Почвенный агроэкологический мониторинг. Особенности почвы как объекта мониторинга

Одной из важнейших составляющих агроэкологического мониторинга является почвенный мониторинг. Он направлен на выявление антропогенных изменений почв, которые могут в конечном итоге нанести вред здоровью человека (Мотузова Г.В., 2007).

Актуальность изучения содержания химических элементов в почвах и растениях повышается с каждым годом в связи с интенсификацией процессов антропогенного воздействия. Существующая тенденция накопления поллютантов в почвах сельскохозяйственных угодий вызывает необходимость регулярного контроля состояния их в почвах, сельскохозяйственной продукции. Агроэкологический мониторинг почв сельскохозяйственных угодий является наиболее важным элементом обеспечения экологической безопасности в сельскохозяйственном производстве (Сычев В.Г., 2006).

Мониторинг состояния почв должен включать мониторинг источников и уровней загрязнения, а также факторов и последствий воздействия загрязнения на почву.

Уже на начальном этапе мониторинга необходимы ранжирование источников и выделение приоритетных (для каждого из них) загрязняющих веществ с точки зрения их опасности для почвы, а также определение группы показателей, подлежащих контролю в первую очередь в зависимости от особенностей воздействия данной совокупности веществ.

Для организации мониторинга почв необходимо: выделить минимальную совокупность параметров, характеризующих качество почвы, для каждого параметра определить оптимальные величины и диапазон возможных колебаний, не приводящих к существенному изменению биологической продуктивности почвы; оценить степень воздействия (опасности) загрязнений на выбранные характеристики с целью определения тех минимальных нагрузок, которые вызывают начало необратимых изменений в свойствах почвы или почвообразовательных процессах; разработать обобщенные показатели качества почв и параметры, характеризующие устойчивость почв к загрязнению (Гапонюк Э.И., 1987).

Наиболее важным в программе мониторинга является вопрос о перечне показателей химического состояния почв, подлежащих контролю.

Показатели загрязнения почв - перечень почвенных свойств, количественные уровни которых позволяют выявить отрицательные изменения почв под влиянием антропогенных факторов (Орлов Д.С., 1991).

Требования к показателям почвенно-химического мониторинга состоят в следующем: информативность в отражении состояния почв как компонентов экосистемы, чувствительность к смене экологической обстановки, доступность методов аналитического определения, правильность и воспроизводимость результатов их аналитического определения, обеспечивающих сопоставимость данных (Мотузова Г.В., 1999).

Среди контролируемых показателей состояния почв выделяют две группы: биохимические и педохимические.

К биохимическим относят показатели, характеризующие аккумуляцию в почвах самих загрязняющих веществ и возможность их непосредственного негативного влияния на живые организмы.

К педохимическим показателям относят те свойства почв, изменение которых может быть вызвано загрязняющими веществами и которые могут косвенно отрицательно влиять на живые организмы.

Деление показателей загрязнения почв на две группы, как и любая классификация, условно. Почвенные показатели обеих групп взаимосвязаны. Связь их обусловлена как способностью загрязняющих веществ влиять и на биотическое и на абиотическое состояние почв, так и тем, что названные химические свойства определяют способность почв сопротивляться загрязнению (Мотузова Г.В., 1999). Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам:

1. Почва - сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства;

. Почва - многофазная гетерогенная полидисперсная термодинамическая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов. Постоянное влияние оказывают физические почвенные процессы (перенос влаги и испарение);

. Опасные загрязняющие почвы химические элементы - Hg, Cd, Pb, As, F, Se - являются природными составляющими горных пород и почв, они поступают в почвы из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;

. Различные химические вещества антропогенного происхождения поступают в почву практически постоянно;

. Природное пространственное и временное варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах (Мотузова Г. В., 1994).

Специфика почв как объекта мониторинга определяется их местом и функциями в биосфере. Почвенный покров служит конечным приемником большинства техногенных химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Обладая высокой емкостью поглощения, почва является главным аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов. Представляя собой геохимический барьер на пути миграции загрязняющих веществ, почвенный покров предохраняет сопредельные среды от техногенного воздействия. Однако возможности почвы как буферной системы не безграничны. Аккумуляция токсикантов и продуктов их превращения в почве приводит к изменению её химического, физического и биологического состояния, деградации и, в конечном итоге, разрушению. Эти негативные изменения могут сопровождаться токсичным воздействием почв на другие компоненты экосистемы - биоту (в первую очередь, видовое разнообразие, продуктивность и устойчивость фитоценозов), поверхностные и грунтовые воды, припочвенные слои атмосферы (Гришина Л. А., 1991 и др.).

Почвенный агроэкологический мониторинг в отношении загрязняющих веществ должен проводиться на глобальном (фоновом), региональном и локальном (импактном) уровнях.