Для выявления пространственных
закономерностей проявления загрязнения
почв используют сравнительно-географический
метод, методы картирования структурных
компонентов биогеоценозов, в
том числе и почв. Такие карты
не только регистрируют уровень
загрязнения почв тяжелыми металлами
и соответствующие изменения
в напочвенном покрове, но позволяют
прогнозировать изменение состояния
природной среды.
Рекомендовано отбирать
образцы почв и растительности
по радиусу от источника загрязнения
с учетом господствующих ветров
по маршруту протяженностью 25-30 км.
Расстояние от источника
загрязнения для выявления ореола
загрязнения может колебаться
в значительных пределах и
в зависимости от интенсивности
загрязнения и силы господствующих
ветров может изменяться от
сотен метров до десятков километров.
В США на борту
ресурсного спутника ЭРТС-1 были
установлены датчики для выяснения
степени повреждения веймутовой
сосны сернистым газом и почвы цинком.
Источником загрязнения был цинкоплавильный
завод, действующий с дневным выбросом
цинка в атмосферу 6,3-9 тонн. Зарегистрирована
концентрация цинка, равная 80 тыс. мкг/г
в поверхностном слое почвы в радиусе
800 м от завода. Растительность вокруг
завода погибла в радиусе 468 гектаров.
Сложность использования дистанционного
метода заключается в интеграции материалов,
в необходимости при расшифровке полученных
сведений серии контрольных тестов в районах
конкретного загрязнения.
Выявление уровня токсичности
тяжелых металлов непросто. Для почв
с разными механическими составами
и содержанием органического
вещества этот уровень будет неодинаков.
В настоящее время сотрудниками
институтов гигиены предприняты
попытки определить ПДК металлов
в почве. В качестве тест-растений
рекомендованы ячмень, овес и картофель.
Токсичным уровень считался тогда, когда
происходит снижение урожайности на 5-10%.
Предложены ПДК для ртути - 25 мг/кг, мышьяка
- 12-15, кадмия - 20 мг/кг. Установлены некоторые
губительные концентрации ряда тяжелых
металлов в растениях (г/млн.): свинец -
10, ртуть - 0,04, хром - 2, кадмий - 3, цинк и марганец
- 300, медь - 150, кобальт - 5, молибден и никель
- 3, ванадий - 2.
Защита почв от загрязнения
тяжелыми металлами базируется
на совершенствовании производства.
Например, на производство 1 т хлора
при одной технологии расходуют
45 кг ртути, а при другой - 14-18
кг. В перспективе считают возможным
снизить эту величину до 0,1 кг.
Новая стратегия охраны
почв от загрязнения тяжелыми
металлами заключена также в
создании замкнутых технологических
систем, в организации безотходных
производств.
Отходы химической
и машиностроительной промышленности
также представляют собой ценное
вторичное сырье. Так отходы
машиностроительных предприятий
являются ценным сырьем для
сельского хозяйства из-за фосфора.
В настоящее время
поставлена задача обязательной
проверки всех возможностей утилизации
каждого вида отходов, прежде
их захоронения или уничтожения.
При атмосферном загрязнении
почв тяжелыми металлами, когда
они концентрируются в больших
количествах, но в самых верхних
сантиметрах почвы, возможно удаление
этого слоя почвы и его захоронение.
В последнее время
рекомендован ряд химических
веществ, которые способны инактивировать
тяжелые металлы в почве или
понизить их токсичность. В
ФРГ предложено применение ионообменных
смол, образующих хелатные соединения
с тяжелыми металлами. Их применяют в кислотной
и солевой формах или в смеси той и другой
форм.
В Японии, Франции, ФРГ
и Великобритании одна из японских
фирм запатентовала способ фиксирования
тяжелых металлов меркапто-8-триазином.
При использовании этого препарата
кадмий, свинец, медь, ртуть и никель прочно
фиксируются в почве в виде нерастворимой
и недоступной для растений форм.
Известкование почв
уменьшает кислотность удобрений
и растворимость свинца, кадмия,
мышьяка и цинка. Поглощение
их растениями резко уменьшается.
Кобальт, никель, медь и марганец
в нейтральной или слабощелочной
среде также не оказывают токсического
действия на растения.
Органические удобрения,
подобно органическому веществу
почв, адсорбируют и удерживают
в поглощенном состоянии большинство
тяжелых металлов. Внесение органических
удобрений в высоких дозах,
использование зеленых удобрений,
птичьего помета, муки из рисовой
соломы снижают содержание кадмия
и фтора в растениях, а также
токсичность хрома и других
тяжелых металлов.
Оптимизация минерального
питания растений путем регулирования
состава и доз удобрений также
снижает токсическое действие
отдельных элементов. В Англии
в почвах, зараженных свинцом,
мышьяком и медью, задержка
появления всходов снималась
при внесении минеральных азотных
удобрений. Внесение повышенных
доз фосфора уменьшало токсичное
действие свинца, меди, цинка и
кадмия. При щелочной реакции
среды на заливных рисовых
полях внесение фосфорных удобрений
вело к образованию нерастворимого
и труднодоступного для растений
фосфата кадмия.
Однако, известно, что
уровень токсичности тяжелых
металлов неодинаков для разных
видов растений. Поэтому снятие
токсичности тяжелых металлов
оптимизацией минерального питания
должно быть дифференцировано
не только с учетом почвенных
условий, но и вида и сорта
растений.
Среди естественных
растений и сельскохозяйственных
культур выявлен ряд видов
и сортов, устойчивых к загрязнению
тяжелыми металлами. К ним относятся
хлопчатник, свекла и некоторые
бобовые. Совокупность предохранительных
мер и мер по ликвидации
загрязнения почв тяжелыми металлами
дает возможность защитить почвы
и растения от токсического
их воздействия.
Одно из основных
условий охраны почв от загрязнения
биоцидами - создание и применение
менее токсичных и менее стойких
соединений и внесение их в
почву и уменьшение доз их
внесения в почву. Существует
несколько способов, позволяющих
уменьшить дозу биоцидов без
снижения эффективности их возделывания:
* сочетание применения
пестицидов с другими приемами.
Интегрированный метод борьбы
с вредителями - агротехнический,
биологический, химический и т.д.
При этом ставится задача не
уничтожить целый вид целиком,
а надежно защитить культуру.
Украинские ученые применяют
микробиопрепарат в совокупности
с небольшими дозами пестицидов,
который ослабляет организм вредителя
и делают его более восприимчивым
к заболеваниям;
* применение перспективных
форм пестицидов. Использование
новых форм пестицидов позволяет
существенно снизить норму расхода
действующего вещества и свести
к минимуму нежелательные последствия,
в том числе и загрязнение
почв;
* чередование применения
токсикантов с неодинаковым механизмом
действия. Такой способ внесения
химических средств борьбы предотвращает
появление устойчивых форм вредителей.
Для большинства культур рекомендуют
2-3 препарата с неодинаковым спектром
действия.
При обработке почвы
пестицидами лишь небольшая часть
их достигает мест приложения
токсического действия растений
и животных. Остальная часть накапливается
на поверхности почв. Степень
загрязнения почв зависит от
многих причин и прежде всего
от стойкости самого биоцида.
Под стойкостью биоцида понимают
способность токсиканта противостоять
разлагающему действию физических,
химических и биологических процессов.
Главный критерий детоксиканта
- полный распад токсиканта на
нетоксичные компоненты.
ВЫВОД
Почвенный покров Земли
играет решающую роль в обеспечении
человечества продуктами питания
и сырьем для жизненноважных
отраслей промышленности. Использование
с этой целью продукции океана,
гидропоники или искусственно
синтезируемых веществ не может,
по крайней мере в обозримом
будущем, заменить продукцию наземных
экосистем (продуктивность почв).
Поэтому непрерывный контроль за состоянием
почв и почвенного покрова - обязательное
условие получения планируемой продукции
сельского и лесного хозяйства.
Вместе с тем почвенный
покров является естественной
базой для поселения людей,
служит основой для создания
рекреационных зон. Он позволяет
создать оптимальную экологическую
обстановку для жизни, труда
и отдыха людей. От характера
почвенного покрова, свойств почвы,
протекающих в почвах химических и биохимических
процессов зависят чистота и состав атмосферы,
наземных и подземных вод. Почвенный покров
- один из наиболее мощных регуляторов
химического состава атмосферы и гидросферы.
Почва была и остается главным условием
жизнеобеспечения наций и человечества
в целом. Сохранение и улучшение почвенного
покрова, а, следовательно, и основных
жизненных ресурсов в условиях интенсификации
сельскохозяйственного производства,
развития промышленности, бурного роста
городов и транспорта возможно только
при хорошо налаженном контроле за использованием
всех видов почвенных и земельных ресурсов.
Почва является наиболее
чувствительной к антропогенному
воздействию. Из всех оболочек
Земли почвенный покров - самая
тонкая оболочка, мощность наиболее
плодородного гумусированного слоя
даже в черноземах не превышает, как правило,
80-100 см, а во многих почвах большинства
природных зон она составляет всего лишь
15-20 см. Рыхлое почвенное тело при уничтожении
многолетней растительности и распашке
легко подвергается эрозии и дефляции.
При недостаточно продуманном
антропогенном воздействии и
нарушении сбалансированных природных
экологических связей в почвах быстро
развиваются нежелательные процессы
минерализации гумуса, повышается кислотность
или щелочность, усиливается соленакопление,
развиваются восстановительные процессы
- все это резко ухудшает свойства почвы,
а в предельных случаях приводит к локальному
разрушению почвенного покрова. Высокая
чувствительность, уязвимость почвенного
покрова обусловлены ограниченной буферностью
и устойчивостью почв к воздействию сил,
не свойственных ему в экологическом отношении.
Даже чернозем потерпел
за последние 100 лет весьма
существенные изменения, вызывающие
тревогу и обоснованные опасения
за его дальнейшую судьбу. Все
в более широких масштабах
проявляется загрязнение почвы
тяжелыми металлами, нефтепродуктами,
детергентами, усиливается влияние
азотной и серной кислот техногенного
происхождения, ведущие к формированию
техногенных пустынь в окрестностях
некоторых промышленных предприятий.
Восстановление нарушенного
почвенного покрова требует длительного
времени и больших капиталовложений.