16) Загрязнение почвы. Источники. Основные загрязнители. Последствия загрязнения.

Почва – особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих

живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного

преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным

взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.

Загрязнение природной среды – сложный процесс, связанный с деятельностью человека.

Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК).С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности,химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.

В соответствии со степенью устойчивости против загрязняющих веществ

выделяются почвы:

1. очень устойчивые;

2. устойчивые;

3. среднеустойчивые;

4. малоустойчивые;

5. очень мало устойчивые.

По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы можно разделить

следующим образом:

1. очень чувствительные;

2. чувствительные;

3. среднечувствительные;

4. малочувствительные;

5. устойчивые.

Чувствительность, или устойчивость почв по отношению к загрязняющим

веществам, целесообразно определять в соответствии с:

1) содержанием гумуса;

2) его качеством;

3) биологической активностью;

4) глубиной гумусового горизонта;

5) содержанием фракции < 0,01 мм и учетом содержания фракции <0,001 мм

(механический состав почвы);

6) глинистых минералов;

7) глубиной почвенного профиля.

Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В

ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению. Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.

Наибольшей трансформацией подвергается самый верхний, поверхностный горизонт

литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли

различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва.

При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате

эрозии, засоления, загрязнения промышленными и иными отходами. Под влиянием

деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются в 100

– 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за

последнее столетие утрачено 2 млрд. га плодородных земельных угодий, или 27%

земель сельскохозяйственного использования.

Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к

постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают

численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.

Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают

различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского

хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву

веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества,

удобрения и пестициды.

Главными источниками загрязнения являются:

1) Жилые дома и бытовые предприятия, Промышленные предприятия. Теплоэнергетика, Сельское хозяйство.Транспорт.

17) активная микробиологическая жизнь почвы и протекающие в ней физико-химические процессы способствуют трансформации посторонних веществ, поступающих в почву, причем направление и глубина этого процесса определяются многими факторами. В ряде случаев разрушение загрязняющих веществ и их миграция так малы, что ими можно пренебречь; в других случаях результаты протекания процессов деградации и миграции посторонних химических соединений в почве сопоставимы с темпами их поступления, и предел их накопления в почве обусловливается равновесием между процессом поступления загрязняющих веществ и их удалением в результате

разрушения или миграции. Таким образом, ПДК загрязняющих веществ в почвах определяются не только их химической природой и токсичностью, но и особенностями самих почв. В отличие от воздуха и воды почвы зонально генетического ряда настолько разнятся друг от друга по химическому составу и свойствам, что для них не могут быть установлены унифицированные уровни ПДК. Эти уровни неизбежно должны варьировать в зависимости от конкретной

обстановки: биоклиматических особенностей природной зоны, свойств почвы, возделываемых культур, системы удобрений и т.п.

Таким образом при разработке ПДК для почв используют следующие показатели:

1. Общесанитарный показатель вредности. Для почвы характеризует влияние вещества на самоочищающую способность почвы и почвенный микробиоценоз в количествах, не изменяющих указанные процессы.

2. Транслокационный показатель вредности. Характеризует способность вещества переходить из пахотного слоя почвы через корневую систему растений и накапливаться в его зеленой массе и плодах в количестве, не превышающем ПДК для данного вещества в пищевых продуктах.

3. Миграционный воздушный показатель вредности. Характеризует способность вещества переходить из пахотного слоя почвы в атмосферный воздух и поверхностные водоисточники в количестве, при миграции которого не про исходит превышения величины ПДК для атмосферного воздуха. ПДК загрязняющих веществ в почвах – это максимальная концентрация загрязняющего вещества, которая не вызывает прямого или опосредованного негативного воздействия на здоровье человека и самоочищающую способность почв.

18) Миграция химических элементов в почвенном профиле

Часть элементов, поступающих на поверхность почвы с техногенными потоками, задерживается в верхнем горизонте. Состав и массы удерживаемых элементов зависят от содержания и состава гумуса, карбонатно-щелочных и окислительно-восстановительных условий, сорбционной способности, интенсивности биологического поглощения. Другая часть потока проникает внутрь

почвенной толщи при нисходящем токе почвенной влаги, а также механическим путем за счет лессиважа или переноса веществ почвенными животными.

Тяжелые металлы в зависимости от их физико-химических свойств находятся в почвах в разном состоянии и, следовательно, ведут себя по-разному, т.е. химические свойства элементов играют ведущую роль при их миграции в земной коре. Так химические соединения с ионными связями в

водных растворах диссоциируют и мигрируют в форме ионов. А осаждение хорошо растворимых соединений и образование твердых фаз возможно только при упаривании природных растворов в условиях малого количества осадков и повышенной температуры.

Тяжелые металлы и другие потенциально токсичные элементы характеризуются также различной подвижностью в зависимости от кислотнощелочных и окислительно-восстановительных условий в почвах В кислых почвах с преобладанием окислительных условий (почвы подзолистого ряда, хорошо дренированные) такие металлы, как Cd и Hg, образуют легкоподвижные формы. Напротив, Pb, As, Se образуют малоподвижные соединения, способные накапливаться в гумусовых и иллювиальных горизонтах и негативно влиять на состояние почвенной биоты. Если в составе загрязняющих веществ присутствует S, в восстановительных условиях создается вторичная сероводородная среда и многие металлы образуют нерастворимые или слаборастворимые сульфиды. В заболоченных почвах Mo,V, As, Se присутствуют в малоподвижных формах.

19,20) В городах активно протекают антропогенные процессы: промышленная и хозяйственная деятельность, строительство, движение транспорта – все это постоянно действующие факторы, вызывающие изменения как в окружающей среде, так и в самой структуре городского ландшафта. Города, особенно крупные, загрязняют атмосферу, изменяют микроклимат, состав подземных и поверхностных вод, понижают прочность пород геологического фундамента города. Климат большого города существенно отличается от климата окружающей местности. Индустриальная деятельность и бытовое отопление значительно повышают приходную часть теплового баланса: повышение температур приводит к увеличению продолжительности безморозного периода, к сокращению периода со снежным покровом по сравнению с загородными территориями. В атмосфере большого города всегда повышенное число дней с туманами и больше количество осадков. Скорость ветра в городе в 1,5-2,0 раза ниже, чем в пригородах, и в то же время часто возникают «коридорные ветры», не связанные с направлением воздушного потока.

Современные города выбрасывают в атмосферу и водную среду около 1000 химических соединений. Загрязненная атмосфера городов поглощает около 20 % солнечного света, а при низком стоянии солнца – более 50 %. Наиболее сильно задерживается ультрафиолетовое излучение.

Продолжительность жизни деревьев в городах значительно короче, чем в лесу. Это объясняется как неблагоприятным составом воздуха, содержащего диоксид серы, хлор, углеводороды, так и характером городских почв – маломощных, зачастую подстилаемых щебнем, дробленым асфальтом, городским мусором, а также отчуждением листвы, нарушающей круговорот элементов питания.

В загрязнении атмосферы городов основная роль принадлежит энергетике, металлургической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Еще недавно считались экологически безвредными предприятия легкой промышленности. Однако сегодня получение и использование вискозных тканей, полимеров и пластмасс, искусственной кожи, внедрение клеевых способов крепления деталей по количеству вредных выбросов сблизило предприятия этой отрасли с химической промышленностью.

В загрязнении воздуха городов одно из ведущих мест занимает автотранспорт. Во многих городах на выхлопные газы автомобилей приходится 30, а в некоторых – 50 % загрязнений воздуха. Газы автотранспорта остаются в приземном слое атмосферы, что затрудняет их рассеивание. Узкие улицы и высокие здания также способствуют задерживанию токсических соединений

выхлопных газов в зоне дыхания пешеходов. В состав выхлопных газов автотранспорта входит более 200 компонентов, тогда как нормируется из них лишь немногие (дымность, оксиды углерода и азота, углеводороды). Отработанные газы автотранспорта содержат ряд продуктов полного и неполного сгорания топлива, которые могут вступать в фотохимические реакции с оксидами азота, образуя смог – сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов.

Города являются также источником загрязнения поверхностных и подземных вод сточными водами. Объем коммунально-бытовых сточных вод в мире достигает 450 км3/год. Средняя концентрация загрязняющих веществ в них ∼ 1 кг/м3, причем 50 % загрязняющих веществ находится в растворенном состоянии.

Кроме коммунально-бытовых стоков в городскую канализацию поступают и сточные воды промышленных предприятий, а также поверхностный сток, т.е. дождевые или снеговые воды с территории жилого сектора и промышленных предприятий.

Огромные территории отводятся для складирования твердых бытовых отходов городов.

21) Для определения площади, необходимой для размещения промышленного объекта, могут быть использованы различные способы расчета. Первый способ основан на использовании норм отвода земель для различных целей. Например, в Нормах отвода земель для автомобильных дорог

указана ширина полос отвода для дорог различных категорий, размещаемых в различных условиях рельефа и на различных землях. Общая площадь такого объекта зависит прежде всего от протяженности дорог.

В Нормах отвода для аэропортов указана площадь земельного участка в зависимости от класса аэропорта. Кроме отводимых в постоянное пользование земель при строительстве линейных сооружений обычно предоставляются земли во временное пользование на период строительства. Уменьшения площадей под эти объекты можно добиться различными способами, в том числе совмещением возможно большего числа различных коммуникаций (трасс дорог с кабельными и проводными линиями и т.д.). Временно предоставляемые участки подлежат возврату после

рекультивации, которая проводится силами строительных организаций, под наблюдением организаций, занимающихся мониторингом земель. Второй способ предполагает использование показателей минимальной плотности застройки промышленных предприятий. Этот способ применяется для расчета площади землепользования промышленных предприятий раз-

личной специализации.

Минимальная плотность застройки Мп представляет собой процентное отношение площади застройки Пз к общей площади всего участка По, занимаемого промышленным предприятием. Площадь застройки определяется как сумма площадей, которые занимают здания и сооружения данного объекта:

100 П З

МП =

ПО

Чем больше данная величина, тем лучше и полнее используется территория. Так, например, для предприятий азотной промышленности МП=33 %, а площадь застройки ПЗ=2 га; тогда площадь предоставляемого участка равна

100 П З 100 ⋅ 2

ПО = = = 6,06 га

МП 33

Площади участков, рассчитанные по нормам, в отличие от площадей линейных объектов, как правило, не зависят от размещения.

Третий способ предполагает использование аналогов, т.е. данных о действующих объектах равной мощности. Он используется при отсутствии иных возможностей расчета. При этом выделяется участок той же площади,что и у аналогичных объектов.

Размещение объекта проводится с соблюдением нормативных актов по охране природы и использованию природных ресурсов, действующих санитарно-гигиенических, архитектурно-планировочных и других норм, правил и указаний по размещению и строительству конкретных объектов. Так например, предприятия, являющиеся источником вредных веществ и

излучений следует отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами.

Размер санитарно-защитных зон устанавливается:

• для предприятий, являющихся источниками загрязнения воздуха – непоредственно от источников загрязнения атмосферы (труб, зданий цехов, открытых складов);

• для предприятий, являющихся источниками шума и излучений – от зданий, сооружений и площадок, где установлено оборудование, создающее эти вредные факторы.

Санитарно-защитные зоны устанавливаются в зависимости от мощности источника, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяемых в атмосферу вредных факторов и подразделяются на пять классов с различными размерами санитарно-защитных зон.Классификации предприятий и размеры санитарно-защитных зон для них

устанавливаются на основании действующих СНиП.

22) Земля – важнейший ресурс города. проведение здесь эффективной земельной политики должно обеспечивать рациональное землепользование, охрану земель и сохранение нормального экологического состояния городской среды. Для этого необходимо реально определить качество городских земель,отражающее степень соответствия их фактического состояния требованиям ос-

воения земель в интересах города. Качество земель характеризуют разнообразные сведения о степени пригодности земель для застройки, об инженерно-геологических условиях, экологическом состоянии земель и городской среды и т.п. Эти сведения формируются в процессе ведения мониторинга земель, т.е.системы регулярных, непрерывных наблюдений за состоянием земельного

фонда для обновления и поддержания достоверности разнообразных сведений о земле, своевременного выявления изменений и их оценки, прогноза, предупреждения и устранения последствий негативных процессов.

Мониторинг земель впервые получил самостоятельный юридический статус в 1991 г. в связи с принятием Земельного кодекса РСФСР. Содержание и порядок мониторинга земель определяется "Положением о мониторинге земель", утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации № 491 от 15 июня1992 года, а с 1993 г. он выделен в качестве подсистемы в Единой государственной системе экологического мониторинга. Мониторинг земель ведется Государственным земельным комитетом РФ и Министерством природных ресурсов РФ по единой системе за счет ассигнований из республиканского бюджета РФ и средств, поступающих в местные

бюджеты от взимания земельного налога и других платежей за землю.

Объектом мониторинга земель являются все земли РФ, независимо от форм собственности на землю, целевого назначения и характера использования. Мониторинг земель имеет подсистемы, соответствующие категориямземель:

• мониторинг земель сельскохозяйственного назначения;

• мониторинг земель населенных пунктов;

• мониторинг земель промышленности, транспорта, связи, энергетики, обо-

роны и иного назначения;

• мониторинг земель природоохранного, оздоровительного, рекреационного

и историко-культурного назначения;

• мониторинг земель лесного и водного фонда;

• мониторинг земель запаса.

23) Мониторинг загрязнения почв (МЗП) представляет собой систему регулирующих действий, включающую в себя наблюдения за фактическими параметрами их химических загрязнений и снижения плодородия, определение прогностических уровней загрязненности и деградации, выявление источников загрязнения.

Источниками загрязнения почв в г. Челябинске являются: промышленные выбросы в атмосферу; выбросы автотранспорта; накопление твердых отходов; разлив нефти и нефтепродуктов; загрязнение сточными водами промышленных и коммунальных предприятий в результате аварий; вторичные загрязнения вследствие переноса загрязняющих веществ в атмосферу.

Для соблюдения принципа комплексности, уточнения и контроля данных мониторинга атмосферы, оценки пылевой нагрузки и ее роли в процессах химического загрязнения почвы должна планироваться и осуществляться снеговая съемка территории. При этом анализ результатов измерений следует проводить с позиций выявления зон максимального воздействия на население и другие объекты ОС эмиссий конкретных заводов-изготовителей и транспорта.

Одной из главных задач МЗП должна стать оценка уровней деградации плодородного слоя – ухудшения агрохимических показателей, связанных с загрязнениями.

Многокомпонентность, разнообразие химического (элементного) и фазового состава, а также аддитивный характер воздействия депонируемых почвами токсичных поллютантов требуют высококвалифицированных кадров, материально-технического и аналитического обеспечения, отвечающего поставленным перед МЗП задачам.

Мониторинг поверхностного слоя геологической среды

Система мониторинга поверхностного слоя геологической среды (ГС) в г.Челябинске до настоящего времени не создана, хотя отдельные фрагменты его реализуются в связи с решением конкретных задач. В принципе мониторинг геологической среды (МГС) подразумевает систематические наблюдения для получения данных о минеральных ресурсах, подземных водах, экзогенных и эндогенных природных процессах, о загрязнениях горных пород и подземных

вод химическими компонентами, физических полях, биоте.

Полученные данные являются базой для оценки состояния геологической среды и прогнозирования возможных изменений среды, объемов использования ресурсов и т.п. Для г. Челябинска характерно интенсивное антропогенное воздействие на геологическую среду со стороны объектов горного производства, промышленности, стройиндустрии, гидротехнических и

транспортных сооружений, энергосети.

24) Система мониторинга поверхностного слоя геологической среды (ГС) в г.Челябинске до настоящего времени не создана, хотя отдельные фрагменты его реализуются в связи с решением конкретных задач. В принципе мониторинг геологической среды (МГС) подразумевает систематические наблюдения для получения данных о минеральных ресурсах, подземных водах, экзогенных и эндогенных природных процессах, о загрязнениях горных пород и подземных

вод химическими компонентами, физических полях, биоте.

Полученные данные являются базой для оценки состояния геологической среды и прогнозирования возможных изменений среды, объемов использования ресурсов и т.п. Для г. Челябинска характерно интенсивное антропогенное воздействие на геологическую среду со стороны объектов горного производства, промышленности, стройиндустрии, гидротехнических и

транспортных сооружений, энергосети.

25) При реализации мониторинга необходимо измерять загрязненность атмосферы и почв в районе размещения конкретных свалок, а также создавать систему наблюдательных скважин за контролем загрязнения подземных вод в данном районе. Количество скважин, их параметры определяются с

учетом конкретных условий: общей площади свалок, строения поверхностного слоя ГС, в том числе водоносных горизонтов. Перечень измеряемых компонентов в атмосфере, почве, воде определяется, исходя из состава отходов конкретных свалок. Особое внимание должно уделяться отвалам, где

присутствуют вещества 1, 2 классов опасности.

Одной из важнейших задач мониторинга является, наряду с оценкой их влияния на общую экологическую обстановку, паспортизация, включающая: установление самого факта нахождения свалки; определение «хозяина»свалки; наличие разрешения на складирование; регламентов эксплуатации хранилищ, свалок и отвалов. По состоянию на 01.01.97 в городе насчитывалось 151 несанкционированная свалка, где только бытовых отходов заскладировано 1 363 403 тонны. Свалки содержат ТБО, промышленные отходы, отходы стройматериалов и др. Естественно, чаще всего они располагаются на случайно выбранных незастроенных территориях. В некоторых из них

были обнаружены остатки сельхозпродуктов, гниющие пищевые отходы, токсичные химические вещества. В условиях густой заселенности такие свалки являются источниками распространения заболеваний и отравлений.

Таким образом, создание системы мониторинга промотходов и ТБО является первоочередной работой в процессе создания комплексного мониторинга города.

В соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды" и Указом Президента России от 1апреля 1996 г. № 440«О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» администрацией области была разработана "Программа природоохранных мероприятий оздоровления экологической обстановки области на 1997-2000 годы",которая содержит 15 целевых программ по внедрению природоохранных мероприятий, оздоровлению экологической обстановки и другим направлениям. Программой предусмотрены разработка и внедрение малоотходных и безотходных технологий, строительство нового, модернизация и реконструкция действующего оборудования, вовлечение в хозяйственный оборот

вторичных материальных ресурсов, упорядочение приема и размещения отходов производств, утилизация различных видов отходов, а также рекультивация 275 га нарушенных земель. В качестве главного нормативного, регламентирующего и, отчасти методического документа, при организации и реализации этого вида мониторинга, должен быть использован принятый Госдумой в 1999 г. Закон РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», в частности, – раздел 2.1.7.: «Почвы, очистка населенных мест.Бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почв».