Введение

2. Рекультивация земель

Заключение

Список литературы

Введение

Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд. га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Особо остро стоят проблемы борьбы с промышленными и бытовыми отходами, а также потребность восстановления плодородия земель.

1. Утилизация отходов - опыт развитых стран

Ежегодно выбрасываются миллиарды тонн мусора, который молено использовать повторно или сжигать для получения тепла.

Хотя мусор - это полезный источник вторсырья и энергии, его сбор стоит дорого, учитывая затрачиваемый ручной труд. В развитых странах бытовой мусор и производственные отходы обычно собирают в мешки или баки, которые вывозятся раз в неделю мусоровозами. Кое-где имеется пневматическая система удаления бытовых отходов непосредственно по трубам, ведущим на местный завод по переработке мусора. Еще один метод предусматривает накопление бытовых отходов в подземном бункере, находящемся под каждым зданием, откуда их периодически вывозят автоцистерной с насосом.

Дорого обходится и сортировка материалов для утилизации, поэтому поощряется выполнение этой работы самими жильцами. В некоторых районах местные власти просят граждан связывать и складывать макулатуру в кипы, а в людных местах установлены специальные контейнеры для пустых бутылок. Стеклобой перевозят на стекольный завод, где он измельчается и идет на изготовление новой стеклянной продукции. Дополнительную экономию средств дает установка отдельных контейнеров для изделий из коричневого, зеленого и бесцветного стекла, что упрощает их сортировку на стекольных заводах.

Некоторые напитки продаются в бутылках, за которые взимается небольшой залог, возвращаемый при сдаче пустой тары. Так стимулируется возврат покупателями пустой стеклотары, которую затем изготовитель забирает из магазинов для повторного использования. Таким образом, достигается существенная экономия производства, но появляются дополнительные расходы, связанные со сбором, очисткой и стерилизацией утильсырья. Поэтому многие изготовители отказываются от сбора использованных бутылок. В современных мусоровозах мусор обычно загружается в приемный отсек в задней части кузова, где он сгребается и уплотняется. Но эта система, как правило, не годится для громоздких предметов, таких как старые кухонные плиты, холодильники или мебель. Такие вещи хозяева или отвозят на пункт сбора утильсырья сами, или платят местным службам за подобную услугу. Некоторые крупные металлические изделия могут заинтересовать местного скупщика металлолома, и хозяин получит деньги за наиболее цепные из них, например, свинцовые трубы. Ряд отраслей промышленности производит большие количества отходов, которые либо перевозятся прямо на предприятия, использующие их в своем производстве, либо перерабатываются. Так, шлак, являющийся отходом угольной промышленности, используется в строительстве в качестве материала для фундаментов, а из определенного вида тряпичного утиля можно получать высококачественную бумагу.

Канализационные системы впервые стали использовать более 5000 лет назад, а технологии упорядоченного удаления и захоронения отходов появились относительно недавно. Первобытные люди просто меняли место стоянки, когда смрад от мусорных куч становился невыносимым. А жители постоянных поселений сжигали все. что горит, а остальной мусор вывозили на свалки или захоронения.

В Англии каждый домовладелец отвечал за вывоз мусора вплоть до принятия в 1875 г. Закона о здравоохранении, которым устанавливалась система регулярного сбора и удаления мусора в жилых районах.

Самый простой способ удаления собранного мусора - сваливать его на пустыре. Но большие свалки портят пейзаж и загрязняют атмосферу. Вдобавок, многие районы испытывают дефицит земельных участков. Поэтому отдается предпочтение методу т. н. "санитарной свалки". Отходы измельчаются, трамбуются и укладываются слоями, между которыми насыпается грунт. Живущие в почве организмы ускоряют разложение, а благодаря уплотнению исключается образование углублений при падении тяжелых предметов. Кроме того, уменьшение объема мусора при уплотнении во многом облегчает задачу его захоронения.

В Англии таким методом уничтожается примерно 9% отходов. Иногда он используется для упорядочения грунта, вынутого при разработке шахт или карьеров. На месте некоторых отвалов разбиты парки, а в США даже были насыпаны несколько искусственных холмов для горнолыжников.

Применяются два основных метода уменьшения объемов мусора: измельчение и сжигание. Измельчение - это механический процесс дробления и резки отходов. Отдельные измельчительные машины способны перерабатывать до 70 т мусора в час.

Сжигание в специальной установке при температуре 750-1000"С является наиболее эффективным способом уменьшения объема мусора. Кое-где местные власти используют мусоросжигатели для теплоснабжения: нагреваемая в этих установках вода подается в батареи отопления соседних домов. Однако не все тепло, получаемое при сжигании мусора, используется для данной цели - часть его расходуется на сушку поступающих отходов, прежде чем они подаются в основную камеру мусоросжигателя. Зола, образующаяся по мере сжигания мусора, осыпается вниз через решетку и удаляется.

Главным недостатком сжигания является образование значительного количества копоти и дыма. Поэтому необходимо применять различные методы очистки выхлопных газов мусоросжигательных установок, чтобы свести к минимуму загрязнение воздуха.

Большое количество макулатуры, металлов, пластмасс и стекла используется для вторичной переработки. Значительная часть таких материалов собирается отдельно в жилых и промышленных районах. Но и в обычном мусоре содержатся ценные материалы, которые можно извлечь на разных этапах переработки до захоронения. Высушенные отходы подвергаются безвоздушному нагреву для получения ряда полезных веществ, включая окись углерода, метан, водород древесный уголь, различные масла и деготь. Установленные над конвейером мощные магниты извлекают из мусора черные (содержащие железо) металлы. Применяются разные методы отделения стекла, алюминия и других цветных металлов в зависимости от их физических свойств.

Многие сортировочные машины отделяют материалы по их плотности. Например, в сепараторе с наклонной пластиной более плотные материалы измельченных отходов соскальзывают в нижнюю часть вертикального конвейера, а материалы меньшей плотности транспортируются наверх. В мусоросжигателях стекло и металлы расплавляются и стекают вниз, где их и собирают.

Стекло можно сортировать на цветное и бесцветное. Для этого осколки стеклянной смеси пропускают через сильное магнитное поле. Осколки бесцветного стекла остаются на месте, а цветные отклоняются магнитным полем и отделяются от общей массы. Затем их можно разделить по цвету: осколки, проходя через световые лучи, меняют цвет, что фиксируется фотоэлектрическими устройствами. После этого происходит автоматический сбор стекла каждого цвета отдельно.

В основном из отходов извлекают такие металлы, как железо и алюминий, а также в небольших количествах свинец, медь и ртуть. Учитывая высокую стоимость золота и платины, переработка больших объемов металлолома для извлечения относительно небольшого количества этих драгоценных металлов считается экономически выгодной. Прокормить 5,3 миллиарда населяющих нашу планету людей далеко не просто: хотя, на первый взгляд, земли вокруг вдоволь, огромные территории не пригодны ни для земледелия, ни для выпаса скота.

2. Рекультивация земель

Значительную часть суши занимают пустыни, тундра и горы. Плодородные почвы повсюду в дефиците, и, поскольку больше половины населения миря занимается фермерством, пахотные земли постоянно испытывают колоссальные нагрузки.

Расширять площади сельскохозяйственных угодий можно двумя путями. Первый - шаг за шагом отвоевывать у моря участки суши, которые испокон веков подвержены затоплению. Второй шаг - мелиорация (улучшение) малоплодородных земель. В этих целях применяется ирригация, т. с. орошение засушливых участков или же осушение переувлажненных, например, Болотного края в Англии.

Иногда люди приводят землю в негодность промышленными отходами или неправильной обработкой, и тогда приходится принимать меры носе возвращению к жизни.

Все эти методы называют общим термином "рекультивация". Когда население планеты было не столь многочисленным, люди 1 то пользовались землей с бездумной расточительностью. Сегодня каждый плодородный клочок нужно беречь как зеницу ока.

Замечательный пример отвоевания суши у морской стихии демонстрируют Нидерланды. Свыше 40% территории страны - осушенное морское дно, солончаковые болота или озера. Еще во времена Древнего Рима, когда уровень моря поднялся на приморские участки этого края стали подвергаться регулярному затоплению. Когда Зейдер-Зе представляло собой неболъшое озеро, но в XIII в. нагонные волны превратили его в огромный морской залив, расширявшийся с каждым наводнением.

В 1927 г. голландцы приступили к возведению заградительной дамбы, отделив озеро Эйсселмер, названное по имени питающей его реки Эйссел, а также четыре польдера (осушенных участка), огражденных по периметру плотинами. На этих территориях раскинулись плодородные поля.

Дамбы пополнили сеть гидротехнических сооружений, защищающих от моря значительную часть страны. Чтобы осушенные участки снова не были затоплены, насосные станции непрерывно откачивают воду.

Катастрофические наводнения 1953 г. в дельте реки Шельды унесли 1800 человеческих жизней. Чтобы застраховать себя от подобных трагедий, голландцы построили широкую сеть плотин, шлюзов и дамб. Для этого на предварительно уплотненное морское дно укладывали так называемые фашинные тюфяки из песка, гравия и синтетических волокон с целью предотвратить размывание лонного грунта. Затем на них устанавливали могучие железобетонные тумбы, ставшие опорами для противопаводковых барьеров.

Колебания уровня моря и нагонные волны создали Болотный край па востоке Англии и расширили залив Уош па северо-востоке.

Болотный край - это переувлажненная местность, заросшая камышом и прочими болотными растениями. Ближе к суше болота покоятся на торфяниках, а ближе к морю - на наносах морского ила. Древнеримские инженеры пытались их осушить, но без особого успеха. В XVII в. на помощь были призваны голландские инженеры, признанные мастера по борьбе с морской стихией. Они-то и сумели осушить большую часть болот, превратив их в фермерские угодья.

Неожиданным результатом этих работ стало то, что по мере осушения почва осела и оказалась ниже уровня дренажных каналов. Поэтому каналы пришлось защищать высокими дамбами и непрерывно откачивать насосами коду из разветвленной дренажной о системы. Благодаря рекультивации в сельскохозяйственный оборот вводятся обширные площади пахотных земель. На протяжении веков Понтийские болота в окрестностях Рима были практически необитаемы, являясь рассадником комара анофелеса - переносчика малярийной инфекции.

Понтийские болота сформировались в вследствие землетрясения, которое приподняло прибрежный участок суши и перекрыло русла рек. Попытки осушить болота предпринимались в течение 2200 лет.

Наконец, в 1920-30-х гг. итальянский диктатор Бенито Муссолини приступил к реализации крупномасштабного проекта по осушению болот. Сегодня один гигантский канал отводит в море воды затоплявших территорию рек, а другие каналы обеспечиваю" постоянный дренаж почв. Рассадники комаров были уничтожены, а с ними исчезла и малярия. На бывших безлюдных пустошах выросли пять новых городов.

Седьмую часть суши занимают пустыни, на которых царит такая сушь, что отсутствует всякая растительность. Единственный способ превратить пустыню в цветущий край - орошение.

Крестьяне Ближнего Востока не одну тысячу лет орошают свои наделы. Еще в III тыс. до н.э. полив применялся в долинах Нила, Тигра и Евфрата в Месопотамии (нынешний Ирак), а также рек Индии и Китая.

Простейший метод орошения - доставка воды по оросительным каналам из реки или озера к возделываемым участкам. Однако это осуществимо лишь там, где вода сама может течь под воздействием земной гравитации.

Было время, когда на Ниле ежегодно наблюдались высокие паводки. Крестьяне собирали воду в специально устроенных водоемах, из которых и поливали свои участки после спада большой воды. В 1968 г. паводковую мощь обуздала высотная Асуанская плотина, и теперь воды Нила накапливаются в искусственном озере Насер. Благодаря контролируемому орошению земель водами этого озера Египет смог удвоить производство сельскохозяйственной продукции.

В недрах пустынь скрываются громадные природные резервуары пресной воды. Есть они, например, в израильской пустыне Негев, в Сахаре и Большой Австралийской пустыне.

В некоторых местах - например, в Австралии - из-за смещения водоносных слоев подземные воды находятся под высоким давлением, и из пробуренной скважины вода бьет фонтаном. Такой источник называется артезианским по имени французской исторической области Артуа. Однако из большинства скважин воду приходится выкачивать.

Поднятая на поверхность вода распределяется тремя способами. При поливе дождевальными установками она форсунками распыляется в воздухе и легким дождем падает на землю. При струйном орошении вода под низким давлением нагнетается по трубам, проложенным на поверхности грунта. При подпочвенном орошении вода поступает непосредственно к корням растений по подземным трубам.

Два последних метода требуют больших затрат на прокладку труб и применяются только в Западной Европе, па юго-востоке Австралии и в Израиле, где климат позволяет выращивать ценные культуры, в том числе фрукты, овощи и цветы. За последние 40 лет Израиль освоил обширные участки пустыни Негев, беря для полива воду из расположенного на севере страны Тивериадского озера.

Бесконтрольное орошение приводит к засолению почвы. Если полив обилен, а стекать избыточной воде некуда, почва перенасыщается влагой, и скрытые в нижних пластах соли вместе с подземными водами выносятся на поверхность. При недостаточном поливе растворенные в воде соли в результате испарения накапливаются в прикорневой зоне.

В Египте орошение земель из образованного Асуанской плотиной водохранилища вызвало серьезные экологические последствия. Если прежде нильские паводки ежегодно оставляли на полях слой плодородного ила, то сейчас вместо него используют химические удобрения, между тем как иловые отложения без пользы накапливаются за гребнем плотины. Тс же паводки регулярно смывали улиток, являющихся переносчиками опасной болезни - шистосоматоза. Сейчас улитки свободно размножаются, распространяя заболевание.

На западе США из реки Колорадо берут так много воды для полива апельсиновых рощ в Южной Калифорнии и сельскохозяйственных угодий ниже по течению, что в низовьях реки ощущается острая нехватка воды.

В бывшем Советском Союзе настоящей катастрофой обернулся забор воды из Амударьи и Сырдарьи для орошения хлопковых полей в республиках Средней Азии к югу от Аральского моря, из-за чего само море практически лишилось речного питания. С 1960 года площадь Арала сократилась наполовину, процветавшее рыболовство загублено, а дно моря сковано солончаковой коркой. Испарения водного зеркала уже не создают прохладного микроклимата, и здешние места превратились в настоящее пекло.

Большое значение придается почвозащитным мерам, препятствующим водной эрозии или выветриванию. В основе современных почвозащитных методов лежит отказ от таких вредных агротехнических методов, как перенасыщение севооборота, выбивание пастбищ, уничтожение растительного покрова и продольная вспашка на склонах холмов. В Южной Америке, чтобы обеспечить землей увеличивающееся население, были вырублены огромные массивы тропических лесов. Но почвенный слой в этих краях неглубок и в местах вырубок быстро вымывается.

Существуют три основных метода защиты почв. Первый - это ослабление действия дождей, водных потоков и ветров. Второй - улучшение состояния самой почвы. И третий - дренаж земель, при котором вода свободно стекает, не унося с собой плодородных слоев.

Лучшим средством закрепления почвы является трава. Густой травяной покров надежно удерживает ее на месте, скрепляя корнями, словно арматурой. На целинных землях, распаханных под зерновые культуры и лишенных круглогодичного растительного покрова, неизбежно начинается глубокая эрозия.

В 1930-х гг. бескрайние территории на юге американских Великих равнин оказались беззащитными перед буйством природных стихий. "Облысение" почв совпало с тяжелой засухой, и вереница пылевых бурь буквально сдувала плодородный слой. Войдя в историю под названием - Пылевой котел", это явление заставило людей принять срочные охранные меры - в частности, высадить лесозащитные полосы.

С легкостью кочуют по воле ветров прибрежные песчаные дюны. Чтобы закрепить их па месте, высевают неприхотливые травы, например, песчаный тростник с жесткими стеблями и глубокой корневой системой, привычный к солончаковым почвам. На дюнах, намываемых приливными волнами, сеют морской пырей, не боящийся морской воды. В этих же целях на каучуковых плантациях между деревьями высаживают низкорослые растения, чтобы не допустить смывания почвы тропическими ливнями. Эту задачу обычно выполняют представители семейства бобовых, усваивающие атмосферный азот и накапливающие его в корневой системе.

Многие каучуковые плантации, особенно в Малайзии, расположены на склонах холмов. Чтобы предотвратить эрозию, холмы изрезаны террасами. Каждая терраса расположена не горизонтально, а с незначительным уклоном внутрь, к основанию холма, чтобы удержать воду. На подобных террасах выращивают и другие культуры, например, рис.

В краях, где ощущается нехватка пахотных земель - к примеру, на скалистой Мальте - тоже применяется террасное земледелие. Здесь земля ценится настолько, что, прежде чем построить дом, слой почвы снимают и вывозят в другое место.

Во всем мире па склонах холмов ведется контурная вспашка. Борозды, повторяющие линии естественного рельефа, хорошо задерживают воду. При продольной вспашке создаются искусственные канавы, по которым стремительно стекают потоки воды, смывая почву. В Китае, где легкие лёссовые (наносные) почвы в долинах рек и аллювиальные (пойменные) равнины чрезвычайно подвержены эрозионным процессам, контурная вспашка практикуется с древнейших времен.

3. Восстановление почв после промышленных разработок

Огромный вред окружающей среде наносит добыча полезных ископаемых шахтным и открытым способами. В местах горных выработок образуются "лунные пейзажи".

Было время, когда из отвалов породы вокруг шахт вырастали высокие терриконы. Современные методы шахтных работ значительно сократили объем отходов, а старые терриконы постепенно ликвидируются.

При открытой добыче снимаются верхние слои земли, чтобы добраться до неглубоких залежей угля. В наши дни на месте выработанных карьеров проводится рекультивация ландшафта. Провалы засыпают землей, выравнивают, вносят удобрения, высаживают деревья и сеют траву. В некоторых местах после укладки плодородного слоя эти земли возвращают в сельскохозяйственный оборот.

На месте карьеров часто остаются глубокие выемки, которые со временем заполняются водой. Их нередко превращают в искусственные водоемы, и, проведя ландшафтные работы, используют как зоны отдыха.

Заключение

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающий человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества!

Список литературы

1. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. - М.: Фиар-Пресс, 2002. - 236 с.

2. Инженерная защита окружающей среды. Очистка вод утилизация отходов. - М.: Издательство ассоциации строительных Вузов. - М.: 2002. - 296 с.

3. Краснянский М.Е., Утилизация и рекуперация отходов. - М.: КНЬ, 200. - 228 с.

4. Сметанин В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. - М.: 2002. - 96 с.

Введение

2. Рекультивация земель

Заключение

Список литературы

Введение

Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями.

В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве, находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. В настоящее время на каждого жителя нашей планеты приходится менее одного гектара пахотной земли. И эти незначительные площади продолжают сокращаться из-за неумелой хозяйственной деятельности человека.

Громадные площади плодородных земель погибают при горнопромышленных работах, при строительстве предприятий и городов. Уничтожение лесов и естественного травянистого покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники приводит к возникновению эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и ветром. Эрозия в настоящее время стала всемирным злом. Подсчитано, что только за последнее столетие в результате водной и ветровой эрозий на планете потеряно 2 млрд. га плодородных земель активного сельскохозяйственного пользования.

Особо остро стоят проблемы борьбы с промышленными и бытовыми отходами, а также потребность восстановления плодородия земель.

1. Утилизация отходов - опыт развитых стран

Ежегодно выбрасываются миллиарды тонн мусора, который молено использовать повторно или сжигать для получения тепла.

Хотя мусор - это полезный источник вторсырья и энергии, его сбор стоит дорого, учитывая затрачиваемый ручной труд. В развитых странах бытовой мусор и производственные отходы обычно собирают в мешки или баки, которые вывозятся раз в неделю мусоровозами. Кое-где имеется пневматическая система удаления бытовых отходов непосредственно по трубам, ведущим на местный завод по переработке мусора. Еще один метод предусматривает накопление бытовых отходов в подземном бункере, находящемся под каждым зданием, откуда их периодически вывозят автоцистерной с насосом.

Дорого обходится и сортировка материалов для утилизации, поэтому поощряется выполнение этой работы самими жильцами. В некоторых районах местные власти просят граждан связывать и складывать макулатуру в кипы, а в людных местах установлены специальные контейнеры для пустых бутылок. Стеклобой перевозят на стекольный завод, где он измельчается и идет на изготовление новой стеклянной продукции. Дополнительную экономию средств дает установка отдельных контейнеров для изделий из коричневого, зеленого и бесцветного стекла, что упрощает их сортировку на стекольных заводах.

Некоторые напитки продаются в бутылках, за которые взимается небольшой залог, возвращаемый при сдаче пустой тары. Так стимулируется возврат покупателями пустой стеклотары, которую затем изготовитель забирает из магазинов для повторного использования. Таким образом, достигается существенная экономия производства, но появляются дополнительные расходы, связанные со сбором, очисткой и стерилизацией утильсырья. Поэтому многие изготовители отказываются от сбора использованных бутылок. В современных мусоровозах мусор обычно загружается в приемный отсек в задней части кузова, где он сгребается и уплотняется. Но эта система, как правило, не годится для громоздких предметов, таких как старые кухонные плиты, холодильники или мебель. Такие вещи хозяева или отвозят на пункт сбора утильсырья сами, или платят местным службам за подобную услугу. Некоторые крупные металлические изделия могут заинтересовать местного скупщика металлолома, и хозяин получит деньги за наиболее цепные из них, например, свинцовые трубы. Ряд отраслей промышленности производит большие количества отходов, которые либо перевозятся прямо на предприятия, использующие их в своем производстве, либо перерабатываются. Так, шлак, являющийся отходом угольной промышленности, используется в строительстве в качестве материала для фундаментов, а из определенного вида тряпичного утиля можно получать высококачественную бумагу.

Канализационные системы впервые стали использовать более 5000 лет назад, а технологии упорядоченного удаления и захоронения отходов появились относительно недавно. Первобытные люди просто меняли место стоянки, когда смрад от мусорных куч становился невыносимым. А жители постоянных поселений сжигали все. что горит, а остальной мусор вывозили на свалки или захоронения.

В Англии каждый домовладелец отвечал за вывоз мусора вплоть до принятия в 1875 г. Закона о здравоохранении, которым устанавливалась система регулярного сбора и удаления мусора в жилых районах.

Самый простой способ удаления собранного мусора - сваливать его на пустыре. Но большие свалки портят пейзаж и загрязняют атмосферу. Вдобавок, многие районы испытывают дефицит земельных участков. Поэтому отдается предпочтение методу т. н. «санитарной свалки». Отходы измельчаются, трамбуются и укладываются слоями, между которыми насыпается грунт. Живущие в почве организмы ускоряют разложение, а благодаря уплотнению исключается образование углублений при падении тяжелых предметов. Кроме того, уменьшение объема мусора при уплотнении во многом облегчает задачу его захоронения.

В Англии таким методом уничтожается примерно 9% отходов. Иногда он используется для упорядочения грунта, вынутого при разработке шахт или карьеров. На месте некоторых отвалов разбиты парки, а в США даже были насыпаны несколько искусственных холмов для горнолыжников.

Применяются два основных метода уменьшения объемов мусора: измельчение и сжигание. Измельчение - это механический процесс дробления и резки отходов. Отдельные измельчительные машины способны перерабатывать до 70 т мусора в час.

Сжигание в специальной установке при температуре 750-1000«С является наиболее эффективным способом уменьшения объема мусора. Кое-где местные власти используют мусоросжигатели для теплоснабжения: нагреваемая в этих установках вода подается в батареи отопления соседних домов. Однако не все тепло, получаемое при сжигании мусора, используется для данной цели - часть его расходуется на сушку поступающих отходов, прежде чем они подаются в основную камеру мусоросжигателя. Зола, образующаяся по мере сжигания мусора, осыпается вниз через решетку и удаляется.

Главным недостатком сжигания является образование значительного количества копоти и дыма. Поэтому необходимо применять различные методы очистки выхлопных газов мусоросжигательных установок, чтобы свести к минимуму загрязнение воздуха.

Большое количество макулатуры, металлов, пластмасс и стекла используется для вторичной переработки. Значительная часть таких материалов собирается отдельно в жилых и промышленных районах. Но и в обычном мусоре содержатся ценные материалы, которые можно извлечь на разных этапах переработки до захоронения. Высушенные отходы подвергаются безвоздушному нагреву для получения ряда полезных веществ, включая окись углерода, метан, водород древесный уголь, различные масла и деготь. Установленные над конвейером мощные магниты извлекают из мусора черные (содержащие железо) металлы. Применяются разные методы отделения стекла, алюминия и других цветных металлов в зависимости от их физических свойств.

Многие сортировочные машины отделяют материалы по их плотности. Например, в сепараторе с наклонной пластиной более плотные материалы измельченных отходов соскальзывают в нижнюю часть вертикального конвейера, а материалы меньшей плотности транспортируются наверх. В мусоросжигателях стекло и металлы расплавляются и стекают вниз, где их и собирают.

Стекло можно сортировать на цветное и бесцветное. Для этого осколки стеклянной смеси пропускают через сильное магнитное поле. Осколки бесцветного стекла остаются на месте, а цветные отклоняются магнитным полем и отделяются от общей массы. Затем их можно разделить по цвету: осколки, проходя через световые лучи, меняют цвет, что фиксируется фотоэлектрическими устройствами. После этого происходит автоматический сбор стекла каждого цвета отдельно.

В основном из отходов извлекают такие металлы, как железо и алюминий, а также в небольших количествах свинец, медь и ртуть. Учитывая высокую стоимость золота и платины, переработка больших объемов металлолома для извлечения относительно небольшого количества этих драгоценных металлов считается экономически выгодной. Прокормить 5,3 миллиарда населяющих нашу планету людей далеко не просто: хотя, на первый взгляд, земли вокруг вдоволь, огромные территории не пригодны ни для земледелия, ни для выпаса скота.

2. Рекультивация земель

Значительную часть суши занимают пустыни, тундра и горы. Плодородные почвы повсюду в дефиците, и, поскольку больше половины населения миря занимается фермерством, пахотные земли постоянно испытывают колоссальные нагрузки.

Расширять площади сельскохозяйственных угодий можно двумя путями. Первый - шаг за шагом отвоевывать у моря участки суши, которые испокон веков подвержены затоплению. Второй шаг - мелиорация (улучшение) малоплодородных земель. В этих целях применяется ирригация, т. с. орошение засушливых участков или же осушение переувлажненных, например, Болотного края в Англии.

Иногда люди приводят землю в негодность промышленными отходами или неправильной обработкой, и тогда приходится принимать меры носе возвращению к жизни.

Все эти методы называют общим термином „рекультивация“. Когда население планеты было не столь многочисленным, люди 1 то пользовались землей с бездумной расточительностью. Сегодня каждый плодородный клочок нужно беречь как зеницу ока.

Замечательный пример отвоевания суши у морской стихии демонстрируют Нидерланды. Свыше 40% территории страны - осушенное морское дно, солончаковые болота или озера. Еще во времена Древнего Рима, когда уровень моря поднялся на приморские участки этого края стали подвергаться регулярному затоплению. Когда Зейдер-Зе представляло собой неболъшое озеро, но в XIII в. нагонные волны превратили его в огромный морской залив, расширявшийся с каждым наводнением.

В 1927 г. голландцы приступили к возведению заградительной дамбы, отделив озеро Эйсселмер, названное по имени питающей его реки Эйссел, а также четыре польдера (осушенных участка), огражденных по периметру плотинами. На этих территориях раскинулись плодородные поля.

Дамбы пополнили сеть гидротехнических сооружений, защищающих от моря значительную часть страны. Чтобы осушенные участки снова не были затоплены, насосные станции непрерывно откачивают воду.

Катастрофические наводнения 1953 г. в дельте реки Шельды унесли 1800 человеческих жизней. Чтобы застраховать себя от подобных трагедий, голландцы построили широкую сеть плотин, шлюзов и дамб. Для этого на предварительно уплотненное морское дно укладывали так называемые фашинные тюфяки из песка, гравия и синтетических волокон с целью предотвратить размывание лонного грунта. Затем на них устанавливали могучие железобетонные тумбы, ставшие опорами для противопаводковых барьеров.

Колебания уровня моря и нагонные волны создали Болотный край па востоке Англии и расширили залив Уош па северо-востоке.

Болотный край - это переувлажненная местность, заросшая камышом и прочими болотными растениями. Ближе к суше болота покоятся на торфяниках, а ближе к морю - на наносах морского ила. Древнеримские инженеры пытались их осушить, но без особого успеха. В XVII в. на помощь были призваны голландские инженеры, признанные мастера по борьбе с морской стихией. Они-то и сумели осушить большую часть болот, превратив их в фермерские угодья.

Неожиданным результатом этих работ стало то, что по мере осушения почва осела и оказалась ниже уровня дренажных каналов. Поэтому каналы пришлось защищать высокими дамбами и непрерывно откачивать насосами коду из разветвленной дренажной о системы. Благодаря рекультивации в сельскохозяйственный оборот вводятся обширные площади пахотных земель. На протяжении веков Понтийские болота в окрестностях Рима были практически необитаемы, являясь рассадником комара анофелеса - переносчика малярийной инфекции.

Понтийские болота сформировались в вследствие землетрясения, которое приподняло прибрежный участок суши и перекрыло русла рек. Попытки осушить болота предпринимались в течение 2200 лет.

Наконец, в 1920-30-х гг. итальянский диктатор Бенито Муссолини приступил к реализации крупномасштабного проекта по осушению болот. Сегодня один гигантский канал отводит в море воды затоплявших территорию рек, а другие каналы обеспечиваю" постоянный дренаж почв. Рассадники комаров были уничтожены, а с ними исчезла и малярия. На бывших безлюдных пустошах выросли пять новых городов.

Седьмую часть суши занимают пустыни, на которых царит такая сушь, что отсутствует всякая растительность. Единственный способ превратить пустыню в цветущий край - орошение.

Крестьяне Ближнего Востока не одну тысячу лет орошают свои наделы. Еще в III тыс. до н.э. полив применялся в долинах Нила, Тигра и Евфрата в Месопотамии (нынешний Ирак), а также рек Индии и Китая.

Простейший метод орошения - доставка воды по оросительным каналам из реки или озера к возделываемым участкам. Однако это осуществимо лишь там, где вода сама может течь под воздействием земной гравитации.

Было время, когда на Ниле ежегодно наблюдались высокие паводки. Крестьяне собирали воду в специально устроенных водоемах, из которых и поливали свои участки после спада большой воды. В 1968 г. паводковую мощь обуздала высотная Асуанская плотина, и теперь воды Нила накапливаются в искусственном озере Насер. Благодаря контролируемому орошению земель водами этого озера Египет смог удвоить производство сельскохозяйственной продукции.

В недрах пустынь скрываются громадные природные резервуары пресной воды. Есть они, например, в израильской пустыне Негев, в Сахаре и Большой Австралийской пустыне.

В некоторых местах - например, в Австралии - из-за смещения водоносных слоев подземные воды находятся под высоким давлением, и из пробуренной скважины вода бьет фонтаном. Такой источник называется артезианским по имени французской исторической области Артуа. Однако из большинства скважин воду приходится выкачивать.

Поднятая на поверхность вода распределяется тремя способами. При поливе дождевальными установками она форсунками распыляется в воздухе и легким дождем падает на землю. При струйном орошении вода под низким давлением нагнетается по трубам, проложенным на поверхности грунта. При подпочвенном орошении вода поступает непосредственно к корням растений по подземным трубам.

Два последних метода требуют больших затрат на прокладку труб и применяются только в Западной Европе, па юго-востоке Австралии и в Израиле, где климат позволяет выращивать ценные культуры, в том числе фрукты, овощи и цветы. За последние 40 лет Израиль освоил обширные участки пустыни Негев, беря для полива воду из расположенного на севере страны Тивериадского озера.

Бесконтрольное орошение приводит к засолению почвы. Если полив обилен, а стекать избыточной воде некуда, почва перенасыщается влагой, и скрытые в нижних пластах соли вместе с подземными водами выносятся на поверхность. При недостаточном поливе растворенные в воде соли в результате испарения накапливаются в прикорневой зоне.

В Египте орошение земель из образованного Асуанской плотиной водохранилища вызвало серьезные экологические последствия. Если прежде нильские паводки ежегодно оставляли на полях слой плодородного ила, то сейчас вместо него используют химические удобрения, между тем как иловые отложения без пользы накапливаются за гребнем плотины. Тс же паводки регулярно смывали улиток, являющихся переносчиками опасной болезни - шистосоматоза. Сейчас улитки свободно размножаются, распространяя заболевание.

На западе США из реки Колорадо берут так много воды для полива апельсиновых рощ в Южной Калифорнии и сельскохозяйственных угодий ниже по течению, что в низовьях реки ощущается острая нехватка воды.

В бывшем Советском Союзе настоящей катастрофой обернулся забор воды из Амударьи и Сырдарьи для орошения хлопковых полей в республиках Средней Азии к югу от Аральского моря, из-за чего само море практически лишилось речного питания. С 1960 года площадь Арала сократилась наполовину, процветавшее рыболовство загублено, а дно моря сковано солончаковой коркой. Испарения водного зеркала уже не создают прохладного микроклимата, и здешние места превратились в настоящее пекло.

Большое значение придается почвозащитным мерам, препятствующим водной эрозии или выветриванию. В основе современных почвозащитных методов лежит отказ от таких вредных агротехнических методов, как перенасыщение севооборота, выбивание пастбищ, уничтожение растительного покрова и продольная вспашка на склонах холмов. В Южной Америке, чтобы обеспечить землей увеличивающееся население, были вырублены огромные массивы тропических лесов. Но почвенный слой в этих краях неглубок и в местах вырубок быстро вымывается.

Существуют три основных метода защиты почв. Первый - это ослабление действия дождей, водных потоков и ветров. Второй - улучшение состояния самой почвы. И третий - дренаж земель, при котором вода свободно стекает, не унося с собой плодородных слоев.

Лучшим средством закрепления почвы является трава. Густой травяной покров надежно удерживает ее на месте, скрепляя корнями, словно арматурой. На целинных землях, распаханных под зерновые культуры и лишенных круглогодичного растительного покрова, неизбежно начинается глубокая эрозия.

В 1930-х гг. бескрайние территории на юге американских Великих равнин оказались беззащитными перед буйством природных стихий. „Облысение“ почв совпало с тяжелой засухой, и вереница пылевых бурь буквально сдувала плодородный слой. Войдя в историю под названием - Пылевой котел», это явление заставило людей принять срочные охранные меры - в частности, высадить лесозащитные полосы.

С легкостью кочуют по воле ветров прибрежные песчаные дюны. Чтобы закрепить их па месте, высевают неприхотливые травы, например, песчаный тростник с жесткими стеблями и глубокой корневой системой, привычный к солончаковым почвам. На дюнах, намываемых приливными волнами, сеют морской пырей, не боящийся морской воды. В этих же целях на каучуковых плантациях между деревьями высаживают низкорослые растения, чтобы не допустить смывания почвы тропическими ливнями. Эту задачу обычно выполняют представители семейства бобовых, усваивающие атмосферный азот и накапливающие его в корневой системе.

Многие каучуковые плантации, особенно в Малайзии, расположены на склонах холмов. Чтобы предотвратить эрозию, холмы изрезаны террасами. Каждая терраса расположена не горизонтально, а с незначительным уклоном внутрь, к основанию холма, чтобы удержать воду. На подобных террасах выращивают и другие культуры, например, рис.

В краях, где ощущается нехватка пахотных земель - к примеру, на скалистой Мальте - тоже применяется террасное земледелие. Здесь земля ценится настолько, что, прежде чем построить дом, слой почвы снимают и вывозят в другое место.

Во всем мире па склонах холмов ведется контурная вспашка. Борозды, повторяющие линии естественного рельефа, хорошо задерживают воду. При продольной вспашке создаются искусственные канавы, по которым стремительно стекают потоки воды, смывая почву. В Китае, где легкие лёссовые (наносные) почвы в долинах рек и аллювиальные (пойменные) равнины чрезвычайно подвержены эрозионным процессам, контурная вспашка практикуется с древнейших времен.

3. Восстановление почв после промышленных разработок

Огромный вред окружающей среде наносит добыча полезных ископаемых шахтным и открытым способами. В местах горных выработок образуются «лунные пейзажи».

Было время, когда из отвалов породы вокруг шахт вырастали высокие терриконы. Современные методы шахтных работ значительно сократили объем отходов, а старые терриконы постепенно ликвидируются.

При открытой добыче снимаются верхние слои земли, чтобы добраться до неглубоких залежей угля. В наши дни на месте выработанных карьеров проводится рекультивация ландшафта. Провалы засыпают землей, выравнивают, вносят удобрения, высаживают деревья и сеют траву. В некоторых местах после укладки плодородного слоя эти земли возвращают в сельскохозяйственный оборот.

На месте карьеров часто остаются глубокие выемки, которые со временем заполняются водой. Их нередко превращают в искусственные водоемы, и, проведя ландшафтные работы, используют как зоны отдыха.

Заключение

Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающий человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так, что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества!

Список литературы

1. Гринин А.С., Новиков В.Н. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. - М.: Фиар-Пресс, 2002. - 236 с.

2. Инженерная защита окружающей среды. Очистка вод утилизация отходов. - М.: Издательство ассоциации строительных Вузов. - М.: 2002. - 296 с.

3. Краснянский М.Е., Утилизация и рекуперация отходов. - М.: КНЬ, 200. - 228 с.

4. Сметанин В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. - М.: 2002. - 96 с.

Взаимодействие почв с окружающей средой на основе химического контакта происходит неизбежно. Другое дело, что не всегда такие контакты способствуют улучшению агротехнических качеств и параметров плодородного слоя. В зависимости от характера загрязнения почва сама по себе может стать экологически опасным ресурсом даже без учета ее способностей к питанию сельскохозяйственных культур. При этом химическое загрязнение почвы может иметь разные предпосылки и последствия. Чтобы разобраться в этих и других аспектах химического поражения земли, стоит подробнее ознакомиться с источниками подобных загрязнений.

Какие бывают источники химического загрязнения?

Химическое загрязнение почвенного покрова – это изменение его состава, которое возникает под косвенным или прямым воздействием различных факторов. В большинстве своем негативные предпосылки к химическому изменению характеристик почвы все же предполагает человеческая деятельность. Среди главных факторов такого рода можно выделить работу промышленных предприятий, сельскохозяйственную деятельность и коммунальное обслуживание. Это основные причины загрязнения почвы, которые делают ее непригодной для эксплуатации с целью выращивания культурных растений. Но, разумеется, этими источниками загрязнение не ограничивается. Например, промышленность косвенно способствует выпадению кислотных дождей, а парниковый эффект становится результатом деятельности животноводческих ферм. Довольно серьезное воздействие в плане химического поражения оказывают и свалки с опасными отходами.

Влияние на почву промышленности и теплоэнергетики

В той или иной степени загрязнение почвы происходит при любой деятельности человека в хозяйственных отраслях. Главным же источником химического поражения является промышленность. В частности отходы металлургических комбинатов и специализированных химических предприятий вырабатывают активные вещества, пагубно влияющие на состояние почвенного покрова. Отчасти по этой причине выбросы промышленных предприятий в последние годы регулируются все жестче. Так, на многих фабриках и заводах наблюдается постепенный перевод производств на безотходные технологии полного цикла.

Немалый вклад в загрязнение вносят и предприятия, которые занимаются простым органическим синтезом. В первую очередь они опасны технологическими продуктами, остающимися после прохождения технологического цикла. Большую часть таких материалов представляют углеводородсодержащие отходы. Кроме того, химическое загрязнение почвы обеспечивают и вещества с высокомолекулярными соединениями, которые остаются в виде растворителей, катализаторов, стабилизаторов и других добавок, используемых в производстве стройматериалов.

Свалки с отходами и их воздействие на почву

Сами по себе предприятия не вредят почве. Загрязнения происходят в результате разноса отработанных продуктов по близлежащей территории. Существуют специальные полигоны, а также свалки, на которых концентрируется и, в некоторых случаях, утилизируется опасный продукт. В таких зонах почва страдает больше всего, поскольку степень химического воздействия измеряется уже в показателях повышенной токсичности и радиоактивности. Собственно, подобные территории изначально рассчитываются под цели захоронения отходов. При этом источники химического загрязнения почвы в данном случае не ограничиваются одной лишь промышленностью. На свалки также свозят бытовые отходы. Например, технические масла, химическую продукцию, остатки стройматериалов, стеклоочистители и растворители, батарейки с аккумуляторами и другие продукты, которые на многие годы делают почвы непригодными для эксплуатации. По крайней мере, это относится к использованию земли в сельскохозяйственных нуждах.

Кислотные дожди

Отдельной группой отходов промышленных предприятий стоит отметить выбросы в атмосферу. В частности оксиды углерода и азота, диоксиды серы и органические летучие соединения формируют условия для последующего выпадения кислотных дождей. Скопление в атмосфере химических соединений приводит к появлению реакций, которые, конечно, мало общего имеют с классическим пониманием дождей, но полностью подходят под определение осадков. Например, кислотные дожди могут проявляться в виде снега, облака, тумана и даже пыли. Главная опасность заключается в последствиях, обусловленных выпадением химически опасных веществ в таких осадках.

Повышенное содержание щелочи в водах, которые переносят кислотный конденсат, не только сокращает эффективность плодородного слоя почвы, но и способствует развитию эрозийных процессов. И это не говоря о том, что прямой контакт выращиваемых растений с кислотными почвами делает их опасными с точки зрения последующего потребления.

Сельское хозяйство как источник загрязнения

Загрязнения в процессе ведения сельскохозяйственной деятельности также распространены. Обычно негативные химические воздействия такого рода происходят в результате неправильного внесения удобрений. Так, нерациональное использование пестицидов при обработке растений осложняет дальнейшее выведение этого вещества из почвы. Однако наибольший вред плодородному покрову наносят хлорорганические компоненты и полихлорпинен, остатки которого задерживаются в земле на 10-15 лет.

Традиционные минеральные элементы удобрений также обеспечивают химическое загрязнение почвы, повышая ее токсичность. Использование медьсодержащих инсектофунгицидов ухудшает плодородные качества земли. Ситуация осложняется, если на такие почвы параллельно воздействуют и пролегающие поблизости автомагистрали, которые также приносят на поля тяжелые металлы.

Коммунальное обслуживание как фактор загрязнения

Помимо специализированных свалок и полигонов с захоронением отходов есть и городские места скопления мусора, канализации и другие объекты коммунальной инфраструктуры, которые также могут воздействовать на состояние почвы. Это могут быть остатки пищевых продуктов, стройматериалы, а также химически активные вещества, используемые в бытовых нуждах. Данный фактор не всегда обуславливает прямое химическое загрязнение почвы, но может воздействовать косвенным образом, не говоря о том, что конечным пунктом вывоза подобных отходов будут те же свалки и полигоны с опасными токсическими отходами.

Естественные процессы химического загрязнения

Выветривание почвы нельзя отнести к непосредственно химическому изменению характеристик почвенного покрова, но в некоторых случаях оно становится причиной эрозии. Это в определенной мере заболевание почвы, при котором наблюдается недостаток влаги в ее структуре. Подобные проблемы возникают именно по причине естественного природного воздействия – ветер переносит частицы грунта, попутно испаряя влагу. Положение усугубляется, если к эрозии добавляются и сельскохозяйственные причины загрязнения почвы в виде перенасыщения солевыми удобрениями. Единственным правильным решением с точки зрения фермера в таких случаях будет регулярное выполнение культивационных работ, а также сбалансированное орошение покрова.

Последствия загрязнений

Ситуации с химическим поражением почвенных слоев различны, как и последствия таких процессов. Наиболее тяжелым является положение с почвами на полигонах захоронения отходов, период восстановления которых может достигать 50-100 лет. Воздействие промышленности и сельского хозяйства также способно обусловить химическое загрязнение почвы, последствия которого обернутся невозможностью целевого использования плодородного покрова. Помогают в этом случае дополнительные меры по восстановлению характеристик земли, но перед этим специалисты производят оценку загрязненности.

Оценки уровня химических загрязнений

Анализ загрязнений применяется с целью нормирования характеристик почвы с поправкой на эксплуатационные требования. Среди показателей, используемых для оценки химического поражения почв, в качестве главного можно выделить коэффициент концентрации вредных веществ. При этом используются разные методики определения фитотоксичности. Например, химическое загрязнение среды, с которой взаимодействует почва, может быть оценено по характеристикам выращиваемых в данной местности растений. Для этого набор базовых и нормальных свойств почвы сравнивается с характеристиками исследуемого грунта. Таким образом выявляются отклонения в составе почвы, после чего специалисты определяют перечень мер для стимуляции восстановления покрова.

Мероприятия по охране почвы от загрязнений

Природоохранные нормативы предусматривают специальные положения, которые регулируют правила эксплуатации земель, предназначенных для сельскохозяйственного использования, высаживания лесных массивов, организации рекреационных и заповедных зон. Экологические и санитарно-гигиенические правила использования таких объектов строго ограничивают деятельность промышленных предприятий и жестко регулируют работу агротехнических организаций в границах своего района. Общие мероприятия по охране почвы ориентируются и на сегмент транспортного обслуживания, который в немалой степени влияет на состояние атмосферы. В целях восстановления почвенных покровов используются гидротехнические операции с поливом или ограничением грунтовых вод, культивация земель, а также средства борьбы с эрозийными процессами.

Заключение

В отличие от других сред экосистемы земля обладает довольно сильными механизмами самоочищения от проникающих в ее структуру загрязнений. Как показывают эксперименты, постоянное загрязнение почвы химическими веществами в виде углеводородов может быть даже полезным. Несмотря на вредоносность подобных элементов, они ускоряют процессы детоксикации, что способствует восстановлению экологического состояния земли.

В немалой степени эффективность внутренней борьбы почвы с негативными факторами токсичности обеспечивают и растения. Например, некоторые виды сельскохозяйственных культур аккумулируют трудноусваиваемые элементы.

Охрана почв от загрязнения

Почва - основной компонент наземных экосистем, который образовался в течение геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Как сложный биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических систем биосферы.

Важным свойством почв является их плодородие. Благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение их плодородия, - непременное условие дальнейшего экономического прогресса общества.

Загрязнение почвы - это попадание в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем. Ниже рассмотрены основные виды загрязнения почв и мероприятия борьбы с ними.

Охрана почв от загрязнения неорганическими отходами и выбросами

Нагромождение твердых отходов и выбросов на заселенных площадях - неминуемый результат современной цивилизации. Это могут быть минеральные отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, выбросы и мусор.

Доказано, что в настоящее время каждый обитатель Земли ежедневно производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора, а все население земного шара - 8-16 млн. т/сутки, или приблизительно 3-6 млрд., т/год. Предусматривается, что в ближайшее время твердые отходы и выбросы от производства и потребления достигнут 15 млрд., т/год.

Отвалы промышленных отходов занимают значительные площади, которые становятся непригодными для использования, причем они размещены так нерационально, что иногда составляют серьезную угрозу для населения.

В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических процессов: метали, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так далее. К ним также принадлежат отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное. Обнаружено, что в случае загрязнения почв промышленными выбросами происходит выделение углекислоты в течение всего вегетационного периода, а, следовательно, и ослабление интенсивности биологических процессов. Об этом, прежде всего, свидетельствуют изменения численности микроорганизмов в случае загрязнения почв и ослабления их ферментативной активности.

В результате загрязнения почв фенольными соединениями изменяется их структура, разрушаются некоторые минералы, образовывая с металлами, которые содержатся в них, соединения. Все это негативно влияет на жизнедеятельность грунтовой микрофлоры и растений, на ферментативную активность почв и их плодородие.

Почва поддается значительному загрязнению из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Например, теплоэнергетические станции являются источником загрязнения почв угольной пылью, золой, дымом и некоторыми токсичными твердыми частицами, газами (SO2, SO3, H2S, NO2), некоторыми циклическими углеводами, фтористыми и мышьяковыми соединениями; черная металлургия - рудной и железистой пылью, окислами железа, марганца, мышьяка, золы, сажи, SO2, SO3, NH3, H2S, соединениями свинца; транспорт - углеводами, натрием, свинцом, угольной пылью, золой, SO2, SO3, H2S и так далее.

По официальным данным (К. Реуце, С. Кристе, 1986), ежегодно в земную атмосферу выделяется только в результате деятельности человека приблизительно 1012 тонн разных веществ. В них количество SO2 и H2S составляет 220 и 106 т на год, аэрозоли, - 102 т на год.

Ядовитые вещества из атмосферы попадают на почву и проникают в нее непосредственно или с осадками. Они загрязняют почву и растительную продукцию, снижают урожай и вызывают даже разрушения самой экосистемы.

В последние годы во многих странах большую проблему создают кислотные дожди, которые связаны с выбросами в атмосферу серной и азотной кислот. Кислотные дожди, с одной стороны, приводят к вымыванию из почвы питательных элементов, а со второй - к подкислению почвы. Подкисление в свою очередь влияет на растворимость питательных элементов, а также на рост и на жизнедеятельность микроорганизмов в почве.

Промышленность и современное сельское хозяйство с его высо­кими энерговооруженностью, темпами химизации, инду­стриализации, концентрацией животноводства, распаханностью территории способны изменять и нарушать сложившиеся биохи­мические циклы круговорота веществ и энергии в ландшафтных геосистемах, их экологическое равновесие, существенно изменять санитарно-гигиеническое состояние среды. Воздушный бассейн, почвы и водоемы загрязняются выхлопами техники, выбросами предприятий, отходами животноводства, ядохимикатами и удобре­ниями, продуктами эрозии. Это оказывает значительное отрица­тельное влияние на химический состав растительной и животно­водческой продукции, ее пищевые свойства, качество питьевой воды, что сказывается на здоровье человека.

На участках «индустриальной пустыни» обычно ничего не про­израстает, поскольку загрязнители содержат в значительных коли­чествах химические элементы, которых в естественных условиях в почве крайне мало. Это углерод, сера, молибден, медь, кадмий, цинк, серебро, мышьяк, алюминий, никель, вольфрам, натрий, хлор, железо, титан, бор, барий, фтор. Причем сложившиеся в по­чве определенные соотношения между химическими элементами резко нарушаются.

Наиболее разрушительны открытые разработки. Помимо почв в этом случае значительному повреждению подвергаются и бли­жайшие участки, площадь которых может в 10 раз и более превы­шать территорию разработок. На таких непосредственно при­мыкающих к ним участках нарушаются гидрологический режим, естественная геохимическая миграция элементов, усиливаются процессы эрозии, загрязнение грунтовых вод и т.д.

Большую опасность как загрязнители окружающей среды пред­ставляют неорганические отходы и отбросы (металл, химические вещества, шлаки, стекло, керамика и др.).

Почва загрязняется продуктами выбросов, попадающими в ат­мосферу и затем выпадающими на землю. При этом интенсивность загрязнения зависит от расстояния до его источника и направления преобладающих ветров.

Источники загрязнения, переносимые воздухом, делятся на природные (продукты эрозии, вулканической деятельности, метео­ритная пыль) и антропогенные. К источникам антропогенных заг­рязнителей относятся ТЭЦ, горнодобывающая, металлургическая, химическая, строительная, целлюлозно-бумажная, фармацевти­ческая, пищевая промышленность, транспорт, населенные пункты, сельское и лесное хозяйство. Ежегодно в атмосферу выделяется 10 12 т различных соединений. Ядовитые вещества (свинец, кадмий, селен, мышьяк, никель, ртуть, медь, фтор и др.), попадая затем в по­чву, загрязняют ее и сельскохозяйственную продукцию. Через ат­мосферу в почву поступают многие пестициды. Цементная пыль, хотя и нетоксична, изменяет свойства почвы. Пыль, получаемая при обработке ряда металлов и сжигании горючих материалов, так­же загрязняет ее, а затем, аккумулируясь растениями, попадает в пищу человека и животных.

Во многих районах Северной Америки и Европы серьезную эко­логическую проблему представляют кислотные дожди. На этих континентах заражено 5- 10 млн км 2 земель. Промышленность выб­расывает в атмосферу за год 70-100 млн т окиси серы и около 20 млн т нитратов, главным образом в результате сжигания ископа­емого топлива. Осадки выпадают в виде растворов серной и азотной кислот. Это не только вызывает гибель рыбы и другой водной фау­ны, а также флоры, но и наносит вред почвам и лесам. Кислотные дожди приводят к подкислению почвы, что способствует вымыванию из нее питательных веществ.

Загрязнение почвы, притом часто необратимое, связано не толь­ко с промышленным, но и с сельскохозяйственным производством.

Значительным источником загрязнения почвы (а также воды и воздуха) может быть животноводство. Создание крупных жи­вотноводческих предприятий с поточным методом производства продукции выдвинуло проблему утилизации их отходов (навоз, сточные воды, силосная жидкость), которые концентрируются в значительных количествах на относительно небольших участках. Часто жидкий навоз при неправильном хранении попадает в балки, загрязняет грунтовые воды. Так, свинокомплекс на 108 тыс. голов или комплекс крупного рогатого скота на 35 тыс. голов по уровню загрязнения окружающей среды может быть приравнен к промыш­ленному центру с населением 400-500 тыс. человек. Поэтому очень | важно обращать особое внимание на строительство очистных со­оружений на фермах, причем его необходимо вести опережающими темпами с соответствующим экологическим обоснованием.

Отходы животноводства содержат различные формы азота, фосфора, калия, серы и других соединений, обладающих высокой токсичностью. Накапливаясь в местах сбросов, они становятся более мобильными и, проникая в воду, разносятся на большие расстояния.

В санитарно-защитной зоне между животноводческими предприятиями и жилой застройкой, между фермами и открытыми водоемами нельзя строить новые и расширять существующие объекты. Навозохранилища располагают за пределами фермы на расстоянии не менее 60 м от животноводческих зданий и не менее 100 м от молочных блоков.

Конструкция и эксплуатация сооружений для хранения жидкого навоза и стоков должны исключать возможность распространения инфекционных заболеваний (промежуточное карантинное выдер­живание не менее 6 сут), фильтрацию жидкости в почву и грунтовые воды; вмещать не менее половины годового хранения навоза (для освобождения от патогенных бактерий и яиц гельминтов). Глубина залегания грунтовых вод - не менее 10 м от дна хранилища.

Загрязнителями почвы различными гельминтами, патогенными микроорганизмами могут быть фекальные массы, моча, промыш­ленные стоки, почвенный смыв, трупы животных и т.д. Отмечено, что наиболее высокое загрязнение почвы гельминтами отмечается на приусадебных участках. Заражение пастбищ возбудителем си­бирской язвы может происходить при земляных работах (мелиорация, строительство и т.д.). Эти и другие болезнетворные микробы способны сохранять в почве свою жизнедеятельность многие деся­тилетия. Необходимо знать места захоронения павших животных. Пасти скот или косить траву допускается не ближе 200-300 м от та­ких мест. В целях борьбы с другими инвазиями нужно сжигать му­сор, гниющие отбросы закладывать для приготовления компостов не ближе 15 м от жилищ и 20-30 м от колодцев.

С экскрементами в почву попадают биостимуляторы, приме­няемые в животноводстве, каустическая сода, используемая для очистки помещений, средства борьбы с вредителями и др. В связи с этим высокие дозы навоза могут оказать отрицательное влияние на плодородие почвы, жизнедеятельность полезных микроорганизмов и растения. В почву вместе с куриным пометом могут попасть медь и мышьяк, добавляемые на птицефабриках в корм для стимулиро­вания роста птицы.

Нитраты могут мигрировать в грунтовые воды или смываться. При скармливании кормов с высоким содержанием этих соеди­нений у коров наблюдается пастбищная тетания - недостаток маг­ния в крови в период беременности и лактации. Избыток нитратов приводит к заболеваниям человека. Это особенно опасно для детей.

В почву вместе с отходами и отбросами попадают многие орга­низмы, в основном патогенные - бактерии, вирусы, нематоды, простейшие насекомые, не теряющие в ней жизнеспособность дол­гое время.

Свежий непродезинфицированный ил и сточные воды от сви­новодческих комплексов служат источниками заражения почв сальмонеллой, бактериями тифа, яйцами гельминтов и др.

Нарушение биологического равновесия в почве, ее водного, пи­тательного режимов, физических и химических свойств приводит к вспышкам токсичных микроорганизмов, снижающих полезную биологическую активность. Такое биологическое загрязнение свя­зано с нерациональной хозяйственной деятельностью человека (подкисление почвы, избыточное увлажнение, уплотнение тяже­лой техникой, монокультура, химическое загрязнение и др.).

Часто неправильно хранятся и транспортируются топливо и сма­зочные материалы. Бывают случаи их попадания в почву, что может вызвать угнетение ее биологической активности.

Разведка и добыча нефти приводят к загрязнению почвы опас­ными промывочными реагентами. Составные части промывочных жидкостей, используемых при бурении (каустическая сода, хлорид натрия, дизельное топливо, битум), вызывают засоление; как пра­вило, растительность в таких местах погибает. В результате излия­ния нефти на поверхность почвы в ней появляются битумные веще­ства.

К опасным загрязнителям относятся углеводороды, которые по­ступают в почву при фонтанировании нефти, неправильной очист­ке буровых скважин, хранилищ и резервуаров с мазутом и нефте­продуктами, при утечке нефти из трубопроводов. В основном нефть загрязняет верхние горизонты почвы. Надо иметь в виду. что вместе с ней из скважин выбрасываются грязь и минерализованные под­земные воды.

Сжигание нефти и угля приводит к загрязнению атмосферы, почвы и воды полициклическими ароматическими углеводородами и бензопиреном. Эти канцерогенные вещества обладают способнос­тью к аккумуляции в почве. Способы борьбы с таким видом загряз­нения включают сжигание мазута на поверхности почвы, глубокую вспашку и заражение ее азотфиксирующими, денитрифицирующи­ми и сульфатвосстанавливающими бактериями. Они минерализуют и окисляют нефть. Однако способность почвы к самоочищению от указанных видов загрязнителей очень слабая, поэтому такие загряз­ненные углеводородами земли восстанавливаются очень медленно и не должны использоваться для выращивания зерновых и много­летних трав. На них возможно в ближайшей перспективе создание лесных насаждений, а также возделывание технических культур и производство семян.

Почва загрязняется также при нерациональном применении удобрений и пестицидов. Урожайность многих сельскохозяйст­венных культура развитых странах в течение последних 200 лет воз­росла в несколько раз. Примерно 50 % прироста урожая обу­словлено применением удобрений. Вместе с тем излишки удобре­ний могут отрицательно влиять на растительность, часть из них не усваивается и сносится в водоемы. Поступление в водоемы азотных и фосфорных соединений вызывает эвтрофикацию - усиленное развитие синезеленых водорослей, вследствие чего увеличивается потребление ими кислорода, что приводит к гибели рыбы.

Применение чрезмерно высоких доз фосфорных удобрений на пастбищах повышает содержание фосфора в корме в 3-8 раз, что превышает все нормы. То же относится к применению высоких доз азотных удобрений, так как это способствует аккумуляции в расте­ниях всех фракций азота, в частности нитратного, а это опасно для здоровья животных. Повышенные дозы аммиачных удобрений обусловливают недостаток в организме такого важного для физиологических процессов микроэлемента, как медь.

Нужно указать на неблагоприятные условия хранения минеральных удобрений, плохой учет их количества в хозяйствах, недо­статочный контроль при внесении. Удобрения часто очень долго хранятся под открытым небом, на краях полей и обочинах дорог, загрязняя ближайшие водоемы. В связи с этим нередки слу­чаи отравления и гибели рыбы, птицы и другой живности.

Экологически более благополучно внесение органических удоб­рений, в частности навоза, хотя он часто бывает плохо пере­превшим, с низким содержанием питательных веществ в результате неправильных закладки и хранения. Недостаточно используются сапропели и другие органические удобрения. В производстве слабо пополняются запасы органического вещества посредством такого мощного фактора, как сидерация, особенно на орошаемых землях. А без этого нельзя полностью решить проблему сохранения плодо­родия почвы и снижения загрязнения окружающей среды. С эколо­гической точки зрения заслуживает внимания также внесение мно­гокомпонентных сбалансированных удобрительных смесей с поли­вной водой при дождевании на орошаемых землях.

Помимо удобрении химическая промышленность мира по­ставляет сельскому хозяйству во все возрастающем масштабе раз­личные пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, вреди­телями и болезнями сельскохозяйственных культур. Эти препараты могут накапливаться в выращиваемой продукции, участвовать в пи­щевых цепях, снижать плодородие почвы, вызывать гибель полез­ной фауны, почвенных микроорганизмов.

Миграция пестицидов по почвенному профилю происходит од­новременно с передвижением воды или почвенных коллоидов, на которых они адсорбированы.

На разложение пестицидов в почве оказывают влияние ее физи­ческие и химические свойства. Глины, оксиды, гидроксиды и ионы металлов при участии грунтовой воды служат катализаторами в этом процессе. Отмечено, что интенсивно гидролиз пестицидов про­исходит в почвах с сильнокислой реакцией и с высоким содержанием гумуса. Важную роль в процессе их разложения играют высшие рас­тения и микроорганизмы - бактерии, актиномицеты, грибы.

Остаточные количества пестицидов загрязняют почву и на­капливаются в растениях. Очистка почвы от этих препаратов про­исходит медленно. Для стимуляции разложения вносят спе­циальные вещества, поглощающие или разлагающие их. Некото­рые растения, например кукуруза, сорго, рис, сахарный тростник и др., способны очищать почву от остаточных количеств атразина аб­сорбцией и разложением. Но главное направление решения данной проблемы - прекращение использования пестицидов, устойчивых к разложению, применение в основном препаратов с меньшей ус­тойчивостью. К важным мерам снижения загрязнения почвы пес­тицидами относится выведение новых сортов и гибридов растений, устойчивых к болезням и вредителям, использование химической обработки семян и посадочного материала, ротация культур, внесе­ние достаточных количеств органических и минеральных удобре­ний при равномерном их распределении, соблюдение всех необхо­димых зональных приемов агротехники, расширение биологичес­ких методов борьбы.

Основная доля химических обработок посевов сельскохозяйст­венных культур приходится на авиацию, причем в основном ис­пользуют самолеты и меньше - вертолеты. С экологических пози­ций обработка самолетами наименее желательна, так как таит в себе опасность уничтожения полезной фауны, порчи лесныхполос и смыва удобрений и пестицидов. Поэтому по возможности следует вносить их наземным способом, заделывая в почву.

Опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами. Это может происходить при добыче их из недр в результате рассеивания в по­чвенном слое, а также при выбросах газов, бесхозяйственном разме­щении отходов, орошении сточными водами, внесении фосфорных и органических удобрений, применении пестицидов и т.д. В тяже­лых по гранулометрическому составу почвах, в особенности если они обогащены гумусом, опасность адсорбции растениями избы­точного количества тяжелых металлов меньше. Они входят в состав сложных комплексных соединений, слабо поддающихся разложению. Высокая емкость поглощения почвы и ее щелочная реакция способствуют прочному удержанию тяжелых металлов, что исклю­чает возможность их усвоения растениями в токсичных концентра­циях.

К мерам борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами от­носятся известкование, внесение удобрений с щелочной реакцией. Из других способов снижения их уровня можно рекомендовать глу­бокую вспашку с оборотом пласта, при которой на поверхность вы­ворачиваются слои почвы с меньшим содержанием этих элементов. Можно выращивать растения, слабо реагирующие на высокие кон­центрации в почве тяжелых металлов и не аккумулирующие их в опасных для животных и человека количествах, например техни­ческие культуры. Эффективна посадка на содержащих тяжелые ме­таллы почвах лесных насаждений, так как в этом случае исключают­ся какие-либо санитарные ограничения.

Большую опасность представляет загрязнение почвы фтором, источниками которого является алюминиевая, керамическая, сте­кольная промышленность, производство фосфорных удобрений и др. Фосфогипс - отход при производстве фосфорных удобрений - содержит 54-60 мг/кг фтора. Обычно его вносят при мелиорации щелочных почв в дозе 6-12 т/га. Это может неблагоприятно ска­заться на растениях. Разные их виды неодинаково реагируют на фтор. Так, установлено, что фасоль в 4- 17 раз чувствительнее к это­му элементу, чем кукуруза. Растения, содержащие 1 мг/кг фтора, токсичны для животных.

В связи с широким использованием в народном хозяйстве ра­диоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв ра­дионуклидами. Источники радиации - ядерные установки, испы­тание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а так­же в США, Англии).

В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные строн­ций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, на­капливают изотопы, а у населения, использующего в пищу олени­ну, в организме в 10 раз больше цезия, чем у других северных наро­дов.

Важную проблему представляет использование в качестве удоб­рения ила сточных вод, который может содержать различные тяже­лые металлы. В США его компостируют с навозом. Ил применяют при выращивании полевых культур, а также на пастбищах при усло­вии, если он не содержит токсичных веществ и патогенов. Токсич­ное действие ила для ржи проявляется при дозе 180 т/га.

Высокие концентрации меди и цинка угнетают рост плодовых и других культур. Салат способен накапливать большое количество тяжелых металлов. Картофель и морковь обладают меньшей спо­собностью к биоконцентрации, и эти культуры надо рекомендовать на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов. В целом овощные культуры более чувствительны к тяжелым металлам, чем зерновые.

Свинец наиболее токсичен на кислых, бедных фосфором почвах. Большую опасность представляет кадмий. При концентрации его 1 мг/кг отмечены случаи отравления людей. Никель и цинк в основ­ном нетоксичны для животных. Овцы чувствительны к меди, и при содержании в корме 12- 13 мг ее на 1 кг сухого вещества происходит отравление животных. Поэтому в иле, используемом в качестве удобрений, не должно быть избыточного количества тяжелых ме­таллов, его надо подвергать ферментации и пастеризации. Опасно внесение ила на одних и тех же участках, так как происходит накоп­ление токсичных веществ. Для снижения токсичности металлов весьма эффективно известкование почвы.

Приняты следующие предельные концентрации тяжелых ме­таллов в иле сточных вод, мг/кг: цинк - 2000, свинец - 1000, медь - 800, никель - 100, бор - 100, ртуть - 15, кадмий - 0,005.

Все в большей степени проявляется влияние на окружающую среду производства и использования военных средств. Это связано с увеличением технического оснащения армий разных стран и со­вершенствованием вооружения. На долю его производства в мире приходится примерно 40 % загрязнения почв, воды, атмосферы.

Но экологическая опасность не снижается и в мирное время. От­рицательное влияние на природу оказывает само производство воо­ружения, на которое расходуются природные ресурсы. Проведение крупных маневров, испытание ядерных боеголовок, транс­портировка и складирование различных видов оружия и боеприпасов и т.д. приводят к разрушению почвы. Полигоны, военные базы, аэродромы, платформы для запуска ракет, казармы, гаражи и т.д. выводят из сельскохозяйственного оборота многие миллионы гектаров земель, которые необходимо использовать по прямому на­значению - для ведения сельского и лесного хозяйства, устройства рекреационных зон.

Надо уяснить, что наше будущее определяется прежде всего возможностями природы и нельзя брать у нее больше, чем она может восстановить. Однако в мире ежегодное изъятие природных ресурсов превышает норму в 10 раз.