.RU

VII. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ - Химия окружающей среды


^ VII. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ
В то время как загрязнение воздуха и воды можно заметить или обнаружить, загрязнения почвы могут оставаться скрытыми в течение длительного времени. Как правило, люди не входят с почвой в такой тесный контакт, как с воздухом и водой; почва непрозрачна, в большинстве случаев обладает значительным буферным действием, что позволяет загрязнениям оставаться незамеченными в течение длительного времени.
^ 7.1. Механические нарушения целостности почв 7.1.1. Строение и состав почв
Почвой называют рыхлые наслоения сложного состава на твёрдой оболочке литосферы Земли. Почва содержит как минеральные, так и органические вещества. В результате физических и химических процессов выветривания твёрдых пород образуются осколки камней различной величины; далее минеральные остатки могут разрыхляться водой, льдом, ветром и участвовать в формировании почвы. Органическая часть почвы составляется из остатков растений, животных и микроорганизмов. Органические материалы подвергаются микробиологическим процессам, измельчаются и поедаются обитающими в земле живыми организмами. Из переработанных таким образом органических материалов создаётся гумус, как неорганические так и органические материалы образуют частицы различной величины, между которыми образуются пустоты, обеспечивающие пористость почвы. Частично эти поры заполняются воздухом, частично - водой. Воздух и вода почвы служат жизненной основой для корней растений и различных организмов, обитающих в почве. С течением времени гумусный слой перемешивается с расположенными ниже слоями почвы. Этому перемешиванию в первую очередь способствует деятельность дождевых червей, а также корней больших деревьев и растений. Значительно интенсивнее гумус и минеральные части почвы перемешиваются в результате деятельности людей при перепахивании земли полей и садов.

Почва обладает некоторыми свойствами, которых лишены воздушная и водяная среды. Частицы почвы образуют «мелкоячеистый фильтр», который весьма эффективно задерживает твёрдые взвеси из вод, просачивающихся в почву. В то же время поры почвы служат копилкой питательных веществ. Всю систему «цементируют» частицы глины и гумуса, которые адсорбируют целый ряд веществ. Таким образом, почвы в течение ряда лет или десятилетий могут удерживать вредные вещества, не давая последним возможности перейти в грунтовые воды. По исчерпании адсорбционной ёмкости наступает проскок – внешне неожиданное загрязнение грунтовых вод даже без поступления вредных веществ. В заключение следует отметить, что почвы обладают значительной способностью к регенерации. Многие обитатели почвы служат источником ферментов, в присутствии которых вредные вещества расщепляются быстрее, чем в воде или на воздухе.

Фильтруемость и накопление примесей в почвах, а также способность почв к регенерации определяют их буферную способность по отношению к антропогенным воздействиям. При снижении способности почвы к обеззараживанию вредных веществ последние могут интенсивнее распространяться в окружающей среде, чем в случае "здоровой" почвы. Поэтому необходимо особенно считаться с возможностью истощения почвы.
^ 7.1.2. Уплотнение почвы
С уплотнением почвы возникают условия для новой формы её химического загрязнения. Обработка земли тяжёлыми машинами, уличный транспорт и строительство приводят к уплотнению больших участков окультуренных земель, что приводит к забиванию пор земли. В результате уменьшается влагоёмкость и снабжение почвы кислородом. В уплотнённой почве происходят процессы восстановления, особенно если остатки кислорода вытесняются при увлажнении или под действием других газов почвы. С потерей кислорода происходят реакции восстановления в следующем порядке: NO-3, Mn(IV), Mn(III), Fe(III), SO2-4, CO2 и, наконец, Н+.

Восстановление ионов NO-3 протекает до N2O и N2 и их улетучивания из почвы, поэтому растения ощущают большой недостаток азота. Исследования показали, что эти потери составляют от 11 до 40% усвояемых растениями азотных удобрений. На залитых водой рисовых чеках эти потери ещё больше.

Марганец обычно встречается в почве в виде пиролюзита (MnО2). При восстановлении он переходит в растворимый в воде ион Mn2+, т.е. в усвояемую растениями форму:

Х
отя марганец и принадлежит к числу накапливающихся в почве элементов, ион Mn2+ встречается в воде только в малых концентрациях. В высоких концентрациях он токсичен. Органические комплексы марганца также неустойчивы и легко отдают Mn2+. Сходная ситуация и с соединениями железа. При обычных значениях рН почвы железо накапливается в виде Fe(ОН)3. При малом содержании кислорода понижается окислительно-восстановительный потенциал почвы, что способствует восстановлению Fe(III) в Fe(II):

Т
аким образом, железо переходит в форму, усвояемую растениями. Поскольку при анаэробных условиях возможность усвоения железа слишком сильно возрастает, то увеличивается и его токсичность – явление особенно характерное для заболоченных рисовых чеков.

Железо, марганец и ряд других металлов после восстановления обладают повышенной подвижностью в почве. Поэтому в восстановительных условиях эти элементы легче вымываются из почвы, которая в результате обедняется этими металлами.

При анаэробных условиях, помимо денитрификации, может происходить микробиологическое восстановление серы до сульфидной формы:

С
ера, первоначально находившаяся в почве в виде сульфата, в этом процессе восстановления может оставаться в почве, образуя с тяжёлыми металлами плохорастворимые сульфиды и надолго закрепляясь на одном месте.

Приведённые примеры показывают, что восстановительные процессы в значительной степени могут отразиться на плодородии почвы.
^ 7.1.3. Изменения почвы взависимости от способов её обработки
В тех случаях, когда почва чрезмерно уплотнена, ежегодное перепахивание приводит к её разрыхлению. В результате происходит интенсивное перемешивание почвы и обогащение её воздухом. При этом отсутствуют участки с неравномерным распределением кислорода, как в неразработанном гумусном слое. Перемешивание и обогащение воздухом позволяют весь гумус вовлечь в процесс превращений. Количественные данные об увеличении выделения СО2 в атмосферу, связанном с этими процессами, пока отсутствуют.

С интенсификацией сельского хозяйства связано и сокращение площади лесов по всей планете. Для обеспечения пищей всё возрастающего населения Земли высвобождаются большие площади под сельское хозяйство за счёт вырубки лесов. Вырубка лесов, однако, влечёт за собой и усиление эрозии почвы, выражающееся в переносе поверхностных слоёв, часто богатых гумусом, с одного места на другое и в обнажении нижележащих слоёв. При этом, вследствие окисления минералов атмосферным кислородом, высвобождаются некоторые металлы. Размеры подобных процессов можно оценить пока лишь приблизительно. Считают, что за последние десятилетия количество подверженных эрозии почв почти утроилось по сравнению с прошлым веком.

Растения, которые выращиваются в виде монокультур, изменяют минеральный состав почв, так как потребляют одни и те же вещества почвы. В этих случаях необходимо пополнение этих веществ с помощью удобрений. (В результате часто происходит загрязнение грунтовых вод, так как минеральные вещества вымываются из почвы раньше, чем успевают усваиваться растениями.) Например, сахарная свёкла уносит из почвы необычайно большие количества азота (300 кг/га), калия (400 кг/га) и магния (45 кг/га). Всё чаще выращиваемая из-за высокой урожайности кукуруза потребляет из почвы большие количества фосфатов (70 кг/га в пересчёте на фосфор); кукуруза отрицательно влияет на почву также из-за слишком большой высоты и загущённости посадок.

Иной тип воздействия на почву проявляется при выращивании посадок хвойных деревьев. Слой подстилки под этими деревьями распадается не полностью, так как продукты первичного разложения пагубно действуют на микроорганизмы или тормозят их деятельность, что и приводит к неполному разложению остатков. Подстилка из иголок хвои стерильна (под ней даже трава не растёт!); разложение идёт медленнее и по другому пути: образуются фульвокислоты, растворимые в щелочах, но не разлагаемые кислотами органические вещества почвы, имеющие большое число карбоксильных групп. Например, они на 30% могут состоять из частично разрушенных углеводов, которые связывают в комплексы ионы металлов и растворяют оксиды железа. Такой гумус носит название сырого. В его создании особую роль играют ногохвостки, клещи и грибы.

Избыток кислых компонентов и способность связывать ионы металлов приводят к тому, что при отложениях такого гумуса почва с течением времени отбеливается, так как растворы сырого гумуса уносят комплексно связанные металлы, и образуется подзолистая почва. Таким образом, возникают бедные питательными веществами кислые почвы, которые либо совсем не могут быть использованы для культур особо требовательных к качеству почвы, либо используются ограниченно как в лесном хозяйстве, так и в земледелии. Хвойные монокультуры, которые выращивались в первой половине этого столетия в Центральной Европе с целью возможно более быстрого получения стройматериалов, превратили некогда плодородные земли в земли пониженного качества. В известной степени процессы образования подзолов относятся к антропогенному закислению почв.

v-v-taranenko-podpolkovnik-yusticii-kandidat-yuridicheskih-nauk-prepodavatel-kafedri-voennoj-administracii-administrativnogo-i-finansovogo-prava-voennogo-universiteta-s-v-tereshkovich-podpolkovnik-yusticii-ofice-stranica-3.html
v-v-trepavlov-sergej-grigorevich-agadzhanov.html
v-v-usmanov-zaveduyushij-redakciej-p-v-alesov-redaktor-t-p-ulyanova-hudozhestvennij-redaktor-v-b-shimkevich-korrektori-m-e-roshal-t-v-dudova-dizajn-i-verstka-e-yu-pashej-bbk-55-653-57-stranica-4.html
v-v-ustyugov-s-e-kochubej-stranica-3.html
v-v-vinogradov-genij-naroda-nacion-sklad-ego-haraktera-yarche-vsego-virazhaetsya-v-formah-slovesnogo-tvorchestva-stranica-4.html
v-v-vinogradov-k-izucheniyu-stilya-protopopa-avvakuma-principov-ego-slovoupotrebleniya-stranica-5.html
  • school.bystrickaya.ru/granatovij-braslet-kuprin-ai-chast-2.html
  • literature.bystrickaya.ru/byudzhetnoe-obrazovatelnoe-uchrezhdenie-srednego-profesionalnogo-obrazovaniya-omskoj-oblasti-omskoe-muzikalnoe-uchilishe-kolledzh-imeni-v-ya-shebalina.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/aktivnie-operacii-kommercheskih-bankov-chast-9.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/pravila-ministerstvo-truda-i-socialnogo-razvitiya-rf-21-marta-1997-g-stranica-6.html
  • letter.bystrickaya.ru/mishlenie-2-v-g-maracha-obrazovanie-na-rubezhe-vekov-metodologicheskie-soobrazheniya-95-petrov-aleksandr-evgenevich.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/sushnost-i-tipologiya-infrastrukturi-optovoj-torgovli.html
  • predmet.bystrickaya.ru/religii-i-verovaniya-centralnoj-azii-i-kaspiya-iranskie-religii.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/fortepiannij-koncert-v-tvorchestve-rahmaninova.html
  • exam.bystrickaya.ru/velikij-russkij-hirurg-nipirogov.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/n-v-poklonskaya-t-a-derbeko.html
  • education.bystrickaya.ru/114-geografiya-otrasli-strahovaniya-i-organizacionnaya-struktura-proekta-avtomatizaciya-biznes-processa-sostavleniya.html
  • znanie.bystrickaya.ru/42-stvolovaya-kletka-panaceya-ili-avantyura-v-n-zaporozhan-put-k-nooetike-bbk-87-7-z-33.html
  • lecture.bystrickaya.ru/avtor-hotel-bi-virazit-svoyu-glubokuyu-i-iskrennyuyu-priznatelnost-tem-kto-sdelal-vse-ot-nih-zavisyashee-chtobi-kniga-poluchilas-kak-mozhno-luchshe-stranica-9.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/novosti-negosudarstvennih-pensionnih-fondov-monitoring-smi-rf-po-pensionnoj-tematike-17-fevralya-2012-goda.html
  • holiday.bystrickaya.ru/obshie-pravila-podachi-i-rassmotreniya-apellyacij-saratovskij-gosudarstvennij-tehnicheskij.html
  • books.bystrickaya.ru/doklad-o-soblyudenii-prav-i-svobod-cheloveka-i-grazhdanina-na-territorii-amurskoj-oblasti-i-deyatelnosti-upolnomochennogo-po-pravam-cheloveka-v-amurskoj-oblasti-v-2008-godu.html
  • institut.bystrickaya.ru/tema-i-naselenie-severnogo-kavkaza-v-periodi-kamennogo-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline.html
  • college.bystrickaya.ru/15-sobranie-kir-bulichev.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rannie-gosudarstva-mesopotamii-l-s-vasilev-istoriya-vostoka.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/sto-velikih-voenachalnikov-stranica-12.html
  • desk.bystrickaya.ru/plan-raboti-resursnogo-centr-obnovlenie-soderzhaniya-filologicheskogo-obrazovaniya-na-yanvar-2011-uch-god.html
  • literature.bystrickaya.ru/bosniya-i-gercegovina-otchet-o-20-m-soveshanii-evropejskoj-regionalnoj-komissii-po-sertifikacii-likvidacii-poliomielita-kopengagen.html
  • pisat.bystrickaya.ru/trinadcataya-glava-tatyana-yurevna-solomatina.html
  • composition.bystrickaya.ru/osnovi-teorii-organizacii-sovremennie-podhodi-k-formirovaniyu-uspeshnogo-biznesa.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/6-upravlenie-realizaciej-programmi-programma-razvitiya-gosudarstvennogo-obrazovatelnogo-uchrezhdeniya-centra-obrazovaniya-1989.html
  • textbook.bystrickaya.ru/kniga-777-stranica-10.html
  • knigi.bystrickaya.ru/rossijskie-smi-o-mchs-monitoring-za-26-avgusta-2010-g.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prognoz-poetapnogo-razvitiya-dobichi-nefti-na-period-do-2030goda-rasporyazhenie-pravitelstva-rf-ot-13-noyabrya-2009g.html
  • education.bystrickaya.ru/12-sushnost-problemnogo-obucheniya-vsya-zhizn-cheloveka-postoyanno-stavit-pered-nim-ostrie-i-neotlozhnie-zadachi-i.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/m-a-bulgakov-bil-po-obrazovaniyu.html
  • testyi.bystrickaya.ru/analiz-raboti-shkoli-za-20092010-uchebnij-god-stranica-4.html
  • composition.bystrickaya.ru/orsk-v-pervie-mesyaci-velikoj-otechestvennoj-vojni-itogovaya-nauchno-prakticheskaya-konferenciya-prepodavatelej-i-studentov.html
  • urok.bystrickaya.ru/predstavleniya-o-boge-tvorce-u-nepismennih-narodov-religiya.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/postupleniya-zemelnih-platezhej-v-mestnij-byudzhet-poyasnitelnaya-zapiska-k-prognozu-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya.html
  • school.bystrickaya.ru/drevnerusskaya-teoriya-bogosluzhebnogo-peniya-chast-2.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.