Загрязнение литосферы: источники, загрязнители, методы борьбы

Сильное загрязнение литосферы — следствие неразумной хозяйственной деятельности. Чем выше концентрация загрязняющих веществ, тем больше нарушаются экологические геофизическая, геохимическая и ресурсная функции литосферы.

Источники загрязнения литосферы

Основные антропогенные источники загрязнения твердой оболочки Земли, или литосферы:

• промышленность и теплоэнергетика,
• добыча полезных ископаемых,
• транспортные системы,
• сельское хозяйство,
• жилищно-коммунальное хозяйство,
• вырубка лесов.

Промышленность и теплоэнергетика

Виды техногенного загрязнения литосферы:

• химическое,
• физическое,
• радиоактивное.

Источниками вредных веществ являются пыле-газовые выбросы, твердые и жидкие промышленные отходы. Большая часть загрязнителей, которые выбрасываются в атмосферу, оседает вблизи предприятий. Остальное разносится по воздуху на большие расстояния. Вместе с осадками загрязнители выпадают на поверхность Земли, накапливаясь в земле и растениях.

Добыча полезных ископаемых

Горнодобывающие предприятия — второй по значимости источник загрязнения литосферы. Наибольший вред окружающей среде наносит разработка месторождений открытым способом, когда образуется огромное количество отходов горных пород. Некоторые методы предполагают применение токсичных веществ и тяжелых металлов. Например, на каждые добытые 0,024 г золота приходится 100 кг спецотходов и отбитой горной породы.

Транспортные системы

В придорожных и прижелезнодорожных полосах сильно превышена предельно допустимая концентрация поллютантов. К основным относятся:

• бытовые отходы;
• перевозимые транспортом материалы и вещества;
• химические соединения, которые содержатся в выхлопных газах.

Сельское хозяйство

Земли сельскохозяйственного назначения загрязнены отходами животноводческих комплектов, перенасыщены удобрениями и пестицидами, которые применяют для повышения плодородия почв, защиты культурных растений от вредителей. При соблюдении правил внесения химикатов негативное воздействие на окружающую среду минимальное. Однако нередко они не выполняются, что становится причиной нарушения экологического равновесия.

Жилищно-коммунальное хозяйство

ЖКХ — главный источник твердых бытовых отходов разных классов опасности, большая часть которых оказывается на мусорных свалках. Там они постепенно разлагаются или распадаются на мелкие частицы, загрязняя и отравляя землю.

Вырубка лесов

Леса нейтрализуют попадающие в воздух вредные вещества, и они не оседают на поверхности Земли. Вырубка деревьев, особенно вдоль дорог или промышленных объектов, приводит к усилению загрязнения почвенного покрова. Негативное воздействие оказывают работающие на топливе машины: трактора, лесосечная техника.

Основные виды загрязнителей

Среди главных загрязнителей, под воздействием которых меняются структура, состав, свойства почвы:

• тяжелые металлы,
• нефть и нефтепродукты,
• пестициды и минеральные удобрения,
• бытовые и промышленные отходы,
• радиоактивные элементы.

Тяжелые металлы

Отходы от катализаторов

Встречаются в природе естественным образом. К их избыточному содержанию в окружающей среде привела деятельность человека. К широко распространенным токсичным загрязнителям относятся кадмий, хром, ртуть, свинец, никель, медь, цинк. Безопасными считаются железо и марганец. Основные источники тяжелых металлов — транспорт (например, бензин с тетраэтилсвинцом), горнодобывающие и металлургические предприятия (производство, обработка металлов).

Из-за роста популярности автомобильных катализаторов выросла концентрация в почве (в первую очередь на обочинах) родия, палладия, платины. Насколько это опасно, ученые пока сказать не могут, так как соответствующие исследования не проводились.

Нефть и нефтепродукты

Загрязнение литосферы нефтью происходит при добыче, переработке, транспортировке сырья в результате аварий на объектах нефтедобывающей промышленности или повреждений трубопроводов. Утечки или разливы нефтепродуктов возникают в местах их хранения, на АЗС и ТЭЦ, а также при перевозке.

Пестициды и минеральные удобрения

Химические средства для защиты растений разрабатываются начиная с середины XX века. Многие из них относительно быстро разлагаются в почве (от нескольких недель до нескольких месяцев), но некоторые чрезвычайно устойчивы. Например, до сих пор присутствуют в почвах давно запрещенные к использованию ДДТ и ГХЦГ.

Бытовые и промышленные отходы

В местах хранения и уничтожения бытовых и промышленных отходов почвенно-грунтовый покров загрязнен токсичными веществами. Среди них диоксины, полихлорбифенилы, стирол.

Радиоактивные элементы

Радиоактивные вещества оказываются в почве в результате:

• ядерных испытаний,
• аварий на атомных электростанциях,
• ненадлежащей утилизации опасных отходов.

Оценка степени загрязнения

При определении степени загрязнения литосферы учитываются результаты анализов:

• химического,
• бактериологического,
• паразитологического,
• энтомологического.

Исследования в основном проводятся на территориях населенных пунктов, сельскохозяйственных и промышленных предприятий с целью оценить риск воздействия на здоровье населения. Пробы берутся на разной глубине.

Возможные последствия

Среди последствий антропогенного загрязнения литосферы:

• снижение качества почв,
• гибель растений,
• ухудшение здоровья людей и животных.

Влияние на почву

Загрязняющие вещества наносят прямой вред литосфере, вызывая нарушение ее экологических функций. Они ухудшают фильтрующую способность почв, оказывают негативное воздействие на почвенные микроорганизмы. Возникает переуплотнение плодородного слоя, происходит минерализация питательных веществ, уменьшается видовое разнообразие. Страдает также гидросфера, так как из почвы загрязнители попадают в грунтовые воды.

Гибель растительности

Токсичные поллютанты нарушают рост растений или препятствуют их распространению на определенной территории, не давая пустить корни. На загрязненных землях, даже если они долгое время не используются, часто мало или совсем нет деревьев.

Воздействие на здоровье животных и людей

Загрязнители почвы, попадая вместе с пищей в организм животных и людей, наносят вред их здоровью. Многие из них повреждают органы или вызывают расстройство функций организма, способствуют развитию онкологических заболеваний, негативно влияют на репродукцию или изменяют структуру генов.

Методы борьбы с загрязнением

Экологи предлагают такие пути решения проблем, как:

• переработка и утилизация отходов,
• сокращение промышленных выбросов,
• увеличение количества зеленых насаждений,
• постепенный отказ от пестицидов,
• рекультивация земель.

Внедрение технологий переработки и утилизации

Повсеместное внедрение современных технологий переработки и утилизации позволит значительно уменьшить объем отходов и площадь мусорных свалок. Сократится количество попадающих в почву вредных веществ.

Сокращение промышленных выбросов

Решить проблему выбросов и сократить площади земель, загрязненных отходами промышленности, помогает модернизация предприятий. Уменьшение вредного воздействия на окружающую среду достигается путем применения новых технологий производства и установки более современных очистных сооружений, которые лучше справляются со своей задачей.

Увеличение количества зеленых насаждений

Некоторые виды деревьев поглощают определенные поллютанты. Например, акация белая, дуб черешчатый, липа мелколистная аккумулируют минеральные элементы. Каштан конский, тополь Болле, липа накапливают железо, а клен остролистный и тополь Болле — свинец. Для охраны литосферы от загрязнения такие растения целесообразно высаживать вдоль автомагистралей и в городах, особенно вдоль дорог и рядом с промышленными предприятиями.

Сокращение применения пестицидов

Согласно аграриям, резкий отказ от химических препаратов повлечет за собой сильное снижение урожайности. Они предлагают постепенно снижать их применение, строго соблюдая севооборот и все больше используя альтернативные методы защиты сельскохозяйственных культур, такие как:

• очистка посевного материала,
• тщательная предпосевная обработка земли,
• механическое уничтожение сорных растений,
• обработка полей биопестицидами.

Рекультивация земель

Предпочтение отдается способам, которые позволяют провести санацию без замещения грунта. Так сохраняется структура почвы, не страдают почвенные микроорганизмы.

Рекультивированный полигон ТБО

Методы очистки от загрязнителей делятся на 3 группы:

1. Ограничение распространения, или локализация. Для этого используются, например, геоконтейнеры, механическая изоляция, остеклование.
2. Обработка in situ (на месте). Сюда относятся отмывание, откачивание почвенного воздуха для удаления вредных летучих веществ, биологическая очистка с помощью микроорганизмов от органических соединений.
3. Обработка ex situ (вне места). Проводится на специально оборудованных площадках. Среди применяемых методов физическая сепарация, пирометаллургическая обработка, выращивание травянистых растений (фиторемедиация).

Прочие пути решения проблемы

Для решения проблемы загрязнения литосферы экологи рекомендуют также:

• осуществлять меры, направленные на экологическое просвещение населения, чтобы предотвратить образование стихийных свалок и неправильную утилизацию опасных отходов;
• внедрять малоотходные и безотходные способы производства;
• ужесточить юридическую ответственность за порчу земли.

Меры государственного контроля

Обязанность контролировать использование и охрану земель в России и принимать необходимые меры возложена на Комитет по земельной реформе и земельным ресурсам при правительстве и Министерство экологии и природных ресурсов. За нарушение правил обращения с опасными отходами предусмотрена административная или уголовная ответственность.

Для выявления превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в литосфере регулярно проводятся исследования состояния почвенного покрова в сельхозрайонах, санитарно-защитных зонах предприятий, рекреационных зонах и на других территориях. Качество почвенного покрова должно соответствовать санитарно-эпидемиологическим требованиям (СанПин 2.1.7.1287-03).