Основные причины загрязнения и деградации почвы

2. Значение почвы в утилизации отходов.

3. Источники загрязнения почвы.

4. Характеристика загрязнения почвы минеральными, органическими, канцерогенными веществами, микроорганизмами.

5. Пути поступления загрязнителей из почвы в организм человека.

6. Особенности нормирования химических веществ в почве.

7. Основные сооружения для аккумулирования твердых и жидких отходов.

8. Основные способы обезвреживания твердых бытовых отходов.

9. Перспективные направления решения проблемы образования и утилизации отходов

ТЕМА: «Методика медико-экологической оценки почв населенных мест и других территорий »

ЦЕЛЬ: Обучить студентов методике использования показателей оценки медико-экологического состояния почв населенных мест и сельскохозяйственных территорий при осуществлении профилактических мероприятий, связанных с состоянием здоровья человека и изменением среды его обитания.

Контрольные вопросы для подготовки к занятию:

1. Основные причины загрязнения и деградации почвы

2. Значение почвы в утилизации отходов.

3. Источники загрязнения почвы.

4. Характеристика загрязнения почвы минеральными, органическими, канцерогенными веществами, микроорганизмами.

5. Пути поступления загрязнителей из почвы в организм человека.

6. Особенности нормирования химических веществ в почве.

7. Основные сооружения для аккумулирования твердых и жидких отходов.

8. Основные способы обезвреживания твердых бытовых отходов.

9. Перспективные направления решения проблемы образования и утилизации отходов.

Литература для подготовки к занятию:

1. Материалы лекции

2. Медико-экологическая оценка территорий населенных мест: учебно-методическое пособие для студентов / И.А. Сохошко, В.П. Ростиков // Омск: ОмГМА, 2012. – 122 с.

3. Алексеев С.В., Пивоваров Ю.П., Янушанец О.И. Экология человека - М.: ИКАР, 2002. , стр.210 - 223. (информационный материал, приведен ниже).

Информационный материал

Источник: Экология человека. Алексеев С. В. и соавторы. 2002. с. 210-223

Загрязнение и деградация почвы

Суша занимает около 30% поверхности земного шара и включает земли различной категории. Хозяйственная деятельность человека способству­ет снижению плодородия почвы, усилению воздушной и водной эрозии почвы, ее засолению, защелачиванию и химической деградации. В результате этих явлений в мире из севооборота уходит столько же земель, сколько вводится в результате мелиоративных и ирригационных работ, на которые тратятся огромные средства.

Эрозия от антропогенного воздействия происходит в 100-1000 раз быстрее, чем в природных условиях. В результате эрозии антропогенного происхождения за последние столетия потеряно 2 млрд. га плодородных земель. Разрушению почвы способствует вырубка леса.

Через почвенный покров осуществляются сложнейшие процессы об­мена вещества и энергии в биосфере в целом. Почва имеет большое зна­чение в утилизации, обезвоживании жидких нечистот и твердых отходов. В этом процессе участвует огромное количество микроорганизмов, про­стейших, многоклеточных и других обитателей почвы. В результате их жизнедеятельности в почве происходит распад органических веществ на безвредные для человека и полезные для растений минеральные соли, углекислоту и воду. Наряду с этим в результате деятельности микроорга­низмов в почве образуется особое органическое вещество - гумус (пе­регной), способствующий повышению урожайности. Такое явление са­моочищения почвы зависит от ее состава, климатических условий, ха­рактера и масштабов загрязнения. Способность почвы к самоочищению не безгранична. При определенных неблагоприятных условиях она мо­жет быть нарушена. Этот процесс происходит либо под воздействием природно-климатических условий, либо в результате антропогенного за­грязнения.

При неправильных методах удаления твердых бытовых отходов в по­чве размножаются микроорганизмы, которые могут явиться возбудите­лями многих инфекционных болезней. Продукты загрязнения из почвы попадают в поверхностные и почвенные воды, в сельскохозяйственные культуры, что способствует распространению заболеваний людей и жи­вотных на значительных территориях.

Таким образом, в почве протекают различные процессы химическо­го, физического и биологического характера, формирующие ее плодо­родие. В результате загрязнения нарушаются и гибнут экосистемы почвы. В почву попадают твердые и жидкие бытовые, сельскохозяйственные и промышленные отходы.

444444Источники загрязнения почвы подразделяются следующим образом:

• бытовые предприятия и жилая застройка. Здесь основными за­грязняющими компонентами являются бытовые и пищевые отходы, строи­тельный мусор, фекалии, отходы отопительных систем;

• промышленные предприятия. Характер отходов промышленных предприятий определяется типом производства. В отходах предприятий металлургической промышленности присутствуют соли различных ме­таллов. Машиностроительная промышленность загрязняет почву циани­дами, соединениями мышьяка, бериллия, химическая промышленность является источником отходов бензола, фенола, углеводородов;

• теплоэнергетика. Мощным источником окислов серы являются теп­лоэлектростанции, выбросы которых могут стать причиной закисления почв. Кроме того, при сжигании каменного угля выделяется огромное количество сажи, в конечном итоге оседающей в почвах;

• сельское хозяйство. В процессе сельскохозяйственного производ­ства почвы загрязняются ядохимикатами и пестицидами, применяемыми для защиты растений от сорняков, вредителей и болезней;

• транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания вместе с выхлопными газами в почву выбрасываются оксиды азота, свинец, уг­леводороды, целый ряд оксидов металлов.

Самоочищение почвы происходит очень медленно, а в районах с хо­лодным климатом почти не происходит. Загрязняющие вещества, накап­ливаясь в почвенном покрове, постепенно изменяют химический состав почв, в результате чего происходят нарушения в экосистемах почвы. Гиб­нут микроорганизмы, осуществляющие процессы разложения органики, попадающей в почву, - она становится «мертвой».

Города мира ежегодно выбрасывают в окружающую среду 3 млрд. т твердых промышленных и бытовых отходов, более 500 млрд. м³ сточных вод и около 1 млрд. т различных аэрозолей.

В результате деятельности человека в биосферу за последние 100 лет попало 1,35 млн. т кремния, более 1 млн. т никеля, 200 тыс. т кобальта, 600 тыс. т цинка, 600 тыс. т сурьмы и др.

На территории США находится 50 000 свалок химических отходов. Почти 75% всех захоронений токсичных веществ расположены в важ­нейших для водоснабжения районах страны.

Ежегодно на полях рассеивается около 500 млн. т минеральных удобрений, свыше 4 млн. т ядохимикатов.

По признанию американских ученых, каждый житель США наносит окружающей среде в 50 млн. раз больший ущерб, чем житель Индии или Бирмы.

На состояние почвы влияет интенсивная добыча минерального сырья. В настоящее время ежегодно мировое потребление минерального сырья 100 млрд. т. В результате его добычи облик планеты сильно меняется. В ряде стран срыты целые горы, служившие источниками рудного сырья. В других странах в районах рудников и шахт создаются искусственные горы (терриконы). В местах открытых разработок образуются глубокие впадины. Эти места напоминают лунные ландшафты.

В России практически не стало горы Магнитной в районе Магнитогорска, открытым способом добывается железная руда на Курской магнитной аномалии, большая часть сибирских углей - Канско-Ачинское и Экибастузское месторождения.

В районах шахт Донбасса, Кузбасса, Заполярья стоят сотни «черных пирамид» - терриконов, отнимающих тысячи гектаров плодородных зе­мель. Во время дождей с крутых склонов то и дело обрушиваются грязевые потоки, оползни. Рано или поздно происходит самовозгорание в породе пирита и угля. В Донбассе имеется 1200 терриконов. Они занимают око­ло 4000 га земли. Поскольку вокруг них необходимо создание защит­ных, непригодных для проживания зон, то утраченная площадь состав­ляет 30-40 тыс. га. Ежегодно в Донбассе появляется 60 новых терриконов, в каждом из которых - 1 млн. м³ породы.

Содержание устойчивых органических соединений и тяжелых метал­лов в образцах суглинистых, торфяных, песчаных, супесчаных, почв тун­дры, отобранных в 1995-1996 годах в окрестностях гг. Нарьян-Мар, Са­лехард, Дудинка, пос. Амдерма, Караул, Хатанга находилось на фоновых уровнях, значительно меньших существующих ПДК. Тем не менее в окрестностях Нарьян-Мара и Амдермы средние концентрации свинца и кадмия были выше ПДК (25 и 0,35 мкг/кг, соответственно) в 9,1-12,8 раза. Концентрации ртути во всех обследованных районах превы­шала ПДК (0,1 мкг/кг) в 1,2-2,5 раза.

При исследовании почв в районе расположения горно-химического комплекса по производству фосфорных минеральных удобрений (г. Кировск Мурманской области) было установлено, что степень накопления загрязнений в снежном покрове вблизи предприятий по 11 химическим элементам превышает фоновый уровень до 200 раз, а на территории се­литебной зоны, расположенной в 4-7 км от основных горно-добываю­щих объектов, в 30-100 раз. Загрязнение поверхностного слоя почвы в целом соответствует загрязнению снежного покрова, однако средняя ве­личина суммарного местного накопления химических элементов несколько ниже, что связано с трансмиссией загрязнений в теплый период года почвенными растворами. В зоне жилой застройки на расстоянии до 7 км от основных источников загрязнений (обогатительных фабрик) накопле­ние тяжелых металлов в почве оказалось выше среднего регионального уровня 2,8 мг/кг в 15-120 раз (Клопов В.П. 1999).

Каждый год объем отвалов горных предприятий составляет 2,5 млрд. м³ горной массы. В Екатеринбургской области отвалы за­нимают 50000 гектаров земельных угодий. В районах добычи железной руды на месторождениях Курской магнитной аномалии к настоящему времени отвалы составляют более 1 млрд. м³. В местах добычи каменных руд скопилось около 250 млн. т галлита, в районе Хибин - 300 млн. т породы. Заводы черной металлургии ежегодно дают около 70 млн. т шлаков, примерно столько же шлаков и золы образуется на электростанциях России, работающих на твердом топливе. Для размещения этой массы отвалов ежегодно выделяется 2000 га земель­ных угодий. Большое количество плодородных земель временно или постоянно извлекается из эксплуатации в результате прокладки газопроводов, нефтепроводов, линий электропередач.

В настоящее время 1,5% земли в нашей стране занимают города, ав­томобильные шоссейные дороги и прилегающие к ним площади так на­зываемой «полосы отчуждения». На дороги, города, ЛЭП и другое ежегодно производится изъятие и изменение функций 0,5 млн. га пашни. Общая территория земель в странах бывшего СССР, нарушенных при добыче полезных ископаемых, составляет около 2 млн га.

Продолжается наступление широким фронтом пустынь. Около 60 тыс. км² земли приходит в негодность или полностью гибнет каждый год в результате сильных и повторяющихся засух. Пустыня Сахара по­степенно захватывает обширные территории Судана, Эфиопии, Сомали, Сенегала. Огромные территории превращаются в пустыни в таких странах, как Бразилия, Иран, Пакистан, Бангладеш, Афганистан. Это наступление песков угрожает благополучию и жизни 600-700 млн. людей.

Снижение качества сельскохозяйственных угодий в настоящее время приобрело статус глобальной проблемы, особенно острой во многих рай­онах развивающихся стран, где резкое возрастание потребностей популяции в продуктах питания на фоне нерационального использования зе­мель и неадекватного использования химических удобрений привели к вырождению и эрозии почвы, снижению ее плодородия, стихийному уничтожению лесов и обеднению пастбищ. Среди других факторов, влияющих на процесс деградации сельскохозяйственных территорий, можно назвать неравномерное распределение земель, отсутствие развитой инф­раструктуры для поддержки правильного экологически безвредного зем­леделия.

Каждый год около 70 тыс. км² сельскохозяйственных земель выбыва­ют из производства из-за вырождения и обеднения почвы, в результате чего она становится непригодной для выращивания зерновых. Однако, по оценкам Организации по продовольствию и сельскому хозяйству (Food and Agriculture Organization (FAO)) при ООН, ситуация выглядит еще хуже: около 544 млн. га - 18% всех сельскохозяйственных угодий - будут на­всегда потеряны для производства, если своевременно не будут приняты соответствующие меры по сохранению этих территорий. При ежегодном приросте населения Земли на 2% многие эксперты прогнозируют неиз­бежное наступление продовольственного кризиса, несмотря на все кол­легиальные меры, предпринимаемые правительствами многих стран по предотвращению этого.

Наибольшую проблему представляют на сегодняшний день засушли­вые земли. Под угрозой опустынивания находятся практически треть тер­ритории суши Земли, т.е. почти 45 млн. км², на которых проживают бо­лее 850 млн. человек. Большая часть засушливых земель не вырабатыва­ет полностью свой производственный потенциал и характеризуется весь­ма невысокой урожайностью. В единицах потерь продукции это состав­ляет примерно 30 млрд. долларов в год. Дополнительные расходы по реабилитации и восстановлению истощенных и засушливых земель зача­стую слишком велики даже для экономики развитых стран. Более того, причины деградации земель и затраты на их восстановление очень силь­но варьируют от региона к региону даже в пределах одной страны.

Проблемы истощения почв в различных государствах осложняются неравноправным распределением собственности на землю и постоян­ным сокращением участков земли, выделяемых в частное владение. Последнее является прямым следствием роста человеческой популя­ции. Уже сейчас сокращение размеров участков земли, находящихся в частном владении, в ряде стран Азии, Африки и Латинской Америки являются поводом для беспокойства. Данные из 57 развивающихся стран говорят о том, что почти 50% ферм в этих странах имеют земельный участок меньше 1 га по размеру. В Индонезии доля таких ферм состав­ляет 70%.

Отрицательно влияет на сохранность и плодородие почвы интенсив­ная вырубка лесов и применение неправильных агротехнических приемов.

Приведенные примеры указывают на значительные изменения, происходящие в почве в результате жизнедеятельности человека, причем эти изменения чаще носят негативный характер. Объем загрязнения почв ежегодно возрастает (табл.).