Защита почв от химического загрязнения

Как известно, почва имеет значительную ёмкость поглощения по отношению к химическим загрязняющим веществам. В ней протекают процессы трансформации различных соединений, в том числе и экологически опасных. При этом возможно превращение их в малотоксичные, инертные или малодоступные для растений соединения. Однако, несмотря на протекторные свойства почвы, существуют пределы и уровни техногенного воздействия на окружающую среду, превышение которых приводит к необратимым последствиям.

Эффективный приём, снижающий подвижность тяжёлых металлов и способствующий закреплению их в малоподвижной, недоступной растениям форме, – известкование. Этот приём носит зональный характер, и его успешно применяют в районах с избыточным увлажнением, особенно на почвах с повышенной концентрацией водорода, подвижного алюминия, железа, марганца.

Органическое вещество – прекрасный инактиватор тяжёлых металлов в почве. Оно повышает буферность почвы, способствует снижению токсического действия тяжёлых металлов, концентрации солей в почвенном растворе, уменьшению фитотоксичности многовалентных тяжёлых металлов и препятствует поступлению их в растения. Поэтому наиболее простой способ улучшения песчаных и легкосуглинистых почв – внесение высоких доз органических удобрений.

При рекультивации лёгких почв, загрязнённых тяжёлыми металлами, в качестве эффективного приёма иногда применяют глинование – внесение глин, содержащих алюмосиликаты типа монтмориллонита.

В последние годы более распространено использование природных сорбентов, таких как цеолиты (например, клиноптиллолит), месторождения которых имеются на территории СНГ. Исследования показали, что наибольшую эффективность цеолиты проявляют на сильнозагрязнённых почвах, значительно влияя на снижение подвижности тяжёлых металлов, причём действие цеолитов усиливается при внесении навоза или различных нетрадиционных удобрений.

Возможен и другой путь снижения фитотоксичности тяжёлых металлов – с помощью ионообменных смол, содержащих карбоновые и гидроксильные группы, которые вносят в загрязнённую почву в виде гранул или порошка.

Существенного уменьшения фитотоксичности можно добиться таким эффективным приёмом восстановления почв, как химическое осаждение. При химическом осаждении происходит образование трудно-растворимых солей, например ортофосфорной или угольной кислот, с катионами тяжёлых металлов. Этот приём наиболее эффективен при сильном техногенном загрязнении почв, так как для образования труднорастворимого осадка необходима высокая концентрация ионов металлов.

В качестве способа рекультивации загрязнённых почв часто рекомендуют внесение фосфорных удобрений, что позволяет одновременно восполнить недостаток фосфора, помимо основной задачи, – снижения фитотоксичности тяжёлых металлов.

Кроме физических и химических приёмов по восстановлению загрязнённых тяжёлыми металлами почв, используют различную устойчивость растений к высокому содержанию тяжёлых металлов. Такие растения встречаются как среди дикорастущих, так и среди культурных видов, например хлопчатник, свёкла, некоторые бобовые и лекарственные растения. Этот метод удаления токсичных металлов из верхнего слоя почвы (глубина до 30 – 50 см) при помощи специально подобранных растений называется фитоочисткой. Тяжёлые металлы, например никель, хром, поглощаются корнями, стеблями и листьями растений, которые затем собираются и подвергаются захоронению на полигонах. Фитоочистка может применяться не только для удаления из почв металлов, но и пестицидов, растворителей, взрывчатых веществ, нефти и т. п.

Эффективным способом борьбы с радиоактивным загрязнением почв является закрепление радионуклидов органическим веществом с образованием нерастворимых комплексов (хелатов). В большинстве почв повышение рН, количества обменного калия и кальция способствует сорбции радионуклидов (например, стронция). Глинистые минералы хорошо фиксируют такие радионуклиды, как стронций, цезий.

В ряде случаев, например при очень высокой степени загрязнения относительно небольших количеств почвы или почвогрунта, целесообразно применять промывку. Лучше всего поддаются промывке песчаные почвы, хуже – илистые или глинистые. Технология промывки относительно проста.

Если загрязнение глубоко проникло в почву и его трудно ликвидировать или собрать, целесообразно в экологическом аспекте применить способ, разработанный в Швеции. Он заключается в устройстве гидроизолирующего слоя поверх подземного загрязнения.

Устроен гидроизолирующий слой следующим образом. На загрязнённую почву укладывается слой глины, который предназначен для предотвращения выделения вредных газов от загрязнителя. Глина может покрываться сверху слоем прочного синтетического материала, например полиэтилена (геомембрана), предназначенного для предотвращения проникновения воды. Поверх геомембраны может быть уложен дренажный слой из гравия и, при необходимости, дренажных труб. Сверху укладывается слой почвы и засевается трава, которая своей корневой системой поглощает влагу.

При помощи гидроизолирующего слоя, способного выполнять свои функции многие годы, решаются следующие задачи:

1) предотвращение вымывания загрязнения дождями и во время таяния снегов, что предотвращает попадание вредных веществ в водозаборы, поверхностные и грунтовые воды;

2) исключение раздувания вредных веществ, находящихся в сухом состоянии;

3) предотвращение контактов людей и животных с токсикантами.

Для очищения почв от остаточных количеств пестицидов используют целый комплекс мер: внесение активированного угля и специальных белковых либо синтетических органических препаратов, поглощающих пестициды либо способствующих их быстрому разложению, а также внесение специфических видов микроорганизмов в почвы. Для очищения почв, например от атразина, используют посевы кукурузы, сорго, сахарного тростника на фоне высоких доз органических и минеральных удобрений.

В последнее время широко используется разведение и выпуск в агросистемы насекомых-хищников: божьей коровки, жужелицы, муравьёв и др. (биологическая защита), внедрение в природные популяции видов или особей, которые не способны давать потомство (генетическая зашита) и т. д.

В ряде стран Европы и в США организована система биологического земледелия, при которой полностью исключено применение пестицидов и минеральных удобрений с получением «экологически чистых» продуктов. Только в США в 1987 г. таких ферм насчитывалось более 30 тыс. и число их растёт.

В ряде районов нашей страны (Краснодарский край, Омская область и др.) также развивается беспестицидное земледелие. Интенсивно ведутся работы по созданию пестицидных препаратов на основе природных ингредиентов (смесь зелёного перца с чесноком и табаком, пудра из ромашки, настои из багульника, живокости, софоры, лука и др.).

Дата добавления: 2014-01-20