3. Загрязнение почв соединениями серы, углерода и азота

3.1. Загрязнение почв соединениями азота[3]

Находящиеся в почвах устойчивые соединения азота представлены формами с валентностями +3 и +5. Биофильность азота сравнима с биофильностью углерода.

В настоящее время антропогенез существенно нарушил естественные процессы биологической фиксации и миграции азота, хотя природные источники в значительной степени определяют размеры поступления азота по сравнению с техногенными – в соотношении порядка 2:1.

По данным В.А. Ковды, размеры ежегодного биогенного и техногенного поступления азота в биосферу составляют (табл.4,5):

Таблица 4

Биогенные источники	млн. т
Бобовые с/х культуры Рис Другие культуры Луга и пастбища Леса Пустоши Всего на суше В морях Всего	35 4 5 45 40 10 139 36 175

Таблица 5

Небиогенные источники	млн.т
Электрические разряды в атмосфере	10
Сжигание ископаемого топлива	20
Промышленный синтез: Удобрения Другие продукты	55 10
Всего	95

Соотношение различных соединений азота в контрастных по генезису почвах довольно постоянное (табл.6). Во всех трех типах преобладают негидролизуемые формы азота, причем в черноземе они составляют около 40-45% всего запаса азота, в сероземе – около 40, в дерново-подзолистой почве – примерно 30%. Такое соотношение обусловлено повышенной биологической активностью чернозема и серозема, в которых происходит преимущественное разложение лабильных соединений и накопление более устойчивых негидролизуемых форм.

Таблица 6

Содержание соединении азота в почвах разного генезиса (в слое 0-20 см),кг/га

Формы азота

Дерново-подзолистая почва

Типичный чернозем

Серозем

Весь азот 3560 9890 3420

Азот аминогрупп 425 1010 400

Аммонийный азот 500 1040 650

Азот аминосахаров 400 650 220

Негидролизуемый азот 1080 4340 1400

Влияние антропогенного воздействии на сложившиеся природные циклы азота выражается в новом промышленном механизме фиксации азота – в виде азотных удобрений и поступления оксидов этого элемента при сжигании различных видов топлива. Техногенные источники соединений азота в биосфере, как установлено В.А, Ковдой удваивается каждые 6-7 лет. В современную эпоху заметно усилился процесс обогащения окружающей среды соединениями азота (или, по В.А. Ковде, процесс «техногенной азотизации окружающей среды»), который сопровождается сложным комплексом положительных (рост урожая, увеличение доли белка) и отрицательных (повышение почвенной кислотности, возникновение различных заболеваний человека и животных) явлений. О значительном загрязнении соединениями азота свидетельствует повышение уровня концентрации нитратов в природных водах в 2-4 раза и более.

Превращение естественного биологического цикла азота в агрохимический в идеале должно приводить к улучшению азотного режима разных компонентов ландшафта, а продуктивность таких ландшафтов должна увеличиваться. Негативный момент в этом процессе – повышение концентраций аммонийного и нитратного азота до токсичных уровней, что проявляется в развитии специфических заболеваний типа метгемоглобинемии либо массовых отравлений животных и людей.

Если происходит взаимодействие нитритов и аминов в организме, то образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами, а также веществами, способными вызвать нарушения хромосомного аппарата и наследственные уродства. Опасен с экологической точки зрения процесс эвтрофикации, или возрастания концентрации питательных веществ в поверхностных водах. Естественно, природные процессы в условиях антропогенеза протекают более интенсивно за счет бытовых, промышленных, животноводческих отходов и применения удобрений.

Предельно допустимые количества (ПДК) нитратов для человека, по рекомендации ФАО, не должны превышать 500 мг N-NO3- в сутки. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) допускает содержание нитратов в продуктах до 300 мг на 1 кг сырого вещества. Значительное количество нитратов способны накапливать некоторые виды растений семейств амарантовые, мятликовые (злаковые), пасленовые.

Большую проблему в настоящее время представляет уменьшение толщины озонового слоя атмосферы Земли. На этот процесс могут оказывать влияние неполные оксиды азота, вступающие в реакции окисления от NO до NO2 и NO3, использующие кислород озонового слоя.

Таким образом, избыточное вовлечение соединений азота в биосферу весьма опасно. Чтобы снизить негативные последствия, целесообразно использовать совместное внесение органических и минеральных удобрений , а баланс азота регулировать точным выбором удобрений, времени и способа их внесения.

Для защиты окружающей среды от избытка соединений азота необходимо:

- уменьшать нормы минеральных удобрений (до 100- 120 кг/га) при одновременном увеличении доли органических (навоз, зеленые удобрения);

- запрещать внесение удобрений по снегу, с самолетов;

- разрабатывать формы азотных удобрений с небольшой скоростью растворения;

- рационально использовать жидкие органические удобрения;

- запрещать сброс отходов животноводства в окружающую среду.