Поиск репетиторов

Выберите предмет
Все рефераты » Биология » Экология почв
Эффективная подготовка к экзаменам по БиологииПодобрать репетитора

Экология почв






Э К О Л О Г И Я П О Ч В

============================


Почва - особое природное образование, сформировавшееся в

результате преобразования горных пород растениями и животны-

ми, т.е в результате почвообразовательного процесса. Почва

обладает особым свойством - плодородием, она служит основой

сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эк-

сплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает

их, становится более плодороднее.

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающий

человека продуктами питания, животных - кормами, а промыш-

ленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она.

Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она об-

разовывалась, ее строение состав и свойства. Почва образовы-

валась из выходящих на поверхность земли горных пород под

влиянием различных факторов. Под действием ветра, атмосфер-

ной влаги, в связи с изменением климата и температурными ко-

лебаниями горные породы, например гранит, постепенно треска-

лись и превращались в рухляк. На рухляке поселялись микроор-

ганизмы, питающиеся преимущественно углеродом и азотом ат-

мосферы и минеральными соединениями, которые они получали из

горной породы. Микроорганизмы разрушали ее своими выделения-

ми, и химический состав горной породы постепенно изменялся.

Затем здесь поселялись лишайники и мхи. Микроорганизмы раз-

лагали их остатки, образуя гумус - основное органическое ве-

щество почвы, содержащее питательные вещества, необходимые

высшим растениям.

Животные и растения окончательно разрушали горную породу,

превращая верхний ее слой в почву.

Растительный опад в лесах и отмершая травянистая расти-

тельность после разложения микроорганизмами дает много орга-

нического вещества, увеличивая мощность почвы. Лучшие почвы,

влагоемкие и воздухопроницаемые, имеют мелкокомковатую или

мелкозернистую структуру из комочков диаметром от 1 до 10

мм. От состава и свойств горной породы, на которой форми-

руется почва, в значительной степени зависят состав и свой-

ства почвы.

Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой час-

тей. Твердая часть - это минеральные и органические частицы.

Они составляют от 80-98 % почвенной массы и состоят из пес-

ка, глины, илистых частиц, оставшихся от материнской породы

в результате почвообразовательного процесса.Соотношение этих

частиц характеризует механический состав почвы.

Жидкая часть почвы, или почвенный раствор,- вода с раство-

ренными в ней органическими и минеральными соединениями. Во-

ды в почве содержится от долей процента до 40-60 %. Жидкая

часть участвует в снабжении растений водой и растворенными

элементами питания.

Газообразная часть, почвенный воздух, заполняет поры, не

занятые водой. Почвенный воздух содержит больше углекислого

газа и меньше кислорода,чем атмосферный воздух, а также ме-

тан, летучие органические соединения и др.

Живая часть почвы состоит из почвенных микроорганизмов

(бактерии, грибы, водоросли, актиномицеты и др.), представи-

телей беспозвоночных (простейших, червей, моллюсков, насеко-

мых и их личинок), роющих позвоночных. Они обитают в основ-

ном в верхних слоях почвы, около корней растений, где добы-

вают себе пищу. Некоторые почвенные организмы могут жить

только на корнях.

Почва содержит микроэлементы (азот, фосфор, калий, кальций,

сера, железо и др.) и микроэлементы (бор, марганец, молиб-

ден, цинк и др.), которые растения потребляют в ограничен-

ных количествах. Их соотношение определяет химический сос-

тав почвы.

Из физических свойств почвы наибольшее значение имеет вла-

гоемкость, водопроницаемсть, скважность.

Состав и свойства почвы постоянно меняются под влиянием

жизнидеятельности, климата, деятельности человека. При вне-

сении удобрений почва обогащается питательными для растений

веществами, изменяет свои физические свойства.

Неправильная эксплуатация может привести к нарушению поч-

венного покрова - к эрозии почвы, засолению, заболачиванию

ее.

Наука изучающая почву называется - почвоведением.


Э Р О З И Я П О Ч В


Под эрозией почв понимают ее разрушение водой и ветром.

Различаю водную и ветровую эрозию.

Водная эрозия почвы развивается только на склонах. Потоки

воды после дождей и ливней, при таянии снега не успевают

впитаться в почву, смывают ее частицы и образуют промоины.

При мощных потоках воды образуются глубокие промоины - овра-

ги. При сильном стоке воды на крутых склонах могут быть пол-

ностью уничтожены посевы и смыт наиболее плодородный слой

почвы. Смытые почвы требуют больших затрат на окультурива-

ние. Особенно дорого обходятся работы, связанные с закрепле-

нием оврагов. Водная эрозия особенно опасна в горных районах.

Ветровая эрозия возникает в основном в степных засушливых

районах, где часты сильные ветры. Почвы там имеют легкий ме-

ханический состав, а растительный слабый или совсем отсут-

ствует. В результате ветровой эрозии верхний,наиболее плодо-

родный слой почвы выдувается, переносится ветром на большие

расстояния. Он может засыпать посевы в других местах.

Сильная ветровая эрозия возникают в районах, где ветры дуют

с большой скоростью, вызывая пыльные (черные) бури. От них

страдают лесные насаждения, мелиоративные сооружения, доро-

ги, населенные пункты. Но главный ущерб который приносят пы-

левые бури,- резкое снижение плодородия почвы, гибель посе-

вов и урожая.

Для борьбы с водной эрозией регулируют и задерживают сток

талых и дождевых вод. Для этого применяют почвозащитные се-

вообороты, в которых увеличена площадь посевов многолетних

трав, обработка почвы поперек склона. Устраивают водозадер-

живающие валы, отводные каналы.

Чтобы предотвратить ветровую эрозию, широко используют ком-

плекс почвозащитных мероприятий: плоско резную обработку

почвы, минимальную обработку почвы, мульчирование, создание

кулис из высокостебельных растений.

Большое значение имеют также защитные лесные насаждения,

которые поглощают поверхностный сток, предотвращая почву от

размыва, и уменьшают скорость ветра в приземном слое возду-

ха. На крутых склонах, чтобы ослабить эрозию, делают ступен-

чатые террасы, которые задерживают сток. Рост оврагов можно

предотвратить, сооружая водозадерживающие валы, сажая попе-

рек ряды кустарников, ослабляющих скорость потоков воды.


П О Ч В А В Г И Г И Е Н И Ч Е С К О М О Т Н О Ш Е Н И И


Человек постоянно находится в соприкосновении с почвой,

прямо или косвенно влияя на нее. Почвы, удобряемые отброса-

ми богатыми являются благодатной средой для развития различ-

ных микроорганизмов: яиц гельминтов, личинок насекомых; от-

дельные группы которых могут обуславливать возникновение и

распостранение эпидемических заболеваний. Непосредственное

соприкосновение человека с почвами, загрязненной отбросами,

а также употребление свежих овощей выращенных на таких поч-

вах может служить причиной глистных инвазий и кишечных забо-

леваний, так как она может содержать возбудителей раневых

инфекций (столбняка,сибирской язвы), а также ряд насекомых,

являющихся передатчиком различных инфекций. Выпадающие на

загрязненную почву атмосферные осадки, проходя через почву,

выносят в грунтовые воды растворимые органические вещества,

микрофауну и микрофлору. Использование таких вод приводит к

кишечным инфекциям. Самоочищение почв от патогенных организ-

мов вызывается антогонизмом микробов, в результате которого

происходит вытеснение и гибель патогенных микробов сапрофит-

ными формами, свойственные нормальной микрофлоре почв. В по-

верхностных слоях гибель яиц гельминтов вызывается нагрева-

нием свыше 40 градусов, высыханием и действием ультрафиоле-

товых лучей. Органические остатки в почвах в результате био-

химических процессов превращается в безвредные для человека

и полезные для растений минеральные соли. Санитарное состоя-

ние почв определяется на основании химических и бактериоло-

гических анализов.

Почвы загрязняются также выбросами промышленных предприя-

тий, оседающие на нее. Состав промышленных выбросов чрезвы-

чайно разнообразен;отдельные элементы могут накапливаться в

почвах, изменять ее состав и свойства, отрицательно влиять

на растения, накапливаться в них в количествах,вредных для

человека и животных.


ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА г.САРАНСКА


Хозяйственная деятельность человека вносит существенные из-

менения в природные экосистемы. Это приводит к резкому ухуд-

шению экологической обстановки во многих регионах страны.

Проблема загрязнений особенно актуальна для территорий горо-

дов.

Саранск является крупнейшим промышленным центром России и

обладает широко развитой промышленной структурой. Опыт ис-

следований свидетельствует, что в городах,подобных столице

Мордовии, экологическая обстановка определяется поступле-

нием в окружающую среду разнообразного комплекса загрязняю-

щих веществ. Неслучайно, что Саранск является одним из наи-

более загрязненных городов.

Как было установлено, при определенных сроках воздействия

источников загрязнения концентрация поллютанта в почвогрун-

тах городов пропорциональна нагрузке элемента, поступающего

на поверхность при выпадении из атмосферы.

С гигиенической позиции опасность загрязнения почвы хими-

ческими веществами определяется уровнем ее возможного отри-

цательного влияния на контактирующие среды, пищевые продук-

ты и опосредованно на человека, а также на биологическую ак-

тивность почвы и процессы ее самоочищения. При этом для ря-

да поллютантов основным критерием гигиенической оценки опас-

ности загрязнения почвы является предельно допустимая кон-

центрация (ПДК) веществ в почве, представляющая собой ком-

плексный показатель безвредного для человека содержания хи-

мических веществ в почве. Оценка опасности загрязнения поч-

вы населенных пунктов определяется :

1) эпидемиологической значимостью загрязненной химическими

веществами почвы;

2) ролью загрязненной почвы как источника вторичного заг-

рязнения приземного слоя атмосферного воздуха;

Как показали исследования, в загрязненной почве на фоне

уменьшения истиных представителей почвенных биоценозов и

снижения ее биоактивности отмечается увеличение энтеробакте-

рий и геогельминтов, которые более устойчивы к химическому

загрязнению,нежели представители естественных микробоценозов.

В Саранске за один год на один квадратный метр территории

выпадает 646 граммов загрязняющих веществ и практически вся

территория города характеризуется аномальными содержанием

металлов в верхнем слое почв (особенно свинца). Существуют

территории с содержанием в почве свинца в 3-10 раз выше фо-

новых концентраций. Более 80 % территории города характери-

зуются уровнями содержания свинца, превышающими ПДК. Высо-

кая степень техногенного загрязнения почв города свинцом

четко фиксируется данными, полученными при изучении особен-

ностей распределения этого металла в профиле городских почв.

Наиболее сильное и стабильное загрязнение свинцом характер-

но для территорий заводов СЭЛЗ и СИС-ЭВС, а также для микро-

района "Северный". Достаточно существенно загрязнены почвы

центрального района города и микрорайон "Заречный".

Анализ данных по структуре загрязнения территории города

ртутью свидетельствует о том, что для подавляющей части го-

рода загрязнение этим металлом не является критическим. Так

более 80 % территории города характеризуется ее фоновыми

уровнями в почвах. Но существуют значимые по размерам техно-

генные ореолы ртути. Они приуроченны к промзонам заводов

СЭЛЗ и СИС-ЭВС и их окрестностям,району ТЭЦ-2, Ромодановско-

му шоссе, и центральной части города. За исключением пром-

площадок заводов СЭЛЗ и СИС-ЭВС, где загрязнение почв ртутью

прослеживается до глубины 40-80 и 20-40 см, соответственно,

в переделах города ее значимые уровни фиксируются только в

верхнем слое почв. Производство люминесцентных ртутных ламп

на Саранском электроламповом заводе организованно с начала

1960-х годов. Начиная с 1965 г. ежегодно выпускалось 30-35

млн.ламп, при этом использование ртути в технологическом

процессе составляло 5.5 тонн. По данным завода в течении

первых 15 лет в атмосферу города поступало до 200-400 кг

ртути в год. В 1976 г. в цехах, где шло использование ртути,

были установлены угольные адсорберы. Это позволило снизить

выбросы ртути до 62 кг в год. Таким образом, максимальное

количество ртути, поступившее в атмосферу за весь период,

составляет примерно 6 тонн. Но естественно, присутствие по-

вышенных содержаний ртути в окружающей среде является нали-

чие постоянных ее источников (ПО "ЛИСМА",ТЭЦ-2).

Другие изученные химические элементы по характеру площадно-

го распределения и интенсивности концентрирования четко раз-

деляются на три группы.

Для первой группы, включающей цинк и олово, характерно раз-

витие довольно обширных слабо контрастных ореолов рассеяния

(до 43 % площади города). Но встречаются аномалии с более

высокими концентрациями металлов. Для цинка они тяготеют к

району СЭЛЗ, центру города, северной промзоне, микрорайону

"Светотехника" и "Заречный"; для олова - главным образом к

заводу СЭЛЗ и центру города.

Вторая группа химических элементов включает никель, молиб-

ден, стронций. Для них характерны слабоконтрастные по площа-

ди техногенные ореолы. Слабо контрастные аномалии никеля за-

нимают более 17% территории города. Отмечаются более кон-

трастные по фону аномалии никеля в районе "Резинотехники" и

аэропорта. Стронций и молибден фиксируются в промзонах заво-

дов СЭЛЗ и СИС- ЭВС, также в микрорайоне "Заречный", строн-

ций обнаруживается в и центральной части города. Эти метал-

лы встречаются незначительными пятнами почвах по всей терри-

тории города.

В третью группу входят медь, ванадий, барий, бор, серебро,

висмут, скандий, кобальт, иттрий, для которых фиксируются

незначительные по площади и слабоконтрастные по интенсивнос-

ти аномалии, преимущественно приуроченные к северной и севе-

ро-западной части города. В то же время фиксируются их кон-

центрации, превышающие фон в 3-10 раз и более.

Несмотря на то, что названные химические элементы в целом

отличаются слабоконтрастными и незначительными по площади

техногенными аномалиями, их присутствие в почве свиде-

тельствует о существенном "металлическом" прессе на окружаю-

щую среду города.

Если в качестве нормативных величин использовать ПДК, при-

меняемые в ряде стран Западной Европы, то можно констатиро-

вать, что на территории города фиксируются участки почв с

превышением ПДК для цинка, молибдена, меди, хрома, кобальта,

никеля, кадмия, олова, сурьмы, фтора. Однако как правило,

эти ПДК разработанны с оценки опасности поллютантов для с/х

растений, но сам факт присутствия в городских почвах столь

высоких концентраций широкого высокотоксичных элементов не

может не вызывать опасения. К тому, же значительная часть

города занята районами с индивидуальной застройкой и это не

исключает возможность перехода поллютантов в выращиваемую на

приусадебных участках сельхозпродукцию.

Изучение особенностей распределения хиических элементов по

профилю почв выявило не только их преимущественное накопле-

ние в верхних горизонтах, но и тенденцию проникновения заг-

рязнения в более глубокие слои исследованных почв.

Таким обpазом, наиболее интенсивное загpязнение теppитоpии

гоpода связано с поступлением в окpужающую сpеду больших ко-

личеств свинца, что пpиводит к фоpмиpованию в почвенном

покpове значительных по площади техногенных аномалий.

В целом, фоpмиpующиеся в пpеделах гоpода зоны загpязнения

отличаются полиэлементаpным составом, что опpеделяет высо-

кую суммаpную степень техногенной нагpузки на окpужающую

сpеду. Так,около 38 % теppитоpии гоpода хаpактеpизуется до-

пустимым уpовнем загpязнения,что отвечает, согласно сущес-

твующим кpитеpиям, наиболее низкому уpовню заболеваемости и

минимальной частоте встpечаемости функциональных отклонений.

Более 46 % теppитоpии находится в умеpенно опасной зоне

загpязнения (пpи таких уpовнях воздействия уже фиксиpуется

увеличение общей заболеваемости). Около 16 % площади гоpода

относится к теppитоpии с опасным уpовнем загpязнения. Это

выpажается в увеличении общей заболеваемости, в pосте числа

часто болеющих детей, детей с хpоническими заболеваниями, с

наpушением функционального состояния сеpдечно-сосудистой

системы. К теppитоpиям с чpезвычайно опасным уpовнем загpяз-

нения относится около 1 % площади гоpода. Тот факт, что пя-

тая часть теppитоpии гоpода хаpактеpизуется опасным и чpез-

вычайно опасным уpовнями загpязнения не может не вызывать

тpевогу.


----------------------T---------------------------------------¬

¦категоpия загpязнения¦относительная доля % по площади гоpода ¦

+---------------------+---------------------------------------+

¦Допустимая ¦ 37.5 ¦

¦Умеpенно опасная ¦ 46.1 ¦

¦Опасная ¦ 15.5 ¦

¦Чpезвычайно опасная ¦ 0.9 ¦

L---------------------+----------------------------------------


Отмечается закономеpная пpиуpоченность участков с допусти-

мым уpовнем загpязнения к пеpифеpийным частям гоpода, а так-

же заметна большая сконцентpиpованность зон с опасным уpов-

нем загpязнения в центpальной часити гоpода.

Очень высокая стень техногенного воздействия на окpужающую

сpеду гоpода подтвеpждается данными по уpовням содеpжания

подвижных (геохимически активных и наиболее опасных с гигие-

нических позиций) фоpм тяжелых металлов. Так, для большин-

ства изученных металлов в техногенных оpеолах наблюдается

возpастание абсолютных значений подвижных фоpм нахождения.

Это особенно яpко пpоявляется для хpома, кобальта, меди,

цинка и свинца.

Все это свидетельствует об очень высокой экотоксилогичес-

кой опасности фоpмиpующихся в почвах гоpода техногенных ано-

малий. Гоpодские почвы отличаются от фоновых почв и по вало-

вому химическому составу, что во многом обусловлено поступ-

лением больших количеств техногенных выпадений. Хаpактеpная

особенность уpбопочв - заметное снижение доли кваpца, увели-

чение содеpжания оксидов алюминия, железа, кальция, магния,

в меньшей степени калия и фосфоpа. Все это свидетельствует о

пpоисходящих в гоpодских почвах глубоких физико-химических

изменениях и безусловно о снижении биологической их актив-

ности и способности к самоочищению пpи одновpеменном увели-

чении эпидемиологической опасности. Особую тpевогу загpязне-

ние почв вызывает в связи с шиpоким pазвитием в пpеделах

гоpода индивидуальной застpойки, что не исключает возможнос-

ти пеpехода поллютантов в выpащиваемую на пpиусадебных учас-

тках сельхозпpодукцию.

Таким обpазом, анализ техногенных геохимических аномалий в

почвенном покpове гоpода свидетельствует о чpезвычайно высо-

ком и стабильном загpязнении гоpодской сpеды шиpоким ком-

плексом тяжелых металлов.

По общей стpуктуpе и масштабам загpязнении теppитоpии

г.Саpанск может быть отнесен к наиболее сильно загpязненным

гоpодам стpаны.

__________1___2_____________<____*.FRMjц_2;#w_Ё"_лг2-__уyЭ;ь;_4—6¦_h_R_MIз58ы_*.MACп_м-P:S›_*.MAC\QWE.MACю_в^PВыM
Њп___@щJьжTзБъDLЬюлиГ:ВЋEэ_____<___Ѓ_______________A____*.FRM__яяяяяяяяяяяяяяяяяяяя_

Поиск репетиторов

Выберите предмет