Мероприятия по мелиорации почв, загрязненных тяжелыми металлами.

В большинстве промышленных стран Запада благодаря использованию современных промышленных технологий и высокой степени очистки атмосферных выбросов от вредных аэрозолей острота проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами на локальном уровне в последние годы значительно ослаблена и преодолевается. В нашей стране переработка огромных масс сырьевых и энергетических ресурсов вызывала и продолжает вызывать возникновение многих экологических проблем.

Основные направления природоохранной деятельности должны быть сосредоточены, в первую очередь, на резком сокращении выбросов вредных веществ в атмосферу. Реальность, однако, такова, что безотходных производств нет и, по-видимому, не будет. Необходимо стремиться к созданию малоотходных технологий.

Для снижения загрязнения придорожных территорий продуктами сгорания автомобильного топлива целесообразны организация санитарно-защитных зон и высадка лесополос. Сформированные защитные насаждения предотвращают необратимое накопление выбросов автотранспорта в придорожных полосах и сохраняют хозяйственную ценность этих земель.

Перечислим различные способы химической мелиорации почв, загрязненных тяжелыми металлами:

- один из самых распространенных способов – известкование, которое увеличивает поглотительную способность почв, изменяет состав поглощенных оснований в твердой фазе почвы: водород и обменный алюминий в значительной степени замещаются кальцием;

- внесение органического вещества. Органическое вещество выступает как хороший адсорбент катионов и анионов, повышает буферность почв, понижает концентрацию солей в почвенном растворе. Все это способствует снижению фитотоксичности многовалентных тяжелых металлов, препятствует их поступлению в растения;

- применение ионообменных смол, которые содержат карбоновые и гидроксильные группы. Смолы используют в кислотной форме, либо в форме, насыщенной ионами кальция, калия, магния или их смесью и вносят в почву в виде гранул или порошка в количестве, зависящем от содержания тяжелых металлов;

- существенном снижении фитотоксичности большинства тяжелых металлов в результате образования в почве труднорастворимых солей. Так, обогащение почв растворимыми соединениями ортофосфорной кислоты, с одной стороны, повышает содержание фосфора в почве, улучшая тем самым ее плодородие, с другой стороны – способствует образованию нерастворимых соединений тяжелых металлов. Данный прием наиболее эффективен при сильном загрязнении почв, так как для образования нерастворимого осадка нужна определенная концентрация, обеспечивающая образование насыщенного раствора соли того металла, осаждения которого нам необходимо добиться. Наиболее эффективен этот прием в тех случаях, когда можно ожидать соединения металла с анионом кислоты, образующей соль с очень низким произведением растворимости; к таким анионам относятся фосфаты, карбонаты, силикаты и некоторые другие.

Заслуживает внимания особый вид мелиорации – фитомелиорация.

5.2.5. Пестициды в природных средах

Пестицид – химическое соединение, используемое для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, изделий из шерсти, хлопка, кожи, для уничтожения эктопаразитов животных и борьбы с переносчиками опасных заболеваний.

К пестицидам также относят вещества, используемые для:

- регуляции роста и развития растений (ауксины, гибериллины, ретарданты);

- удаления листьев (дефолианты);

- уничтожения растений на корню (десиканты);

- удаления цветов и завязей (дефлоранты);

- отпугивания животных (репелленты), их привлечение (аттрактанты) и стерилизации (хемостирилизаторы).

Препараты, используемые для уничтожения животных, называют инсектицидами.

Использование пестицидов неизбежно отрицательно влияет на экосистемы любого уровня и на здоровье человека. Пестициды следует использовать по назначению, в минимально необходимом количестве и лишь там, где химические средства защиты нельзя пока заменить биологическими. Из закона «физико-химического единства живого вещества» вытекает следствие: вредное для одной части живого вещества не может быть безразлично для другой ее части. Поэтому любые физико-химические агенты, смертельные для одних организмов, не могут не оказывать вредного влияния на другие организмы.

Помимо того, что химические вещества опасны для человека и теплокровных, они также способны вызывать устойчивость у вредных организмов, тем самым содействуя возникновению новых, более вредных и опасных видов организмов. Кроме того, химические вещества могут нарушать веками сложившиеся взаимодействия в природе между животными и растениями.

В 70-х гг. прошлого века многие страны применяли стойкие в объектах внешней среды химические вещества, что привело к накоплению и циркуляции химических веществ в объектах внешней среды. Классический пример – применение в сельском хозяйстве ДДТ (дуста) для борьбы с вредителями. Его следы были обнаружены даже в организмах пингвинов, проживающих в Антарктиде.

Для того чтобы обезопасить действие пестицидов на окружающую среду, необходимо выполнять следующие требования:

- все химические вещества должны обладать токсичностью, ядовитостью для соответствующих вредных организмов и одновременно быть безопасными для человека и теплокровных;

- пестициды должны быть безвредными для защищаемых растений и оказывать стимулирующее действие на рост и развитие;

- они не должны вызывать отдаленные последствия для человека, т.е. не должны быть:

• канцерогенными (вызывать злокачественные опухоли);

• тератогенными (вызывать уродства при рождении);

• мутагенными (вызывать мутации);

• кумуляционными (накапливаться во внешней среде);

• персистентными (стойкими в объектах среды);

Если вещество вносится в почву, то оно не должно превышать одного сезона для средств борьбы с сезонной растительностью и 2-х сезонов с почвообитающими вредителями. При этом не должно поглощаться растениями и накапливаться в плодах и других частях растений, используемых в пищу;

• пестициды должны быть безопасными с точки зрения хранения, т.е. не горючими, взрывобезопасными;

• пестициды должны хорошо совмещаться в процессе применения;

• быть удобными с точки зрения транспортировки;

• иметь дешевую сырьевую базу для производства, низкую стоимость;

• они должны соответствовать ГОСТ.

Государственный стандарт на пестицид отражает точное название действующего вещества. Действующее вещество – это химическое вещество, входящее в состав пестицида и оказывающее на вредный организм токсическое действие.

ГОСТ подлежат опасные сопутствующие вещества: вещества с 2-й, 3-й связью, наличие иона Н⁺, который вызывает ожог растений.

Если пестицид выпускается в виде порошка, то нормируется:

• степень помола порошка и пылевидных препаратов, внешний вид, цвет и запах;

• правила отбора проб для анализа;

• сам метод анализа;

• упаковка препарата и условия хранения.

Для предотвращения негативных действий пестицидов на биоценозы необходимо:

• проводить химические мероприятия после тщательного обследования посевов и изучения численности вредных организмов, их хищников и вредных паразитов в течение вегетационного периода;

• учитывать возможность выработки у вредных организмов устойчивости к пестицидам;

• проводить мероприятия при достижении экономического порога вредности;

• синтезировать химические вещества избирательного действия;

• правильно выбрать срок обработки, когда полезные насекомые находятся в недоступных местах;

• совершенствовать формы и способы внесения препаратов;

• работать в оптимальные сроки.

Если в растение поступает небольшое количество вещества, то оно начинает хорошо расти, усиливается содержание витамина в плодах – это действие называется стимулирующим. При увеличении количеств токсиканта, поступающего в растение, растения начинают отставать в росте, т.е. он оказывает угнетающее действие.

При поступлении очень больших количеств химических веществ наблюдается гибель растений – фитоцидность. При фитоцидности наблюдается снижение всхожести и энергии прорастания растений, ожоги, хлороз, опадение листьев и завязей, нарушение нормального плодообразования и т.д.

Токсикология – наука о ядах и их действии на организм.

Агрономическая токсикология – это раздел токсикологии по изучению свойств пестицидов, применяемых в практике сельского хозяйства страны.

Токсичность пестицидов – свойство пестицидов в определенных количествах нарушать нормальную жизнедеятельность вредного организма и вызывать его гибель.

Мерой токсичности является доза – количество вещества, вызывающее определенный эффект. Доза измеряется в мг/кг живого веса.

Различают следующие виды доз:

• пороговая – наименьшее количество вещества, которое при однократном введении не вызывает видимых изменений в организме;

• токсическая – наименьшее количество вещества, которое при однократном введении вызывает видимое изменение в организме;

• сублетальная – наименьшее количество вещества, которое при однократном введении вызывает серьезные изменения в организме без смертельного исхода;

• летальная – наименьшее количество вещества, которое при однократном введении вызывает гибель 50 % особей однородных вредных организмов.