Загрязнение почв соединениями серы, углерода и азота.

Содержание

Введение………………………………………………………………..3
1.Загрязнение почвы соединениями серы……………………………5
2.Загрязнение почвы соединениями азота………………………….10
3. Загрязнение почвы соединениями углерода……………………...14
Основные последствия загрязнения почв………………………….18
Заключение…………………………………………………………….20
Список используемой литературы…………………………………...23

Загрязнение почв соединениями серы, углерода и азота.

Когда деградирует почвенная фауна, снижаются урожаи, ухудшается качество сельскохозяйственной продукции, а это, как мы знаем, влечет за собой ухудшение здоровья населения.Под действием кислот из горных пород и минералов высвобождается алюминий, а также ртуть и свинец. которые затем попадают в поверхностные и грунтовые воды. Алюминий способен вызывать болезнь Альцгеймера, разновидность преждевременного старения. Тяжелые металлы, находящиеся в природных водах, отрицательно влияют на почки, печень, центральную нервную систему, вызывая различные онкологические заболевания. Генетические последствия отравления тяжелыми металлами могут проявиться через 20 лет и более не только у тех, кто употребляет грязную воду, но и у их потомков.Кислотные дожди разъедают металлы, краски, синтетические соединения, разрушают архитектурные памятники.Действие кислотных дождей можно изобразить в виде схемы (рис.1).Рис.1.Схема образования и действия кислотных дождей на окружающую среду, в частности на почвенный покровНаиболее характерны кислотные дожди для индустриальных стран с высокоразвитой энергетикой. За год теплоэлектростанции России выбрасывают в атмосферу около 18 миллионов тонн сернистого ангидрида, а помимо этого, благодаря западному переносу воздуха, приходят сернистые соединения с Украины и Западной Европы.Для борьбы с кислотными дождями необходимо направить усилия на сокращения выбросов кислотообразующих веществ угольными электростанциями. А для этого необходимо:использование низкосернистого угля или его очистка от серыустановка фильтров для очистки газообразных продуктовприменение альтернативных источников энергии2.Загрязнение почв соединениями азотаОдним из главных соединений азота, которые оказывают негативное воздействие на почву, являются нитраты.Нитраты - это соли азотной кислоты, которые накапливаются в продуктах и воде при избыточном содержании в почве азотных удобрений. Исследователями США, Германии, Чехословакии, России установлено, что нитраты и нитриты вызывают у человека метгемоглобинемию, рак желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие эмбрионов. Отравления происходили при употреблении воды и продуктов растительного и животного происхождения с высоким содержанием нитратов или нитритов. Из этого следует, что нитраты – это социально-экологичская проблема.Основной источник поступления нитратов в педосферу являются нитратные удобрения.Нитратное загрязнение является серьезной экологической проблемой, связанной с сельским хозяйством и имеет глобальный масштаб. Рассмотрен мировой опыт в преодолении последствий нитратного загрязнения и разработке подходящей практики землепользования. Нитратное загрязнение - одна из экологических проблем современности - является следствием возросшей нагрузки на почву и разбалансированности почвенных процессов. В природной среде образование нитратов осуществляется узкоспециализированной группой почвенных микроорганизмов. Процесс двухступенчатый. Бактерии рода Nitrosomonas окисляют ион аммония в NO2- а бактерии рода Nitrobacter далее окисляют NO2- в NO3-. В зрелых, сформировавшихся, ненарушенных экосистемах процессы образования нитратов бактериями и потребление его растениями сбалансированы, и нитрат-ион не накапливается в больших количествах. Многочисленные данные, имеющиеся в научной литературе, свидетельствуют о том, что всякое вторжение в естественные, климаксные почвы, будь то распашка целинных степей, прерий или раскорчевка лесов приводит к значительной активизации нитрификационного процесса.Обладая высокой растворимостью в воде, нитраты легко теряются из почвы поверхностным и внутрипочвенным стоком. Помимо того, что потеря нитратов само по себе представляет отрицательное явление как потеря ценнейшего питательного элемента, большую опасность представляет миграция нитратов в грунтовые воды, водоисточники и открытые водоемы.Использование воды, содержащей нитраты, смертельно опасно для грудных детей. Нитраты часто являются источником отравления крупного и мелкого рогатого скота, заставляя фермеров искать причины непонятных заболеваний животных.Уменьшение количества азотных удобрений, вносимых под злаковые культуры весной, по-видимому, имеет небольшой эффект на количество нитратов в почве ко времени уборки урожая, не велик риск и их последующего выщелачивания [21]. Существенный контроль нитратного загрязнения суходольных почв, может быть, достигнут только практикой землепользования, которая сводит к минимуму возможность нитратов накапливаться осенью в результате минерализации почвенного органического азота.Таким образом, мы видим, что нитратное загрязнение является опасным химическим загрязнением не только для почвы, но и для других экологических сфер (в частности гидросфера) и для здоровья человека. Выщелачиваясь из почвенного горизонта оказывает негативное воздействие на все окружение.Чтобы избежать загрязнения почв нитратами, необходимо осторожное, рациональное применение минеральных и органических удобрений. На индивидуальных участках целесообразно не сплошное, а локальное их внесение, чтобы кормить не землю, а растения. Не рекомендуется также вносить удобрения перед сбором урожая. Одним из мероприятий, препятствующих накоплению нитратов, является известкование кислых почв.Аммонийно-нитратные удобрения могу привести к закислению почвы (понижение значения ph) при избыточном внесении.Нитрат аммония синтезируется путем каталитического сжигания аммиака, окисления выделяющейся окиси азота до двуокиси азота, поглощаемой водой. При этом получается азотная кислота:4NH3+5O2—>4NO+6H2O;2NO+ О2—>2NO2;3NO2+H2O—>2HNO3+NO.Азотную кислоту нейтрализуют аммиаком, получая нитрат аммония:HNO3+NH3—>NH4NO3, После чего концентрированный раствор распыляют в башне в восходящем потоке охлажденного воздуха, получая в результате прочные гранулы. Их высушивают и опудривают кизельгуром или глиной.Нитрат аммония, содержащий 34% N, — высококонцентрированное, легкорастворимое в воде азотное удобрение. Он содержит равные количества азота в нитратной и аммонийной форме. Благодаря нитрификации аммония  он  лишь  умеренно подкисляет почву.Соединения азота также могут попадать в почву с экскрементами животных, являясь их питательными элементами. В почву попадают и могут накапливаться в токсичных концентрациях и другие соединения, которые негативно влияют на грунт и растения. Исследования показывают, что внесение в почву экскрементов животных в дозах, которые превышают оптимальную (45 т/га на год), негативно отражается на плодородии почв и жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Например, в грунте появляется избыток растворимых солей, которые могут задерживать рост, или вымываются в грунтовые воды. Вместе с экскрементами в почву попадают медь и мышьяк, которые добавляют в корм для птицы против некоторых заболеваний или для стимуляции роста. Нитраты, присутствующие в почве в избыточном количестве, могут мигрировать через грунтовой профиль к грунтовым водам, а также смываться поверхностными водами в процессе эрозии.Учитывая это, основными мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является нормируемое кормление животных и использование органических удобрений в оптимальных количествах. Кроме этих видов загрязнений, также существует загрязнение соединениями азота, содержащихся в кислотных дождях вместе с соединениями серы. Данный вид загрязнения был рассмотрен ранее в главе «Загрязнение почвы соединениями серы».3. Загрязнение почвы соединениями углеродаВ последние десятилетия, одновременно с увеличением численности населения на земле, с увеличением их потребностей отмечается сильный рост производства различных веществ и синтетически изделий, в состав которых входят химические соединения, которые в течение производства и использования, представляют большую опасность для здоровья населения и окружающей среды. Дополнительно к этому, начиная с прошлого века, в аграрном секторе значительно увеличилось использование пестицидов, интенсивное использование которых вызывает токсические эффекты на все живые существа.Особую группу опасных соединений представляют стойкие органические соединения (СО32-), которые используются в промышленности, в сельском хозяйстве и в некоторых случаях генерируются промышленными процессами, и в результате сжигания.СО32- представляют очень большую опасность в следующих случаях:•  сохраняется в окружающей среде до частичного или полного разложения очень долгий период времени•  переносятся на огромные расстояния от источника•  аккумулируются в тканях живых организмов, оттуда попадают в пищу, воду, воздух•  имеют токсическое действие в широком диапазоне.Существует двенадцать стойких органических загрязнителей, которые имеют токсический эффект и негативно действуют на живые организмы:а) Пестициды: альдрин, диэльдрин, ДДТ, гептахлор, мирекс, хлордан, токсафен, эндринб) Промышленные химические вещества: гексахлорбензол (используются и в качестве пестицида), ПХБ (полихлорированные бифенилы)с) Вторичные продукты сгорания : диоксины, фураныГлавные последствия воздействия СО32- на организмы человека и животных включают увеличение случаев раковых заболеваний, аномального развития, низкую плодовитость, снижение иммунитета, снижение интеллектуальных способностей. Особо сильное воздействие эти вещества оказывают на зародыши, приплод и маленьких детей.Реальную опасность, которую представляют СО32- для природы и людей, необходимо предотвратить путем ликвидации или минимизации негативного воздействия органических загрязнителей на биосферу.Каково же воздействие а почву?Почва является самым сильным реципиентом для накопления различных веществ техногенного происхождения, включая и хлорорганические пестициды, и другие стойкие органические загрязнители.В настоящее время не возможно найти даже одного места на поверхности земли, включая природные заповедники, где бы не могли обнаружить остатки пестицидов. Фоновое количество пестицидов в почве составляет несколько частей миллиграмма. Считается, что пестициды незначительно влияют на свойства почвы. Но они имеют свойства увеличения концентраций в трофической связке: растения, насекомые, хищные животные, человек.Минерально-органические коллоидальные микрочастицы могут поглотить из воды и воздуха различные соединения, которые накапливаются в больших количествах и могут сохраняться большие периоды, не изменяя радикально своих химических свойств. Однако, содержание в почве различных бактерий, которые используют ее органическое вещество в качестве пищи, постепенно уменьшают концентрации пестицидов и имеет место их природное разрушение (разложение).Существует множество путей загрязнения почвы стойкими органическими веществами.Самым распространенным является обработка (рассеивание) поверхности почвы растворами, суспензиями, порошками, которые содержат эти соединения. Для этого процесса используется механизированное оборудование или самолеты и вертолеты. Даже если пестициды предназначены для попадания на листья растений, большая их часть осаждается на поверхности почвы. Такой метод практиковался в период использования ДДТ.Другим путем является прямое внесение пестицидов в почву сеялками или специальными агрегатами. В этом случае все количество химических веществ остается в почве, воздействуя на микроорганизмы, педофауну и растения.Большое количество пестицидов вносится в почву одновременно с семенами, которые обработаны против болезней и вредителей сельскохозяйственных культур. В недалеком прошлом для этих целей (как инсектициды и фунгициды) использовался ГХБ.