Попадая в почву, пестициды растворяются в почвенной влаге и переносятся с ней вниз по профилю, обладают способностью сорбироваться и десорбироваться твердой фазой почвы. Дли­тельность нахождения пестицидов в почве зависит от их состава. Стойкие соединения сохраняются до 10 лет и более. На протя­жении первого года сохраняется подавляющая часть применяе­мых пестицидов. Через 2—3 года в верхних 15 см почвы сохраня­ется более половины таких устойчивых соединений, как ДДТ.

Мигрируя с природными водами и переносясь ветром, стой­кие пестициды распространяются на большие расстояния. Из­вестно, что ничтожные следы пестицидов были обнаружены в атмосферных осадках на просторах океанов, на поверхности ледниковых щитов Гренландии и Антарктиды. В 1972 г. на тер­ритории Швеции с атмосферными осадками выпало ДДТ боль­ше, чем его производили в этой стране.

Охрана почв от загрязнения пестицидами предусматривает создание возможно менее токсичных и менее стойких соедине­ний. Разрабатываются приемы уменьшения доз без снижения их эффективности. Очень важно сокращение авиационного распыления за счет наземного, а также применение строго вы­борочной обработки.

Несмотря на принимаемые меры, при обработке полей пес­тицидами лишь незначительная их часть достигает объекта воз­действия. Большая часть накапливается в почвенном покрове и природных водах. Важная задача — ускорить разложение ядохи­микатов, распад их на нетоксичные компоненты. Установлено, что многие пестициды разлагаются под действием ультрафиоле­тового облучения, некоторые ядовитые соединения разрушают­ся в результате гидролиза. Однако наиболее активно разложе­ние пестицидов осуществляют микроорганизмы. Почвенное ор­ганическое вещество, с одной стороны, аккумулирует ядохими­каты, адсорбируя их, с другой стороны, усиливает микробиоло­гические процессы, направленные на разложение токсичных соединений.

В настоящее время во многих странах, в том числе в России, осуществляется контроль за загрязнением окружающей среды пестицидами. Все ядохимикаты разделяются на три группы: осо­бо токсичные, к которым относятся ртуть-содержащие препара­ты; токсичные, представителями которых являются такие соеди­нения, как ДДТ, хлорофос, карбофос, и слабо токсичные. Для пестицидов установлены нормы предельно допустимых концен­траций в почве, которые составляют сотые и десятые доли мг/кг почвы (, , 1984).

Контрольные вопросы

1 Чем вызывается тяже­лое заболевание метгемоглобинемия?

2 Что такое эвтрофикация водоемов?

3 Чем вызвано отрицательное действие на почву высоких доз калийных удобрений?

4 На что должно быть направлено организация охраны почв при широком использовании ми­неральных удобрений?

5 Как проявляется отрица­тельные последствия применения ядохимикатов?

6 Как подразделяются по токсичности все ядохимикаты?

Литература: 2,с.496-498; 3,с.477-478, 483-486; 4,с.330-333; 5,с.15-22, 42-50.

6 Загрязнение тяжелыми металлами, токсичными элементами и другими и другими продуктами техногенеза

План:

6.1 Загрязнение тяжелыми металлами и другими продуктами техногенеза

6.2 Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами и другими продуктами техногенеза

6.1 На протяжении двух последних столетий резко возросла производственная деятельность человечества. В сферу промыш­ленного использования в нарастающем количестве вовлекаются разнообразные виды минерального сырья. Во всем мире добы­вается более 100 млрд т полезных ископаемых, включая строи­тельные материалы. Из расчета населения Земли в 4,6 млрд че­ловек на каждого приходится ежегодно более 20 т вещества, из­влеченного из литосферы. В еще большей степени воздействие современного производства распространяется на гидросферу и атмосферу. В настоящее время люди расходуют на различные нужды 3,5—4,0 3 тыс. км3 воды в год, т. е. около 10% суммарно­го стока всех рек мира. Одновременно в поверхностные воды поступают десятки миллион тонн бытовых, промышленных и сельскохозяйственных отходов, а в атмосферу индустриальными предприятиями выбрасываются сотни миллионов тонн газов и пыли. Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор, который обозначил термином техногенез.

Производство минеральных удобрений с целью увеличения биологической продукции педосферы - пример техногенной деятельности человека, непосредственно направленной на поч­ву. Однако на почвенный покров также влияют последствия производственных процессов, специально не направленных на почву. Особо важное значение имеют техногенные выбросы в атмосферу. Твердые вещества этих выбросов, представленные частицами от 10 мкм и крупнее, оседают вблизи от источников загрязнения, более мелкие частицы в составе газов переносятся на большие расстояния. Среди последних приоритетным загряз­нителем является сера.

Загрязнение соединениями серы. Так как сера — постоянная примесь каменных и бурых углей, нефти, торфа, она выделяет­ся в атмосферу при сжигании минерального топлива. Значи­тельное количество окисленной серы выбрасывается в атмосфе­ру при металлургических процессах, производстве цемента и др. Более 95% техногенных выбросов серы представлено окси­дом серы (IV) SO2.

Он быстро окисляется до SO3, который, соединяясь с водой, превращается в серную кислоту. Последняя очень быстро взаи­модействует с аммиаком и трансформируется в сульфат аммо­ния и другие сульфаты.

Сульфаты содержатся в атмосфере также в результате различ­ных природных процессов и являются одним из главных мине­ральных компонентов дождевых вод. Выпадение сульфатов на почву составляет в пересчете на SO4 в среднем 1,5—4 т/км в год и не вызывает отрицательных последствий. Сера - необходи­мый элемент питания растений, входящий в состав белков и других органических веществ. По данным (1980), сельскохозяйственные культуры поглощают серу в количестве от 10 до 30 кг/га в год.

Совершенно иной эффект от поступления 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, его окисление до SO3 и нейтрализация сер­ной кислоты в результате образования сульфатов происходит быстро. «Время жизни» системы SO2 — H2SO4 в атмосфере изме­няется от нескольких часов до 6 дней. Тем не менее, за это время агрессивные соединения серы могут переноситься с воздушными массами на десятки и сотни километров от источника загрязне­ния и выпадать в виде «кислых дождей». Известны многочис­ленные случаи переноса сернокислотных атмосферных осадков из индустриальных районов ФРГ на территорию стран Сканди­навии, что послужило поводом для дипломатических действий и обращения в Международный суд. Распространение осадков с повышенной кислотностью захватило также прибрежные райо­ны Прибалтики.

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.

Согласно данным (1980), техогенные от­ходы SO2 во всем мире составляли (в млн т) в 1970 г. более 100, в 1980 г. — около 250, в 2000 г. ожидается до 350—400 млн т. Более 95% сернокислотного загрязнения приходится на Север­ное полушарие, где сосредоточена основная часть промышлен­ного производства. В индустриальных районах выпадение атмо­сферной среды в 10 раз больше, чем в неурбанизированных, — до 25—30 т/км2.

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 повышен­ных концентраций металлов в почвенном покрове и раститель­ности.

Металлургические предприятия ежегодно выбрасывают на поверхность педосферы сотни тысяч тонн меди, цинка, кобаль­та, десятки тысяч тонн свинца, ртути, никеля. Концентрация этих металлов в отходах металлообрабатывающих предприятий в тысячи и десятки тысяч раз больше, чем в природных почвах и грунтах. Техногенное рассеяние металлов происходит также и при других производственных процессах. По причине того, что сырье для изготовления фосфатных удобрений (фосфориты и апатитовая руда) содержит примеси меди, цинка, свинца и дру­гих металлов, эти элементы рассеиваются вокруг соответствую­щих заводов. Хлор-щелочное производство в США сопровожда­ется сильным рассеянием ртути. В почвенном покрове вокруг цементных заводов образуются участки повышенного содержа­ния свинца.

Мощным источником загрязнения почв и всей окружающей природной среды являются разнообразные установки для сжи­гания минерального топлива. В каменных углях и нефти при­сутствуют примеси тяжелых металлов. Так как сжигаются огромные массы топлива, этим путем происходит более интен­сивное загрязнение почвенного покрова, чем при металлурги­ческом производстве.

Количество тяжелых металлов, ежегодно вовлекаемых в про­цессы техногенеза, сопоставимо с их массами, участвующими в природных общепланетарных процессах миграций.

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, растительности, снеговом покрове довольно быстро уменьшается от источника загрязнения к периферии. Обнаружено, что это уменьшение происходит в степенной зависимости.

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 сохранили свое строение, но микробиологическая деятельность в них угнетена. Распреде­ление металлов-загрязнителей не подчиняется закономерно­стям, свойственным определенным типам почв и рассмотрен­ным в главах 9—20. Четко выражено увеличение содержания металла снизу вверх по профилю почв и наиболее высокое его содержание в самой наружной части профиля.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9