Источники загрязнения водоисточников атмосфера почва удобрения и

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Загрязнение воды – большая экологическая проблема, однако современные способы очистки не решают ее. Это может привести к серьезным экологическим последствиям, поскольку без воды не может выжить ни одно живое существо. Для решение проблемы нужно определиться с источниками загрязнения и существующими подходами к их решению.

Основные причины загрязнения воды

Основные факторы, которые влияют на загрязнение можно поделить на следующие группы:

Сброс промышленных вод в окружающую среду

В Тихом океане найден самый большой мусорный остров, по размеру он соизмерим с территорией Монголии (1,5 млн. км²), его вес составляет примерно сто миллионов тонн.

Последствия от разлива нефти

Возможные последствия

В результате человеческих действий баланс в экосистеме нарушается. Гибель отдельных представителей биосферы – неизбежность.

Дефицит пресной воды

С каждым годом человек потребляет все больше водного ресурса. Темпы загрязнения источников водоснабжения также растут.

Ежегодно на протяжении месяца несколько миллиардов людей испытывают трудности от недостатка пресной воды.

Если темпы загрязнения озер и рек не пойдут на спад, через несколько веков люди начнут гибнуть от нехватки воды.

Эпидемии и болезни

От перенасыщения водных ресурсов химическими соединениями учащаются случаи серьезных заболеваний сердца, кишечника, печени, почек, опорно-двигательного аппарата, хронических форм заболеваний.

Значительно возросло количество глистных инвазий различной степени тяжести, тифа, холеры, уносящих жизни людей.

Из-за большого количества антибиотиков, попадающих в реки и озера, возникают новые разновидности бактерий, устойчивых к воздействию лекарственных препаратов. Это затрудняет борьбу с заболеваниями.

Воздействие на живые организмы

Ухудшение качественного состава воды мешает нормальному существованию представителей флоры и фауны. В организме происходят сбои, которые ведут к проблемам со здоровьем.

Нарушение строения ДНК

Опасные вещества накапливаются в водоемах, проникая в живой организм они способны провоцировать мутацию, меняется строение ДНК. У рыб происходит изменение во внешнем виде, возникает деформация внутренних органов.

Нарушение репродуктивной функции

Опасность представляют тяжелые металлы, которые в большом количестве содержатся в грязной воде. Они не выводятся из человеческого организма, накапливаясь в нем и негативно влияя на репродуктивные органы человека. Как следствие, вероятность возникновения бесплодия увеличивается.

Отдельные виды токсинов губительны для мембраны митохондрий. В результате органеллы теряют способность производить энергию из поступающих в организм питательных веществ. Синдром хронической усталости – одно из следствий такого нарушения.

Повышенное содержание токсинов вызывает негативное воздействие на центральную и периферическую нервную систему. Возникает это в результате:

непосредственного действия на нервную систему;
воздействия на другие системы и органы, что ведет к поражению нервной системы.

Все химикаты также обладают нейротоксическим воздействием.

Попадая с водой в организм химикаты накапливаются, происходит нарушение координации движений, память, слух, зрение начинают ухудшаться, теряется тактильная и болевая чувствительность, не исключены психические расстройства.

Присутствующий в воде свинец может вызвать еще более серьезные отклонения, особенно он опасен для детского организма, так как способен вызвать задержку в умственном развитии.

Вымирание животных

Загрязнение водоемов ведет к исчезновению целых видов представителей животного мира:

нефтесодержащие продукты при воздействии на жировой слой водоплавающих птиц разрушают его, птицы замерзают и гибнут;
животные и рыбы принимают мусор за корм, проглатывая его они гибнут;
повышение температуры воды отрицательно сказывается на жизни водных обитателей, привыкших к более низким температурам;
обильное цветение опасно для рыб, так как в результате увеличивается рост органических веществ, питающих бактерии. Последние активнее потребляют кислород, что ведет к гибели представителей фауны.

Покрытый нефтью лебедь

Кислотные дожди

Находящаяся в атмосферных слоях влага вступает в реакцию с летучими соединениями, оксидами и прочими веществами, образуя кислоту. Поэтому все осадки являются кислотными, но различной степени концентрации вредных соединений.

Треть кислотных дождей имеют природное происхождение. Они вызваны извергающимися вулканами, разложением органических веществ, грозами. В появление остальных виноват человек. Работающие ТЭЦ, выхлопные газы автомобили, производственные цеха регулярно выбрасывают в атмосферу тонны соединений серы и азота. Такой дождь повышает кислотность водоемов, что ведет к гибели мальков, уменьшению корма, ухудшению качества почв.

Острова мусора

Перемещение и загрязнение воды

Не все инородные вещества имеют твердые агрегатные формы, некоторые из них существуют в других формах:

жидкая субстанция;
взвешенные частицы.

Мусор на поверхности моря

Грязь, бактерии, химические соединения – все они попадают в канализацию, а значит – в водоемы. В пресной воде твердый мусор оседает на дно, во время волнения водной поверхности из-за ветра или движения водного транспорта, они всплывают, перемещаясь с водным потоком. Таким образом грязь и мусор перемещаются на значительные расстояния.

Соленая вода плотнее и мелкие частицы мусора в ней не оседают, а держатся на поверхности и течение уносит мусор далеко от берега.

Определение степени загрязнения

Различные показатели позволяют определить уровень загрязнения.

цвет;
титр кишечной палочки;
окисляемость;
прозрачность;
присутствие тяжелых металлов и других составляющих;
гидробиологические параметры;
запах;
уровень кислорода;
показатель Рн;
патогенная микрофлора.

В каждом развитом государстве есть организация, отвечающая за состояние водных ресурсов. В случае отхождения показателей от нормальных, она обязана провести проверку и предпринять действия для изменения ситуации.

Текущая ситуация в России и в мире

Самыми грязными на планете реками признаны водные артерии азиатской части Евразии. В них в несколько десятков раз больше свинца, чем в водоемах промышленно-развитых стран. В реках в разы превышено содержание бактерий от отходов жизнедеятельности человека.

В европейской части ситуация ненамного лучше. В Ирландии главный источник загрязнения рек – удобрения, применяемые здесь в большом количестве. Сточные воды – отдельная проблема этого государства.

Загрязнение водоемов России достаточно велико. Водная экология близка к критической отметке в следующих регионах:

Архангельской области;
Ярославской области;
Калининградской;
Томской области;
Курганской области;
Бурятии;
Республике Дагестан;
Приморском крае;
Калмыкии.

За последние годы резко ухудшилась ситуация в водоемах Амурской области. Ежедневно большой объем органических и химических соединений попадают в Волгу. Она уже не в состоянии самоочищаться естественным способом, поэтому здесь регулярно проводится очищение вод при помощи хлорирования.

Пути решения проблем

Вопрос загрязнения поверхностных природных вод вырос до масштабов планеты. Человечество пытается решить проблему разными способами.

Очистка воды

Ряд мероприятий позволяют привести к необходимым стандартам загрязненную воду в процессе очистки.

Механическая – по ходу движения потока ставятся решетки, не допускающие попадание в открытый водоем крупного мусора. Несовершенный способ, требует регулярной очистки решеток.
Третичная – вода проходит многоэтапную систему очистки с применением порошков. Они убивают патогенные микроорганизмы, ведут к разложению кислоты, щелочей. Полученный ресурс можно использовать в сельском хозяйстве или в промышленных целях.
Специализированная – позволяет устранить загрязнение от отдельного вида составов. Коагулянты ведут к слипанию посторонних частиц, они образуют хлопья, которые отфильтровывают.
Химическая – реагенты вступают в реакцию с вредными примесями, нейтрализуя их. Но вода получается с высокой жесткостью, пить ее нельзя.

Охрана водных ресурсов

Ряд стран разработал мероприятия по охране водного бассейна планеты.

Установлены прибрежные водоохранные зоны, на территории которых действуют ограничения на ведение хозяйственной деятельности.
Введены мероприятия, позволяющие восполнить водный баланс планеты качественным водным ресурсом.
Предусмотрены штрафы и меры наказания для нарушителей установленных правил пользования водными ресурсами.

Практика борьбы с загрязнениями воды в мире

Ученые находятся в интенсивном непрерывном поиске эффективных методов очистки воды от вредных примесей. Разработан ряд методов, позволяющих быстро локализовать большие объемы попавших в открытые водоемы нефтепродуктов или других химических и радиоактивных составов. Но даже этого пока недостаточно, чтобы сократить наносимый природе вред.

Водный барьер от нефти

Решение вопроса на законодательном уровне

Правительство России приняло закон, запрещающий открывать предприятия, наносящие вред окружающей природе и водным бассейнам. Все новые промышленные объекты обязаны иметь оборудованные фильтры, производящую очистку отработанной воды на высоком уровне.

А.С. Степановских
Экология. Учебник для вузов
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. — 703 с.

15.5. Источники загрязнения воды

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения, вещество, нарушающее нормы качества воды, —загрязняющим. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.

В 90-х гг. XX в.антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Основными источниками загрязнения являются промыш-леннные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений (рис. 15.4).

Годовой объем промышленных коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7%, или около 2,5 тыс. км естественного речного стока на планете, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.

Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд т в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на реки, где средняя их концентрация достигла 400 мг/л.

Рис. 15.4. Сброс отходов производства в водоем

(по Е. А. Криксунову и др., 1995)

Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Волгу, Днепр, Дунай и Рейн в Европе; Урал. Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Объем хозяйственных стоков в реки европейской части России, Белоруссии, Украины и Средней Азии увеличился в 5 раз. В России в 1991 г. со сточными водами было сброшено в водоемы (в тыс. т): 1200— взвешенных веществ, 190— аммонийного азота, 58 — фосфора, 50 — железа, 30 — нефтепродуктов, 11 — СПАВ, 2,1 — цинка, 0,8 — меди, 0,3 — фенолов и т. д.

Все большая опасность загрязнения грозит и уникальному озеру Байкал. В 1990 г. объем хозяйственных стоков составил

Мнения рН водной среды в результате загрязнения оказывает отрицательное влияние на организмы. У пресноводных озер и рек рН воды обычно 6-7, организмы адаптированы именно к этому уровню. Изменение реакции воды всего на одну единицу рН по сравнению с оптимумом приводит в большинстве случаев к стрессу, а нередко и к гибели организмов. Подкисление озер и рек влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека (рис. 15.5).

Рис. 15.5. Антропогенное воздействие на круговорот органического

вещества в водоеме (по Л. Бауэру, X. Вайничке, 1971)

Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофизацией (рис. 15.6).

Рис. 15.6. Процессы эвтрофизации (по Б. Небелу, 1993)

Ртуть давно известна как яд. Главными симптомами заболевания являются сужение поля зрения и расстройство координации движений. В легких случаях отравление у людей вызывает бессоницу, неспособность воспринимать критику, страхи, головную боль, депрессию и неадекватные эмоциональные реакции. Ртуть поступает в природные воды из многих источников (рис. 15.7).

Во время дождя ртуть вымывается из воздуха, куда она попадает при сгорании ископаемого топлива, дождевая вода смывает в водоемы, содержащие ртуть пестициды, попадает с бытовыми и промышленными сточными водами, а также в результате утечек со свалок, куда выбрасываются отработанные элементы питания, переключатели и другое оборудование. Далее ртуть, попавшая в озеро много лет назад, накапливается в слоях донного ила и грязи, где она медленно превращается бактериями в ядовитую метиловую ртуть и затем включается в пищевые цепи.

Нужно учитывать, что при попадании соединений ртути в водные экосистемы происходит, во-первых, ее трансформация, во-вторых, биологическое накопление, например в рыбе и моллюсках до уровней во много раз выше, чем в воде озера.

Ртуть, попавшая в озеро много лет назад

с предприятий, производящих хлор и едкий

натр, а также с бумажных фабрик

Рис. 15.7. Загрязнение озера ртутью (по П. Ревелль, Ч. Ревелль, 1995)

Возможность этих двух процессов — трансформации веществ в окружающей среде и избирательного накопления их живыми организмами — всегда должна учитываться при решении вопроса об опасности того или иного химического загрязнения.

К одному из видов загрязнения природных вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей (рис. 15.8).

С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение болезнетворных вирусов и микроорганизмов.

Важным источником пресной воды в ряде регионов России являются подземные воды. Однако подземные воды в последние годы так же подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для питья.

Рис.15.8. Последовательность смены видового состава

и формирования сообщества водорослей,

вызываемая тепловым загрязнением (по Ф. Рамаду, 1981)

Рис. 15.9. Распределение потерь нефти в % от общей суммы мировых потерь в океане за год (общие потери нефти 0,23% мировой добычи), по Н. Ф. Винокуровой и др., 1994

Озабоченность вызывает загрязнение морей, окружающих Европу: Балтийского, Северного, Средиземного, Черного, где антропогенная нагрузка очень значительна, а сменяемость массы воды происходит сравнительно медленно. Так, только в Средиземое море ежегодно выбрасывается 120 т минеральных масел, 100 т ртути, 3800 т олова, 2400 т хрома, 21 000 т цинка и еще десятки других вредных веществ.

С древних времен люди стремились селиться по берегам рек, чтобы всегда иметь доступ к водным ресурсам. Они использовали сырье для самостоятельного питания, кормления скота, орошения овощных и зерновых культур, а также ловили рыбу и переправляли грузы по водным путям. Со временем вода не потеряла своей значимости; она надежно закрепилась в списке необходимых человеческих потребностей, но, несмотря на это, люди не научились самому главному – ценить то, что имеют.

Многочисленные достижения прогресса во многом улучшили и упростили жизнь людей, нанеся при этом непоправимый ущерб природе. Помимо антропогенного фактора на состав гидросферы оказали влияния климатические условия, повлекшие за собой опасные осадки и стоки. Загрязнение пресных вод, пригодных для поддержания жизнедеятельности – это актуальная экологическая проблема современности.

Основные причины загрязнения воды

Причины, оказывающие негативное воздействие на воды, условно можно поделить на 2 категории. Первая представляет собой загрязнения воды, вызванные природным путем, а вторая – деятельностью человека. Каждый из этих факторов одинаково отрицательно сказывается не только на водоемах, но и на их обитателях. Важно уметь устанавливать истинную причину, вызвавшую экологическую проблему, и устранять ее.

Естественные источники загрязнения водоемов

Дожди являются природными источниками, способными к загрязнению рек. На фермерских угодьях, в полях и на огородах люди часто используют различные удобрения. Добавки остаются в верхнем слое почвы, который размывается осадками и стекает в ближайшие водоемы. Удобрения ускоряют процессы роста травы, которая разрастаясь, приводит водный бассейн к негодности в дальнейшем использовании.

Кроме того, вулканическая деятельность способна стать источником загрязнения водоемов. Во время извержения в атмосферу попадают сера и газы, способствующие образованию серной и азотной кислот. Осадки в виде кислотных дождей оседают на земную поверхность, нанося урон всему живому.

Загрязнение водоемов человеком

Антропогенная деятельность часто вредит окружающей среде, и загрязнения водоемов – не исключение. Создавая новые способы улучшения своей жизни, люди приносят в жертву привычную и благоприятную жизнь других обитателей Земли – растений и животных.

В данной таблице показано, как причины, вызванные человеком, способны повлиять на жизнь в реках и озерах.

Причина	Изменения	Последствия
Утечка нефти и химикатов	Повышение температуры воды, затруднение проникновения солнечных лучей	Животные перегреваются, отравляются токсичными веществами и погибают
Твердые отходы	Уменьшение прозрачности воды, отсутствие необходимого кислорода	Живые организмы теряют способность к фотосинтезу, что приводит к гибели
Сточные воды	Состав воды меняется, дополняясь опасными химическими веществами и металлам; отсутствие кислорода	Отравление водных обитателей и уничтожение целых экосистем
Свалки	Наличие различного мусора, часть из которого может содержать опасные вещества	Мусор разлагается, попадает в подземные воды, а также стекает в водоемы после осадков
Слив теплой воды	Изменение общей температуры в водном бассейне	Ускорение процессов роста водорослей
Удобрения	Изменение состава почвы	Пестициды и другие вредные примеси попадают в реки и озера, уничтожая живые организмы.

Пути решения проблемы загрязнения воды

В настоящее время большое количество бассейнов с пресной водой находится в критическом состоянии. Если не начать бороться с проблемой, то вероятнее всего, человечество в скором времени исчерпает все запасы воды. Во всех странах мира разрабатываются методы, которые смогли бы положительно повлиять на ситуацию, но все еще совершенного способа очистки рек от загрязнений не найдено.

Очистка промышленных и бытовых сточных вод

Сточные воды, которые сливаются предприятиями разных отраслей в реки и озера, проходят несколько этапов очистки.

Механический метод позволяет устанавливать на трубы решетки, которые не выпускают наружу тяжелые компоненты.
Химические меры направлены на создание реагентов, способных вступать в реакцию с токсичными веществами и нейтрализовать их. Полученная вода становится чистой, но из-за повышенной жесткости не рекомендуется к употреблению.
Третичная разновидность подразумевает многоступенчатую очистку вод с использованием специальных порошков. Вследствие этого патогенные бактерии погибают, кислоты разлагаются, и загрязнения воды сводятся к минимуму.

Охрана водных ресурсов

В борьбе с вредными веществами, поступающими в воду, человечество должно предпринять важнейшую меру, которая позволит надежно защитить гидросферу от примесей, металлов и биологических отходов. Охрана водных бассейнов посодействует сохранению имеющихся запасов пресной воды и разнообразию живых организмов, обитающих в ней.

Люди стремятся придумать и произвести ряд мероприятий, которые позволят вернуть водный баланс в нормальное состояние.

Охрана воды – это дело не только всего человечества, но и каждого индивида. Если человек начнет ценить и экономить водные ресурсы, то ситуация заметно изменится в лучшую сторону.

Практика борьбы с загрязнениями воды в мире

Водные ресурсы распространены по земной поверхности неравномерно. В каких-то регионах гидросеть значительно гуще, чем в других, но это не влияет на факт того, что степень загрязнения воды отходами практически везде. Реки азиатской части Евразии содержат большое количество вредных бактерий и тяжелых металлов. Половина от всего числа рек Америки уже непригодна к использованию людьми.

Во всем мире предпринимаются меры по очистке и сохранению пресных вод. Ученые стараются найти наилучший способ, позволяющий извлечь из воды нефть и радиацию, которые остались после крупных утечек и крушений.

Решение вопроса на законодательном уровне

Поиски решения экологической проблемы ведутся на каждом континенте. Страны должны рационально распределить все водные ресурсы и разработать законы, позволяющие обеспечить надежность сохранения пресных вод.

Правительство России приняло закон, который запрещает строительство и эксплуатацию предприятий, способных нанести вред водным бассейнам. Любой объект должен сначала предоставить доказательства того, что на их территории есть специальные фильтры для очистки.

Последствия загрязнения воды

Самые страшные последствия загрязнений – это нехватка пресной чистой воды и уничтожение всех живых организмов. Сейчас насчитывается около 35 миллионов кубических метров воды, пригодной к употреблению. Несмотря на внушающие объемы более 1,2 миллиардов человек живут в условиях недостатка. Под угрозу ставится не только один конкретный регион или государство, а жизнь всей планеты в целом.

Вред для здоровья

Вода – одна из необходимых потребностей человеческого организма. Каждому человеку рекомендуется употреблять от 1,5 л пресной чистой воды в сутки. Но если эта жидкость будет обогащена вредными примесями и токсичными веществами, то она будет крайне вредна. Употребление такой воды понесет за собой нарушение работы сердца, сосудов, почек, печени и других жизненно важных органов.

Эпидемии

Загрязнения воды содействуют размножению патогенных организмов, которые способны нанести вред людям, животным и растениям. При больничных стоках в водные бассейны попадают еще и антибиотики, которые делают инфекции более устойчивыми к лекарственным препаратам. Поэтому загрязненная гидросфера может стать источником опасной эпидемии.

Мусорные острова

Скопления бытовых отходов, состоящие из пластика, рыбных снастей и других отработанных продуктов, формируют целые мусорные острова в океане. Одним их самых крупных пятен является пример из Тихого океана. Там мусор занимает поверхность воды, равную по площади территории США.

Кислотные дожди

Загрязнение природных вод напрямую связано с кислотными дождями. Образование вредных осадков обусловлено попаданием в атмосферу газов. Они появляются в результате работы металлургических, нефтеперерабатывающих и машиностроительных заводов и фабрик. Оксиды серы и азота вступают в реакцию с кислородом и водой, образуя при этом серную и азотную кислоты. Дожди из кислоты оседают на землю, попадая в реки. От этого кислотность воды повышается, и биота уже не может спокойно существовать в новых условиях.

Вымирание животных

Загрязнение воды приводит к вымиранию животных и уничтожению целых экосистем. Например, период жизни больших черепах за последнее время значительно сократился. Эти животные регулярно травятся пластиком и попадают в рыболовные сети.

Ученые всех стран стремятся найти наилучшее решение такой экологической проблемы, как загрязнение водоемов. Людям нужно научиться экономить водные ресурсы, чтобы обеспечить себя питанием и сохранить природное разнообразие на долгие годы.

Человек всегда рассматривал окружающую среду в качестве источника ресурсов. Самым ценным из них, безусловно, является плодородная почва. Без нее нашей цивилизации вообще не было – человек так и остался бы немногочисленным видом охотников и собирателей. Стремясь к большему изобилию, мы постоянно наращиваем производство сельскохозяйственной продукции, истощая почвы. Кроме того, крайне негативно на их состояние действуют и другие антропогенные факторы: промышленные выбросы, мусорные полигоны, добыча полезных ископаемых, транспорт. Именно поэтому проблема загрязнения почвы и ее эрозии – один из самых серьезных вызовов, стоящих сегодня перед человечеством.

Почва – это не просто верхний слой земли. Она представляет собой сложную субстанцию, возникшую за миллионы лет под воздействием естественных физических процессов и влиянием биосферы. Сегодня общая площадь земельных ресурсов составляет 129 млн кв. км, из них в сельскохозяйственном обороте находится примерно 15 млн кв. км. Всего же к пахотной обработке пригодны 25-32 млн кв. км. Пока еще почвенные ресурсы позволяют обеспечивать продуктами питания население планеты, но дальнейшее ухудшение качества почв несет большую угрозу продовольственной безопасности и может привести к катастрофе. Кроме того, загрязнение почв и грунтов представляет серьезную угрозу здоровью человека.

Что такое почва

Почва – это поверхностный слой литосферы, образованный за счет климатических факторов, влияния живых организмов, а также воздействия деятельности человека, которая с каждым годом становится все более заметна. Важнейшей ее особенностью является плодородие – способность удовлетворять потребности растений в микроэлементах, воде и воздухе. Почвенный слой можно назвать связующим звеном между биосферой и другими оболочками планеты: гидросферой, литосферой и атмосферой.

Существуют разные типы почв

Почвенный слой состоит из жидкой, твердой, газообразной и биологической части. Их соотношение отличается в разных почвах. Твердая часть состоит из частичек и обломков горных пород, именно она во многом определяет состав и количество химических элементов в почве. Кроме микроэлементов, в твердую фракцию входят и другие вещества. Это остатки живых организмов, продукты их жизнедеятельности, а также гумусовые соединения, которые образуются в результате сложных природных процессов.

Жидкая часть почвы состоит из воды и различных химических веществ, растворенных в ней. Высокое содержание минеральных веществ приводит к засолению почвы и ее деградации. Газообразная часть или почвенный воздух состоит из множества газов, его состав может сильно отличаться от атмосферы. Биологическая часть почвы состоит из растений и животных и микроорганизмов, которые обитают в ней.

В состав почвы входит несколько слоев. Верхний, пахотный, содержит наибольшее количество гумуса. Под ним расположена подпочва, состоящая из остатков горной породы. Ниже ее находится коренная подстилающая порода.

Структура различных почв отличается, они содержат комочки разной величины и формы. По этому признаку выделяют песчаные, глинистые, суглинистые, супесчаные почвы. Наиболее плодородными считаются черноземы. Такие почвы содержат значительное количество гумуса, что позволяет получать высокие урожаи.

Основные загрязнители грунтов

Причиной загрязнения почв обычно называют хозяйственную деятельность человека, но это не совсем правильно – данный процесс может быть и естественным. Например, извержения вулканов приводят к загрязнению вредными веществами и токсичными элементами огромных территорий. Но это, скорее, исключение из правила – главной причиной деградации почвенного покрова является антропогенный фактор. Согласно существующей классификации, загрязнители грунтов делятся на четыре группы:

органические;
неорганические;
радиоактивные;
биологические.

К органическим загрязнителям относится нефть и все продукты ее переработки, ядохимикаты, гербициды, фунгициды, фенолы, красители, хлорорганические соединения. В неорганическую группу входят тяжелые металлы (свинец, ртуть), неорганические кислоты и щелочи, минеральные соли (асбест, удобрения). К радиоактивным загрязнителям относятся радионуклиды, серьезные опасения, например, вызывает загрязнения почвы цезием-137. Биологические – это различные виды патогенных грибов, микроорганизмов, водорослей и др.

Загрязнение почв промышленными выбросами

Можно добавить, что загрязнители – не обязательно опасные вещества или яды. Вред способен нанести любой химический агент, концентрация которого превышает естественные нормы. Например, применение минеральных удобрений и пестицидов предназначено для повышения плодородия почвы, но при их чрезмерном использовании происходит отравление и деградация грунтов. Кроме того, химическое загрязнение почв крайне плохо влияет на здоровье человека.

Для каждого потенциального загрязнителя существует предельно допустимая концентрация (ПДК). Считается, что при таком содержании вещество не оказывает вредного воздействия на здоровье животных и человека, не приводит к врожденным заболеваниям. ПДК – это важнейший показатель загрязнения, он утвержден законодательно и является санитарной нормой. Исходя из ПДК, определяются категории загрязнения почвы для определенной территории, а также составляются карты загрязнения почвы и специальные таблицы.

В зависимости от степени влияния на окружающую среду и здоровье человека выделяют пять классов отходов. К первому – наиболее опасному – относят ртуть и ее соединения, цианистый калий, бензапирен, диоксин. Четвертый и пятый класс объединяет малоопасные и неопасные отходы, например, фосфаты или отходы обогащения полезных ископаемых.

Оценка степени загрязнения почв – весьма непростой процесс. Воздействие различных веществ зависит не только от их природы, но и от особенностей почвенного слоя. Кроме того, существующая номенклатура химических соединений настолько обширна, что многие из них требуют дополнительных исследований.

Основные источники загрязнения

Существует несколько путей попадания опасных или нежелательных веществ в почву:

поступление вместе с атмосферными осадками;
использование удобрений и средств защиты растений в сельском хозяйстве;
сбросы жидких и твердых отходов промышленностью и коммунальными предприятиями.

Главными виновниками антропогенного загрязнения литосферы являются:

промышленные предприятия;
сельское хозяйство;
транспорт;
горно-добывающая промышленность;
коммунальные предприятия;
атомная промышленность.

Любой завод или фабрика производит массу различных отходов. Наиболее опасны выбросы металлургических заводов и химических предприятий, которые загрязняют почвы тяжелыми металлами, цианидами, диоксинами, хлорсодержащими веществами и другими не менее ядовитыми соединениями. Они не только убивают почвы, но и несут серьезную опасность для здоровья и жизни человека.

Нефть и нефтепродукты способны отравить огромные площади плодородных земель

Сельское хозяйство только на первый взгляд кажется чистой и безопасной для окружающей среды отраслью. Несмотря на отсутствие огромных доменных печей и дымящихся труб, оно является одним из основных источников загрязнения почвы. Главная опасность – чрезмерное использование минеральных удобрений и средств защиты растений. Загрязнение почв пестицидами имеет долговременные последствия. Они накапливаются в грунтах, вызывая гибель множества полезных организмов и ухудшая состояние почвенного покрова. Избыточное применение органических удобрений (навоза, перегноя, помета) может привести к биологическому загрязнению почв. Неконтролируемое распахивание и вырубка лесных массивов вызывает деградацию и опустынивание земель. Сельскохозяйственное загрязнение ежегодно превращает около 6 млн га в пустыни.

Еще большую опасность для земельных ресурсов представляют предприятия коммунальной сферы. Причем по степени вредоносности они превосходят сельское хозяйство, транспорт и даже тяжелую промышленность. Наши города производят миллионы тонн твердых бытовых отходов (ТБО), которые затем превращаются в огромные свалки. Мусорные полигоны отравляют воздух, почву и грунтовые воды – путей решения данной проблемы пока не существует. Сжигание отходов только ухудшает ситуацию. Не слишком эффективна и переработка мусора. Загрязнение почвы бытовыми отходами – одна из самых серьезных проблем, стоящих перед человечеством.

Не лучше обстоят дела с очисткой сточных вод. Вместе с ними в почву попадают болезнетворные бактерии, гельминты, другие патогенные организмы, которые затем через пищу могут оказаться в организме человека. Причем возбудители заболеваний многие годы способны сохранять жизнеспособность в грунте.

АЭС и другие объекты атомной энергетики являются потенциальными источниками радиоактивного загрязнения почвы. Наибольший урон причиняют аварии реакторов или чрезвычайные происшествия в местах хранения ядерных отходов. Почвы, загрязненные искусственными радионуклидами, на тысячи лет выводятся из сельхозоборота.

Огромный вред почвенному покрову наносит горно-добывающая промышленность. Она является одним из основных источников загрязнения почв. Кроме того, добыча полезных ископаемых требует отчуждения громадных территорий под отвалы, карьеры, разрезы. Почвенный слой при этом, как правило, полностью уничтожается.

Чем грозит загрязнение грунтов

Почвенный покров – практически невозобновляемый ресурс, он образуется со скоростью один-два сантиметра в столетие. Наиболее тяжелое последствие загрязнения почвы – снижение урожайности сельхозкультур, что несет значительные экономические издержки. Под действием химических веществ или эрозии состав почвы изменяется так радикально, что становится непригодным для выращивания растений.

И это очень серьезная угроза, учитывая, что и сегодня миллионы людей на планете недоедают. Уже в ближайшие десятилетия загрязнение и истощение почв может привести к дефициту продуктов питания и поставит человечество на грань голода.

Мусорные полигоны являются одним из главных источников загрязнения почвы

Еще одной опасностью загрязнения почв является разрушение биоценозов. Почвенный слой – неотъемлемая часть любой экологической системы. Без него не могут существовать растения, что делает невозможным образование естественных пищевых цепочек. Загрязнение почвы всегда приводит к вымиранию видов и уменьшению биоразнообразия. Почвы смягчают климатические изменения, повышают устойчивость к засухам и наводнениям, способствуют возобновлению водных ресурсов.

Опасные вещества, оказавшись в почве, накапливаются в растениях и, в конце концов, попадают в организм человека, вызывая болезни и уменьшая продолжительность жизни. Состояние почв влияет на качество питьевой воды, потому что верхний слой грунта является своеобразным буфером и фильтром. Однако промышленное загрязнение почв снижает их способность удерживать опасные вещества.

Уже сегодня примерно треть земель, пригодных для ведения сельского хозяйства, сильно или умеренно деградированы. Считается, что к 2050 году на планете будет проживать более 9 миллиардов человек. И если мы не предотвратим дальнейшее истощение почвенного покрова, то их банально не будет чем кормить.

Есть ли свет в конце тоннеля

На протяжении столетий человек бездумно использовал земли, не обращая особого внимания на степень ее деградации. Сегодня мы вынуждены задуматься о борьбе с загрязнением почвы, о ее охране и исправлении последствий технического прогресса.

Проблема уничтожения почвенных ресурсов является сложной и комплексной, поэтому, к сожалению, не имеет простых решений. Ее условно можно разделить на две составляющие: защита почвы от новых загрязнений и восстановление грунтов, особенно пострадавших от хозяйственной деятельности человека.

Первоочередной задачей является контроль загрязнений почв. В России этим занимается Росприроднадзор . Оценка уровня загрязнения почвы проводится путем регулярного забора проб и проведения их лабораторного исследования. В нашей стране порча земли считается уголовным преступлением – 254 статья УК РФ.

Для уменьшения сельскохозяйственной деградации грунтов необходимо:

чередовать высаживаемые культуры;
уменьшить количества удобрений и пестицидов;
проводить эффективную мелиорацию;
насаживать защитные лесополосы.

Можно добавить, что постоянно ведутся работы над созданием менее токсичных удобрений и пестицидов. Еще одним направлением работы ученых является выведение более устойчивых и продуктивных сортов растений.

Очистка почвы от нефтяных загрязнений – долгий и дорогой процесс

Огромной проблемой являются бытовые отходы и сточные воды городов – что делать с ней пока непонятно. Мусорные полигоны производят столько токсичных отходов, что земля на их месте приходит в абсолютную негодность. При их рекультивации грунт просто собирают и захоранивают. Единственный способ борьбы со свалками – уменьшение количества мусора путем его переработки. В развитых странах подобная стратегия уже давно считается нормой: все, что можно использовать вторично, отправляется на переработку. Все громче раздаются голоса о полном запрете пластика, составляющего значительную часть бытового мусора. Куда менее экологичным способом утилизации ТБО считается сжигание.

Способы очистки зависят от характера загрязнения почвы. Земля способна самостоятельно восстановиться, но это требует очень много времени. Существуют методы рекультивации земель, способные вернуть плодородие за сравнительно короткий срок. Например, участок несколько раз подряд засеивается быстрорастущими культурами со значительной зеленой массой. Такие растения неплохо удаляют из почвенного слоя тяжелые металлы и токсичные химические соединения. Эффективна глубокая вспашка, при которой загрязненный слой опускается на глубину около 50 см.

Практически невозможно очистить землю от больших концентраций тяжелых металлов и радионуклидов. В этом случае обычно проводится полная рекультивация участка с удалением верхней части грунта и его захоронением.

Клевер и другие растения семейства Бобовых часто используют для биологической рекультивации почвы

Сама постановка вопроса о негативном воздействии человека на окружающую среду, в том числе и на почву, кажется не слишком корректной. Учитывая современное количество населения, мы просто не можем не влиять на почвенный покров. Это нужно принять, как данность и думать над минимизацией ущерба. В первую очередь следует работать над созданием новых технологий, способных уменьшить загрязнение: более совершенных способах очистки сточных вод или переработки мусора. Создание продуктивных сортов растений позволит уменьшить площадь сельскохозяйственных угодий, сохранив луга и леса в их первозданном виде.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Читайте также: