Решение задач на тему: Почвенно-экологический мониторинг и его место в системе экологического мониторинга

Введение

Начиная с работ Т. Мальтуса, некоторые ученые возвращаются к проблеме перенаселения Земли (Глазовский Н. Ф., 2004), как ведущей, детерминирующей другие глобальные проблемы человечества. Перенаселение какой-либо природной территории, либо все планеты Земля начинает проявляться с того момента, когда возникает недостаток в ресурсах, для поддержания функционирования значительно выросшего социума.

В процессе жизнедеятельности социум вырабатывает энтропию, которая имеет различные материальные формы. Это и бытовые отходы, и отработавшие свой срок технологические установки, продукты сгорания углеводородного топлива, отходы различных механизмов и производств, разрушенные при добыче сырья нативные экосистемы и многое другое. Для утилизации энтропии также необходимы ресурсы, например, свободное пространство, либо высокоэнергетические соединения, способные разрушить поллютанты и нейтрализовать негативные изменения экосистем. Перенаселённость Земли лишает человека таких ресурсов пространства и энергии, в итоге отходы функционирования социума остаются активными и находятся зачастую вблизи местообитаний человека. Огромное число поллютантов непосредственно диффундируют в человеческие местообитания и нативные экосистемы (например, при аэрозольном переносе).

Как правило, разумная деятельность человека вызывающая техногенез направлена на достижение позитивных целей (например, лесомелиорации на болоте). Но любое действие порождает, согласно второму началу термодинамики, диссипацию энергии. Образующаяся таким образом неупорядоченная энергия есть энтропия, которая поглощается системами, сопряженными с преобразуемой в положительную сторону системой. В системах поглощающих энтропию развивается негативный техногенез.

Важной задачей человечества, в условиях нехватки ресурсов (в том числе и пригодных местообитаний в ряде регионов планеты) является контроль распространения энтропии, выявление участков с её преимущественным накоплением, что может повлечь ухудшение состояния человеческого общества, отдельных индивидов. Локализация таких участков поможет и помогает принимать меры по защите природы и населения от опасных продуктов жизнедеятельности человеческих и техногенных систем.

Согласно гипотезе "Гея" Джеймса Лавлока планета Земля представляет собой живой сверхорганизм. Такую позицию доказать не удаётся, так же как и опровергнуть (Арманд А. Д., 2001). Но даже если биосфера или планета не являются сверхорганизмом, то несомненным является то, что биосфера - сложная, многогранная система с очень высокой чувствительностью связей между подсистемами. Это требует от человечества слежения за её состоянием, изменениями, происходящими в подсистемах, для своевременного ответа, на возникшие опасности, либо возможности.

В настоящее время по всему миру налажена система экологического мониторинга, преследующая цель сбора информации об изменениях в биосфере и отдельных её компонентах. По Трофимовой В. Л. (2002) экологический мониторинг - это система регулярных длительных наблюдений в пространстве и времени, дающая информацию о состоянии окружающей среды с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза в будущем параметров окружающей среды, имеющих значение для человека.

Наиболее быструю реакцию проявляют при воздействии на экосистемы живые организмы, их используют в мониторинге как биологические индикаторы. Важным является не только быстрота ответных изменений, но и то, что они реагируют на весь комплекс загрязнений, это делает более информативными, по сравнению с прямой оценкой загрязнений приборами (Бурдин К. С., 1985).

Самым консервативным компонентов экосистемы является почва, поэтому их используют как индикаторы долговременных изменений, способных сохранять воздействия на длительное время.

В последние десятилетия человек стал причиной быстрой деградации почв, хотя потери почв имели место на протяжении всей человеческой истории. Насчитывают не менее 6 типов антропогенно-технических воздействий, которые могут вызвать разного уровня ухудшение почв:

- водная и ветровая эрозия;

- засоление, подщелачивание, подкисление;

- заболачивание;

- физическая деградация, включая уплотнение и коркообразование;

- разрушение и отчуждение почвы при строительстве, добыче полезных ископаемых;

- химическое загрязнение почв (Розанов Б. Г., 1989).

Почва - индикатор многолетних природных процессов, и её состояние - это результат длительного воздействия разнообразных источников загрязнения. Выбросы в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта, орошение земель загрязненными водами, нарушений технологических требования при добыче, переработке и использовании нефтепродуктов, многочисленные аварии на нефтепроводах, несбалансированное применение минеральных удобрений и пестицидов приводят к загрязнению почв, ухудшению их физического состояния и в результате потере плодородия и неспособности выполнять свои экологические функции (Экологическое…, 2001; Росновский И. Н., Кулижский С. П., 2004).

Тяжелые металлы начали изучать одними из первых. Они поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, а свинец - с выхлопными газами автомобилей. Описаны случаи, когда большие количества тяжелых металлов попадали в почву с оросительными водами, если выше водозабора в реки сбрасывались сточные воды промышленных предприятий. Из атмосферы в почву тяжелые металлы попадают чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в гидроксиды, карбонаты или в форму обменных катионов. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на одном гектаре, достигает 500 - 600 т. Почвы песчаные, малогумусные, устойчивы против загрязнения; это значит, что они слабо связывают тяжелые металлы, легко отдают их растениям или пропускают через себя с фильтрующимися водами. На таких почвах возрастает опасность загрязнения растений и подземных вод. В этом заключается одно из трудноразрешимых противоречий: легко загрязняющиеся почвы предохраняют окружающую среду, но почвы, устойчивые к загрязнению, не обладают защитными свойствами в отношении живых организмов и природных вод.

В северном полушарии, на территориях высокой промышленной освоенности большую проблему представляют кислотные дожди. Их выпадение - результат выброса в атмосферу продуктов сжигания топлива, а также выбросов металлургических и химических заводов. Действие кислых дождей на почвы неоднозначное. В северных, таежных зонах они увеличивают вредную кислотность почв, способствуют повышению содержания в почвах растворимых соединений токсичных элементов - свинца, алюминия.

Крупнотоннажные отходы различных производств, отвалы гидролизного лигнина, золы тепловых электростанций, отвалы при добыче угля оказывают локальное влияние. Такие отвалы занимают немалые площади, выводя из пользования земельные угодья, а многие из них представляют вполне конкретную опасность для окружающей среды. Отвалы многих горных пород содержат пирит, который самопроизвольно на воздухе окисляется до H2SO4.

Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв, а очистка от нефти очень сильно затруднена. Последствия для почв, вызванные нефтезагрязнением, можно без преувеличения назвать чрезвычайными. Нефть обволакивает почвенные частицы, почва не смачивается водой, гибнет микрофлора, растения не получают должного питания. Наконец, частицы почвы слипаются, а сама нефть постепенно переходит в иное состояние, ее фракции становятся более окисленными, затвердевают, и при высоких уровнях загрязнения почва напоминает асфальтоподобную массу (Орлов Д. С., 1996). Загрязнение почв приводит к формированию очагов социально-экологической напряженности (рис. 1). Они формируются вокруг наиболее загрязненных промышленных центров. В структурном отношении в указанных очагах выделяется эпицентр, а далее вокруг него две зоны, одна из которых, в зависимости от ветрового режима, характера выбросов и их рассеивания, примыкает к эпицентру и переходит во вторую, которая может распространяться на десятки километров от эпицентра и санитарно-защитной зоны (Гичев Ю. П., 2002).

Рисунок 1 - Структура очага социально-экологического напряжения (Гичев Ю. П., 2002)

Кроме химического загрязнения почв, очень проблематичны на всей планете процессы радиоактивного загрязнения почв, их эрозии, дефляции, дегумификации, изменением под действием орошения и многие другие последствия чрезмерного роста человеческого вида. Поэтому всё более нарастает актуальность своевременного и результативного мониторинга за состоянием окружающей среды, почвенного покрова. Следствием чего должны является достоверные прогнозы, включающиеся в социальные проекты и программы хозяйственной деятельности человека.

Оглавление

- Введение

- Почвенно-экологический мониторинг и его место в системе экологического мониторинга

- Экологический и почвенно-экологический мониторинг цели и задачи

- Особенность почвы как объекта мониторинга

- Аккумуляция и рассеяние веществ в ландшафте

- Методология почвенно-экологического мониторинга

- Выбор контрольных участков

- Показатели экологического состояния почв, подлежащие контролю при мониторинге

- Импактный локальный, региональный, глобальный и фоновый почвенно-экологический мониторинг

- Современное состояние экологического мониторинга в России Заключение

- Литература

Заключение

В разработке основ почвенно-экологического мониторинга прослеживается несколько этапов. В нашей стране начало им было положено в 1970-е гг. эмпирическими описательными исследованиями. Результами их были сведения об уровнях содержания отдельных химических элементов в почвах и других элементах биосферы на отдельных территориях интенсивного антропогенного действия. Эти исследования давали точечные оценки состояния почв на определенное время обследования, они характеризовали почвы вне связи с пространством и временем (Мотузова Г. В., 1988). По мере роста численности населения Земли и превращения большинства экологических ниш в антропогенно-модифицированные возникала необходимость всё более тщательного контроля за состоянием окружающей среды. Мониторинг стал той системой, которая позволила следить за степенью загрязненности и нарушенности жилища - планеты Земля.

Список литературы

1. Агроэкология / Черников В. А., Алексахин Р. М., Голубев А. В. и др. - М.: Колос, 2000. - 536 с.

2. Алексеенко В. А., Алексеенко Л. П. Геохимические барьеры. - М.: Логос, 2003. - 144 с.

3. Арманд А. Д. Эксперимент "Гея". Проблема живой Земли. 2001. http://www.theosophy.ru/lib/gaia.htm

4. Биогеохимические основы экологического нормирования / Башкин В. Н., Евстафьева Е. В., Снакин В. В. и др. - М.: Наука, 1993 - С. 147-211.

5. Гичев Ю. П. Загрязнение окружающей среды и здоровье человека. (Печальный опыт России). - Новосибирск, СО РАМН, 2002. - 230 с.

6. Глазовская М. А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. - М.: Высш. шк., 1988. - 328 с.

7. Глазовской Н. Ф. Современные подходы к оценке устойчивости биосферы и развитие человечества // Почвы. Биогеохимические циклы и биосфера. Развитие идей Виктора Абрамовича Ковды. К 100-летию со дня рождения. Москва: Товарищество научных изданий КМК, 2004. - 403 с.

8. Гришина Л. А., Копцик Г. Н., Моргун Л. В. Организация и проведение почвенных исследований для экологического мониторинга. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 82 с.

9. Завилохина О. А. Экологический мониторинг РФ. 2002. http://www.5ballov.ru

10. Законом РФ "Об охране окружающей природной среды". http://ecolife.org.uа/laws/ru/02.php

11. Израэль Ю.А., Гасилина И.К., Ровинский Ф.Я. Мониторинг загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. - 560 с.

12. Ковда В.А, Керженцев А. С. Экологический мониторинг: концепция, принципы организации // Региональный экологический мониторинг. - М.: Наука, 1983. - 264 с.

13. Ландшафтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды / Глазовская М. А., Касимов Н. С., Теплицкая Т. А. и др. - М.: Наука, 1989. - 264 с.

14. Мотузова Г. В. Принципы и методы почвенно-химического мониторинга. - М.: Изд-во МГУ, 1988. - 101 с.

15. Мотузова Г. В. Содержание, задачи и методы почвенно-экологического мониторинга / Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. - М.: Изд-во МГУ, 1994. - С. 80-104.

16. Мотузова Г. В. Соединения микроэлементов в почвах. - М.: Эдиториал УРСС, 1999. - 168 с.

17. Орлов Д. С. Химия и охрана почв // Соровский образовательный журнал. - 1996. - №3. - С. 65-74.

18. Родзевич Н. Н. Геоэкология и природопользование. М.: Дрофа, 2003. - 255 с.

19. Розанов Б.Г. Живой покров Земли.- М.: Наука, 1991. - 98 с.

20. Росновский И. Н., Кулижский С. П. Определение вероятности безотказного функционирования (устойчивости) почв в экосистемах // Сохраним планету Земля: Сборник докладов Международного экологического форума, 1-5 марта 2004 года; СПб: Центральный музей почвоведения им В. В. Докучаева, 2004. - С. 249-252.

21. Садовникова Л. К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. - М.: Высш. Шк., 2006. - 333 с.

22. Черныш А. Ф. Мониторинг земель. - Минск: БГУ, 2003. - 98 с.

23. Чертко Н. К. Геохимическая структура ландшафтов // Геохимия биосферы: Доклады научной конференции. Москва, 15-18 ноября 2006 г. - Смоленск: Ойкумена, 2006. - 400 с.

24. Чупахин В. М. Экологические аспекты современного использования и роль комплексного мониторинга в оптимизации природно-антропогенных систем / Природно-антропогенные системы.-М.:МФГО СССР, 1989.-С. 3-30.

25. Экологическое состояние территории России / Под. ред. С. А. Ушакова, Я. Г. Каца. - М.: Издательский центр "Академия", 2001. - 128 с.

26. Экология. Юридический энциклопедический словарь / Под ред. Проф. С. А. Боголюбова. - М.: Издательство НОРМА, 2001. - 448 с.