Почва в Челябинской области

Федеральное агентство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра        
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Реферат

     по  дисциплине «Экология»

       на тему: «Почва в Челябинской области». 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Выполнил:

      студент группы     ПС-353

      Медведев И.В.

       Проверил:

      Шишков В.И. 
 
 
 

Челябинск

2010

Содержание

Введение

Говорить о  почвах городов можно довольно условно. В инженерной геологии существует понятие "почвогрунты", которое больше подходит к городским территориям. Это объясняется тем, что здесь  первичные почвы смешаны с привозными, с щебнем, асфальтом, а то и просто сняты при строительстве. В садах, скверах, парках создаются искусственные почвы, наиболее подходящие декоративным растениям. 
Городские почвогрунты — вместилища техногенного загрязнения. 
Исследования, проведенные в последнее десятилетие, показали, что почвы не только промышленных, но и жилых (селитебных) зон городов насыщены тяжелыми металлами, бензапиреном, ртутью, нефтепродуктами и другими вредными компонентами.

В чем опасность  такого загрязнения? 
Частицы металлов и их соединений могут накапливаться в почве, не принося никакого вреда, но при резком изменении режима кислотности-щелочности (рН) почв химическая активность их резко возрастает. Они растворяются, переходят в активные растворы, коллоиды и вместе с органическим веществом почв образуют металлоорганические соединения. Эти соединения усваиваются растениями и могут по-разному на них воздействовать: вызвать мутации, замедлить или убыстрить рост, повлиять на вегетацию. Растения могут накапливать тот или иной элемент, иногда во вред горожанам. Тяжелые металлы могут попасть в человеческий организм и вызвать серьезные заболевания. Особенно сильными отравителями являются сера, медь, цинк, мышьяк, свинец, висмут, ртуть, германий и другие (всего в этой группе 19 элементов). 
В городах западной зоны области повышенные концентрации тяжелых металлов (медь, цинк, никель), превышающие предельно допустимые концентрации (ПДК) для почв, обычно наблюдаются в районах, примыкающих к предприятиям-загрязнителям. В Бакале это участки застройки, расположенные близко к отвалам горно-рудного предприятия; в Сатке — кварталы, примыкающие к металлургическому заводу. Здесь на отдельных участках содержание в почвах меди, цинка, никеля, кобальта (реже — кадмия, хрома) превышает ПДК в 10 и более раз. 
В почвах Златоуста отмечена повышенная концентрация никеля и меди, превышающая ПДК на больших площадях в несколько раз. В Верхнем Уфалее наиболее сильно загрязнены почвы в районах, окружающих комбинат "Уфалейникель" на площади более 30 кв.км. Содержание никеля, кобальта, меди, мышьяка, в некоторых местах свинца, кадмия и хрома, превышает допустимые концентрации во много раз. Также широк спектр загрязняющих почву металлов в Кыштыме, где с начала века работает медеэлектролитный завод. Почвы города загрязнены медью, цинком, никелем почти повсеместно; свинцом, кобальтом и кадмием лишь локально. Наиболее сильное загрязнение зафиксировано вокруг завода в радиусе 0,5—1 км. Наиболее пострадавшей в результате промышленного загрязнения оказалась территория Карабаша. Здесь с начала века работает крупный медеплавильный завод, выбрасывавший на город в течение десятилетий до 50 тыс. тонн промышленной пыли и газов, в составе которых тяжелые металлы и их оксиды — медь, цинк, свинец, мышьяк, кадмий, никель и другие элементы (всего 12). Специфические условия рельефа города (долина, окруженная горами), многолетнее несоблюдение экологических норм способствовали тому, что территория города (примерно 8 кв. км) превратилась в техногенную пустошь. В верхних слоях почвы содержание отдельных элементов превышает ПДК в сотни раз, причем эти аномально высокие содержания занимают очень значительную площадь (медь, цинк, мышьяк, свинец). 
Почвы Карабаша давно перестали быть почвами, а превратились в искусственно созданные бедные "полиметаллические руды". Единственный из всех городов России, Карабаш со своим 17-тысячным населением признан территорией экологического бедствия. 
На равнине, в лесостепной и степной зонах расположены крупнейшие промышленные центры Урала, России — Челябинск и Магнитогорск. В Магнитогорске, к примеру, кроме крупнейшего в Европе металлургического комбината действуют еще около 40 предприятий, среди которых калибровочный, метизно-металлургический и машиностроительный заводы, крупные автопарки. В окрестностях — карьеры по добыче железных руд и флюсов, цементный завод. 
Все это вместе взятое не могло не отразиться на почвенном покрове города. Аномально высокое содержание тяжелых металлов (медь, цинк, свинец, хром, мышьяк, марганец) устанавливается повсеместно, как в промышленных зонах, так и в жилых кварталах. Превышения ПДК в жилой зоне составляют: по меди — 1,5—2 раза; по цинку — 2—4 раза; по свинцу — 1—5 раз; по марганцу — 1,5—2,5 раза; по мышьяку — 3—21 раз. Особенно сильно загрязнены мышьяком почвы северовосточной и восточной частей города. Влияние Магнитогорского промышленного узла настолько велико, что даже в почвах, расположенных за окраинами города, на расстоянии до 10 км фиксируется повышенное, а иногда и аномально повышенное содержание тяжелых металлов. 
В городской черте Челябинска расположено около 600 промышленных предприятий, так или иначе влияющих на окружающую среду. Исследования, проведенные в последние годы, показали, что по степени загрязнения тяжелыми металлами около 60 кв. км его территории (12%) могут быть отнесены к зоне экологического бедствия. Наибольшее число загрязнителей и самое большое их содержание в почвах установлено в центральной части города. Аномальная зона прослеживается в меридиональном направлении почти на 20 км при ширине в 1,5—5 км. Такое распределение загрязнения можно объяснить географическим положением предприятий и движением нагретых воздушных масс в городе (в центре температура выше, чем на окраинах), которые как бы затягивают промышленную пыль с окраин в центр. В почвах Челябинска содержание тяжелых металлов на больших площадях превышает ПДК в 1—25 раз. Особенно интенсивно они загрязнены цинком, свинцом, хромом. 
Загрязнение почв установлено в шахтерских городах — Копейске, Коркино, Еманжелинске и Пласте. Если в первых загрязнение связано с добычей и обогащением угля, влиянием челябинских предприятий, то Пласт обязан своим загрязнением добыче и переработке мышьяковых руд. Обжиговый завод, работающий в южной части города, выбрасывает в атмосферу оксид мышьяка (арсенолит), поэтому в зоне влияния завода (до 1км) содержание мышьяка в почвах превышает ПДК в сотни раз, а далее — в десятки раз. 
Особо следует выделить загрязнение городов ртутью. Ртуть также, в экологическом смысле, относится к группе тяжелых металлов, но природа ее такова, что распределение ртути по площади, а часто и источники ее весьма трудно контролировать. Основными техногенными источниками ртути являются металлургия и цементные производства. Много ртути выделяется при сжигании различных видов топлива. Как отмечает З.Фурсов, долгое время занимающийся геохимией этого элемента, "ртуть и разные ее соединения находятся между собой в динамическом равновесии, которое может смещаться в ту или другую сторону за счет изменения солнечного излучения, температуры, химизма и других факторов...". Очень важен вывод, сделанный этим исследователем о том, что "с ростом загрязнения увеличиваются температура, ассортимент и концентрация газовых и аэрозольных (пылевых) компонентов в атмосфере, воде и почве, что может привести к существенному усилению выхода паров ртути с земной поверхности в атмосферу". Другими словами, чем больше мы загрязняем окружающую среду, тем больше паров ртути в ней накапливается. 
На территории области высокие содержания паров ртути в приземном слое воздуха и почве установлены для Карабаша и Челябинска. В Карабаше обширная ртутная аномалия занимает едва ли не половину площади города. Интенсивность ее невысока. 
На территории Челябинска небольшие по интенсивности аномалии ртути установлены и в центральной части города, и на севере его. Они не связаны в большинстве случаев с каким-то производством, а скорее зависят от интенсивности работы транспорта и котельных установок. 
Весьма опасным является загрязнение городской почвы нефтью и нефтепродуктами. Оно появляется в результате работы автотранспорта, автозаправочных станций, количество которых  растет из года в год, а также крупных нефтехранилищ. Исследования таких нефтехранилищ в Челябинске, Магнитогорске и Троицке показало, что почвы вокруг них пропитаны углеводородами на глубину до Юм. Часто под крупными хранилищами образуются "вторичные месторождения" нефти — линзы просочившихся через грунт нефтепродуктов. Нефть здесь смешивается с подземными водами, а иногда попадает в колодцы и скважины с питьевой водой. Таким образом нефть, ее продукты воздействуют не только на почвы, вызывая снижение и даже полную потерю почвенного плодородия, но и на поверхностные и подземные воды. В местах скопления нефти, нефтепродуктов в почвах появляются и высокие концентрации тяжелых металлов.

III социально-гигиенический мониторинг

Анализ данных лабораторного контроля почвы, выполненный  Управлением Роспотребнадзора по Челябинской  области, в селитебной зоне населенных мест в 2008 году не выявил положительной  динамики по сокращению доли проб почвы, не соответствующей гигиеническим нормативам (таблица 1).

Таблица 1

Доля  проб почвы в селитебной зоне, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям  в Челябинской области

Основными загрязнителями почвы химическими веществами на территории Челябинской области  являются предприятия черной и цветной  металлургии, теплоэнергетики и автотранспорт.

Стабильно неблагополучной  продолжает оставаться ситуация с превышением  гигиенических нормативов по содержанию тяжелых металлов в почве населенных мест Челябинской области (таблица 2). 
 
 

Таблица 2

Доля  проб почвы, не отвечающих гигиеническим нормативам по содержанию тяжелых металлов в селитебной зоне в Челябинской области

В 2008 году в рамках ведения социально-гигиенического мониторинга, контроль химического загрязнения почвы осуществлялся в 76 точках на территории области (в 2007 г. в 36 точках), по следующим веществам и химическим соединениям: марганец, хром шестивалентный, меди оксид, кадмия окись, мышьяк, свинец, ртуть, никель, алюминий, цинк.

К числу приоритетных тяжелых металлов, загрязняющих почву  населенных мест области относятся свинец, кадмий, медь, мышьяк, цинк, марганец, ртуть.

В 2008 году по сравнению  с 2007 годом увеличилась доля проб почвы, не отвечающих гигиеническим нормативам по содержанию свинца с 2,16% до 8,1% (таблица 3).

Таблица 3

Доля  проб почвы, не отвечающих гигиеническим  нормативам по содержанию свинца в  селитебной зоне в Челябинской области

Значительное  превышение областного показателя (8,1%) доли проб почвы, не соответствующей  гигиеническим нормативам по содержанию свинца, отмечено в городах Магнитогорске, Златоусте, Копейске и Челябинске.

Доля проб почвы, не соответствующих гигиеническим  нормативам по содержанию кадмия, в 2008 году по области, составила 0,4% (в 2007г. – 0,6%), таблица 4.

Таблица 4

Доля  проб почвы, не отвечающих гигиеническим  нормативам по содержанию кадмия в селитебной зоне в Челябинской области

Неудовлетворительных  результатов лабораторных исследований проб почвы по содержанию ртути, выполненных в 2008 году, по области не зарегистрировано. Проведена оценка достоверности результатов определения ртути в почве, полученных филиалом ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» в г. Магнитогорске и Агаповском, Верхнеуральском, Кизильском, Нагайбакском районах в 2007 г., которая выявила ошибки в расчетах (таблица 5).

Таблица 5. Доля проб почвы, не отвечающих гигиеническим нормативам по содержанию ртути в селитебной зоне в Челябинской области

В 2008 году в сравнении  с 2007 годом отмечалось уменьшение областного уровня загрязнения почвы по микробиологическим показателям с 6,8% до 5,1% соответственно. Вместе с тем, уровень загрязнения почвы на территориях жилой застройки ряда населенных пунктов области (Кусинского, Саткинского районов и городов: Куса, Златоуст, Сатка) превышает областной показатель (таблица 6).

Таблица 6

Доля проб почвы, не отвечающих гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям в селитебной зоне в Челябинской области

Основными причинами  микробного загрязнения почвы на территории жилой застройки являются:

- неуклонный  рост образующихся твердых бытовых  отходов;

- несовершенство  системы очистки населенных мест;

- изношенность  и дефицит спецавтотранспорта  и контейнеров для сбора бытовых и пищевых отходов;

- отсутствие  условий для мойки и дезинфекции  мусоросборных контейнеров;

- неудовлетворительное  состояние канализационных сетей.

В селитебной зоне населенных пунктов области уменьшился удельный вес проб почвы, не соответствующих гигиеническим нормативам по паразитологическим показателям, с 2,9% (2007 г.) до 1,2% (2008 г.) (таблица 7.) 

Таблица 7

Доля  проб почвы, не отвечающей гигиеническим  нормативам по паразитологическим показателям  в селитебной зоне Челябинской области

Почва является одним из основных факторов передачи геогельминтов (аскаридоз, трихоцефалез, токсокароз, трихостронгилоидоз). Как видно из приведенной таблицы, данный показатель в селитебной зоне населенных пунктов Челябинской области имеет тенденцию к снижению.

В 2008 году было проведено 3370 исследований почвы на наличие  паразитов. В 57 исследованиях установлено  наличие паразитов: токсакар (3,7%), аскарид (92,4%), власоглавов (11,3%). Результаты анализа показывают, что на территории 19 районов и городов в почве селитебных территорий обнаружены возбудители паразитарных заболеваний.

Проблема очистки  населенных мест от твердых бытовых отходов (ТБО) существовала, существует и будет сохраняться, т.к. они являются обязательным и неотъемлемым атрибутом любого населенного пункта. Неуклонный рост образующихся ТБО заставляет считать обращение с ними одной из самых острых социально-экономических, экологических и научно-технических проблем.

Предотвращение  негативного воздействия ТБО  на окружающую среду и здоровье населения  остается одной из важнейших задач  в деле обеспечения санитарно-эпидемиологического  благополучия населения Челябинской  области.

Вопросы экологического состояния почв изучаются в ГНУ  «Челябинский НИИСХ» в рамках программы  Мониторинга земель сельскохозяйственного  назначения на стационарных реперных площадках пашни и целины в  различных почвенно-климатических  зонах области и на всех типах зональных почв с 1993 года.

В основу работы положено планомерное периодическое (раз в пять лет) наблюдение за параметрами  плодородия и экологией почвенного покрова пахотных и целинных почв на стационарных реперных площадках, размещенных  во всех природно-сельскохозяйственных зонах Челябинской области.

По результатам  первого тура обследования с 1993 по 1997 годы заложено 37 стационарных пунктов, были выявлены пункты мониторинга с  неблагополучным экологическим  состоянием почв, в частности, в шести  пунктах мониторинга земель, расположенных на периферии ВУРСа, выявлено превышение ПДК по стабильным изотопам цезия – 137, стронция – 90 в 1,5 и более раза. В 1998 году второй тур начат в 13 стационарных пунктах, заложенных в 1993 году. Второй тур мониторинга был завершен в 2002 году.

С 2003 по 2007 год  проводился третий тур мониторинга  земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области.

На сегодняшний  день результаты трех туров агроэкологического мониторинга земель сельскохозяйственного  назначения позволили комплексно оценить плодородие и агроэкологическое состояние зональных почв Челябинской области:

- установлено,  что во всех природно – сельскохозяйственных  зонах области и всех типах  зональных почв запасы гумуса  на пашне существенно уступают  целинным участкам;

- выявлены различия  в содержании подвижного фосфора  и обменного калия на пашне  и целине, что обусловлено как  природными факторами, так и  степенью окультуренности почв;

- отмечено снижение  содержания в почвенно – поглощающем  комплексе темно – серых горно – лесных и серых лесных почв кальция и магния, вызванное выносом этих элементов урожаем сельскохозяйственных культур и выщелачиванием;

- целинные почвы  имеют более низкую обменную  и гидролитическую кислотность  по сравнению с пахотными;

- существенных различий в содержании основных показателей, характеризующих эффективное плодородие почвы между первыми тремя турами обследования не выявлено;

- установлено  снижение содержания легкогидролизуемого  азота на всех подтипах зональных  почв.

В 2008 году начат четвертый тур мониторинга земель сельскохозяйственного назначения на реперных площадках пашни и целины, с полной оценкой экологического состояния земель, который будет завершен к 2013 году. Будет определен фракционный и групповой состав гумуса, различные формы калия и ряд других показателей. Планируется также определить содержание в почвах тяжелых металлов и радионуклидов, остаточные количества пестицидов.

Заключение

Основными факторами, вызывающими загрязнение почвы, являются промышленные, бытовые и  сельскохозяйственные отходы, автотранспорт. Загрязненная почва может стать источником вторичного загрязнения атмосферного воздуха, водоемов, подземных вод, продуктов питания растительного происхождения и кормов животных, и тем самым влиять на эколого-гигиеническую обстановку в целом. Судя по социально-гигиеническому мониторингу, стоит задуматься и начать действовать в направлении уменьшения загрязнения почвы, проводить мероприятия по переработке отходов и тогда можно будет сделать нашу область чище и лучше для нашего же проживания. 
Список литературы:

1. http://www.protown.ru/russia/obl/spravka/spravka_140.html
2. http://www.lib.csu.ru/dl/bases/ecolog/AppDoc/01_09_a.htm
3. Левит, А. И. «Южный Урал: География, экология, природопользование » : Учеб. пособие / А. И. Левит. Челябинск : Южно-Уральское книжное издательство , 2006г. , 245с.