Классификация веществ-загрязнителей почвы.

Почва — наименее подвижная среда. Она аккумулиру­ет вредные вещества, находящиеся в атмосфере и водое­мах, и практически не обладает свойствами самоочи­щения.

Основными веществами, загрязняющими почву, явля­ются: соли тяжелых металлов (в том числе тетраэтилсвинец); нефть и нефтепродукты; пестициды и гербициды; радиоактивные вещества; загрязнители атмосферы (за счет выпадания); загрязнители водоемов (за счет осаждения).

Загрязнения почвы трудно классифицируются. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы:

1.Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2.Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец - содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать кадмий, медь, хром, никель, кобальт, ртуть, мышьяк, марганец.

3.Пестицидами и диоксинами.Существенным фактором загрязнения среды является химизация сельского хозяйства. Даже минеральные удобрения при не­правильном их применении способны наносить экологический ущерб при сомнительном экономическом эффекте. Высокие дозы азотных удо­брений являются одной из причин накопления в растениях нитратов. Сами по себе они не очень токсичны. Но при употреблении раститель­ных продуктов в пищу содержащиеся в них нитраты под действием микрофлоры кишечника восстанавливаются в нитриты, которые во много раз токсичнее.

Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но и обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков лет. Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

С производством и применением пестицидов связано появление в окру­жающей среде еще одной группы крайне ядовитых веществ — диоксинов. Они оказались образовавшимися в процессе производства примесями к некоторым гербицидам. Один из диоксинов — ТХДД за­нимает пятое место в ряду самых сильных из известных ядов. Предполагается, что максимальная недействующая доза этого вещест­ва для человека не превышает 10^-6 мкг/кг. Диоксины очень стойки: период полувыведения у человека — больше года. Известны случаи за­болеваний и гибели людей, связанные с диоксинами. Применение американской армией во Вьетнаме дефолианта, содержащего ТХДД, вызвало заболевания более 2 миллионов жителей. Диоксины могут образовываться при сжигании угля, углеводородов, пластмасс.

4. Микотоксинами.Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5. Радиоактивными веществами.Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д.

6.Нефтью и нефтепродуктами. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами в местах их до­бычи, переработки и транспортировки превышает фоновое в десятки раз. Наиболее опасные формы нефтяного загрязнения связаны с мно­гочисленными повреждениями нефтепроводов, когда на местах разливов нефти гибнут многие растения и животные. Из-за нефтяных загрязнений в почве накапливаются стойкие ПАУ, среди которых есть сильные канцерогены.

7.Вещества-загрязнители военно-промышленного комплекса. Производство и испы­тания оружия, многочисленные склады вооружений, в том числе химического оружия, и связанные с ними аварии, взрывы, утечки, случаи

 

неправильного обращения позволили говорить о «необъявленной химичес­кой войне в России. Некоторые элементы ракетных топлив и боевые отравляющие вещества являются супертоксикантами. По состоянию на 1996 г. существовало 7 крупных арсеналов хранения химического оружия, на ко­торых имели место многочисленные случаи нарушений безопасности, утечек, массового отравления, заболеваний и гибели людей, загрязнения зем­ли и водоемов. Большое количество устаревших ОВ «первого поколения» (иприт, люизит и др.) уничтожалось методом открытого сжигания или сли­вом в водоемы. До сих пор на огромных складах в снарядах, бомбах, боеголовках ракет лежат десятки тысяч тонн ОВ «второго поколения», преимущественно нервно-паралитического действия (зарин, зоман, VX-гaзы и др.), также давно превысившие сроки безопасного хранения.

Засоление почв. Засоление почв- процесс накопления в почвах солей, приводящий к образованию солонцеватых и солончаковых почв. Обычно в почве накапливаются хлориды и сульфаты натрия, кальция и магния, карбонаты и нитраты калия. Засоленными считаются почвы, в которых содержание солей превышает 0.25% по массе.

Засоление почв может происходить в естественных условиях засушливых районов в результате капиллярного поднятия солоноватых и соленых вод, а также под влиянием техногенных факторов: излишнего поступления поливной воды и/или плохой работы водосборной и дренажной сетей в оросительных системах.

По степени засоления различают: практически незасоленные, слабозасоленные, среднезасоленные почвы и солончаки. Тип засоления определяется по содержанию анионов в почве: хлоридное, сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатные и карбонатное. Преобладающим катионом в таких почвах является натрий (поваренная соль (NaCl), сода (Na₂CO₃), глауберова соль (Na₂SO4), но встречаются также карбонатно-магниевое (кальциевое) и хлоридно-магниевое (кальциевое) засоление. Наиболее вредное влияние оказывает содовое засоление, поскольку в почве сода распадается, образуя сильную щелочь (гидроксид натрия). Все эти соли хорошо растворимы в воде, так что во влажном климате обычно вымываются из почвы атмосферными осадками и сохраняются в ней в ничтожных количествах. В сухом же и жарком климате не только не происходит промывания почвы дождем, но, наоборот, растворы солей поднимаются с восходящим током почвенной воды из глубин субстрата. Вода испаряется, а соли остаются в верхних слоях почвы. Накапливаясь, они вызывают образование солончаков и солонцов. Неумелое искусственное орошение в пустынной зоне вызывает засоление почвы. Так, в поливной зоне нашей страны насчитывается до 36% засоленных земель.

По побережьям морей даже при влажном климате почва насыщена солями. Солончаки весной увлажнены грунтовыми водами, их называют мокрыми. Концентрация солей в почвенном растворе достигает нескольких десятков процентов, причем наибольшая засоленность почвы наблюдается в

сухие периоды года, когда солончаки высыхают. В это время поверхность почвы покрывается налетом соли, сверкающей на солнце. Солончаки есть и в степных зонах России, но главным образом распространены в пустынной зоне. Они встречаются как мелкими пятнами, так и большими массивами. Солонцы отличаются от солончаков тем, что поверхностные слои их почвы не засолены, а соли, вредные для растений, накапливаются в более глубоких горизонтах. Поверхностный слой солонца бесструктурный, сильно выщелоченный; ниже его расположен уплотненный, слой почвы, насыщенный натриевыми солями.

В сухое время года эти слои растрескиваются на глыбы, столбцы. Ниже этих слоев располагается почва, засоленная растворимыми солями.
Весной плотные слои солонца долго задерживают воду на его поверхности.
Летом же, когда уплотненные слои высыхают и растрескиваются, выпадающие атмосферные осадки по трещинам устремляются в глубь субстрата, не увлажняя поверхности.