Загрязнение и охрана почв

Почва – естественно-историческое тело, обладающее плодородием. Именно поэтому она играет важнейшую роль в обеспечении человека продуктами питания. Пашня дает практически все необходимые для людей растительные белки, при этом обеспечивает домашних животных фуражным зерном и другими кормовыми растениями. Невозможно представить себе развитие животноводства без использования обширных пространств сенокосов и пастбищ. В связи с этим проблемы охраны земли (почвенного покрова) весьма существенны для человечества. Следует обратить внимание и на то, что уже в наши дни около 800 млн людей в разных частях нашей планеты испытывают хронический голод, т.к. не получают необходимого физиологического, а иногда физического минимума продуктов питания. Плодородными свойствами почва обязана наличию в ней гумуса (перегноя). При этом гумусовый горизонт образуется очень медленно. Так, в умеренном поясе Земли в зависимости от режима температур и осадков в сочетании с характером растительности для образования 10 – 15-сантиметрового слоя перегноя требуется от 750 до 1000 лет и более.

В масштабах планеты наметились некоторые весьма тревожные симптомы. Прежде всего, это проблема опустынивания, особенно характерная для степной и в какой-то мере лесостепной полосы планеты. В силу естественных (циклические колебания) и антропогенных причин, по-видимому, происходит расширение зоны пустыни в степные области. Повышение сухости климата не только резко снижает продуктивность природных экосистем, но и меняет виды трав на менее ценные в качестве кормов. Даже во Владимирской области РФ еще в 60-е гг. ХХ в. было отмечено проникновение все дальше к северу малосъедобных для травоядных коров и овец полыни, степных злаков (типчак, ковыль и т.п.). По мере опустынивания развиваются процессы засоления почвы, превращающие некогда плодородные участки в солоди, солонцы, а в перспективе и в солончаки.

Крупной проблемой, характеризующей общую ситуацию на Земле, является эрозия почв. Различают два типа эрозии почв: ветровую и водную. Ветровое развеивание поверхности почвы характерно для южных открытых пространств нашей страны, где неумеренная или неправильная распашка приводит к разрежению растительного покрова. При этом ветры в состоянии поднимать в воздух и уносить на весьма большие расстояния не только плодородный слой почвы, но и подстилающие грунты. В отдельных случаях в поле зрения наблюдателей за час фиксировались громадные массы пылевых частиц, достигающие по массе нескольких десятков, а то и сотен тысяч тонн. Способен ветер развеивать и засоленные грунты, как это происходит в районе Аральского моря, что еще больше увеличивает площади пустынных бесплодных участков Земли.

Если на ветровую эрозию приходится около 10% когда-то плодородных, а ныне уничтоженных земель, то львиную долю или почти 90% такого уничтожения берет на себя водная эрозия. Она реализуется в двух формах: глубинная (или отступная, или овражная) эрозия и плоскостной смыв. В первом случае капли воды, сливаясь в ручейки, размывают себе дорогу, образуя последовательно бороздки, рытвины, овраги. Особенно способствуют этому процессу неправильная вспашка, уничтожение древесного покрова. В горных местностях в период дождей это может приводить к образованию мощных грязекаменных потоков, под которыми погибают не только посевы, но и целые населенные пункты. В других случаях возникают обезображенные участки поверхности, которые в английском языке получили название « бэдлендс » (дурные земли). Такие земли развиты в Черноземном центре России, на громадных пространствах бездумно распаханных прерий северо-американского континента. Даже в достаточно лесистой Пермской области территории, занятые оврагами, составляют около 340 тыс. га. Более медленное, но не менее ощутимое воздействие на плодородие земель оказывает другая форма водной эрозии – плоскостной смыв. При нем вода не собирается в струйки, а стекает по склонам тонкой равномерной пленкой, захватывая с собой плодородные частички почвы. Плоскостному смыву подвержены все склоны, крутизна которых превышает 5^о. Так, по данным Пермской сельскохозяйственной академии, в предгорной части Пермской области плодородный слой будет смыт со всех таких (и более крутых) склонов в ближайшие 50–60 лет. Результатом действия плоскостной эрозии являются малопродуктивные смытые почвы, перегной же сносится в водоемы, увеличивая их загрязнение.

Серьезной проблемой использования земель является их отвод под строительство, добычу полезных ископаемых, прокладку транспортных трасс и трубопроводов. Мировые масштабы выведения сельскохозяйственных земель из использования по прямому назначению составляют десятки миллионов гектаров в год. Подсчет потерь сельского хозяйства соответственно площади используемых земель на территории бывшего СССР уже в 60-е гг. ХХ в. достигал 1,5–4 млн га в год.

Существенные проблемы ставит перед человечеством и постоянный вынос с сельхозугодий органических веществ. Собирая урожаи культурных растений, вывозя сено, люди извлекают из агроэкосистем большие количества полезных веществ. Прежде всего, это относится к т.н. органогенным элементам: калию, фосфору, азоту и т.п., которые содержатся в телах организмов. Возникает необходимость удобрения почвы этими веществами. Когда-то значительная часть веществ возвращалась на поля в виде органических удобрений (навоз крупного рогатого скота, помет птиц). К середине ХХ в. во многих частях земного шара стали использоваться искусственные химические удобрения (суперфосфат, аммофос и т.п.). Помимо этого оказалось удобным использовать ряд ядохимикатов для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Это породило очередные проблемы – загрязнение земель ядохимикатами (прежде всего, пестицидами) и передозировка минеральными удобрениями. Оказалось, что помимо губительного действия передозировок ядохимикатами на сами агроэкосистемы, продукты питания, полученные на отравленных землях, ядохимикаты опасны и для людей. В отдельных регионах применение боевых отравляющих веществ оказало серьезное канцерогенное и мутагенное воздействие на людей (например, применение оранжа во Вьетнаме во время войны до сих пор сказывается на ныне живущих там людях). Неслучайно богатые люди в разных странах предпочитают использовать продукты, полученные на землях, где никогда не применялись химические удобрения (а тем более ядохимикаты), стоимость таких продуктов выше на 30–50%, а иногда и в два раза, чем обычных. В ряде стран даже введены особые знаки, показывающие, что мы имеем дело с экологически чистыми продуктами.

Кроме химических удобрений и ядохимикатов источниками загрязнения почв служат выбросы в атмосферу, а иногда и сбросы в воду веществ, являющихся отходами производства, образующихся при бытовом использовании предметов людьми, извергаемых транспортными средствами и т.д. В некоторых регионах, где нет поблизости ни промышленных предприятий, ни транспортных коммуникаций, земли загрязняются за счет переноса выбросов (иногда трансграничного) из достаточно далеких мест. Техника, используемая сельскими жителями, колоссальные скопления экскрементов животных вблизи крупных животноводческих комплексов также могут служить серьезными источниками загрязнения земли.

В связи с прогрессирующим возрастанием загрязнения земель разработаны представления о предельно допустимых концентрациях. Представление о некоторых из них дает табл. 7.6.

Кроме химического можно говорить о физическом и биологическом загрязнении почв. Если первое из них почти не изучено, то второе включает не только наличие в земле болезнетворных микроорганизмов, но и различные стадии более высокоорганизованных существ (например, яйца геогельминтов), личинок или куколок мух, которые не являются желательными для человека.

Показатели биологического загрязнения легли в основу комплексной санитарной оценки состояния почв, которые были утверждены еще в 1977г. Министерством здравоохранения СССР (табл. 7.7). Санитарное число (состояние) – частное от деления количества почвенного белкового азота (в мг на 100 г абсолютно сухой почвы) на количество органического азота в тех же единицах.

Таблица 7.6