Почвенные ресурсы земного шара ограничены. В результате неправильной эксплуатации почвенного покрова имеет место разрушение почв, утрата ими плодородия и отчуждение земель из активного сельскохозяйственного использования. Все это подчеркивает необходимость бережного и рационального использования почвенных ресурсов, охраны почв.
Охрана почв

Охрана почв – острейшая глобальная проблема сегодняшнего дня, с которой непосредственно связана проблема обеспечения продовольствием все возрастающего населения планеты. Охрана и использование земель – это система мероприятий, направленная на защиту, качественное улучшение и рациональное использование земельных ресурсов. Охрана почв необходима для сохранения и приумножения плодородия почв, для поддержания устойчивости в биосфере.

Основные потери продуктивных земель и их плодородия связаны с эрозией почвы, вторичным заселением орошаемых почв, уничтожением растительности и почв в связи с разработкой ископаемых, проведением различных строительных работ, а также в связи с загрязнением различными вредными веществами, потерей гумуса и др.

Эрозия почв наносит наибольший урон почвенному покрову. Предупреждение развития эрозионных процессов, конкретные меры борьбы с эрозией составляют важнейшее звено охраны почв (эти вопросы рассмотрены в соответствующем разделе).

Вторичное засоление наносит значительный ущерб почвенному плодородию, приводит к резкому снижению продуктивности полей или полному их исключению из активного сельскохозяйственного использования. Распространено в засушливых областях с поливным земледелием.

Главными причинами вторичного (антропогенного) засоления почв являются бездренажное орошение и неконтролируемая подача воды, приводящая к подъему уровня грунтовых вод и энергичному соленакоплению за счет испарения воды. Этому способствует также орошение водой с повышенной минерализацией.

Для предупреждения вторичного засоления необходим постоянный контроль за водно-солевым режимом на орошенных землях.

Загрязнение почв – процесс поступления и накопления (до токсичных количеств) разного рода веществ, химических элементов, ухудшающих свойства среды обитания биоты.

Источниками загрязнения почвенного покрова являются промышленные центры, транспорт, сельскохозяйственное производство.

Ежегодно на поверхность почвы поступает огромное количество различных веществ из атмосферы, при внесении различного рода пестицидов и балластных веществ с удобрениями. Благодаря своим свойствам почва является приемником большинства химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Она – главный аккумулятор, сорбент и разрушитель токсикантов. Масштабы поступлений токсикантов в биосферу возрастают. Возникает проблема загрязнения почв. Общая площадь сельхозугодий, загрязненных выбросами предприятий городов, промышленных центров и автотранспорта, превышает в Беларуси 0,6 млн. га.

Производственная деятельность человека превратилась в глобальный геохимический фактор, получивший название техногенез.

Минеральные техногенные выбросы возникают в результате сжигания топлива или от газообразных и аэрозольных отходов промышленных предприятий. С техногенными выбросами на поверхность почв поступают загрязнители окружающей среды. Среди них наиболее опасными считают ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, селен и фтор. Отрицательные последствия этого загрязнения связаны с ухудшением свойств почв (изменение реакции, микробиологического и в целом биологического режима), а также в связи с поступлением токсичных элементов в растения и затем в организм животных и человека. Поступление с продуктами питания в организм человека токсичных элементов вызывает тяжелые заболевания.

В районах, где наблюдается значительное выпадение из атмосферы веществ, содержащих серу (SO2 и др.), отмечается резкое подкисление почвы.

Серьезным источником загрязнения среды свинцом является автомобильный транспорт, что связано с добавлением его в бензин для подавления детонации. С выхлопными газами свинец в форме дисперсных сульфатов, нитратов и других выбрасывается в воздух. Большая часть выбросов оседает вдоль автомагистралей на поверхности почв и растительности. Так образуются природные геохимические аномалии свинца шириной в зависимости от интенсивности движения автотранспорта от нескольких десятков метров до 300–400 метров.

Загрязнение почв, связанное с сельскохозяйственным производством, в условиях Беларуси проявляется в избыточном накоплении химических веществ в результате применения пестицидов, внесения минеральных удобрений, а также чрезмерного полива сельхозугодий стоками животноводческих комплексов.

Пестициды сохраняют значительную часть урожая, поэтому их применение стало быстро внедряться в сельское хозяйство. Однако вскоре были обнаружены многочисленные отрицательные последствия их применения: возможность интоксикации человека и животных; нарушение состава популяций биоценозов и угнетение полезной фауны; возникновение популяций вредителей, устойчивых к пестицидам; изменение биологической активности почв и др. В Беларуси пестицидами обрабатывается ежегодно около 3,5 млн. га сельхозугодий.

Интенсивное применение минеральных удобрений является фактором позитивного воздействия на агрохимические свойства почв. Вместе с тем оно может вызвать проявление и негативных последствий, связанных с избыточным накоплением химических соединений в почве, растениях, водоемах. Особую опасность представляет загрязнение окружающей среды нитратами, хлором.

Загрязнение почв радиоактивными веществами обусловлено главным образом испытанием в атмосфере атомного и ядерного оружия, авариями на атомных электростанциях. Выпадая с радиоактивными осадками Sr, 137Cs и другие нуклиды, поступают в растения, а затем с продуктами питания в организм человека, вызывает радиоактивное заражение. Путем подбора культур, применения минеральных удобрений, запахивания верхнего слоя почвы на глубину 40–50 см и других агротехнических приемов можно значительно снизить неблагоприятные последствия радиоактивного загрязнения почвы.

Проблема загрязнения почв радионуклидами особенно остра для территории Беларуси – в результате аварии на Чернобыльской АЭС 23% территории оказалось загрязненной радиоактивными веществами.

Стратегия принципов по предотвращению загрязнения почв сложна и многогранна. В промышленности и энергетике должен быть осуществлен переход на мало- и безотходную технологию (экологизация экономики). В сельском хозяйстве необходимо шире внедрять эффективные агротехнические и биологические средства борьбы с вредными организмами, применять малоопасные пестициды, исключающие загрязнение среды, соблюдать научно-обоснованные технологии использования минеральных удобрений.

Важное значение имеет создание системы непрерывного контроля и наблюдения (мониторинга) за состоянием природной среды, в том числе почвенного покрова.

Следует подчеркнуть исключительную роль природоохранного образования и воспитания (экологизация сознания), природоохранного законодательства.

Источник: kto.guru

Загрязнение сельскохозяйственных земель

Основным средством производства для сельского хозяйства являются пахотные земли, качество которых вызывает большую тревогу ученых. Сельскохозяйственные земли подвергаются опасным загрязнителям, среди которых тяжелые металлы. Основной путь поступления их в почву – атмосферные осадки.

В черноземной почве, например, тяжелые металлы накапливаются в верхней части профиля. Здесь находится геохимический барьер, на котором за счет биогенной аккумуляции происходит накопление микроэлементов:

  • $Mg$,
  • $Na$,
  • $Sr$,
  • $Mn$,
  • $Cu$,
  • $Zn$,
  • $Hg$,
  • и др.

Источниками тяжелых металлов являются промышленность и автотранспорт, а также применяемые удобрения и ядохимикаты.

Надо сказать, что использование удобрений и ядохимикатов в России несколько снизилось.

Техногенные выбросы в виде органических и металлоорганических соединений тоже негативно воздействуют и загрязняют почву. Многие из них обладают способностью сохраняться в почве длительное время, оставаясь при этом токсичными и даже образуя ещё более токсичные метаболиты. Большая опасность заключается в том, что загрязненная токсикантами и их метаболитами почва, сама становится источником загрязнения продуктов растительного и животного происхождения, атмосферы и водных ресурсов.

Одним из опаснейших загрязнителей почвы в наше время стало радиоактивное загрязнение, как следствие испытания атомного и ядерного оружия в атмосфере, К сожалению, отдельные государства и сегодня продолжают эти испытания. Радионуклиды $90 Sr$ и $137 Cs$ оседают на поверхности растений и почвы, выпадая с радиоактивными осадками, и вместе с продуктами поступают в организм человека, приводя к внутреннему облучению. Возникнуть радиоактивное загрязнение может при аварийных ситуациях на атомных электростанциях.

Загрязняют сельскохозяйственные земли и крупные животноводческие комплексы. Продукт жизнедеятельности животных или просто навоз, складируется в специальных бетонных ёмкостях. При их изношенности талые воды или атмосферные осадки вымывают это органическое удобрение. Вместе с водой оно поступает в водоёмы, загрязняя их.

Загрязнения почв сельскохозяйственных районов в России тщательно контролируются. Большое внимание уделяется контролю над фоновым загрязнением почвенного покрова. Все применяемые в сельскохозяйственных почвах пестициды контролируются в обязательном порядке. Содержание в почве гексахлорциклогексана, гранозана, полихлорпропилена, метафоса, цирама, севина, гептахлора, карбитиоа и др. определяется не только сразу после обработок, но, и в последующее время для определения скорости разложения.

Несмотря на то, что в России препарат ДДТ или просто дуст запрещен к применению, контроль его содержания продолжается. Связано это с тем, что ДДТ очень стойкий и может длительное время присутствовать в почвах и загрязнять их.

Защита земель от загрязнения

Степень оценки может быть допустимая, умеренно опасная, высоко опасная, чрезвычайно опасная. Оценке подлежит и класс опасности химических веществ.

Контроль почвы осуществляет Росприроднадзор, а мониторинг могут проводить организации, имеющие лицензию.

Меры по охране почв в стране проводятся, например, для борьбы с деградацией проводят мероприятия по защите почв от засоления и заболачивания. С этой целью ведутся осушительные работы по снижению уровня грунтовых вод и промывка орошаемых участков с соблюдением норм полива.

Различные мероприятия проводятся в борьбе с эрозией почв:

  1. С помощью корневой системы растений закрепляют почву;
  2. Создают замкнутый растительный покров;
  3. На склонах производят чередование различных видов растительности;
  4. Земли на склонах распахивают поперек;
  5. Склоны террасируют;
  6. Производится высадка защитных лесополос, с целью снижения скорости ветра в приземном слое;
  7. Высаживаемые культуры чередуют полосами;
  8. Обработку почвы минимизируют;
  9. Использование природных методов борьбы с вредителями при минимальном использовании пестицидов.
  10. При добыче полезных ископаемых нарушается структура земельных участков, Комплексной мерой по её восстановлению является рекультивация земель. К методам рекультивации относятся:
  11. Для восстановления сельхозугодий осуществляется подготовка земель;
  12. С целью подготовки земель происходит высаживание лесов;
  13. Формируются зоны отдыха и спорта, парки и турбазы;
  14. На непригодных к использованию участках проводятся санитарно-гигиенические мероприятия.

Оптимальное использование природных ресурсов, совершенствование структуры посевных площадей, расширение запасов водных ресурсов, нормирование по использованию пастбищ предупреждают опустынивание земель.

Большую роль играет один из важнейших методов борьбы с загрязнением почв – строительство специализированных предприятий по утилизации отходов и стимулирование безотходного производства.

Источник: spravochnick.ru

Эффект использования вторичного сырья по отношению к производству из первичного сырья, %

Производство

Достигаемый эффект

стали из

стекла из

бумаги

железно­

стекло­

из маку­

го лома

боя

латуры

Сокращение загрязнения:

— воздуха

86

14

73

— воды

76

35

— земель и почвы

57

79

39

Экономия:

— энергии

74

6

70

— воды

40

50

61

— первичных ресурсов

90

54

100

— вовлечение отходов в хозяйственный оборот в каче­стве дополнительных источников сырья.

Сейчас технически невозможно использовать 2/3 обра­зующихся отходов, причем капитальные вложения при пе­реработке вторичного сырья примерно в 4 раза меньше, чем первичного. Эколого-экономический эффект использова­ния вторичного сырья на примере трех видов продукции представлен в табл. 3.7.

Твердые промышленные отходы (ТПО). Большая доля в об­щем объеме твердых отходов принадлежит металлическим от­ходам. Вторичные ресурсы металлов складываются из лома (43 %) и отходов (57 % ). Ломом называют изношенные и вы­шедшие из употребления детали и изделия из металлов. От­ходы — металлы, получаемые при механической обработке отливок и других заготовок, а также не поддающийся исправ­лению брак в процессе производства.

Основные операции первичной переработки металлоот- ходов — сортировка, разделка и механическая обработка. Сортировка заключается в разделении лома и отходов по ви­дам металлов. Разделка лома состоит в удалении неметал­лических включений. Механическая обработка включает рубку, резку, пакетирование и брикетирование на прессах. Брикетированию подвергается сухая неокисленная стружка одного вида, не содержащая посторонних примесей. Каждая партия металлоотходов должна сопровождаться удостовере­нием о взрывобезопасности и безвредности.

Отходы древесины широко используются для изготовле­ния древесно-стружечных плит.

В РФ за счет использования вторичного сырья произво­дится 30 % стали, 25 % бумаги, 20 % цветных металлов. Однако существуют пределы в утилизации отходов. По мере увеличения доли вторичного сырья в материальных циклах идет накопление примесного вещества. Например, в стали, выплавленной из металлолома, накапливается медь, цинк, кобальт. При увеличении степени утилизации отходов тре­буются большие затраты энергии на очистку и сепарацию данного вида отхода. Из этой закономерности следует вывод о принципиальной недостижимости 100 % -ной утилизации отходов, создания абсолютно безотходного производства.

На большинстве предприятий пластмассы и древесные отходы входят в состав промышленного мусора, при этом разделение мусора на отдельные его компоненты оказыва­ется экономически нецелесообразным. В настоящее время создаются новые технологии обработки, утилизации и лик­видации промышленного мусора. Качественный и количе­ственный состав промышленного мусора любого предпри­ятия примерно стабилен, поэтому технология переработки мусора разрабатываются применительно к конкретному предприятию.

В соответствии с Санитарными правилами «Порядок на­копления, транспортировки, обезвреживания и захороне­ния токсичных промышленных отходов» (1985) промыш­ленные отходы подразделяются на четыре класса: I — класс чрезвычайно опасные (наличие в отходах ртути, хромово­кислого калия, оксида мышьяка и других токсичных ве­ществ); II класс — высоко опасные (наличие хлористой ме­ди и никеля, азотистого свинца, сурьмы и др.); III класс — умеренно опасные (наличие, например, сернокислой меди, оксида свинца, четыреххлористого углерода); IV класс — мало опасные.

Примерный перечень компонентов неутилизируемых твердых промышленных отходов и их содержание, % масс, приведен ниже:

3.6. Запщта урбанизированных территорий и природных зон от опасного воздействия техносферы (региональная защита) 1

3.6.1. Этапы стратегии по защите от отходов техносферы 1

3.6.2. Защита атмосферного воздуха от выбросов 3

3.6.3. Защита гидросферы от стоков 10

3.6.4. Защита земель и почв от загрязнения 13

3.6.5. Защита от энергетических потоков и радиоактивных отходов 17

3.6.6. Защита от чрезвычайных техногенных опасностей 20

3.6.7. Экспертная оценка опасностей объекта экономики и его продукции 24

3.6.7.1. Экологическая экспертиза 24

3.6.7.2. Декларация промышленной безопасности 25

3.6.7.3. Технические регламенты 26

3.7. Защита от глобальных опасностей 28

3.8. Минимизация антропогенно-техногенных опасностей 31

Руководитель объекта экономики обязан организовать сбор, временное хранение отходов на территории предпри­ятия, рассчитать норматив образования отходов, согласо­вать лимит на размещение отходов и составить паспорт опасных отходов.

Обработку твердых отходов целесообразно проводить в местах их образования, что сокращает затраты на погрузочно- разгрузочные работы, снижает безвозвратные потери при перевалке и транспортировке. Нетоксичные отходы исполь­зуются для засыпки оврагов, в качестве изолирующего ма­териала на свалках бытовых отходов, при строительстве до­рог и дамб. Часть токсичных отходов слаборастворимых в воде III и IV классов опасности допускается для совмест­ного складирования и сжигания с твердыми бытовыми отхо­дами при условии соблюдения санитарно-гигиенических тре­бований.

Токсичные промышленные отходы должны подвергаться обработке на специальном региональном полигоне, где осу­ществляют прием, учет и сбор токсичных отходов, их обез­вреживание и захоронение.

Статистика промышленных стран Европы показала, что подавляющее количество токсичных промышленных отхо­дов (до 80 % ) имеют органическое происхождение. По фи­

зическому состоянию они делятся на следующие виды:

Твердые органического происхождения 50…60 %

Пасты и шламы органического происхождения 10…45 %

Жидкие органические отходы 10…15%

Шламы, содержащие органические и минеральные

загрязнения 6…8 %

Отходы неорганические 8… 10 %

Наиболее распространенными методами обезврежива­ния отходов в настоящее время являются:

— для отходов органического происхождения — сжига­

ние при высоких температурах 900… 1100 °С (при наличии галогеносодержащих соединений до 1200… 1400 °С); при этом методе большая часть всех токсичных отходов обезвре­живается , а объем несгоревших остатков может быть дове­ден до 10 % их первоначального объема;

— для неорганических веществ — физико-химическая обработка, которая приводит к образованию безвредных, нерастворимых в воде соединений.

Твердые бытовые отходы (ТБО). Морфологический со­став городских ТБО (%) приведен ниже:

3.6. Запщта урбанизированных территорий и природных зон от опасного воздействия техносферы (региональная защита) 1

3.6.1. Этапы стратегии по защите от отходов техносферы 1

3.6.2. Защита атмосферного воздуха от выбросов 3

3.6.3. Защита гидросферы от стоков 10

3.6.4. Защита земель и почв от загрязнения 13

3.6.5. Защита от энергетических потоков и радиоактивных отходов 17

3.6.6. Защита от чрезвычайных техногенных опасностей 21

3.6.7. Экспертная оценка опасностей объекта экономики и его продукции 24

3.6.7.1. Экологическая экспертиза 24

3.6.7.2. Декларация промышленной безопасности 25

3.6.7.3. Технические регламенты 27

3.7. Защита от глобальных опасностей 28

3.8. Минимизация антропогенно-техногенных опасностей 31

В мировой практике известно более 20 методов перера­ботки ТБО. Наибольшее практическое распространение по­лучили следующие методы: складирование на свалке или полигоне, сжигание, компостирование, комплекс компо­стирования и сжигания.

Полигон ТБО — наиболее простое и дешевое сооружение — устраивают там, где основанием могут служить глины и тя­желые суглинки. Основная масса ТБО вывозится на такие свалки, которые являются источниками загрязнения почвы, грунтовых вод и атмосферы, служат рассадником мух, птиц и крыс.

Самая серьезная проблема свалок — это загрязнение грунтовых вод. Вода с растворенными в ней загрязнителями называется фильтратом, в котором наряду с остатками раз­лагающейся органики, красителей и другими химикатами, присутствует железо, ртуть, свинец, цинк и другие металлы из ржавеющих консервных банок, разряженных батареек и других электроприборов.

Вторая проблема (особенно на полигонах) — образова­ние метана. У захороненного мусора нет доступа к кисло­роду. Поэтому его разложение идет с образованием биогаза, на 2/3 состоящего из легковоспламеняющегося метана* Об­разуясь в толще захоронения отходов, он может распростра­няться в земле горизонтально, проникать в подвалы зданий, тоннели коммуникаций, накапливаться там и взрываться. Метан отравляет корни, губит растительность в местах за­хоронения отходов.

На рис. 3.34 представлена схема современного полигона для захоронения отходов с системой защиты окружающей среды. Могильник расположен на возвышенности, значи­тельно выше уровня грунтовых вод. Дно его изолировано уплотненным слоем глины, на котором находится слой щеб­ня для отвода фильтрата и метана. Один слой мусора укла­дывается на другой, уплотняется, засыпается грунтом так, что получается пирамидообразная насыпь, с которой стека­ет вода. Могильник окружен скважинами, с помощью ко­торых ведется мониторинг загрязнения грунтовых вод. По периметру всей территории полигона ТБО устраивается лег­кое ограждение, осушительная траншея глубиной более 2 м или вал высотой не более 2 м.

К 2010 г. страны ЕЭС предлагают на 100 % запретить за­хоронение ТБО на полигонах. Такие отходы будут либо сжи­гать, либо перерабатывать. В Москве в 2009 г. до 80 % ТБО отправляют на свалки, которые уже через 3…5 лет исчерпают свой ресурс (площадь свалок составляет около 800 га).

Мусоросжигательные заводы (МСЗ) по­лучили значительное распространение в стра­нах с высокой плотностью населения и де­фицитом свободных площадей. В Москве в настоящее время работают три таких за­вода, а создание еще шести остановлено в 2009 г.

Главный недостаток МСЗ — трудность очистки от примесей отходящих в атмосфе­ру газов, особенно от диоксинов. Для сни­жения экологической опасности приходит­ся предусматривать многоступенчатую газо­очистку, что существенно увеличивает капитальные затраты.

Высокая степень очистки дымовых газов полностью достигается за счет установки ре­актора, в котором активированный уголь улавливает диоксины, фураньг и соединения тяжелых металлов; известковое молоко ней­трализует S02, HF, НС1; концентрация NOx существенно снижается за счет системы впрыска карбамида; рукавный фильтр улав­ливает летучую золу.

Образующиеся при сжигании ТБО шлак, зола и нерастворимые соли кальция из реактора перерабатываются в строитель­ные материалы. Утилизация вырабатывае­мой теплоты (30 т пара в час) позволяет пол­ностью обеспечить потребности завода в те­пловой и электрической энергии.

Мусороперерабатывающие заводы, рабо­тающие по технологии компостирования, эксплуатируются во многих европейских странах. При этой технологии ТБО сортируются, обезвре­живаются и превращаются в компост — органическое удоб­рение, используемое, например, для городского озеленения или в качестве биотоплива для теплиц.

Комплексные заводы включают в себя технологические линии по компостированию влагосодержащих органиче­ских фракций, сжиганию сухих фракций и вторичному ис­пользованию других фракций ТБО. Такая технология может быть осуществлена только при активном участии всего на­селения, когда первичная сортировка отходов ведется насе­лением раздельно в специальные контейнеры для пищевых отходов, стекла, полимеров, макулатуры и т. п.

Сравнительные экономические показатели различных технологий обезвреживания и утилизации ТБО приведены в табл. 3.8.

Одним из перспективных способов переработки ТБО счи­тается технология «гидросепарирования отходов», нашедшая применение в Австралии, Израиле. При этом разделение ТБО на отдельные компоненты осуществляется в водной среде, что экономически (в 3 раза дешевле, чем сжигание) и экологиче­ски (в 10 раз меньше загрязнений) оправдано.

В нашей стране в связи с недостаточным количеством полигонов для складирования и захоронения промышлен­ных и бытовых отходов широко распространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды.

Рис. 3.34. Система защиты грунтовых вод на свалках

Как защитить почву от загрязнения

Таблица 3.8

Источник: StudFiles.net