Антропогенные загрязнения почвы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Российский государственный  профессионально ― педагогический университет

Машиностроительный институт

Екатеринбургский машиностроительный колледж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине : «Экология»

Тема : «Почва как  среда обитания.                                      Антропогенные загрязнения почвы.»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа 201 зПРО                                                    Отделение заочное

 

Студент                                                                      Кочкина Ю.А.

 

Преподаватель                                                         Сотникова Е.В.

 

 

                                      Екатеринбург 2011.

 

                                                                                                                                                                                        

Содержание.

 

  Содержание................................................................................2

 

1.Почва как  среда обитания.

 

1.1 Экологические группы почвенных организмов…….3

1.2 Отношение растений  к почве………………………………6

1.3 Роль эдафических факторов  в распределении растений и  животных…………………………………………………………………8

2.Антропогенные загрязнения почвы………….……………..9

 

2.1 Пути попадания загрязнений  в почву…………………10

2.2 Классификация  почвенных  загрязнений………………….10

 Список литературы…………………………………………………………….13

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1 Экологические  группы почвенных организмов..

 

  Количество организмов в почве огромно. Растения, животные и микроорганизмы, обитающие в почве, находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и со средой обитания. Данные взаимоотношения сложны и многообразны. Животные и бактерии потребляют растительные углеводы, жиры и белки. Благодаря этим взаимоотношениям и в результате коренных изменений физических, химических и биохимических свойств горной породы в природе постоянно происходят почвообразовательные процессы. В среднем почва содержит  2-3 кг/ кв.м живых растений и животных, или 20-30 т/га, насекомые −1 т, дождевые черви – 500 кг, нематоды – 50, ракообразные −40, улитки,слизни−20, змеи, грызуны – 20 кг, бактерии−3т, грибы −3т, актиномицеты −1,5т, простейшие−100 кг, водоросли−100 кг на 1 гектар.

 

   Несмотря на неоднородность  экологических условий в почве,  она выступает как достаточно  стабильная среда, особенно для подвижных организмов. Крутой градиент температур и влажности в почвенном профиле позволяет почвенным животным путём незначительных перемещений обеспечить себе подходящую экологическую обстановку.

 

   Неоднородность почвы  приводит к тому, что для организмов  разных размеров она выступает  как разная среда. Для микроорганизмов  особое значение имеет огромная  суммарная поверхность почвенных  частиц, потому что на них адсорбируется   подавляющая часть микроорганизмов.

  Сложность почвенной  среды  создаёт большое разнообразие  условий для самых разных функциональных  групп :аэробов, анаэробов, потребителей  органических и минеральных соединений. Для распределения микроорганизмов  в почве характерна мелкая  очаговость, поскольку на протяжении  нескольких миллиметров могут  сменяться разные экологические  зоны.

  По степени связи  с почвой как средой обитания  животных объединяют в три  экологические группы: геобионты,  геофилы и геоксены.

 

    Геобионты – животные, постоянно обитающие в почве. Весь цикл их развития протекает в почвенной среде. Геобионтами являются дождевые черви(Lymbricidae), многие первично−бескрылые  насекомые(Apterydota).

 

 Геофилы – Животные, часть цикла развития которых (чаще одна из фаз) обязательно проходит в почве. К этой группе принадлежит большинство насекомых: саранчовые, ряд жуков, комары−долгоножки. Их личинки развиваются в почве. Во взрослом же состоянии это типичные наземные обитатели. К геофилам принадлежат и насекомые,которые в почве находятся в фазе куколки.

 

  Геоксены – животные, иногда посещающие почву для временного укрытия или убежища. К геоксенам из насекомых относятся таракановые, многие полужесткокрылые, некоторые развивающиеся вне почвы жуки. Сюда же относятся грызуны и другие млекопитающие, живущие в норах.

 

   Вместе с тем приведённая классификация не отражает роли животных в почвообразовательных  процессах, так как в каждой группе есть организмы, активно передвигающиеся и питающиеся в почве и пассивные, которые пребывают в почве в период отдельных фаз развития ( личинки, куколки или яйца насекомых). Почвенных обитателей  в зависимости от их размеров и степени подвижности можно разделить на несколько групп.

 

   Микробиотип, микробиота− это почвенные микроорганизмы,составляющие основное звено детритной пищевой цепи, представляют собой как бы промежуточное звено между растительными остатками и почвенными животными. Сюда относятся, прежде всего зелёные и сине−зелёные водоросли, бактерии, грибы и простейшие. По существу можно сказать, что это водные организмы, а почва для них – это система микроводоёмов.

Они живут в почвенных  порах, заполненных гравитационной или капиллярной водой, как и  микроорганизмы, часть жизни могут  находиться в адсорбированном состоянии  на поверхности частиц в тонких прослойках плёночной влаги. Многие из этих видов  обитают и в обычных водоёмах. Вместе с тем почвенные формы  обычно меньше пресноводных и, кроме  того, отличаются способностью значительное время находиться в инцистированном  состоянии, пережидая неблагоприятные  периоды. Так, пресноводные амебы имеют  размеры 50-100 мкм, почвенные 10-15 мкм. Жгутиковые не превышают 2-5 мкм. Почвенные инфузории также имеют мелкие размеры и могут в значительной степени менять форму тела.

 

   Мезобиотип,мезобиота – это совокупность сравнительно мелких, легко извлекающихся из почвы, подвижных животных. Сюда относятся почвенные нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи, ногохвостки и др. Эта группа весьма многочисленна – от десятков и сотен тысяч до миллионов особей на один кв.м почвы. Питаются в основном детритом и бактериями. Клещи и насекомые нередко являются хищниками. Отдельные виды нематод паразитируют в корнях растений, зачастую их повреждая.

 Для данной группы  животных почва представляется  как система мелких пещер. У них нет специальных приспособлений к рытью. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет им дышать через покровы тела. Многие виды животных этой группы не имеют трахейной системы и весьма чувствительны к высыханию. Средством спасения от колебаний влажности воздуха для них является передвижение вглубь. Более крупные животные имеют некоторые приспособления, которые позволяют переносить временное снижение влажности почвенного воздуха: защитные чешуйки на теле, частичную непроницаемость покровов, сплошной толстенный панцирь.

  Периоды затопления  почвы водой животные переживают, как правило, в пузырьках воздуха.  Воздух задерживается вокруг  их тела из−за несмачиваемости  покровов, снабжённых у большиества  из них волосками, чешуйками  и т. д. Пузырёк воздуха служит  для мелкого животного своеобразной « физической жаброй». Дыхание осуществляется за счёт кислорода,диффундирующего в воздушную прослойку из окружающей среды.

  Животные мезо –  и микробиотипов способны переносить  зимнее промерзание почвы, что  особенно является важным, так  как большинство из них не  может уходить вниз из слоёв,  подвергающихся воздействию отрицательных  температур.

 

   Макробиотип,макробиота – это крупные почвенные животные, с размерами тела от 2 до 20 мм. К данной группе относятся личинки насекомых, многоножки, энхитреиды, дождевые черви и др. Почва для них является плотной средой, оказывающей значительное механическое сопротивление при движении. Они передвигаются в почве, расширяя естественные скважины путём раздвижения почвенных частиц либо роя новые ходы. Оба способа передвижения накладывают отпечаток на внешнее строение животных. У многих видов развиты приспособления к экологически более выгодному типу передвижения в почве – рытью с закупориванием за собой хода.

  Газообмен большинства  видов данной группы осуществляется  при помощи специализированных  органов дыхания, но наряду  с этим дополняется газообменом  через покровы. У дождевых червей  и энхитреид отмечается исключительно  кожное дыхание.

   Роющие животные  могут уходить из слоёв, где  возникает неблагоприятная обстановка. К зиме и в засуху они концентрируются в более глубоких слоях, большей частью в нескольких десятках сантиметров от поверхности.

 

    Мегабиотип,мегабиота – это крупные землерои, главным образом из числа млекопитающих.

  Многие из них проводят  в почве всю жизнь. Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Приспособленность к роющему подземному образу жизни находит отражение во внешнем облике и анатомических особенностях этих животных: у них недоразвиты глаза, компактное вальковатое тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные компактные конечности с крепкими когтями.

 

   Помимо постоянных  обитателей почвы среди крупных  животных нередко выделяют отдельную  экологическую группу обитателей  нор. К данной группе животных  относятся барсуки, сурки, тушканчики  и др. Они кормятся на поверхности,  однако размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве.  Ряд других животных использует  их норы, находя в них благоприятный  микроклимат и укрытие от врагов. Обитатели нор имеют черты  строения, характерные для наземных  животных, но в то же время  обладают рядом приспособлений, связанных с роющим образом жизни. Так, для барсуков характерными чертами являются длинные когти и сильная мускулатура на передних конечностях, узкая голова, небольшие ушные раковины.

 

    1.2 Отношение растений к почве.

 

   Специфические растительные  ассоциации, формируются в связи с разнообразием условий мест обитаний, включая и почвенные, а также и в связи с избирательностью по отношению к ним растений в определённой ландшафтно – географической зоне. Следует учитывать, что даже в одной зоне в зависимости от её рельефа, уровня грунтовых вод, экспозиции склона и ряда других факторов создаются неодинаковые почвенные условия, которые отражаются на типе растительности.

   Важнейшим свойством  почвы является её плодородие, которое определяется в первую  очередь содержанием гумуса, макро-  и микроэлементов, таких как азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, железо, медь, бор, цинк, молибден  и др. Каждый из этих элементов играет свою роль в структуре и обмене веществ растения и не может быть заменён полностью другим. Различают растения, распространённые имущественно на плодородных почвах,− эутрофные, или эвтрофные. И довольствующиеся небольшим количеством питательных веществ,− олиготрофные. Между ними выделяют промежуточную группу мезотрофных видов.

 

   Разные виды растений  неодинаково относятся к содержанию  доступного азота в почве. Растения, особенно требовательные к повышенному  содержанию азота в почве, называют  нитрофилами.

  Обычно они поселяются  там, где есть дополнительные  источники органических отходов,  а, следовательно и азотного  питания. Это растения вырубок(  малина, хмель вьющийся), мусорные, или  виды− спутники жилья человека( крапива, щирица и др.). К нитрофилам относятся многие зонтичные, поселяющиеся на опушках леса. В массе нитрофилы поселяются там, где почва постоянно обогощается азотом, например, через экскременты животных. На пастбищах, в местах скопления навоза, пятнами разрастаются нитрофильные травы( крапива, щирица и др.).

 

  Кальций – важнейший  элемент, не только входит в  число необходимых для минерального  питания растений, но и является  важной составной частью почвы. Растения карбонатных почв называют кальциефилами( венерин башмачок). Из деревьев – лиственница сибирская, бук, ясень.

 

   Растения неодинаково относятся к кислотности почвы. Так, при различной реакции среды в горизонтах почвы может вызвать неравномерное развитие у клевера.

  Растения, предпочитающие  кислые почвы с небольшим значением  рН=3,5 – 4,5,называют ацидофилами, растения же щелочных почв с рН=7,0-7,5 относят к базофилам, а растения почв с нейтральной реакцией− к нейтрофилам.

   

    Избыток солей  в почвенном растворе оказывает  отрицательное воздействие на  растения. Растения, приспособившиеся  к произрастанию на почвах  с высоким содержанием солей,  называют галофитами.

 

  Особую группу представляют  растения, адаптированные к сыпучим подвижным пескам,− псаммофиты. Псаммофиты легко переносят засуху благодаря различным приспособлениям. Сыпучие пески встречаются и во влажном климате( песчаные дюны по берегам северных морей, по берегам крупных рек и т. д. ).

 

  На увлажнённых, преимущественно  глинистых почвах произрастают  такие растения как мать-и-мачеха, хвощ полевой, мята полевая.

 

   Чрезвычайно своеобразны  экологические условия для растений, произрастающих на торфе (торфяных  болотах) – особой разновидности  почвенного субстрата, образовавшегося  в результате неполного распада  растительных остатков в условиях  повышенной влажности и затруднённого  доступа воздуха.

 

     Растения, произрастающие  на камнях, скалах, каменистых осыпях, в жизни которых преобладающую  роль играют физические свойства  субстрата, относятся к литофитам.  К этой группе принадлежат,  прежде всего, первые после  микроорганизмов поселенцы на  скальных поверхностях и разрушающихся горных породах: автотрофные водоросли, затем накипные лишайники, плотно прирастающие к субстрату и окрашивающие скалы в разные цвета, и, наконец, листовые лишайники, выделяющие продукты метаболизма, способствующие разрушению горных пород и тем самым играющие существенную роль в длительном процессе почвообразования.

 

 

 

    1.3. Роль эдафических факторов в распределении растений и животных.

 

      Специфические  растительные ассоциации формируются  в связи с разнообразием условий  мест обитания, включающие и почвенные,  а также и в связи с избирательностью  по отношению к ним растений  в определённой ландшафтно-географической  зоне.

Следует учитывать, что даже в одной зоне в зависимости  от её рельефа, уровня грунтовых вод, экспозиции склона и ряда других факторов создаются неодинаковые почвенные  условия, которые отражаются на типе растительности. Именно поэтому типы почв являются мощным фактором распределения растений.

 

     На наземных  животных эдафические факторы  оказывают меньшее влияние. Вместе  с тем животные тесно связаны  с растительностью, и она играет решающую роль в их распределении. Однако и среди крупных позвоночных легко обнаружить формы, которые приспособлены к конкретным почвам. Это особенно характерно для фауны глинистых почв с твёрдой поверхностью, сыпучих песков, заболоченных почв и торфяников. В тесной связи с почвенными условиями находятся роющие формы животных. Одни из них приспособлены к более плотным почвам, другие – к лёгким песчаным почвам. Типичные почвенные животные приспособлены также к различным видам почв. Нередко почвенные животные имеют очень широкие ареалы и встречаются разных почвах.

 

    По целому ряду  экологических особенностей почва  является средой, промежуточной между наземной и водной. С воздушной средой почву сближает наличие почвенного воздуха, угроза иссушения в верхних горизонтах, довольно резкие изменения температурного режима поверхностных слоёв.

 

    С водной средой  почву сближают её температурный  режим, пониженное содержание  кислорода в почвенном воздухе,  насыщенность его водяными парами  и наличие воды в других  формах, присутствие в почвенных  растворах солей и органических  веществ, возможность двигаться  в трёх измерениях. Как и в  воде, в почве сильно развиты  химические взаимозависимости и  взаимовлияния организмов.

 

    Промежуточные  экологические свойства почвы  как среды обитания животных  дают возможность сделать заключение, что почва играла особую роль  в эволюции животного мира. Например, для многих групп членистоногих  в процессе исторического развития  почва явилась средой, через которую  типично водные организмы смогли перейти к наземному образу жизни и заселить сушу.

 

 

    2.Антропогенные загрязнения почвы.

2.1. Пути попадания  загрязнений в почву.

 

  Различные почвенные  загрязнения, большинство из которых  антропогенного характера, можно  разделить по источнику поступления  этих загрязнений в почву:

 

1)С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельках атмосферной влаги и с осадками выпадают в почву. Это , в основном, газы− оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют химические соединения с водой, имеющие кислотный характер. Таким образом и образуются кислотные дожди.

 

2) Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей. Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают непосредственно в виде пыли и аэрозолей. Такие загрязнения можно наблюдать визуально, например, вокруг котельных зимой снег чернеет, покрываясь частицами сажи. Автомобили, особенно в городах и около дорог, вносят значительную лепту в пополнение почвенных загрязнений.

 

3) При непосредственном поглощении почвой газообразных соединений. Всухую погоду газы могут непосредственно поглощаться почвой, особенно влажной.

 

4) С растительным опадом. Различные вредные соединения, в любом агрегатном состоянии, поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают опять-таки в почву.

 

 

    2.2. Классификация почвенных загрязнений.

 

  Загрязнения почвы  трудно классифицируются, в разных  источниках их деление даётся  по-разному. Если обобщить и  выделить главное, то наблюдается  следующая картина по загрязнению  почвы:

 

1)Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2)Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое  автомобильное топливо− бензин− содержит очень ядовитое соединение – тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd(кадмий),Cu(медь),Cr(хром),Ni(никель),Co(кобальт),Hg(ртуть),as(мышьяк),Mn(марганец).

    3)Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно поэтому был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор−дифенил−трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но , также обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4)Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5)Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогичных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный−стронций-90. Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении(2-8%), большой период полураспада(28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. Цезий-137, Церий-144 и хлор-36 также являются опасными радиоактивными изотопами. Хотя существуют природные источники загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса активных изотопов с небольшим периодом полураспада попадает в окружающую среду антропогенным путём: в процессе производства и испытаний ядерного оружия, из атомных электростанций, особенно в виде отходов и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и т. д.

 

 

   

 

 

 

      

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы:

1)Круглов Ю.В. «Микрофлора  почвы и пестициды.»-М.:Агропромиздат,1991

2)Добровольский Г.В.,Гришина  Л.А. «Охрана почв» - М.: МГУ,1985

 

3)Рэуце Н.;Кырста С.  « Борьба с загрязнением почвы» - М.: Агропромиздат,1986

4)www.Referat 77.ru

5)www.REFERATPLUS.RU