Химическое загрязнение почв: чем опасно, последствия, источники

Почва. Загрязнение почв пестицидами и агрохимикатами

Есть разные источники загрязнения почвы химическими веществами. Главная задача экологии сводится к минимизации пагубного влияния на земли.

Атмосферный перенос загрязняющих веществ

Это распространенный путь попадания вредных веществ в землю. Посредством атмосферного переноса в грунт попадают тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий). Эти вещества попадают в атмосферу в составе испарений с производственных и добывающих предприятий, а потом выпадают вместе с осадками на землю. Вместе с жидкостью они проникают в грунтовые воды.

Попадание в грунт вредных веществ происходит при выпадении кислотных дождей. Они провоцируют рост уровня рН почвы и влияют на состав. Такие дожди выпадают в регионах, где расположены предприятия, на которых сжигают большое количество угля и неподалеку от химических и металлургических заводов.

Сельскохозяйственное загрязнение

Каждое сельскохозяйственное предприятие использует химические компоненты при обработке земли либо растущих на ней растений. Побочным явлением обработки является загрязнение почвы ядохимикатами. К ним относятся, в первую очередь, пестициды – средства, применяющиеся для борьбы с вредителями, сорняковыми растениями, с патогенами, вызывающими заболевания у выращиваемых растительных культур.

Эти химикаты не разлагаются и сохраняются в грунте. Пестициды способны попадать в грунтовые воды, влиять на уровень плодородности.

Для улучшения качества почвы при выращивании растительных культур используют удобрения. Они в меньшей степени по сравнению с пестицидами вредят земле, но влияют на грунтовый состав и являются потенциальным источником ядов.

Наземное загрязнение

В отличие от атмосферных выбросов, которые распространяются на расстояния, загрязнение из отвалов крупнотоннажных производств и топливно-энергетических комплексов имеет локальный характер. Отвалы занимают большую площадь, а выбросы химических предприятий опасны для почв.

Отвалы, образующиеся в угольнодобывающих предприятиях, содержат много угля. Он горит с выделением вредных веществ в атмосферу. Горнодобывающие отвалы содержат вредные для почв химические соединения, например пирит.

Загрязнение почв пестицидами

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых тем для рефератов по экологии:

Много готовых рефератов по экологии

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Современные направления развития науки Экология
Водные экосистемы и их основные особенности
Загрязнение окружающей среды
Озоновый слой Земли

Введение:

Плодородная земля, данная людям, действительно более ценна, чем угольные пласты, нефтяные месторождения и золотые жилы, и более ценна. Защита почвы от загрязнения является важной проблемой для человека, так как вредные соединения в почве рано или поздно попадут в организм человека.

Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытое море и подземные воды, которые могут использоваться людьми для питья и других нужд.

Во-вторых, эти загрязняющие вещества из почвенной влаги, подземных вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, которые потребляют эту воду, и вновь попадают в организм человека по пищевой цепи.

В-третьих, многие соединения, вредные для организма человека, обладают способностью накапливаться в тканях, особенно в костях. По данным исследователей, ежегодно в биосферу транспортируется от 20 до 30 миллиардов тонн твердых отходов, из которых от 50 до 60 процентов составляют органические соединения и около 1 миллиарда тонн газообразных или аэрозольных кислотных препаратов.

Земельные ресурсы играют важную роль в российском сельскохозяйственном секторе. В настоящее время земельные ресурсы сильно истощены. Причиной является проблема, связанная с экологией. В этой статье предпринята попытка изучить одну из наиболее важных проблем землепользования сегодня, загрязнение почвы пестицидами, и определить несколько способов ее решения.

Почвенный покров вместе с микромиром действует как универсальный биологический адсорбент, нейтрализатор и нейтрализатор загрязнений и минерализатор для различных органических веществ. Свойства почвы определяются в первую очередь микрофлорой, составом и количеством микрофлоры, населяющей ее, а также устойчивостью почвенных микроорганизмов к внешним воздействиям, в том числе к воздействию пестицидов. Неконтролируемое использование пестицидов может привести к необратимым качественным изменениям в окружающей среде человека в течение жизни нашего поколения.

Текущий статус почвенного покрова

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества важной промышленной пищей и сырьем. Использование морских продуктов, гидропоники или использование искусственно синтезированных материалов для этой цели не может заменить производство наземных экосистем (продуктивность почвы), по крайней мере, в ближайшем будущем. Поэтому постоянный мониторинг почвы и почвенного покрова является необходимым условием для получения запланированных сельскохозяйственных и лесных продуктов.

В то же время почвенный покров является естественной основой поселения и служит основой для создания рекреационных зон. Вы можете создать оптимальную экологическую среду для жизни людей, работы и отдыха. Чистота и состав воздуха, грунтовых и грунтовых вод зависят от характера почвенного покрова, свойств почвы, химических и биохимических процессов в почве. Почвенный покров является одним из самых мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Почва была и остается важнейшим условием существования и существования человечества по всей стране. Основные и важные ресурсы в условиях сохранения и улучшения почвенного покрова и, следовательно, в условиях укрепления сельскохозяйственного производства, промышленного развития, быстрого роста городов и транспорта, достаточны для использования всех видов почвенных и земельных ресурсов. Возможно только при установленных средствах управления.

Почва наиболее чувствительна к воздействию человека. Из всех земных раковин почвенный покров является самым тонким, и даже в черноземе толщина наиболее плодородного гумусового слоя в принципе не превышает 80-100 см, а во многих почвах в большинстве природных районов. Всего 15-20 см. Разрушение многолетней растительности и выращивание легко подвержены эрозии и сокращению.

Из-за плохо продуманного антропогенного воздействия и нарушения сбалансированной природной экологической связи почвы быстро развиваются нежелательные процессы гумификации, минерализация, повышающая кислотность или щелочность, Накопление увеличивается, и процесс ремонта развивается. Все это резко ухудшает свойства почвы и, в крайних случаях, приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность и хрупкость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферизацией и устойчивостью почвы к воздействию сил, которые не характерны для почвы в условиях окружающей среды.

Даже Чернозем претерпел огромные изменения за последние 100 лет, вызывая бдительность и наземный страх за свою будущую судьбу. Загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами и моющими средствами становится все более очевидным, воздействие азотной и серной кислот технологического происхождения возрастает, и вблизи некоторых промышленных предприятий формируются технические пустыни.

Пестициды. Общая информация

Пестициды — это в основном органические соединения с низкой молекулярной массой и различной растворимостью в воде. Химический состав, их кислотность или щелочность, растворимость в воде, молекулярная структура, полярность, размер и поляризация — все эти функции вместе или по отдельности влияют на процесс адсорбции и десорбции почвенными коллоидами. вы. Учитывая вышеупомянутые характеристики пестицидов и сложный характер связывания во время адсорбции и десорбции коллоидами, их можно разделить на два основных класса: полярные и неполярные, и хлорорганические пестициды-ионы, не включенные в эту классификацию.

Пестициды, которые содержат кислотные или основные группы или ведут себя как катионы при диссоциации, образуют группу ионных соединений.

Пестициды, которые не имеют кислой или щелочной реакции, образуют группу неионогенных соединений.

На свойства соединений и их способность адсорбировать и десорбировать почвенные коллоиды влияет природа функциональных групп и заместителей по отношению к функциональным группам и молекулярному насыщению. На адсорбцию молекул пестицидов почвенными коллоидами сильно влияет характер молекулярного заряда, и полярность молекулы играет свою роль. Неравномерное распределение заряда увеличивает асимметрию молекулы и ее реакционную способность.

Почва выступает в основном как преемник пестицидов, где они разрушаются и постоянно попадают в растения и окружающую среду. Или некоторые из пестицидов могут присутствовать в течение многих лет после применения.

Пестициды. Классификация

Пестициды (Lattice restis-инфекция, Kaedo-killing) включают в себя ряд химических веществ, предназначенных для борьбы с флорой и фауной, — это различные пестициды, гербициды, фунгициды и многое другое. Большое количество подобных веществ попадает практически во все экосистемы.

В зависимости от характера использования, пестициды делятся на следующие группы:

  1. Гербициды.
  2. Альгициды — Уничтожение водорослей и других водных растений.
  3. Arboricides — уничтожить ненужные деревья и кустарники.
  4. Растительность.
  5. Фунгициды — для борьбы с грибковыми заболеваниями растений.
  6. Фунгициды-борьба с бактериямиБактериальные заболевания.
  7. Инсектициды — для борьбы с вредителями.
  8. Акарицид-для клещей.
  9. Зоопарки для борьбы с грызунами.
  10. Контроль Limacids-моллюсков.
  11. Нематицид, борющийся с круглым червем.
  12. Тля — бороться с тлей.

Пестициды также включают химические вещества, которые подавляют рост растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и сушки растений (осушители).

Использование пестицидов

Использование пестицидов значительно снижает потери урожая, снижает затраты на сельское хозяйство в два-три раза и ежегодно экономит от 10 до 12 миллиардов рублей. Высокая экономическая эффективность пестицидов приводит к неуклонному увеличению их использования. На сегодняшний день годовой объем производства пестицидов в мире превысил 2 миллиона тонн. Глобальный ассортимент пестицидов включает более 100 000 наименований, основанных на более чем 700 химических веществах в самых разных классах органических и неорганических соединений.

При определенных условиях метаболиты пестицидов могут образовывать вторичные метаболиты, роль которых, их значение и воздействие на окружающую среду часто неизвестны.

Следует признать несомненные положительные эффекты химических методов борьбы с сорняками и рассмотреть возможные побочные эффекты гербицидов, еще одного компонента природной экосистемы. Нежелательные результаты чаще всего возникают при систематической обработке больших площадей и связаны с появлением как токсикологических, так и экологических проблем. Наибольшую опасность представляют остатки пестицидов и их метаболиты, которые могут накапливаться и сохраняться в окружающей среде в течение десятилетий.

Поведение пестицидов в почве

Пестициды в почве — мелкодисперсные вещества — подвержены ряду биологических и абиотических свойств, некоторые из которых определяют их поведение, трансформацию и, наконец, минерализацию. Тип и скорость превращения зависит от химической структуры действующего вещества и его стабильности, механического состава и структуры почвы, химических свойств почвы, состава флоры и фауны почвы, интенсивности воздействия внешних воздействий, системы земледелия.

Чтобы правильно понять поведение пестицидов и других соединений в почве, вы должны, по крайней мере, рассмотреть наиболее важные факторы, которые влияют на движение, деградацию, активность и срок годности пестицидов в почве.

Вещества с высоким давлением пара относительно легко испаряются с поверхности почвы и, в зависимости от структуры, подвергаются более или менее быстрому фотохимическому разложению или окислению под воздействием солнечного света, и чем выше температура, тем больше испарение вещества и его фотохимическое разложение. Скорость движения воздуха над поверхностью почвы и состав почвы также оказывают существенное влияние на скорость испарения. Состав почвы оказывает существенное влияние на испарение вещества. Поскольку адсорбционная способность изменяется, чем выше адсорбционная способность почвы для конкретного вещества, тем медленнее испарение из конкретной почвы. В той же степени способность почвы адсорбироваться, как описано выше, влияет на способность материала выщелачиваться в нижние слои почвы.

Загрязнение почв пестицидами

Конечно, на стабильность пестицидов в почве большое влияние оказывает химическая стабильность вещества, особенно простота гидролиза. Гидролиз с водой является одним из наиболее важных процессов и чаще всего приводит к расщеплению пестицидов с образованием менее токсичных соединений. Влажность почвы очень важна для легко гидролизуемых веществ. Самый легкий гидролиз пестицидов происходит во влажных почвах. Кроме того, многие вещества легко окисляются кислородом воздуха. Это особенно распространено в случае производных тио- и дитиофосфорных кислот и фосфоновых кислот, а также в присутствии сульфидов и других легко окисляемых групп в молекулах пестицидов. Следует отметить, что простое окисление в случае производных тиофосфорной кислоты и тиолфосфоновой кислоты в принципе приводит к образованию соединений, которые являются более токсичными для соединений позвоночника, но что совершенно безопасные вещества образуются после их гидролиза.

Разнообразные почвенные микроорганизмы, где пестициды часто являются источником углерода, могут оказывать существенное влияние на стойкость соединений в почве. Даже очень химически стабильные соединения разрушаются почвенными микроорганизмами. Во многих случаях эта деградация начинается не сразу, но через некоторое время организму необходимо приспособиться к разрушению этого соединения. Алифатические и гидроксилсодержащие соединения наиболее легко разлагаются почвенными микроорганизмами. Алкоксилированные ароматические соединения разлагаются немного медленнее, но быстрее, чем вещества, которые не содержат кислород, серу или азот в качестве заместителей в ароматическом ядре. Как правило, ароматические соединения, не содержащие таких заместителей (групп), гидроксилируются под воздействием микроорганизмов, после чего ароматическое ядро ​​разрушается. Обратите внимание, что разложение ароматических фенолов, аминов и сульфидов также почти всегда начинается с гидроксилирования ароматического ядра.

Различные микроорганизмы, в том числе бактерии, грибки и актиномицеты, участвуют в разрушении соединений в почве.

Большинство гетероциклических соединений относительно легко разрушаются почвенными микроорганизмами. Однако некоторые классы гетероциклических соединений, таких как пиримидины и бензимидазолы, разрушаются очень медленно.

Уничтожение химических веществ в почве происходит под воздействием растений. Растения могут поглощать некоторые вещества из почвы и перерабатывать их в простые продукты или другие метаболиты, которые образуют комплекс с растительными веществами.

Как уже упоминалось, срок годности пестицидов в почве сильно зависит от температуры: при повышении температуры почвы под воздействием химических факторов (гидролиз, окисление) и воздействия почвенных микроорганизмов и других обитателей. Ниже разложение препарата будет происходить быстрее.

Как видно из таблицы. Ускорение разложения пестицидов по температуре также зависит от природы вещества, но во всех случаях повышение температуры почвы значительно ускоряет разложение пестицидов. В связи с этим при использовании пестицидов необходимо учитывать не только свойства почвы, но и температуру и влажность.

Загрязнение почв пестицидами

Разные штаммы микроорганизмов уничтожают пестициды с разной скоростью. Аэрация почвы также очень важна. Некоторые вещества, такие как ДДТ, разлагаются быстрее в анаэробных условиях, чем в анаэробных условиях. Это связано с различными механизмами уничтожения. В анаэробных условиях ДДТ превращается в ДДД и его разрушение, если первой стадией разрушения ДДТ в нормальных условиях является образование 1,1-дихлор-2,2-бис (4-хлорфенил) этилена прогрессирует намного быстрее.

Чтобы правильно понять поведение конкретного пестицида в почве, необходимо изучить его метаболизм под воздействием почвенных микроорганизмов в различных условиях и даже для гомологов одного и того же класса соединений, только с точки зрения устойчивости Но не различные условия. Поведение метильных гомологов различных классов органических соединений особенно различно. Таким образом, метиловый эфир фосфорной кислоты является мощным метилирующим агентом, поэтому он легко отделяет группу O-CH3, превращая ее в сложный эфир кислоты, который не токсичен для позвоночных и других животных. Метильные группы в ароматических соединениях легко окисляются до карбоксильных групп и снижают токсичность соединений, но окисление метильных групп в ароматических соединениях делает соединения более токсичными. Большое значение имеет окисление метильных групп, связанных с азотом. В этом случае деметилирование происходит в результате окисления, чаще всего приводя к менее токсичным продуктам, которые затем разлагаются с выделением аммиака или азота.

Было предложено разделить пестициды на шесть групп в зависимости от степени деградации почвы.

  1. Препараты с периодом действия 18 месяцев и более (большинство хлорорганических пестицидов).
  2. Подготовка в течение примерно 18 месяцев (мочевина, пиклорам, симазин и некоторые производные других триазинов).
  3. Пестициды (бензойная кислота, производные амида кислоты) со сроком годности до 12 месяцев.
  4. Препараты со сроком годности до 6 месяцев (нитроанилин, акрилоксиалканкарбоновая кислота и др.).
  5. Пестициды (производные, такие как карбаминовая кислота и алифатическая карбоновая кислота), срок хранения которых превышает 3 месяца.
  6. Пестициды, срок хранения которых менее 3 месяцев (например, органические соединения фосфора).

Совершенно очевидно, что такая классификация по своей природе условна, как уже упоминалось выше, поскольку стойкость пестицидов зависит не только от их структуры, но и от активности почвенных микроорганизмов и других факторов. Как и в случае отдельных классов химических веществ, перечисленных выше, некоторые вещества имеют большую или меньшую степень стойкости.

Из вышесказанного мы можем видеть, что в наиболее важных экосистемах Земли происходит более или менее разложение органических пестицидов до простых нетоксичных соединений. Тем не менее, использование химических веществ должно быть строго регламентировано, чтобы избежать накопления в окружающей среде.

Адсорбция пестицидов

Адсорбция пестицидов на почве является сложным процессом в зависимости от многих факторов. Он играет важную роль в переносе пестицидов и помогает временно удерживать его в парообразном или растворенном состоянии или в виде взвеси на поверхности частиц почвы. Особое значение в адсорбции пестицидов имеют почвенный шлам и органические вещества, которые составляют «коллоидный комплекс» почвы. Адсорбция снижается за счет ионного катионного обмена кислотных групп отрицательно заряженных частиц ила и гумуса и становится анионной или молекулярной из-за присутствия гидроксидов металлов (Al (OH) 3 и Fe (OH) 3). Происходит в виде замены. Если адсорбированные молекулы являются нейтральными, они будут удерживаться на поверхности частиц ила и гуминовых коллоидов за счет биполярных сил, водородных связей и сил диспергирования. Адсорбция играет важнейшую роль в накоплении пестицидов в почве. Пестициды адсорбируются в форме ионного обмена или нейтральных молекул, в зависимости от их природы.

Перенос пестицидов

Движение пестицидов в почве происходит либо в почвенном растворе, либо одновременно с движением коллоидных частиц, на которые они адсорбируются. Это зависит как от процесса диффузии, так и от большого тока (разжижения).

Пестициды мигрируют через растворы или суспензии и накапливаются в ямах почвы из-за поверхностного стока, вызванного осадками или ирригацией. Эта форма переноса пестицидов зависит от топографии, эрозии почвы, интенсивности осадков, степени почвенного покрова растительностью и времени, прошедшего с момента применения пестицидов.

Количество пестицидов, которые мигрируют с поверхностным стоком, составляет более 5% от количества, внесенного в почву. По данным румынского Института почвоведения и агрохимии, сток в месте дренажа экспериментального центра в Алдене приведет к потере триазина вместе с почвой в результате промывания дождем. В месте разлива с градиентом 2,5% от значений Билла Чесс в поверхностной воде были обнаружены остатки 1,7-3,9 мг / кг ГХГ и были обнаружены суспензии 0,041-0,085 мг / кг ГХГ и 0,009-0,026 ГХГ, непосредственно ниже. мг / кг ДДТ.

Промывка пестицидов по профилю почвы сопровождается циркуляцией воды в почве, главным образом из-за физико-химических свойств почвы, направления движения воды, а также процесса адсорбции и десорбции пестицидов коллоидными частицами почвы.

Так, в почве при длительной обработке ДДТ в дозе 189 мг / га ежегодно через 20 лет было обнаружено 80% этого пестицида и проникло на глубину 76 см. В исследовании, проведенном в Румынии, вместо трех почв, типичные солончаки, сильный чернозем) и хлорорганические пестициды (ГХГ и ДДТ) обрабатывались в течение 25 лет (во время орошения в последние 10 лет). В случае остатков пестицидов достигал 85 см в типичном соляном болоте и 200 см в аллювиальной почве 0,067 мг / кг, 275 см в черноземе, покрытом концентрацией ГХГ, 0,035 мг каждый на глубине 220 см. / кг ДДТ.

Разложение пестицидов

Различные факторы влияют на пестициды, которые попали в почву во время ее срока годности и в будущем, когда препарат уже присутствует. Пестициды в почве подвержены деградации абиотическими и биологическими факторами и процессами.

Физические и химические свойства почвы влияют на превращение пестицидов в почве. Таким образом, глины, оксиды, гидроксиды, ионы металлов и органика почвы действуют как катализаторы многих реакций разложения пестицидов. Гидролиз пестицидов предполагает вовлечение подземных вод. Реакция гуминовых веществ со свободными радикалами приводит к изменению молекулярной структуры частиц почвы и пестицидов.

Расщепление пестицидных активных веществ осуществляется бактериями, грибами и высшими растениями.

Многие исследования подчеркивают важность почвенных микроорганизмов в деградации пестицидов. Немногие активные вещества не являются биоразлагаемыми. Продолжительность деградации микробных пестицидов варьируется от дней до месяцев, а иногда даже десятилетий, в зависимости от деталей действующего вещества, типа микроорганизма и свойств почвы.

Обнаружение загрязнения почвы

Обнаружение загрязнения почвы тяжелыми металлами осуществляется прямыми методами отбора проб почвы в исследуемом районе и химическим анализом содержания тяжелых металлов. Для этих целей также эффективно использовать ряд косвенных методов: визуальную оценку состояния развития растений, анализ распределения видов и индикаторов поведения между растениями, беспозвоночными и микроорганизмами.

Сравнительно-географические методы используются для выявления пространственных закономерностей признаков загрязнения почвы, а также для картирования структурных компонентов биогеографии, в том числе почвы. Такие карты не только фиксируют уровень загрязнения почвы тяжелыми металлами и соответствующие изменения в почвенном покрове, но также могут прогнозировать изменения условий окружающей среды. Учитывая преобладающий ветер вдоль трассы длиной 25-30 км, было рекомендовано извлекать почву и растительность по радиусу от источника.

Расстояние от источника загрязнения для обнаружения гало загрязняющего вещества может значительно различаться и может варьироваться от сотен метров до десятков километров в зависимости от интенсивности загрязнения и преобладающего ветра.

В Соединенных Штатах датчики были установлены на спутниковом ресурсе ERTS-1 для определения степени повреждения почв Веймаспина и серы почвой из-за диоксида серы. Источником загрязнения был цинковый завод, который ежедневно выбрасывал от 6,3 до 9 тонн цинка. Концентрация цинка 80000 мкг / г была зафиксирована в поверхностном слое почвы в радиусе 800 м от завода. Растительность вокруг растения погибла в радиусе 468 га. Сложность использования удаленного метода заключается в интеграции материалов, поскольку информация, полученная в результате серии контрольных испытаний в конкретной загрязненной зоне, должна быть расшифрована.

В почвах разного механического состава и органического содержания этот уровень будет разным. В настоящее время сотрудники Института здоровья пытаются определить ПДК металлов в почве. В качестве тестовых растений рекомендуют: ячмень, овес, картофель. Если продуктивность снижалась на 5-10%, учитывался уровень токсичности.

Определить уровень токсичности тяжелых металлов непросто.

Предложены ртутный ПДК-25 мг / кг, мышьяк-12-15, кадмий-20 мг / кг. Установлены разрушительные концентрации (г / млн) некоторых тяжелых металлов в растениях: свинец-10, ртуть-0,04, хром-2, кадмий-3, цинк и марганец-300, медь-150, кобальт. -5, молибден и никель-3, ванадий-2.

Воздействие пестицидов

Последствия чрезмерного использования пестицидов являются наиболее неожиданными, а главное, биологически непредсказуемыми. Некоторые вредители часто заменяют другие виды вредителей, которые производят иммунитет и могут выживать даже после наиболее эффективного лечения. Преодоление иммунитета к пестицидам у резистентных индивидуумов требует увеличения дозы препарата, повышающего риск загрязнения окружающей среды. Пестициды распространяются вместе с воздухом, и поток ила из биологического цикла вещества позволяет им обнаруживать последствия их токсического воздействия в областях, где никогда не использовалось химическое вещество.

Растущее использование пестицидов, особенно гербицидов, во всем мире ставит перед исследователями важную задачу тщательно и всесторонне изучить и предсказать все виды изменений, происходящих в биосфере, которые приводят к интенсивному химическому воздействию. Необходимо разработать эффективные меры для предотвращения нежелательных последствий биомассы, или необходимо контролировать функционирование экосистем в загрязненных условиях.

Вредное воздействие пестицидов — это уничтожение полезных или экономически нейтральных видов и истощение экосистем, что также приводит к появлению устойчивой популяции вредных организмов. Они накапливаются в экосистемах и могут длиться несколько лет.

В настоящее время численность птиц, особенно хищных, значительно снизилась в результате отравления хлорорганическими соединениями. Пестициды особенно токсичны для плотоядных животных, так как они постепенно концентрируются на организмах по мере продвижения по последнему звену пищевой цепи. Опасность заключается в том, что небольшие повторные дозы связаны с развитием потенциального хронического отравления, которое трудно диагностировать. Пестициды действуют как кумулятивные яды.

Защита почвы от загрязнения

Защита почвы от загрязнения тяжелыми металлами основана на улучшении производства. Например, одна технология дает 45 кг тонн хлора, а другая — 14-18 кг ртути. Считается, что в будущем эта величина может быть снижена до 0,1 кг.

Новые стратегии защиты почв от загрязнения тяжелыми металлами были также заключены в создании закрытых технологических систем в безотходных производственных организациях. Отходы химической и машиностроительной промышленности также являются ценным вторичным сырьем. Поэтому отходы производителя оборудования являются ценным сырьем для сельского хозяйства для фосфора.

В настоящее время задачей является набор обязательных проверок всех возможностей для утилизации каждого типа отходов перед захоронением или удалением.

При загрязнении воздуха почвами тяжелыми металлами они сосредоточены в больших количествах, но в самых высоких сантиметрах почвы этот слой почвы может быть удален и заполнен.

Недавно был рекомендован ряд химических веществ, которые могут инактивировать и снизить токсичность тяжелых металлов в почве. Германия предложила использовать ионообменные смолы, которые образуют хелаты с тяжелыми металлами. Они используются в форме кислоты и соли или в смеси обеих форм.

В Японии, Франции, Германии и Великобритании одна из японских компаний запатентовала метод фиксации тяжелых металлов меркапто-8-триазином. С этим препаратом кадмий, свинец, медь, ртуть и никель прочно фиксируются в почве, не растворяются в форме растения и труднодоступны.

Кальцификация почв снижает кислотность удобрений и растворимость свинца, кадмия, мышьяка и цинка. Абсорбция растениями резко уменьшается. Кобальт, никель, медь и марганец в нейтральной или слабощелочной среде не наносят вреда растению.

Органические удобрения, такие как органическое вещество почвы, продолжают адсорбировать и поглощать большинство тяжелых металлов. Введение высоких доз органических удобрений, использование зеленых удобрений, птичьего помета и рисовой соломы снижает содержание кадмия и фтора в растениях и снижает токсичность хрома и других тяжелых металлов.

Оптимизация минерального питания растений путем корректировки состава и дозировки удобрений также снижает токсическое воздействие отдельных элементов.

В Англии применение неорганических азотных удобрений устранило задержку появления всходов в почвах, загрязненных свинцом, мышьяком и медью. Введение высоких доз фосфора снижало токсическое воздействие свинца, меди, цинка и кадмия. Во время щелочной реакции среды в затопленном рисовом поле внесение фосфорных удобрений привело к образованию фосфата кадмия, который был нерастворимым и недоступным для растений.

Однако уровень токсичности тяжелых металлов, как известно, варьируется в зависимости от типа растения. Поэтому устранение токсичности тяжелых металлов путем оптимизации минерального питания должно отличаться не только условиями почвы, но также типом и разнообразием растений.

Было выявлено несколько видов и разновидностей природных растений и культур, устойчивых к загрязнению тяжелыми металлами. К ним относятся хлопок, свекла и некоторые бобовые. Комбинация защитных мер и мер по устранению загрязнения почвы тяжелыми металлами может защитить почвы и растения от токсического воздействия.

Одним из ключевых условий защиты почвы от биоцидного загрязнения является создание и использование менее токсичных и менее стабильных соединений, их внесение в почву и снижение нагрузки на почву. Есть несколько способов уменьшить дозу биоцида без ущерба для эффективности культивирования.

Сочетание пестицидов и других методов. Комплексный метод борьбы с вредителями в сельском хозяйстве, биологии, химии и т. Д. В то же время задача состоит не в уничтожении целых видов, а в обеспечении защиты культуры. Украинские ученые используют микробные продукты в сочетании с небольшим количеством пестицидов. Это ослабляет организм вредителя и делает его более восприимчивым к болезням.

Чередование использования ядов с различными механизмами действия. Такой способ введения химических средств контроля предотвращает появление устойчивых форм вредителей. При обработке почв пестицидами лишь небольшая их часть достигает места токсического воздействия на растения и животных. Остальное накапливается на поверхности почвы. Степень загрязнения почвы зависит от ряда причин, особенно от устойчивости самого биоцида. Понятна способность токсикантов противостоять разрушительному воздействию физических, химических и биологических процессов в условиях устойчивости к биоцидам.

В России и во всем мире очень важно защищать окружающую среду от загрязнения пестицидами. Проблема использования пестицидов рассматривалась в России, США, Великобритании, Германии, Японии и других странах. В ближайшее время был сделан вывод о невозможности отказаться от их использования. Определены конкретные методы рационального использования пестицидов в сельском хозяйстве.

Экологические соображения влияют на использование пестицидов для защиты растений. Во многих странах существуют строгие правила их применения. Большинство из них были предоставлены для предотвращения загрязнения окружающей среды, предотвращения накопления остатков пестицидов на сельскохозяйственных продуктах и ​​почве, гибели полезных организмов и нанесения вреда здоровью людей. В последнее время государственный контроль над пестицидами был усилен.

Заключение

Химические методы были улучшены с учетом экологических требований. Токсичность пестицидов для теплокровных организмов снижается, а использование хлорорганических и других лекарств, которые накапливаются в окружающей среде, ограничено. В сельскохозяйственное производство были внедрены более совершенные методы использования пестицидов, что привело к снижению загрязнения окружающей среды пестицидами, прежде всего хлорорганическими продуктами.

Рациональное использование пестицидов связано с разработкой и внедрением интегрированных измерительных систем или интегрированных средств контроля, которые сочетают химические методы с сельскохозяйственными методами, биологией, техникой и многим другим.

Отходы и их утилизация

Ответственность за химическое загрязнение почв в России лежит не только на добывающих и перерабатывающих предприятиях. Источником загрязнения выступают и обычные люди, которые ежедневно производят твердые отходы. Огромное количество ТБО, образующийся в процессе потребления продукции – это основной источник загрязнения почв химическими веществами. Такие отходы скапливаются на территории полигонов и свалок, вследствие чего в грунт попадают токсичные вещества, влияющие на плодородность и состав почвы.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

Этот вид загрязнения считается самым опасным, так как проникающие в почву химические соединения существенно влияют на ее состав и свойства. При этом очистить землю от нефтепродуктов сложно.

Нефть попадает в грунт в основном при разведывательном бурении или непосредственно при добыче ресурса. К негативным последствиям также приводят аварии на нефтедобывающих и перерабатывающих предприятиях, транспортных трубопроводах, утечках на судах, цистернах.

Попадание нефти к грунт приводит к тому, что все живые растения и микроорганизмы гибнут из-за нехватки жидкости. Позже частицы почвы слипаются между собой, окисляются и твердеют, из-за чего земля становится похожей на асфальт. При сильном загрязнении нефтью происходит минерализация, и тогда восстановить грунт нельзя.

Загрязнение почвы радиоактивными веществами

Источниками радиоактивных веществ выступают предприятий ядерно-топливного цикла. Радиоактивные элементы попадают в грунт из негерметичных хранилищ, накопителей. Серьезную опасность представляют аварии на предприятиях, так как из-за попадания в грунт большого количества радиоактивных веществ он утрачивает свои функции на многие годы.

Радиоактивное загрязнение – прямой источник ионизирующего излучения, влияющего на растения, животных и человека. На земле, где повышен уровень радиации, нельзя выращивать пригодные к употреблению растения, так как они по умолчанию будут содержать радиоактивные вещества.

Почва. Загрязнение почв пестицидами и агрохимикатами

Пестициды – это химические или биологические препараты, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания растений (десиканты).

Агрохимикаты — удобрения химического или биологического происхождения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки животных.

Применяются пестициды и агрохимикаты главным образом в сельском хозяйстве, хотя их используют также для защиты запасов продовольствия, древесины и других природных продуктов. Во многих странах с помощью пестицидов ведётся химическая борьба с вредителями лесов, а также переносчиками заболеваний человека и домашних животных.

Пестициды и агрохимикаты делятся на особые группы: репелленты – запах и вкус веществ отпугивают не только насекомых, но и животных, аттрактанты – приманка для животных и насекомых, синтетические феромоны – вещества для привлечения самцов насекомых, стерилянты – соединения, которые лишают насекомых (при попадании в организм) способности к размножению, гормоны – вещества, регулирующие функции роста, развития или размножения насекомых, антифиданты – вещества, которые подавляют питание насекомых, аметоциды – вещества, влияющие на стерильность сорняков.

Загрязнение почв пестицидами возможно при прямом внесении, а также сносом препаратов с растений при авиаобработке участков полей и лесных угодий.

В Российском законодательстве к основным правовым нормативам в сфере нормирования обращения с пестицидами является Федеральный закон от 19 июля 1997 г. N 109-ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами». Кроме этого разработаны и внедрены методики по определению пестицидов в почве: ГОСТ Р 53217-2008 «Качество почвы. Определение содержания хлорорганических пестицидов и полихлорированных бифенилов. Газохроматографический метод с электронозахватным детектором».

Квалифицированные специалисты Ассоциация Независимых Лабораторий Тестэко с помощью современного высокоточного оборудования определят количество пестицидов и агрохимикатов в почве на вашем земельном участке или даче.

Видео материалы

Классификация источников

Основными источниками загрязнения выступают промышленные предприятия и сельскохозяйственная деятельность. Именно эти направления в наибольшей мере влияют на качество грунта. К менее интенсивным источникам вредных веществ относятся выхлопные газы на крупных автомобильных и железнодорожных магистралях. С учетом происхождения выделяют 2 группы источников: агрогенные и техногенные.

Агрогенные

Агрогенное загрязнение возникает при использовании вредных веществ в сельскохозяйственных целях. К числу таких веществ относятся пестициды, минеральные удобрения, отходы органического происхождения, в том числе навоз животных и птичий помет.

Техногенные

Включают загрязнения, вызванные работой промышленных предприятий, заводов, комбинатов, добывающих и перерабатывающих станций. Работа таких предприятий сопровождается привнесением в почву компонентов, которые в норме для нее не свойственны. К данной категории относятся загрязнители в виде радиоактивных отходов, шлама, тяжелых металлов, щелочей и неорганических кислот.

Результат воздействия вредных веществ на почву

Попадание вредных веществ в грунт приводит к его деградации. В результате этого нарушаются почвенные процессы, разрушаются органические и коллоидные части, замедляются микробиологические циклы. Активность растений и микроорганизмов в области загрязнения угнетается.

Плодородность земли, в которую попадают вредные вещества, постепенно падает. Несоответствие гигиеническим критериям оценки указывает на то, что в загрязненном грунте нарушены естественные обменные процессы, из-за чего взращивание полезных культур становится невозможным.

Радиоактивное и химическое загрязнение земель оказывает прямое влияние на экологическую обстановку и здоровье людей, так как большая часть нутриентов в пище получается именно из грунта. Выращенные в загрязненной земле растения – это источники ядовитых веществ, попадающих в организм животных и человека. В результате этого растет частота острых и хронических заболеваний, снижается сопротивляемость инфекциям, растет риск генетических отклонений.

Загрязнение почвы ядохимикатами и патология животных

Загрязнение почвы ядохимикатами, минеральными удобрениями, средствами защиты растений, которое выступает как мощный экологический эдафический фактор, может стать причиной заболеваний сельскохозяйственных животных.

Пестициды.

Среди ядохимикатов, представляющих наибольшую опасность, особое место занимают пестициды – химические средства борьбы с вредителями, болезнями растений и животных.

По производственной классификации пестициды подразделяют на: инсектициды – химические соединения, предназначенные для уничтожения насекомых; акарициды – против клещей; фунгициды – против грибов; гербициды – против травянистых сорных растений; арборициды – против кустарников и древесных растений. К пестицидам также относят репелленты – вещества, отпугивающие насекомых, аттрактанты – привлекающие насекомых, дефолианты – вещества, применяемые для удаления листьев.

Пестициды – биологически активные вещества. Они могут оказывать токсическое влияние на организм животных. По степени токсичности пестициды подразделяют на:

– сильнодействующие ядовитые вещества с величиной ЛД50 до 50 мг/кг массы тела;

– высокотоксичные – ЛД50 от 50 до 200 мг/кг;

– среднетоксичные – ЛД50 от 200 до 1000 мг/кг;

– малотоксичные – ЛД50 свыше 1000 мг/кг.

ЛД 50 – летальная доза для 50 % животных стада.

Ядохимикаты, загрязняющие почву, включаются в пищевые цепи и биотический круговорот. Мигрируя по пищевым цепям, они оказывают воздействие на животные организмы. В различных организмах, составляющих пищевые цепи, ядохимикаты накапливаются в неодинаковых концентрациях. Концентрация ядов возрастает и достигает летальной степени в тех организмах, которые составляют конечные звенья пищевой цепи. Попадая в организмы сельскохозяйственных животных минеральные удобрения и средства химической защиты, могут вызывать острые, подострые или хронические отравления. Зарегистрированы случаи отравления животных хлорорганическими, ртутьсодержащими, фосфорорганическими соединениями, фторидами, мочевиной.

Хлорорганические соединения

(ХОС) представляют собой производные углеводородов алифатического ряда (гексахлорэтан, дихлорэтан); алициклического ряда (гексахлоран, линдан); полихлортерпенов (полихлоркамфен, полихлорпинен); производные ароматических углеводородов (ДДТ, гексахлорбензол, тедион); производные полихлорциклодиенового ряда (алдрин, дилдрин).

Хлорорганические соединения в своем большинстве среднетоксичные пестициды. Проникая в организм животного, они хорошо всасываются в желудке и кишечнике, накапливаются в жирах и липоидах, способствуя накоплению в организме избыточного количества ацетилхолина, не проявляя при этом антихолинэстеразного действия. ХОС проникает через клеточные мембраны гепатоцитов, нарушая белковообразовательную, антитоксическую и другие функции печени. В патогенезе токсикоза важное значение имеет образование свободных радикалов при дехлорировании ХОС соответствующими ферментами – хлориназами, что приводит к дистрофии органов и тканей. ХОС нарушают воспроизводительные функции сельскохозяйственных животных, некоторые из них оказывают эмбриотоксическое и тератогенное действие.

Клинически острые отравления животных проявляются нарушением функции нервной системы. Отмечают общее угнетение, потерю аппетита, приступы судорог с последующим параличом центра дыхания.

Ртутьсодержащие соединения. Эта группа веществ издавна известна как фармакологические средства – серая ртутная мазь, сулема, каломель. Применяются органические производные ртути – этилмеркурхлорид, фенилмеркурацетат, фенилмеркурбромид. При применении веществ данной группы в качестве эффективных средств защиты семян зерновых, технических культур от поражения их патогенными грибами и микроорганизмами, они попадают и накапливаются в почве и становятся частой причиной отравления животных ртутью. Токсикозы молодняка отмечены при скармливании им гидропонной зелени, выращенной на почвах зараженных ртутьсодержащими соединениями.

В отличие от неорганических производных ртути этилмеркурхлорид и фенилмеркурацетат при поступлении в организм вначале не оказывают раздражающего действия на ткани животного. Накапливаясь до критической массы в органах и тканях, они производят токсическое действие, нарушая функциональное состояние нервной, кроветворной, сердечно-сосудистых систем, печени, почек. Ртуть способна проникать через плацентарный барьер и оказывать эмбриотоксическое и тератогенное действие. Клиническая картина ртутной интоксикации зависит от дозы яда и времени его накопления в органах и тканях животного. При ртутном токсикозе свиней клинические признаки отравления проявлялись через 2-3 недели. У животных отмечали общее угнетение, снижение аппетита, повышенную жажду, нарушение координации движений, уменьшение чувствительности кожи, ослабление, а иногда потерю зрения, конъюктевит, синюшность кожных покровов, судороги.

Соединения свинца

.
Один из основных загрязнителей почвы – тетраэтилсвинец. Выделяясь с выхлопными газами, тетраэтилсвинец оседает на почву, сельскохозяйственные культуры, проникает в подземные воды. Препараты свинца обладают выраженными кумулятивными свойствами. Попадая в организм животных, они фиксируются в нервной ткани, костях, печени, почках. Под влиянием тетраэтилсвинца подавляется активность фермента – холинэстеразы, нарушается углеводный обмен. Клиническая картина отравления свинцом выражена признаками нарастающей слабости, потливости, повышенной утомляемости, потерей аппетита, беспокойством, усилением перистальтики кишечника. При хронической форме токсикоза отмечают прогрессирующее исхудание, снижение продуктивности, запоры, поражения суставов, появление на деснах язв.
Соединения мышьяка.

В форме органических производных соединения мышьяка применяют в качестве фармакологических препаратов. Неорганические производные мышьяка используют как средства защиты растений. Из препаратов органического ряда наибольшее токсикологическое значение имеют осарол, новарсенол, соварсен. Неорганические производные представлены соединениями с трехвалентным мышьяком (арсенитами) и пятивалентными (арсенатами).

Оценка химического загрязнения почв

Систематический мониторинг почв подверженных загрязнению и агрохимический нконтроль регулярно проводят в регионах, где риск попадания вредных веществ повышен. Данный процесс осуществляется для определения содержания естественных элементов соединений, а также компонентов, не характерных для конкретного типа грунта.

Для агрохимического мониторинга почв необходимо предварительно определить ПДК – предельно допустимых концентраций вредных элементов. Они рассчитываются экспериментальным путем с учетом нескольких показателей вредности. Дальнейшая оценка почв загрязненных химическими веществами предусматривает сопоставление фактических показателей и ПДК.


Оценка загрязненности почв

Показатели химического загрязнения описываются в СанПиН 2.1.7.1287-03 – санитарно-эпидемиологических требованиях к качеству грунтов и почв. В соответствии с этим, вредные вещества делят на 3 группы опасности.

Класс опасностиХимический элемент
IРтуть, свинец, мышьяк, кадмий, селен, фтор, цинк
IIХром, сурьма, мель, никель, бор, кобальт
IIIСтронций, марганец, вольфрам, барий, ванадий

При оценке грунтов применяют следующие показатели:

  • Коэффициент концентрации вредных элементов относительно ПДК.
  • Коэффициент концентрации относительно фона.
  • Суммарный показатель загрязнения.

При многокомпонентном загрязнении оценка проводится с учетом содержания самого токсичного вещества с максимальным содержанием в грунте. Земля, которая по стандартам СанПиНа, относится к чрезвычайно опасному уровню, подлежит вывозу и утилизации.

Охрана земель от загрязнения

Для охраны почвы от химического загрязнения применяются разные мероприятия и технологии. Главным профилактическим методом является внедрение архитектурных решений, отделяющих промышленные зоны и земельные участки, обрабатываемые химикатами от ландшафтных территорий. В этих целях создаются санитарно-защитные зоны, вводится нормирование химического загрязнения почв.

Загрязнение почвы химическими веществами: последствия и охрана

Деятельность человека является главной причиной деградации почв. Из-за химического загрязнения почва становится непригодной для выращивания растительных культур. Негативное воздействие на грунт оказывалось всегда, но по оценкам экспертов утрата земель близится к критическим отметкам. Поэтому выбросы химических веществ в грунт и последствия данного процесса являются актуальными экологическими проблемами.

Виды химического загрязнения почв

Есть разные источники загрязнения почвы химическими веществами. Главная задача экологии сводится к минимизации пагубного влияния на земли.

Атмосферный перенос загрязняющих веществ

Это распространенный путь попадания вредных веществ в землю. Посредством атмосферного переноса в грунт попадают тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий). Эти вещества попадают в атмосферу в составе испарений с производственных и добывающих предприятий, а потом выпадают вместе с осадками на землю. Вместе с жидкостью они проникают в грунтовые воды.

Попадание в грунт вредных веществ происходит при выпадении кислотных дождей. Они провоцируют рост уровня рН почвы и влияют на состав. Такие дожди выпадают в регионах, где расположены предприятия, на которых сжигают большое количество угля и неподалеку от химических и металлургических заводов.

Сельскохозяйственное загрязнение

Каждое сельскохозяйственное предприятие использует химические компоненты при обработке земли либо растущих на ней растений. Побочным явлением обработки является загрязнение почвы ядохимикатами. К ним относятся, в первую очередь, пестициды – средства, применяющиеся для борьбы с вредителями, сорняковыми растениями, с патогенами, вызывающими заболевания у выращиваемых растительных культур.

Эти химикаты не разлагаются и сохраняются в грунте. Пестициды способны попадать в грунтовые воды, влиять на уровень плодородности.

Для улучшения качества почвы при выращивании растительных культур используют удобрения. Они в меньшей степени по сравнению с пестицидами вредят земле, но влияют на грунтовый состав и являются потенциальным источником ядов.

Наземное загрязнение

В отличие от атмосферных выбросов, которые распространяются на расстояния, загрязнение из отвалов крупнотоннажных производств и топливно-энергетических комплексов имеет локальный характер. Отвалы занимают большую площадь, а выбросы химических предприятий опасны для почв.

Отвалы, образующиеся в угольнодобывающих предприятиях, содержат много угля. Он горит с выделением вредных веществ в атмосферу. Горнодобывающие отвалы содержат вредные для почв химические соединения, например пирит.

Отходы и их утилизация

Ответственность за химическое загрязнение почв в России лежит не только на добывающих и перерабатывающих предприятиях. Источником загрязнения выступают и обычные люди, которые ежедневно производят твердые отходы. Огромное количество ТБО, образующийся в процессе потребления продукции – это основной источник загрязнения почв химическими веществами. Такие отходы скапливаются на территории полигонов и свалок, вследствие чего в грунт попадают токсичные вещества, влияющие на плодородность и состав почвы.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами

Этот вид загрязнения считается самым опасным, так как проникающие в почву химические соединения существенно влияют на ее состав и свойства. При этом очистить землю от нефтепродуктов сложно.

Нефть попадает в грунт в основном при разведывательном бурении или непосредственно при добыче ресурса. К негативным последствиям также приводят аварии на нефтедобывающих и перерабатывающих предприятиях, транспортных трубопроводах, утечках на судах, цистернах.

Попадание нефти к грунт приводит к тому, что все живые растения и микроорганизмы гибнут из-за нехватки жидкости. Позже частицы почвы слипаются между собой, окисляются и твердеют, из-за чего земля становится похожей на асфальт. При сильном загрязнении нефтью происходит минерализация, и тогда восстановить грунт нельзя.

Загрязнение почвы радиоактивными веществами

Источниками радиоактивных веществ выступают предприятий ядерно-топливного цикла. Радиоактивные элементы попадают в грунт из негерметичных хранилищ, накопителей. Серьезную опасность представляют аварии на предприятиях, так как из-за попадания в грунт большого количества радиоактивных веществ он утрачивает свои функции на многие годы.

Радиоактивное загрязнение – прямой источник ионизирующего излучения, влияющего на растения, животных и человека. На земле, где повышен уровень радиации, нельзя выращивать пригодные к употреблению растения, так как они по умолчанию будут содержать радиоактивные вещества.

Классификация источников

Основными источниками загрязнения выступают промышленные предприятия и сельскохозяйственная деятельность. Именно эти направления в наибольшей мере влияют на качество грунта. К менее интенсивным источникам вредных веществ относятся выхлопные газы на крупных автомобильных и железнодорожных магистралях. С учетом происхождения выделяют 2 группы источников: агрогенные и техногенные.

Агрогенные

Агрогенное загрязнение возникает при использовании вредных веществ в сельскохозяйственных целях. К числу таких веществ относятся пестициды, минеральные удобрения, отходы органического происхождения, в том числе навоз животных и птичий помет.

Техногенные

Включают загрязнения, вызванные работой промышленных предприятий, заводов, комбинатов, добывающих и перерабатывающих станций. Работа таких предприятий сопровождается привнесением в почву компонентов, которые в норме для нее не свойственны. К данной категории относятся загрязнители в виде радиоактивных отходов, шлама, тяжелых металлов, щелочей и неорганических кислот.

Результат воздействия вредных веществ на почву

Попадание вредных веществ в грунт приводит к его деградации. В результате этого нарушаются почвенные процессы, разрушаются органические и коллоидные части, замедляются микробиологические циклы. Активность растений и микроорганизмов в области загрязнения угнетается.

Плодородность земли, в которую попадают вредные вещества, постепенно падает. Несоответствие гигиеническим критериям оценки указывает на то, что в загрязненном грунте нарушены естественные обменные процессы, из-за чего взращивание полезных культур становится невозможным.

Радиоактивное и химическое загрязнение земель оказывает прямое влияние на экологическую обстановку и здоровье людей, так как большая часть нутриентов в пище получается именно из грунта. Выращенные в загрязненной земле растения – это источники ядовитых веществ, попадающих в организм животных и человека. В результате этого растет частота острых и хронических заболеваний, снижается сопротивляемость инфекциям, растет риск генетических отклонений.

Оценка химического загрязнения почв

Систематический мониторинг почв подверженных загрязнению и агрохимический нконтроль регулярно проводят в регионах, где риск попадания вредных веществ повышен. Данный процесс осуществляется для определения содержания естественных элементов соединений, а также компонентов, не характерных для конкретного типа грунта.

Для агрохимического мониторинга почв необходимо предварительно определить ПДК – предельно допустимых концентраций вредных элементов. Они рассчитываются экспериментальным путем с учетом нескольких показателей вредности. Дальнейшая оценка почв загрязненных химическими веществами предусматривает сопоставление фактических показателей и ПДК.

Оценка химической загрязненности почв

Показатели химического загрязнения описываются в СанПиН 2.1.7.1287-03 – санитарно-эпидемиологических требованиях к качеству грунтов и почв. В соответствии с этим, вредные вещества делят на 3 группы опасности.

Класс опасностиХимический элемент
IРтуть, свинец, мышьяк, кадмий, селен, фтор, цинк
IIХром, сурьма, мель, никель, бор, кобальт
IIIСтронций, марганец, вольфрам, барий, ванадий

При оценке грунтов применяют следующие показатели:

  • Коэффициент концентрации вредных элементов относительно ПДК.
  • Коэффициент концентрации относительно фона.
  • Суммарный показатель загрязнения.

При многокомпонентном загрязнении оценка проводится с учетом содержания самого токсичного вещества с максимальным содержанием в грунте. Земля, которая по стандартам СанПиНа, относится к чрезвычайно опасному уровню, подлежит вывозу и утилизации.

Охрана земель от загрязнения

Для охраны почвы от химического загрязнения применяются разные мероприятия и технологии. Главным профилактическим методом является внедрение архитектурных решений, отделяющих промышленные зоны и земельные участки, обрабатываемые химикатами от ландшафтных территорий. В этих целях создаются санитарно-защитные зоны, вводится нормирование химического загрязнения почв.

Другие мероприятия для защиты грунта от вредных выбросов:

  • Установка на предприятиях газоочистных и пылеочистных установок, снижающих выброс в атмосферу.
  • Модернизация технологических процессов на предприятиях.
  • Реконструкция заводов или отдельных цехов, являющихся источником токсичных веществ в земле.
  • Очистка грунтовых слоев при помощи промывки, глинования, органических или минеральных удобрений и другими доступными методами нейтрализации вредных компонентов.
  • Локализация (закрепление) загрязняющего вещества для предотвращения его последующего распространения.

Химическое загрязнение почв в России

Почва считается важнейшим элементом биосферы. В данный момент химических состав земель неоднороден, что связано с неоднородным распространением элементов по территории.

Из-за негативного воздействия на почву, в том числе в сельскохозяйственном секторе, привело к снижению плодородия, истощению земель, засолению и распространению эрозийных процессов. Главным источником признаны пестициды, которые активно использовались в сельскохозяйственной сфере еще в СССР.

Свыше 1 млн Га земель нарушены при добыче полезных ископаемых. Свалки и полигоны, где сбрасываются бытовые и промышленные отходы, занимают 3 млн Га. 50 Га подверглось опустыниванию вследствие техногенных факторов.

По состоянию на 1992 год в России загрязнено 74.3 млн Га почвы. Большая часть из них расположена в непосредственной близости от промышленных предприятий, транспортных магистралей и городов. Ежегодно в почву попадает до 60 млн тонн твердых бытовых отходов.

Таким образом, состояние почвенных ресурсов в России в состоянии, близком к критическому, ввиду чего принимаются меры, направленные на снижение объема вредных выбросов.

Загрязнение почвы – глобальная экологическая проблема, вызванная жизнедеятельностью человека. Несмотря на внедрение новых технологий производства и проведение ремедиации, загрязненность грунтов постоянно растет. Содержание вредных компонентов в земле влияет на все живые организмы, в том числе на людей.

Влияние пестицидов на окружающую среду

Опасность пестицидов

Связи между элементами биосферы не только динамические, но и достаточно устойчивы. Однако человек в процессе своей деятельности часто наносит ущерб этим постоянным связям, то есть окружающей среде, в которой достаточно разорвать одно звено, как нарушается вся цепочка — биота (совокупность растительных и животных организмов). Поэтому под влиянием антропогенного фактора окружающая среду постоянно меняется и, к сожалению, чаще в худшую сторону.

Большой вред наносят окружающей среде выбросы в атмосферу различных химических соединений промышленными предприятиями, транспортными средствами, интенсивное применение агрохимикатов. Выпадая с осадками, они загрязняют окружающую среду — почву, водоемы, подпочвенные воды, природные угодья, моря, воздуха (рис. 1).

Таким образом, все химические соединения отрицательно влияют на все экологические категории биосферы. Вместо природных создаются так называемые техногенные экосистемы, меняются ландшафты, испытывает влияние и неживая природа. Учитывая это негативное влияние химических соединений на окружающую среду, в частности на агроландшафты, надо ослаблять, что в значительной степени зависит от общих природоохранных мероприятий и деятельности человека, направленной на улучшение трофических связей в биологической среде.

Схема циркуляции пестицидов в окружающей среде

Рис. 1. Схема циркуляции пестицидов в окружающей среде

Окружающая среда — это совокупность физических, химических, биологических, а также социальных факторов, способных влиять прямо или косвенно, быстро или через некоторое время на биоту и здоровье человека.

Установлены следующие формы воздействия пестицидов в биосфере:

Локальное действие. Непосредственное воздействие на вредные организмы или косвенно на другие организмы, воду, почву. Эффективность локального действия пестицидов определяется дозой, формой, способом применения, избирательностью действия и скоростью разложения в окружающей среде.

Последействие близкое (ландшафтно-региональное). По продолжительности и характеру воздействия пестицида на окружающую среду она зависит от рельефа, почвенных и погодно-климатических условий.

Последействие удаленное (регионально-бассейновое). Характерная для стойких пестицидов, способных в виде растворов, суспензий или в сорбированном состоянии с почвенными коллоидами мигрировать в бассейны рек, их поймами и террасами.

Последействие очень удаленное (глобальное) — влияние на планету в целом (океаны, суша, атмосфера). Это связано с переносом устойчивых пестицидных веществ воздушными течениями, водой, циклонами, штормами, массовыми миграциями птиц, животных и людей, движением транспортных средств, перевозкой грузов, сырья, продуктов питания.

Результатом воздействия пестицидов может быть:

  • формирование резистентности у вредных организмов;
  • влияние на растения и животных;
  • накопление и передача цепями питания.

Циркуляция пестицидов в окружающей среде может происходить по схемам: воздух — растение — почва — растение — травоядное животное — человек; почва — вода — зоофитопланктон — рыба — человек.

Состояние окружающей среды оценивается по критериям химического мониторинга с использованием стандартных высокочувствительных методов анализа остатков пестицидов.

Источники и причины загрязнения окружающей среды пестицидами

В окружающей среде пестициды распространяются через воздух, воду, растения, животных, а также людьми, которые с ними работают. Охрана природы и рациональное использование ее ресурсов — одна из важных проблем современности, от правильного решения которой во многом зависит развитие экономики, безопасность жизнедеятельности и сохранение окружающей среды в экологически чистом состоянии.

При современном уровне химизации сельскохозяйственного производства в условиях значительного увеличения количества и расширение ассортимента пестицидов охрана окружающей среды от загрязнения имеет чрезвычайно важное значение и требует установки строгих регламентов и четко организованной системы контроля за их соблюдением. Причины загрязнения окружающей среды пестицидами заключаются в нарушении регламентов их применения, использовании персистентных препаратов и других технологических факторов.

Передозировка пестицидов. Особые ситуации загрязнения объектов окружающей среды возникают при повышенных нормах расхода пестицидов. Использование максимальных норм расхода пестицидов является наиболее распространенной причиной загрязнения окружающей среды. На обработанных площадях различают локальное загрязнение (полосы перекрытия, проходов и поворотов агрегата, использование неоткалиброваных или неисправных распылителей) и сплошные передозировки (вызванные ошибками при расчете необходимой нормы расхода пестицида и рабочей смеси и т.п.).

Систематическое использование персистентных пестицидов без учета самоочищающейся способности почвы может привести к постепенному накоплению и превышение МДУ.

Использование загрязненных опрыскивателей или тары является одной из причин повреждения или уничтожения остатками гербицидов чувствительных культур, токсическая доза для которых меньше 1 г/га, — кукурузы, сахарной свеклы, подсолнечника, сои, картофеля, рапса и др. Для применения гербицидов необходимо использовать отдельные опрыскиватели. Эти требования нельзя выполнить при использовании спецавиации, поэтому необходимо тщательно очищать аппаратуру от гербицидных остатков. При отмывании аппаратуры от гербицидов используются водные растворы карбоната натрия, аммиака и другие электролиты, для эфиров и других гидрофобных препаратов — минеральные масла и водные растворы ПАВ. К негативным последствиям может привести использование некачественно очищенной тары из-под пестицидов.

Применение гербицидов в чувствительные фазы развития культурных растений. Этот негативный фактор наблюдается при применении препаратов гормонального действия (2,4-Д, 2М-4Х, пиклорам, диален и др.). Их рекомендуется использовать в безопасной для культурных растений фазе — полного кущения зерновых колосовых (21-29 фазы онтогенеза), ведь при более раннем или более позднем применении аналогов фитогормонов оказывается их негативное влияние на рост и развитие культур, уменьшается урожайность зерна и ухудшается его качество, а в отдельных случаях сформированное зерно теряет свою жизнеспособность.

Использование непроверенных смесей пестицидов или комбинированное их применение с другими агрохимикатами. В современных технологиях выращивания сельскохозяйственных культур широко применяются смеси пестицидов и агрохимикатов. При отсутствии необходимой информации о совместимости компонентов их применение может стать одной из причин негативного влияния на культурные растения с непредсказуемыми последствиями последействия в агроценозах. Поскольку нельзя предусмотреть действие всех сочетаний препаратов при использовании их в смесях, перед применением рекомендуется провести исследование пестицидных смесей с целью определения их фитотоксического воздействия на растения в конкретных условиях. Согласно действующим нормативным актам по вопросам защиты растений, смеси агрохимикатов, официально не разрешенных для применения, категорически запрещено использовать.

Ошибки при выборе пестицидов могут быть связаны с отсутствием этикетки на таре, нарушениями при хранении и безответственностью специалистов при выполнении этой работы. Среди пестицидов есть группа препаратов, которые необходимо хранить только при плюсовой температуре. При замерзании в них происходят физико-химические изменения, которые вызывают потерю пестицидного действия или появление фитотоксичности для культурных растений.

Использование соломы после применения гербицидов. В качестве субстрата и мульчу в закрытом грунте широко используют солому озимых культур. А поскольку овощные культуры очень чувствительны к ряду гербицидов гормонального действия, необходимо использовать солому с полей, где эти гербициды не применялись.

Загрязнение пестицидами атмосферного воздуха. Движение и перемещение части пестицида с места использования воздушными потоками называется сносом. Основным источником поступления пестицидов в воздушную среду является обработка сельскохозяйственных культур, лесных насаждений и последующее испарение с поверхности объектов. Рассеивания пестицидов, интенсивность загрязнения ими атмосферного воздуха определяется особенностями и способом применения препарата, его летучесть, количеством обработок, метеорологическими факторами (температурой, скоростью ветра и т.д.). Выветривания пестицидов с поверхности почвы проходит значительно быстрее, чем при внесении препаратов в почву, где они содержатся почвенными коллоидами. Одно и то же вещество с поверхности почвы выветривается с разной скоростью в зависимости от температуры и влажности, концентрации и скорости ветра. Легкие частицы пылевидных препаратов или смачиваемых порошков легко переносятся воздухом. Гранулы и брикеты тяжелее, поэтому имеют тенденцию скорее оседать.

Циркулярный наконечник высокого давления и малый наконечник образуют очень маленькие капли, которые легко сносятся. Циркулярный наконечник низкого давления и большой наконечник образуют большие капли с меньшей способностью к сносу. Возможность сноса части капель пестицида зависит от способа его применения. При более низкой высоте рассеивания рабочая смесь меньшей мере попадает в воздушные потоки и меньше сносится, и наоборот

Авиационное опрыскивание производится с высоты над объектом 3-4 м и при скорости ветра не более 3 м/с, а при использовании наземной аппаратуры — 3-4 м/с. Нарушение этих требований приводит к сносу рабочих смесей на значительное расстояние. Летучие пестициды при высокой температуре воздуха (22-28 °С) быстро выветриваются, что значительно уменьшает их пестицидное действие и загрязняет окружающую среду. Удаление пестицидов с воздуха происходит с осадками и путем фотохимического разрушения.

Загрязнение атмосферного воздуха пестицидами характеризуется таким показателем, как предельно допустимая концентрация (ПДК). Согласно санитарным нормам максимально допустимые уровни содержания пестицида в воздухе рабочей зоны составляют 0,001-0,05 мг/м 3 .

Загрязнения и поведение пестицидов в водоемах. Пестициды могут попадать в водоемы непосредственно из почвы или атмосферы. В открытые водоемы они попадают со сточными и талыми водами, при авиационных и наземных обработках сельхозугодий и лесных насаждений, а также при непосредственном уничтожении сорняков, водорослей, моллюсков и тому подобное.

С атмосферы в воду пестициды попадают с осадками, при выветривании и вымывании с поверхности в более глубокие слои почвы. Движение пестицидов до воды происходит вследствие стечения с обрабатываемой поверхности или в результате выщелачивания в нижние слои с поверхности почвы. Сток и выщелачивания случаются, когда на поверхность попадает избыток жидкого пестицида или на поверхность, которая содержит остатки пестицида, попадает много дождевой или ирригационной воды. Сточная вода может попадать в дренажные каналы, ручьи, пруды или в реки, по которым пестициды могут перемещаться на большие расстояния. Пестициды также выщелачиваются в нижние горизонты почвы, достигая грунтовых вод. Сток пестицида может нанести значительный ущерб рыбе и другим гидробионтам в прудах, ручьях, озерах и реках. Распределение пестицидов в толще воды зависит от их физико-химических свойств (объемной массы, растворимости), препаративных форм и тому подобное. На скорость разрушения пестицидов в воде влияет ее температура, рН, уровень общего загрязнения, свойства действующего вещества.

Пестициды, которые попали в водоемы, могут разрушаться, или, если они стабильны, мигрировать и накапливаться в гидробионтах и муле, что определяет их опасность для водной среды. Для характеристики стабильности препарата в воде определяют t50 и t95 распада.

Стабильность оценивается по шкале:

  • первый класс — высокостабильные препараты (t95 более 30 суток),
  • второй — стабильные (11-30),
  • третий — среднестабильные (6-10),
  • четвертый — малостабильные (до 5 суток).

От продолжительности хранения пестицида в воде зависит его действие на водоемы и экологические последствия, поэтому при подборе ассортимента препаратов следует учитывать и показатели стабильности. Стабильность вещества, кроме его химической природы, зависит также от формы препарата, нормы расходов, погодных условий.

Особенностью пестицидов как загрязнителей окружающей среды является их биологическое воздействие на нецелевые организмы, а также способность проявлять нежелательное опосредованное действие (рис. 2).

Побочные эффекты воздействия пестицидов

Рис. 2. Побочные эффекты воздействия пестицидов

Влияние пестицидов на рыб и водных беспозвоночных

Основной причиной гибели водной фауны является попадание в водоемы и реки промышленных и бытовых стоков, содержащих органические отходы и минеральные азотные компоненты. Однако и пестициды наносят значительный ущерб рыболовству при попадании в воду в результате сноса ветром при опрыскивании посевов и с водой, стекающей с обработанных полей. Водоемы непосредственно обрабатываются пестицидами для уничтожения комаров, других вредителей, сорняков и водорослей в каналах и рисовых чеках. Токсичность различных пестицидов для планктона, различных видов рыб зависит от многих факторов. По степени опасности их можно условно разместить в такой последовательности: инсектициды — гербициды — фунгициды.

Критерием токсичности того или иного препарата является коэффициент относительной опасности, который определяется отношением нормы расходов пестицида, которая рекомендуется, к значению токсического действия для рыб концентрации и СК50 с приведением их к одинаковой размерности с учетом глубины водоема:

Коэффициент опасности пестицида

Коэффициент опасности пестицида

  • НВ — максимальная норма расхода препарата (действующего вещества) при опрыскивании посевов, мг/м 2 ;
  • СК50 — концентрация в воде, что приводит 50%-ную гибель особей за определенное время, мг/ м3 воды;
  • h — глубина водоема.

Например, коэффициент опасности для пресноводных рыб базудина равна 33; Би-58 нового — 0,013; карбофоса — 1,0; шерпа — 2,5-5; сумицидина — 1,8. Наибольшую опасность для рыб с фосфорорганических соединений составляет базудин. Синтетические пиретроиды, несмотря на низкие нормы расходов, имеют высокий коэффициент опасности. Среди гербицидов наименее токсичные производные карбаминовой кислоты.

Опасность для водной фауны составляют опрыскивание инсектицидами малых рек, водоемов местного значения и прибрежных зон крупных водохранилищ.

Опасность пестицидов для крупных глубоководных водохранилищ значительно меньше благодаря тому, что токсикант растворяется большими объемами воды, а непосредственная обработка водоема исключается.

Пестициды могут накапливаться в планктоне, организме рыб в большом количестве без внешних признаков отравления и представляют опасность для многих звеньев цепи питания.

Загрязнения и поведение пестицидов в почве

В почву пестициды попадают во всех случаях их использования. В дальнейшем определенная их часть разлагается на нетоксичные продукты в течение нескольких месяцев и не оставляет заметного негативного влияния, другая часть хранится годами и попадает в систему круговорот веществ в природе. Пестициды попадают в атмосферу при испарении, а затем выпадают с дождем, вымываются осадками или почвенной водой в глубокие подпочвенные слои, выносятся корнями растений на поверхность с почвенным раствором, в микроколичествах поступают в продукты питания и снова в почву. Продолжительность этих процессов зависит от природных и антропогенных факторов, влияющих на распад пестицидов в почве.

Природные факторы. Биологические процессы являются основными в разложении большинства пестицидов. Биологическая активность почвы определяется ее типом, генетическим слоем, рН, содержанием органического вещества, гидротермическим режимом, условиями аэрации и тому подобное. Особенности распространения почвенных микроорганизмов связаны с географией основных типов почв. По мере продвижения с севера на юг биогенность почв возрастает. Различную микробиологическую активность почв определяет температурный режим.

Скорость инактивации и разложения пестицидов зависят от типа почвы, степени его окультуренности, минерального и механического состава и др. Неравномерная локализация микрофлоры в различных генетических горизонтах почвы и их неодинаковая биологическая активность влияют на полноту деградации пестицидов. Поэтому для окружающей среды наиболее опасны инертные и персистентные пестициды с высокой миграционной способностью. Такие препараты после проникновения в глубокие слои почвы длительное время могут сохраняться без существенных изменений.

Кислотность почвы. Для большинства почвенных микроорганизмов оптимальный показатель рН=6,5-7,5 (нейтральная среда). Можно предположить, что в пределах этих показателей рН микробиологическая трансформация (разложения) пестицидов в почве должна проходить более интенсивно. Однако, как показывают исследования, значение рН среды по-разному влияют на трансформацию отдельных пестицидов. Пестицидная активность уменьшается благодаря адсорбции препаратов и продуктов их деградации почвенными коллоидами. Степень адсорбции пестицидов в значительной степени зависит от содержания гумуса в почве. Почвами с высоким содержанием органического вещества абсорбируется большее количество пестицидов по сравнению с суглинков и песчаными.

Влажность почвы. Если в почве больше воды, чем она может поглотить, она вместе с пестицидами легко проникает в подземные воды. Ливень или чрезмерное орошение могут вызвать такое явление.

Аэрация почвы. Большинство почвенных микроорганизмов являются активными в аэробных условиях, поэтому чаще аэрация положительно влияет на разложение пестицидов.

Нормы расхода препаратов. Пестициды как биологически активные вещества не должны накапливаться в почве в концентрациях, которые негативно влияют на жизнедеятельность микроорганизмов. Поэтому применять пестициды необходимо согласно регламенту, особенно соблюдать нормы расхода препаратов, что является чрезвычайно важным для самоочищения почвы.

Летучесть пестицидов зависит от температуры и влажности почвы и воздуха. Например, через 15 мин после применения эптама потери его с сухой почве составляют 20%, из влажной — 27 из сырой — 44%. Это касается и других летучих препаратов, вносимых в почву. Адсорбция пары летучих пестицидов сухой почвой значительно выше, чем влажной. Это позволяет применять их при сухой почве без риска уменьшения эффективности.

Детоксикация пестицидов в почве и других средах в значительной степени зависит от свойств почвы, погодно-климатических факторов (осадков, температуры, освещения). Они зависят от обработки почвы, орошения, использования удобрений, культуры и способа применения препаратов. С повышением температуры и активности солнечной инсоляции скорость разложения увеличивается. Срок хранения пестицидов в почве зависит от вида и масштабов их применения.

Одним из основных факторов, способных предотвращать загрязнение почвы пестицидами, является научно обоснованное уменьшение норм расхода препаратов, кратности обработок и оптимизация их применения. Замена сплошных обработок полосовыми и краевыми, применение баковых смесей значительно уменьшают расходы препаратов на единицу площади, а следовательно — и загрязнения почвы.

https://bio-fon.ru/voprosy-ekologii/zagryaznenie-pochvy-pesticidami-2.html

Загрязнение почвы химическими веществами: последствия и охрана


https://agroflora.ru/vliyanie-pesticidov-na-okruzhayushhuyu-sredu/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *