139

Лесные и степные пожары, вызванные человеком Потери природного газа при добыче нефти и газа (углеводороды).

Антропогенные источники загрязнения по характеру поступления в окружающую среду делятся на две группы:

отходы производства – преобладают отходы промышленной, комму- нально–бытовой и сельскохозяйственной деятельности;

средства химизации – пестициды, отходы промышленности, используемые как удобрения.

По характеру распространения загрязняющих веществ источники загрязнения делятся на точечные (ТЭЦ, добыча полезных ископаемых), площадные (земледелие, крупные промышленные зоны), линейные (транспорт).

К источникам загрязнения воздуха относится добыча полезных ископаемых, производство энергии, коммунальное хозяйство. В обоих случаях неизбежно загрязнение почв, а также растений, произрастающих на загрязненных почвах, и как правило, продовольственного сырья.

7.2. Сельскохозяйственное загрязнение почв

Минеральные удобрения и пестициды, применяемые человеком в агробиоценозах в количествах, не сбалансированных с потреблением сельскохозяйственными растениями, служат источником загрязнения почв, растительности, а также почвенных и грунтовых вод, естественных водоемов, рек и, в конечном счете, продуктов питания.

Большинство пестицидов, как указывалось выше, потенциально токсичны для человека, животных, а также для многих компонентов агробиоценоза (почвенная биота, гидробионты и т.д.). Только часть применяемых химических элементов используется растениями, другая – большая часть их – остается в окружающей среде. Особенно опасны хлорароматические, устойчивые, трудноразлагаемые пестициды – приоритетные загрязняющие вещества. К ним относятся пестициды (ДДТ, линдан), а также производные хлорфенолоксикарбоновых кислот и др. Данные вещества, кроме высокой токсичности для человека и животных, устойчивы к разложению, способны к миграции, накоплению в отдельных органах, тканях животных и растений.

Минеральные удобрения, особенно применяемые в больших дозах (азотные и фосфорные), удаляются с поверхности почвы внутрипочвенным стоком и поступают в гидрографическую сеть, вызывая эвтрофикацию водоемов и загрязнение вод нитратами.

140

Азот в виде нитратов накапливается сельскохозяйственными растениями, что при дальнейшем их продвижении по пищевой цепи приводит к токсичности для человека и животных.

Предельно допустимые количества нитратов для человека, по рекомендации ФАО, не должны превышать 500 мг NаNO3 в сутки. Всемирная организация здравоохранения допускает содержание нитратов в продуктах питания до 300 мг на 1 кг сырого вещества.

Накопление нитратов растениями зависит от применяемых доз азотных удобрений для их подкормки. Так, в зеленой массе травы тимофеевки, выращенной на фоне азота 45 кг/га действующего вещества, накапливается нитратов в количестве 64–97 мг/кг, в аналогичном травостое, выращенном на фоне азота 120 кг/га действующего вещества, соответственно – 746 мг/кг. Скармливание травостоя кроликам, выращенным на фоне действующего азота 45 кг/га, физиологических отклонений в их организме не вызвало, а при употреблении животными травостоя, выращенного на фоне азота 120 кг/га, в крови кроликов имелась прямая зависимость между содержанием нитратов в траве и крови. У кроликов, употреблявших траву, выращенную на фоне 45 кг/га, концентрация нитратов в крови находилось в пределах 2,11 мг%, а у кроликов, потреблявших траву в дозе 120 кг/га соответственно – 19,58 мг%. Скармливание кроликам травы, выращенной с использованием азотных удобрений в дозе 120 кг/га, оказало отрицательное влияние и на гематологические показатели, скорость гемолиза эритроцитов и общее состояние организма.

При нормальном состоянии организма скорость распада эритроцитов

– величина постоянная (420 с) и отражает динамическое равновесие в системе крови, обеспечивающее состояние между деятельностью кроветворной и кроверазрушающей системой и отражает качественный состав крови. У кроликов, потреблявших траву, выращенную на фоне азота 120 кг/га скорость гемолиза эритроцитов снизилась на 106 с, при этом в эритрограмме отмечалось 4 пика распада эритроцитов. Появление данных изменений является поталогическим и обусловлено ответной реакцией организма на возникшую гипоксию в результате гемолиза эритроцитов.

Если происходит взаимодействие нитритов и аминов в организме, то образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами, а также веществами, способными вызвать нарушения хромосомного аппарата и наследственные уродства.

Взависимости от химического состава различают удобрения азотные, фосфорные, калийные, известковые, микроудобрения, бактериальные, комплексные и др.

Взависимости от формы соединения азота азотные удобрения подразделяются на: аммиачные, аммонийные, нитратные, аммонийно– нитратные (аммиачная селитра), амидные, медленнодействующие – моче-

141

вино–формальдегидные, мочевино–альдегидные, оксамид, изобутилидендимочевина и др.

Нитратная форма удобрений в допустимых дозах способствует образованию в растениях аскорбиновой кислоты и кальция, аммонийная – фосфора.

Фосфорные удобрения различаются количеством P2O5. Одним из самых распространенных фосфорных удобрений является суперфосфат. Накопление в почве и, естественно, в растениях большого количества P2O5 тормозит протекающие в них биологические процессы.

Калийные удобрения – калийная соль (хлористый калий), калиймагнезиальное удобрение (КCl+NaCl+MgSO4), калийно–аммиачная селитра (КNO3+NH4Cl) и др. Калий активно участвует в углеводном и белковом обменах.

Микроудобрения необходимы для обогащения почвы микроэлементами.

Комплексные удобрения содержат комплекс питательных для растений элементов (фосфорно–азотные, фосфорно–калийные).

Органические удобрения играют особую роль в улучшении плодородия почв с низким содержанием гумуса, а также тяжелых почв с непрочной структурой. Одна корова за год выделяет с экскрементами около 27 кг P2O5, 67 кг К2О, свинья – соответственно – 62,45 и 28 кг.

Нарушение гигиенических правил использования удобрений, особенно неорганических, приводит к накоплению большого количества тяжелых металлов и других соединений в почве и сельскохозяйственном сырье.

Количество тяжелых металлов зависит от исходного сырья и способов его переработки. Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные удобрения. Кроме того, удобрения загрязнены и другими токсичными элементами – фтором, мышьяком. Так, фосфориты содержат около 3% фтора.

В почву на 1 га с нитратами и сульфатами, а также с мочевиной попадает от 1 до 10 г мышьяка; с двойным суперфосфатом – до 30–300г этого элемента.

Фосфорные удобрения – источник загрязнения почв естественными радионуклидами – ураном, торием, радием. Содержание урана в сырье фосфорсодержащих удобрений может колебаться от 0,11 до 35, а тория – от 8 до 32 мг/кг.

Существенное количество тяжелых металлов попадает в почвы и с органическими удобрениями. Это происходит в основном не за счет высокого содержания металлов и токсических элементов в навозе, а за счет высоких (по сравнению с минеральными) доз внесения. Часто вносят не один навоз, а торфонавозные и другие компосты. Торф же является концентратом тяжелых металлов и при больших дозах (до 100 т/га) может значительно повышать их уровень в пахотных почвах и сельскохозяйственном продовольственном сырье.

142

В табл. 7.2.1 приведено содержание тяжелых металлов в минеральных удобрениях (данные М.А. Глазовской), извлекаемых 0,1 н раствором НCl.

Таблица 7.2.1 Содержание тяжелых металлов в удобрениях (мг/кг).

К тяжелым металлам относится более 40 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 30 атомных единиц (а.е.м.).

Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов. Группа "тяжелых металлов" во многом совпадает с понятием "микроэлементы". Для экзогенных, с повышенной концентрацией элементов, термин "микроэлементы" неприменим. В таких случаях обычно применяют термин "тяжелые металлы".

Таким образом, под термином "тяжелые металлы" подразумевают такие элементы, как: свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий, железо.

Источники поступления тяжелых металлов делятся на природные (выветривание горных пород и минералов, эрозионные процессы, вулканическая деятельность) и техногенные (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, влияние транспорта и т.д.). Часть техногенных выбросов, поступающих в окружающую среду в виде тонких аэрозолей, переносится на значительное расстояние и вызывает глобальное загрязнение почв (например, авария на Чернобыльской АС). Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источниками вторичного загрязнения. Тяжелые металлы накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблениях растениями, эрозии и дефляции. Период их полуудаления (удаление половины от начальной концентрации) составляет продолжительное время: для цинка – от 70 до 510 лет, для кадмия – от 13 до 110, для меди – от 310 до 1500 и для свинца – от 74 до 5900 лет (Кобата–Пендиас А., Пендиас Х., 1989 г).

143

А.И. Обухов и Г.Л. Ефремова разработали шкалу экологического нормирования почв по тяжелым металлам в зависимости от генетического типа почв (табл. 7.2.2).

Таблица 7.2.2 Шкала экологического нормирования тяжелых металлов (мг/кг) для

геохимической ассоциации почв со слабокислой и кислой реакцией

Химические вещества, употребляемые для уничтожения тех или иных видов вредных организмов, называются пестицидами (от лат. Pestis – зара-

за, Saedo – убиваю).

В зависимости от направления использования пестициды разделяются на следующие группы:

гербициды – (от лат. Herbum – трава, Saedo – убиваю) применяются для борьбы с сорными растениями;

альгициды – для уничтожения водорослей и другой водной растительности;

арборициды – для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности;

фунгициды – для борьбы с грибными болезнями растений; бактерициды – для борьбы с бактериями и бактериальными болезня-

ми;

инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми; акарициды – для борьбы с клещами; зооциды – для борьбы с грызунами;

нематоциды – для борьбы с круглыми червями; афициды – для борьбы с тлей.

Кпестицидам относятся также химические средства стимулирования

иторможения роста растений, препараты для удаления листьев (дефолианты) и подсушивания растений (десиканты).

144

Пестициды в значительных количествах вносят в почвы во всех экосистемах. Наиболее обширную группу веществ среди пестицидов как по объемам применения (40–50%), так и по ассортименту выпускаемых препаратов (около 40%) составляют гербициды.

Признавая несомненный положительный эффект химического метода борьбы с сорными растениями, следует учитывать побочные действия химических веществ на другие компоненты природных экосистем: на животный мир, культурные и дикорастущие полезные растения, атмосферу, почву, водоемы. Наибольшую опасность представляют стойкие пестициды и их метаболиты, способные накапливаться и сохраняться в природной среде до нескольких десятков лет, а это вызывает загрязнение почв, водоемов, кормов и естественно продуктов питания. По данным ФАО длительность токсического действия некоторых биоцидов проявляется на протяжении

Наибольшей стойкостью к разложению отличаются хлорорганические пестициды группы диенов. Они сохраняют свою активность в почве в течение нескольких лет. Фосфорорганические соединения и их производные теряют свою токсичность менее чем за три месяца и при распаде не образуют токсичных метаболитов.

Вследствие миграции пестицидов с воздушными, водными потоками в биологическом круговороте веществ последствия токсического действия химических препаратов могут быть обнаружены на территории, где их никогда не применяли.

Инсектициды – это химические вещества, применяемые для уничтожения насекомых, нежелательных в хозяйстве или природных сообществах. Инсектициды – одна из групп пестицидов, их вредное действие обусловлено тремя факторами:

-они способны уничтожать многие полезные или хозяйственно– нейтральные виды и обедняют экосистему;

-являются одной из причин появления устойчивых популяций вредителей, от которых становится все труднее избавиться:

-накапливаются в экосистемах и могут сохраняться в них в течение нескольких лет.

Инсектициды токсичны как для вредных, так и для полезных животных, они действуют как кумулятивные яды.

Уничтожение существенной части флоры химическим способом, помимо непосредственного токсического эффекта сопровождается значительным сокращением источников питания для фауны и микроорганизмов,