Лекция 7. Загрязнение литосферы

1. Химический состав и структура почв

Почва - поверхностный слой земной коры. Почва представляет собой естественное природное образование, формирующееся под совокупным воздействием климата, растительности, почвообразующих пород, условий рельефа и жизнедеятельности организмов. Почва трехфазная система. Твердая фаза вещества (40-65 мас % почвенной массы) почвы представлена в основном смесью неорганического и разлагающегося органического вещества. Почвенный раствор представляет собой водный раствор минеральных питательных веществ. Газообразная фаза - это почвенный воздух. Живые организмы представлены большей частью бактериями.

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

• минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

• детрит – отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных;

• живые организмы, разлагающие детрит до гумуса.

Мощность почвы (толщина почвенного слоя), в зависимости от типа, колеблется в пределах от нескольких миллиметров до 2-3 м при средней величине 18-20 см. В почве происходят различные физические, химические и биологические процессы, она является средой обитания живых организмов.

Одно из важных физических свойств почвы – ее механический состав, выражающийся в содержании частиц разного размера. Установлены четыре градации механического состава: песок, супесь, суглинок и глина. От механического состава зависят водопроницаемость почвы, способность удерживать влагу, глубина проникновения корневых систем растений.

Минеральный состав почвы определяется составом почвообразующих пород, возрастом почвы, особенностями рельефа, климата. В состав минеральной части почвы входят Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S, микроэлементы Cu, Mo, J, F, Pb. Большинство химических элементов представлено в окисленной форме или в форме растворенных ионов. Концентрация ионов водорода (рН) в почве в среднем близка к нейтральному значению, это определяет разнообразие флоры. Известковые и засоленные почвы имеют рН=8..9, а торфяные – до 4.

Органический состав формируется из соединений, содержащихся в растительных и животных остатках. Это белки, углеводы, органические кислоты, жиры и др. При разложении органических веществ, содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям.

Гумус – органическое вещество почвы, образующееся в результате разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности организмов. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы. Плодородие – главное качество почвы, всвязи с чем она является незаменимым природным ресурсам.

Гумификация – процесс превращения органических остатков в ходе биохимических реакций при затрудненном доступе кислорода. Многие жизненно важные элементы переходят из органических соединений в неорганические, например, азот в ионы аммония (NН₄⁺), фосфор в фосфат ионы (Н₂РО₄^-), сера в сульфат ионы (SО₄^2-), т.е. идет процесс минерализации.

В почве обитает множество видов растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы, простейшие, черви, членистоногие. Установлено, что не менее 1 000 000 разных насекомых (95 % видов, известных ученым) так или иначе связано с почвой. В процессе жизнедеятельности организмы способствуют увеличению плодородия или прокладывают в почвенном слое ходы, по которым поступают воздух и влага и удаляется углекислый газ. На одном гектаре непаханой земли насчитывается около 200 кг микроорганизмов, а общая масса живых организмов, населяющих участок такого размера, достигает тонны. Это больше, чем масса минеральных удобрений, вносимых в почву для выращивания некоторых с/хоз. культур.

Используя почву, человек получает многие необходимые для жизни продукты, но в процессе своей деятельности часто оказывает разрушительное действие на нее. Именно почва в наибольшей степени подвергается загрязнению, что вызывает нарушение протекающих в ней процессов. Загрязнение почвы непосредственно связано с загрязнением атмосферного воздуха и природных вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими веществами являются тяжелые металлы и их соединения, удобрения, пестициды, радиоактивные вещества.