Загрязнение литосферы, основные загрязнители почв. Пестициды, классификация. Антропогенное воздействие на литосферу.

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как минеральная основа биосферы, в настоящее время подвергается все более возрастающему антропогенному воздействию. В эпоху бурного экономического развития, когда в процесс производства вовлечена практически вся биосфера планеты, человек, по гениальному предвидению В. И. Вернадского, стал «крупнейшей геологической силой», под действием которой меняется лик Земли.

Уже сегодня воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры. В процессе преобразования литосферы человек (по данным на начало 90 - х гг.) извлек 125 млрд. тонн угля, 32 млрд. тонн нефти, более 100 млрд. тонн других полезных ископаемых. Распахано более 1500 млн. га земель, заболочено и засолено 20 млн. га. Эрозией за последние 100 лет уничтожено 2 млн. га, площадь оврагов превысила 25 млн. га. Высота терриконов достигает 300 м, горных отвалов – 150 м, глубина шахт, пройденных для добычи золота, превышает 4 км (Южная Африка), нефтяных скважин – 6 км.

Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является «базовой подсистемой биосферы: образно говоря, вся континентальная и почти вся морская биота опирается на земную кору. Например, техногенное разрушение минимального слоя горных пород на суше или шельфе автоматически уничтожает биоценоз. Но кроме того, литосфера служит основным поставщиком минерально - сырьевых и в том числе энергетических ресурсов, большая часть которых относится к невозобновимым» (Епишин, 1985).

В последнее время литосферу рассматривают как вещественную и энергетическую основу существования биоты и человеческого сообщества, обладающую ресурсной, геодинамической и другими экологическими функциями.

Рассмотрим техногенные изменения следующих основных составляющих литосферы: 1) почв; 2) горных пород и их массивов; 3) недр.

Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений – токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных – лишь в течение двух – трех суток.

Основные загрязнители почвы:
1)пестициды;
2)минеральные удобрения;
3)отходы и отбросы производства;
4) газо – дымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
5)нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов наряду с некоторым увеличением урожайности отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т.д.

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды – мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную системе организма а в более высоких организациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них – ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено.

Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения. Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах, достаточно удаленных от них, из – за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды.

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих дроздов, жаворонков и других воробьиных.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций, и как следствие, к тяжелым демоэкологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

Почвы загрязняются и минеральными удобрениями, если их используют в неумеренных количествах, теряют при производстве, транспортировке и хранении. Из азотных, суперфосфатных и других типов удобрений в почву в больших количествах мигрируют нитраты, сульфаты, хлориды и другие соединения. Б.Коммонер (1970) установил, что при самых благоприятных условиях из всего количества азотных удобрений, применяемых в США, поглощается растениями 80%, а в среднем по стране лишь 50%. Это приводит к нарушению биогеохимического круговорота азота, фосфора и некоторых других элементов. Экологические последствия такого нарушения в наибольшей степени проявляются в водной среде, в частности при формировании эвтрофии, которая возникает при смыве с почв избыточного количества азота, фосфора и других элементов.

В последнее время выявлен еще один неблагоприятный аспект неумеренного потребления минеральных удобрений, и в первую очередь нитратов. Оказалось, что большое количество нитратов снижает содержание кислорода в почве, а это способствует повышенному выделению в атмосферу двух «парниковых» газов - закиси азота и метана. Нитраты опасны и для человека. Так, при поступлении нитратов в человеческий организм в концентрации свыше 50 мг/л отмечается их прямое общетоксическое воздействие, в частности возникновение метгемоглобинемии вследствие биологических превращений нитратов в нитриты и другие токсичные соединения азота. Неумеренное потребление минеральных удобрений вызывает в ряде районов и нежелательное подкисление почв.

К интенсивному загрязнению почв приводят отходы и отбросы производства. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. тонн особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно ограничена.
Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газо – дымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы. Вблизи ртутного комбината содержание ртути в почве из – за газо – дымовых выбросов может повышаться до концентрации, в сотни раз превышающих допустимые.
Значительное количество свинца содержат почвы, находящиеся в непосредственной близости от автомобильных дорог.

Пестицид

Пестицид – вещество (или смесь веществ) химического либо биологического происхождения, предназначенное для уничтожения вредных насекомых, грызунов, сорняков, возбудителей болезней растений и животных, а также используемое в качестве дефолианта, десиканта и регулятора роста.

Классы пестицидов

По химическому составу выделяют три основные группы пести­цидов:

1. Неорганические соединения (соединения ртути, фтора, ба­рия, серы, меди, а также хлораты и бораты).

2. Препараты растительного, бактериального и грибного про­исхождения (пиретрины, бактериальные и грибные препараты, анти­биотики и фитонциды).

3. Органические соединения – наиболее обширная группа, к ко­торой относятся пестициды высокой физиологической активности

Различают следующие классы органических пестицидов:

· Хлорорганические соединения;

· Фосфорорганические соединения, в том числе:

o Производные фосфорной кислоты;

o Производные тиофосфорной кислоты;

o Производные дитиофосфорной кислоты;

o Производные фосфоновых кислот;

· Синтетические пиретроиды;

· Неоникотиноиды;

· Минеральные масла;

· Карбаматы;

· Фенилпиразолы и другие.

Антропогенное воздействие на литосферу вызывает деградацию почвы — это постепенное ухудшение ее свойств, которое сопровождается уменьшением содержания гумуса и снижением плодородия. Как известно, почва один из важней­ших компонентов окружающей природной среды, непосред­ственно связанный с приповерхностной частью литосферы. Ее образно называют «мостом между живой и неживой природой». Почва обеспечивает существование биосферы, является ее ос­новой, она — биологический адсорбент и нейтрализатор заг­рязнений.

Следует учитывать, что почва практически невозобновимый природный ресурс. Все основные ее экологические функции за­мыкаются на одном обобщающем показателе —почвенном пло­дородии. Отчуждая с полей основной (зерно, корнеплоды, ово­щи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический кру­говорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуля­ции и снижает ее плодородие. Эти процессы ведут к весьма опасной по своим далеко идущим последствиям дегумифика ции — потере гумуса. Дегумификация возрастает и за счет не­умеренного внесения в почву минеральных удобрений. За последнее столетие почвы Черноземья потеряли от трети до половины содержания гумуса. Но даже частичная потеря гуму­са и, как следствие, снижение плодородия не дает почве воз­можность выполнить в полной мере свои экологические функ­ции, и она начинает деградировать, т.е. ухудшать свои свой­ства.

К деградации почв (земель) ведут и другие причины, пре­имущественно антропогенного характера: эрозия, загрязнение, вторичное засоление, заболачивание, опустынивание. В наи­большей степени деградируют почвы агроэкосистем, причина неустойчивого состояния которых в их упрощенном фитоцено­зе, не обеспечивающем оптимальную саморегуляцию. Огром­ный экологический ущерб почвам наносит эрозия.

Эрозия почв (от лат. erosio — разъедание) — разрушение и снос верхних, наиболее плодородных горизонтов и подстилаю­щих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (вод­ная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эро­зии, называют эродированными.

По аналогии выделяют также промышленную эрозию (раз­рушение почв при строительстве и при разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи), пастбищную эрозию (при интенсивной пастьбе скота), ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.