.

Грунт як об’єкт аналізу та контролю (реферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 6199
Скачать документ

Реферат на тему:

Грунт як об’єкт аналізу та контролю

План

1. Ґрунт як об’єкт аналізу та контролю:

1) історичні аспекти в дослідженні ґрунтів;

2) фактори формування, структура та текстура ґрунту;

3) ґрунт в умовах урбанізованої системи.

2. Забруднення ґрунтів.

1. 1) Ґрунт як субстрат існування рослин та об’єкт землеробства цікавив
ще античних дослідників. У Арістотеля і Теофраста ґрунти поділені на
чудові, добрі, родючі, прийнятні, виснажені, бідні і безплідні.

Наприкінці XVIII ст. і в першій половині XIX ст. у Західній Європі
виникло дві концепції про ґрунт: аґроґеологічна й агрокультурхімічна.

Прихильники першого напряму розглядали ґрунт як крихку гірську породу,
яка утворюється зі щільних гірських порід під впливом вивітрювання.
Рослинам відводилась пасивна роль перехоплювачів елементів живлення, які
вивільнилися під час вивітрювання. Агрокультурхімічний напрям пов’язаний
з працями А.Теєра, Ю.Лібіха та ін., які розглядали ґрунт лише як джерело
живлення. Теєром була висловлена гіпотеза, що рослини живляться
органічними речовинами (так звана гумусова теорія). Лібіх розглядав
ґрунт не як природне утворення, а лише як масу поза процесом її
виникнення і розвитку.

Лише у 1883 р. В.В.Докучаєв вперше довів, що ґрунт — самостійне природне
тіло, і його формування є складним процесом взаємодії п’яти природних
факторів ґрунтоутворення: клімату, рельєфу, рослинного і тваринного
світу, ґрунтоутворюючих порід і віку. Він показав, що ґрунт безперервно
змінюється в часі і просторі. Вчення про ґрунт В. В. Докучаєва одержало
завершення в біосферній теорії В. І. Вернадського, який припустив, що
навіть гранітні скелі мають біологічне походження.

Отже, становлення ґрунту відбувається завдяки взаємодії організмів,
материнської породи, сонячного випромінювання і опадів. В екології
ґрунтом називають ту частину земної кори, яка зайнята рослинами. В цьому
розумінні до ґрунту належить одночасно і скеля, вкрита лишайником, і
намул водозбірників.

2) Грунт по-перше, він не лише впливає на організми, але одночасно
служить середовищем існування для багатьох видів мікробів, рослин і
тварин, тобто належить до факторів, які формують середовище. По-друге,
ґрунт є продуктом динамічної взаємодії між гірською породою, кліматом і
органічним світом, а сьогодні також і з людським суспільством. Таким
чином, ґрунтові організми разом з абіотичними факторами створюють своє
середовище проживання. І нарешті, по-третє, грунт межує з абіотичними і
біотичними факторами.

Грунт мінливий у просторі. Це явище добре ілюструє географічна
зональність ґрунтів, відкрита В. В. Докучаєвим. Однак навіть в умовах
однієї зони трапляється мозаїчне розмаїття ґрунтів, тобто так званих
едафотопів.

Структура і текстура ґрунту, не применшуючи значення фізико-механічного
і фізико-хімічного факторів, є, без сумніву, наслідком діяльності живих
організмів, тобто біологічного фактора. Рослинність механічним способом
ущільнює ґрунт і розділяє його на грудочки і, найголовніше, бере участь
у створенні гумусу. Особливо структурує ґрунт багаторічна трав’яна
рослинність зі сильнорозгалуженою кореневою системою, яка, перегниваючи,
утворює велику кількість зв’язаного з кальцієм гумусу, і там, де
створюються сприятливі умови для розвитку трав’яної рослинності,
формуються добре структуровані землі (лучні, лучно-чорноземні, чорноземи
та ін.).

Слід звернути увагу ще на один важливий фактор структуризації ґрунту —
діяльність дощового хробака, яку помітив ще Ч.Дарвін (1882). Частинки
ґрунту, проходячи через кишковий тракт дощових хробаків, ущільнюються і
викидаються у вигляді невеликих грудочок — капролітів, які відрізняються
високою водостійкістю. Структуроутворенню сприяють також колоїдні
продукти життєдіяльності і автолізу мікроорганізмів, які є доброю
цементуючою речовиною в ґрунті.

Всі фактори структуроутворення діють спільно. Наприклад, коріння рослин
виступає як біологічний фактор (джерело гумусу) і як фізико-механічний
(ущільнення і спушування). Промерзання і відтавання, змінюючи тиск,
виступає як фізико-механічний фактор, а коагулюючі колоїди певною мірою
впливають і на дію фізико-хімічних факторів. Сукупна дія факторів
структуроутворення нерозривно пов’язана з природними умовами
ґрунтоутворення.

Ґрунт має трифазну структуру, оскільки складається із твердих частинок,
води і повітря. З екологічної точки зору в ґрунті розрізняють мінеральну
й органічну частини, водний розчин, ґрунтове повітря і ґрунтовий світ
мікробів, рослин і тварин. Органічна частина ґрунту формується за
рахунок продуктів гуміфікації і неповного розкладу рослинних і тваринних
решток. Від характеру ґрунту і наявності в ньому органічної речовини
значною мірою залежить його родючість, багатство рослинного покриву і
продуктивність.

Гранулометричний склад ґрунтів характеризується розмаїттям компонентів і
поділяється таким чином: 1) крупна зернисті піски (0,2-2 мм); 2)
мілкозернисті піски (0,2-20 мк); 3) суглинки (2-20 мк); 4) мінеральні
колоїди (в основному глина) — менше 2 мк. Компоненти крупніші 2 мм
являють собою гравій. Структура ґрунту визначається її агрегованістю і
поділяється на дрібнозернисту і грудкувату. Ґрунти з грудкуватою
структурою, на відміну від дрібнозернистої, добре доступні для води і
добре постачаються повітрям. Від складу і структури ґрунту залежить
розміщення і життєдіяльність живих організмів.

Циркуляція повітря певною мірою залежить від пористості ґрунту. Щільна,
слабо пориста земля утруднює вертикальне пересування комах, чутливих до
температури і вологості. Нестача кисню в щільних ґрунтах стає обмежуючим
фактором. Наприклад, на глибині 15 см вчені виявили 1,1% вуглекислого
газу, а на глибині 70 см — 9,4%. Тому комахи і черв’яки, які не
витримують високої концентрації вуглекислого газу, живуть у верхніх
шарах ґрунту або в підстилці, а ті, які переносять вищі концентрації,
розташовуються в нижніх шарах ґрунту (наприклад, терміти). В добре
аерованих ґрунтах виявлено вдвоє більшу чисельність, ніж у анаеробних, і
в 35 разів більшу біомасу ґрунтових організмів.

Залежно від вмісту найдрібніших частинок (80%). На цю класифікацію впливає генетичний тип ґрунтів, зокрема вміст
у них гумусу. Наприклад, при наявності в ґрунті 45% дрібних частинок
підзолисті ґрунти розглядають як тяжкі суглинисті, чорноземи — як
суглинисті середні, а солонці — як суглинисті легкі. Як бачимо з цього
прикладу, гумус впливає на агрегатність частинок (їх скріплювання однієї
з одною) і пухкість ґрунту.

3) Розмаїтість природних умов на Землі привело до формування
неоднорідного ґрунтового покриву з визначеною закономірністю зміни типу
ґрунтів по природних зонах і в зв’язку з висотною зональністю. У
будь-якій точці місцевості ґрунт також неоднорідний і характеризується
диференціацією профілю на більш-менш чітко виражені генетичні шари.

На формування визначеного типу ґрунту і ґрунтового профілю впливають
клімат, материнські гірські породи, що її підстилають, рельєф, характер
водообмінних процесів, тип природної рослинності, характерної для даної
кліматичної зони, тварини і мікроорганізми, що живуть у ґрунті. Типовими
для України є чорноземи, сірі і бурі лісові, каштанові і
дерново-підзолисті ґрунти.

В останні сторіччя важливим фактором ґрунтоутворення стала діяльність
людини. На урбанізованих територіях, у порівнянні з природними,
антропогенний фактор у ґрунтоутворенні можна вважати ведучим. Для міст
характерні так званні техноземи — ґрунти, створювані людиною в процесі
рекультивації тих чи інших об’єктів господарського освоєння ділянок
землі. Техноземи частково успадковують властивості зональних порушених
ґрунтів і гірських порід, частково формуються під впливом могутньої
техніки, використовуваної при укладанні ґрунтового шару. Для них
характерна чітка відсутність виражених горизонтів, найчастіше мозаїчний
характер кольору, підвищена щільність і, відповідно, менша пористість.

Повнопрофільні ґрунти, близькі до природних, можуть зберігатися в місті
в зоні лісопарків і старих паркових насаджень.

Поза залежністю від типу ґрунтів основною властивістю, за якою
проводиться їхня оцінка, є родючість. Родючість ґрунтів обумовлена
наявністю в їхньому складі органічних і мінеральних поживних речовин,
певними параметрами структури, що підтримують нормальний газообмін і
водообмін, фізико-хімічними характеристиками (концентрацією водневих
іонів і сольовим режимом), що підтримують нормальне протікання
фізіологічних процесів у рослинах. Родючість ґрунту забезпечує певну
біологічну продуктивність природної рослинності і врожай
сільськогосподарських культур. До родючих ґрунтів відносять такі, у яких
зміст гумусу на нижній границі шару складає не менш 1,5—2%, величина рН
водяної витяжки не виходить за межі інтервалу 5,5—8,2, гідролітична
кислотність по Аl3+ не перевищує 3 мг-экв на 100 м ґрунти, а вміст Na+ в
обмінному комплексі — не більш 5%. Кількість токсичних солей у ґрунтах
повинне бути не більш 0,25%, а в гранулометричyjve складі ґрунтів
кількість часток розміром менш 0,01 мм повинне бути в межах 10—75%. Якщо
кількість гумусу знижується до 1%, ґрунти відносять до потенційно
родючого.

Будучи найважливішою ланкою біологічного круговороту речовин, ґрунт
продукує основний харчовий і енергетичний матеріал для інших мешканців
планети. При цьому вона виконує функції регулятора, що підтримує
природний склад атмосфери за рахунок перетворення відмерлої біоти і
продуктів виробничої діяльності людини. Саме ця сторона участі ґрунту в
біологічному круговороті речовин робить її найважливішою складовою
екосистем. Використання ґрунтів у містах, як правило, має
несільськогосподарський характер. Найважливіший напрямок їхнього
використання — створення парків, скверів, газонів, покрить для
спортивних споруджень. Дерновий шар ґрунтового профілю використовують
для кріплення укосів при будівництві транспортних виїмок, насипів і т.п.
Неродючі ґрунти поряд із суглинками й іншими ґрунтовими матеріалами
застосовують для фундаменту при будівництві будинків. Завдяки високій
поглинальній здатності ґрунт виконує роль фільтра для очищення
поверхневого стоку. Глини і суглинки використовують для
протифільтраційних екранів полігонів поховання побутових і виробничих
відходів.

2. Забруднення ґрунтів.

На території міст ґрунти піддаються забрудненню, яке можна розділити на
механічне, хімічне і біологічне.

Механічне забруднення полягає в засміченні ґрунтів великоуламковим
матеріалом у виді будівельного сміття, битого скла, кераміки й інших
інертних відходів. Це впливає на механічні властивості ґрунтів.

Хімічне забруднення ґрунтів зв’язане з проникненням у них речовин, що
змінюють природну концентрацію хімічних елементів до рівня, що перевищує
норму, наслідком чого є зміна фізико-хімічних властивостей ґрунтів. Цей
вид їхнього забруднення є найбільш розповсюдженим, довгостроковим і
небезпечним.

Біологічне забруднення зв’язане з привнесенням у ґрунтове середовище і
розмноженням у ньому небезпечних для людини організмів. Бактеріологічні,
гельмінтологічні й ентомологічні показники стану ґрунтів міських
територій визначають рівень їхньої епідеміологічної небезпеки. Ці види
забруднення підлягають контролю насамперед на території селітебних і
рекреаційних зон. Розглянемо більш детально процеси хімічного
забруднення ґрунтів.

На урбанізованих територіях забруднення ґрунтів звичайно відбувається в
результаті викидів промислових підприємств, транспорту, підприємств
теплоенергетики, витоків з каналізації і відстійників, впливу
промислових і побутових відходів, а також у за рахунок використання
добрив і пестицидів.

Викиди промислових підприємств є джерелом забруднення ґрунтів міських
територій важкими металами, канцерогенними речовинами, сполуками азоту і
сірки. Однак даних, що дозволяють оцінити кореляційні зв’язки між
вмістом хімічних елементів у викидах, їхньою концентрацією в
атмосферному повітрі, у випаданнях на поверхню землі і ступенем
забруднення ґрунтів, недостатньо. Тому оцінити залежність розподілу
хімічних елементів у викидах і випаданнях з повітряних потоків можна
лише приблизно.

При внесенні в ґрунти пилових опадів і компосту в дозах, обумовлених за
їхньою удобрювальною цінністі, можна прогнозувати збільшення вмісту
токсичних елементів у ґрунтах у кілька разів.

Внесення відходів з підвищеним вмістом токсичних елементів як добрив
приводить до концентрації металів у рослинах. Більш кращим є
використання добрив, отриманих на основі міських відходів, для
підвищення родючості ґрунтів міських зелених насаджень.

Надходження забруднюючих хімічних речовин із ґрунту в організм людини
зв’язано з процесом їхньої міграції по біологічних ланцюгах: ґрунт—
рослина — людина, ґрунт — рослина — тварина — людина; ґрунт-вода —
людина; ґрунт — атмосферне повітря — людина.

Для ґрунтів сільськогосподарського використання оцінку рівня забруднення
шкідливими речовинами ведуть на базі гранично допустимих концентрацій,
причому пріоритетним є транслокаційний показник шкідливості, що враховує
надходження в організм людини шкідливих речовин із ґрунту через рослини.

Для міських умов забруднені ґрунти розглядають насамперед як джерело
вторинного забруднення атмосферного повітря. На основі сполучених
геохімічних і гігієнічних досліджень установлена можливість використання
рівня хімічного забруднення ґрунтів як індикатора неблагополучного стану
атмосфери й оцінки ступеня небезпеки забруднення території для здоров’я
населення. Базою для оцінки рівня забруднення ґрунтів у цьому випадку є
значення фонової концентрації розглянутої речовини в ґрунтах регіону.
Звичайно такі підходи використовують при аналізі забруднення території
важкими металами й іншими токсичними елементами.

Геохімічним фоном називають середній вміст хімічного елемента в ґрунтах
за даними вивчення статистичних параметрів його розподілу. Геохімічний
фон є регіональною чи місцевою характеристикою ґрунтів і порід.

Ділянка території, у межах якого статистичні параметри розподілу
хімічного елемента вірогідно відрізняються від геохімічного фону,
називається геохімічною аномалією. Геохімічні аномалії, у межах яких
вміст забруднюючих речовин досягає концентрацій, що роблять
несприятливий вплив на здоров’я людини, називають зонами забруднення.
Рівень забруднення характеризується величиною коефіцієнта концентрації
Кс, що визначають зі співвідношення: Кс=Сі/Сф, де Сі — концентрація
забруднюючого речовини в ґрунті; Сф — фонова концентрація забруднюючої
речовини, мг/кг ґрунту.

Забруднення звичайно буває поліелементним, і для його оцінки
розраховують сумарний показник забруднення, що представляє собою
аддитивну суму перевищень коефіцієнтів концентрацій над фоновим рівнем:

Zc =? Кс – (n – 1), де Кс — коефіцієнт концентрації елемента; n — число
елементів з Кс> 1.

Хімічні елементи, які умовно названі важкими металами (свинець, цинк,
мідь, кадмій, ванадій і ін.), не тільки самі є небезпечними для здоров’я
людини, але і служать індикаторами присутності більш широкого спектра
забруднюючих речовин (газів, органічних сполук). Величину сумарного
показника забруднення ґрунтів використовують для оцінки рівня небезпеки
забруднення території міста. Значення сумарного показника забруднення до
16 відповідають припустимому рівню небезпеки для здоров’я населення; від
16 до 32 — помірковано небезпечному; від 32 до 128 — небезпечному; більш
128 — надзвичайно небезпечному.

Геохімічне вивчення ґрунтів у місті на регулярній основі дозволяє
одержати просторову структуру забруднення селитебних територій і виявити
ділянки з найбільшим ризиком для здоров’я населення.

Негативний вплив на стан ґрунту в місті робить використання повареної й
іншої солей для боротьби з ожеледдю в зимовий період і витоки
високомінералізованих технологічних розчинів. Це призводить до зростання
кількості фітотоксичних сполук у складі ґрунтів. Відомо, що хлориди
натрію і кальцію руйнівно діють на ґрунтові колоїди і викликають при
визначених концентраціях загибель рослин. У талій сніговій воді великого
промислового міста може міститися хлору-іона в 150 разів більше, ніж у
природній річковій воді.

Аналогічні наслідки може мати використання стічних вод з високим
солевмістом для поливу зелених насаджень. Тому гранична величина
мінералізації води, використовуваної для поливу, не повинна перевищувати
2—3 г/дм3, а концентрація бікарбонату натрію у воді — 2, 5 мг • экв/дм3.

Щоб уникнути засолення ґрунтів необхідно підтримувати оптимальне
співвідношення катіонів у складі сольового комплексу. Критерієм є
показник SAR, що розраховують по формулі Річардсона:

SAR=Na+/?(Ca2++Vg2+)/2

Гранично припустима величина SAR складає 10 при мінералізації вод до 1
г/дм3 і знижується до 4 при підвищенні мінералізації до 3 г/дм3.

За величиною зон та рівнем ураження ґрунтів забруднення поділяється на
фонове, локальне, регіональне, глобальне.

Фоновим вважається такий вміст забруднюючих речовин в ґрунті, котрий
відповідає або близький до його природного складу.

Локальним вважається забруднення ґрунту поблизу одного або сукупності
декількох джерел забруднення.

Регіональним є таке забруднення ґрунту, котре виникає внаслідок переносу
забруднюючих речовин на віддаль не більше 40 км від техногенних та
більше 10 км від сільськогосподарських джерел забруднення.

Глобальним називається забруднення ґрунту, котре виникає внаслідок
дального переносу забруднюючої речовини на віддаль більше 1000 км від
будь-яких джерел забруднення.

За ступенем забруднення грунти поділяються на сильнозабрудненні,
середньозабруднені, слабкозабруднені. У сильнозабруднених грунтах
кількість забруднюючих речовин в декілька разів перевищує ГДК. Вони
мають низьку біологічну продуктивність та істотні зміни фізико-хімічних,
хімічних та біологічних характеристик. У середньозабруднених грунтах
перевищення ГДК незначне, що не призводить до помітних змін його
властивостей. У слабозабруднених грунтах вміст хімічних речовин не
перевищує ГДК, але перевищує фон.

За ступенем стійкості до хімічних забруднень та характером зворотної
реакції грунти поділяють на дуже стійкі, середньостійкі, малостійкі.

Література:

1. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Практикум із загальної екології.

2. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного
середовища: Навч. посіб.- К.: Т-во “Знання”, КОО, 2000.-203 с.

3. Донской Н.П., Донская С.А. Основы экологии и экономика
природопользования.- Мн.: УП «Технопринт», 2000.- с 308.

4. Дорогунцов С.І., Коценко К.Ф., Аблова О.К. та ін. Екологія:
навчально-методичний посібник.-К.: КНЕУ,1999,-С.152.

5. Экология города: Учебник. Под ред. док. тех. наук Стольберга Ф.В.-
К.: Либра, 2000.- 464с.

6. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий
курс: В 2 т. Т. 1. Теоретические основы инженерной экологии: Учеб.
Пособие для вузов / Под ред. И.И. Мазура.- М.: Высш. Шк., 1996.- 637 с.

7. Мазур И.И., Молдаванов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. Общий
курс: В 2 т. Т. 2. Справочное пособие / Под ред. И.И. Мазура.- М.: Высш.
Шк., 1996.- 655 с.

8. Охрана окружающей среды: Учеб. для техн. спец. вузов / С.В. Белов,
Ф.А. Козьяков, А.Ф. Козьяков и др. Под ред. С.В. Белова. 2-е изд., испр.
и доп.- М.: Высш. шк., 1991.- 319 с.

9. Охрана окружающей природной среды / Под ред. Г.В. Дуганова.- К.: В.
ш., 1988.- 305 с.

10. Сахаев В.Г., Щербицкий В.В. Экономика природопользования и охрана
окружающей среды. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1987. – 263 с.

11. Топчиев А.Г. Геоэкология: географические основы природопользования.
Одесса. “Астропринт”. 1996, 392 с.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020