Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast_2

почве оказывает более сильное ингибирующее действие, чем при той же концентрации каждый элемент в отдельности.

В разных типах почв уровень токсичности тяжелых металлов может отличаться на порядок и выше. Установлено, что, например, кадмий на неокультуренных подзолистых почвах оказывает угне­ тающее действие при содержании 5 мг/кг, а на окультуренных — начиная с 50 мг/кг.

Загрязнение почв бензпиреном. С продуктами неполного сгора­ ния угля и нефти в почву поступают полициклические ароматиче­ ские углеводороды, среди которых особенно опасен бензпирен. Он сильный канцероген. Почва — конечный резервуар аккумуля­ ции бензпирена. Больше всего его накапливается в гумусовом го­ ризонте. С почвенной пылью, грунтовыми водами, с продуктами питания бензпирен может попадать в организм животных и чело­ века. Почвенные микроорганизмы обладают способностью расщеп­ лять бензпирен на нетоксичные компоненты, но процесс поступле­ ния превалирует над детоксикацией его. Эта проблема заслужива­ ет глубокого изучения.

Техногенное подкисление почв. Техногенное поступление в ат­ мосферу соединений хлора и соляной кислоты, оксидов азота и азотной кислоты, а также соединений серы приводит к выпадению кислотных дождей, адсорбции почвой газов и изменению реакции почв в кислую сторону.

Антропогенное поступление серы в почву и на поверхность рас­ тительности происходит в форме диоксида серы и других газообраз­ ных соединений и в виде кислотных дождей. Почва сорбирует диоксид серы. Скорость сорбции увеличивается с нарастанием влажности почв, повышением рН, увеличением содержания орга­ нического вещества, емкости поглощения и удельной поверхности

восстановленные соединения серы: сероводород, метилмеркаптан, сероуглерод и др. Диоксид серы в атмосфере окисляется в триоксид серы. Оксиды серы и азота, выделяемые в процессе техногенеза, при растворении в жидкой фазе облаков и тумана превраща­ ются в кислоты и выпадают с осадками. Выбросы серной кислоты часто сочетаются с выбросами тяжелых металлов, оксидов азота и растворов азотной кислоты, соединений хлора, органических ком­ понентов и др. Эти сочетания или усиливают действие кислотных дождей (с азотной и соляной кислотами, с тяжелыми металлами), или ослабляют его (со щелочно-земельными металлами). На фо­ новых территориях с осадками поступает 3—6 кг/га серы, в про­ мышленных регионах — 25—30 кг/га. Соответственно содержание

338

планете ежегодно в атмосферу поступает до 500 млн. т кислотных компонентов. Кислотные дожди усиливают кислотность почв и природных вод, вызывают выщелачивание питательных элементов, разрушают структуру почв, нарушают газовый режим, подавляют биоту почв и вызывают другие негативные последствия. Техноген­ ное подкисление почв следует учитывать при планировании извест­ кования почв, при расчетах доз удобрений и других мероприя­ тий.

Техногенное подщелачивание почв. При поступлении щело­ чных, щелочно-земельных и тяжелых металлов с выбросами ме­ таллургических заводов, а также аммиака с выбросами комбинатов по производству удобрений происходит подщелачивание почв. Масштабы этих процессов значительно меньше, чем процессов подкисления, и негативные последствия также не столь значитель­ ны. Но при этом аномально может возрастать содержание в поч­ вах тех или иных компонентов, что может привести к нарушению необходимых пропорций в элементах питания. Повышенная ще­ лочность почв неблагоприятна для многих сельскохозяйственных растений. К тому же в условиях щелочной реакции среды и про­ мывного режима резко возрастает мобильность органического ве­ щества, что приводит к обеднению почв гумусом.

20.12. Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами и другими продуктами техногенеза

Защита почв от загрязняющих ее продуктов техногенеза бази­ руется прежде всего на совершенствовании технологии и принци­ пов организации производства. Создание замкнутых технологиче­ ских систем, организация производства без отходов приводит к резкому, почти полному сокращению поступления в почву продук­ тов техногенеза.

Помимо предупредительных мер, важное значение имеют меры по ликвидации существующего загрязнения.

При атмосферном загрязнении почв тяжелыми металлами и другими токсичными компонентами, когда они концентрируются в больших количествах в самых верхних сантиметрах почвы, воз­ можно удаление этого слоя и захоронение его.

В настоящее время получен ряд химических веществ, которые способны инактивировать тяжелые металлы в почве или понизить их токсическое действие. Это ионообменные смолы, образующие хелатные соединения с тяжелыми металлами. Ионообменные смо­ лы вносят в почву в дозах, определяемых уровнем загрязнения. Негативной стороной веществ-инактиваторов является их ограни­ ченная емкость.

Более доступен, но не всегда более эффективен способ закрепления тяжелых металлов в почве путем внесения

Внесение органических удобрений в высоких дозах, использо­ вание зеленых удобрений, муки из рисовой соломы и т. п. снижает поступление кадмия и фтора в растения, а также токсичность тя­ желых металлов. Регулирование состава и доз минеральных удобре­ ний может уменьшить токсическое действие ряда элементов. Вне­ сение повышенных доз фосфора понижало токсическое действие свинца, меди, цинка и кадмия.

Сочетание предохранительных мер и мер по ликвидации за­ грязнения почв тяжелыми металлами позволит защитить почвы от загрязнения, а растения от токсического их действия.

20.13. Проблемы почвенного мониторинга

Работа по охране почв предполагает наличие информации о состоянии почв, об их изменениях под влиянием антропогенных нагрузок.

В отличие от атмосферного воздуха и природных вод наблюде­ ние за состоянием и загрязнением почв минеральными и органиче­ скими токсикантами крайне ограничено и в должной мере не орга­ низовано. Экологическая роль почвы как узла связей биосферы, где наиболее интенсивно идут все процессы обмена веществ между земной корой, гидросферой, атмосферой и обитающими на суше организмами, определяет необходимость специальной организации почвенного мониторинга как неотъемлемой части общего монито­ ринга окружающей среды.

Необходимость организации службы почвенного мониторинга становится все более острой с каждым годом, поскольку размеры антропогенных нагрузок на почвы постоянно возрастают, причем увеличиваются и темпы роста этих нагрузок. Общий объем гло­ бальных антропогенных нагрузок на почвенный покров стал уже соизмерим с действием природных факторов (табл. 45).

340

Общий перечень задач, стоящих перед почвенным мониторин­ гом, достаточно велик. В перспективе возможно появление новых задач, которые возникнут в связи с новыми технологическими про­ цессами и расширением ассортимента синтезируемых химической промышленностью органических и минеральных веществ. Конечно, часть из сегодняшних задач будет снята с повестки дня в обозри­ мом будущем; например, при переходе промышленных предприя­ тий на безотходную технологию отпадет необходимость контроля за загрязнением почв химическими веществами. Но в настоящее время такой контроль еще необходим. Не будут сняты с повестки дня наблюдения и контроль за теми процессами, которые вызы­ ваются некоторыми видами использования почв и почвенного по­ крова.

На современном этапе важнейшими задачами почвенного мони­ торинга являются следующие:

—оценка среднегодовых потерь почвы вследствие водной, ир­ ригационной и ветровой эрозии;

—обнаружение регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений, обнаружение и оценка скорости по­ терь гумуса, азота, и фосфора; контроль за содержанием элемен­ тов питания растений;

—контроль за изменением кислотности и щелочности почв, особенно в районах с внесением высоких доз минеральных удобре­ ний, а также при ирригации, использовании при мелиорации про­ мышленных отходов и в крупных промышленных центрах, харак­ теризующихся высокой кислотностью атмосферных осадков;

—контроль за изменением солевого режима орошаемых и удобряемых почв;

—контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами вслед­ ствие глобальных выпадений;

—контроль за локальным загрязнением почв тяжелыми ме­ таллами в зоне влияния промышленных предприятий и транспорт­ ных магистралей, а также пестицидами в регионах их постоянного использования, детергентами и бытовыми отходами на территори­ ях с высокой плотностью населения;

—долгосрочный и сезонный (по фазам развития растений) контроль за влажностью, температурой, структурным состоянием, водно-физическими свойствами почв;

—оценка вероятного изменения свойств почв при проектиро­ вании гидростроительства, мелиорации, внедрения новых систем земледелия и удобрений и т. п.;

—инспекторский контроль за размерами и правильностью от­ чуждения пахотно-пригодных почв для промышленных и комму­ нальных целей.

Это наиболее общий и, вероятно, неполный перечень задач, который должен быть дифференцирован применительно к почвен- но-географическому, климатическому и экономическому райониро-

341