних гумусовых горизонтов почвы следующими способами:

  • в результате вымывания водорастворимых соединений;
  • при накоплении растениями;
  • в процессе выветривания.

Загрязнение почвы 2

Однако практически для всех представленных элементов время, необходимое для снижения их содержания в почве наполовину, очень велико:

  • от 700 до 6000 лет для свинца;
  • от 300 до 1500 лет для меди;
  • от 70 до 500 лет для цинка.

Тяжелые металлы могут реагировать с органическими составляющими почвы. В гумусовых слоях их поглощение происходит весьма слабо. На образование различных соединений и переходных форм влияют особенности почвы:

  • при избытке влаги тяжелые металлы легко переходят в водорастворимые формы и низшие окислительные состояния;
  • в условиях анаэробного (безвоздушного) ambiente они может легко поглощаться растениями;
  • растением может накапливаться соединения в листьях и стеблях.

Таким образом, токсичные вещества попадают в организм человека через пищевую цепочку.

Последствия загрязнения почв тяжелыми металлами

Отравление почвы тяжелыми металлами, такими как кадмий, ртуть, свинец и цинк негативно отражается на состоянии как животного, так и растительного мира:

  • снижается численность насекомых;
  • гибель наблюдается среди дождевых червей;
  • листья деревьев уменьшаются в размерах ввиду снижения активности клеточных ферментов;
  • уменьшение концентрации олиготрофных бактерий.

Почвенные микроорганизмы играют важную роль в разложении органических веществ. Отклонение их количества от нормы, вызванное загрязнением почвы тяжелыми металлами, может замедлить или даже остановить этот процесс.

Загрязнение приводит к изменению гумусного состояния, кислотности и структуры почвенных покровов, что становится причиной снижения их плодородия.

Кроме того, загрязнение почвы тяжелыми металлами способствует поступлению токсичных веществ в организм человека через пищевые цепочки, что приводит к увеличению заболеваемости и сокращению продолжительности жизни.

Виды загрязнения почвы

Вещественные загрязнители, оказывающие вредное воздействие на почву, — это не всегда опасные яды, которые убивают все живое. Почва может подвержена загрязнению практически любым веществом, если его концентрация слишком высока. В зависимости от происхождения, выделяются несколько видов загрязнений:

1. Неорганические загрязнения

Почвы подвергаются воздействию различных неорганических химических соединений, способствующих их токсичности для растений и микроорганизмов. К таким веществам относятся тяжелые металлы, щелочи, неорганические кислоты, минеральные вещества и соли.

2. Органические загрязнения

Органические загрязнения

Почва и обитающие в ней организмы часто подвергаются отравлению низкомолекулярными органическими соединениями. Например, к таким веществам относятся хлорорганические пестициды, гербициды, инсектициды, фунгициды и ароматические амины. К вредным соединениям этого класса относятся полициклические ароматические углеводороды, такие как флуорантен, пирен, нафталин и другие, а также хлорорганические соединения.

3. Биологические загрязнения

Этот вид загрязнения выражается в накоплении в почве чрезмерного количества патогенных микроорганизмов, таких как бактерии, грибы, водоросли, вирусы, насекомые или пыльца. При превышении концентрации биомассы она может представлять серьезную угрозу для экосистемы и здоровья человека.

  7 распространенных ошибок при поливе овощей, которые приводят к гибели растений

4. Радиационные загрязнения

Радиоактивные соединения, попадая в почву, легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в их пищевые цепочки.

Основные источники и причины загрязнения почвы

К основным причинам загрязнения почвы можно отнести два типа: естественные процессы и действия человека. Исходя из характера воздействия, источники можно разделить на локальные и площадные. Первые оказывают негативное воздействие в определенном месте, вторые — на обширных территориях.

1. Природные источники

Загрязнение почвы 3

Загрязнение почвы может происходить в результате естественных процессов в атмосфере или литосфере. Земная поверхность постоянно изменяется под воздействием природных катастроф, таких как эрозия, а также изменения химического состава почвы, которые могут происходить из-за сильных ветров, наводнений и извержений вулканов.

2. Антропогенные источники

Сильное загрязнение почвы вызывается бытовой и хозяйственной деятельностью человека. Наиболее ощутимое негативное влияние оказывают промышленные выбросы — регулярное внесение в почву химических веществ, неконтролируемые выбросы отходов, радиоактивное загрязнение, а также кислотные дожди. Токсичные вещества попадают в почву через бытовые и строительные отходы, выбросы от системы отопления, транспортные выбросы, выбросы от сельскохозяйственных и промышленных предприятий, сточные воды, канализацию, пищевые отходы и мусор от общественных учреждений, таких как отели, магазины, столовые и больницы.

С чем связано загрязнение почвы тяжелыми металлами и как с этим бороться

Загрязнение почвы 4

Загрязнение почвы 5

Июль, 2019 / Международный научный журнал
Наука через призму времени №7 (28) 2019

Автор: Стоцкий Кирилл Степанович, магистрант первого курса
Рубрика: биологические науки
Название статьи: Загрязнение почвы тяжелыми металлами и их влияние на здоровье человека

Статья просмотрена: 752 раза
Дата публикации: 10.07.2019

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛАМИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА.

Стоцкая Диана Рашитовна

студент второго курса бакалавриата

Биологический факультет, Башкирский Государственный Университет, г. Уфа

Фазылов Ильшат Занфирович

студент первого курса магистратуры

Стоцкий Кирилл Степанович

студент первого курса магистратуры

кафедра электромеханики, факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет, г. Уфа

Аннотация. Один из часто встречающихся видов загрязнения — это попадание в экосистемы тяжелых металлов (ТМ), которые представляют собой большую группу химических элементов с атомным весом более 50 (Hg, Pb, W, Sn, Cd, Mo, Cu, Co, Mn, Cr и другие). Поступление тяжеловесов в почвенный покров определяет их миграцию в грунтовые воды, доступность для растений и создает потенциальную угрозу живым организмам, в том числе человеку.

Ключевые слова: Тяжелые металлы, загрязнители, почва, человек, здоровье.

Почва является индикатором общего уровня технологического воздействия на экосистему. Загрязнение почвы происходит через выпадающие осадки, поверхностные отходы и осуществляется с помощью почвенных пород и грунтовых вод.

Группа тяжелых металлов включает все цветные металлы с плотностью, превышающей плотность железа. Это Pb, Zn, Cd, Hg, Cu, Mo, Mn, Ni, Sn, Co и другие. Парадокс этих элементов в том, что они необходимы в малых количествах для нормальной жизнедеятельности растений и организмов, однако их избыток способен вызывать серьезные заболевания, и даже может приводить к смерти. Пищевые цепочки являются путями попадания вредных соединений в организм человека, что часто приводит к значительным последствиям для здоровья.

Источники поступления тяжелых металлов (ТМ) в почвы могут быть как природными (выветривание горных пород и минералов, эрозионные процессы, вулканическая активность), так и антропогенными (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, влияние транспорта, сельское хозяйство и т.д.).

Тяжелые металлы накапливаются в почве, что приводит к постепенному изменению их химического состава и нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов. Например, ртуть может попадать в почву вместе с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и дефектными измерительными приборами. Общий объем неконтролируемых выбросов ртути составляет от 4 до 5000 тонн в год. Максимально допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг. Также известно, что загрязнение почвы свинцом вдоль дорог простирается на расстояние до 200 метров. При этом максимально допустимая концентрация свинца в почве составляет 32 мг/кг. Примечательно, что содержание свинца в промышленных районах может достигать 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных. Каждый год в почвы вносится порядка 35 кг меди и 27 кг цинка на каждый километр дороги. Повышение концентраций этих металлов в почвах может существенно замедлять рост растений и снижать урожайность. Кадмий, содержащийся в почвах, представляет собой значительную опасность для здоровья человека, так как он накапливается в водоемах и растительных тканях.

  Дерн и дерновая земля. Дерновая земля что это такое.

Способы очистки

Чтобы минимизировать негативные последствия, связанные с попаданием солей тяжелых металлов в землю, существуют два основных направления мероприятий. Первое направление — это уменьшение общей концентрации металлов в почвах, второе — восстановление качественных характеристик уже загрязненных грунтов. Для этого используются различные методики, которые позволяют снизить уровень токсичных элементов в почве и нейтрализовать их действие.

  • Промывка. Если загрязнение металлами невелико, применяют метод промывки специальными реагентами. Обычно используют растворимые соли железа, которые имеют низкую токсичность для флоры и фауны. Однако этот способ имеет свои недостатки. Некоторые металлы при промывке попадают в грунтовые воды, а вместе с тяжелыми металлами могут вымываться и полезные микроэлементы.
  • Известкование. Добавление извести в почву улучшает ее физические, химические и биологические характеристики. В комбинации с известью микроэлементы формируют труднорастворимые соединения, которые постепенно расщепляются в процессе химической адсорбции. Попадание известняка в грунт изменяет уровень его кислотности, что приводит к уменьшению подвижности частиц тяжелых металлов и увеличивает их растворимость.
  • Глинование. Применение глины также приводит к положительным результатам. При внесении в почву глины повышается ее катионная емкость. Глинистые компоненты выступают в качестве мощных сорбентов, что приводит к минимизации подвижности тяжелых металлов.
  • Природные и искусственные сорбенты. Эта методика включает внесение природных сорбентов, таких как цеолиты, которые значительно увеличивают объем впитывания микроэлементов. Для биоремедиации обычно используютсяорганы как черви, насекомые и активные грибы. Искусственными сорбентами могут служить биоактивные отходы и активированный уголь.
  • Удобрения. Активные компоненты минеральных удобрений могут влиять на подвижность тяжелых металлов в почвах. Однако этот способ не всегда является эффективным, и при неправильном расчете концентраций он может негативно сказаться на экосистеме.

Часто для детоксикации применяются формы, содержащие фтор. Они эффективны при значительных загрязнениях, но в случае низких концентраций могут ухудшать состояние почвы.

Методы защиты

Для рекультивации почв применяются комплексные мероприятия, направленные на восстановление естественного состава субстрата.

К основным мерам относятся:

  • выращивание устойчивых к загрязнениям растений;
  • фиторемедиация — высадка культур, способных аккумулировать и удерживать в своих тканях токсичные металлы;
  • постоянный мониторинг за подвижными металлами в почве;
  • замена или разбавление загрязненного слоя почвы;
  • поддержание здорового баланса микроэлементов в почве;
  • очистка грунтовых вод;
  • снижение объемов выбросов металлической пыли в атмосферу;
  • увеличение кислотности грунтов с помощью введения минеральных и органических веществ;
  • уменьшение выбросов в ходе производственной деятельности;
  • безопасная утилизация и переработка промышленных и бытовых отходов;
  • использование альтернативных источников энергии.
Оцените статью
balkoniokno.ru
Добавить комментарий