Страница 12 из 13
Катионные поверхностно-активные вещества (ПАВ), широко применяемые в нескольких отраслях промышленности (текстильной, лесохимической, металлургической, фармацевтической и др.), четвертичные аммониевые соли могут загрязнять наземные экосистемы при поливе сточными водами и различного рода авариях. В результате ПАВ могут воздействовать на различные организмы экосистем, в частности на важный компонент почвенной биоты – почвенные водоросли. Одним из ПАВ этой группы является тетрадецилтриметиламмоний бромид (ТДТМА).
Изучалось влияние техногенных факторов на сообщества и популяции мелких млекопитающих таёжной зоны Среднего Урала. Суммарное обилие мелких млекопитающих на техногенных территориях существенно снижено, а выравненность видового состава более выражена по сравнению с фоновой территорией. Найденоизменение основных популяционных характеристик доминирующего вида – рыжей полёвки – в градиенте техногенных факторов. С увеличением техногенной нагрузки наблюдали снижение численности животных, увеличение популяционного воспроизводства и преобразование пространственного размещения полёвок к резко агрегированному типу. Определена степень накопления цинка, меди, кадмия в печени перезимовавших особей рыжей полёвки и средней бурозубки.
Прогрессирующее воздействие техногенных факторов на природные популяции животных и растений требует детального экологического анализа последствий влияния этих факторов. Мелкие млекопитающие, являющиеся косументами первого и второго порядков, играют существенную роль в функционировании природных экосистем. Поэтому любыенегативные техногенные воздействия на их популяции могут приводить к значительным нарушениям в функционировании наземных экосистем.
Достаточно чувствительным показателем влияния нефтяного загрязнения является снижение продуктивности древесных растений. Так, ужев первый год после загрязнения наблюдается снижение прироста древесины по диаметру за один год по сравнению с контрольными. На участках со средней степенью загрязнения этот показатель снижается почти на треть.
3.2. Источники загрязнения почв химическими веществами и тяжёлыми металлами
Почвы являются одним из важнейших объектов окружающей среды, на которых производится более 90 % продуктов питания и сырья для многих отраслей народного хозяйства.
По своему химическому составу и механическим свойствам они являются весьма своеобразным природным образованием. В них содержатся минералы, органические вещества, образующиеся в результате разложения растительной биомассы (около 5 %), вода, воздух, различные микроорганизмы, грибки, бактерии, а также различные металлы. Вследствие богатого и разнообразного состава в почвах происходят сложные физико-химические, биологические процессы. В них под воздействием одних микроорганизмов, хотя и очень медленно, происходит окисление оксида углерода, под воздействием других разрушаются стойкие инсектициды: постоянно идет образование минерализованной формы азота – нитратов и т. д.
В отличие от воздуха и воды в почве происходят также процессы самоочищения. Более того, для некоторых веществ, в частности, для тяжелых металлов, почвы являются хорошей депонирующей средой. Тяжелые металлы прочно сорбируются и взаимодействуют с почвенным гумусом, образуя труднорастворимые соединения, за счет чего идет их накопление в почве. Кроме того, под воздействием различных факторов в почве происходит постоянная миграция попадающих в неё веществ и перенос их на большие расстояния.
Загрязняющие почву вредные вещества могут переходить в воду, растения и, следовательно, в организм человека и животных.
Накопление химических веществ в почвах характеризуется своими закономерностями. Так, многочисленные исследования показали, что в большинстве случаев тяжелые металлы, радионуклиды и другие химические вещества, загрязняющие почвы, накапливаются в самом верхнем горизонте почв, глубина их распространения не превышает 10–20 см. В ряде случаев в особых ландшафтных условиях и на определенных типах почв они могут достигать 100–160 см. Проведённые исследования по особенностям геохимического состава почв в пахотном и подпахотном горизонтах почв Томской области (Рихванов Л. П. и др., 1993) подтверждают данные закономерности. В тех случаях, когда элементы накапливаются наиболее интенсивно в подпахотном горизонте, можно предполагать, что они характеризуют первичную геохимическую обстановку для данного типа почв.
Эти вещества могут подвергаться перемешиванию с грунтовыми и дождевыми водами, а также при таянии снега. Более того, с пылью полей загрязняющие вещества могут переноситься на большие расстояния. Степень вреда, наносимого людям, загрязнением почвы зависит от способности растений их поглощать. Воистину фантастическая природная предусмотрительность и благотворительность. И в это же время широкая доступность для загрязнения.
Вредные вещества в почву легко могут попасть из атмосферы в виде грубодисперсных фракций аэрозолей, с дождем и снегом. Почти безграничными путями загрязнения почв является человеческая деятельность – пути антропогенного, техногенного и сельскохозяйственного загрязнения.
С атмосферными осадками на почву могут выпадать азотная и серная кислоты, сульфаты, нитраты и многие другие вещества, в результате чего происходит подкисление почвы. Может также наблюдаться подщелачивание почв вокруг металлургических предприятий, особенно алюминиевых заводов и ТЭЦ на расстоянии 10–12 км от источников выбросов [57].
Степень загрязнения почвы вредными веществами, распределениеи перенос их на малые ибольшие расстояния зависят, прежде всего, от мощности и продолжительности работы предприятий, интенсивности движения транспорта, а такжеЛАНДШАФТНО-ГЕЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИХ условий (сорбционной способности почвы, движения воды в горизонте, значения pH и других факторов).
Почвымогут быть хорошимсорбентом многих химических веществ. Тяжелые металлы, например, прочносвязываются уже в верхнем слое. Миграция их по профилюи попадание в грунтовые воды возможныпри промывном режиме и кислой реакции фильтруемых растворов. К этомуследует отнести тот факт, что азотные удобрения сами по себе значительно подкисляют почвы (особенно при чрезмерно больших дозах их внесения).
Исследованию загрязнения почв должно предшествовать детальное изучение технологического процесса производства, состава используемого сырья, топлива, а также характеристики пыле– и газоочистных сооружений. Такое предварительное ознакомление позволяет определить группу веществ, поступающих в окружающую среду, т. е. приоритетных.
Потенциальными и фактическими источниками загрязнения почвы Cd, Pb, Nj, Zn, Hg, Cu, Fe, Mo, Sn, бенз(а)пиреном могут быть предприятия цветной металлургии, а Nj, Mn, Cr, Cd, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn – черной металлургии.
Аналогичная зависимость содержания некоторых тяжелых металлов в почвах (ТМ) была установлена по многим промышленным предприятиям г. Томска и Томска-7 (Рихванов Л. П. и др., 1993; Рихванов Л. П., Нарзулаев С. Б. и др.,1993; Рихванов Л. П. и др., 1994).
Высокие концентрации бенз(а)пирена и других полициклических ароматических углеводородов могут давать выбросы ТЭЦ.
Максимальное содержание ТМ в почвах может наблюдаться на расстоянии 1–5 км от источников загрязнения (ближняя зона). По мере удаления от источника загрязнения ТМ уменьшается и на расстоянии 15–20 км приближается к фоновому их содержанию по многим типам почв.
Глубина проникновения ТМ в загрязнённых почвах обычно не превышает 20 см (пахотный слой почвы), при сильном – до 160 см.
Опасность такого загрязнения (проникновения) состоит в том, что при кислой реакции среды имеется угроза поступления токсичных металлов в виде растворимых форм в грунтовые воды (Орлов Д. С. и др., 1991).
Для почв, расположенных вне зоны влияния источника загрязнения, ТМ распределяются в почвах равномерно.
Тяжелые металлы обладают различноймиграционной способностью. Наибольшей миграционной способностью обладают Hg и Zn (ртуть и цинк). Они равномерно распределяются в слое почвы на глубине до 20 см. Однако свинец чаще всегораспределён в слое не глубже 2,5 см, т. е. занимает между ними промежуточное положение. Бывают случаи, когда свинец, кадмий и ртуть накапливаются в гумусовом слое почвы. Имеются указания на то, что гумусовый горизонт почв загрязнённых территорий значительно обогащен ТМ, так как органические вещества и соединения обладают хорошимиабсорбционными свойствами (гуминовые кислоты, торфа).(Орлов Д. С. и др., 1991).