Воздействие человека на почву

3.1 Проблема азотных удобрений.

Если количество вносимого  в почву азота превышает потребности  растений, то избыточные количества нитратов частично поступают в растения, а частично выносятся почвенными водами, что вызывает увеличение нитратов в поверхностных водах, а также ряд других отрицательных последствий. При избытке азота происходит увеличение нитратов и в продукции сельского хозяйства. Поступая в организм человека, нитраты могут частично трансформироваться в нитриты,которые вызывают тяжелое заболевание (метгемоглобинемия), связанное с затруднением транспортировки кислорода по кровеносной системе.

Применение азотных удобрений  должно осуществляться со строгим учетом необходимости азота для выращиваемой культуры, динамики его потребления  данной культурой и состава почвы. Нужна продуманная система охраны почв от избыточного количества соединений азота. Это особенно актуально в  связи с тем, что современные  города и крупные животноводческие предприятия являются источниками  загрязнения азотом почв и вод.

Разрабатываются приемы использования  биологических источников этого  элемента. Таковыми служат азотофиксирующие сообщества высших растений и микроорганизмов. Посевы бобовых культур (люцерны, клевера  и др.) сопровождаются связыванием  азота до 300 кг/га.

3.2 Проблема фосфорных удобрений.

С урожаем выводится около  двух третей фосфора, захваченного сельскохозяйственными  культурами из почвы. Эти потери также  восстанавливают путем внесения в почву минеральных удобрений.

Современное интенсивное  сельское хозяйство сопровождается загрязнением поверхностных вод  растворимыми соединениями фосфора  и азота, которые накапливаются  в конечных бассейнах стока и  вызывают бурный рост водорослей и  микроорганизмов в этих водоемах. Это явление называется эвтрофикацией водоемов. В таких водоемах кислород быстро расходуется на дыхание водорослей и на окисление их обильных остатков. Вскоре создается обстановка дефицита кислорода, из-за которой погибают рыбы и другие водные животные, начинается их разложение с образованием сероводорода, аммиака и их производных. Эвтрофикацией поражены многие озера, в том числе Великие озера Северной Америки.

3.3 Проблема калийных удобрений

При внесении высоких доз  калийных удобрений неблагоприятное  действие не обнаружено, но в силу того, что значительная часть удобрений  представлена хлоридами, часто сказывается  воздействие ионов хлора, отрицательно влияющего на состояние почвы.

Организация охраны почв при  широком использовании минеральных  удобрений должна быть направлена на сбалансированность вносимых масс удобрений  с урожаем, с учетом конкретных ландшафтных  условий и состава почвы. Внесение удобрений должно быть максимально  приближено к тем стадиям развития растений, когда они нуждаются  в массированном поступлении  соответствующих химических элементов. Основная задача охранных мероприятий  должна быть направлена на предотвращение выноса удобрений с поверхностным  и подземным водным стоком и на недопущение поступления избыточных количеств вносимых элементов в  продукцию сельского хозяйства.

Глава 4 Индустриальные и бытовые выбросы в окружающую среду

На протяжении двух последних  столетий резко возросла производственная деятельность человечества. В сферу  промышленного использования в  нарастающем количестве вовлекаются  разнообразные виды минерального сырья. Сейчас люди расходуют на различные  нужды 3,5 – 4,03 тыс. км³воды в год, т.е. около 10% суммарного стока всех рек мира. Одновременно в поверхностные воды поступают десятки миллионов тонн бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов, а в атмосферу выбрасываются сотни миллионов тонн газов и пыли. Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор.

Такое интенсивное воздействие  человека на окружающую среду естественно  отражается и на почвенном покрове  планеты. Опасны и техногенные выбросы  в атмосферу. Твердые вещества этих выбросов (частицы от 10 мкм и крупнее) оседают вблизи от источников загрязнения, более мелкие частицы в составе  газов переносятся на большие  расстояния.

4. 1 Загрязнение соединениями серы

Сера выделяется при сжигании минерального топлива (угля, нефти, торфа). Значительное количество окисленной серы выбрасывается в атмосферу при  металлургических процессах, производстве цемента и др.

Наибольший вред приносят поступление серы в виде SO₂, сернистой и серной кислоты. Оксид серы, проникая через устьица зеленых органов растений, вызывает снижение фотосинтетической активности растений и уменьшение их продуктивности. Сернистая и серная кислоты, выпадая с дождевой водой, поражают растительность. Присутствие SO₂ в количестве 3 мг/л вызывает снижение рН дождевых вод до 4 и образование «кислых дождей». К счастью, время жизни этих соединений в атмосфере измеряется от нескольких часов до 6 дней, однако за это время они могут переносится с воздушными массами на десятки и сотни километров от источников загрязнения и выпадать в виде «кислых дождей».

Кислые дождевые воды повышают кислотность почв, подавляют деятельность почвенной микрофлоры, усиливают  вынос из почвы элементов питания  растений, загрязняют водоемы, поражают древесную растительность. В некоторой  мере действие кислотных осадков  может быть нейтрализовано известкованием почв.

4. 2 Загрязнение тяжелыми металлами

Не меньшую опасность  для почвенного покрова представляют загрязнители, выпадающие вблизи от источника  загрязнения. Именно так проявляется  загрязнение тяжелыми металлами  и мышьяком, которые образуют техногенные  геохимические аномалии, т.е. участки  повышенной концентрации металлов в  почвенном покрове и растительности.

Металлургические предприятия  ежегодно выбрасывают на земную поверхность  сотни тысяч тонн меди, цинка, кобальта, десятки тысяч тонн свинца, ртути, никеля. Техногенное рассеяние металлов (этих и других) происходит также  при других производственных процессах.

Техногенные аномалии вокруг производственных предприятий и  индустриальных центров имеют протяженность  от нескольких километров до 30–40 км в  зависимости от мощности производства. Содержание металлов в почве и  растительности довольно быстро уменьшается  от источника загрязнения к периферии. В пределах аномалии можно выделить две зоны. Первая, непосредственно  примыкающая к источнику загрязнения, характеризуется сильным разрушением  почвенного покрова, уничтожением растительности и животного мира. В этой зоне очень высокая концентрация металлов-загрязнителей. Во второй, более обширной зоне, почвы  полностью сохраняют свое строение, но микробиологическая деятельность в  них угнетена. В загрязненных тяжелыми металлами почвах, четко выражено увеличение содержания металла снизу вверх по профилю почв и наиболее высокое его содержание в самой наружной части профиля.

Главный источник загрязнения свинцом – автомобильный транспорт. Большая часть (80–90%) выбросов оседает вдоль автомагистралей на поверхности почв и растительности. Так образуются придорожные геохимические аномалии свинца шириной (в зависимости от интенсивности движения автотранспорта)от нескольких десятков метров до 300–400 м и высотой до 6 м.

Тяжелые металлы, поступая из почвы в растения и затем в  организмы животных и человека, обладают способностью постепенно накапливаться. Наиболее токсичны ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, отравление ими вызывает тяжелые  последствия. Менее токсичны цинк и медь, однако загрязнение ими почв подавляет микробиологическую деятельность и снижает биологическую продуктивность.

Ограниченное распространение  металлов-загрязнителей в биосфере в значительной мере обязано почве. Большая часть легкоподвижных водорастворимых соединений металлов, поступая в почву, прочно связывается с органическим веществом и высокодисперсными глинистыми минералами. Закрепление металлов-загрязнителей в почве настолько прочно, что в почвах старых металлургических районах Скандинавских стран, где около 100 лет назад прекратилась выплавка руд, высокое содержание тяжелых металлов и мышьяка осталось до сих пор. Следовательно, почвенный покров выполняет роль глобального геохимического экрана, задерживающего значительную часть элементов-загрязнителей.

Литература

Почвы СССР. М., Мысль, 1979.

Глазовская М.А., Геннадиев А.Н. География почв с основами почвоведения, М., МГУ, 1995

Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. М., Владос, 2001

Заварзин Г.А. Лекции по природоведческой микробиологии. М., Наука, 2003