close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Стацевич Татьяна Николаевна. Экологическая оценка почв Брянской области.

код для вставки
2
Содержание
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 3
ГЛАВА 1. ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ ................. 5
1.1 Морфологические свойства почвы ...................................................................... 5
1.2 Химические показатели почвы ............................................................................. 6
1.3 Источники загрязнения почвы ........................................................................... 10
1.4. Влияние загрязняющих веществ на почвенную среду ................................... 21
1.5 Меры охраны почвенного покрова .................................................................... 26
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .............................................. 31
2.1 Географическая характеристика Брянской области ......................................... 31
2.3 Методы определения пестицидов в почве ........................................................ 35
2.4 Методы определения тяжелых металлов в почве............................................. 37
2.5 Оценка экологического состояния почв ............................................................ 39
ГЛАВА 3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ ........... 41
3.1 Загрязнение почв пестицидами .......................................................................... 41
3.2 Нитратное загрязнение сельскохозяйственной продукции ............................. 42
3.3 Загрязнение почв тяжелыми металлами ............................................................ 44
3.4 Радиационная обстановка на почвах сельскохозяйственных угодий ............ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................. 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ..................................................... 54
3
ВВЕДЕНИЕ
Современный человек оказывает огромное влияние на окружающую среду,
подстраивая её «под себя». В результате наступает полный разлад природы и
цивилизации, который сложно преодолеть. Одной из основных проблем,
вызванных антропоморфными факторами, является загрязнение почвы[24].
Почва – рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в
результате длительного воздействия на литосферу, атмосферу, воды, животных и
растений. Почва состоит из хорошо выраженных слоев – почвенных горизонтов,
различающихся по структуре и цвету. Состояние почв, грунтов имеет важнейшее
значение для оценки экологического состояния той или иной территории, так как
почвы представляют тройной интерес: как начальное звено пищевых цепей, как
интегральный показатель экологического состояния окружающей среды и как
источник вторичного загрязнения приземного слоя атмосферы, поверхностных и
грунтовых вод. Кроме вторичного негативного воздействия на здоровье населения
через продукты питания или загрязнение вод и воздуха, возможно и прямое
воздействие загрязненных почв на здоровье населения, особенно детей, за счет
непосредственного контакта и поступления почвы в организм. К особо опасным
последствиям влияния человека на почвы следует отнести эрозию, загрязнение
химическими веществами, засоление, заболачивание, изъятие почв под различные
сооружения[22].
Таким образом, экологическая оценка состояния почв является актуальной и
значимой проблемой в настоящее время.
Объект исследования: почва Брянской области
Предмет исследования: загрязнение нитратами, пестицидами, тяжелыми
металлами
Целью работы является оценка основных показателей экологического
состояния почв и определение степени воздействия антропогенного загрязнения
почв Брянской области.
4
В соответствии с данной целью были поставлены следующие основные
задачи:
1.
изучить
данную
проблему
в
научной
и
научно-популярной
литературе;
2.
проанализировать результаты воздействия загрязняющих веществ;
3.
оценить экологическое состояние почв Брянской области;
4.
разработать рекомендации по минимизации негативного воздействия
на почвенную среду.
Методы исследования: анализ литературных данных; наблюдение; методы
качественного учета, математические методы исследований.
5
ГЛАВА 1. ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ
1.1 Морфологические свойства почвы
Почва формируется в результате сложных взаимодействий климата,
растений, животных, микроорганизмов и рассматривается как биокосное
вещество, содержащее живые и неживые компоненты. В результате перемещение
и превращение веществ почва обычно расчленяется на отдельные слои
(горизонты)[7].
Эти горизонты отличаются один от другого цветом, структурой, сложением
и другими морфологическими признаками. Они имеют различный химический, а
нередко и механический состав, в них по-разному протекают микробиологические
процессы.
То или иное строение почвы приобретают под влиянием природных
процессов почвообразования и производственного использования земельных
угодий [38].
Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением
почвы.
Правильное выявление и описание генетических горизонтов возможно
только
в
случае
понимания
исследователем
сущности
процессов
почвообразования в различных частях исследуемого почвенного профиля[23].
В настоящее время выделяют следующие типы почвенных горизонтов:
– органогенный, который представлен такими разновидностями, как
дернина, подстилка, торфяной, перегнойный и гумусовый горизонты. Для него
характерно
скопление
значительного
количества
веществ
органического
происхождения;
– элювиальный, имеющий следующие виды – подзолистый, осолоделый,
лессированный и сегрегированный. Для него свойственен вынос минеральных
или органических компонентов;
– иллювиальный, отличительным свойством которого является скопление
переданного элювиальным горизонтом органических и минеральных элементов;
6
– метаморфический, который формируется из изменившейся минеральной
составляющей грунта;
–
гидрогенно-аккумулятивный,
основу
для
формирования
которого
составляют участки с максимальным скоплением переданных с потоком
грунтовых вод тех или иных веществ (гипс, оксиды железа, легкорастворимые
соли, карбонаты, и пр.);
– коровый, образовавшийся из различных веществ (карбонатов, гипса,
аморфного кремнезема, и пр.);
– глеевый, в процессе формирования этого горизонта преобладающими
являются восстановительные условия;
– подпочвенный (материнский). Он является основой для вышележащих
почвенных горизонтов, а также прикрывает располагающуюся под ним
подстилающую породу, отличающуюся составом.
Для обозначения почвенных горизонтов используются буквенные символы
с цифровыми индексами[37].
Для изучения почвы применяют почвенные разрезы[39].
1.2 Химические показатели почвы
Почва состоит из минеральных, органических и органоминеральных
веществ. Источником минеральных соединений почвы являются горные породы,
из которых слагается литосфера. Органические вещества поступают в почву в
результате деятельности живых организмов, ее населяющих. Взаимодействие
органических
и
минеральных
веществ
создает
сложный
комплекс
органоминеральных соединений почв. Минеральная часть составляет 80—90% и
более массы почв и только в органогенных почвах снижается до 10% и менее. В
составе почв обнаружены почти все известные химические элементы. Средние
цифры, показывающие содержание отдельных элементов в литосфере и почвах
называют кларками. Изучение почв с геохимической точки зрения было впервые
начато В.И. Вернадским [3].
7
Особенности химического состава свойственны разным типам почв и
отдельным почвенным горизонтам. Поэтому сведения об их химическом составе
служат показателями почвообразовательного процесса и плодородия почв.
Химические элементы присутствуют в почве в составе разнообразных
соединений, а также в ионной форме в почвенном растворе. Важнейшие из этих
химических элементов следующие [16]:
Кислород входит в состав первичных и вторичных минералов, является
элементом органических веществ и воды [3].
Кремний. Валовое содержание SiO2 колеблется в глинистых почвах от 4070% , в песчаных до 98% [12]. Кварц относится к веществам очень инертным
химически
и
биологически.
Кремний
входит
в
состав
силикатов
и
алюмосиликатов первичных и вторичных минералов. Анионы орто- и метакремниевых кислот могут находиться в состоянии золей и гелей и быть
активными компонентами почвенных коллоидов[33]. Иногда в почве могут
присутствовать аморфный кремнезем в виде халцедона или опала.
Алюминий. Валовое содержание в почве Al2O3 составляет от 1-2 до 20%.
Алюминий есть в полевых шпатах и глинистых минералах, а также в составе
корунда, слюд. Может присутствовать и свободный глинозем в кристаллической
или аморфной форме[16]. Al2O3 находится в почвах в составе первичных и
вторичных минералов в форме органо-минеральных комплексов и в поглощенном
состоянии (в кислых почвах). При разрушении первичных и вторичных
минералов, содержащих алюминий, освобождается его гидроокись, часть которой
при выветривании остается на месте и частично переходит в раствор в виде золя.
Гидроокись алюминия, взаимодействуя с органическими кислотами, образует
подвижные комплексные соединения, в форме которых может перемещаться по
профилю почвы[3].
Железо. Содержание в почве Fe2O3 колеблется от 1 до 20%.Железо может
входить в состав минералов и присутствовать в некристаллической форме[16]. В
почвах встречается в составе первичных и вторичных минералов-силикатов, в
виде окисей и гидроокисей, простых солей, в поглощенном состоянии и в составе
8
органо-минеральных комплексов. Гидроокись железа может образовывать с
органическими
кислотами
подвижные
формы
комплексных
соединений,
способных перемещаться по профилю почвы[3].
Азот. Содержание этого элемента в почвах обычно небольшое 0,3-0,4%.
Однако азот играет важную роль в плодородии, поскольку необходим растениям.
Растениям азот доступен только в форме аммонийного азота и нитратов, которые
образуются
при
разложении
азотсодержащих
органических
веществ[13].
Основная масса азота почв сосредоточена в органическом веществе. Количество
азота находится в прямой зависимости от содержания в почве органического
вещества, и прежде всего гумуса. Накопление азота в почве обусловлено
биологической аккумуляцией его из атмосферы [3].
Фосфор. Валовое содержание P2O5 в почвенном покрове 0,1-0,5%. P2O5
принадлежит к числу биогенных элементов, но в большинстве почв его
содержание невысоко[16]. Поглощаясь в больших количествах растениями,
фосфор в почвах в минеральных и органических соединениях. Минеральные
представлены солями магния, кальция, железа и алюминия ортофосфорной
кислоты, а органические - нуклеиновыми кислотами, сарахарофосфатами,
нуклеопротеидами. P2O5 в почве входит в состав вивианита, фосфорита, апатита.
Апатит встречается во многих магматических породах и составляет 95%
соединений фосфора в земной коре[3].
Калий. Содержание К2О в почвах составляет 2-3%. Калий присутствует
чаще в составе глинистых минералов и в составе крупных частиц минералов
калиевых полевых шпатов, мусковита, биотита. Калий может быть в дефиците,
что определяет необходимость внесения калийных удобрений для повышения
плодородия почвы.
Натрий. Валовое содержание в почве Na2O около 1-3%[16]. В почве
присутствует в составе первичных минералов, в натрийсодержащих полевых
шпатах. В почве дефицита этого элемента не наблюдается; присутствие натрия в
повышенных количествах в составе подвижных соединений обуславливает
наличие у почв неблагоприятных химических и физических свойств.
9
Титан присутствует в почве в составе первичных устойчивых к
выветриванию титансодержащих минералов (рутила, сфена, ильменита), в связи с
чем при выветривании наблюдается его относительное накопление[3].
Сера. Содержание SO2 в почве не превышает нескольких десятых долей
процента[16]. Сера присутствует в почве в составе различных органических
соединений растительного и животного происхождения. В крупных фракциях
почвы сера присутствует в составе гипса, сульфидов, вторичных соединений
железа, образующиеся при болотном процессе[3].
Кальций. Содержание СаО в почвах составляет 1-3%. Повышенное
содержание
кальция
может
быть
обусловлено
присутствием
обломков
карбонатных пород Са-содержащих минералов.
Магний. Валовое содержание MgO в почве близко к содержанию СаО. Оно
обусловлено его присутствием в глинистых минералах (монтмориллонита,
вермикулита, хлорита). Много магния накапливается в виде сульфатов и хлоридов
при засолении почв засушливых областей.
Марганец. Содержание MnO составляет в почве несколько десятых (сотых)
долей процента. Присутствие марганцевых скоплений обусловлено в основном
деятельностью марганцевых бактерий. В небольших количествах этот элемент
входит в состав минералов.
Углерод. Содержание этого элемента в почве колеблется от долей процента
в бедных органическим веществом песчаных почвах, до 3-5 и даже 10% в богатых
гумусах черноземах. В почве углерод содержится в составе гумуса и
органических остатков. Очень часто почвы, используемые в земледелии
нуждаются во внесении углерода в форме органических удобрений.
Наряду свыше названными химическими элементами в почве в малых
количествах присутствуют и другие элементы (Со, Zn, Li, B, Cu и т.д.). Несмотря
на
их
невысокое
содержание
в
почвах,
эти
элементы
важны
для
жизнедеятельности растений и поэтому определяют уровень почвенного
плодородия.
10
Химический состав почвы оказывает важное влияние на плодородие почвы,
дефицит биогенных элементов и избыток некоторых токсичных для растений
соединений (серы, натрия, марганца) часто имеет решающее значение для их
урожайности[16].
1.3 Источники загрязнения почвы
Существуют различные источники загрязнения почвы. Их разделяют на
естественные и антропогенные. Первые возникают без участия человека под
действием биологических процессов. В этом случае в почву поступают
загрязняющие вещества из другой природной среды. Например, в результате
выветривания гор, выпадения осадков, наносов с рек, извержения вулканов, и т. д.
Однако процент отрицательного воздействия невелик и не может причинить
существенного урона экосистемам. Антропогенное загрязнение происходит в
результате человеческой деятельности[31].
К ним относятся:
•
нефть и нефтепродукты,
•
химические элементы и соединения (тяжелые металлы),
•
выхлопы техники, автомобилей,
•
сельское
хозяйство
(пестициды,
минеральные
и
органические
удобрения),
•
бытовые отходы и различные виды мусора.
•
радиоактивные вещества [36].
Нефть и нефтепродукты. Главные потенциальные источники загрязнения
почвы - нефть и нефтепродукты - это нефтепромыслы, нефтехранилища,
нефтеперерабатывающие предприятия, наземный и водный транспорт.
Загрязнение ландшафта начинается на стадии бурения скважин. Основные
потоки загрязняющих веществ связаны с буровыми растворами и шлаками
выбуренных пород. В их состав входит большое число химических веществ. Для
обработки забойной зоны применяют серную, азотную, соляную кислоты,
углероды, растворители, ПАВ, водопоглотители, ингибиторы отложения солей,
водорастворимые полимеры, ингибиторы коррозии.
11
Второй поток загрязняющих веществ связан с бурением скважин. Он
представлен смесью выбуренных пород и буровых растворов.
Третья группа техногенных потоков веществ - буровые сточные воды,
которые содержат все используемые реагенты, включая нефтепродукты, нефть и
сероводород.
На нефтепромыслах загрязнение идет нефтью и нефтепродуктами. Сырая
нефть и товарная нефть разливаются на поверхности при авариях на скважинах,
нефтепроводах [8].
Нефть,
попадая
в
почву,
вызывает
изменения,
связанные
с
их
гудронизацией, бутиминизацией, цементацией, загрязнением. В результате
нарушения почвенно-растительного покрова усиливаются процессы - эрозия почв,
деградация. Происходит изменение свойств грунтов. При разливах нефть, попадая
в почву, опускается вниз под действием гравитационных сил и распределяется
вширь под влиянием поверхностных и капиллярных сил [13].
В загрязненных нефтью почвах «Рисунок 1» выживаемость растений
зависит от глубины проникновения корней. Нефтяное загрязнение разрушает
структуру почвы, снижается водопроницаемость, увеличивается соотношение
между азотом и углеродом, что приводит к ухудшению азотного режима,
нарушению корневого питания растений.
Относительно слабое загрязнение почвы нефтью уменьшает количество
микроорганизмов. Восстановление численности микроорганизмов наблюдается
через 6 месяцев. В это время компоненты нефти используются микроорганизмами
в качестве питания. Интенсивный рост микроорганизмов обедняет почву
соединениями фосфора и азота и может сыграть роль лимитирующего фактора,
если учесть, что в почвах, загрязненных нефтью, с самого начала отмечается
дефицитом азота [1].
12
Рисунок 1- Загрязнение почвы нефтью
Радиоактивные
вещества.
Под
радиоактивным
загрязнением
почв
понимается увеличение концентрации радиоактивных веществ в почвенной толще
вследствие антропогенной деятельности [5].
Радиоактивность
—
способность
нестабильных
ядер
элементов
к
самопроизвольному распаду [3].
В отличие от химического радиоактивное загрязнение не оказывает
токсического
действия
на объекты
живой
природы;
оно
не
вызывает
существенных изменений свойств почвы, в частности емкости ППК, рН, уровня
минерального питания. В связи с тем, что массовая концентрация радионуклидов
в почве чрезвычайно мала, пороговый эффект их накопления в растениях
отсутствует. Исключение-это тяжелые естественные радионуклиды ураноториевого ряда, для которых характерен пороговый эффект.
Негативными
последствиями
этого
загрязнения
являются:
прямое
воздействие ионизирующего излучения на компоненты почвенно-растительного
покрова, животных и человека; ограничение возможности использования
загрязненных
почв
в
хозяйственной
деятельности.
Таким
образом,
лимитирующим фактором при радиоактивном загрязнении почв являются
дозовые нагрузки на объекты живой природы, которые складываются из
внутреннего и внешнего излучения. Внешнее облучение происходит от источника
13
излучения (почвы), внутреннее облучение - вследствие потребления загрязненной
радионуклидами продукции, получаемая на данных территориях, а также при
вдыхании пылеватых частиц, обогащенных радиоактивными элементами [5].
Радиоактивное загрязнение почв обуславливает 2 большие группы
радионуклидов: естественные и искусственные. Естественная радиоактивность
почв вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые в тех или
иных количествах присутствуют в почвах. Эти радионуклиды подразделяют на 3
группы. Первая группа включает радиоактивные элементы — все изотопы
которых радиоактивны: радий, торий, уран и радон. Во вторую группу входят
изотопы «обычных» элементов, обладающие радиоактивными свойствами:
цирконий, кальций, калий, рубидий
и
др. Третью группу составляют
радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действием космических
лучей: углерод, тритий, бериллий [10].
Концентрация естественных радионуклидов в почвах увеличивается за счет
технологических
процессов,
связанных
с
добычей,
переработкой
и
складированием природного сырья, производством и внесением удобрений;
сжигания угля на тепловых и электростанциях.
Наибольшую опасность представляют элементы трех радиоактивных
семейств
235
и 238
U,232 Th и продукты распада. Источниками загрязнения
территории радиоактивными элементам на этапах добычи урана являются:
1.
Шахты, карьеры, хвостохранилища;
2.
Выделение радиоактивных газов (радон) из руд и отходов;
3.
Применение рудных пород в качестве местных строительных
материалов;
4.
Твердые
рудные
остатки,
гидратные
осадки
и
пульпы,
образующие хвостохранилища;
5.
Уровень излучения в некоторых районах, населенных пунктах,
прилегающих к рудниках достигает 500-700 мкР/ч, а на хвостохранилищах
400-1500 мкР/ч, что превышает фоновые значения.
14
Загрязнение
почв
естественными
радионуклидами
происходит
при
эксплуатации ТЭС, работающих на угле. Возможны следующие пути поступления
радионуклидов в почву: аэрозольные выпадения и при утилизации золоотвалов.
Неизбежно
радиоактивное
загрязнение
почв
естественными
радионуклидами в результате производства и применения удобрений. Калийные
удобрения являются источником дополнительного поступления
238
К, фосфорные-
40
U и продуктов его деления. Длительное использование этих удобрений
приводит к увеличению содержания урана и продуктов его деления в почвах.
Загрязнение почв естественными радионуклидами отмечается при добыче нефти
и газа. Источником загрязнения являются пластовые воды, в которых содержание
изотопов Th и Ra в 100-1000 раз выше фоновых значений.
В
отличие от
естественных
искусственные
радионуклиды не
распространены, они поступают туда в результате взрывов, аварийных и
технологических выбросов
Образование изотопов
радиации.
в
Наиболее часто
на
объектах ядерно-топливного
почвах может
цикла
происходить вследствие
искусственное радиоактивное
(ЯТЦ).
наведенной
загрязнение
почв
вызывают изотопы, 239Pu,238U, 131I,129I, 140Ba, 235U, 144Ce, 106Ru, Sr, 37Cs и т. д. [32].
Бытовые отходы и различные виды мусора. Бывают твердые бытовые,
промышленные и отходы жизнедеятельности. На одного жителя в городе в
среднем приходится в год примерно по 1 т твердых отходов[6].
Бытовые отходы - это остатки веществ и предметов, которые образуются в
результате бытовой и хозяйственной деятельности человека и которые не могут
быть использованы на месте образования, а их накопление и хранение нарушают
санитарное состояние окружающей среды «Рисунок 2». Все бытовые отходы
делят на твердые и жидкие. К жидким бытовым отходам относят помои (от
приготовления еды, мытья посуды, полов, стирки белья и др.) нечистоты из
выгребов туалетов и сточные воды (бытовые, ливневые). К твердым бытовым
отходам относят мусор (бытовые отходы), уличный смет, отбросы (отходы
кухонные), отходы предприятий общественного питания, торговых заведений,
лечебно-профилактических,
образовательных
(школ,
детских дошкольных
15
учреждений, средних и высших учебных заведений) и других учреждений,
строительный мусор,
образовавшийся во
время индивидуального
ремонта
квартир [30].
Отходы
жизнедеятельности –
это
основной
источник
загрязнения
грунтовых вод, почв биологическим «мусором». С фекалиями в природную среду
попадают
различные яйца
представители
гельминтов болезнетворные
патогенной микрофлоры.
Попав во
бактерии и
другие
внешнюю среду,
многие
микроорганизмы не погибают[31].
В
результате
промышленной деятельности
человека происходит
загрязнение почвы, что приводит к выводу из строя земель, пригодных для
сельского хозяйства.
металлургических
Основные
заводов и
виды
тепловых
горнообогатительных комбинатов
и
промышленных отходов
электростанций,
–
шлаки
породные отвалы
горнодобывающих
предприятий,
строительный мусор [8].
Твердые
отходы
имеют ограниченную
номенклатуру и
постоянны по
составу, хотя количество отходов разных видов может колебаться в широких
пределах в зависимости от масштабов производства и от характера применяемой
технологии и выпускаемой продукции.
В небольших количествах промышленные отходы могут содержать ртуть,
вылитую из
вышедших из
эксплуатации приборов
и
установок.
Отходы
производства, технология переработки которых еще не разработана, складируют и
хранят до появления новой технологии переработки отходов[17].
16
Рисунок 2-Загрязнение почвы бытовыми отходами
Выхлопы техники, автомобилей. При работе двигателей внутреннего
сгорания выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества,
оседающие
на
поверхности почвы
и
поглощаемые растениями.
Свинец
выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях,
проникает в почву, где он может оставаться долго, поскольку слабо растворяется.
Наблюдается рост количества свинца в тканях растений. Это явление можно
сопоставить с увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетраэтил
свинца.
Токсичные
вещества накапливаются
и
способствуют изменению
химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых
организмов.
В почвах накапливаются соединения металлов, например, свинца, железа,
меди, ртути и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными
отходами [20].
Сельское
удобрения)
хозяйство (пестициды,
минеральные
и
органические
17
При сельскохозяйственном использовании происходит загрязнение почв
«Рисунок
3»
органическими и
минеральными удобрениями,
пестицидами,
патогенными микроорганизмами [4].
Минеральные удобрения. Необходимость применения этих удобрений
одновременно с повышением урожайности вызывает загрязнение почв и
поверхностных вод
балластными
веществами
и
биогенными элементами.
Например, при внесении в почву калийного удобрения вместе с необходимым для
растений калием вносится бесполезный и вредный хлор. Если балластные
соединения хорошо растворимы, они вымываются из почвы и поступают в
поверхностные и подземные воды, загрязняя их. Если они малорастворимы, то
аккумулируются в
почве и
при
достижении определенной
концентрации
поступают в растения и далее по пищевым цепям в организм животных и
человека. Иногда содержание балластных веществ может достигать токсичных
уровней и стать причиной нарушений здоровья человека. Токсичного уровня
может достичь содержание в почве биогенных элементов, чаще всего азота в
форме нитратов.
В наши дни возникла угроза регионального и локального повышения
концентрации соединений азота до уровня, токсичного для человека. Данные по
балансу азота, полученные с помощью изотопа 15N, свидетельствуют о том, что в
полевых условиях растениями усваивается только 40 %, в некоторых случаях - 6070 % действующего вещества азотных удобрений; 18-33 % азота неподвижны в
почве, а 10-30 % его улетучивается в виде газообразных соединений. Потери
азота зависят от дозы вносимых удобрений, соотношения содержания азота и
других питательных элементов, формы азотных удобрений и особенностей
технологии
их
применения,
сроков и
способов внесения,
от
почвенно-
климатических условий местности.
Кроме
азотных и
фосфорных в
используют
калийные
удобрения.
современном земледелии
Калий играет
широко
важную роль
в
жизнедеятельности растений, однако большинство калийных удобрений содержит
18
балластные вещества, которые загрязняют почву и в определенных количествах
вредны для растений. С фосфорными удобрениями в почву поступает фтор.
Органические удобрения. В сельском хозяйстве широко используются
органические
удобрения,
способствующие формированию
высоких урожаев
возделываемых культур, сохранению и повышению почвенного плодородия.
Анализ структуры органических удобрений в России показывает, что основное
место в ней принадлежит отходам животноводства. Скопление большого числа
животных и птиц на малых площадях приводит к производству больших масс
птичьего помета и навоза, смешанных с подстилочными материалами или
разбавленных водой; использующейся для смыва и удаления экскрементов.
Количество экскрементов, их химический состав, уровень разбавления
зависят от породы, вида, числа животных, режима их кормления, технического
состояния оборудования. Благодаря высокому содержанию легкоразлагаемого
органического вещества, сбалансированному содержанию важнейших биогенных
элементов (Р, N, К) и необходимых растениям микроэлементов навоз и птичий
помет давно считаются ценными удобрениями.
Однако при неграмотном использовании в качестве удобрений отходов
птицеводства,
животноводства
происходит загрязнение
почвы и
сельскохозяйственных растений патогенными микроорганизмами и семенами
сорных трав, питательными веществами пахотногo слоя удобряемых угодий.
Избыточное внесение экскрементов животных в почву ведет к увеличению
содержания в ней подвижного железа, меди, цинка и магния, к повышению
содержания нитратов.
Применение больших количеств навоза на пастбищах ведет к появлению
избыточного содержания нитрат - иона NO3 в почвах и кормовых культурах,
вызывая нарушения обмена веществ у животных. Такое же действие вызывает
силос с повышенным содержанием нитратов. Продукция животноводства может
содержать нитраты выше допустимых норм, если животных кормили подобными
кормами [11].
19
Пестициды. В современном земледелии широко используют различные
виды пестицидов.
Пестициды
—
ядохимикаты для
борьбы с
сорняками (гербициды),
вредителями (инсектициды, зооциды и др.), с грибковыми болезнями растений
(фунгициды). В зависимости от назначения химические вещества подразделяются
на препараты для защиты растений от болезней и вредителей, гербициды и
средства предуборочной обработки культур. Первая группа — включает в себя
бактерициды, акарициды, зооциды, фунгициды, овициды, гематоциды, лимациды,
нематоциды и иные препараты. Чаще всего применяются инсектициды. Эти
ядохимикаты включают
в
себя
фосфорорганические,
хлорорганические и
неорганические соединения ртути, мышьяка, свинца и т.д.
Гербициды применяются как средство избирательного уничтожения сорной
растительности.
Из
средств предуборочной
обработки культур
наибольшее
применение нашли дефолианты, десинканты и стимуляторы роста[3].
В
зависимости от
устойчивости к
процессам разложения
пестициды
подразделяются на слабостойкие, среднестойкие и очень стойкие. Наибольшую
опасность
представляют стойкие
пестициды и
продукты их
превращения
(метаболиты), способные накапливаться и сохраняться в природе до нескольких
десятков лет.
Вредное
действие пестицидов
приводит к
уничтожению хозяйственно-
нейтральных и полезных видов растений и насекомых. Иногда они являются
причиной появления устойчивых популяций вредителей, от которых трудно
избавиться.
В
настоящее время
в
результате
интоксикации хлорорганическими
препаратами сильно сократилась численность птиц (хищных). Инсектициды
опасны для плотоядных животных, так как они постепенно концентрируются в
живых организмах по мере продвижения к конечным звеньям пищевых цепей.
Устойчивы ко всем видам разложения хлорорганические инсектициды гексахлоран, ДДТ и другие - которые могут сохраняться в почве десятилетиями,
накапливаясь при систематическом применении. Напротив, фосфорорганические
20
инсектициды – фосфамид, карбофос, метафос - в почве и других природных
средах распадаются сравнительно быстро[4].
Пестициды,
распыленные в
воздухе
при
использовании самолетов,
переносятся на большие расстояния и с осадками выпадают на поверхность
земли, на водную поверхность, нанося огромный вред всему живому [11].
Рисунок 3 - Загрязнение почв сельским хозяйством
Тяжелые
металлы (ТМ)
—
более 40
химических элементов
периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет
свыше 50 атомных единиц массы (Pb, Cd,Zn, Mo, Hg, Си, Sn, Mn, Ni, Со и др.).
Среди ТМ много микроэлементов, биологически важных для живых
организмов. Они являются необходимыми и незаменимыми компонентами
биокатализаторов и биорегуляторов важнейших физиологических процессов.
Однако избыточное содержание ТМ в различных объектах биосферы оказывает
угнетающее и даже токсическое действие на живые организмы.
Источники поступления ТМ в почву делятся на техногенные (добыча и
переработка полезных ископаемых, влияние автотранспорта, сельского хозяйства
сжигание топлива и т. д.) и природные (эрозионные процессы, выветривание
горных пород и минералов, вулканическая деятельность). Сельскохозяйственные
земли,
помимо загрязнения
специфически,
при
через
атмосферу,
применении пестицидов,
удобрений, известковании.
загрязняются ТМ
органических,
еще
и
минеральных
21
На поверхность почвы ТМ поступают в различных формах. Это оксиды и
различные соли металлов, растворимые и практически нерастворимые в воде
(сульфаты, сульфиды, арсениты и др.) [3].
ТМ, поступающие на поверхность земли, накапливаются в почвенной
толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при
выщелачивании, потреблениями растениями, дефляции и эрозии. ТМ способны
образовывать сложные комплексные соединения с органическим веществом в
почвах[10].
Загрязнение почв ТМ имеет две отрицательные стороны. Во-первых,
поступая по пищевым цепям из почвы в растения, а оттуда в организм животных
и
человека,
ТМ
вызывают
снижение
количества и
качества урожая
сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции, сокращение
продолжительности
жизни и
рост
заболеваемости
населения.
Во-вторых,
накапливаясь в почве в больших количествах, ТМ способны изменять многие ее
свойства. Изменения затрагивают биологические свойства почвы: снижается
общая численность микроорганизмов, сужается их видовой состав (разнообразие),
падает интенсивность основных микробиологических процессов и активность
почвенных ферментов. Сильное загрязнение ТМ приводит к изменению и более
консервативных признаков почвы (гумусное состояние, структурами среды и др).
Результатом этого является частичная, а иногда полная утрата почвенного
плодородия. Механизм токсического действия ТМ на живые организмы состоит в
том, что они легко связываются с сульфгидрильными группами белков. В
результате нарушается проницаемость мембран и происходит ингибирование
ферментов, что ведет к нарушению обмена веществ[3].
1.4. Влияние загрязняющих веществ на почвенную среду
Тяжелые металлы существенно влияют на видовой состав, численность и
жизнедеятельность
почвенной
микробиоты.
Они
ингибируют процессы
минерализации и синтеза различных веществ в почве, подавляют дыхание
почвенных микроорганизмов,
вызывают микробостатический
эффект,
способствуют проявлению мугагенных свойств. Высокие концентрации тяжелых
22
металлов тормозят
ферментативную деятельность
в
почвах –
активность
дегидрогеназы, уреазы, инвертазы, амилазы каталазы. Токсичность тяжелых
металлов неодинаково проявляется по отношению к различным ферментам.
Тяжелые металлы
подавляют
биохимическую
активность почвенных
микроорганизмов, вызывают изменения их общей численности. Установлено
снижение численности прокариотных микроорганизмов, олигонитрофильных и
аммонифицирующих бактерий, и некоторых споровых бактерий, актиномицетов в
почвах разных генетических типов. Относительно устойчивы к воздействию
тяжелых металлов целлюлозолитические бактерии и микроскопические грибы,
причем их численность может даже возрастать. Загрязнение тяжелыми металлами
проявляется в
изменении видового
состава комплекса
почвенных
микроорганизмов. Отмечается значительное сокращение видового разнообразия
комплекса почвенных микромицетов и появление устойчивых к тяжелым
металлам микромицетов.
Различную чувствительность к тяжелым металлам проявляют и, почвенные
простейшие, например раковинные амебы, водоросли[11]. Тяжелые металлы
значительно влияют на человека «Таблица 1».
Таблица 1 - Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на
здоровье человека.
Элементы
Последствия воздействия
Кадмий (Cd)
Цирроз печени, нарушение функций почек, протеинурия
Мышьяк
Раковые заболевания кожи, интоксикация, периферические
(As)
невриты
Ртуть (Hg)
Нервно-паралитические
нарушение функций
расстройства (болезнь
желудочно-кишечного
Минамата);
тракта,
почек;
изменение в хромосомах
Медь (Cu)
Органические изменения в тканях, распад костной ткани,
гепатит
Свинец (РЬ)
Разрушение
костных тканей,
задержка синтеза
крови, нарушение нервной системы и почек
протеина в
23
Пестициды оказывают неодинаковое воздействие на почвенную биоту и
биохимическую активность почв. Особую опасность представляют стойкие и
кумулятивные пестициды: триазин, симтриазин, хлордан, гeптахлор - они
обнаруживаются в почве спустя, десять и более лет после применения. Поступая в
почву, пестициды мигрируют вниз по профилю с нисходящими токами дождевых
и оросительных вод, причем скорость и глубина миграции зависят от дозы
токсикaнтa, его летучести и адсорбируемости, а также от водного и теплового
режимов почвы.
При
поверхностном
стоке,
вызываемом осадками
или
орошением.
пестициды перемещаются по поверхности почвы, скапливаясь в ее депрессиях.
Попадая в почвенно-грунтовые воды в малых концентрациях, пестициды
изменяют к худшему органолептические свойства воды (вкус, запах).
Содержание стойких пестицидов в природных водах пока еще невысоко.
Однако такие низкие концентрации опасны из-за способности многих растений и
животных накапливать эти вещества в своих тканях.
Существенное влияние пестициды оказывают на почвенную микробиоту.
Гербициды триазинового
ряда
влияют на
ферменты инвертазу
и
уреазу,
увеличивая их активность, и подавляют активность протеазы.
Реакция почвенной микробиоты на пестициды варьирует от высокой
устойчивости до сильной чувствительности. Под влиянием пестицидов наиболее
заметно снижается численность микроорганизмов-нитрификаторов, почвенных
грибов; бактерии и актиномицеты испытывают меньший стресс.
Влияние пестицидов на микробиоту зависит от вида пpименяемогo
пестицида:
хлорпикрин,
метилбромид,
метилизотиоцианат
сокращают
численность всех групп организмов; каптан снижает численность патогенных
грибов; гептахлор и эптатоксафен-бактерий; цинеб-спорообразующих бактерий;
прометрин и аретит-устойчивых к стрептомицину бактерий; эптaм, дикват,
атразин - грибов, а иногда и всех групп микроорганизмов. Из бактерий наиболее
устойчивы псевдомонады, коринебактерии и флавобактерии.
24
Воздействие пестицидов на почвенную микробиоту не всегда негативно.
Иногда она стимулируется поступлением в почву органических остатков в
результате массовой гибели сорняков после применения гербицида. После
обработки пестицидами возрастает количество грибов и гетеротрофных бактерий.
Обработка каптаном
актиномицетов и
и
паратионметилом повышает
сапрофитных грибов;
линдан и
численность
дильдрин
бактерий,
увеличивали
численность аммонифицирующих, а атразин - нитрифицирующих бактерий[11].
Применение пестицидов, агрохимии, бытовой химии не проходит бесследно
для человеческого организма. В наше время механизмы воздействия пестицидов
на вредителей изменяются, но все, же они предназначены для уничтожения,
поэтому их применение часто ведет к тяжелым последствиям, а именно:
применение способствует развитию хронических заболеваний;
способствуют
нарушению
нормального вырабатывания
гормонов в
организме, и как результат появляется метаболический синдром.
приводят к возникновению лимфомы;
приводит к возникновению рака головного мозга, печени, легких, толстого
кишечника, молочной железы;
влияние пестицидов на внутриутробное развитие ребенка, повышается риск
возникновения заболеваний легких;
бывают случаи возникновения аутизма и болезни Паркинсона.
Влияние пестицидов на организм человека может привести даже к
летальному исходу. Возникновение у ребенка гиперактивности [35,21].
Минеральные удобрения оказывают прямое и косвенное действие на
сельскохозяйственные культуры,
на
почвенную биоту
и
на
развитие
биологических процессов в природных водах.
Длительное применение минеральных удобрений оказывает существенное
влияние на почвенную микробиоту, которое проявляется в изменениях видового
и
родового состава
почвенных микроорганизмов,
росте
и
активизации
численности токсинообразующих видов. Применение минеральных удобрений
увеличивает численность грибов, актиномицетов и бактерий в почвах.
25
Минеральные удобрения влияют на видовой состав спорообразуюших
бактерий (в том числе бактерий рода Васillus).
Отрицательное влияние длительного применения высоких доз азотных,
калийных и NРК-удобрений проявляется в активизации токсинообразуюших
микроорганизмов и
увеличении их
содержания,
что
ведет к
микробному
токсикозу почвы. Важным фактором предотвращения негативных экологических
последствий высоких доз минеральных удобрений является внесение извести и
органических удобрений (для некарбонатных почв).
Отрицательные последствия наблюдаются у животных: возникают острые
расстройства пищеварения,
в
организме накапливаются
канцерогенные
нитрозосоединения [11].
Переизбыток питательных веществ в почве, благодаря неправильному ее
удобрению, может стать опасным для человека. Многие химические элементы,
попадая в
растение путем
биологических процессов,
трансформируются в
ядовитые элементы, или же способствуют их выработке. Многие растения
изначально имеют в себе подобные вещества, но их дозы ничтожно малы и никак
не отражаются на здоровой жизнедеятельности человека. Переизбыток удобрений
может привести не только к аккумуляции, но и к накоплению. Свойственно это
многим популярным растениям, которые человек употребляет
в пищу: укроп,
свекла, петрушка, капуста и многое другое[40].
Нефть и нефтепродукты. Попадание нефтяных углеводородов в почву
вызывает негативные последствия.
Несмотря
на
опасные последствия
от
загрязнения нефтью
и
нефтепродуктами, в небольших количествах нефть и некоторые ее компоненты
оказывают стимулирующее действие на почвенную биоту: она является
энергетическим субстратом для микроорганизмов, стимулирует рост некоторых
почвенных грибов.
В
составе
нефти содержатся
пропан,
метан которые
окисляются
соответствующими видами микроорганизмов: представители группы аэробных
грамотрицательных бактерий родов Pseudomonos, Methylococcus, Methylobacter,
26
Methylosinus. Метанокисляющие микроорганизмы широко распространены в
почвах газоносных
районов,
а
также там,
где
идет
энергичный распад
органических веществ в анаэробных условиях.
Длительное
воздействие
нефти на
почву приводит
к
изменениям
микробиологических свойств почвы. Появляются специализированные формы
микроорганизмов,
способные окислять
твердые
парафины,
газообразные и
ароматические углеводороды; это – бактерии, дрожжи. Нефтяное загрязнение
влияет на изменение численности актиномицетов, грибов. Чувствительными к
воздействию нефти
значительных
являются нитрифицирующие
количеств
нефти подавляется
бактерии.
В
присутствии
развитие целлюлозолитических
микроорганизмов. Высокую чувствительность к нефти проявляют желтозеленые и
зеленые водоросли.
Почвенные беспозвоночные также угнетаются высокими дозами нефти[11].
Бытовые
отходы.
токсичными веществами,
представляет
Отравление
почвенного покрова
различными
образующимися при разложении бытовых отходов,
серьезную опасность для
человека.
Посредством растений
и
урожаев, произрастающих на загрязненных почвах, эти вещества попадают в
организм. Учеными установлено, что содержание в почве вредных химических
веществ может привести к различным заболеваниям, а в некоторых случаях
может стать причиной смертельно опасных заболеваний кожи и крови [41].
1.5 Меры охраны почвенного покрова
В зависимости от источника загрязнения и интенсивности его влияния,
разработаны
специальные
таковым мерам
относятся:
мероприятия по
охране почвенного
законодательные и
покрова.
К
административные (принятие
соответствующих законов в сфере охраны почв, и контроль над их выполнением).
Технологические (создание
безотходных
систем производства).
Санитарные
(сбор, обеззараживание и утилизация отходов и загрязнителей почвы). Научные
(разработка новых технологий очистных сооружений, оценка и мониторинг
состояния почв). Лесомелиоративные и противоэрозионные (это мероприятия по
посадке специальных полезащитных лесополос вдоль полей, строительство
27
гидротехнических сооружений и правильная высадка сельскохозяйственных
культур) [25].
Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами. Необходимо проводить
оценку
загрязнения почв. Для этого используют суммарный показатель
загрязнения (СПЗ).
Для снижения концентрации тяжелых металлов рекомендуется плантажная
пахота на 40-50 см с вынесением на поверхность нижних горизонтов почв,
которые содержат меньше тяжелых металлов. К радикальным мероприятиям
борьбы из
загрязнения почв
принадлежит
удаление поверхностного
загрязненного слоя почвы, покрытия его, незагрязненным слоем не менее 30 см,
который исключал бы перемещение металлов из почвы в растения. Возможно
применения некоторых растений, которые осаждают и обезвреживают избыток
тяжелых металлов в почве[32].
К агротехническим приемам борьбы с загрязненностью почв тяжелыми
металлами принадлежат внесение органических удобрений,
известкование и
химическое осаждение. Известкование снижает подвижность тяжелых металлов,
способствуя закреплению их в недоступной, малоподвижной форме растениям.
Органические удобрения выступают как хороший сорбент и способствуют
снижению токсического действия тяжелых металлов. При химическом осаждении
происходит образование
труднорастворимых
соединений,
но
этот
метод
эффективен только при высоких концентрациях тяжелых металлов, т. к. для
образования таких соединений необходимо определенное пороговое количество
атомов. Кроме того 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[33].
Большую
роль
в
локализации тяжелых
металлов играют
зеленые
насаждения. Посадка вдоль автомагистралей сплошной полосы из клена полевого
и боярышника снижает содержание свинца в овощах, которые выращивают в
зоне влияния автострад, на 30-50%.
28
Существует ряд биологических методов, например: выращивания растений,
которые слабо реагируют на избыток тяжелых металлов в почве; выращивание на
загрязненных почвах культур, которые не употребляют животные и люди.
Наиболее загрязненные
участки необходимо
отводить под
посадку
леса
и
выращивание декоративных растений.
Охрана почв от загрязнения пестицидами. В процессе решения вопроса
эффективного и безопасного для окружающей среды применения пестицидов
реализуются
разные подходы.
Постоянно совершенствуется
пестицидов за счет включения к ним персистентных и
ипрепаратов,
разрабатывают и
внедряют
в
ассортимент
менее токсичных
практику новые
технологии и
мероприятия, которые позволяют снизить содержание в объектах окружающей
среды остатков недостаточно "экологических"
за
своими характеристиками
пестицидов и их негативное влияние на агрофитоценозы, животных и людей.
Важную роль в предотвращении и
применения
пестицидов
остатков в
объектах окружающей
продуктах питания и
в
снижении
земледелии играет
среды,
негативных последствий
контроль за
содержимым их
растениеводческой продукции,
кормах растительного происхождения. Учет результатов
контроля над остатками пестицидов позволяет снизить или устранить полностью
негативные последствия применения пестицидов.
Одним из путей решения проблемы загрязнения почвы пестицидами
является
усовершенствование
их
ассортимента.
Наиболее перспективными
пестицидами в этом отношении могут быть органические соединения фосфора,
производные тиокарбаминовой
и
карбаминовой кислот,
производные
алифатических карбоновых кислот.
Для
необходимо
предотвращения
чередовать
нагромождения стойких
пестициды
с
пестицидов в
учетом их
почвах
персистентности
дифференцирования для различных грунтово-климатических зон.
Для защиты почвы от загрязнения совершенствуют способы применения
пестицидов. В последние годы сократилось использование порохообразных
29
препаратов, и увеличился ассортимент в виде смачиваемых порошков и эмульсии,
которые применяются путем опрыскивания, а также препаратов, в виде гранул.
Снизить фитотоксичность остатков гербицидов могут внесенные в почву
разные вещества, которые влияют на гербициды. Такое влияние имеет
активированный уголь. Использование его в дозе от 150 до 600 кг/га существенно
снижает или полностью устраняет фитотоксичное действие остатков гербицидов
на сахарной свекле, картофеле и т.д.
Охрана почв от загрязнения минеральными удобрениями. Современное
земледелие базируется на широком использовании минеральных удобрений как
основного средства повышения плодородия почвы и получения высоких урожаев
сельскохозяйственных
культур.
Однако,
избыточное или
недостаточно
обоснованное, их использование приводит к загрязнению почвы, а также
накоплению их, в кормах, продовольственных товарах, поверхностных и
грунтовых водах.
Учитывая это, нужен четкий контроль над правильным их использованием.
Например,
применение
гигиеническими и
удобрений можно
регламентировать санитарно-
агротехническими нормативами, нормой удобрений на
единицу площади, соотношением питательных элементов для отдельных культур,
сроками и способами внесения, и тому подобное.
Одновременно
рекомендуется
сбалансировать азотные
удобрения
фосфорными и калийными, а в отдельных случаях и микроэлементами.
Для
предотвращения
нагромождения нитратов
в
растениях азотные
минеральные удобрения нужно вносить частями в соответствии с потребностями
сельскохозяйственных культур за основными этапами органогенеза на основании
данных
грунтово-растениеводческой
диагностики.
Значительно уменьшить
избыток нитратов в почве и растениях можно за счет соединенного внесения
минеральных и органических удобрений, соломы, сидерации.
Охрана
грунта от
загрязнения экскрементами
животных.
Основными
мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является
30
использование органических
удобрений
в
оптимальных количествах
и
нормируемое кормление животных[32].
Для
охраны
почв
от
нефтяного загрязнения
требуется проведение
мероприятий:
1.Выработка норм допустимого содержания нефти и нефтепродуктов в
почве.
2.Осуществление анализа хозяйственно-важных земель (особенно вблизи
химпредприятий, нефтепроводов, буровых установок) на содержание в них
нефтепродуктов.
3.Капитальный ремонт или закрытие перечисленных объектов, если
установлено, что нефтепровод, предприятие является источником загрязнения.
4.Наказание лиц, ответственных за произошедшее загрязнение.
5.Рекультивация и санация земель, загрязненных нефтепродуктами [2]
31
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Географическая характеристика Брянской области
По территории области проложены нефте- и газопроводы. Имеется сеть
железнодорожных и автомобильных дорог.
На территории 17 районов области эксплуатируется 17 полигонов для
размещения ТБО «Рисунок 4»[18].
Область
обладает
высокоразвитыми
сельским хозяйством
и
промышленностью. Ведущее место в сфере материального производства занимает
промышленность, в которой функционируют более 300 крупных предприятий.
Определяющее влияние на экономику области оказывают: машиностроение,
промышленность строительных материалов, стройиндустрия, химическая, легкая
пищевая, лесная и деревообрабатывающая отрасли «Рисунок 5».
В сельском хозяйстве ведущее место занимает земледелие (выращивание
зерновых – пшеницы, ржи, ячменя, технических – сахарной свеклы и кормовых
культур). Выращиваются также картофель, овощи, фрукты. Развиты молочномясное животноводство, птицеводство, свиноводство.
Полезные ископаемые области представлены желваковыми фосфоритами,
фосфатными титан-циркониевыми и стекольными песками, мелом, мергелем и
глинами для производства цемента, трепелами, песчано-гравийными породами,
пресными и минеральными подземными водами.
Рельеф области представляет собой слабоволнистую равнину с общим
пологим наклоном в юго-западном направлении. Основные черты современного
рельефа были сформированы под влиянием четвертичного оледенения.
Климат
в
континентальный
целом может
с
теплым летом,
быть
так
охарактеризован как
и
умеренно холодной
умеренно
зимой.
Среднегодовая температура воздуха постепенно повышается с севера на юг от
+4,5 - 5,0°С до 5,5 - 6,0°С. По количеству осадков область относится к умеренно
увлажненным районам. Среднее годовое количество осадков колеблется от 560 до
32
640 мм. Глубина сезонного промерзания в среднем 60-70 см. Господствующее направление ветров южное и юго-западное со скоростью 2,5-4,5 м/с.
Гидрографическая сеть насчитывает 2868 рек и ручьев, протекает более 125
крупных рек с общим протяжением в 9 тыс. км. Почти все реки принадлежат к
бассейнам Черного и Каспийского морей и впадают в Днепр и его притоки. Река
Рессета принадлежит бассейну реки Оки. Главнейшей рекой области является
Десна. В области имеется 49 озер, 537 прудов и 27 водохранилищ.
Растительность. Область располагается в лесостепной зоне. Общая площадь
лесного фонда области составляет 12,7 тыс. км2. Под сельскохозяйственными
угодьями занято 19,2 тыс. км2. Остальная часть территории покрыта пойменными
лугами, водной и болотной растительностью.
Из всех видов растительности лес является главным богатством области и
занимает около одной трети общей площади. Наиболее крупные лесные массивы
распространены в
Клетнянском
и
Дятьковском районах
и
находятся на
левобережье Десны.[19].
Почвы. Размещение почв на земле подчинено закону географической
зональности. На территории Брянской области распространены два основных
зональных типа почв: дерново-подзолистые и серые лесные. Очень малую часть
(менее 0,1%) занимают оподзоленные черноземы. Кроме того, распространены
интразональные болотные и пойменные почвы.
Дерново-подзолистые
почвы
-
подтип подзолистых
почв,
на
сельскохозяйственной территории Брянской области занимают площадь, равную
2273,9 тыс. га (65,2% от площади области).
Эти почвы сформировались под хвойно-широколиственными и хвойномелколиственными
лесами в
условиях
избыточного
или
достаточного
увлажнения. Гумусовый горизонт у дерново-подзолистых почв, мощностью до 20
см, расположен между лесной подстилкой и подзолистым горизонтом[43].
33
Рисунок 4 - Карта расположения полигонов складирования ТБО на
территории Брянской области
34
Рисунок 5 - Карта техногенных объектов
2.2 Методы определения нитратов в почве
Определение содержания нитратов с помощью ионоселективного электрода.
Метод основан на определении концентрации нитратов в почве с помощью
ионоселективного электрода в солевой суспензии 1%-го раствора алюмокалиевых
квасцов при
соотношении
проба:
раствор 1:2,5.
Метод используют
для
альфа-нафтиламином
и
определения нитратов во всех почвах, кроме засоленных.
Определение
содержания
нитритов с
сульфаниловой кислотой. Метод основан на извлечении нитритов из проб
дистиллированной водой
и
взаимодействии их
с
альфанафтиламином
и
сульфаниловой кислотой в кислой среде с образованием азосоединения розовокрасного цвета. Реакция специфична для нитритов.
Определение обменного аммония и нитратов в почве из одной навески по
Кудеярову. Нитратный азот и обменный аммоний можно определить в одной
вытяжке колориметрически с использованием фенолят-гипохлоритной реакции.
Для этой цели применяют вытяжку 0,1 н раствора K2SO.
35
Определения содержания нитратов с гидрозином в модификации ЦИНАО
(ГОСТ
26488).
Метод основан
присутствии меди
в
на
восстановлении нитратов
качестве
катализатора
гидразинов в
с
последующим
фотоколориметрическим определением в виде окрашенного диазосоединения.
Определение
содержания
нитратов в
почве по
Грандваль-Ляжу.
Определение нитратов производится в день взятия пробы и при естественной
влажности
почвы.
Метод
дисульфофеноловой кислотой
основан на
с
взаимодействии нитратов
образованием
с
тринитрофенола (пикриновая
кислота), который в щелочной среде даёт жёлтую окраску за счёт образования
тринитрофенола калия (или натрия в зависимости от используемой щёлочи) в
количестве, эквивалентном содержанию нитратов. Интенсивность окрашивания
определяют на фотоколориметре[26].
2.3 Методы определения пестицидов в почве
ГОСТ
Р
53217-2008
Определение содержания
хлорорганических
пестицидов и полихлорированных бифенилов.
Настоящий стандарт устанавливает метод количественного определения
полихлорированных
бифенилов
и
хлорорганических пестицидов
в
почве
газохроматографическим методом с электронозахватным детектором (ЭЗД).
Положения настоящего стандарта применимы к почвам всех типов.
Сущность метода: после предварительной обработки пробы проводят
экстракцию
Экстракт
анализируемого
концентрируют;
образца почвы
углеводородным растворителем.
полярные соединения
удаляют пропусканием
сконцентрированного экстракта через колонку, заполненную оксидом алюминия.
Полученный экстракт концентрируют.
Разделение соединений проводят с использованием капиллярной колонки с
неподвижной фазой низкой полярности. Полихлорированные бифенилы (ПХБ) и
хлорорганические
пестициды
(ХОП)
идентифицируют и
количественно
определяют сравнением относительного времени удерживания и относительной
высоты пиков (или площадей пиков) по отношению к добавленным стандартам с
соответствующими значениями в растворе внешнего стандарта.
36
Эффективность анализа зависит от состава исследуемого образца почвы.
При соблюдении условий, указанных в настоящем стандарте, пределы
детектирования могут составлять от 0,1 до 4 мкг/кг (в пересчете на сухое
вещество).
РД 52.18.180-2011 Определение массовой доли
галоидоорганических
пестицидов ДДЭ, ДДТ, альфа-ГХЦГ, гамма ГХЦГ, трифлуралина в пробах почвы.
Методика выполнения измерений методом газожидкостной хроматографии.
Метод измерений основан на извлечении пестицидов из почвы, их
идентификации и определении их массовой доли в пробе.
Извлечение пестицидов из почвы производят путём их экстракции ацетоном
или смесью ацетона с н-гексаном (далее — гексан) и концентрирования экстракта
с последующей его очисткой серной кислотой.
Идентификацию
пестицидов
проводят по
времени удерживания,
устанавливаемому с помощью градуировочного раствора.
Определение
массовой
доли
пестицидов в
пробе проводят
методом
газожидкостной хроматографии с использованием детектора типа электронного
захвата с применением разделительных фаз различной полярности путём
сравнения высоты (площади) пика анализируемого и градуировочного растворов.
РД 52.18.264-2011 Массовая доля гербицида 2,4-дихлорфеноксиуксусной
кислоты в
пробах
почвы.
Методика измерений
методом газожидкостной
хроматографии
Настоящий
руководящий
документ устанавливает
методику измерений
массовой доли гербицида 2,4-дихлорфенокси-уксусной кислоты в объединённых
пробах почвы в диапазоне от 0,01 до 10,00 мг/кг методом газожидкостной
хроматографии.
Метод измерений основан на извлечении 2,4-Д из почвы, её идентификации
в виде этилового или бутилового эфира и определении массовой доли эфира 2,4-Д
в пробе.
Извлечение из почвы 2,4-Д производят путем её экстракции диэтиловым
эфиром с одновременно протекающим гидролизом её солей (в присутствии
37
раствора серной кислоты) до свободной 2,4-Д с последующим переводом
свободной 2,4-Д в солевую форму с помощью гидроокиси натрия, с очисткой
полученного раствора хлороформом, переводом 2,4-Д в
свободную форму,
которую экстрагируют диэтиловым эфиром и этерифицируют этиловым или
бутиловым спиртом в присутствии серной кислоты.
Альтернативной вышеизложенному является экстракция 2,4-Д смесью 0,5 %
водного раствора
ортофосфорной
кислоты и
ацетона с
последующим
перераспределением 2,4-Д в хлороформ, концентрированием хлороформного
экстракта досуха и этерификацией сухого остатка с помощью этилового или
бутилового спирта в присутствии серной кислоты.
Идентификацию эфиров и определение массовой доли 2,4-Д проводят
методом газожидкостной хроматографии с электронзахватным дектектором.
Минимально детектируемая масса эфиров 2,4-Д в аликвоте составляет от 0,1 до
0,2 нг в зависимости от режима работы хроматографической аппаратуры[29].
2.4 Методы определения тяжелых металлов в почве
Количество методов определения металлов в почве достаточно велико,
например некоторые из них:
метод определения подвижных форм.
метод определения обменных форм.
метод выявления растворимых в кислотах (техногенных) форм.
метод валового содержания.
С помощью данных методик производится процесс вытяжки металлов из
почвы. Впоследствии нужно определить процент содержания тех или иных
металлов в самой вытяжке, для чего применяются три основных технологии:
1)Атомно-абсорбционная спектрометрия.
2)Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой.
3)Электрохимические методы.
Прибор для соответствующей технологии выбирается в зависимости от
того, какой элемент исследуется и какая его концентрация предполагается в
почвенной вытяжке.
38
Спектрометрические методы исследования тяжелых металлов в почве
1) Атомно-абсорбционная спектрометрия.
Проба грунта растворяется в специальном растворителе, после чего
реагент связывается
высушивается и
с
определенным
прокаливается,
чтобы
металлом,
выпадает в
осадок,
вес
постоянным.
Затем
стал
производится взвешивание с использованием аналитических весов.
К
недостаткам
времени,
этого
требуемое на
метода относится
анализ,
и
значительное количество
высокий
уровень квалификации
исследователя.
2) Атомно-абсорбционная спектрометрия с плазменной атомизацией.
Это более распространенный метод, позволяющий определить сразу
несколько различных металлов за один прием. Также отличается точностью.
Суть
метода заключается
в
следующем:
пробу нужно
перевести в
газообразное атомное состояние, затем анализируется степень поглощения
атомами газов излучения — ультрафиолетового или видимого[28].
Электрохимические методы исследования тяжелых металлов в почве
Подготовительный этап заключается в растворении образца почвы в
водном растворе. В дальнейшем применяются такие технологии определения в
нем тяжелых металлов:
Потенциометрия-это измерение показателей тех веществ, которые
находятся в ионном состоянии. Объектами исследования выступают растворы,
чаще всего водные, хотя анализ твердых веществ осуществляется в случае,
если есть наличие растворимых элементов. Для того чтобы исследовать
некоторые
частицы,
может потребоваться
электрод с
чувствительной
мембраной определенной формы, что поможет произвести анализ вязких
веществ или гелей.
Вольтамперометрия-метод
анализа,
основанный на
регистрации и
изучении зависимости тока, протекающего через электролитическую ячейку,
от внешнего наложенного напряжения.
39
Кондуктометрия-метод
анализа,
основанный на
измерении
электропроводности исследуемых растворов. Существует несколько методов
кондуктометрического анализа:
прямая
кондуктометрия-метод,
позволяющий
определять
концентрацию электролита путем измерения электропроводности раствора с
известным качественным составом;
кондуктометрическое
титрование-метод
анализа,
основанный
на
определении содержания вещества по излому кривой титрования.
Кулонометрия-
электрохимический
метод анализа,
основанный на
измерении количества электричества, необходимого для электрохимического
превращения определяемого вещества. Различают два вида анализа:
кулонометрическое титрование
прямую кулонометрию [27].
2.5 Оценка экологического состояния почв
Оценка
экологического
состояния
почв
производится с
помощью
физических, химических и биологических критериев, а также показателей
деградации сельхозугодий [42].
Для оценки степени загрязнения почв тяжелыми металлами используется
суммарный показатель загрязнения (СПЗ). Он определяется по формуле:
СПЗ=∑

ПДК
– (n-1),
где n - число наблюдаемых ингредиентов;
Ci - коэффициент концентрации металла, определяемый как отношение
содержания металла в почве к его фоновому содержанию.
Разработана оценочная шкала опасности загрязнения почв, связанная с
показателями здоровья населения «Таблица 2».
40
Таблица 2 - Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв
по суммарному показателю загрязнения (СПЗ)
Категория
Величина
Изменение
загрязнения почв СПЗ
населения
Допустимая
Низкий
Менее 16
показателей здоровья
уровень заболеваемости
минимальная частота
детей и
встречаемости
функциональных отклонений
Умеренно опасная
16-32
Увеличение общей заболеваемости
Опасная
32-128
Увеличение числа часто болеющих детей,
детей с
хроническими заболеваниями,
нарушениями функционального состояния
сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно
Более 128
опасная
Увеличение
заболеваемости детей,
нарушение репродуктивной
функции у
женщин.
В
качестве показателей
земель рекомендуется
землепользования в
физической
использовать
деградации сельскохозяйственных
площади
результате проявления
угодий,
выведенных из
неблагоприятных
почвенных
процессов (вторичного засоления, эрозии, загрязнения и др.), величины потери
гумуса в пахотном слое, показатели увеличения плотности почв и другие
критерии.
Признаком биологической
жизнедеятельности
деградации почв
почвенных микроорганизмов,
уменьшению уровня активной микробной биомассы[34].
о
служит снижение
котором судят
по
41
ГЛАВА 3. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ БРЯНСКОЙ
ОБЛАСТИ
3.1 Загрязнение почв пестицидами
Современное
сельское
хозяйство
невозможно представить
без
использования пестицидов. Их применение не только снижает потери урожаев
сельскохозяйственных культур, но и приводит к побочному негативному
воздействию на почвы, растения и животноводческую продукцию. Проблемы
загрязнения почв
сельскохозяйственных угодий
остаточными количествами
пестицидов связаны в основном с использованием пестицидов[14].
Проведен анализ содержания остаточных пестицидов в почве в 2013, 2014
годах в 13 районах Брянской области. Было проанализировано 70 образцов и 30
соответственно, а в 2015 году прошли проверку в 11 районах области - 80
образцов.
Согласно
результатам
исследований
установлено,
что
остаточные
количества пестицидов с превышением ПДК за 2013-2015 года отсутствуют.
Только в 2014 году из проанализированных проб содержание остаточных
пестицидов было выявлено в 1 образце картофеля (содержание
ридомила
составило 0,008 мг/кг). При этом уровень содержание пестицида не превышал
МДУ(0,1 мг/кг) [9, 14,15].
Результаты исследований сельскохозяйственной продукции и
почвы
показали, что в хозяйствах с интенсивным использованием пестицидов возможно
накопление их в почве и продуктах питания.
Таким образом, для предотвращения загрязнения продукции остаточными
количествами пестицидов рекомендуется строгое соблюдение норм и сроков
внесения пестицидов, а также сроков ожидания, то есть времени от дня
последней обработки до дня уборки урожая[14].
В целом по результатам проведенных исследований можно сделать вывод,
что
производители сельскохозяйственной
продукции
области проводят
обработку культур с соблюдением норм и правил применения средств защиты
42
растений. Сельскохозяйственная продукция, произведенная в районах области,
соответствует санитарно-гигиеническим
нормам по
токсикологической
безопасности[9].
3.2 Нитратное загрязнение сельскохозяйственной продукции
За 2013 - 2014 года было обследовано 4256,14 га посевных площадей
сельскохозяйственных культур и отобрано 100 образцов для определения
содержания нитратов, а 2015 году было обследовано 150 тыс.т. продукции
растениеводства и отобрано 252 образца[14,15].
Таблица 3 - Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции в
2013 - 2014 гг.
Культура
Обследовано
С превышением
Среднее
МДУ
содержание
га
проб
га
проб
нитратов, мг/кг
Картофель
4185,9
78
60
2
152,5
Капуста поздняя
20,1
4
-
-
437,0
Морковь
27,13
13
-
-
181,6
Свекла столовая
23,01
5
-
-
1194,8
Итого в 2013 г.
4256,14
100
60
2
-
Превышение
уровня
нитратного
загрязнения сельскохозяйственной
продукции в 2013 - 2014 годах было выявлено на площади 60,0 га, и составило
1,4%
обследованной площади
в
2
образцах.
«Таблица
3»
превышение
максимально допустимых уровней (МДУ) по содержанию нитратов установлено в
следующих видах сельскохозяйственной продукции: картофель – 35 га в
Брасовском районе в ЗАО «Конезавод «Локотской» и 25 га в Погарском районе в
ООО «Гетуновка» [14,15].
В ФГБУ «Брянскагрохимрадиология» в 2015 году в целях подтверждения
качества и безопасности продукции растениеводства и корректировки сроков
уборки урожая продолжалась работа по контролю за содержанием нитратов в
производимой в
Брянской области
сельскохозяйственной
продукции.
Было
43
обследовано 150 тыс. тонн продукции растениеводства, отобрано 252 образца (в
2014 г. - 179 образцов) из 9 районов области. Превышения уровня нитратного
загрязнения сельскохозяйственной продукции выявлено не было «Таблица 4»[9].
Таблица 4 - Содержание нитратов в сельскохозяйственной продукции в
2015 г.
Культура
Обследовано
Среднее содержание
га
проб
нитратов, мг/кг
Картофель
148730,9
97
113,5
Капуста поздняя
566,17
39
312,8
Морковь
376,35
45
50,4
Свекла столовая
345,37
43
1090,8
Лук
3,2
27
38,4
Кабачки
200
1
378
Итого в 2015 г.
150221,99
252
-
179
-
В 2014 г.
Концентрация нитратов в пищевой продукции зависит в основном от
неконтролируемого использования азотных удобрений, однако, повышенное
содержание нитратов в растениях может быть обусловлено и другими факторами,
влияющих на метаболизм азотсодержащих соединений. Такими факторами
являются соотношение различных питательных веществ в почве, освещенность,
влажность, температура и др. Факторы, тормозящие процесс фотосинтеза,
замедляют скорость восстановления нитратов включения их в состав белков. На
концентрацию нитратов в растениях оказывают влияние и сроки уборки урожая.
Так,
увеличение продолжительности
вегетации благоприятно
сказывается на
снижении содержания нитратов в овощах. Способность растений аккумулировать
нитраты в значительной степени зависит от их вида и сорта, способа и условий их
подкормки, состава почвы и других факторов.
44
Следует
сырья и
отметить, что при транспортировке, хранении и переработке
продуктов питания
может происходить
микробиологическое
восстановление нитратов под действием ферментов нитрит-редуктаз [15].
3.3 Загрязнение почв тяжелыми металлами
Брянская область является регионом с невысоким техногенным прессингом
на сельскохозяйственные агроценозы в силу
промышленности.
сложившейся инфраструктуры
Приоритетными загрязнителями
почвы
являются ионы
тяжелых металлов, поступление которых происходит в результате деятельности
промышленных объектов, использовании транспортных средств, при проведении
сельскохозяйственных работ, эксплуатации крупных очистных сооружений
коммунального хозяйства. Стоит отметить тот факт, что объемы выпадения
тяжелых металлов на поверхность почвы незначительны и пока не ведут к
ухудшению природной цепи и качества продукции.
Контроль за содержанием ионов тяжелых металлов ведется по следующим
ионам: свинец, кадмий, медь, цинк, никель, и ртуть. На содержание указанных
ионов обследовано 100% сельскохозяйственных угодий Брянской области. В
2013, 2015 годах исследования показали, что средневзвешенное содержание
ионов тяжелых металлов в пахотных почвах значительно меньше ПДК (ОДК): для
свинца, меди, никеля, кадмия, в 10–12 раз, а для ртути и цинка в 98–105 раз. В
почвах естественных кормовых угодий их содержание в 1,7– 2,5 раза выше, чем в
пахотных почвах.
Невысокое содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных
угодий Брянской
области
свидетельствует
о
благополучной экологической
обстановке и позволяет получать чистую продукцию.
Превышение содержания ионов тяжелых металлов наблюдается в местах
хранения промышленных отходов и объектах очистных сооружений предприятий
коммунального хозяйства. По цинку зафиксировано превышение ПДК в 1,2–7,9
раз, по меди – в 1,3–5,7 раз, по никелю – в 4 раза, по свинцу и хрому – в 1,4–3,2 и
7,5–8,9 раз соответственно [14].
45
В 2014 году средневзвешенное содержание кадмия в почвах пашни 0,04
мг/кг, сенокосов и пастбищ 0,05 мг/кг «Рисунок 6» Повышенное содержание
кадмия отмечено на небольших площадях почв Карачевского, Клинцовского,
Навлинского и Новозыбковского районах. В целом почвы области не загрязнены
кадмием «Таблица 5».
Таблица 5 – Распределение почв сельхоугодий Брянской области по
содержанию подвижных форм кадмия
Наименование районов
Средневзвешенное
содержание,
мг/кг (ПДК-0,5)
1
Гордеевский
0,03
2
Дятьковский
0,06
3
Жирятинский
0,04
4
Климовский
0,04
5
Клинцовский
0,03
6
Комаричский
0,03
7
Новозыбковский
0,11
8
Почепский
0,03
9
Стародубский
0,04
10
Унечский
0,04
0.11
0.1
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
Средневзвешенное
содержание,
мг/кг (ПДК-0,5)
Рисунок 6 - Распределение почв сельхоугодий Брянской области по содержанию
подвижных форм кадмия
46
Основным
источником поступления
свинца
в
почву является
аэрогенный способ. Это выбросы свинца в атмосферу при сжигании топлива
(угля, нефти, газа, бензина) и отходы промышленных предприятий.
Низкое содержание подвижных форм свинца на территории области
составляет 96% и только 4% имеют ниже среднего уровня его содержания в
почве «Таблица 6». Почвенный покров с повышенным содержанием данного
элемента выявлены в Брянском, Дубровском, Карачевском, Клинцовском,
Новозыбковском, Рогнединском и Стародубском районах «Рисунок 7».
Таблица 6– Распределение почв сельхозугодий Брянской области по
содержанию подвижных форм свинца
№
Наименование районов
п/п
Средневзвешенное
содержание,
мг/кг (ПДК-0,5)
1
Гордеевский
0,55
2
Дятьковский
0,88
3
Жирятинский
0,93
4
Климовский
0,52
5
Клинцовский
1,86
6
Комаричский
0,55
7
Новозыбковский
1,44
8
Почепский
0,48
9
Стародубский
0,95
10
Унечский
0,48
47
1.78
1.68
1.58
1.48
1.38
1.28
1.18
1.08
0.98
0.88
0.78
0.68
0.58
0.48
содержание, мг/кг (ПДК0,5)
Рисунок 7 - Распределение почв сельхозугодий Брянской области по
содержанию подвижных форм свинца
Содержание в почве валовых форм ртути. Содержание ртути в почвах
Брянской области в основном очень низкое «Таблица 7». Средневзвешенное ее
содержание в почвах пашни-0,02 мг/кг, сенокосов и пастбищ - 0,03 мг/кг почвы,
что в 100 раз меньше ПДК «Рисунок 7».
Таблица 7- Распределение почв сельхозугодий Брянской области по
содержанию подвижных форм ртути
№
Наименование районов
п/п
Средневзвешенное
содержание,
мг/кг (ПДК-0,5)
1
Гордеевский
0,01
2
Дятьковский
0,02
3
Жирятинский
0,02
4
Климовский
0,02
5
Клинцовский
0,02
6
Комаричский
0,01
7
Новозыбковский
0,10
8
Почепский
0,01
9
Стародубский
0,01
10
Унечский
0,01
48
0.1
0.09
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
Средневзвешенное
содержание, мг/кг
(ПДК-0,5)
Рисунок 7 - Распределение почв сельхозугодий Брянской области по
содержанию подвижных форм ртути
Так в пробах почв, взятых в пределах ряда иловых площадок и хранилищ
жидких промышленных отходов ряда предприятий, наблюдалось повышенное
содержание ионов тяжелых металлов «Таблица 8».
Таблица 8- Повышенное содержание ионов тяжелых металлов в почве
Тяжелые металлы
2013г.
2015г.
Цинк
1,2-7,9
1,4-4,7
Медь
1,3-5,7
1,8-12,5
Никель
4
1,4-3,6
Свинец
1,4-3,2
1,4-4,2
Хром
7,5-8,9
1,1-3,4
Наибольшее превышение ПДК наблюдалось в пределах мест хранения
жидких
гальваностоков,
которые располагаются
в
пределах промплощадок
предприятий, что исключает попадание ионов тяжелых металлов в почвы
сельскохозяйственного назначения и не влияет на изменение качества продукции
[9,14].
49
3.4 Радиационная обстановка на почвах сельскохозяйственных угодий
Масштабному и интенсивному радиационному загрязнению подверглась
территория Брянской области и ее аграрные экосистемы. Одной из самых острых
и масштабных проблем на загрязненной территории является возможность
ведения сельскохозяйственного производства и получение сельскохозяйственной
продукции, соответствующей санитарным нормам, снижение дозовой нагрузки на
работающий персонал и проживающее население.
Проведенными в первоначальный после Чернобыльской катастрофы период
наземными
крупномасштабными
радиологическими обследованиями
почв
сельскохозяйственных угодий установлено, что плотность загрязнения почв
137Cs по области увеличилась с 1,48 кБк/м2 до 122,1 кБк/м2 и превысила
доаварийный уровень в 45-125 раз. Около 38% пашни и 45% сенокосов и
пастбищ имели плотность загрязнения цезием-137 свыше 37 кБк/м2 (1 Ku/км2).
Наиболее сильно загрязненными оказались юго-западные районы области:
Новозыбковский Красногорский,
Гордеевский,
Клинцовский,
Злынковский,
Стародубский, Климовский, где плотность загрязнения почв радионуклидами
превышала доаварийный период от 40 до 500 раз. По отдельным участкам это
превышение достигало 1000 и более раз. В этих районах плотность загрязнения
радиоцезием свыше 185 кБк (5 Ku/км2) имели 56,7% сельхозугодий.
К условно чистым районам (превышение доаварийного периода до 10 раз)
относятся Брянский, Дубровский, Выгоничский, Жирятинский, Мглинский,
Клетнянский и Почепский районы.
Остальные 13 районов области в 1986 г. имели плотность загрязнения почв
радионуклидами от 37 до 185 кБк/м2 «Рисунок 8».
50
Рисунок 8- Плотность загрязнения почвы цезием-137
Мониторинг радиационной обстановки на почвах сельскохозяйственных
угодий, показывает, что в 2014 году 384,4 тыс.га относится к разряду
загрязненных(свыше 37 кБк/м2). Почв нуждающихся в проведении защитных
реабилитационных мероприятиях (выше 185 кБк/м2)-143,3 тыс.га, а в 2015 году
366,5 тыс.га относится к разряду загрязненных, а почв нуждающихся в защитных
мероприятиях 134,8 тыс.га «Рисунок 9».
Таким
образом,
изменение
загрязнения почв
говорит о
стабилизируется,
то
есть
том,
средневзвешенного
что
радиационная
наблюдается снижение
показателя плотности
ситуация в
уровня
целом
радиоактивного
загрязнения в основном за счет естественного распада и в малой мере за счет
вертикальной и горизонтальной миграции [14].
51
400
350
300
Загрязненные
почвы
250
200
Почвы,нуждающие
ся в защитных
мероприятиях
150
100
50
0
2014
2015
Рисунок 9- Радиационная обстановка на почвах с/х угодий
52
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Постоянно увеличивающаяся антропогенная нагрузка на почвы, связана как
с непосредственным воздействием на них процессами сельскохозяйственного
производства, так и с опосредованным действием различных факторов, что
требует постоянного контроля за экологическим состоянием почвенных систем
различного территориального уровня и регулирования уровня воздействия на них.
Согласно
результатам
проведенных
исследований Брянской
области
установлено, что остаточные количества пестицидов превышающих ПДК за 20132015 года отсутствуют. Только в 2014 году из проанализированных проб
содержание остаточных пестицидов было выявлено в 1 образце картофеля.
Превышение
уровня
нитратного
загрязнения сельскохозяйственной
продукции в 2013 - 2014 годах было выявлено на площади 60,0 га и в 2 образцах.
Превышение максимально допустимых уровней (МДУ) по содержанию нитратов
установлено только в картофеле. А в 2015 году превышение уровня загрязнения
продукции выявлено не было.
Невысокое содержание тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных
угодий Брянской
области
экологической обстановке
свидетельствует
и
позволяет
о
достаточно благополучной
получать
нормативно чистую
растениеводческую продукцию.
Превышение содержания ионов тяжелых металлов наблюдается в местах
хранения промышленных отходов, а также объектах очистных сооружений
предприятий коммунального хозяйства. В частности, по цинку зафиксировано
превышение ПДК в 1,2–7,9 раз, по меди – в 1,3–5,7 раз, по никелю – в 4 раза, по
свинцу и хрому – в 1,4–3,2 и 7,5–8,9 раз соответственно.
Повышенное
содержание ионов
тяжелых
металлов отмечается
в
Клинцовском, Карачевском и Новозыбковском районах.
Таким образом, оценка экологического состояния почв Брянской области по
суммарному показателю загрязнению показывает, что категория загрязнения почв
53
допустимая и связано с низким уровнем заболеваемости и минимальной частотой
встречаемости функциональных отклонений.
Однако стоит отметить, что наибольшее превышение ПДК наблюдалось в
пределах мест
хранения жидких
гальваностоков,
которые располагаются
в
пределах промплощадок предприятий, что исключает попадание ионов тяжелых
металлов в почвы сельскохозяйственного назначения и не влияет на изменение
качества растениеводческой продукции.
Радиационно загрязненными оказались юго-западные районы области:
Злынковский, Красногорский, Новозыбковский, Клинцовский, Гордеевский,
Климовский, Стародубский.
К
условно чистым
районам
относятся
Брянский,
Выгоничский,
Жирятинский, Дубровский, Мглинский, Клетнянский, и Почепский районы.
Таким
образом,
изменение
загрязнения почв
говорит о
стабилизируется,
то
есть
том,
средневзвешенного
что
радиационная
наблюдается снижение
загрязнения в основном за счет естественного распада.
показателя плотности
ситуация в
уровня
целом
радиоактивного
54
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Бондалетова, Л.И. Промышленная экология: учебное пособие / Л.И.
Бондалетова, В.Г. Бондалетов.-Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2008. - 247с.
2.Вальков, В.Ф. Почвоведение: учебник / В.Ф. Вальков, К.Ш. Казеев, С.И.
Колесников. – Москва: ИКЦ «МарТ», Ростов н / Д: Издательский центр «МарТ»,
2009. – 496с.
3.Вальков, В.Ф. Экология почв. Часть 3.Загрязнение почв: учебное пособие /
В.Ф. Вальков, К.Ш. Казеев, С.И. Колесников. – Ростов н/Д: УПЛ РГУ, 2004. - 54с.
4.Денисов, В.В. Промышленная экология: учебное пособие / под ред. В.В.
Денисова.- Ростов н/Д: Феникс, М.: ИЦК «МарТ», Ростов н/Д Издательский центр
«МарТ», 2009. – 720с.
5.Добровольский, Г.В. Деградация и охрана почв: учебник / под общей ред.
Акад. РАН Г.В. Добровольского. – М.: Изд-во МГУ, 2002. - 654с.
6.Кривошеин, Д.А. Экология и безопасность жизнедеятельности: учебное
пособие / Д.А. Кривошеин, Л.А. Муравей, Н.Н. Роева, под ред. Л.А. Муравья. –
М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.
7. Медведева, В.Т. Инженерная экология: учебник / В.Т. Медведева.-М.:
Гардарики, 2002.- 687 с
8.Мотузова, Г.В. Химическое загрязнение биосферы и его экологические
последствия: учебник / Г.В. Мотузова, Е.А. Карпова.- М.: Изд-во Московского
университета, 2013. – 304с.
9.Мотылев, С.В. Природные ресурсы окружающей среды Брянской области:
Годовой доклад об экологической ситуации в Брянской области в 2015г:
Департамент природных ресурсов и экологии Брянской области / С.В.Мотылев.Брянск, 2016. - 236с.
10.Новиков, Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: учебное пособие
/ Ю.В. Новиков.- М.: ФАИН-ПРЕСС, 2005. – 736с.
55
11.Орлов, Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении:
учебное пособие / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозаковская.- М.:
Высш.шк,-2002. - 334с.
12.Павлов,
А.Н.
Экология:
рациональное
природопользование и
безопасность жизнедеятельности: учебное пособие / А.Н.Павлов.- М.: Высш.шк,
2005. – 343с.
13.Подавалов, Ю.А. Экология нефтегазового производства: монография /
Ю.А. Подавалов.- Москва.: Инфра-Инженерия, 2010. – 416с.
14.Цублова, Е.Г. Природные ресурсы окружающей среды Брянской области:
Годовой доклад об экологической ситуации в Брянской области в 2013г:
Департамент природных ресурсов и экологии Брянской области / Е.Г. Цублова,
Г.В. Левкина.- Брянск, 2014.-219с.
15.Цублова, Е.Г. Природные ресурсы окружающей среды Брянской области:
Годовой доклад об экологической ситуации в Брянской области в 2014г:
Департамент природных ресурсов и экологии Брянской области / Е.Г. Цублова,
Г.В. Левкина.- Брянск, 2015.-234с.
16.Шапиро, Я.С. Агробиология: учебное пособие / Я.С. Шапиро.- Спб.:
Проспект Науки, 2009. – 280с.
17.Антропогенное воздействие на почву: [Электронный ресурс].- Режим
доступа: http://www.bestreferat.ru/referat-180045.html - Дата доступа: 30.05.2016.
18.Брянск
«Today»:
[Электронный
ресурс].-
Режим
доступа:
http://bryansktoday.ru/2015012718119/society/V-Bryanskoy-oblasti-ne-hvataetpoligonov-dlya-utilizatsii-musora.html - Дата доступа:20.02.2017.
19.Брянская область - общие сведения: [Электронный ресурс].- Режим
доступа: http://geocentr-msk.ru/content/view/31/37 - Дата доступа: 10.02.2017.
20.Бытовые отходы - источник загрязнения почвы: [Электронный ресурс].Режим доступа: http://www.eurolab.ua/encyclopedia/3863/34316/ - Дата доступа:
22.04.2016.
21.Влияние на организм человека пестицидов: [Электронный ресурс].Режим доступа: http://parnik-teplitsa.ru – Дата доступа: 23.11.2016.
56
22.Глобальные экологические проблемы нашего времени: [Электронный
ресурс].- Режим доступа:
http://works.doklad.ru/view/Xdha81p9paw/2.html- Дата
доступа: 13.01.2017.
23.Гончаров, О.Г. Основы агрохимии: [Электронный ресурс].- Режим
доступа:
http://k-a-t.ru/agro/2-pochva_praktik2/index.shtml
-
Дата
доступа:
25.10.2016.
24.Загрязнение и истощение почвы: [Электронный ресурс].- Режим доступа:
http://legkopolezno.ru/ekologiya/globalnye-problemy/zagryaznenie-pochvy/
-
Дата
доступа: 12.01.2017.
25. Загрязнение человеком почвы и его последствия. Оценка загрязнения
почв:
[Электронный
ресурс].
-
Режим доступа:
http://fb.ru/article/161501/zagryaznenie-chelovekom-pochvyi-i-ego-posledstviyaotsenka-zagryazneniya-pochv - Дата доступа: 06.05.2016.
26.Методы определения общего азота: [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://www.studfiles.ru/preview/6147818/page:3/- Дата доступа: 13.12.2016.
27.Методы определения тяжелых металлов в почве: [Электронный ресурс].Режим доступа: http://bibliofond.ru/view.aspx?id=876337- Дата доступа: 08.01.2017.
28.Определение металлов в почве: [Электронный ресурс].- Режим доступа:
http://ecology-of.ru/priroda/kak-opredelyayutsya-metally-v-pochve
-
Дата
доступа:28.12.2016.
29.Определение пестицидов в почве: [Электронный ресурс].- Режим
доступа: http://nortest.pro/stati/pochva/opredelenie-pestitsidov-v-pochve.html - Дата
доступа: 23.12.2016.
30.Основные загрязнители почв: [Электронный ресурс].- Режим доступа:
http://biofile.ru/bio/22146.html - Дата доступа: 22.04.2016.
31.Основные источники загрязнения почв: [Электронный ресурс].- Режим
доступа:
http://www.syl.ru/article/168206/new_istochniki-zagryazneniya-pochvyi-
osnovnyie-istochniki-zagryazneniya-pochv - Дата доступа: 12.04.2016
57
32.Охрана почв от загрязнения: [Электронный ресурс].- Режим доступа:
http://www.km.ru/referats/47e29d2953e54def83456a1f0b3104da
-
Дата
доступа:
06.05.2016.
33.Охрана почв от загрязнения тяжелыми металлами: [Электронный
ресурс].-
Режим доступа:
http://naparah.com/ekologiya/09151729.html
-
Дата
доступа: 06.06.2016.
34.Оценка степени загрязнения почв: [Электронный ресурс].- Режим
доступа:
http://revolution.allbest.ru/geology/00528272_0.html
-
Дата
доступа:
20.01.2017.
35.Пестициды
и
их
виды:
[Электронный
ресурс].-
Режим доступа:
http://agrohimiya.info/pestitsidy-i-ih-vidy - Дата доступа: 15.11.2016.
36.Почва и ее загрязнение: [Электронный ресурс].- Режим доступа:
http://ecology-of.ru/priroda/pochva-i-ee-zagryaznenie -Дата доступа 13.04.2016.
37.Свойства, состав и типы почв: [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.nnre.ru – Дата доступа: 28.10.2016.
38.Почвы
России:
[Электронный
ресурс].
Режим доступа:
https://geographyofrussia.com/pochvy-rossii/ - Дата доступа: 05.05.2016.
39.Строение
почвы:
[Электронный
ресурс].
–
Режим доступа:
http://agronomiy.ru/stroenie_pochvi.html – Дата доступа: 22.10.2016.
40.Типы
почв:
[Электронный
ресурс].
Режим доступа:
http://rospriroda.ru/?p=27 – Дата доступа: 11.05.2016.
41.Удобрение: влияние на растения, почву, человека: [Электронный ресурс].
– Режим доступа: http://www.greenrussia.ru - Дата доступа: 28.11.2016.
42.Урусова, В.В. Влияние бытовых отходов на экологическое состояние
почвы:
[Электронный
ресурс].-
Режим доступа:
http://www.scienceforum.ru/2016/1885/24743- Дата доступа: 08.12.2016.
43.Учебно-методический комплекс: [Электронный ресурс].- Режим доступа:
http://textarchive.ru/c-2684763-p6.html - Дата доступа: 26.01.2017.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа