pochva (Влияние почв на загрязнение токсическими веществами)

Министерство образования украины

ПГАСиА

Кафедра экологии и химии

Курсовая работа на тему:

«Влияние почв на загрязнение токсическими веществами»

Выполнила: ст. гр. 579 Зозуля О. А.

Принял: доктор с/х наук Крамарев С. М.

Днепропетровск 2000

ПЛАН

ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация сельского хозяйства, переход к индустриальным методам производства, создание крупных агропромышленных и животноводческих комплексов, широкий размах мелиоративного строительства и химизации сельскохозяйственных угодий в целях устойчивого наращивания продовольственного фонда страны требуют особенно внимательного и бережного отношения к почве, как к средству производства и условий существования. Охрана почв, их рациональное использование имеют первостепенное значение для экономического и социального развития страны. Значение современного состояния почвенных ресурсов, их рациональное использование, бережное отношение к ним послужат приумножению их плодородия.

Во второй половине двадцатого века объемы и темпы техногенного загрязнения окружающей среды настолько возросли, что потребовалось принятие специальных международных программ по охране природы. В 1972 году была разработана программа ООН по окружающей среде, включающая проблемы мониторинга природной среды в целях раннего предупреждения о наступающих естественных или антропогенных изменениях, которые могут причинить вред здоровью или благополучию людей.

В СНГ создана общегосударственная система наблюдений и контроля за состоянием и уровнем загрязнения природной среды.

Если в области контроля и охраны атмосферного воздуха и природных вод имеются определенные достижения, в том числе создана сеть специальных лабораторий, разработаны методы анализа и ПДК для довольно большого числа веществ и элементов, то в области мониторинга и охраны почв успехи пока незначительны. Между тем именно почвенный покров в конечном итоге принимает на себя давление потока промышленных и коммунальных выбросов и отходов, выполняя важнейшую роль буфера и детоксиканта. Почва аккумулирует тяжелые металлы, пестициды, углеводороды, детергенты и другие химические загрязняющие вещества, предупреждая тем самым их поступление в природные воды и очищая от них атмосферный воздух. В почве многие химические загрязняющие вещества претерпевают глубокие изменения. Углеводороды, пестициды, детергенты и другие соединения, с одной стороны, могут быть минерализованы или трансформированы в вещества, не оказывающие токсического воздействия на почву, микроорганизмы, растения, животных и человека.

С другой стороны, эти же вещества или их производные, а также тяжелые металлы, фтор, оксиды азота и серы в первоначальном или преобразованном виде интенсивно связываются минеральными и органическими веществами почвы, что резко снижает их доступность растениям и соответственно общий уровень токсичности.

Наибольшей буферной емкостью и способностью снижать негативное влияние загрязняющих веществ на растительные и животные организмы обладают почвы с высоким содержанием гумуса, с тяжелым гранулометрическим составом, высокой емкостью поглощения, обогащенные известковыми материалами (карбонатами). К таким почвам относятся наиболее плодородные черноземы, некоторые рендзины, пойменные земли. Это придает почвам естественную устойчивость к воздействию химических загрязняющих веществ и позволяет получать высокие и качественно полноценные урожаи важнейших сельскохозяйственных культур даже в промышленно развитых регионах.

К сожалению, природная сопротивляемость почв, их естественная буферность не беспредельны. Согласно подсветам Б. Г. Розанова и других ученых по разным причинам в мире было потеряно около двух миллиардов гектаров сельскохозяйственных почв. Потери земель, вызванные только ирригацией, за последние триста лет составили около ста млн. га, и примерно такая же площадь сейчас занята почвами с пониженной продуктивностью, вследствие засоления. Очень велики потери гумуса, от которого зависят практически все важнейшие свойства почв и их устойчивость к неблагоприятным ситуациям. По видимому, за период земледельческой культуры почвенный покров утратил до 15% исходного запаса органических веществ. Причем эти негативные явления особенно быстро протекают в последние десятилетия. Так, скорость потерь гумуса за последние пятьдесят лет примерно в два с половиной раза превышала таковую на протяжении последних трехсот лет, а среднеисторическую скорость потерь гумуса – примерно в двадцать четыре раза.

Особенно сильное техногенное давление испытывают почвы в районах расположения крупных промышленных предприятий, больших городов, транспортных артерий. Нередким стало образование техногенных пустынь на территориях, непосредственно примыкающих к промышленным зонам различных предприятий, особенно химической и металлургической промышленности. В ближайшей к предприятию зоне содержание тяжелых металлов часто значительно превышает ПДК; вследствие суммарного воздействия кислотных дождей и выпадений тяжелых металлов гибнет растительность, поверхность почвы обнажается; незащищенная растительным покровом почва подвергается усиленной эрозии и дефляции, почвенный покров разрушается практически необратимо, и его восстановление требует уже очень крупных материальных и трудовых затрат.

При характеристике почв очень трудно использовать широко применяемые при оценке воды, воздуха, продуктов питания и кормов понятия, например, ПДК тех или иных загрязняющих веществ. В числе главных причин – многообразие форм соединений любых элементов и веществ в почвах, от которых зависит доступность этих компонентов растениям и, следовательно, их возможный токсический эффект. Поэтому при разработке принципов и организации почвенно-химического мониторинга приходится учитывать состав почвы, все ее составляющие, обладающие высокой сорбционной способностью, влияние условий на подвижность и доступность химических веществ растениям. Наиболее значительное влияние оказывает кислотность и щелочность почв, окислительно-восстановительный режим, содержание гумуса, легкорастворимые соли.

Сопротивляемость почв химическому загрязнению также зависит от водного режима, водопроницаемости, преобладания нисходящих или восходящих токов влаги и т.п. Эти показатели наряду с уровнем сорбционной способности почв, отражаются на защитных функциях почвы по отношению к гидросфере и атмосфере, влияют на прогрессирующие накопления в почвах химических загрязняющих веществ.

Рассматривая проблемы загрязнения, мониторинга и охраны почв, следует остановится на негативных последствиях применения органических и минеральных удобрений, различных мелиорирующих средств. Простейший случай негативных последствий такого рода связан с уровнем содержания в удобрениях и мелиорантах тяжелых металлов, вторидов, других загрязняющих химических веществ. Специальными исследованиями было показано, что в некоторых регионах опасность загрязнения почв, вод, растений вследствие химизации земледелия может быть более высокой, чем загрязнения за счет выбросов промышленных предприятий.

Характеристика почвенно-климатических условий Днепропетровской области

Климатическая характеристика

Климат Днепропетровской области характеризуется жарким летом и относительно холодной зимой.

Среднемесячная температура самого теплого месяца июля на юге области (Никополь) – 22,6С, а на северо-востоке (Павлоград) – 21,8С; среднемесячная температура самого холодного месяца января в этих же пунктах соответственно – -5С и –6,1С.

Среднегодовое количество осадков по области составляет 400-480 мм, около 2/3 из них выпадает в теплый период года.

Устойчивый снежный покров образуется ежегодно, исключение составляет крайний юг области, где он бывает в 50% зимой.

Летом преобладают юго-восточные сухие ветры, которые часто приносят значительный вред сельскому хозяйству.

Для более четкого представления о климатических ресурсах Днепропетровской области, ее территория условно разделена на агроклиматические районы.

В основу районирования положены термические ресурсы (суммы средних суточных температур) периода с температурой выше десяти градусов и в качестве характеристики степени увлажнения территории – гидротермический коэффициент за этот же период.

Исходя из этого, в зависимости от полученных величин гидротермических коэффициентов на территории области выделено три агроклиматических района:

1. северный недостаточно влажный;

2. центральный умеренный засушливый;

3. южный засушливый.

По термическим условиям северный район можно назвать теплым, а центральный и южный – очень теплыми.

1. К северному недостаточно влажному теплому району относятся: Котовский, Михайловский, Магдалиновский, Межевской, Перещепинский, Петропавловский, Царичанский, Петриковский и Юрьевский административные районы.

2. Центральный умеренно засушливый очень теплый район включает в себя: Васильковский, Верхнеднепровский, Днепропетровский, Криничанский, Новомосковский, Покровский, Пятихатский, Павлоградский, Синельниковский, Солонянский административные районы.

3. В южный засушливый очень теплый район входят: Апостоловский, Криворожский, Никопольский, Новопокровский, Софиевский, Широковский, Стоминский административный районы.

Краткая характеристика почвы на территории Днепропетровской области

Простираясь всего лишь на двести километров с севера на юг и на двести семьдесят километров с востока на запад Днепропетровская область имеет такое разнообразие экологических условий, которое привело к формированию на ее территории двухсот семидесяти семи почвенных разновидностей, отличающихся по составу, физическим и биологическим свойствам, а, следовательно, и требующих индивидуальных подходов к их освоению и использованию в сельском хозяйстве.

Установлено, что восемьдесят процентов общей площади Днепропетровской области занимают черноземные почвы разных подтипов (обыкновенные и южные). На черноземы полнопрофильные, залегающие на плоскоравнинных пространствах, приходится около 48,3% от общей земельной площади, в том числе на обыкновенные черноземы – около 42,3%, южные – 5,7%, солонцеватые – около 0,3%.

На остальной территории области (15,1%) распространены лугово-черноземные, черноземно-луговые, лугово-болотные, болотные, а также дерновые почвы, солончаки и солонцы. Под водой и болотами области находится свыше ста семидесяти тысяч гектаров, под городами и дорогами более ста восьмидесяти тысяч гектаров, нарушено – свыше тридцати трех тысяч гектаров. На эродированные почвы, располагающиеся на склонах различной крутизны и протяженности, различных форм и экспозиций приходится 36,6%, в том числе на слабо эродированные – 9,3%.

В земельном фонде сельскохозяйственные угодья составляют 87,8%, в том числе под пашней 75,3% (или более 2000 тыс. га).

Естественные (незатронутые хозяйственной деятельностью человека) территории в настоящее время составляют не более 3% всей площади области. Из них 2,6% (или 152,4 тыс. га) приходятся на леса, которые располагаются, главным образом, на севере области – в балках (байрачные), в поймах рек (пойменные) и на песчаных террасах (аренные). Около 1% из них приходится на лесные полезащитные полосы.

Наиболее загрязненными являются почвы Криворожья, спектр загрязнения которых включает элементы: кальций – в 6, никель – в 5, железо, цинк, фтор – в 3, магний, кадмий, свинец – в 2 раза выше фона. Сильно загрязненными являются почвы Орджоникидзе – Никополь – Марганецкого тест-полигона, причем основной «вклад» вносят марганец – в среднем в 14 раз и фтор – в 5 раз выше фонового значения. Концентрация никеля, цинка и свинца в среднем в 2 раза превышает фон. Для Днепропетровской – Днепродзержинской агломерации характерен избыток цинка – в 4,3, свинца, кальция, натрия и фтора – в 2, никеля и меди – в 1,5, хрома и марганца – в 1,4 раза в среднем больше фона. В спектре загрязнения почв Западного Донбасса преобладают никель – в 4 раза, фтор, натрий – 2 раза выше фоновых концентраций. Почвы сельских районов имеют примерно одинаковый уровень и спектр загрязнения, основными компонентами которого являются цинк и фтор – в 2-3 раза, натрий – в 2 раза превышают фоновые значения.