АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Их устранения

Различают первичное и вторичное засоление почв.

Первичным засолением называют естественное накопление в почве солей вследствие испарения минерализованных грунтовых вод, засоления материнских пород или в результате воздействия эоловых, биогенных и других природных факторов.

Вторичное засоление связано с накоплением в почве солей, возникающих в результате искусственного изменения водного режима (например, при нерациональном орошении). Это связано с высокой фильтрацией оросительной воды в каналах, сооруженных в земляных руслах, а также высокими поливными нормами. В итоге 40-60% поступающего на орошение объема воды фильтруется в грунт. Фильтрационный поток растворяет соли, уходит вглубь, а после смыкания с грунтовыми водами происходит медленный общий подъем уровня засоленых грунтовых вод к поверхности. Глубина залегания грунтовых вод, при которой начинается засоление поверхностных корнеобитаемых горизонтов, начинается критической. В различных климатических условиях она колеблется от 1,5 м в легких до 3,5 – в тяжелых почвах и зависит от степени минерализации вод.

Первоначально вторичное засоление почв происходит вдоль оросительных каналов, а затем распространяется на всю орошаемую площадь.

Вторичное засоление почв может возникать в незасоленных или первично засоленных почвах. В большинстве случаев вторичное засоление почв обусловлено перемещением к поверхности водорастворимых солей из глубоких слоев почвообразующих и подстилающих пород и грунтовых вод, или связано с притоком минерализованных вод с вышерасположенных орошаемых массивов.

По составу солей различают сульфатно-содовое, хлоридно-сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридное, сульфатное и содовое засоление. Степень засоления устанавливается по данным анализа водной вытяжки из почв (таблица 16).

Таблица 16

Оценка степени засоления почв различного химизма засоления по сумме солей (Почвенно-мелиоративное обоснование проектов мелиоративного строительства, 1985)

В случае проведения сокращенных анализов водных вытяжек оценка степени засоления почв может быть проведена по содержанию отдельных ионов, иона натрия и иона хлора (таблица 17, 18).

Таблица 17

Оценка степени засоления почв по содержанию ионов натрия и хлора

Таблица 18

Тип засоления по соотношению ионов натрия и хлора

При содовых типах засоления оценка степени засоления может быть проведена по содержанию ионов НСО3 и Nа (таблица 19).

Таблица 19

Оценка степени засоления почв по содержанию ионов

Вместе с тем вторичное засоление может быть обусловлено и техникой полива. При недостаточном дренаже вторичное засоление может привести к катастрофическим последствиям. При вторичном засолении происходят существенные изменения многих химических свойств почв: одновременно с накоплением легкорастворимых солей аккумулируются гипс и карбонаты, оказывающие благоприятное воздействие на физические свойства почв; в неблагоприятную сторону изменяется состав ППК, в котором иона Са⁺⁺ замещаются ионами Mg⁺⁺ и Na⁺ , возрастает подвижность соединений калия и кремния.

Последствиями развития вторичного осолонцевания (орошение щелочными водами, имеющими минерализацию 0,7-0,9 г/л и выше) являются: повышение щелочности почвенного раствора до рН 8,5-9,5 и пептизируемости минеральных и органических коллоидов, повышение растворимости гумусовых веществ, ухудшение водно-физических свойств почв.

В настоящее время в России в неудовлетворительном состоянии в результате вторичного засоления находятся 292 тыс. га орошаемых земель и 150 тыс. га – из-за совместного действия засоления и заболачивания.

Например, на орошаемых землях Средней Сибири, частности, Хакасии около 40% староорошаемых площадей приобрело признаки засоления и солонцеватости. Уровень грунтовых вод на таких оросительных системах составляет 0,5-3,0 м.

Мероприятия по борьбе со вторичным засолением почв следующие: создание на каналах противофильтрационных покрытий, использование трубопроводов, проведение промывок на фоне горизонтального и вертикального дренажа, строгое нормирование поливной воды с учетом почвенных условий и используемой технологии орошения, создание лесополос вдоль каналов, химическая мелиорация почв.

В России 20 млн. 360 тыс. га сельскохозяйственных угодий занимают земли, характеризующиеся повышенной кислотностью (рН < 5).

Высокая кислотность особенно характерна для лесных почв, таких как подзолы, перегнойно-подзолистые, торфянисто-подзолистые, глее-подзолистые, глееземы, тундровые почвы. Носителями почвенной кислотности являются почвенный раствор и коллоиды почв. Кислотность почвенного раствора обуславливается различными кислотами и их кислыми солями. Такими кислотами являются угольная, щавелевая, лимонная, уксусная, масляная. Образуются они при разложении органических остатков. При этом может образовываться большое количество органических кислот, которые не полностью нейтрализуются основаниями. Кислую реакцию почва приобретает благодаря наличию в почвенном поглощающем комплексе (ППК) ионов водорода, которые входят в состав всех кислот.

Другим источником почвенной кислотности являются ионы алюминия и марганца, которые содержатся в кристаллических решетках многих минералов, входящих в состав почв. При действии кислот происходит разрушение минеральной части почвы и алюминий и марганец, находящиеся в связанном состоянии, переходят в растворимую форму, вызывая понижение реакции почвенного раствора. Наибольшей кислотностью характеризуются почвы, бедные основаниями, с малой емкостью обмена – подзолистые, перегнойные, буроземы и др. Они распространены в относительно влажном климате, где происходит промывание почвенной толщи атмосферными осадками и идет вынос оснований вниз по профилю почвы, а затем и за его пределы.

Высокая кислотность почв способствует развитию подзолообразовательного процесса, снижению почвенного плодородия и неблагоприятна для развития культурных растений.

Негативное влияние повышенной кислотности на растения обусловлено многими причинами, среди которых наибольшее значение имеют следующие:

– недостаток кальция, необходимого элемента для питания растений;

– повышенная концентрация токсичных для растений ионов водорода, алюминия, марганца;

– изменение доступности для растений других макроэлементов, а также микроэлементов в виду их высокой подвижности в кислой среде и выносу за пределы корнеобитаемого слоя;

­– ухудшение физических свойств почв.

От величины рН зависит подвижность и доступность для растений практически всех элементов питания. Усвояемость фосфора максимальна при рН – 6,5, в более кислой среде она снижается.

В кислых почвах повышается растворимость соединений железа, марганца, алюминия, бора, меди, цинка; при избытке этих элементов продуктивность растений снижается. В то же время высокая кислотность понижает доступность такого важного элемента, как молибден.

Для снижения почвенной кислотности в качестве химических мелиорантов используют кальцит, доломит, известняки, мергели, т.е. глинисто-карбонатные осадочные породы, содержащие 50-70% карбонатов. Ввиду опасности загрязнения почв различными токсикантами, которые содержатся в мелиорантах, необходимо учитывать экологические ограничения, установленные государственными стандартами.

С химической точки зрения карбонат кальция является лучшим средством для снижения почвенной кислотности. При внесении его в кислую почву происходит следующая реакция:

ППК 2Н + СаСО₃→ППК Са+Н₂СО₃→ППК Са+Н₂О+СО₂↑

В результате этой реакции в почве создаются наиболее благоприятные условия: почва насыщается кальцием, а в почвенном растворе образуется слабая угольная кислота, которая легко разлагается, поставляя в приземный слой воздуха углерод, небходимый для фотосинтеза.

Вторичная кислотность почв. При сжигании каменного угля, нефти, газа в атмосферу поступает значительное количество сернистого ангидрида и оксидов азота. Недоокисленные соединения серы и азота окисляются и образуют серную и азотную кислоты, которые выпадают с дождями, снегом и пылью на почвы и водоемы. Вокруг теплоэлектростанций, металлургических и химических заводов влияние этих газовых выбросов сказывается в радиусе 20-50 км, а иногда 70-100 км. Реакция дождевой воды становится кислой, рН снижается до 4,3 и даже может опускаться до 1,8. В зонах выпадения кислых осадков происходит сильное подкисление воды рек, озер и почв. Почвы теряют кальций, магний, калий и часто обогащаются подвижным алюминием. Растительность, при этом, угнетается и гибнет, урожаи сельскохозяйственных культур резко падают.

Отрицательное влияние кислотных выбросов слабее сказывается на почвах, содержащих карбонаты кальция, но по мере распада карбонатов кислотность их также возрастает. Особенно велико отрицательное влияние кислотных выбросов в крупных индустриальных регионах, где кислые продукты образуются еще при сжигании транспортного топлива (Рур, Лондон, Нью-Йорк, Москва, Челябинск, Красноярск, Иркутск).

В настоящее время в атмосферу поступает более 1 млрд. тонн кислотных выбросов газового и аэрозольного характера, которые включаются в глобальную атмосферную циркуляцию и выпадают на поверхность суши и океана. Соединения хлора и соляной кислоты составляют более 100 млн. т/год. Сероводород и сернистый ангидрид в сумме составляют ежегодно 300-400 млн. тонн выбросов в атмосферу. Также ежегодно в атмосферу поступает до 400-450 млн. тонн окислов азота и до 200 млн. тонн соединений аммония. Все эти вещества при окислении образуют соляную, серную и азотную кислоты. Ежегодная эмиссия углекислоты составляет около 20 млрд. тонн. Таким образом, в атмосфере циркулируют кислотные соединения в колоссальных количествах. В результате идет подкисление почв и вод в большинстве регионов нашей планеты. Например, выявлено, что воздушным переносом соединений серы из Великобритании, Германии, Польши подкисляются почвы и воды Канады и Скандинавии.

Поэтому на предприятиях необходимо внедрение установок для улавливания потенциально кислых отходов. Следует организовать мониторинг за кислотностью атмосферных осадков, вод и почв.

Вторичная кислотность часто возникает вокруг терриконов и отвалов пустой породы из каменноугольных и колчеданных шахт, обогатительных предприятий. Сульфидные выбросы этих предприятий, окисляясь, образуют серную кислоту, которая, растворяясь в воде, отравляет почвы и сельскохозяйственные растения. Нужно иметь ввиду, что при этом в воды и почвы поступают повышенные количества цинка, меди, кобальта, свинца, кадмия. Эти металлы и их соединения крайне токсичны. Попадая с водой на поля и, в конечном итоге, в состав пищи, они являются причиной тяжелых отравлений и хронических заболеваний человека. При оценке земель и при землеустройстве необходимо выявлять и картографировать участки и районы геохимических аномалий по кислотности почв, по содержанию токсических элементов, поступивших в почву с отходами производства.

Кроме кислых атмосферных осадков, в зонах интенсивного земледелия почвы подкисляются физиологически кислыми удобрениями, которые используются без достаточного известкования. К таким удобрениям относятся: KCl, K₂SO₄, (NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃.

Особенно сильно подкисляет почву сульфат аммония. Для предотвращения подкисляющего действия физиологически кислых удобрений рекомендуется одновременно с внесением удобрений обязательно вносить известь в количестве 1/3 – 2/3 от веса минеральных удобрений.

Контрольные вопросы

1. Какова площадь пустынь в мире и какие страны находятся в наибольшей степени опустынивания?

2. Перечислите засушливые регионы России.

3. Назовите причины аридизации суши.

4. Как диагностируются процессы аридизации суши в прошлые эпохи и по каким признакам?

5. Каковы негативные явления в гидрологии нелесных территорий?

6. Каковы причины аридизации суши в современную эпоху?

7. Назовите мероприятия по предотвращению развития процесса опустынивания.

8. Каковы последствия осушения почв?

9. Назовите причины первичного и вторичного засоления почв.

10. Как устанавливается степень засоления почв?

11. Чем вызывается вторичное осолонцевание почв?

12. Назовите мероприятия по борьбе с вторичным засолением почв.

13. Назовите источники почвенной кислотности.

14. Какие почвы характеризуются наибольшей кислотностью?

15. Развитию каких процессов способствует высокая кислотность почв?

16. Назовите причины негативного влияния повышенной кислотности почв на растения.

17. Назовите мероприятия по снижению почвенной кислотности.

18. Чем вызывается вторичная кислотность почв?

19. Назовите почвы более устойчивые к кислотным выбросам.

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 1014 | Нарушение авторских прав