Экологические проблемы в связи с загрязнением почв
— 14—15%,
заболоченные земли и болота — 9—10%, тундра — 8%, высокогорье — 3%, города
и населенные пункты — 3% и только 15% — пахотные земли, площадь которых
составляет около 230 млн га. Из них 160 млн га подвержены эрозии (в
большинстве своем — это чернозем и 137
краснозем). Знаменитый воронежский чернозем, 1м3 которого хранится в Париже
в качестве эталона плодородия, уже не дает того урожая, который был раньше
(уменьшился в 1,5—3 раза). За последние 25 лет площадь сельскохозяйственных
угодий уменьшилась на 24%, а пашни — на 18%. На каждого жителя России
приходится 1,5 га пахотных земель, в то время как на душу населения планеты
(обрабатывается всего 10,4% всей суши) земли приходится менее 0,5 га, и
этот показатель имеет тенденцию к дальнейшему снижению.
Причинами потери почвы является выпахивание, перевыпас, сведение лесов и
засоление почвы при орошении.
Выпахивание увеличивает эрозию почвы, уменьшает ее влагоудерживающую
способность, инфильтрация и аэрация также уменьшаются.
Перевыпас уничтожает травяной покров. За счет указанных действий произошло
опустынивание 61% плодородных земель засушливых районов, в частности: в
Южной Африке — 80%, Западной и Южной Азии — 82—83%, азиатской части бывшего
СССР — 55% и т. д. Ежегодно превращается в пустыню 6 млн га природных почв.
Сведение лесов. Лесной покров особенно эффективно предохраняет почву от
эрозии и удерживает почвенную влагу, так как принимает на себя удары
дождевых капель и позволяет впитываться в рыхлый, пахотный слой почвы,
покрытый опалом. Кроме этого леса эффективно усваивают элементы питания,
освобожденные при разложении детрита, т. е, рециркулируют их.
Следовательно, вырубка леса не только приводит к эрозии почвы, но и
обедняет ее биогенный состав. Сведение лесов происходит по трем основным
причинам: освоение новых территорий под сельскохозяйственные угодья,
получение древесины для строительства и бумажной промышленности,
использование в качестве топлива.
К потере почвы приводит и ее орошение — искусственное снабжение водой
пахотных земель. Орошение приводит к существенному увеличению
сельскохозяйственной продукции в регионах, где осадков выпадает
недостаточно, но часто приводит к засолению почвы (т. е. солености почвы,
выходящей за пределы устойчивости растений), поскольку даже очень хорошая
поливная вода содержит солей 500—600 мг/л. При испарении воды из почвы и
транспирации через листья растений растворенные в воде соли остаются в
почве. 30% орошаемых земель уже засолены. Засоление почвы приводит к ее
опустыниванию (азиатская часть СССР засолена на 30%, в США — на 22%, в
Китае — на 30%). Одной из причин падения богатейшей когда-то Римской
империи было засоление и опустынивание ранее богатых пахотных земель.
Процессы выветривания и почвообразования сильно зависят от климата и
состава материнской породы. Если скорость эрозии не будет превышать
скорости формирования почвы, то потери почвы не произойдет. Однако в
большинстве агроэкосистем этот баланс нарушен, поскольку скорость эрозии в
2—10 раз выше допустимой.
В настоящее время эрозия почвы набирает силу, поскольку рост населения и
экономические трудности заставляют людей вырубать леса, распахивать склоны
гор и малопригодные засушливые территории, использовать методы интенсивного
земледелия, которые ненадолго повышают урожай за счет дополнительной
эрозии.
7. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ В ПОЧВЕННОМ МОНИТОРИНГЕ
Почвенный покров накапливает информацию о происходящих процессах и
изменениях, т. е. почва является своеобразным индикатором не только
сиюминутного состояния среды, но и отражает прошлые процессы. Поэтому
почвенный (агроэкологический) мониторинг имеет более общий характер и
открывает большие возможности для решения прогностических задач. Основными
показателями, которые оцениваются в процессе агроэкологического
мониторинга, являются следующие: кислотность, потеря гумуса, засоление,
загрязнение нефтепродуктами.
Кислотность почв оценивается по значению водородного показателя (рН) в
водных вытяжках почвы. Значение рН измеряют с помощью рН-метра, иономера
или потенциометра. Оптимальные диапазоны рН для растений от 5,0 до 7,5.
Если кислотность, — т. е. рН меньше 5, то прибегают к известкованию почв,
при рН более 7,5-8 используют химические средства для снижения рН.
В настоящее время контроль за содержанием гумуса входит в число
первоочередных задач. Изменение количества органического вещества в почве
не только связано с изменением . почвенных свойств и их плодородия, но и
отражает влияние внешних негативных процессов, вызывающих деградацию почв.
Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. К
навеске почвы добавляют окислитель (чаще всего хромлик) и кипятят. При этом
органическое вещество, входящее в состав гумуса, окисляется до CO2 и Н2О.
Количество израсходованного окислителя определяют либо титрометрическим
методом, либо спектрофотометрическим. Зная количество окислителя,
определяют количество органического вещества.
В последнее время применяют анализаторы углерода, в которых происходит
сухое сжигание органического вещества в токе кислорода с последующим
определением выделившегося СО2.
Антропогенное засоление почв проявляется при недостаточно научно
обоснованном орошении, строительстве каналов и водохранилищ. Химически оно
проявляется в увеличении содержания в почвах и почвенных растворах
легкорастворимых солей — это NaCI, Na 2SО4, MgCI2, MgS04. Наиболее простой
метод обнаружения засоления основан на измерении электрической
проводимости. Применяют определение электрической проводимости почвенных
суспензий, водных вытяжек, почвенных растворов и непосредственно почв. Этот
процесс контролируется путём определения удельной электрической
проводимости водных суспензий с помощью специальных солемеров. При контроле
за загрязнением почв нефтепродуктами решаются обычно три основные задачи:
определяются масштабы (площади) загрязнения, оценивается степень
загрязнения, выявляется наличие токсичных и канцерогенных загрязнений.
Первые две задачи решаются дистанционными методами, к которым относится
аэрокосмическое измерение спектральной отражательной способности почв. По
изменению окраски или плотности почернения на аэрофотоснимках можно
определить размеры загрязнённой территории, конфигурацию площади
загрязнения, а по снижению коэффициента отражения оценить степень
загрязнения. Степень загрязнённости почв можно определить по количеству
содержащихся в почве углеводородов, которое определяется методами
хроматографии.
8. БИОТЕХНОЛОГИЯ ОХРАНЫ ЗЕМЕЛЬ
Загрязненность почв неорганическими ионами и нехватка полезных
органических, избыток пестицидов и других вредных минеральных добавок
приводят к снижению урожайности и качества сельскохозяйственных культур, а
также эрозии и дефляции почвы. При этом традиционные удобрения и методы
внесения их в почву являются весьма затратными. (По мнению специалистов
США, на производство стакана молока необходимо расходовать в настоящее
время стакан дизтоплива).
Вместе с тем имеются безграничные, возобновляемые ресурсы удобрений,
содержащие необходимые питательные элементы для сельхозкультур и близкие, а
иногда и превышающие по качеству органические удобрения (например: осадки
сточных вод станций аэрации). Широкому применению их в сельском хозяйстве
препятствует бактериальная зараженность и содержание тяжелых металлов. Если
первое препятствие (технически и организационно) в целом разрешимо, то
второе — требует новых подходов, основанных на биотехнологических приемах.
В настоящее время в России и за рубежом проводится большая работа по
селекции и получению методами генетической инженерии микроорганизмов,
способных при внесении их в почву вместе с осадками продуцировать полимеры,
переводящие тяжелые металлы в неподвижные формы, и осуществляющие
одновременно процесс азотфиксации (усвоение атмосферного азота).
Уже не одно десятилетие насчитывает опыт применения красного
калифорнийского червя для получения биологически ценного удобрения
(биогумуса) из клетчаткосодержащих и широкого спектра органических отходов,
а также для улучшения структуры почв, аэрирования. Прошедший через червя
гумус обогащен всеми необходимыми аминокислотами, микроэлементами.
Одним из наиболее распространенных и стойких загрязнений земель является
нефть. Естественная микрофлора, адаптируясь, способна разрушить загрязнения
такого типа. Смешение загрязненной нефтью почвы с измельченной сосновой
корой ускоряет на порядок скорость разрушения нефти за счет способности
микроорганизмов, существующих на поверхности коры, к росту сложных
углеводородов, входящих в состав сосновой смолы, а также адсорбции
нефтепродуктов корой. Такой биотехнологический прием получил название
«микробное восстановление загрязненной нефтью почвы».
Не менее перспективным и эффективным является бактериальный препарат
«Путидойл», промышленный выпуск которого освоен в г. Бердске Свердловской
области. Препарат представляет собой лиофилизированную (высушенную при
низких температурах под вакуумом) и дезинтегрированную клеточную массу
бактерий рода Pseudo — топаз. Конкретные параметры и
| |  скачать работу |
Экологические проблемы в связи с загрязнением почв |
