Загрязнение почв при чрезвычайных ситуациях

Роль почв в процессах, протекающих в биосфере общеизвестна. Во-первых, круговорот веществ в природе в значительной мере зависит от процессов в почве, поскольку здесь происходит утилизация растительных и животных остатков и превращение их в усвояемые формы.

Во-вторых, состояние почвы определяет ее плодородие и продуктивность земледелия.

В-третьих, почва оказывается депонентом разного рода поллютантов (в частности, радиоактивных), возникающих в результате техногенного загрязнения экологических сред (воздуха, воды). На рис. 1.14 представлена схема значения почв в биосфере.

Во всех случаях большую роль играют два фактора: химический состав почвы и ее структура.

В химическом составе выделяют минеральную и органическую составляющие. В последней, основную роль играет гумус. Органические вещества гумуса образуются в результате разложения опада и биоты за счет деятельности почвенных зоомикробных комплексов. Вещества гумуса [13г] распределены в почве не равномерно, именно они сконцентрированы в колониях микроорганизмов и образуют агрегаты.

В структуре почв главную роль играет ее пористость. Поры имеются и в почве лишенной ВГ (за счет неплотного прилегания минеральных частиц друг к другу). В результате роста колоний микроорганизмов ВГ частично заполняют эти поры. Если количество и размеры ВГ велики, то поры закрываются, и почва оказывается непроницаемой для воды и воздуха и почва теряет плодородие. Если агрегатов ВГ мало, то почва не плодородна ввиду отсутствия питательных веществ. Существует оптимальное сочетание количества агрегатов ВГ и их размеров, обеспечивающее максимальное плодородие почвы.

Биологический круговорот химических элементов в системе: почва - растения - микроорганизмы - гумусообразование - ведущее звено почвообразовательных процессов. Эта система уже может рассматриваться как классическая аксиома со времен Вильямса, Вернадского, многократно подтвержденная работами последних 15-20 лет. Круговорот меняется в зависимости от типа почвы, ценотического взаимодействия и условий среды.

Центральным звеном во всех случаях остается формирование гумуса (Г), гумусовых веществ (ГВ) и детрита. Их образование и накопление тесно связано с условиями функционирования ценозов: фитоцензов, биогеоценозов, микробиоценозов. Они рассматриваются как в автономных вариантах, так и в общей цепи. При этом гумификация (по Орлову) - превращения органических остатков в ГВ - «величайшее изобретение природы». При отсутствии гумификации органические вещества либо полностью минерализировались (до оксидов), либо покрыли бы Землю плотным слоем. Но в процессе гумификации происходит частичная минерализация ОВ и часть трансформируется в устойчивые ГВ.

Одна из важных способностей почвы - ее способность к самоочищению, однако, почва оказывается одной из наиболее уязвимых объектов при загрязнении, поскольку она быстро разрушается, но медленно восстанавливается. Схема загрязнения почв представлена на рис.1.15.

Обе схемы достаточно подробно отражают роль почв и виды источников загрязнения, определяющие в какой-то мере характер загрязнителей. В этой связи можно достаточно четко кластеризовать почвы на городские, сельскохозяйственного использования и ландшафтные.

Городские почвы в основном загрязняются промышленными отходами. Среди них особую роль играют сточные воды; в результате страдают не только почвы, по и грунтовые воды. Другие источники поступления поллютантов - воздух, вода и многие иные, включая транспорт. Основными загрязнителями оказываются нефть, нефтепродукты, разного рада масла и др.

Сельскохозяйственные угодья в основном загрязняются тяжелыми металлами, воздушными осадками, водой и удобрениями.

Рассмотрим подробнее эти подразделения почв.

В условиях города почвы подвержены значительному техногенному загрязнению. Среди разнообразных поллютантов выделяются различные органогенные загрязнители, в том числе нефть и нефтепродукты, различные виды топлива, масла, битумы и др. попадая в почву, они оказывают на ее гумусовое состояние существенное — как прямое, так и опосредованное воздействие. Опосредованное воздействие заключается в значительном (вплоть до необратимого) изменения всех химических, физико-химических, физических свойств почвы, которое наблюдается при попадании нефти и нефтепродуктов на почву. Это приводит к нарушению жизнедеятельности почвенной микробиоты и изменению всех процессов гумусообразования - гумификации, трансформации и минерализации почвенного органического вещества.

В отношении загрязнения окружающей среды довольно тяжелой проблемой оказываются загрязнения почвы и воды. Это функционально связанные сферы. Почва является одновременно и донором, и акцептором загрязнений. Водяные потоки, получая поллютанты из почвы, разносят их на большие расстояния. Особенно в грунтовые воды. Очистка последних очень сложна, что отражено в многочисленных публикациях, монографиях, научных статьях.

Для городов, особенно больших, высокая опасность связана также со свалками и мусорными завалами.

Во многих работах указывается, что при эксплуатации свалок образуются значительные количества дренажных СВ. Инфильтрация которых в почву вызывает загрязнение грунтовых вод. Делается вывод о многофакторности и сложности процессов образования дренажных СВ, их связи с материалом свалок и т.д. В работах выделяется аспект взаимодействия загрязнений с биоценозами, формировании последних, их текущая адаптация, образование промежуточных продуктов, влияние токсикантов на биологические процессы.