10372 (Почва)

Почва

Для определения эффективности способов защиты окружающей среды необходимо познать законы ее развития и функционирования, глубоко изучить взаимосвязь составляющих биосферу компонентов, где почва в экологическом союзе имеет большое значение.

Без сохранения почвенной оболочки планеты окажется невозможным и сохранение исторически сложившегося соотношения потоков веществ и энергии в верхней части литосферы, в гидросфере, атмосфере и биосфере в целом.

Биохимические процессы, происходящие в земной коре, процессы образования и обмена химических элементов в организме взаимосвязаны как отдельные этапы круговорота веществ в природе, как процессы взаимного обмена, обусловливающие жизнь.

Благополучие окружающей среды во многом зависит от санитарного состояния почвы. Почва – непревзойденный природный очиститель и санитар. Мы питаемся плодами растительного мира, пьем прозрачную воду, дышим свежим воздухом в основном благодаря чистой, активно работающей почве.

Биохимические процессы, происходящие в почве, находятся в прямой связи с ее гигиеническим состоянием.

Чистая, здоровая почва – залог чистоты окружающей среды.

Земля обеспечивает человечество необходимыми продуктами питания. Из-за недостаточного количества сельскохозяйственных продуктов около половины населения земного шара питается ниже медицинских норм, а треть – хронически голодает.

Освоение континентов представителями растительного мира началось сотни миллионов лет назад и сопровождалось широкой биологизацией суши. Почва поставляет минеральные вещества, необходимые для роста растений, потребляемых человеком и травоядными животными. От ее состояния зависит плодородие, а следовательно, и удовлетворение потребностей населения в продуктах питания.

В связи с широким хозяйственным освоением почвенного покрова в нем наметились существенные изменения. Прежде всего произошло значительное ослабление противоэрозионных функций почв. Распашка земель и уничтожение растительности на обширных пространствах планеты привели к резкому увеличению сноса с поверхности земли огромного количества мелкозема в моря и океаны, овраги и балки. Во многих случаях сносу подвержены не только верхние плодородные слои почвы, но и более глубокие горизонты, вплоть до материнской породы. Антропогенная эрозия достигла больших размеров и превышает 10 млрд тонн веществ в год.

Особую ценность для земледельцев представляют черноземы. В нашей стране они занимают 6–8% площади, с них получают около 80% сельскохозяйственной продукции. Ценность чернозема определяется содержанием в нем гумуса – органических веществ. Чем больше их в почве, тем больше она ценится. Гумус – это аккумулированная энергия многих видов организмов растительного и животного мира, т.е. органической массы. Тонна гумуса содержит 5*10⁶ ккал потенциальной энергии. В связи с широким освоением земельных ресурсов, усилением эрозионных процессов мировые запасы гумуса ежегодно сокращаются на 1 млрд тонн из 2500 млрд тонн существующих. Смыв сантиметрового слоя почвы с 1 га пахоты приводит к чрезмерной потере энергии – 30–50 • 10⁶ ккал. Поэтому вопросы противоэрозионных мероприятий, повышения плодородия почвы стали первоочередными, государственными. На территории Украины площадь овражно-балочных систем с прилегающими к ним сильноэродированными склонами составляет около 5 млн га. Биологическая продуктивность таких угодий в степных районах низкая (0,4–6,3 ц/га сена). Их преимущественно используют под выпас. Они в значительной степени должны стать мелиоративным фондом для создания защитных насаждении, чтобы предотвратить пагубные действия ливневых осадков, приводящих к смыву и выносу почв, оврагообразованию, заиливанию водоемов.

Задача земледельцев, и не только их, а всех нас, – беречь плодородие почвы. Она достигается разумным, научно обоснованным пользованием почвой. Из нее нужно брать столько, сколько ей необходимо возвратить питательных веществ (калий, азот, фосфор, микроэлементы). Почва, как все живое, требует хозяйственного, рачительного отношения к ней. Это достигается путем правильной обработки, своевременного и качественного ухода, борьбы с сорняками и вредителями.

В почву могут попадать болезнетворные микробы и организмы, которые сохраняются длительное время (подобно консервированию). Как раз отсюда микробы попадают на овощи, фрукты, в водоемы и др.

Важной проблемой для больших городов остается очищение и утилизация мусора, промышленных отходов. Нужно решать санитарные и экологические вопросы – обезвреживание бытовых и коммунальных отходов. Вести борьбу против загрязнения окружающей среды необходимо современными методами очистки городских, промышленных и сельскохозяйственных стоков, рациональным внесением удобрений и химических средств защиты растений, чтобы не допускать нагрузок, с которыми самоочистные возможности природных ресурсов уже не могут справиться. Эффективная охрана окружающей среды, забота о состоянии почвы в нашей стране – задача первоочередная.

Заражение человека через загрязненную почву может произойти при самых различных обстоятельствах: обработке почвы, уборке урожая, строительных работах и т.д. К числу наиболее опасных болезней человека и животных относится сибирская язва. Сибиреязвенная палочка, попадая с мочой и испражнениями больных животных в почву, образует вокруг себя споры и в таком состоянии может сохраняться годами. Животные, поедая корм, зараженный этой палочкой, заболевают сибирской язвой, человек же заражается, как правило, при контакте с больными или павшими животными, через продукты и сырье, полученные от больных животных (мясо, шерсть, кожу), а также при непосредственном соприкосновении с зараженной почвой.

Особую опасность для человека представляет столбнячная палочка, проникающая в организм через поврежденную кожу (даже отверстие от укола иголки) или слизистую оболочку при контакте с загрязненной почвой.

Почва может быть источником заражения человека газовой гангреной – при проникновении спор гангренозной палочки в поврежденные ткани вместе с загрязненной почвой, обрывками одежды, обуви и другими предметами.

В почвах также встречается спороносная палочка возбудителя ботулизма (тяжелого пищевого отравления). Такой микроб из почвы может перейти в овощи, ягоды, фрукты, рыбу, грибы и другие продукты. В анаэробных (без кислорода) условиях споры превращаются в вегетативную форму, продуцирующую яд (токсин). По силе действия на организм человека и животного этот токсин превосходит все другие бактериальные токсины и химические яды.

Из числа временных микроорганизмов, обитающих в почве, большую группу составляют возбудители кишечных инфекций (брюшного тифа, паратифов, дизентерии, холеры), бруцеллеза, туляремии, чумы, коклюша и др. У человека обычно возникают желудочно-кишечные заболевания при употреблении грязных овощей.

Почва играет значительную роль в распространении гельминтозов – группы паразитарных болезней, вызываемых внедрением в организм человека червей.

Многочисленными исследованиями наших и зарубежных ученых установлено, что многие из содержащихся в почве химических элементов оказывают существенное влияние на рост и развитие растений, на состояние и функции организма человека.

В последнее время все тревожнее звучит тема накопления нитратов в растениях. Известно, что эти вещества накапливаются в растениях как естественным путем, так и из-за неправильного применения азотных удобрений.

Почему же ученые забили тревогу в связи с применением азотных удобрений в больших количествах? Почему медики не советуют употреблять в пищу незрелые арбузы, зеленоватый картофель и другие неспелые плоды, тем более давать их детям?

Нитраты имеют свойство превращаться в нитрозамины, имеющие, по свидетельству медиков, канцерогенное действие. Соли азотной кислоты – нитраты не поглощаются почвой, а вымываются дождями и накапливаются в растениях, водоемах. При высокой концентрации нитратов снижается качество воды и растительной продукции, что может вызвать отравление людей и животных. Нитраты не влияют отрицательно на рост растений, поэтому накапливаются в них в больших количествах.

Попадая в желудок человека, нитраты восстанавливаются в более ядовитые и биологически активные соединения – нитриты, гидроксилинин и др. Нитриты в десять раз токсичнее нитратов. Они переводят двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. Метгемоглобин эритроцитов, образуемый при этом, не в состоянии переносить кислород по сосудам. Наступает своего рода удушье всех тканей организма. Так появляется у человека тяжелая болезнь крови – метгемоглобинемия. Нитраты отрицательно влияют и на печень. У детей могут развиваться аллергия и малокровие.

Вредное действие нитратов наступает, если суточное потребление их с пищей превышает 300–350 мг. Реакция преобразования нитратов в нитриты происходит также и при хранении овощей. Определяя качество продуктов питания, необходимо обращать внимание на то, чтобы не было солей азотной кислоты. Особенно это относится к овощам и фруктам для детского питания. Решение проблемы загрязнения сдерживается еще и тем, что до сих пор не разработаны предельно допустимые нормы. В разных странах они разные. По данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), в диетических продуктах содержание нитритов не должно превышать 300 мг/кг свежей продукции.

В почву круглосуточно попадают отходы промышленных предприятий, продукты сгорания угля, нефти, горючего самолетов и автомобилей, кроме того, накапливаются остатки удобрений и пестицидов. Все это ведет к накоплению вредных для здоровья человека веществ – токсинов, канцерогенов, аллергенов, тератогенов (веществ, приводящих к врожденному уродству), мутагенов (веществ, вызывающих наследственные заболевания). Они уже циркулируют в биосфере, пока это неизбежные спутники цивилизации. И очень важно определить предельно допустимые концентрации (ПДК) несвойственных почве веществ, строго соблюдать правила их применения. Вопреки закону В.И. Вернадского о физико-химическом единстве живого вещества некоторые исследователи считают, что можно изобрести химический препарат абсолютно направленного действия – смертельный для вредителя и безвредный для человека и животных. Применив пестицид, считают, что вредителя следует уничтожать полностью. Ведь известно, что в силу закона обязательного заполнения экологической ниши одного вредителя заменяют другим.

Цель применения химического препарата должна заключаться лишь в снижении численности хозяйственно нежелательного вида до той степени, когда он становится полезным – заполняет свою экологическую нишу и не пускает на поле другие виды вредителей.

Биохимические процессы, происходящие в земной коре, и процессы образования и обмена химических элементов в организме взаимосвязаны как отдельные этапы круговорота веществ в природе, как процессы взаимного обмена, обусловливающие жизнь. Из 106 элементов периодической системы Д.И. Менделеева в составе живых организмов обнаружено 86 постоянно присутствующих химических элементов, которые в небольших концентрациях активно участвуют в важнейших физиологических функциях организма, но их недостаток или избыток может вызывать серьезные изменения.

Почва способна накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами ядерных реакторов, медицинских, научно-исследовательских учреждений, использующих радиоизотопы, а также с атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний или аварий реакторов атомных электростанций.

Почва имеет огромное значение в жизни гидросферы Земли, которая в отличие от литосферы более динамична во времени и пространстве.

Плавные и бурные течения рек, морской прибой и шторм, дожди, снегопады – все это явления, в основе которых лежит движение водных масс.

Способность к перемещению и большая теплоемкость, позволяющая водным массам аккумулировать в себе тепло в летний период и медленно расходовать его в зимний, благотворно действует не только на водоемы местного значения, но и на всю гидросферу Земли. Благодаря этому большая часть Мирового океана не замерзает круглый год, является мощным буфером, предохраняющим климат планеты от резких колебаний температуры и увлажненности.

Удивительно и другое свойство воды – высокая подвижность, способность растворять многие соединения, переходить из жидкого в твердое или газообразное состояние в относительно небольших интервалах температуры. Это дает возможность воде стимулировать различные природные процессы.

Оценивая гидрологическую роль почвы, В.И. Вернадский еще в 1939 г. отмечал огромное значение почвенных растворов, содержащихся, кроме пустыни, по всей суше и являющихся основным субстратом жизни. Осадки, просачиваясь в грунтовую толщу почвы, во многом определяют и химизм почвенных грунтовых вод, поскольку атмосферная влага, взаимодействуя с почвой, заметно изменяет свой первоначальный состав. В зависимости от конкретных свойств почвы химические изменения осадков различны. При прохождении через почву изменяется и газовый состав атмосферных осадков – снижается количество кислорода и заметно повышается содержание углекислоты.

Другой гидрологической функцией почвы является участие ее в формировании речного стока и водного баланса. От почвы зависит состояние поверхностного и грунтового стоков в реки.

В лесу по сравнению с полем поверхностный сток ничтожно мал, что связано с благоприятным физическим свойством лесных почв, которые фильтруют влагу в 2–3 раза больше, чем на полях. Кроме того, сток воды задерживает густая растительность.