Агроэкологический мониторинг почв сельскохозяйственных угодий на реперных участках
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
?йчивы к воздействию тяжелых металлов целлюлозолитические бактерии и микроскопические грибы, причем их численность может даже возрастать (Орлов Д.С., 2002).
Тяжелые металлы ингибируют процессы минерализации и синтеза различных веществ в почве. Имеются данные о консервации органического вещества в загрязненных почвах, что связано с ограниченной доступностью комплексов тяжелых металлов с гумусовыми кислотами для минерализации микроорганизмами. При этом на загрязненных металлами почвах содержание органического вещества может увеличиваться, однако, это более грубый и низкокачественный гумус.
Тяжелые металлы, являясь антагонистами ряда элементов питания, ограничивают их поступление в растения. Так, кадмий, находясь в почвенном растворе, снижает доступность растениям фосфора, кальция, магния, железа, цинка; свинец ограничивает поступление фосфора, кальция, железа, меди, цинка (Титова В.И. Экотоксикология…, 2002).
Тяжелые металлы нарушают нормальный ход биохимических процессов, влияют на синтез и функции многих активных соединений: ферментов, витаминов, пигментов. При высоких концентрациях тяжелых металлов (кадмий, свинец, цинк, медь) происходит снижение количества хлорофилла, вследствие ингибирования синтеза магний-порфирина. Под действием тяжелых металлов снижается содержание фосфора, калия, магния в растениях (Милащенко Н.З., 2000).
Определение степени почв загрязнения тяжелыми металлами - достаточно сложная задача. В почвах тяжелые металлы присутствуют в форме различных соединений, которые могут трансформироваться и переходить из одних форм в другие. Для целей мониторинга выбирают в известной мере три важнейшие группы. Обычно определяют общее (валовое) содержание ТМ, доступные (кислоторастворимые) формы соединений, растворимые в 1 М растворе соляной кислоты или 1 М растворе азотной кислоты (потенциальный запас элемента) и лабильные (подвижные) формы их соединений, переходящие в буферный раствор (актуальный запас элемента). (Пименова Е.В., 2009)
Определение тяжелых металлов в первую очередь проводят в почвах, расположенных в зонах экологического бедствия, а также на сельскохозяйственных угодьях, прилегающих к загрязнителям почв тяжелыми металлами, и на полях (участках), предназначенных для выращивания экологически чистой продукции. В почвенных пробах определяют подвижные формы тяжелых металлов и их валовое содержание. Степень загрязнения почв тяжелыми металлами выявляют путем сравнения с предельно допустимой концентрацией (ПДК или ОДК) соответствующего элемента в почве или его фоновым содержанием (Методические указания…, 2003).
Контроль за загрязнением тяжелыми металлами осуществляется по 5 элементам первого класса токсичности (ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк) и 4 металлам второго класса токсичности (никель, хром, кобальт, медь) (Киселев А.П., 2003). Определение тяжелых металлов в почве проводится методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной и беспламенной атомизацией. В настоящее время для отдельных элементов, в том числе меди, цинка, ртути, свинца и других разработаны ПДК.
При контроле содержания тяжелых металлов в почвах возможно сравнить уровень загрязнения почв с естественным фоном. Как правило, при необходимости контроля за техногенным загрязнением почв тяжелыми металлами, принято определять валовое содержание металла. Однако валовое содержание не всегда может характеризовать степень опасности загрязнения почвы, поскольку почва способна связывать соединения металлов, переводя их в недоступные растениям состояния. Правильнее говорит о роли "подвижных" и "доступных" для растений форм. Определение содержания подвижных форм металлов желательно проводить в случае высоких их валовых количеств в почве, а также, когда необходимо характеризовать миграцию металлов-загрязнителей из почвы в растения.
Подвижные формы металлов извлекаются различными экстрагентами в зависимости от типа исследуемых почв и свойств металла. В качестве экстрагентов используют кислоты, различные соли, буферные растворы, бидистиллированную воду (Методические указания…, 1992).
5.2 Загрязнение остаточными количествами пестицидов
Пестициды - ядохимикаты, применяемые для уничтожения вредных организмов, животных, растений, бактерий, грибов.
Пестициды включают обширную группу химических веществ различных классов и химической природы. В общей массе загрязняющих веществ доля пестицидов невелика - всего 0,2 %. Но они опасны высокой биологической активностью, сохраняясь в почве, они могут по пищевым цепям попасть в продукты питания. Пестициды влияют на все звенья системы почва - корма - животные - продукция - человек. Помимо прямого действия они могут создавать метаболиты, опасность которых во много раз выше исходных веществ (Мотузова Г.В., 2007).
Проблема загрязнения почвы остаточными количествами пестицидов связана в основном с применением хлорорганических препаратов и отдельных классов гербицидов, остаточные количества которых, вследствие их высокой персистентности сохраняются длительное время в почве, где их широко использовали с нарушением рекомендаций по их применению.
Такие хлорорганические пестициды (ХОП), как ДДТ и ГХЦГ в течение нескольких десятилетий занимали одно из первых мест по масштабам использования в сельском хозяйстве России. ХОП устойчивы к высокой температуре, солнечной радиации, действию сильных кислот и щелочей. Они характеризуются прочностью химических связей, с