2.4. Загрязнение почв

2.4.1. Определение загрязнения почвы, классификация загрязненных почв В эпоху научно-технической революции почва стала постоянным объектом человеческой деятельности, что породило значительные изменения в состоянии земельных ресурсов. Причины ухудшения количества земель или их гибели различны. Некоторые могут быть отнесены к стихийным силам природы, а большинство – к целенаправленной деятельности человека:

• неправильный полив орошаемых земель;

• нарушение правил агротехники и севооборота;

• вырубка охранных лесов;

• распахивание склонов;

• чрезмерный выпас скота;

• химическое или биологическое загрязнение в связи с производственной деятельностью;

• покрытие почвы различными материалами (выбросы, отвалы золы от ТЭС, твердые или жидкие отходы) и т.д.

По масштабам и губительным последствиям для земель наибольший вред представляют процессы почвенной эрозии. Почвенная эрозия– это разрушение или удаление почв и подстилающих их материнских пород под воздействием ветра, атмосферных осадков и образующегося при этом склонного стока, в результате чего формируются овраги. Различают два типа почвенной эрозии:воднуюиветровую.

Наиболее опасной и распространенной является воднаяэрозия почв, под которой следует понимать разрушение и удаление почв и подстилающих из материнских пород под воздействием выпадающих атмосферных осадков и образующегося при этом поверхностного стока.

Имеющиеся данные показывают, что процессы водной эрозии получили развитие на всех континентах (кроме Антарктиды).

Значительный ущерб почвам наносит засоление, которое влечет за собой полное исключение почв из активного сельскохозяйственного использования, или снижение их производительности. Засоление почв может происходить из-за неумеренного, бессистемного полива при отсутствии дренажа.

Таким образом, почвы подвергаются различным воздействиям, вызывающим или усиливающим вредные для их качества явления и процессы.

Все это представляет собой загрязнение почвы, которое означает любое действие, вызывающее нарушение нормального функционирования почвы посредством физического, химического или биологического ее разрушения или снижения плодородия, приводящее к качественному и количественному уменьшению биомассы. Загрязнение почвы включает в себя всю сумму явлений и процессов деградации почв.

Понятия «загрязнение почвы» и загрязнение воздуха или воды различаются. Загрязнение воздуха или воды – более простых и однородных компонентов – означает проникновение в их массу некоторых веществ или элементов, оказывающих токсическое действие на человека, окружающую среду. После очистки и удаления ЗВ состав воздуха и воды быстро возвращается в первоначальное состояние. Совсем другая картина наблюдается при загрязнении почвы, которая представляет собой комплексную систему, где основные факторы находятся в определенном равновесии, достигнутом в течение длительного периода времени. Это равновесие, нарушенное при загрязнении, не может восстановиться так быстро (как в случае воды и воздуха) даже при устранении причин, вызвавших его.

Кроме того, загрязнение почвы – это не только проникновение некоторых загрязняющих элементов извне, как в случае с водой и воздухом, но и повреждение одного из компонентов почвы, приводящее к снижению плодородия, нарушению нормального ее функционирования. Почва может быть подвержена таким явлениям, которые нарушают все ее функции: физические, физико-химические, химические, биологические. Убедительным примером служит эрозия – производная большого количества факторов, вызвавших ее.

Характер загрязнения почв можно классифицировать следующим образом : по классам загрязнения почв (ЗФ– загрязнение физическое;ЗХ– загрязнение химическое;ЗБ – загрязнение биологическое;ЗР– загрязнение радиоактивное); по классам опасности (табл.2.1).

Проблема загрязнения почвы имеет длительную историю, тесно связанную с многогранной деятельностью человека на различных этапах цивилизации. Загрязнение почвы началось с появлением сельского хозяйства и усилилось в последнем столетии.

Таблица 2.1

Классификация загрязненных почв

Класс опасности	Оценка степени загрязнения почв	Показатель снижения качества и количества растительной продукции от получаемой на таких же, но практически незагрязненных почвах, %
0	Практически не загрязнена	<5
1	Слабо загрязнена	6–10
2	Умеренно загрязнена	11–25
3	Сильно загрязнена	26–50
4	Очень сильно загрязнена	51–75
5	Чрезмерно загрязнена	>75

Очень важно знать виды работ, вызывающих загрязнение почв. Выделяют следующие категории деятельности, обуславливающие загрязнение почвы:

- добыча сырья и материалов (уголь, сланцы, руды, содержащие черные и цветные металлы, строительные материалы);

- промышленное производство (выработка электроэнергии, тепла, металлургия, машиностроение, химия, стройматериалы, переработка древесины, пищевая промышленность и др.);

- сельскохозяйственное производство (растительные отходы, химизация сельского хозяйства – пестициды, минеральные удобрения, ингибиторы, отходы и экскременты с комплексов по выращиванию животных в хозяйствах);

- коммунальное хозяйство (мусор, сточные воды).

2.4.2. Загрязнение почв: природа и источники загрязнения

Загрязнение почв при открытых разработкахвызвано их разрушением при добыче щебня, разработке карьеров, буровых скважин и другими работами подобного типа. К самой активной форме разрушения почвы относятся открытые разработки, особенно при добыче каменного угля. На таких территориях меняются режим грунтовых вод, природная геохимическая миграция элементов, процессы эрозии и т.д.

Загрязнение почв вследствие покрытия их поверхностивыбросами, отвалами, отстойными прудами, пустой породой, мусором.

Накопление твердых отходов на заселенных площадях – неизбежный результат современной цивилизации. Это могут быть минеральные отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, мусор.

Накопление твердых отходов оказывает значительное влияние на окружающую среду. Каждый житель Земли ежедневно производит в среднем 2–4 кг отходов и мусора, а все население земного шара – 8–16 млн. т/сут, или 3–6 млрд т/год.

Предполагается, что в 2001 г. твердые отходы от производства и потребления достигнут 15 млрд т/год.

Загрязнение почв неорганическими отходами. В результате деятельности человека образуются неорганические отходы, которые при неудовлетворительной очистке представляют собой источник загрязнения почв.

Отходы– продукты различных технологических процессов. Представлены сырьем, конечными или промежуточными материалами различного состава: металлами, химическими веществами (кислоты, соли, основания), минеральной пылью, золой, химическими шламами, шлаками, стеклом, керамикой и т.д.

Загрязнение почв веществами, переносимыми воздухом.При загрязнении почв продуктами из атмосферы большое значение имеет расстояние почв от первичного источника загрязнения. По мере удаления от него, например, при увеличении высоты дымовых труб, интенсивность загрязнения почв уменьшается, но расширяется площадь, подвергающаяся загрязнению.

По своему положению и свойствам почва является местом сосредоточения всех загрязнителей, главным образом поступающих с воздухом.

Основные источники загрязнителей, переносимые воздухом:

- природные (почва, вулканы и другие стихийные бедствия, космос (космическая пыль).

- антропогенные источники: ТЭЦ (угольная пыль, зола, SO_x, NO_x, углеводороды, CO_x);

добывающая промышленность – шахты, нефть (пыль, SO₂,H₂S, мышьякосодержащие и свинцовые соединения); черная металлургия, цветная металлургия (пыль,SO₂, NH₃, NO_x,HCl, пары и металлические окислы свинца, цинка, кадмия, меди, марганца; промышленность строительных материалов (цементная пыль, фтор); химическая промышленность по производству неорганических и органических веществ, целлюлозно-бумажная промышленность, фармацевтическая промышленность, пищевая, транспорт, сельское и лесное хозяйство.

По некоторым данным ежегодно в земную атмосферу выделяется только в результате деятельности человека примерно 10¹² т различных веществ. Их них количествоSO₂+H₂Sсоставляет 220*10⁶ т в год, аэрозоли – 10⁹ т в год.

Как показали исследования, каждый квадратный километр почвы ежегодно поглощает из воздуха 495 т оксида углерода, 78 т диоксида азота, 5200 т SO₂. Иначе говоря, каждый квадратный метр за год поглощает из атмосферы 6 кг вредных для почвы химических веществ.

Важную роль в насыщении почв различными ЗВ играют осадки. Например, в США в почвы таким образом поступает ежегодно 2–3,4 г/м²кальция.

Индустриализация и производство энергии создают большую проблему – кислые дожди. Эта проблема остро встала в 50‑годах в Норвегии и Швеции, где преобладающие ветры с юга приносят кислотное загрязнение с Европы.

Воздействие кислых дождей на почву выражается, с одной стороны, в вымывании из нее питательных элементов, а с другой, уменьшении рH– подкислении. Подкисление влияет на растворимость питательных веществ, а также на рост и жизнедеятельность бактерий в почве. Особенно чувствительны к кислым дождям почвы, сформированные на кислых породах. Считается, что в таких почвахPHсо временем должен достигнуть величинырHоксадков. Поскольку ион водорода обладает очень высокой сорбционной энергией, другие катионы (Na,K,Ca,Mg) будут замещаться водородом и вымываться осадками.

В подзолистых почвах, содержащих небольшое количество катионов (1–2 т/га), период их вымывания осадками может равняться 150 годам, т.е. количество катионов в этих почвах может быть снижено на 50% примерно через 100 лет и до 25% через 200 лет.

В зонах с карбонатными почвами осадки должны быть очень кислыми, чтобы заметно изменить эти почвы. Катионы, содержащиеся в почве, замедляют отрицательное действие на почву кислых дождей.

Загрязнение почв тяжелыми металлами. Интерес к проблеме воздействия тяжелых металлов на почву появился с началом исследования плодородия почв, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь, цинк, молибден очень важны для жизни растений и, следовательно, для животных и человека.

Они известны и под названием микроэлементов потому, что необходимы растениям в малых количествах. К группе микроэлементов относятся также металлы, содержание которых в почве довольно высокое, например, железо, которое входит в состав большинства почв и занимает четвертое место в составе земной коры (5%) после кислорода (46,6%), кремния (27,7%) и алюминия (8,1%).

В табл. 2.2 приведены данные о среднем содержании (млн^–3) микроэлементов в природе.

Таблица 2.2

Среднее содержание микроэлементов в природе

Элемент	Почва	Земная кора	Отложения	Магматические породы
1	2	3	4	5
Mn	850	975	760	1000
Ba	500	450	690	640
Jr	300	190	200	170
Sr	300	385	450	350
Cr	200	150	130	117
V	100	145	130	90
Rb	80	165	270	280
Zn	50	125	80	80
Ni	40	95	95	100
Cu	20	75	57	70
Pb	10	15	20	16
1	2	3	4	5
Sn	10	40	16	32
Co	10	35	22	18
Mo	2,5	2,3	2	1,7
Mg	0,01	0,07	0,04	0,06
Cd	0,2	0,2	0,5	0,13

Все микроэлементы могут оказывать отрицательное влияние на растения, если концентрация их доступных форм превышает определенные пределы. Некоторые тяжелые металлы, например, ртуть, свинец и кадмий, не очень важны для растений и животных, но опасны для здоровья человека даже при низких концентрациях.

До тех пор пока тяжелые металлы прочно связаны с составными частями почвы и труднодоступны, их отрицательное влияние на почву и окружающую среду будет незначительным.

Однако если почвенные условия позволят перейти тяжелым металлам в почвенный раствор, появляется прямая опасность загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а также в организм человека и животных, потребляющих эти растения.

Доступность тяжелых металлов растениям – не постоянна.

К почвенным факторам, значительно влияющим на доступность тяжелых металлов относятся: механический состав, реакция (рH) почвы, содержание органического вещества, катионнообменная способность, дренаж.

Механический составоказывает прямое влияние на закрепление тяжелых металлов и их высвобождение, в связи с чем, в более тяжелых почвах меньшая опасность возможной адсорбции растениями избыточного (токсичного) количества тяжелых металлов.

Реакция (рH) почвы. Для того, чтобы какой-нибудь металл был адсорбирован корневой системой растения, он должен находиться в растворимой форме. Гидроокиси и карбонаты тяжелых металлов слаборастворимы. С повышениемрHпочвенного раствора возрастает вероятность образования нерастворимых гидроокисейMe(OH)_nи карбонатовMe(CO₃)_n.

Существует единое мнение, что для снижения до минимума доступности токсичного металла в почве необходимо поддерживать рHоколо 6,5.

Содержание органического вещества. Металлы могут образовывать сложные и комплексные соединения с органическим веществом почвы, и поэтому в почвах с высоким содержанием гумуса они менее доступны для поглощения растениями.

Обменная емкость катионовзависит от содержания и минералогического состава глинистой фракции и содержания органического вещества в почве. Чем выше обменная емкость катионов, тем больше удерживающая способность почв тяжелых металлов, что исключает их попадание в токсичных концентрациях в растения.

Дренаж почвы. Избыток воды в почве благоприятствует появлению в ней металлов с низкой валентностью в более растворимой форме.

Влияние загрязнения тяжелыми металлами на почву и растения. Это влияние обусловлено удерживающей способностью почв. Устойчивость почв к загрязнению тяжелыми металлами различна в зависимости от буферности.

Почвы с высокой адсорбционной способностью соответственно и высоким содержанием глин, а также органического вещества могут удерживать тяжелые металлы, особенно в верхних слоях.

Это характерно для карбонатных почв и почв с нейтральной реакцией. В этих почвах количество токсичных соединений, которые могут быть вымыты в грунтовые воды и поглощены растениями, значительно меньше, чем в песчаных кислых почвах. Однако при этом имеется риск в увеличении концентрации элементов до токсичной, что вызывает нарушение равновесия физических, химических и биологических процессов в почве. Тяжелые металлы, удерживаемые органической и коллоидной частями почвы, значительно ограничивают биологическую деятельность, ингибируют процессы нитрификации, которые имеют важное значение для плодородия почв.

Песчаные почвы, которые характеризуются низкой поглотительной способностью, так и кислые почвы, очень слабо удерживают тяжелые металлы, за исключением молибдена и селена. Поэтому они легко адсорбируются растениями, причем некоторые из них даже в очень малых концентрациях обладают токсичным действием.

Можно сделать вывод, что загрязнение почв тяжелыми металлами негативно влияет на растительную сельскохозяйственную и лесную продукцию.

Содержание в почве свинцаобычно колеблется от 0,1 до 20 мг/кг. Свинец отрицательно влияет на биологическую деятельность в почве, ингибируя активность ферментов уменьшением интенсивности выделения CO₂и численности микроорганизмов. Свинец вызывает нарушение процессов дыхания микроорганизмов и клеточного деления.

Накопление свинца в тканях растений ведет к снижению интенсивности процессов окисления, фотосинтеза. Одновременно свинец вызывает сокращение количества поглощаемой воды и увеличение потребности в кислороде, замедляет рост растений и даже ведет к его гибели.

При скармливании животным кормов, содержащих 3 мг/кг свинца в сухой массе, в их тканях накапливается свинец.

Накопление свинца в организме человека может вызвать серьезные заболевания (свинцовые энцефалопатии, цирроз печени и т.д.).

Накопление избыточного количества цинка отрицательно влияет на большинство почвенных процессов: изменяются физико-химические свойства почвы, снижается биологическая деятельность.

Цинк из почвы легко поглощается растениями, накапливается, в основном в зеленых частях. Цинк отличается сравнительно низкой токсичностью для животных. Содержание цинка в почве колеблется от 10 до 800 мг/кг, хотя чаще составляет 30–50 мг/кг. В растениях цинк становится токсичным при концентрации выше 400 мг/кг (на сухую массу).

Медь содержится в почвах в количестве 1–20 мг/кг. Она токсична для большинства растений при концентрации в почвенном растворе выше 0,1 мг/кг. В почвах с высоким содержанием органического вещества и глины подвижность меди низка. Загрязнение почв медью ухудшает ее физические и химические свойства: уменьшается число агрегатов, снижается их водопрочность, т.е. возникает опасность эрозии.

Кадмий в настоящее время считается одним из самых вредных тяжелых металлов, т.к. любое заметное увеличение его содержания в продуктах и кормах опасно для здоровья человека и животных. В природных условиях почвы содержат менее 1 мг/кг кадмия, однако, вокруг цинкоплавильных заводов его концентрация более 1700 мг/кг.

В природе кадмий обычно ассоциируется с цинком, слабо удерживается в почве и поэтому легко поглощается растениями.

Кадмий более токсичен для растений, чем цинк. Избыток кадмия в почве ингибирует микробиологические процессы, нарушает фиксацию атмосферного азота, а также процессы аммонификации, нитрификации.

Основной способ борьбы с загрязнением почвы кадмием – это удаление верхнего слоя почвы.

Одним из самых опасных токсичных веществ, попадающих в почву с отходами промышленного производства, является ртуть, которая применяется в разнообразных формах и для множества целей.

Ртуть содержится в почве в количестве 0,01–1,0 мг/кг (ПДК – 2 мг/кг), за счет испарения ртути ее концентрации небольшие. Однако в определенных условиях может происходить метилирование ртути, с образованием метилата, последний легко накапливается в пищеводе, вызывая отравление организма.

Основными источниками загрязнения почв ртутью являются химические вещества, используемые в сельском хозяйстве. По этой причине во многих странах для обработки семян запрещено использование ртутьсодержащих фунгицидов. Органические соединения ртути легко поглощаются растениями.

Ртуть даже в небольших количествах в почве, взаимодействуя с активными группами белков и аминокислот, замедляет биологические процессы, что приводит к снижению процессов разложения органического вещества.

Хромв больших количествах, хотя и вызывает загрязнение почв, однако редко возникают трудности в возделывании растений, т.к. от токсичен только в окисленной форме (Cr⁶⁺), образующейся только при определенных условияхрHи окислительно-восстановительного потенциала и не сохраняющейся в почвах надолго.

В почвах хром содержится в количестве 2–50 мг/кг (при допустимой норме 100). Хром из почвы в основном поглощается корневой системой растений.

Мышьякв почве содержится в количестве 0,1–20 мг/кг, а в загрязненных – до 8000 мг/кг (ПДК в почве – 20 мг/кг).

Как показали исследования, земли, используемые в Японии для выращивания риса, загрязнены мышьяком. Рис очень чувствителен к этому загрязняющему веществу.

Если тяжелые металлы находятся в почве в концентрации, не превышающей допустимую (см. табл. 2.3) при нейтральной величине рH, то они не оказывают негативного воздействия на растения и, следовательно, на человека и животных.

В тех случаях, когда концентрации тяжелых металлов (исключая молибден и селен) в почве превышают допустимые пределы, их токсичность можно блокировать изменением рHпочвы до нейтральной или слабощелочной реакции, применяя известкование, удобрения со щелочной реакцией. Кроме того, для снижения концентрации рекомендуется глубокая вспашка с извлечением на поверхность нижних горизонтов почв, содержащих меньше тяжелых металлов. Однако эти меры временны; главное заключается в том, чтобы исключить, по возможности, первоначальную причину поступления тяжелых металлов в почву.

Загрязнение почв фтором. Содержание фтора в почвах сильно варьирует в зависимости от их генезиса и свойств. Почвы обычно содержат 50–200 мг/кг фтора, а загрязненные почвы – до 8000 мг/кг (ПДК – 200 мг/кг).

Песчаные почвы менее обеспечены фтором. В глинистых почвах содержание фтора изменяется пропорционально содержанию глины. Содержание фторав верхнем горизонте почв обычно ниже вследствие выщелачивания.

Основные источники загрязнения почв фтором – алюминиевая, керамическая, стекольная промышленности, производство фосфорных удобрений и т.д. Некоторые минеральные удобре-

Таблица 2.3

Содержание некоторых элементов в пахотных землях, мг/кг

Элемент	Обычное содержание	Максимальное содержание элементов, обнаруженное в загрязненных почвах	Предельно допустимое содержание
As	0,1–20	8000	20
B	5–20	1000	25
Be	0,1–5	2300	10
Br	1–10	600	10
Cd	0,01–1	200	3
Co	1–10	800	50
Cr	2–50	20000	100
Cu	1–20	22000	100
F	5–200	8000	200
Ga	0,1–10	300	10
Hg	0,01–1	500	2,0
Mo	0,2–5	200	5,0
Ni	2–50	10000	50
Pb	0,1–20	4000	100
Sb	0,01–0,5		5
Se	0,01–5	1200	10
Sn	1–20	800	50
Tl	0,01–0,5	40	1
Ti	10–5000	20000	5000
U	0,01–1	115	5
V	10–100	1000	50
Zn	3–50	20000	300
Zr	1–300	6000	300

ния обогащают почву фтором. Например, суперфосфат содержит 1–1,5% фтора, комплексные удобрения 0,5–1%.

При производстве фосфорных удобрений (после обработки H₂SO₄) получается большое количество отходов, известных под названием фосфогипса, содержащих 54–60 мг/кг фтора. Они используются при мелиорации щелочных почв в дозе 6–12 т/га, что может оказаться источником загрязнения почв фтором.

Один из путей накопления фтора в растениях – поступление из почв (табл. 2.4).

Таблица 2.4.

Содержание фтора в почве и растении, мг/кг

Почва (общее содержание)	Рожь (сухая масса)
	солома	зерно
126	6,5	0,3
450	7,3	0,4
1062	8,7	0,4

Фтор в токсичных концентрациях ингибирует ферментативные процессы в растениях. Растения, содержащие 1 мг/кг фтора могут быть токсичными для животных. Негативное влияние повышенного содержания фтора выявлено у животных в костной ткани и зубах.

Загрязнение почв радиоактивными веществами. Важным источником загрязнения почв могут быть излучения. Этот тип загрязнения появился одновременно с широким использованием радиоактивных веществ.

Особенно опасны для почвы ⁹⁰Srи¹³⁷Cs, характеризующиеся большим периодом полураспада.

Радиоактивные элементы, отличающиеся умеренной или короткой жизнью (¹¹⁰Ba,¹⁴⁴Ge,¹³³J,¹⁰³Ruи¹⁰⁶Ru,⁸⁹Sr,⁹⁵Zr), обычно распадаются раньше, чем попадают в почву, однако они могут стать опасными в дождливый период, когда капли дождя ускоряют их выпадение на почву.

Опасными являются ¹⁴⁰Ba,¹⁴⁴Ge,¹³¹J,²³⁸U,⁸⁹Sr,⁹⁵Zrи особенно элементы с длительным периодом распада, например,¹³⁷Cs(50 лет),⁹⁰Sr(27 лет).

Радиоактивный стронций и цезий концентрируются в верхних слоях почвы, откуда они попадают в растения. Большие количества радиоактивного цезия аккумулируют лишайники в северных зонах Европы и Америки. Северные олени. которые питаются лишайниками, накапливают изотопы. В 60‑х годах было установлено, что содержание цезия в организме лапландцев, питающихся олениной, в 10 раз больше, чем у других северных народов.

В северном полушарии радиоактивное загрязнение почвы продуктами распада привело к увеличению природной радиоактивности на 10–30%.

Исследования показали, что ⁸⁵Srлучше всего закрепляется органическим веществом почвы с образованием нерастворимых комплексов (хелатов). УвеличениерHи количества обменных катионов кальция и калия способствуют адсорбции⁸⁵Sr. Глинистые минералы также хорошо закрепляют⁸⁵Sr.

¹³⁷Csхорошо фиксируется глинистыми минералами. Чем выше рH почвы и содержание обменных катионов глины, тем прочнее¹³⁷Cs закрепляется почвами данного механического состава. В отличие от⁸⁵Sr он слабее фиксируется органическим веществом почвы. Радиоактивное загрязнение – объект специального исследования во всех регионах мира.

Загрязнение почв углеводородамипроисходит при фонтанировании нефтескважин и резервуаров с мазутом и нефтепродуктами, очистительных заводов, а также при инфильтрации из поврежденных труб.

При фонтанировании нефтескважин может происходить загрязнение почвы вследствие засоления, т.к. одновременно с нефтью из скважины извлекаются грязь и минерализованные подземные воды.

Почва, обладая свойствами дисперсного, гетерогенного тела действует как хроматографическая колонка, в которой происходит послойное перераспределение компонентов нефти, удерживающихся в первую очередь в верхних горизонтах почв. Минерализованные воды с большой плотностью и меньшей вязкостью быстрее проникают в нижние слои почвы. Таким образом, одновременно с передвижением компонентов нефти по профилю почв происходит задерживание компонентов типа гудрона и асфальта.

Угнетение растений начинается, когда количество мазута в почве становится больше 1 кг/м².

В почвах, загрязненных углеводородами, отмечено, усиленное размножение микроорганизмов-бактерий, фиксирующих азот, денитрифицирующих и сульфатовосстанавливающих, которые используют нефть в качестве источника углерода и энергии, приводя к минерализации и частичному окислению нефти.

Другой формой загрязнения углеводородами является загрязнение природным газом, поступающим в почву при утечке его из труб. Растительность, которая растет на такой почве, испытывает нехватку кислорода, расходующегося на окисление метана при микробиологических процессах.

Загрязнение почв пестицидами . Пестициды – общее название химических веществ, предназначенных для использования в сельском, лесном хозяйстве, в хранилищах с целью предупреждения, исключения или уничтожения вредителей, сорняков и других растительных и животных форм, включая вирусы, вредных для растений, животных.

Пестициды воздействуют на живые системы или на другие соединения способом, который обусловлен их химическим составом и молекулярной структурой. Исходя из этого, их удобно классифицировать на хлорпроизводные углеводороды, фосфорорганические соединения, пестициды на основе карбаматов и на основе хлорфенольных кислот.

Хлорпроизводные углеводороды представляют собой такой класс пестицидов, содержание которого в настоящее время в окружающей среде довольно велико, т.к. используются чаще других, и они наиболее устойчивы в окружающей среде.

ДДТ – хорошо известный и широко используемый из всех пестицидов.

Являясь объектом хозяйственной деятельности человека, почва из года в год подвергается воздействию пестицидов.

Одним из показателей поведения пестицидов в почвах и других природных системах является скорость и характер изменения их концентраций во времени.

Уменьшение содержания препаратов в почве и растениях со временем выражается периодом полураспада вещества (табл. 2.5).

Таблица 2.5. Период полураспада (число лет) пестицидов в почвах

Соединения свинца, мышьяка, меди, ртути	10–30
Инсектициды, ДДТ	2–4
Триазиновые гербициды	1–2
Гербициды бензойной кислоты	0,1–1,0
Мочевидные гербициды	0,3–0,8
Фосфорорганические инсектициды	0,02–0,2
Карбаматные инсектициды	0,02–0,1

Устойчивость пестицида в почве зависит от многих факторов: содержание органического вещества, свойств и содержания глинистых минералов, PH, почвенной микрофлоры, обменной катионной способности, количества осадков. Самым важным фактором является химическая природа пестицида. Учитывая потенциальную опасность загрязнения почв и окружающей среды остаточными количествами пестицидов, перешли к использованию легкоразлагаемых пестицидов, таких как карбаматные, фосфорорганические.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ литература

Бретшнайдер Б., Курфюст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнителей. Л.: Химия, 1989. 288 с.

Беккер А.А., Агаев Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.286 с

Химия окружающей среды. Под ред. Дж. О.М. Бокриса. М.: Химия, 1982, 671с. Новиков Г.В., Дударев А.Л. Санитарная охрана окружающей среды современного гор

2. да. Л.: Медицина, 1978. 216 с.

Сигал И.М. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива. Л.: Недра,1988. 311 с.

2. Манита М.Д., Салихджакова Р.М. Современные методы определения атмосферных загрязнений населенных мест. М.: Медицина, 1980. 254 с.

Защита атмосферы от промышленных загрязнений, т.1,2. Под ред. С. Колверта и Г.М.

Инглунда. М.: Металлургия, 1988. 710 с.

К. Рэуце, С. Кырстя Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1986. 221 с.

Руководство по санитарно-химическому исследованию почвы (нормативные материалы). Под ред. Л.Г. Подуновой. М.: Химия,1993. 296с.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие стр.

1. Общие сведения об атмосфере и загрязняющих веществах…………………………. 4

1.1. Структура и состав атмосферы………………………………………………………… -

1.2. Классификация загрязнений атмосферы………………………………………………8

1.3. Загрязнение атмосферы в результате хозяйственной деятельности человека……..12

1.3.1. Основные промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха……… -

1.3.2. Оценка вклада основных антропогенных источников загрязнения атмосферы….21

2. 1.4. Основные загрязняющие вещества атмосферного воздуха……………………… ..22

1.4.1. Классификация и характеристика загрязняющих веществ………………………... -

2. 1.4.2. Загрязняющие вещества, действующие в глобальном масштабе………………….27

1.5. Химические превращения загрязняющих веществ в атмосфере…………………… 28

1.5.1. Свободные радикалы в атмосфере…………………………………………………... -

2. 1.5.2. Химические превращения соединений серы………………………………………..30

1.5.3. Химические превращения соединений азота………………………………………..32

2. 1.5.4. Химические превращения органических соединений………………………………33

5. Фотохимический смок в городской атмосфере…………………………………….37

6. Озоновый слой атмосферы…………………………………………………………..38

1.6. Химические основы воздействия загрязняющих веществ на окружающую среду…40

2. 1.6.1. Влияние загрязняющих веществ на растительность………………………………. -

2. Воздействие загрязняющих веществ на животный мир……………………………44

3. Воздействие загрязняющих веществ на материалы…………………………………45

1.6.3.1.Воздействие диоксида серы………………………………………………………….. -

2. 1.6.3.2. Воздействие оксидов азота…………………………………………………………...48

1.6.3.3. Воздействие озона……………………………………………………………………. -

1.6.3.4. Воздействие аэрозолей ………………………………………………………………. -

2. Общие сведения о литосфере………………………………………………………………49

2.1. Структура и состав литосферы. Формирование почвы и ее значение………………… -

2.2. Составные части почвы………………………………………………………………… 52

2.3. Свойства почвы………………………………………………………………………… 53

2.4. Загрязнение почв…………………………………………………………………………..55

2.4.1. Определение загрязнения почвы. Классификация загрязненных почв……………... -

2.4.2. Загрязнение почв: природа и источники загрязнения……………………………….. 58

Рекомендуемая литература…………………………………………………………………….69

Лев Николаевич Григорьев

Татьяна Ивановна Буренина

ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

(атмосфера, литосфера)