1. (62). Загрязнение почв тяжелыми металлами. Основные источники загрязнения. Предельно-допустимые и ориентировочно-допустимые концентрации. Способы реабилитации почв, загрязненных тяжелыми металлами.

Наиболее опасными загрязняющими веществами признаны тяжелые металлы: свинец, ртуть, кадмий, мышьяк, цинк, никель. Примерно 90% т.м., поступающих в окружающую среду, аккумулируются почвами. Затем они мигрируют в природные воды, поглощаются растениями и поступают в пищевые цепи. Свинец, ртуть, кадмий, мышьяк и цинк считаются основными загрязнителями. Данные элементы обладают большим сродством с физиологически важными органическими соединениями и способны подавлять наиболее значимые процессы метаболизма, тормозят рост и развитие. В с/х производстве это приводит к снижению продуктивности и ухудшению качества продукции. В живых организмах т.м. играют двоякую роль. В малых количествах они входят в состав биологически активных веществ, регулирующих нормальных ход процессов жизнедеятельности. Поступившие в организм человека, т.м. накапливаются в печени и выводятся крайне медленно. Поступая в растения, т.м. распределяются в их органах и тканях неравномерно. Органы накопления ассимилянтов (клубни, корнеплоды, плоды) содержат значительно меньше т.м., чем вегетативная масса растений. Это можно считать положительным фактом, поскольку именно они составляют хозяйственно ценную часть основных овощных культур. Применяя агротехнические приемы (известкование, внесение минеральных и органических удобрений) можно на разных стадиях производства свести к минимуму вероятность накопления т.м. в вырабатываемой продукции. Уменьшение токсичность металлов для растений должно основываться на мероприятиях, направленных на повышение содержания гумуса в почве (внесение органических удобрений). При известковании кислых почв поступление т.м. в растениях уменьшается. Среди биологических приемов следует выделить выращивание толерантных сортов и культур, выращивание культур на семена, возделывание технических и лесных культур.

Многие из ТМ необходимы живым организмам, однако в результате интенсивного отмосферного рассеивания в биосфере и значительной концентрации в почве они становятся токсичными для биоты.

На территории СНГ тяжелыми металлами загрязнены значительные площади. В России загрязнение земель токсичными ТМ в концентрациях от 0,2 до 10 т/км² в начале 90-х гг, в

XX веке наблюдалось на 18млн. га. В некоторых регионах допустимые уровни превышены в сотни раз. На предприятиях цветной металургии при производстве 1т продукции в окружающую среду выносится 40...60кг свинца, до 3кг мышьяка, около 280г ртути, около 13г кадмия. Выявлены сотни тысяч гектаров пахотных земель, загрязненных ТМ, на которых необходимо проводить специальные профилактические мероприятия, предотвращающие загрязнение растительной продукции токсикантами. В РФ более 1млн га почв с/х угодий было загрязнено особо токсичными (1 КО) элементами. ТМ играют важную роль в обменных процессах, но в высоких концентрациях вызывают загрязнение почв, вредно воздействуют на экосистемы. Токсичное действие ТМ может быть прямым и косвенным. В 1-ом случае блокируются реакции с участием фермента, что приводит к уменьшению либо к прекращению его каталитического действия. Косвенное воздействие заключается в переводе питательных веществ в недоступное состояние и создании «голодной среды». ТМ слабо выводятся из почвы. Период полуудаления в условиях почвенных лизимитров: для Zn – 70-150лет; Cd – 13...1100; Pb – 740...5900лет. ТМ претерпевают в почве химические превращения, в ходе которых их токсичность изменяется в очень широких пределах. Большую опасность представляют подвижные формы ТМ, т.е. доступные для живых организмов. Подвижность зависит от почвенно–экологических факторов, основные среди которых – содержание органического вещества, кислотность почвы, окислительно – восстановительные условия, плотность почвы и т.д.

Для снижения опасности загрязнения почв ТМ важно применять агрономические средства защиты (подбор с/х культур, использование различных частей растений с учетом неодинаковой способности их к накоплению металлов)

2. (67). Основные экологические риски в АПК. Применение экспертных информационных систем для анализа проблемных агроэкологических ситуаций. Информационно-методическое обеспечение агроэкологической оптимизации земледелия.

Основные экологические риски в апк.

Техногенный риск,

Риск опасности возникновения природных явлений,

Риск возникновения негативнних изменения биологических циклов,

Оценка сдвига риска биологического равновесия.

Виды эк рисков:

Глобальное изменение климата и изменение компонентов среды обитания,

Гибель популяции и потеря биологического разнообразия,

Риски здоровью людей и среды обитания.

Применение экспертных информационных систем для анализа проблемных агроэкологических ситуаций.

Экономизация доведение моделей и программирование.принципиальная типовая технология и типилизация, выявление регионально-типологических форм и явлений и функционировн. целевая программа адаптации агротехнологий. Экологизация –повышения внимания разрешения агроэкологических проблем. Компьюторизация-активное применение современных информационных технологий.

Региональная геоинформационная система анализа агроэкологического состояния земель:географическая основа, информацион основа,подсистема обработки и визуального анализа.

Информационно методическое обеспечение агроэкологической оптимизации земледелия.

Региональные базы данных для формирования агроэкологич райониров земель обеспечивают систематизирован запись и хранение информац., геостатическую обработку, импорт-экспорт, печать и визуализация, разноплановая информац в разрезе хоз.для функционирован целевого анализа агроэкологич состояния земель на уровне области и района. Содержат информацию по всем основным с\х земельн. областям структурно согласно ее админестративному делению. Структурируют : по факторам агроэкологич.оценки земель и основным диагностическим показателям,трансформироют в рабочию записку, котор содержит информацию.

2 основные атрибутами хозяйства в рабочей записи регионов агроэкологич баз данных является: географич координирован, землеустроит хар-ка хоз-в, основные показатели рельефа и эрозии итд.

3 тематические подмасивы региональн базы данных, географические координаты хозяйств, определение по электронным или печатным координатам среднего маштаба итд.

4 региональные ГИС агроэкологич райониров земель

Билет №13

1.(19) Кларковое содержание химических веществ в почвах. Антропогенное загрязнение почв. Критерии оценки загрязнения почв. Мероприятия по снижению вредного влияния токсикантов на компоненты агроэкосистем.

Кларковое содержание химических веществ в почвах.

Воздействие различных веществ на почву оценивается по отношению к какому-то уровню или фону. При этом за фоновый уровень принят тот уровень содержания химического вещества, сравнение с которым позволяет обнаружить превышение его в исходно-аналогичных почвах под влиянием антропогенных факторов.

В основе оценки загрязнения почв тяж. металлами лежит их Кларковое (среднее) содержание.

Элемент Mn(марганец)	Кларк 800	Элемент Zn (цинк)	Кларк 50
Cr (хром)	200	Ni (никель)	40
F (фтор)	200	Cu (медь)	20
V (ванадий)	100	Pb(свинец)	10
Li (литий)	80	B (бор)	10

Антропогенное загрязнение почв.

Основные виды негативных воздействий на ПБК.

Будучи важнейшей жизнеобеспечивающей сферой, почва постоянно испытывает различные по времени, интенсивности, масштабам, последствиям воздействия, обусловленные многообразной производственной деятельностью человека. Ухудшение состояния земельных ресурсов и снижение плодородия почв создают угрозу для средств существования миллионов людей и продовольственной безопасности в будущем и имеют последствия для водных ресурсов и сохранения биологического разнообразия. Самая сложная задача человечества заключается в обеспечении охраны и устойчивого использования базы природных ресурсов, от которой завасит производство продовольствия.

В Российской Федерации земли, используемые в различных хозяйственных целях, находятся в неудовлетворительном состоянии. Это-следствие нерационального природопользования (включая с/х –ое), значительного сокращения работ по охране почв и земельных ресурсов. Развитие процессов деградации обусловлено действием естественных (климатические, гидрогеологические, морфодинамические, фито- и зоогенные) и антропогенных факторов. Антропогенным факторам (нерациональное ведение богарного и орошаемого земледелия, чрезмерный выпас, уничтожение почвеннорастительного покрова промышленным, коммунальным и ирригационным строительством, горные разработки, технологические и аварийные промышленные выбросы в атмосферу, сброс сточных и дренажных вод) принадлежит ведущая роль в ухудшении почв.

Нельзя упускать из виду опасность, обусловленную тем,что загрязняющие вещества действуют на живую компоненту биосферы (от клеточного до организменного уровня), нарушая естественные механизмы процессов обмена веществ и потоков энергии, разрывая функциональные связи в трофических цепях экосистем.

Загрязнение тяжелыми металлами.

Среди загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и воздействию на биологические объекты особое место занимают тяжелые металлы. В принципе многие из них необходимы живым организмам, однако в результате интенсивного атмосферного рассеивания в биосфере и значительной концентрации в почве они становятся токсичными для биоты.

По данным агрохимических обследований, выявлены сотни тысяч гектаров пахотных земель, загрязненных тяжелыми металлами, на которых необходимо проводить специальные профилактические мероприятия, предотвращающие загрязнение растительной продукции токсикантами.

К тяжелым металлам относятся химические элементы, имеющие плотность более 5г/см3 или атомную массу более 50 единиц. По степени опасности их делят на три класса:

1класс-особо токсичные (кадмий, мышьяк,ртуть,свинец,селен,цинк)

11класс-токсичные (бор,кобальт,медь,молибден,никель,сурьма,хром)

111класс-слабо токсичные (барий,ванадий,вольфрам,марганец,стронций)

Тяжелые металлы играют важную роль в обменных процессах, но в высоких концентрациях вызывают загрязнение почв, вредно воздействуют на экосистемы.Опасность,вызываемая загрязнением тяж.мет.,усугубляется еще и слабым выведением их из почвы. Наибольшую опасность представляют подвижные формы тяж.мет.,т.е. наиболее доступные для живых организмов.

Загрязнение диоксинами.

Диоксины характеризуются необычайно высокой устойчивостью в почве. При попадании на почву они переходят в ее органическую фазу, мигрируют в виде комплексов с органическим веществом, поступая в водоемы и включаясь в пищевые цепи. Возможные меры по снижению токсичности уже загрязненных территорий – удаление и разложение диоксинов путем термической обработки с помощью инфракрасного нагрева, ультрафиолетового фотолиза.

Загрязнение микотоксинами.

Серьезная угроза для экосистем – загрязнение почв микотоксинами – ядами, продуцируемыми микроскопическими грибами. Микотоксины могут поражать кормовые растения, корма, а также животных и человека. В результате антропогенного воздействия в почвах сильно снизилась активность действия естественных природных механизмов, определяющих устойчивость и продуктивность экосистем, а также качество окружающей среды.Основные причины нарушения этих процессов: дегумификация, увеличение кислотности, нарушение гидрологического режима, переуплотнение почв.

Антропогенные воздействий на почву и возможные их последствия (таблица).

А нтропогенные возд-я Химическая промышл-ть Вырубка лесов на равнинах Механизация земледелия

Почвенно-деградац.проц. Химич. загрязнение почв, Увеличение кислотности Заболачивание, дегумификация Переуплотнение почв, эрозия

Побочные эколог.послед-я Загрязнение природных вод и продовольственной продукц. токсикантами, парниковый эффект. Потеря земельных ресурсов, парниковый эффект Снижение биологической продуктивности

Критерии оценки загрязнения почв.

Выбор критериев экологической оценки состояния почв определяется спецификой их местоположения, генезисом, а также особенностями использования. Выявление видов деятельности, вызывающих загрязнение почвы, дает достаточно полное представление о масштабах и характере загрязнения обследуемой территории, позволяя конкретизировать число учитываемых показателей.

При оценке состояния почв основными показателями степени экологического неблагополучия являются критерии физической деградации, химического и биологического загрязнений. При этом состояние территории оценивают согласно классификации степени экологического неблагополучия: относительно удовлетворительное, напряженное, критическое, кризисное, катастрофическое. В качестве одного из критериев экологич. состояния территории рекомендуют использовать площадь выведенных из землепользования угодий в результате деградации почв (эрозия, дефляция, вторичное засоление,заболачивание)

Для экологической оценки степень загрязнения почв можно оценивать на основе учета ПДК химич. веществ. Комплексным показателем почвенного загрязнения является фитотоксичность – свойство загрязненной почвы подавлять прорастание семян, рост и развитие высших растений.

Данные о состоянии почв следует представлять в виде подробных тематических картографических материалов, включающих информацию по основным показателям и компонентному составу загрязняющих веществ.