--6-05~2

Загрязнение почв – это увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают шесть степеней загрязнения почв (0 – 5) по признаку снижения их продуктивности и количеству производимой биомассы (таблица2.1.1).

Таб.2.1.1 Степени загрязнения почв

По видам загрязнений различают четыре класса веществ–за- грязнителей: физические, химические, биологические и радиоактивные.

Среди всех типов вредных веществ–загрязнителей выделяют особо опасные для жизни человека, животных и растений. Среди особо опасных вредных веществ различают три класса опасности по степени их токсичности, персистентности (времени полного разложения), перспективности, миграции и влиянию на пищевую ценность сельскохозяйственной продукции.

Вещества-загрязнители попадают в почву в виде сложных органических и неорганических соединений, где потом разлагаются до простых элементов или образуют новые соединения. В списки сложных вредных веществ, загрязняющих почвы, внесено в мире более 10

101

тыс. наименований. Это связано с развитием науки и техники, и с ме- дико-биологическими исследованиями токсичных, канцерогенных, патогенных и др. свойств известных и новых веществ.

Перечни веществ, признаваемых загрязнителями, и установленные для них нормы ПДК, существенно различаются в разных странах. Нормы ПДК могут быть установлены критериям вредности для выращиваемых растений, для скота или для человека.

Деградация почвы – постепенное ухудшение свойств почвы, вызванноеизменением условий почвообразования в результате естественных причин (например, наступление лесов или сухой степи на черноземы) или хозяйственной деятельности человека (неправильная агротехника, загрязнение и т.д.) и сопровождающееся уменьшением содержания гумуса, разрушением почвенной структуры и снижением плодородия.

Неблагоприятными последствиями эксплуатации почвенного покрова являются:

–внесение тяжелых металлов, фосфатов и нитратов с минеральными удобрениями;

–накопление пестицидов;

–изменение кислотности почв;

–засоление почв;

–эрозия почв;

–заболачивание;

– уплотнение почв тяжелыми сельскохозяйственными механизмами.

Минеральные удобрения – это неорганические вещества, главнымобразом соли (фосфаты), содержащие необходимые для растений элементы питания.

В зависимости от назначения удобрения подразделяются на прямые и косвенные. К прямым относятся удобрения, содержащие элементы непосредственного питания растений – азот, фосфор, калий, магний, бор, медь, марганец и др; ккосвенным – удобрения, способствующие улучшению физико-химических свойств почвы. Одно

ито же удобрение может оказывать как прямое, так и косвенное действие. Прямые минеральные удобрения делятся на односторонние, которыесодержат один питательный элемент (азотистые, фосфорные

икалийные, имикроудобрения) и комплексные удобрения, которые

102

содержат два или трипитательных элемента для растений (азот, фосфор, калий). В их состав могутвходить микроэлементы: бор, медь, марганец, цинк.

Внесение удобрений повышает продуктивность почв, но при использовании их в больших дозах это способствует загрязнению почв и выращиваемой на них сельхозпродукции.

Ущерб окружающей природе минеральные удобрения наносят также принесоблюдении научно–обоснованных принципов и приемов работы с ними (производство, транспортировка, хранение и применение). В таких случаяхпроисходит разложение химикатов, выделение нежелательных продуктов вподземных и атмосферу, вымывание их из почвы, минерализацияповерхностных вод.

Наибольшую опасность представляют азотные удобрения, применение которых на 1 Га пашни является доминирующим (42,72

%).

В почву азот поступает в аммиачной и нитратной формах, наиболее усваиваемых растений. Нитраты – соли азотной кислоты. Вследствие большой подвижности нитратная форма азота легко вымывается из почвы и загрязняет водоемы и грунтовые воды. Вода с повышенным содержанием нитратов представляет опасность для здоровья животных и человека. Внесение чрезвычайно высоких доз азотных удобрений при определенном сочетании факторов (низкая влажность почвы и воздуха, высокая температура почвы, дефицит фосфора, калия и молибдена) приводит к накоплению нитратов в растениях. Содержание нитратов в растениях выше 0,5 % представляет потенциальную опасность отравления животных. Экспериментально установлено, что из нитратов могут образовываться нитроамины, обладающие канцерогенными свойствами.

Нитраты в конечном счете поступают в организм человека, где желудочно–кишечном тракте восстанавливаются микрофлорой до высокотоксичных нитритов (соли азотистой кислоты). Нитриты, соединяясь с гемоглобином крови, переводят его в метгемоглобин, который препятствует переносу кислорода кровеносной системой, в результате возникают явления кислородного голодания, одышки. Развивается заболевание, получившее название метаглобанемии. Оно обычно встречается у детей.

Менее опасны фосфорные удобрения. Ион фосфора мало подвижен, прочно закрепляется в почве и практически нетоксичен для

103

человека и животных. Специфическая особенность фосфорных удобрений заключается в том, что применение их в больших дозах приводит к накоплению в почве тяжелых металлов: урана, тория, радия и др. Особенно много таких примесей в суперфосфате: мышьяк, кадмий, хром, кобальт, медь, свинец, никель, селен, ванадий, цинк.

Внесение повышенных доз калийных удобрений приводит к значительному изменению массового отношения кали натрия к массе кальция и магния, что в свою очередь приводит к заболеванию скота. С калийными удобрениями также вносится много хлора, поступление которого в грунтовые воды нежелательно.

В профилактике загрязнения почвы большое значение имеют рациональные технологии применения удобрений: правильный выбор дозы, сроки и способы внесения, способы регулирования процессов нитрификации и др. Это прежде всего касается азотных удобрений, нитратная форма азота которых обладает способностью к быстрым превращениям в почве. Не рекомендуется вносить азотные удобрения без заделки гранул непосредственно в почву. Для замедления процесса нитрификации рекомендуется использовать ингибиторы – специально синтезированные химические соединения, которые вносятся почву одновременно с азотными удобрениями и ограничивают подверженность удобрений действию микроорганизмов, окисляющих аммонийный азот до нитратов (ион аммония NH4 до нитрита NO2 и затем до нитрата NO3.

Пестициды (от лат. pestis – зараза, разрушение и cide – убивать) – ядохимикаты или химические препараты, применяемые для защиты сельскохозяйственной продукции, растений, для уничтожения вредителей у животных и борьбы с переносчиками опасных заболеваний.

По способу получения и химической структуре различают хлорорганические, фосфорорганические, ртутьорганические, мышьякосодержащие, цианистые соединения, производные карбаминовой, тио– и дитиокарбаминовой кислот, препараты меди, производные фенола, серы и ее соединений, производные уксусной и масляной кислот, неорганические гербициды и др.

Наиболее широко применяются хлорорганические, фосфорорганические и ртутьорганические пестициды.

104

Отличительная особенность хлорорганических соединений – стойкость к воздействию различных факторов внешней среды (температура, солнечная радиация, влага). Другое характерное свойство пестицидов – способность накапливаться в тканях и жире животных. Большинство препаратов этой группы относится к среднетоксичным соединениям. Хлорорганические соединения могут вызвать острые и хронические отравления с поражением печени, центральной нервной системы и др. органов.

В зависимости от объекта воздействия пестециды подразделяются в соответствии с таблицей 2.1.2

Табл.2.1.2 Перечень пестецидов в зависимости от объекта воздействия

К пестицидам относятся также вещества, используемые для регуляции роста и развития растений (ауксины или ретарданты), средства для удаления листьев (дефолианты) и др.

Существуют следующие наиболее распространённые формы применения пестицидов:

–порошки (дусты) – для опыливания или опудривания.

–растворы в воде и в органических растворителях. Использу-

ется для опрыскивания растений и внесения в почву различными методами.

– смачивающиеся порошки, используемые в виде водной суспензии.

105

–концентраты эмульсий, при разбавлении водой образующие эмульсии для опрыскивания.

–аэрозоли.

–пенообразующие препараты.

–приманки с пищевыми наполнителями, чаще всего использу-

– мази и мастики для обмазки растений.

Степень опасности пестецидов оценивается по их токсичности, летучести, кумулятивным свойствам и стойкости (персистентность).

Способы применения пестецидов зависят от их препаративной формы и назначения (обработка семенного материала, опрыскивание, опыление, обработка гранулированными препаратами).

Многие из применяемых ядохимикатов являются препаратами широкого действия и вызывают гибель не только вредных, но и полезных организмов. Пестициды, попадая во внешнюю среду, действуют не только на истребляемые организмы, но также распространяются на большие пространства, удаленные от мест их применения. Часть пестецидов подхватывается ветром и осаждается в районах суши или океана. Подсчитано, что 99 % пестицидов не достигает объектов подавления, а попадает в почву, воздух и воду. Степень накопления препаратов в почве и пути их миграции определяются свойствами яда, особенностями самой почвы, характером агротехнических мероприятий. Величина рассеивания пестицидов и интенсивность загрязнения ими атмосферного воздуха зависят от особенностей и способа применения препарата, его летучести, величины обрабатываемой площади и метеорологических факторов. B водоемы пестициды попадают непосредственно во время обработки, со сточными водами предприятий и с обработанных сельскохозяйственных полей. В составе поверхностного стока всех стран мира содержится не менее 2 млн. тонн пестицидов органической природы, которыми ежегодно обрабатываются посевы и насаждения. Конечным «прибежищем» токсикантов становится Мировой океан.

Накопление пестуцидов в продуктах питания чаще всего связано с нарушением правил и регламентов их применения, с завышением рекомендуемых доз препарата, несоблюдением сроков последней обработки растений перед сбором урожая. Поступая тем или

106

иным путем в организм человека, пестициды могут вызывать отравления, которые могут быть острые, подострые и хронические.

Пестициды в ничтожных концентрациях подавляют иммунную систему организма, повышая его чувствительность к инфекционным заболеваниям. По данным Института Всемирного наблюдения (г. Вашингтон) ежегодно в мире регистрируется от 400 тыс. до 2 млн. случаев отравления пестицидами, поэтому в некоторых странах начинают уменьшать дозы применения пестицидов.

Выход видится в том, чтобы создать ядохимикаты сугубо направленного действия, только против определенных вредных организмов; вещества, опасные для теплокровных животных, заменить неопасными; вместо стойких соединений применять быстроразлагающиеся. Большие перспективы сулит применение биологических методов борьбы, к их числу относятся микробиологические, вирусологические и др.

Кислотность почвы – концентрация ионов водорода в почве. Различают почвы нейтральные (рH = 7), кислые (рН <7) и щелочные (pH > 7). Оптимальный диапазон pH почв для жизнедеятельности большинства растений находится в пределах 5 – 7. Падение рН ниже 5 приводит к изменению свойств почв и прогрессирующему уменьшению их плодородия. При рН = 3 почвы становятся практически бесплодными.

На кислотность почвы оказывает влияние внесение минераль-

ных удобрений, в количествах, превышающих возможности усвоения

растениями, а также серосодержащие отходы, главным образом диоксид серы, который под действием света и влаги превращается в кислоту и заносится в почву и водоемы атмосферными осадками. В кислой среде активизируется токсический эффект ртути, свинца, кадмия и др. тяжелых металлов.

При повышении кислотности почв изменяется ее физическая структура, вчастности, снижается грануляция, отдельные комочки слипаются, почвауплотняется и становится похожей на плотную глину. Воздухопроницаемость почвы при этом резко падает, что негативно сказывается на жизнедеятельности растений. Закисление почвы снижает скорость разложения органики, так как погибают микроорганизмы, разрушающие органические остатки в почве. Это в

107

свою очередь снижает интенсивность круговорота органических веществ в системе «почва–растения». Кислотные дожди, попадая в почву, выщелачивают ее и уносят из нее такие питательные вещества, как кальций, магний, калий и натрий.

Чтобы нейтрализовать повышенную кислотность, необходимо вносить известковые материалы до 8 т на 1 га. Известковые удобрения подразделяются на природные карбонатные твердые породы, требующие размола (известняки, доломиты), и многочисленные отходы промышленности, содержащие известь. K известковым удобрениям относятся: мука известковая, мука доломитовая, жженая или комовая известь, гашеная известь и др. Известно более 25 известковых удобрений. Все они представляют собой высокодисперсную пыль. ПДК для доломита и известняка – 6 мг/м

Засоление почв – повышенное (свыше 0,25 %) содержание в почве легкорастворимых солей (карбоната натрия, хлоридов и сульфатов). Примерно 25 % почв планеты (степи, пустыни) содержат избыток легкорастворимых солей.Засоленные почвы различают как по составу солей (преобладающие NaCl, N2SO4, MgCl2, NaCO3, CaCl2), так и по степени засоленности. Снижают плодородие прежде всего натриевые соли.

Почвы, испытывающие постоянное и сильное увлажнение солеными водами, называют солончаками. Если избыток солей находится в глубоких слоях, а влажность резко изменчива (весной застаивание поверхностных вод, летом – сильное пересыхание), почву от-

носят к солонцам.

Различают три вида засоления почв:

–остаточноезасоление, которое обусловлено засоленностью почвообразующих пород;

–первичноезасоление, которое обусловлено привносом солей грунтовыми и поверхностными водами;

–вторичное засоление, обусловленное нерациональным оро-

шением.

Наибольшую опасность представляет вторичное засоление орошаемых почв. Основными причинами служат неразумные методы орошения без учета местных физико-географических условий: неумеренный, бессистемный полив земель при отсутствии дренажа, нарушения водного баланса фильтрационными водами ороситель-

108

ных систем, особенно в аридных районах (районы с сухим климатом). Соли накапливаются за счет поливной воды, особенно при ее повышенной минерализованности. При этом вода испаряется, а соли остаются в пахотном горизонте.

Таким образом, засоление почв – одна из причин, ограничивающих развитие орошаемого земледелия. Основным профилактическим мероприятием, повышающим КПД оросительных систем, является облицовка каналов непроницаемыми экранами и сооружение оросительных каналов в закрытых трубопроводах. Для гидроизоляции применяют полимерные пленки толщиной 0,2 – 0,8 мм.

Предупреждением засоления почв служит реконструкция оросительных систем, капельное орошение, глубокий горизонтальный дренаж, отвод минерализованных грунтовых вод в дренажную сеть, расход поливной воды строго по оросительным нормам, вертикальный насосный дренаж, гидроизоляция на каналах, а также создание лесных полос по каналам. Удаление солей из почвы обеспечивается неоднократными её промывками.

Эрозия почв (от лат. erodere – разъедать) – процессы разру-

шения и сноса почвенного покрова. Эрозия почв привела к полной потере плодородия более половины всей пашни мира.

Различают эрозию почв естественную, или геологическую, и ускоренную (интенсивную), или антропогенную. Естественная эрозия свойственна нераспаханным территориям, где она происходит постоянно и медленно. Интенсивная эрозия развивается в результате нерациональной хозяйственной деятельности человека, когда почвы разрушаются в 100 – 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях.

В зависимости от факторов, вызывающих эрозию, различают два вида: водную и ветровую.

Водная эрозия почв – это процессы разрушения и сноса почв под действием текучести вод.

К основным типам водной эрозии почв относятся:

–плоскостная (поверхностная) эрозия, при которой идет смыв верхних горизонтов почвы дождевыми или талыми водами;

–линейная или струйчатая, размывающая почву концентрированными потоками и образующая рытвины, промоины;

–овражная эрозия, возникающая при сильном развитии линейной эрозии и являющаяся ее крайним проявлением.

109

Особая форма водной эрозии – селевые (грязе–каменные) потоки, которые характерны для горных районов многих стран мира. Селевые потоки непродолжительны, но разрушительны. Основные меры борьбы с селями – закрепление почвенного и растительного покрова на горных склонах.

Ветровая эрозия почв или дефляция – разрушение, выдувание и перенос почв под воздействием ветра.

Ветровая эрозия делится на пыльные или «черные» бури и по-

вседневную, или местную, ветровую эрозию.

Ветровая эрозия распространена на почвах легкого механического состава – песчаных и супесчаных, а также на сильно иссушенных почвах с разрушенной в результате неправильного сельскохозяйственного использования структурой. Сухие почвы поддаются действию ветра легче, чем влажные, поэтому ветровая эрозия больше всего наблюдается в засушливых районах. При развеивании поверхности сухих почв образуются пыльные бури.

Местная, ветровая эрозия проявляется при сильных ветрах в виде поземок, смерчей, столбов пыли. Этот вид эрозии распространен на рыхлых почвах, где песчинки из–за малой связности передвигаются даже при слабых ветрах. Ветровая эрозия незакрепленных почв может происходить в любое время года и при любой силе ветра.

Приемы борьбы с эрозией весьма разнообразны – защитные се-

вообороты, кулисы, залужение, снегозадержание, посадка лесных полос, безотвальная обработка, обработка поперек склонов, облесение оврагов, песков, берегов водоемов, строительство противоэрозионных сооружений и др. При проектировании противоэрозионных мероприятий должно быть предусмотрено выполнение следующих требований:

–в зонах водной эрозии – создание водоустойчивой поверхности почвы, регулирование стока талых и ливневых вод;

–в зонах ветровой эрозии – создание ветроустойчивой поверхности почвы, уменьшение скорости ветра в приземном слое и сокращение размеров пылесборных площадей.

Хорошим средством борьбы с эрозией являются зеленые насаждения, особенно эффективен многолетний люпин, который является также органическим удобрением. Максимальное покрытие почвы растениями (лесные насаждения) во все периоды года – луч-

110