Земельные ресурсы и их рациональное использование. Загрязнение земель и почв

 

Земля – важнейшая часть окружающей среды, характеризующаяся пространством, рельефом, климатом, почвенным покровом, растительностью, водами. Современный мировой земельный фонд характеризуется следующими данными: пахотные земли – 10%, луга и пастбища – 20%, леса – 30%, прочие земли, включая ледники, пустыни, тундры и т.п. – 40%. За период своего развития человечество потеряло из-за водной, ветровой эрозии и других разрушительных процессов почти 2 млрд. га продуктивных земель. Темпы современного опустынивания по данным ООН, составляют около 6 млн. га в год.

Одним из главных компонентов земли, обусловливающих ее плодородие, является почва. Под почвой понимается естественно-историческое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности земли в результате длительного воздействия абиотических и антропогенных факторов и имеющее специфические генетико-морфологические свойства и признаки, создающие условия для роста и развития растений. Почва формируется в естественных условиях со скоростью 0,4 см в год или 12,5 т/га в год. Почва состоит из минеральных, органических, органоминеральных соединений, воды, воздуха, солей и гумуса (перегноя) – основа плодородия почв.

В результате антропогенного воздействия земли и почвы загрязняются, что приводит к снижению их плодородия, а в некоторых случаях к выводу их из сферы землепользования. Под загрязнением понимается насыщение поверхностных слоев земли физическими, химическими и биологическими компонентами, которые отрицательно влияют на окружающую природную среду и плодородие почв.

Загрязнение земель происходит через сточные воды, воздух, в результате воздействия физических, химических, биологических факторов, вывозимых и сбрасываемых на земли отходов производства. Источниками загрязнения земли служат промышленность, транспорт, энергетика, химические удобрения, хозяйственно-бытовые отходы и другие виды деятельности людей. Всякое искусственное вмешательство в естественные процессы почвообразования приводит к изменениям, которые чаще всего имеют отрицательный эффект.

Уровень загрязнения почв классифицируется на фоновый, локальный, региональный, глобальный. Фоновым принято считать содержание загрязняющих веществ в почве, соответствующее или близкое к ее природному составу.

Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или нескольких источников загрязнений.

Региональное загрязнение возникает вследствие переноса загрязняющих веществ на расстояние не более 40 км от техногенных и более 10 км от сельскохозяйственных источников загрязнения.

Глобальное загрязнение почвы создается вследствие дальнего переноса загрязняющего вещества на расстояние более 1000 км от любых источников загрязнения.

Наибольшую опасность для почв представляют химические загрязнения, эрозия и засоление. По степени опасности химические вещества подразделяются на три класса: класс 1 – вещества высоко опасные; класс 2 – вещества умеренно опасные; класс 3 – вещества малоопасные. Отнесение веществ к классам опасности проводится в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02 – 83. класс опасности устанавливается по показателям приведенным в таблице 7.6.

 

Таблица 7.6.

Показатели и классы опасности химических веществ.

Показатель	Норма концентрации
Класс 1	Класс 2	Класс 3
Токсичность ЛД50 (летальная доза для 50% биогеоценоза)	до 200	от200до1000	свыше1000
Персистемность (сохраняемость) в почве, мес.	свыше 12	от 6 до 12	менее 6
ПДК в почве, мг/кг	менее 0,2	от 0,2 до 0,5	свыше 0,5
Персистемность в растениях, мес.	3 и более	от 1 до 3	менее 1
Влияние на пищевую ценность сельскохозя- йственной продукции	Сильное	умеренное	нет

 

По степени загрязнения почвы подразделяют на сильнозагрязненные, среднезагрязненные, слабозагрязненные.

В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют низкую биологическую продуктивность и существенное изменение физико-химических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает норму. В среднезагрязненных почвах превышение ПДК незначительно, что не приводит к видимым изменениям их свойств. В слабозагрязненных почвах содержание химических веществ не превышает ПДК, но выше фона.

Для определения степени загрязнения почвы используют следующие характеристики.

1) Коэффициент концентрации загрязнения почвы:

k_c=C/C_ф или k_с=С/С_ПДК,

где С - общее содержание загрязняющих веществ; Сср – среднее фоновое содержание загрязняющих веществ; С_ПДК – предельно допустимое количество загрязняющих веществ.

2) Интегральный показатель поэлементного загрязнения почвы:

К_cj=

где С_j – сумма контролируемых загрязняющих веществ; С_фj – сумма фонового содержания загрязняющих веществ.

3) Коэффициент ответной реакции почв на динамику загрязнения:

k_р=(А-А_ф)/А_ф,

где А и А_ф – контролируемые параметры свойств в загрязненной и фоновой пробе.

По степени устойчивости к химическим загрязнениям и характеру ответной реакции почвы подразделяют на очень устойчивые, среднеустойчивые, малоустойчивые. Степень устойчивости почв к химическим загрязнениям характеризуется такими показателями, как гумусное состояние почв, кислотно-основные свойства, окислительно-восстановительные свойства, катионнообменные свойства, биологическая активность, уровень грунтовых вод, доля веществ, находящихся в растворенном состоянии.

При оценке устойчивости почв к химическим загрязнениям учитывают показатели, характеризующие краткосрочные (2-5 лет) и долгосрочные (5-10 лет)

изменения почв и показатели ранней диагностики развития изменений в почвах.

Краткосрочные изменения свойств почв определяются по динамике влажности, величине водородного показателя рН, составу почвенных растворов, интенсивности выделения СО₂, содержанию питательных веществ.

Долгосрочные изменения свойств диагностируются по содержанию и запасу гумуса, отношению углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот, по обеднению почв из-за эрозии, общей щелочности, кислотности, по содержанию солей.

Основные характеристики почв по самоочищению – время самоочищения и защитные свойства почв, характеризующие их способность к существенному снижению токсичности загрязняющих веществ. Под влиянием самоочищения понимается интервал, в течение которого уменьшается массовая доля загрязняющего почву вещества на 96% от первоначального значения или до его фонового содержания. На самоочищение почв, так же как и на восстановление, требуется достаточно длительное время, которое зависит от характера загрязнений и природных условий. Процесс самоочищения почв продолжается от нескольких дней до нескольких лет, а процесс восстановления разрушенных земель – столетия.