Химия почв (Орлов Д.С.) - часть 22

ГЛАВА 17
МИКРОЭЛЕМЕНТЫ И ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ

Особое место в химии почв занимают соединения тех элементов,, которые присутствуют в микроколичествах, но играют важную физиологическую роль. Это так называемые микроэлементы. Микроколичества элементов и соединений могут играть и положительную, и отрицательную роль. Многие вещества в малых концентрациях необходимы для нормального развития организмов, но в повышенных количествах оказывают на них токсичное действие. Такое двойственное влияние химического состава среды на живые организмы можно наблюдать на примере любых веществ, но оно особенно контрастно проявляется на примере микроэлементов.

К числу микро- и ультра микроэлементов относятся все элементы 5-, 6- и 7-го периодов системы Д. И. Менделеева, большая часть элементов 4-го периода и некоторые элементы 2-го периода.

Недостаточное или избыточное содержание этих элементов в почвах обусловлено двумя группами причин: биогеохимическими особенностями почв и ландшафтов, с одной стороны, и влиянием техногенных потоков вещества — с другой.

Те районы, в которых концентрация химических соединений по природным причинам оказывается выше или ниже оптимального для различных организмов уровня, были названы А. П. Виноградовым биогеохимическими провинциями. Многие биогеохимические провинции были выявлены, и карта-схема их расположения на территории СССР была составлена В. В. Ковальским.

Формирование биогеохимических провинций с пониженным содержанием отдельных элементов связано с особенностями почвообразующих пород или с интенсивным проявлением элювиального процесса.

Провинции с повышенным содержанием элементов формируются в районах с преобладанием аккумулятивных ландшафтов, а также вблизи рудных месторождений.

Повышенные концентрации в почвах элементов техногенного происхождения обусловлены выбросами промышленных (металлургических и энергетических) предприятий, бытовыми отходами, влиянием транспорта, а также накоплением в почвах и водах остаточных количеств и компонентов минеральных удобрений. Формирующиеся в результате этих воздействий техногенные геохимические аномалии подразделяются, по А. И. Перельману, на 3 типа:

1) глобальные аномалии, охватывающие весь земной шар;

2) региональные, охватывающие части материка, страны, области;

3) локальные, радиусом до нескольких десятков километров и связанные с определенным эпицентром, конкретным источником загрязнения.

Почвы существенно различаются по податливости к химическому загрязнению. Аккумуляция поступающих в почву химических соединений зависит от таких свойств почвы, как механический состав, содержание гумуса, карбонатность, pH, емкость поглощения и непосредственно связана с водным режимом.

Основы теории устойчивости почв к химическому загрязнению и принципы соответствующей классификации были разработаны М. А. Глазовской. Все техногенные вещества, являющиеся химическими загрязняющими веществами, М. А. Глазовская объединяет в

две группы. Первая группа — педохимически активные вещества, способные повлиять на кислотно-основные или окислительно-восстановительные условия в почвах. К ним относятся минеральные кислоты, щелочи, карбонаты, сероводород, метан. Вторая группа — биохимически активные техногенные вещества, действующие непосредственно на живые организмы. Это токсичные микроэлементы, пестициды, углеводороды и т. п.

Воздействие биохимически активных веществ на организмы зависит от их доступности растениям, подвижности в почвах, и поэтому оценку устойчивости почв к химическим загрязнениям следует проводить в зависимости от их подвижности в почвах.

Относительная опасность загрязнения почв биохимически активными элементами нарастает при утяжелении механического состава и уменьшении коэффициента увлажнения (табл. 85).

В кислых бескарбонатных почвах происходят анионный обмен и комплексо-образование с хемосорбцией фторидов на поверхностях оксидов и гидроксидов алюминия и железа.

Высокие концентрации фторидов вызывают существенные изменения химических свойств почвы. По данным Т. Н. Моршиной и Э. И. Га-понюк, под влиянием фторидов в почвах снижается кислотность или нарастает щелочность, увеличивается содержание водорастворимых органических веществ, снижаются окислительные потенциалы, происходит мобилизация соединений железа и марганца. Все это неблагоприятно отражается на показателях биологической (ферментативной) активности почв.

Загрязнение почв фтором, так же как тяжелыми металлами и некоторыми кислотами, представляет значительную опасность для почвенного покрова, снижает плодородие почв, вызывает их деградацию. Это часть общей проблемы взаимодействия общества с окружающей средой, требующая неотложных мер по охране биосферы и рационального использования природных ресурсов. С этой целью в СССР создана Общегосударственная система наблюдений и контроля за состоянием и уровнем загрязнения природной среды (ОГНСК СССР). Осуществляют деятельность этой системы Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды совместно с Мип-сельхозом и Минводхозом СССР. Частью общей системы контроля является почвенный мониторинг, обеспечивающий комплексный контроль за состоянием почв и почвенного покрова с помощью наземных наблюдений и аэрокосмических методов.

содержание .. 20 21 22