Одним из главных компонентов земли, обусловливающих ее плодородие, являются почвы. Под почвой понимается естественно-. историческое органоминеральное природное тело, возникшее на поверхности земли в результате длительного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов и имеющее специфические генетико-морфологические свойства и признаки, создающие условия для роста и развития растений.
Почва формируется в естественных условиях со скоростью 0,4 см в год, или 12,5 т/га в год.
Почва состоит из минеральных, органических, органоминеральных соединений, воды, воздуха, солей и гумуса (перегноя) — основы плодородия почв. В черноземе содержание гумуса составляет 4—9%, в других почвах 1—4%. Количество и качество гумуса оказывают влияние на водный, воздушный, тепловой режим почв, их физические и физико-химические свойства.
В последнее время на больших площадях из-за уменьшения содержания гумуса снижается продуктивность почв. Только за последние 20 лет его запасы сократились на 25—30%, а ежегодные потери в целом по Российской Федерации составляют примерно 82 млн. т. По данным агрохимического обследования, в России 16,5 млн. га пашни характеризуются очень низким содержанием гумуса, 21 млн. га — низким. Гумусированность черноземов центральных черноземных областей за последние 100 лет снизилась почти вдвое — от 9—12% до 4—9% и ниже. Ежегодные потери гумуса в черноземах составляют в среднем 0,5—1,0 т/га.
Плодородие почв сохраняется благодаря поддержанию определенных свойств, которые подразделяются на следующие группы: аэрофизические и технологические (влажность, пористость, водопроницаемость, плотность); физико-химические (водородный показатель — рН, солоноватость, насыщенность основаниями, состав катионов); агрохимические и химические (процент гумуса, азота, фосфора, калия, карбонатов); растительные; санитарные.
1.6.3. Загрязнение земель и почв
В результате антропогенного воздействия земли и почвы загрязняются, что приводит к снижению их плодородия, а в некоторых случаях к выводу их из сферы землепользования. Под загрязнением понимается насыщение поверхностных слоев земли физическими, химическими и биологическими компонентами, которые отрицательно влияют на окружающую природную среду и плодородие почв.
Источниками загрязнения земли служат промышленность, транспорт, энергетика, химические удобрения, хозяйственно-бытовые отходы и другие виды деятельности людей. Загрязнение земель происходит через сточные воды, воздух, в результате непосредственного воздействия физических, химических, биологических факторов, вывозимых и сбрасываемых на земли отходов производства.
Виды антропогенных воздействий на почву, приводящих к изменению ее плодородия
| Вид воздействия | Основные изменения в почвах |
| Ежегодная вспашка | Усиление взаимодействия с атмосферой, ветровая и водная эрозия, изменение численности почвенных организмов |
| Сенокошение, уборка урожая | Уменьшение некоторых химических элементов, усиление испарения |
Выпас скота | Уплотнение почвы, уничтожение скрепляющей почву растительности, возникновение эрозии, обеднение почвы рядом химических элементов, иссушение, удобрение навозом, биологическое загрязнение (разложение трупов) |
| Выжигание старой травы (сорняков) | Гибель почвенных организмов в поверхностных слоях, усиление испарения |
| Орошение | При неправильном поливе происходит заболачивание и засоление почв |
| Осушение | Снижение влажности, возникновение ветровой эрозии |
Применение ядохимикатов и гербицидов | Гибель ряда почвенных организмов, изменение почвообразовательного процесса, накопление некоторых опасных для живых организмов ядов (от отравления пестицидами в мире ежегодно погибает 14 тыс. человек, а у 700 тыс. человек ухудшается здоровье) |
| Свалки промышленных и бытовых отходов | Снижение площади земель, пригодных для сельского хозяйства, отравление почвенных организмов в прилегающих участках |
| Работа наземного транспорта | Уплотнение почв при движении вне дорог, загрязнение почв отработанными газами и сыпучими материалами |
| Сточные воды | Увлажнение почв, отравление почвенных организмов, загрязнение почв органическими и химическими веществами, изменение состава почв |
Выбросы в атмосферу | Загрязнение почвы химическими веществами, изменение ее кислотности и состава |
| Уничтожение лесов | Усиление ветровой и водной эрозии, усиление испарения |
| Вывоз органических отходов производства и фекалий на поля | Загрязнение почв опасными организмами, изменение их состава |
| Шум и вибрация | Замедление роста растений, гибель живых организмов |
| Энергетические излучения | Замедление роста растений |
Анализ данных таблицы показывает, что каждое искусственное вмешательство в естественные процессы почвообразования приводит к изменениям, которые могут иметь положительный и отрицательный эффект.
Уровень загрязнения почвы классифицируется на фоновый, локальный, региональный, глобальный.
Фоновым принято считать содержание загрязняющих веществ в почве, соответствующее или близкое к ее природному составу.
Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или не
скольких источников загрязнений.
Региональное загрязнение возникает вследствие переноса загрязняющих веществ на расстояние не более 40 км от техногенных и более 10 км от сельскохозяйственных источников загрязнения.
Глобальное загрязнение почвы создается вследствие дальнего переноса загрязняющего вещества на расстояние более 1000 км от любых источников загрязнения. Наибольшую опасность для почв представляют химические загрязнения, эрозия и засоление. По степени опасности химические вещества подразделяются на три класса: класс 1 — вещества высокоопасные; класс 2 — вещества умеренно опасные; класс 3 — вещества малоопасные.
Класс опасности устанавливается по показателям. Отнесение веществ к классам опасности проводится в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02—83. Так, мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен относятся к веществам класса 1; бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром — к классу 2; барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций — к классу 3.
По степени загрязнения почвы подразделяют на сильнозагрязненные, среднезагрязненные, слабозагрязненные.
В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют низкую биологическую продуктивность и существенное изменение физико-химических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает норму.
Показатели и классы опасности химических веществ
| Показатель | Нормы концентрации | ||
| Класс I | Класс 2 | Класс 3 | |
| Токсичность, ЛД50 (летальная доза для 50% биогеоценоза) | До 200 | От 200 до 1000 | Свыше 1000 |
| Персистентность (сохраняемость) в почве, мес. | Свыше 12 | От 6 до 12 | Менее 6 |
| ПДК (предельно допустимая концентрация} почве, мг/кг | Менее 0,2 | От 0,2 до 0,5 | Свыше 0,5 |
| Персистентность в растениях, мес. | 3 и более | От 1 до 3 | Менее 1 |
| Влияние на пищевую ценность сельскохозяйственной продукции | Сильное | Умеренно | Нет |
По степени устойчивости к химическим загрязнениям и характеру ответной реакции почвы подразделяют на очень устойчивые, среднеустойчивые, малоустойчивые. Степень устойчивости почв к химическим загрязнениям характеризуется такими показателями, как гумусное состояние почв, кислотно-основные свойства, окислительно-восстановительные свойства, катионообменные свойства, биологическая активность, уровень грунтовых вод, доля веществ, находящихся в растворенном состоянии.
При оценке устойчивости почв к химическим загрязнениям учитывают показатели, характеризующие краткосрочные (2—5 лет) и долгосрочные (5—10 лет) изменения почв и показатели ранней диагностики развития изменений в почвах.
Краткосрочные изменения свойств почв диагностируются по динамике влажности, величине водородного показателя рН, составу почвенных растворов, дыханию почв, содержанию питательных веществ.
Долгосрочные изменения свойств почв диагностируются по содержанию и запасу гумуса, отношению углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот, по обеднению почв из-за эрозии, общей щелочности, кислотности, по содержанию солей.
1.6.4. Нормирование загрязнений почв и их влияние на здоровье людей