Забруднення людиною грунту і його наслідки. Оцінка забруднення грунтів

Грунт - це особливе природне утворення, що забезпечує зростання дерев, сільськогосподарських культур та інших рослин. Складно собі уявити життя без наших родючих ґрунтів. Але як сучасна людина відноситься до грунтів? Сьогодні забруднення людиною грунту досягло колосальних масштабів, тому грунту нашої планети гостро потребують захисту і охорони.

Грунт - що це?

Охорона ґрунтів від забруднення неможлива без чіткого розуміння, що таке ґрунт і як вона утворюється. Розглянемо це питання більш докладно.

Грунт (або грунт) - це особливе природне утворення, обов`язковий компонент будь-якої екосистеми. Він формується у верхньому шарі материнської гірської породи, під дією сонця, води, а також рослинності. Грунт - це якийсь міст, ланка, яка пов`язує біотичні і абіотичні компоненти ландшафту.

Основні процеси, в результаті яких утворюється грунт, це вивітрювання і життєдіяльність живих організмів. В результаті процесів механічного вивітрювання материнська порода руйнується і поступово подрібнюється, а живі організми наповнюють цю неживу масу органічними речовинами.

Забруднення людиною грунту - це одна з найголовніших проблем сучасної екології та природокористування, яка особливо загострилася в другій половині ХХ століття.

Структура грунту

Будь-яка грунт складається з 4-х головних компонентів. Це:

• гірська порода (основа ґрунту, близько 50% загальної маси) ;
• вода (близько 25%) ;
• повітря (близько 15%) ;
• органічні речовини (гумус, до 10%).

Залежно від співвідношення цих компонентів в грунті, виділяються наступні види грунтів:

• каменістие;
• гліністие;
• песчание;
• гумусовие;
• солончакові.

Ключовою властивістю грунту, яке відрізняє її від будь-якого іншого компонента ландшафту, є її родючість. Це унікальна властивість, яке задовольняє рослини в необхідних поживних речовинах, вологи та повітрі. Таким чином, грунт забезпечує біологічну продуктивність всієї рослинності і врожайність сільськогосподарських культур. Ось чому забруднення грунту і води є настільки гострою проблемою на планеті.

Дослідження ґрунтового покриву

Дослідженнями грунтів займається особлива наука - грунтознавство, засновником якої вважають Василя Докучаєва - вченого зі світовим ім`ям. Саме він, ще наприкінці XIX століття, перший зазначив, що грунту поширюються по земній поверхні цілком закономірно (широтная зональність ґрунтів), а також назвав чіткі морфологічні ознаки грунту.

В. Докучаєв розглядав грунт, як цілісне і самостійне природне утворення, що до нього не робив ніхто з учених. Найвідоміша робота вченого - "Російський чорнозем" 1883 - є настільною книгою для всіх сучасних ґрунтознавців. В. Докучаєв провів ретельні дослідження грунтів степової зони сучасної Росії і України, результати яких лягли в основу книги. У ній автор виділив основні чинники ґрунтоутворення: материнська порода, рельєф, клімат, вік і рослинний світ. Вчений дає вельми цікаве визначення поняттю: "грунт є функція від материнської породи, клімату і організмів, помножена на час".

Після Докучаєва вивченням грунтів активно займалися й інші відомі вчені. Серед них: П. Костичев, Н. Сибірцев, К. Глінка та інші.

Значення і роль ґрунту в житті людини

Фраза "земля-годувальниця", яку ми чуємо дуже часто, не є символічною або метафорично. Це дійсно так. Це головне джерело продовольства для людства, який, так чи інакше, дає близько 95% всіх продуктів харчування. Загальна площа всіх земельних ресурсів нашої планети становить на сьогодні 129 мільйонів км² площі суші, з яких 10% займають орні землі, а ще 25% - сінокоси і пасовища.

Вивчати грунту почали тільки в XIX столітті, але люди знали про прекрасне їх властивості - про родючості, з найдавніших часів. Саме грунті зобов`язані своїм існуванням всі рослинні і тваринні організми на Землі, включаючи і людини. Адже не випадково найбільш густонаселеними територіями планети є області з самими родючими ґрунтами.

Грунту - це головний ресурс сільськогосподарського виробництва. Безліч конвенцій і декларацій, прийнятих на міжнародному рівні, закликають раціонально і дбайливо ставитися до грунту. І це очевидно, адже тотальне забруднення земель і ґрунтів ставить під загрозу існування всього людства на планеті.

Ґрунтовий покрив - найважливіший елемент географічної оболонки Землі, відповідальний за всі процеси в біосфері. Грунт акумулює в собі величезну кількість органічних речовин і енергії, виконуючи, тим самим, роль гігантського біологічного фільтра. Це - ключова ланка біосфери, руйнування якого порушить всю її функціональну структуру.

У XXI столітті навантаження на грунтовий покрив зросла в кілька разів, а проблема забруднення грунту виходить в ранг першорядної і глобальною. Варто відзначити, що вирішення цієї проблеми залежить від узгодженості дій всіх держав світу.

Забруднення земель і ґрунтів

Забрудненням ґрунту називають процес деградації ґрунтового покриву, при якому значно збільшується вміст у ньому хімічних речовин. Індикаторами цього процесу стають живі організми, зокрема, рослини, які першими страждають від порушення природного складу грунту. При цьому реакція рослин залежить від рівня їх чутливості до подібних змін.

Слід зазначити, що в нашій державі передбачена кримінальна відповідальність за забруднення людиною земель. Зокрема, стаття 254 Кримінального кодексу РФ звучить як "Псування землі".

Типологія забруднювачів грунту

Основні забруднення грунту почалися в ХХ столітті з бурхливим розвитком промислового комплексу. Під забрудненням ґрунтів розуміють внесення в грунт нетипових для нього компонентів - так званих "забруднювачів". Вони можуть перебувати в будь-якому агрегатному стані - рідкому, твердому, газоподібному або комплексному.

Всі грунтові забруднювачі можна поділити на 4 групи:

• органічні (пестициди, інсектициди, гербіциди, ароматичні вуглеводні, містять хлор, феноли, органічні кислоти, нафтопродукти, бензин, лаки і фарби) ;
• неорганічні (важкі метали, азбест, ціаніди, луги, неорганічні кислоти та інші) ;
• радіоактівние;
• біологічні (бактерії, патогенні мікроорганізми, водорості тощо).

Таким чином, основні забруднення грунту здійснюються саме за допомогою цих та деяких інших забруднювачів. Підвищений вміст даних речовин у ґрунті може призвести до негативних і незворотних наслідків.

Джерела забруднення земель

На сьогоднішній день можна назвати велику кількість таких джерел. І число їх з кожним роком тільки збільшується.

Перелічимо основні джерела забруднення грунтів:

1. Житлові будинки та комунальні служби. Це головне джерело забруднення земель в містах. У цьому випадку забруднення людиною грунту відбувається через побутові відходи, залишки їжі, будівельне сміття і предмети домашнього вжитку (старі меблі, одяг тощо). У великих містах питання "куди дівати сміття?" перетворюється на справжню трагедію для міської влади. Тому на околицях міст виростають величезні кілометрові звалища, куди звозиться все побутове сміття. У розвинених країнах Заходу вже давно запроваджена практика переробки сміття на спеціальних установках і заводах. Причому на цьому там заробляються чималі гроші. У нашій країні поки такі випадки, на жаль, поодинокі.
2. Фабрики і заводи. У цій групі основні джерела забруднення грунтів - це хімічна, гірничодобувна і машинобудівна галузь. Ціаніди, миш`як, стирол, бензол, згустки полімерів, сажа - всі ці страшні речовини потрапляють в грунт в районі великих промислових підприємств. Великою проблемою нині також є проблема утилізації автомобільних шин, виступаючих причиною великих пожеж, які дуже важко загасити.
3. Транспортний комплекс. Джерела забруднення земель в даному випадку - свинець, вуглеводень, сажа, а також оксиди азоту. Всі ці речовини виділяються в процесі роботи двигунів внутрішнього згоряння, потім осідають на поверхню землі і вбираються рослинами. Таким чином, вони потрапляють і в ґрунтовий покрив. При цьому ступінь забруднення грунту буде максимально високою уздовж великих шосе і біля автомобільних розв`язок.
4. Агропромисловий комплекс. Отримуючи від землі продукти харчування, ми в той же час отруюємо її, як би парадоксально це не звучало. Забруднення людиною грунту тут відбувається через внесення в землю добрив і хімікатів. Саме так в грунт потрапляють страшні для нього речовини - ртуть, пестициди, свинець та кадмій. Крім того, надлишки хімікатів можуть змиватися з полів дощами, потрапляючи в постійні водотоки і підземні води.
5. Радіоактивні відходи. Дуже велику небезпеку несе в собі забруднення грунту відходами ядерної промисловості. Мало хто знає, що під час ядерних реакцій на АЕС близько 98-99% палива йде у відходи. Це продукти розщеплення урану - цезій, плутоній, стронцій та інші елементи, які надзвичайно небезпечні. Дуже великою проблемою для нашої країни є поховання цих радіоактивних відходів. Щороку в світі утворюється близько 200 тисяч кубометрів ядерних відходів.

Основні види забруднень

Забруднення ґрунтів може бути природним (наприклад, при виверженні вулканів), або ж антропогенним (техногенним), коли забруднення відбувається з вини людини. В останньому випадку в грунт потрапляють речовини і продукти, не властиві природному середовищу і негативно впливають на екосистеми та природні комплекси.

Процес класифікації видів забруднення грунту дуже складний, в різних джерелах подаються різні класифікації. Але все ж основні види забруднень грунту можна представити таким чином.

Побутове забруднення грунтів - це забруднення грунтів сміттям, відходами і викидами. У цю групу входять забруднювачі різного характеру і в різному агрегатному стані. Вони можуть бути як рідкими, так і твердими. В цілому, цей вид забруднення не надто небезпечний для грунту, проте надмірне накопичення побутових відходів засмічує місцевість і перешкоджає нормальному росту рослин. Найбільш гостро проблема побутового забруднення грунтів коштує в мегаполісах і великих містах, а також у селищах з неналаженность системою вивозу сміття.

Хімічне забруднення грунтів - це, в першу чергу, забруднення важкими металами, а також пестицидами. Цей тип забруднення вже становить велику небезпеку і для людини. Адже важкі метали мають властивість накопичуватися в живому організмі. Грунти забруднюються такими видами важких металів, як свинець, кадмій, хром, мідь, нікель, ртуть, миш`як і марганець. Великим забруднювачем грунтів виступає бензин, в якому міститься дуже отруйна речовина - тетраетилсвинець.

Пестициди - також дуже небезпечні речовини для грунту. Головним джерелом пестицидів є сучасне сільське господарство, яке активно застосовує ці хімічні речовини в боротьбі з жуками та шкідниками. Тому пестициди акумулюються в ґрунтах у величезній кількості. Для тварин і людини вони не менш небезпечні, ніж важкі метали. Так, був заборонений високотоксичний і дуже стійкий препарат ДДТ. Він здатний не розкладатися в грунті протягом десятків років, вчені знаходили його слід навіть в Антарктиці!

Пестициди дуже згубні для грунтової мікрофлори: бактерій і грибів.

Радіоактивне забруднення грунтів - це забруднення ґрунтів відходами атомних електростанцій. Радіоактивні речовини вкрай небезпечні, тому що вони легко проникають в харчові ланцюжки живих організмів. Найнебезпечнішим радіоактивним ізотопом вважається стронцій-90, який характеризується високим виходом під час ядерного ділення (до 8%), а також великим (28 років) періодом напіврозпаду. До того ж він вельми рухливий у ґрунті і здатний відкладатися в кістковій тканині людини і різних живих організмів. Серед інших небезпечних радіонуклідів також можна назвати цезій-137, церій-144, хлор-36.

Вулканічне забруднення грунтів - цей вид забруднення відноситься до групи природних. Він полягає в попаданні в грунт токсичних речовин, сажі і продуктів горіння, яке відбувається в результаті виверження вулканів. Це дуже рідкісний вид грунтового забруднення, який характерний лише для окремих невеликих територій.

Мікотоксіческое забруднення грунтів - також не є техногенним і має природне походження. Джерелом забруднення тут виступають деякі види грибів, які виділяють небезпечні речовини - мікотоксини. Варто відзначити, що ці речовини представляють таку ж велику небезпеку для живих організмів, як і всі інші, перераховані вище.

Ерозія грунтів

Великою проблемою для збереження родючого шару грунтів була і залишається ерозія. Щорічно вона "з`їдає" великі площі родючого грунту, при цьому швидкість природного відновлення ґрунтового покриву значно нижче швидкості процесів ерозії. Вчені вже досконально вивчили особливості цих процесів і знайшли заходи боротьби з ними.

Ерозія може бути:

• водна
• вітрова

Очевидно, що в першому випадку провідним фактором ерозії виступає текуча вода, а в другому - вітер.

Більш поширена і небезпечна водна ерозія. Вона починається з появи на земній поверхні маленькою, ледь помітною промоїни, але після кожного сильного дощу ця вимоїна буде розширюватися і збільшуватися в розмірах, поки не перетвориться на справжній рів. За один тільки літній період на абсолютно рівній поверхні може виникнути рів глибиною в 1-2 метри! Наступна стадія водної ерозії - це формування яру. Ця форма рельєфу відрізняється великою глибиною і гіллястої структурою. Яри катастрофічним чином знищують поля, луки і пасовища. Якщо з яром не вести боротьбу, він, рано чи пізно, перетвориться на балку.

Водноерозіонние процеси більш активні в степовому регіоні з пересіченою місцевістю, де вкрай мало рослинності.

Причиною вітрової ерозії служать бурі і суховії, які здатні видувати до 20 сантиметрів верхнього (самого родючого) кулі грунту. Вітер переносить частинки грунту на великі відстані, утворюючи в певних місцях наноси висотою до 1-2 метрів. Найчастіше вони утворюються уздовж посадок і лісосмуг.

Оцінка рівня забруднення грунту

Для проведення комплексу заходів щодо охорони ґрунтового покриву дуже важлива адекватна оцінка забруднення ґрунтів. Вона розраховується шляхом складних математичних обчислень, після проведення комплексу детальних хімічних та екологічних досліджень. Оцінка представлена комплексним показником забруднення Z_з.

Оцінка забруднення ґрунтів здійснюється з урахуванням кількох важливих факторів:

• специфіка джерел забруднення;
• комплекс хімічних елементів - забруднювачів почви;
• пріоритетність забруднювачів, згідно зі списком ГДК речовин;
• характер і умови землекористування.

Дослідники виділяють кілька рівнів забруднення ґрунту, а саме:

1. Допустимий (Z_з менше 16).
2. Помірно небезпечний (Z_з від 16 до 38).
3. Небезпечний (Z_з від 38 до 128).
4. Вкрай небезпечний (Z_з понад 128).

Охорона ґрунтів

Залежно від джерела забруднення та інтенсивності його впливу, розроблені спеціальні заходи щодо охорони ґрунтового покриву. До таких заходів належать:

1. Законодавчі та адміністративні (прийняття відповідних законів у сфері охорони грунтів, і контроль над їх виконанням).
2. Технологічні (створення безвідходних систем виробництва).
3. Санітарні (збір, знезараження та утилізація відходів та забруднювачів грунту).
4. Наукові (розробка нових технологій очисних споруд, оцінка та моніторинг стану ґрунтів).
5. Лісомеліоративні та протиерозійні (це заходи по посадці спеціальних полезахисних лісосмуг вздовж полів, будівництво гідротехнічних споруд і правильна висадка сільськогосподарських культур).

Висновок

Грунту Росії - це колосальне багатство, завдяки якому ми маємо продукти харчування, а виробництво забезпечене необхідною сировиною. Грунт формувався протягом багатьох століть. Саме тому охорона грунтів від забруднення - це найважливіше завдання держави.

На сьогодні існує велика кількість джерел забруднення грунту: це транспорт, промисловість, міста, комунальні служби, атомні електростанції, сільське господарство. Завдання вчених, державних властей і громадських діячів загальна - захистити грунту від шкідливого впливу всіх цих факторів або хоча б мінімізувати їх шкідливий вплив на грунти.