monitoring_печатать-decrypted

метаболизма может рассматриваться как прогресс в развитии биоценоза и соответствует состоянию так называемого метаболического прогресса; напротив, снижение интенсивности метаболизма – метаболическому регрессу. На основании анализа изменений в биоценозах выделяют три общих направления метаболического прогресса, относящихся к экологическим модификациям:

экологический прогресс; экологический регресс; экологические модуляции.

Экологический прогресс характеризуется увеличением видового разнообразия, повышением устойчивости к внешним воздействиям, усложнением межвидовых отношений, усложнением временной структуры, удлинением жизненного цикла организмов.

Экологический регресс также характеризуется увеличением скорости обмена биогенных веществ с окружающей средой, увеличением продукции. Однако видовое разнообразие уменьшается, падает устойчивость биоценоза к внешним воздействиям, межвидовые отношения, пищевые сети, временная структура упрощаются, снижается продолжительность жизни организмов. Примеромможет бытьзагрязнение водной экосистемы органическими веществами.

Экологические модуляции, представляют собой такие перестройки организации биоценоза, которые не изменяют метаболического уровня его организации. В этом случае происходит смена доминирующих видов, состав руководящих комплексов, общая смена видов.

Выделение этих направлений метаболического прогресса позволяет определить, как влияют на биоценозы антропогенные воздействия, прежде всего загрязнение окружающей среды. Хотя экологические модификации носят приспособительный характер, под влиянием антропогенного воздействия возникают и развиваются экосистемы, существенно отличающиеся от природных нарушением сбалансированности основных экологических групп. Они могут быть преимущественно консументными, продуцентными или редуцентными. Примером консументных экосистем могут быть городские экосистемы, продуцентных

– посевы высокопродуктивных сельскохозяйственных культур, редуцентных – водные экосистемы, загрязненные органическим веществом.

Эффект воздействия существенно зависит от того, какие техногенные вещества поступают в биоценоз, мигрируют в нем либо сразу исключаются из ценоза. В соответствии с этой схемой техногенные вещества разделяют на геохимически активные и геохимически пассивные. Геохимически активные могут быть токсичными или не токсичными, а геохимически неактивные могут быть практически инертными (не ухудшать состояние среды).

При оценке устойчивости экосистем к химическому загрязнению особое значение имеет устойчивость почв. Это связано с тем, что почвы являются практически невосполнимым ресурсом жизнеобеспечения на планете, кроме того, именно почвы могут выполнять протекторную роль по отношению к природным водам, атмосфере и растительности. Но в то же самое время, выполняя защитные функции, почвы могут стать основным источником многих химических веществ, загрязняющих природные воды и опасные для растений. В их числе избыточные концентрации нитратов и фосфатов, пестициды, тяжелые металлы, фториды.

Почвы существенно различаются по устойчивости к химическому загрязнению. Аккумуляция поступающих в них химических веществ зависит от таких свойств почвы, как содержание гумуса, механический состав, карбонатность, реакция среды, емкость поглощения. Очень большое влияние

23

оказывает водный режим. Устойчивость к загрязнению существенно зависит от строения почвенного профиля, от наличия почвенно-геохимических барьеров, способных задерживать загрязняющие вещества.

При оценке возможности самоочищения почв необходимо знать процессы, способствующие выносу техногенных веществ за пределы почвенного профиля. Способность к самоочищению существенно зависит от водного и теплового режимов, сорбционных свойств, биохимической активности гумусового горизонта. Значительное влияние оказывает степень дренированности территории, величина поверхностного и грунтового стока, соотношение количества осадков и испарения.

В число важнейших процессов, обусловливающих распределение различных элементов в почвах, входят: 1) выщелачивание из почвы; 2) осаждение; 3) включение в минералы; 4) адсорбция компонентами почвы; 5) сорбция органическим веществом. В почвенной среде одновременно протекают разнообразные процессы взаимодействия между твердыми и газообразной фазами почвы, живым веществом и почвенным раствором, от которых зависят доминирующая форма соединения элемента и характер его распределения междуфазами.

Допустимая антропогенная нагрузка на окружающую среду

Выделяют два различных понятия: «допустимые антропогенные воз-

действия» и «допустимые антропогенные нагрузки» на природные экоси-

стемы, окружающую среду и биосферу.

Любая возникающая за счет какого-либо воздействия нагрузка в экологической системе, способная вывести ее изестественного (нормального) состояния, определяется как экологическая нагрузка. Если экологическая нагрузка не вызовет нежелательных последствий, изменений у обитающих на земле организмов, и в первую очередь у человека, а также не приведет к ухудшению (слабому или существенному) качестваприроднойсреды, ееможносчитатьдопустимой.

Под допустимым антропогенным воздействием на окружающую при-

родную среду следует понимать воздействие, складывающееся из отдельных однородных и разнородных воздействий, которое не влияет на качество окружающей среды или изменяет природную среду в допустимых пределах, т.е. не разрушает существующую экосистему и не вызывает неблагоприятных последствий уважнейших популяций, впервуюочередьучеловека.

Понятие допустимого воздействия связано со следующими представлениями:

•о высоком и приемлемом качестве природной среды;

•о допустимых и критических реакциях экосистем, других элементов биосферы на воздействия и о состоянии экосистем в интервалах, ограниченных такими реакциями;

•о допустимых и критических величинах факторов воздействия, соответствующих допустимым или критическим состояниям систем в любой точке, а также усредненных по пространству – для отдельного организма, популяции, сообщества, экосистемы, биосферы в целом;

•о допустимых колебаниях качества природной среды;

•о допустимых и критических нагрузках на организм, популяции, сообщества, экосистемы, биосферы в целом.

Следует принимать во внимание два уровня воздействия вредных фак-

торов на природные системы:

24

•уровень критического воздействия (начиная с которого может иметь ме-

сто гибель или необратимая деградация данной системы, например, выпадение каких-либо видов);

•уровень допустимого воздействия, существенно отличающийся от критического. В этом случае речь идет о сравнительно небольших изменениях качества природной среды, не влияющих на нормальное функционирование экосистем и отдельных популяций, об оценке интенсивности (величины) факторов воздействия, не приводящих к значительным изменениям в пределах границ, называемых допустимыми.

Для того чтобы поддерживать состояние экологического благополучия, необходимо, чтобы допустимое воздействие соответствовало допустимой нагрузке. Следовательно, нужно знать количественные характеристики, т.е. величины как антропогенных воздействий, так и антропогенных нагрузок.

Величина воздействия зависит от того, какие пределы считать допустимыми. Последнее определяется целями, которыми задается человек при сознательноми неравномерном воздействии на окружающуюприроднуюсреду.

Подходы при определении допустимых воздействий, а следовательно,

идопустимых нагрузок на сообщество, экостистему отличаются от санитар- но-гигиенического подхода. При выработке нормативов ПДК для человека предусматривается весьма жесткий критерий – отсутствие в настоящем и будущем каких-либо отклонений состояния здоровья человека от нормы и любых заметных реакций у него на воздействие. Задачей экологического нормирования, являющегося этапом стратегии регулирования качества окружающей природной среды, является защита природных экологических систем и биологических сообществ в целом.

Нормы допустимого воздействия, как и другие экологические нормы, не являются едиными для любого типа экосистем, а также для любых клима- то-географических условий.

Определение пределов допустимого воздействия тесно связано со многими областями экологии, прежде всего с экологическим нормированием, с оценкой риска, с экотоксикологией.

Разработка нормативов допустимых уровней загрязнения окружающей среды она требует знания путей распространения, трансформации, возможного накопления ингредиента, характера его взаимодействия с биотической

иабиотической составляющими биосферы, соотношения между концентрациями загрязнений различных сред и возможными скоростями поступления этого ингредиента из различных сред в организмы животных и человека – при установившемся равновесии или при отсутствии его. Таким образом, для разработки нормативов допустимого воздействия необходимо провести комплекс работ по изучению характера и закономерности распространения, накопления, деструкции, биоаккумуляции, трофических превращений загрязняющих веществ, их трансформации в экосистемах, перехода из одной среды в другую в локальном, региональном и глобальном масштабах.

Понятие о ПДК

Проблема сохранения окружающей среды в каждой стране решается в соответствии с особенностями ее социального устройства и уровня развития производства. Даже в экономически развитых странах в подавляющем большинстве современных производственных процессов пока еще используют открытые технологические циклы, которые не исключают выбросов вредных

25

веществ в окружающую среду. Если в стратегическом плане максимальное внимание отраслевой науки должно быть уделено разработке безотходных технологий с комплексной переработкой сырья в замкнутых производственных циклах, то сохранение качества окружающей среды при использовании технологий сегодняшнего дня требует разработки эффективных сооружений для очистки и обезвреживания промышленных стоков, выбросов и отходов и строгого нормирования поступления в биосферу тех или иных токсикантов .

В России оценка качества окружающей среды основана на системе природоохранных норм и правил роль которых сводится, с одной стороны, к оценке ее качества, с другой стороны – к установлению лимитов на источники вредного воздействия. Чем меньше пороговая величина экологических нормативов, тем выше качество окружающей природной среды. Однако более высокое качество требует соответственно более высоких затрат, эффективных технологий и высокочувствительных средств контроля. Поэтому нормативы качества можно рассматривать как компромисс, достигнутый между экономикой и экологией и позволяющий развивать хозяйственную деятельность и охранять природную среду, жизнь и здоровье людей. По мере подъема уровня развития общества нормативы качества имеют тенденциюк ужесточению.

Нормативы качества подразделяются на:

1. Медицинский показатель, который определяет пороговый уровень угрозы здоровью человека, его генетической программе;

2.Технологический показатель, который характеризует способность экономики обеспечить выполнение установленных пределов воздействия на человека и среду его жизни;

3.Научно-технический показатель, который определяет возможность науч- но-технических средств контролировать соблюдение воздействия на компоненты природной среды и человека.

Все нормативы качества утверждаются компетентными органами, ко-

торыми в нашей стране являются Министерство здравоохранения и Государственный комитет РФ по охране окружающей среды.

Основными экологическими нормативами являются:

1. предельно допустимая концентрация (ПДК). ПДК – это такое содержание вредного вещества в окружающей среде, которое при постоянном контакте или при взаимодействии за определенный промежуток времени практически не влияет на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. При определении ПДК учитывается не только влияние загрязняющего вещества на здоровье человека, но и его воздействие на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества вцелом;

В настоящее время установлены ПДК загрязняющих веществ для воздуха, воды, для пищевых продуктов и кормов и сравнительно недавно начаты исследования по разработке ПДК загрязняющих веществ для почвы.

2.предельно допустимый уровень воздействия (ПДУ). Он относится к физи-

ческим видам загрязнения (тепло, электрические поля, шум, вибрация и т.д.)

3.Для обеспечения охраны воздушной среды установлена еще одна нормативная величина, характеризующая объем вредных веществ, выбрасываемых

в атмосферу отдельными источниками загрязнения – предельно допустимый выброс (ПДВ). ПДВ – это объем (количество) загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельным источником за единицу времени, превышение которого ведет к превышению ПДК в среде, окружающей источник загряз-

26

нения, и, как следствие, к неблагоприятным последствиям в окружающей среде и риску для здоровья людей.

ПДВ устанавливают для каждого предприятия, при этом принимается во внимание перспектива развития промышленного производства в этом районе, расположение уже действующих предприятий и жилой застройки, географические и климатические условия местности, расположение санитар- но-защитных и рекреационных зон.

Если в воздухе города концентрации вредных веществ превышают ПДК, а их выбросы по причинам объективного характера не могут быть в данный момент снижены до уровня ПДВ, в городе может быть введено поэтапное снижение выбросов вредных веществ действующими предприятиями до значений, обеспечивающих ПДК вредных веществ, или до полного прекращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения величин ПДВ устанавливают так называемые временно согласованные выбросы (ВСВ) по аналогии с предприятиями, близкими по мощности и типу производства, с наиболее прогрессивной технологией. Наряду с ПДК для контроля за промышленными выбросами пользуются рядом дополнительных характеристик, в том числе ДОК (допустимое остаточное количество), ОБУВ (ориентировочный безопасный уровень воздействия), ОДК (ориентировочная допустимая концентрация).

Понятие об экологическом риске

Одним изприемовоценки качества окружающей природной среды является оценкариска, создаваемогозагрязнениямидляокружающейсредыичеловека.

Под риском понимается вероятность возникновения определенного повреждения, ущерба, наносимого окружающей среде и человеку в результате техногенного воздействия. Таким образом риск является вероятностной характеристикой той угрозы, которая возникает для окружающей среды и человека при возможных антропогенных воздействиях или других событиях.

Оценка риска подразумевает оценку вида и степени угрозы, понимание опасности или возможного ущерба, связанного с воздействием.

Характеристика риска включает количественную оценку негативного воздействия параметров среды на здоровье людей и качественную характеристику снижения благосостояния общества, обусловленного разрушением материальных и природных условий.

Первым шагом при оценке уровня риска является определение реальной опасности (вреда) для человека и окружающей среды. Попытка определения опасности сводится к сбору и анализу информации о потенциальном негативном воздействии параметров среды на здоровье человека и компоненты окружающей среды. На основе этих данных определяется вероятность возникновения данного неблагоприятного явления и вероятность неблагоприятных последствий.

Вторым шагом при оценке риска является определение связи между дозой воздействия и вероятной реакцией на это воздействие. Этот этап основывается на анализе потенциальной количественной информации о воздействии загрязняющих веществ на здоровье человека.

Оценка вредного воздействия химического вещества на человека, на компоненты природной среды включает определение величины, частоты и продолжительности воздействия. Результатом оценки вредного воздействия является количественная оценка риска.

27

При оценке воздействия часто используется метод районирования, т.е. условное деление территории на участки, характеризующиеся определенными показателями качества воды, воздуха, почвы, общей численности населения и определенных его категорий (дети, пожилые люди и т.п.). На этой стадии выявляются точки контакта с загрязняющими веществами, источники загрязнения, пути поступления загрязняющих веществ в организм человека, возможные виды и механизм неблагоприятного воздействия.

Экологическая обстановка может классифицироваться по возрастанию степени экологического неблагополучия следующим образом: 1) относительно удовлетворительная; 2) напряженная; 3)критическая; 4) кризисная (зона чрезвычайной экологической ситуации); 5) катастрофическая (зона экологического бедствия).

В1994 г выделены зоны со следующими степенями экологического неблагополучия:

•кризисная обстановка – в городах Каменск-Уральский (Свердловская область), Магнитогорск (Челябинская область), Чапаевск (Самарская область), Новочеркасск (Ростовская область);

•экологическое бедствие – в г. Карабаше (Челябинская область), в районе Чернобыльской АЭС и в регионе Черных земель Калмыкии.

Вчастности, в городе Карабаш выявлено наиболее высокое загрязнение тяжелыми металлами под воздействием медеплавильного комбината – старейшего предприятия Урала. Отсутствует очистка выбросов в атмосферу. Наибольшее накопление тяжелых металлов происходит в почвенно-растительном слое. На расстоянии 3 км от города содержание меди в нем выше, чем на контрольном участке (130 км от города) в 350 раз, свинца – в 85 раз, кадмия – в 25 раз, никеля и цинка – в2 раза. Обнаружены значительные концентрации ртути.

Вокруг города выделены территории экологического бедствия площадью 30 км2, экологического кризиса – около 90 км2 и экологического риска – около 200 км2. Картофель, выращиваемый жителями, имеет высокое содержание свинца (0,6-1,0 мг/кг при допустимом уровне 0,5), мышьяка (0,06-0,3 мг/кг при допустимомуровне – 0,2), меди (3,8-11,2 мг/кг при допустимомуровне –5,0).

Вгороде в 1,5-1,7 раза выше, чем в контрольной группе, мертворождаемость и другие патологии. В организме детей выявлено накопление токсичных металлов, в волосах содержание свинца выше допустимых в США и других странах уровней (8-9 мг/г), что свидетельствует о возможном изменении психомоторных показателей здоровья у детей.

Приоритетность наблюдений за химическими загрязняющими веществами

Нормативные материалы по опасным химическим веществам, помимо ПДК, включают также классификацию в зависимости от их различных характеристик: токсичности, мутагенности и других.

Токсичность – это способность вещества оказывать вредное или даже смертельное воздействие на живой организм. В последнее время принято считать, что не существует токсичных веществ, а только токсичные концентрации, т.е. при определенной концентрации практически любое химическое соединение и любой химический элемент становится токсичным.

Мутаген – любой фактор, вызывающий мутацию, т.е. резкое наследственное изменение организмов.

28

Канцерогены – физические, химические, биологические вещества или агенты, способствующие развитию злокачественных новообразований или их возникновению. В настоящее время в биосфере известно более 500 канцерогенных веществ. Среди химических компонентов наиболее экологически опасными являются полициклические ароматические углеводороды (бенз(а)пирен, диметил и др.), нитрозосоединения, эпоксиды, амины и пр. Самым сильным канцерогеном среди известных веществ является бенз(а)пирен. Синтез его происходит при перегонке угля, нефти, сланцев, при сгорании их в отопительных системах, в двигателях внутреннего сгорания автомобилей, при сжигании бытовых отходов и .т.д.

На территории РФ в 1985-1990 гг. наиболее высокие концентрации бенз(а)пирена (10-15 ПДК) фиксировались в городах, где имеются крупные заводы по производству алюминия (Братск, Красноярск, Новокузнецк). Уровень загрязнения в 6-10 ПДК характерен для городов с предприятиями черной металлургии (Магнитогорск, Мариуполь, Челябинск). Оценка антропогенного выброса для всей территории страны составила 127 т/г, из них на черную и цветную металлургию пришлось около 40 %, на бытовое отопление – 26 %, на химическую промышленность – 16 % и т.д.

Большинство канцерогенных веществ одновременно является и мутагенными, т.е. вызывающими появление мутаций. К мутагенам относятся многие пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды, вирусы, бактерии и пр. Причем канцерогены и мутагены способны увеличивать свои концентрации при движении по трофическим цепям. Поэтому особое значение приобретает контроль за состоянием канцерогенного загрязнения окружающей природной среды.

В различных сферах природопользования используют классы опасности, в которых учтены особенности влияния и поведения химических веществ в соответствующих средах.

Оценка опасности химических соединений проводится на основе анализа и учета токсикологических параметров, величин ПДК, способности к материальной кумуляции и характеристик «поведения» вещества.

Под поведением химического вещества в окружающей среде понимают способность вещества изменять свою структуру и химические характеристики, вступать во взаимодействие с различными компонентами окружающей среды, сохраняться в неизменном виде, а также сохранять стабильность биологически активных метаболитов, мигрировать в данной среде на определенные расстояния или мигрировать в сопредельные среды.

По поведению вещества могут быть подразделены на:

•практически не трансформируемые;

•вещества, метаболиты которых, вступая в сложные соединения с природными компонентами, в основном органическими, меняют характер и интенсивностьвоздействия на биоту; токсичностьпри этомможет возрастать;

•подвергающиеся деградации в природных средах до простых соединений; их метаболиты могут быть более токсичны, чем исходные вещества, а конечные продукты распада могут выходить из круговорота веществ или включаться в него.

Поведение вещества характеризуется также сроками его разрушения (стабильностью).

Поведение химических веществ (их соединений) в биосфере (содержание, распределение, а часто и форма нахождения в различных час-

29

тях ландшафтов) определяется в основном ландшафтно-геохимическими особенностями данного участка биосферы.

Общая оценка состояния окружающей среды

По оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из более чем 6 млн. известных химических соединений практически используется до 500 тыс. соединений; из них около 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. являются токсичными.

К концу ХХ в. загрязнение окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов приобрело глобальный характер и поставило человечество на грань экологической катастрофы.

Главную опасность представляет загрязнение атмосферы. На величину концентрации вредных примесей в атмосфере влияют метеорологические условия, определяющие перенос и рассеивание примесей в воздухе, например, смена направления и скорости ветра. Оборудование и технологии, применяемые для улавливания и обезвреживания выбросов вредных веществ в атмосферу, совершенствуются крайне медленно, в связи с чем основная доля улова приходится на менее опасные для здоровья населения твердые вещества, в то время как газообразные и жидкие улавливаются лишь на 25 %.

Потребление минеральных и органических сырьевых ресурсов за последние десятилетия резко возросло: в 1913 г. на одного жителя Земли ежегодно расходовалось 5 т минерального сырья; в 1940 –7,4; в1960 –14,3; а в 2000 г. потребление может достичь 40-50 т. Соответственно возрастают и объемы отходовпромышленного, сельскохозяйственного и бытового происхождения.

Так например, по совокупности техногенной и радиационной нагрузки Уральский регион не имеет аналогов не только в нашей стране, но и в мире. При том, что площадь его составляет всего 4,7 % общероссийской, а численность населения – 13,7%, “вклад” региона в загрязнение атмосферы стационарными источниками лишь на протяжении 1990-1996 гг. колебался от 23 до26 % (первое место в стране).

По данным государственного доклада РФ о состоянии окружающей природной среды Уральский регион занимает первое место в России по валовым выбросам вредных веществ в атмосферу. Из 83 городов России, по которым наблюдались максимальные концентрации загрязняющих веществ, превышающие ПДК в 10 и более раз, 15 городов – уральские. Четыре города

– Екатеринбург, Курган, Магнитогорск, Нижний Тагил – включаются в общероссийский список городов с наибольшими уровнями загрязнения более 5 лет подряд. Наибольший вклад в суммарные выбросы вносят предприятия Свердловской (30 %) и Челябинской (27 %) областей.

Большая часть территории Уральского региона испытывает недостаток в водных ресурсах. Качество поверхностных водных источников, особенно тех, что расположены ниже крупных промышленных центров – Екатеринбурга, Перми, Челябинска и др., крайне неудовлетворительно и оценивается по системе, принятой в Госкомгидромете, наихудшими пятым и шестым классом (вода “грязная” и “оченьгрязная”). Загрязнены и многие подземные источники.

Опасным источником загрязнения окружающей среды являются свалки промышленных и бытовых отходов, расположенные зачастую прямо в черте городов и поселков. По данным Госкомстата РФ на 1 января 1997 г. в Уральском регионе было размещено около 400 млн. т. различных токсичных

30

отходов всех классов опасности, из которых почти 40 % на территории Свердловской области. Масса отходов только по Свердловской области составила 3,4 тыс. т/км2, по Челябинской и Оренбургской областям – 0,7 тыс., в Башкортостане – 0,5 тыс. т/км2 (тот случай, когда масса отходов превышает 0,5 тыс. т/км2, считается критической ситуацией).

Особую тревогу вызывают отходы относящиеся к первому классу опасности (отходы гальванических производств, а также содержащие ртуть, хром, хлорорганику и т.п.) Ежегодно на местных предприятиях их образуется 65,6 % от общего количества по России. Вместе с тем в регионе эксплуатируется 146 шламонакопителей и прудов-отстойников с токсичными промышленными отходами суммарным объемом более 900 млн. м3. Многие из них расположены на водоразделах и в верховьях рек, из-за чего в случае крупных аварий может произойти загрязнение окружающей среды за пределами Урала.

Таким образом, проблема утилизации промышленных отходов, среди которых много высокотоксичных, выдвигается на первый план. Другие неблагоприятные факторы – усиливающаяся эрозия и деградация земель, занятых сельскохозяйственными угодьями, загрязнение и истощение лесных массивов, недостаточный объем работпо лесовосстановлениюи рекультивации земель.

Тема 3

Принципы и задачи почвенного мониторинга. Источники и проблемы загрязнения почв.

Влияние загрязнения биосферы на загрязнение почв. Миграция химических элементов в почвенном профиле

Принципы и задачи почвенного мониторинга

Почвенный покров представляет систему наименее динамичную и более буферную, чем атмосферный воздух или водоемы, поэтому методы исследования его существенно отличаются от методов анализа других природных систем. Одна из особенностей почвы состоит в том, что она накапливает информацию о происходящих процессах и изменениях и поэтому может служить своеобразным свидетелем не только сиюминутного, мгновенного состояния среды, но и отражать прошлые процессы. Поэтому, когда мы говорим о почвенном мониторинге, то должны ясно представлять ее особуюрольвбиосфере.

Почвенный покров практически незаменим, его восстановление в естественной природной среде требует сотен лет, а искусственное возобновление стоит очень дорого. Вместе с тем тонкая почвенная оболочка Земли, геомембрана или геодерма, выполняет ряд важнейших экологических функций, влияя на качество и атмосферного воздуха, и наземных и подземных вод. Поэтому почвенный мониторинг имеет более общий характер и открывает больше возможностей для решения прогностических задач.

Принято считать, что почвы и почвенный покров Земли выполняют, по крайней мере, семь важнейших глобальных и экологических функций:

1. функция жизни на Земле, которая обусловлена тем, что почва аккумулирует в доступных формах элементы питания, запасы воды, создает оптимальные условия для укоренения растений, обитания микроорганизмов, позвоночных и беспозвоночных животных;

2.обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговорота веществ. Сущность этой функции состоит в том, что биогеохимические циклы практически всех элементов, осо-

31

бенно биофилов, и циклы воды в биосфере осуществляются через почву, которая выступает и как регулирующий механизм этих потоков, и как аккумулятор элементов и веществ на поверхности Земли;

3.регулирование состава атмосферы и природных вод. Почва поставляет в атмосферу путем эмиссии многие газы: диоксид углерода, различные оксиды азота и др. Почва способна поглощать из атмосферы многие газы. При сухой погоде почва может непосредственно адсорбировать до 40-60

% всего количества SO2, поступающего в почву из атмосферы. Вместе с тем почвы задерживают миграцию тяжелых металлов, нитратов, пестицидов, других органических поллютантов в подземные воды, воды источников и ручьев, предохраняя их тем самым от загрязнения. Задерживаются в почве и крупные механические примеси. Такое протекторное действие почвенного покрова обусловлено поглотительной способностью почв;

4.регулирование интенсивности биосферных процессов, в частности плотности и продуктивности населяющих поверхность почвы организмов;

5.накопление на земной поверхности органического вещества – гумуса и связанной с ним энергии;

6.защита литосферы от излишне интенсивного воздействия экзогенных факторов, вызывающих разрушение горных пород; благодаря этому обеспечиваются нормальные темпы геологической денудации суши, предупреждается (приостанавливается) слишком быстрый вынос продуктов выветривания горных пород в мировой океан;

7.почва – незаменимый природный ресурс, поскольку именно почва посредством живых организмов обеспечивает человека продовольствием, топливом,

строительными материалами, сырьем для многих видовпромышленности. Учитывая все эти многообразные функции, приходится говорить не

только о почвенно-химическом мониторинге, но и специально разрабатывать основы экологического почвенного мониторинга. К сожалению, до сих пор нет согласованных программ всех видов мониторинга.

В основе почвенного мониторинга в целом должны лежать следующие принципы:

1. разработка методов контроля за наиболее уязвимыми свойствами почв, изменение которых может вызвать потерю плодородия, ухудшение качества растительной продукции, деградацию почвенного покрова;

2.постоянный контрольза важнейшими показателями почвенного плодородия;

3.ранняя диагностика негативных изменений почвенных свойств;

4.разработка методов контроля за сезонной динамикой почвенных процессов с целью прогноза ожидаемых урожаев и оперативного регулирования развития сельскохозяйственных культур, изменением свойств почвы при

длительных антропогенных нагрузках.

Наиболее уязвимых свойств почв и особо опасных процессов немного, некоторые их них проявляются только в конкретных почвенно-климатических зонах. Общими для многих почв является потеря гумуса, увеличение кислотности и щелочности, неблагоприятные изменения состава обменных катионов, эрозия и дефляция, загрязнение почв пестицидами, детергентами и другими органическими соединениями, угнетение почвенной биоты.

Меньшее значение имеют засоление и осолонцевание, проявляющиеся

встепных и аридных условиях, загрязнение нефтепродуктами в районах нефтепромыслов и нефтеперерабатывающих предприятий.

Эрозия и дефляция развиты практически повсеместно, но проявляются

вразных степенях. Контроль за этими явлениями необходим прежде всего

32