Люди существуют в определенном пространстве, и поверхность земли и поверхность литосферы являются основными компонентами этого пространства.
Литосфера
Причины загрязнения почвы
Было подтверждено, что одна тонна отходов образуется ежегодно на одного жителя земли. Это включает более 50 кг полимера, который трудно разрушить.
Жилые здания и коммуникации. В составе загрязняющих веществ из источников в этой категории преобладают бытовые отходы, пищевые отходы, строительные отходы, отходы отопительной системы и непригодные бытовые товары. Все это собрано и вывезено на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытовых отходов на свалках стали сложной задачей. Простое сжигание мусора на городских свалках предполагает выброс токсичных веществ.
При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются очень токсичные вещества — диоксид. Тем не менее, в последние годы были разработаны методы уничтожения сгорания бытовых отходов. Перспективным способом является сжигание такого мусора на расплавленном металле.
Промышленные компании. Твердые и жидкие промышленные отходы всегда содержат вещества, которые могут оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, цветные металлы обычно содержатся в отходах металлургической промышленности. Машиностроение выпускает соединения цианида, мышьяка и бериллия в природную среду. При производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол и стирол. При производстве синтетического каучука отходы катализатора и некондиционные полимерные агломераты попадают в почву.
При изготовлении резиновых изделий пылевые компоненты, сажа, отработанные резиновые и резиновые детали, прилипшие к почве и растениям, попадают в окружающую среду, а при использовании шин возникают износ и повреждение шин, автомобильные шины, ободья и т. д. Хранение и утилизация отработанных шин является открытым вопросом. Это потому, что они часто вызывают серьезные пожары, которые очень трудно потушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от их общего объема.
Во время работы транспортных двигателей внутреннего сгорания оксиды азота, свинца, углеводородов, окиси углерода, сажи и других веществ интенсивно выделяются, когда они оседают на поверхности или поглощаются растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и участвуют в циклах, включенных в пищевую цепь.
Сельское хозяйство. Загрязнение почвы в сельском хозяйстве вызвано внесением большого количества неорганических удобрений и пестицидов. Известно, что некоторые пестициды содержат ртуть.
Загрязнение окружающей среды твердыми промышленными и бытовыми отходами
Помимо угрозы здоровью людей загрязнение воздуха наносит огромный вред окружающей среде. Усиливается загрязнение природной среды твердыми промышленно-бытовыми отходами. Это вышедшие из употребления упаковочные матери, бытовые и промышленные приборы, машины, бумага, консервные банки, ...
Загрязнение почвы тяжелыми металлами. Тяжелые металлы называют цветными металлами, и их плотность больше, чем у железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром и ртуть. Превышение этих ограничений может привести к серьезному заболеванию.
Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению их химического состава и разрушению жизненно важных функций растений и организмов. Тяжелые металлы могут вторгаться из почвы в организм животных и людей и вызывать нежелательные эффекты.
Загрязнение литосферы при захоронении радиоактивных отходов
Во время ядерной реакции на атомной электростанции только 0,5-1,5% ядерного топлива преобразуется в тепловую энергию, а остальное (98,5-99,5%) сбрасывается из реактора в виде отходов. Эти отходы являются радиоактивными продуктами деления, такими как уран-плутоний, цезий и стронций. Утилизация отработанного ядерного топлива является сложной задачей, учитывая загрузку ядерного топлива в 180 тонн.
Атомные электростанции вырабатывают около 200 000 кубометров электроэнергии ежегодно по всему миру. Радиоактивные отходы низкого и среднего уровня, а также отходы и отработавшее ядерное топливо высотой 10 000 кубометров.
Радиоактивные отходы жидкие и твердые. В зависимости от состояния коагуляции условия их захоронения изменяются.
Поэтому мы оставляем трудное наследие будущим поколениям.
Мероприятия по уменьшению загрязнения литосферы
Контроль загрязнения почвы
Установление предельно допустимой концентрации вредных веществ в почве в настоящее время все еще находится на ранних стадиях разработки. ПДК содержит около 50 вредных веществ, в основном пестицидов, используемых для защиты растений от вредителей и болезней. Однако, хотя почва не относится к окружающей среде, которая непосредственно влияет на здоровье человека, воздух и вода потребляются живыми организмами вместе с загрязнителями.
Санитарный контроль загрязнения почвы в городских районах обеспечивает Санитарное бюро. Она также управляет транспортировкой, хранением, удалением и координацией мест размещения отходов.
Разработка пестицидов, безопасных для пищевой цепи
Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы заключается в их высокой стабильности в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевой цепи.
Для устранения этого недостатка недавно были разработаны новые экологически чистые пестициды.
Как утилизировать жидкие радиоактивные отходы
Жидкие высокоактивные радиоактивные отходы хранятся в оборудовании до нескольких кубометров с двойными стенками из нержавеющей стали и мешалками. Такие устройства устанавливаются в бетонных помещениях. Устройство непрерывно продувается воздухом для предотвращения взрыва водорода, выделяющегося при хранении, а затем специальный фильтр удаляет радиоактивный аэрозоль. Содержимое устройства постоянно перемешивается, чтобы предотвратить образование взрывоопасных отложений.
Кроме того, отложение радиоактивных солей может резко повысить температуру внутри оборудования, вызывая тепловой взрыв, связанный с выбросом радиоактивных растворов. Чтобы избежать этих явлений, устройство оснащено холодильником. Срок полезного использования таких устройств составляет 20-30 лет. Далее жидкие отходы заливаются в новое устройство. Такой процесс может длиться сотни лет.
Одним из массовых загрязнений почвы являются твердые бытовые отходы.
Вопрос утилизации, утилизации или ликвидации твердых отходов актуален сегодня. Многочисленные муниципальные свалки, занимающие от десятков до сотен гектаров земли, являются источниками едкого дыма от загрязнения подземных вод из-за выброса вредных веществ в подземные воды при сжигании бытовых отходов. Соответственно, в последние годы большое внимание уделялось разработке методов утилизации или уничтожения твердых бытовых отходов.
В настоящее время известны следующие способы удаления, утилизации и удаления твердых отходов:
- Хранилище на полигонах.
- Аэробное биотермическое компостирование.
- Жигание в специальном мусоросжигателе.
Хранение бытовых отходов
Основным методом утилизации твердых отходов как за рубежом, так и в Российской Федерации является хранение на полигонах. Глинистая или тяжелая суглинистая почва отводится на 20–40 гектаров земли для создания свалки. Выбор таких почв осуществляется по следующим причинам: Дождевая вода и талая вода проходят через слой твердых бытовых отходов толщиной в несколько десятков метров, которые удаляют растворимые вредные компоненты и образуют сточные воды на свалках. Глинистые и суглинистые почвы препятствуют проникновению таких сточных вод в пласты подземных вод.
Срок службы полигона составляет 15-20 лет. Полигоны должны быть расположены на расстоянии не менее 500 м от жилых зданий и не более 500 м от асфальтированных дорог.
Аэробное биотермическое компостирование твердых бытовых отходов
Наиболее перспективным является обработка твердых отходов на заводах с использованием технологии аэробного биокомпостирования. В этом случае твердые отходы нейтрализуются и превращаются в компост. Компост — это органическое удобрение, которое содержит азот, фосфор, калий и микроэлементы. Сжигание твердых отходов в мусоросжигательных заводах.
| При обработке твердых бытовых отходов большое внимание уделяется их удалению путем сжигания в специальных печах. В то же время нормальный процесс сжигания твердых бытовых отходов включает образование токсичных газообразующих веществ, таких как диоксины. |
Сжигание твердых отходов с металлическим расплавом или расплавленным шлаком считается очень перспективным. Преимущество этого метода состоит в том, что высокая температура такого расплава приводит к очень быстрому и полному разложению твердых бытовых отходов, расплавлению минеральных компонентов и переносу их в шлак.
Самоочищающаяся почва
Хотя почва относится к трехфазной системе, физико-химические процессы, происходящие в почве, происходят очень медленно, а растворенный в почве воздух и вода не оказывают значительного ускоряющего влияния на ход этих процессов. Поэтому самоочищение почвы занимает гораздо больше времени, чем самоочищение воздуха и воды.
В зависимости от степени самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующем порядке: атмосфера — гидросфера — литосфера. В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, что в конечном итоге угрожает человечеству.
Заключение
Поэтому интенсивное развитие промышленного производства приводит к увеличению промышленных отходов, что, наряду с бытовыми отходами, оказывает существенное влияние на химический состав почвы и ухудшает ее качество.
Тщательное и эффективное обращение с землей сегодня является одним из наиболее актуальных вопросов.
ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ
ЭРОЗИЯ ПОЧВ (ВОДНАЯ И ВЕТРЕНАЯ) И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЮ [1, с. 22] Читать далее: Тяжелые металлы
4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ
4.1. Кислотные дожди
Термином «кислотные дожди» называют все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, — рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6).
Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы (SO2) и окислы азота (NОx) трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие частицы [4, с. 91]. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды. Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.
Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O —> H2CO3).
[5, с. 423-424] Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.
В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина — кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, котoрые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+).
Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-).
Термин рН используют в качестве показателя кислотности воды. «Термин рН значит в переводе с английского «показатель степени концентрации ионов водорода». [5, с. 428]
Значение рН измеряется на шкале от 0 до 14. В воде и водных растворах присутствуют как ионы водорода(Н+), так и гидроксид-ионы (ОН-).
Когда концентрация ионов водорода (Н+) в воде или растворе равна концентрации гидроксид-ионов (ОН-) в том же растворе, то такой раствор является нейтральным. Значение рН нейтрального раствора равняются 7 (на шкале от 0 до 14).
Как вы уже знаете, при растворении кислот в воде повышается концентрация свободных ионов водорода (Н+).
Они то и повышают кислотность воды или, иными словами, рН воды. При этом, с повышением концентрации ионов водорода (Н+) понижается концентрация гидроксид-ионов (ОН-).
Те растворы, значение рН которых на приведенной шкале находится в пределах от 0 до <7, называются кислыми. Когда в воду попадают щелочи, то в воде повышается концентрация гидроксид-ионов (ОН-).
При этом в растворе понижается концентрация ионов водорода (Н+).
Растворы, значение рН которых находится в пределах от >7 до 14, называются щелочными.
Следует обратить внимание еще на одну особенность шкалы рН. Каждая последующая ступенька на шкале рН говорит о десятикратном уменьшении концентрации ионов водорода (Н+) (и, соответственно, кислотности) в растворе и увеличении концентрации гидроксид-ионов (ОН-).
Например, кислотность вещества со значением рН4 в десять раз выше кислотности вещества со значением рН5, в сто раз выше, чем кислотность вещества со значением рН6 и в сто тысяч раз выше, чем кислотность вещества со значением рН9.
Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NOх).
Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.
Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и еще во многих странах земного шара.
Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается до рН5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.
По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв [4, с. 94].
Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьезные заболевания.
Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца еще не изучен, «сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы…в совокупности приводят к деградации лесов [4, с. 101].
Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов, — это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
ЭРОЗИЯ ПОЧВ (ВОДНАЯ И ВЕТРЕНАЯ) И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НЕЮ [1, с. 22] Читать далее: Тяжелые металлы
Информация о работе «Экология почвы»
Раздел: Экология Количество знаков с пробелами: 94494 Количество таблиц: 5 Количество изображений: 0
Похожие работы
Экология почв: итоги, проблемы, перспективы
24191
0
0
… , рассматривались [Иенни, 1948; Титов, 1952; Волобуев, 1953; Соболев, 1954; Иванова, Розов, 1960; и др.]. В первой половине 60-х годов появилась первая специально посвященная этой проблеме монография В. Р. Волобуева «Экология почв» [1963], за которой затем последовали другие, развивающие разные аспекты экологии почв: «Система почв мира» [1973] и «Введение в энергетику почвообразования» [1974]. В …
Проблемы экологии сельскохозяйственного производства
64850
0
0
… – ростовщические конторы, которым главное – извлечение денежной прибыли вне зависимости от того, какие последствия для экономики и страны это повлечет. Решению проблем экологии сельскохозяйственного производства могли бы помочь сезонные кредиты. Чтобы помочь крестьянину, российское правительство в каждом бюджете предусматривает погашение части процентной ставки по коммерческим кредитам для …
Ландшафтно-экологический подход в изучении геохимических особенностей горных почв Тебердинского заповедника
18550
3
0
… и транссупераквальных элементарных экогеосистем, к которым приурочены опорные участки с заложенными почвенными разрезами. Местные геохимические особенности горных пород определяют во многом главные черты геохимии почв региона. В геологическом отношении высотно-экологический профиль является однородным и монолитным – горными породами служат калиевые верхнепалеозойские гранитоиды. В сравнении с …
Экология почв
67077
3
2
… . По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы разделяют на: — очень чувствительные, — чувствительные, — среднечувствительные, — малочувствительные, — устойчивые. Устойчивость или чувствительность почв к загрязняющим веществам целесообразно определять в соответствии с:а) содержанием гумуса;б) качеством гумуса;в) биологической активностью; г) глубиной гумусового горизонта; д) …
ВВЕДЕНИЕ
Возрастающее внимание во всем мире к проблемам экологии вызвано обостряющимися экологическими проблемами глобального масштаба. Острота этих проблем еще не осознана человечеством. Нередко острейшие экологические проблемы сводятся лишь к загрязнению и изменению атмосферного воздуха, водной среды, сохранению растительных сообществ и животного мира. В то же время все эти компоненты природы тесно взаимосвязаны с внешней оболочкой планеты — литосферой. Решение экологических проблем невозможно без изучения литосферы – внешней оболочки Земли. Литосфера является материальной литогенной основой биосферы – сферы живого вещества. Именно в литосфере формируются почвы, ландшафты, биосообщества. В настоящее время литосфера существенно изменяется в процессе хозяйственной деятельности человека. По этой причине в геологии сформировалось новое направление – экологическая геология или экогеология, изучающая качества литосферы в совокупности с ее экологическими функциями.
Период, начиная с 1950 г. до настоящего времени, называют периодом научно-технической революции. К концу ХХ века произошли огромные изменения и в технологии, появились новые средства связи и информационные технологии, что резко изменило возможности обмена информацией и сблизило самые отдаленные точки планеты. Мир буквально на наших глазах стремительно изменяется, и человечество в своих действиях не всегда поспевает за этими изменениями. Экологические проблемы возникли не сами по себе. Это результат естественного развития цивилизации, в которой сформулированные ранее правила поведения людей в их взаимоотношениях с окружающей природой и внутри человеческого общества, поддерживавшие устойчивое существование, пришли в противоречие с новыми условиями, созданными научно-техническим прогрессом. В новых условиях необходимо формирование и новых правил поведения, и новой морали с учетом всех естественнонаучных знаний. Наибольшая трудность, которая определяет многое в решении экологических проблем — все же недостаточная озабоченность человеческого общества в целом и многих его лидеров проблемами сохранения окружающей среды.
