POLUAREA SOLULUI

Solul - strat afânat, moale şi friabil alcătuit din particule neconsolidate, cu o grosime de aprox. 1,5 m ce se găseşte la suprafaţa scoarţei terestre; este un ecosistem bogat, dar fragil care împreună cu atmosfera învecinată constituie mediul de viaţă al plantelor; este un strat dinamic în cuprinsul căruia se desfăşoară fără întrerupere numeroase şi complexe procese chimice, fizice şi biologice.

În alcătuirea solului intră :

♦ particule anorganice provenite din dezagregarea rocilor din suport;

♦ particule organice - rezultate din substanţe vegetale si animale descompuse (rădăcini, ciuperci, bacterii, viermi, insecte rozătoare) ce se pot fărâmiţa până la dimensiuni coloidale, contribuind la formarea humusului ce dă fertilitate solului;

♦ apă care în sol poate deveni o soluţie chimică complexă, ce asigură reacţiile necesare funcţiilor solului .

♦ gaze care, în spaţiile deschise, reprezintă aer atmosferic transformat ca urmare a reacţiilor din sol.

Solurile s-au format într-o perioada lungă de timp. Rocile de la suprafaţa litosferei, în urma unor procese de dezagregare (diferenţe de temperatură, îngheţ) şi de descompunere chimică se fărâmiţează în particule de diferite dimensiuni rezultând pietrişuri, nisipuri, argilă sau praf.

Reacţii de descompunere chimică

1. Reacţii de hidroliză

Ex.: hidroliza feldspatului (mineral vulcanic primar) conduce la obţinerea argilei caolinit ( mineral secundar):

Hidroliza mai avansată determină continuarea procesului de desilicare rezultând mineralul hidrargilit:

La pH între 2 şi 9 acidul silicic este disociat şi are o solubilitate de 150 mg/L. Transformarea feldspatului conduce la formarea solurilor roşii epuizate în siliciu dar bogate în caolinit şi oxizi de aluminiu hidrataţi.

2KAlSi3O7 (s) + 2H3O+ (l) + H2O Al2Si2O5(OH)4 (s) + 4H4SiO4 (l) + 2K+ (l)

Al2Si2O5(OH)4 (s) + 5H2O 2Al(OH)3 + 2H4SiO4 (l)

2. Reacţii de chelatare (complexare)

Fe şi Al sunt două elemente principale cu solubilitate foarte mică în stări necomplexate. Ele devin solubile

atunci când sunt complexate cu diferiţi compuşi organici cum ar fi acizii citric, humic, fulvic (acid

humic cu masa moleculară mică şi conţinut mare de O2).

3. Procese de oxidoreducere

Se desfăşoară când mineralele primare care conţin elemente în stări de oxidare reduse sunt

expuse influenţei atmosferice. În aceste condiţii starea de oxidare creşte ceea ce conduce la

dezechilibrul sarcinilor. Pentru menţinerea neutralităţii mineralul va câştiga sau pierde alte

elemente conducând la obţinerea unor minerale secundare cu proprietăţi diferite.

Ex.: transformarea biotitului (mică cu Mg şi Fe, ) în vermiculit, proces în care are loc oxidarea

Fe (II) la Fe (III) si pierderea K.

Reacţiile de oxidoreducere în care sunt implicaţi oxizi hidrataţi ai fierului determină multe

modificări în chimia mineralelor. În condiţii oxidante forma stabilă a oxidului de fier este

Fe2O3 aflat în mineralul hematit sau sub formă hidratată FeOOH în limonit. Aceste

minerale sunt insolubile dar în condiţii reducătoare se dizolvă sub formă de specii chimice

cu Fe(II). Reacţiile în care este implicat Fe, unul din cele mai abundente elemente în sol,

implică transformări ale altor elemente care pot fi adsorbite sau coprecipitate şi apoi

eliberate odata cu schimbarea potentialului redox al mediului.

4. Reacţii de schimb ionic

Modifică natura elementelor disponibile la suprafaţa de schimb a coloizilor din sol. În cazul

mineralelor argiloase odată cu înlocuirea unui ion cu altul se modifică proprietăţile chimice şi

fizice.

Toate modificările fizice şi chimice pe care le implică procesul de dezagregare se pot petrece

simultan sau în secvenţe suprapuse influenţându-se reciproc.

Solurile sunt alcătuite şi din resturi vegetale şi animale care sunt transformate în humus de către

bacterii. O contribuţie în formarea solurilor o are apa de infiltraţie care dizolvă anumite

substanţe hrănitoare din sol.

Factorii care contribuie la formarea solurilor sunt:

♦ materialul parental reprezentat de roca pe care s-a produs transformarea;

♦ formele de relief;

♦ clima, care influenţează formarea solurilor prin precipitaţii;

♦ activitatea biologică ce influenţează procesul de humificare - oxidare lentă a resturilor

vegetale.

Rezultă humusul care conţine acizi organici utili la descompunerea minereurilor din materialul

parental.

Solul este o vastă uzină a naturii, care produce o mare cantitate de biomasă folosită ca hrană de

către o parte din vieţuitoare, inclusiv de către om.

Din punct de vedere fizic, solul este un sistem polidispers, structurat şi poros, alcătuit din trei faze, solidă ,

lichidă şi gazoasă, fapt care influenţează aprovizionarea plantelor cu elemente nutritive.

1 kg sol conţine, în general :

► aprox. 0.78 Kg substanţe minerale, argilă , cuarţ , carbonaţi, oxizi de fier etc.;

► aprox. 0.015 Kg aer

► aprox. 0.15 Kg apă

► substanţe organice : humus, lignină, celuloză, grăsimi, răşini, antibiotice, vitamine, hidrocarburi,

enzime etc.

Proprietăţi ale solurilor

Culoarea - oferă informaţii despre modul de formare şi despre compoziţia solului. Variaţia de la

alb, prin brun, până la negru redă creşterea conţinutului de humus. Culorile galben şi roşu

indică prezenţa unor compuşi ai fierului (în zonele calde şi umede).

Textura – proporţia în care nisipul, praful şi argila participă la compoziţia solului.

Structura – modul în care particulele solide din sol se grupează în agregate de mărimi şi forme

diferite cu ajutorul unor lianţi din sol (humus, oxizi), importante pentru capacitatea de

absorbţie a apei din sol .

pH–ul - măsură pentru aciditatea sau alcalinitatea unui sol. Plantele, in funcţie specie, sunt

adaptate la soluri cu pH diferit.

Poluarea solului

Alături de apă şi aer, solul poate să îşi modifice caracteristicile în urma folosirii de către om. Unele

produse rezultate din procesele fiziologice şi din activităţile omului şi animalelor devin reziduuri

care, în funcţie de natura şi cantitatea lor, pot impurifica ecosistemele .

Poluanţii pot fi :

› substanţe chimice: pesticide, petrol, gaze, metale grele (Zn, Pb, Cd, Hg ), îngrăşăminte, substanţe

organice;

› factori fizici: zgomot, izotopi radioactivi, căldură;

› factori biologici reprezentaţi de germeni patogeni sau nepatogeni

Poluarea cu petrol

Hidrocarburile care apar in diferite medii de viaţă pot avea doua provenienţe :

► din activităţi umane (ardere de combustibili sau prelucrarea petrolului);

►din procese naturale (scăpări de petrol sau emanaţii de gaze naturale).

Toxicitatea petrolului si a produselor petroliere poate fi imediată şi pe termen lung.

Poluarea cu pesticide

Pesticidele - substanţe sau amestecuri de substanţe care sunt utilizate în toate formele în agricultură pentru a preveni, controla sau diminua daunele provocate de un dăunător.

Pesticidele pot fi substanţe chimice, agenţi biologici (viruşi sau bacterii, dar si organisme superioare), dezinfectanţi, substanţe antimicrobiene precum şi dispozitive utilizate împotriva dăunătorilor.

Dăunătorii - insecte, patogeni ai plantelor, buruieni, moluşte, păsări, mamifere, nematode, microbi etc. intră în competiţie cu omul pentru hrană, distrug proprietăţi, împrăştie sau reprezintă vectori pentru boli sau determină alte neplăceri. Odată cu distrugerea dăunătorilor sunt distruse si alte vieţuitoare, functie de gradul de selectivitate a pesticidelor.

Acţiunea negativă a pesticidelor asupra organismelor se exercită prin toxicitatea substanţei active din produsul utilizat şi remanenţa substanţelor toxice în produsele obţinute din culturi, în sol şi apă. Pesticidele sunt compuşi foarte periculoşi prin persistenţa în mediu, acumularea de reziduuri în produse alimentare, infiltrarea în sol, antrenarea în apele de şiroire, în râuri şi lacuri, pătrunderea în straturile profunde ale solului, în apa interstiţială şi freatică, antrenarea în atmosferă de către curenţii de aer etc.

Pesticidele includ compusi cu efecte diverse asupra unor grupe specifice de organisme: - herbicide - ? ? ? - insecticide - ? ? ? - hormoni de crester ai insectelor - ? ? ? - nematicide - ? ? ? - termiticide - ? ? ? - moluscicide -? ? ? ? - piscicide - ? ? ? - avicid e - ? ? ? - rodenticide - ? ? ? - bactericide - ? ? ? ? - fungicide - ? ? ? ?

Pesticidele moderne au timpul de înjumătăţire de ordinul săptămânilor sau chiar al zilelor şi în condiţiile în care sunt utilizate corespunzător nu se acumulează în sol.

Poluarea cu îngrăşăminte este datorată dezvoltării intensive a agriculturii în legătură directă cu utilizarea

îngrăşămintelor (în special a celor cu potasiu, azot, fosfor) dar mai ales cu lipsa de discernământ în

utilizarea lor. Este vorba de faptul că îngrăşămintele au fost utilizate fără a se ţine cont de necesarul

specific al plantelor de cultură, de momentul optim pentru aplicare şi de modalitatea cea mai adecvată de

aplicare. Ca urmare, o parte din îngrăşăminte rămân în sol si sunt antrenate de către apele de şiroire, de

apele de infiltraţie sau prin sistemul de drenaj al apelor pentru irigaţii, ajungând în râuri sau în apele

freatice unde determină accelerarea fenomenului de eutrofizare.

Poluarea prin ploi acide

Ploile acide cuprind toate tipurile de precipitaţii: ploaie, zăpadă, brumă, ceaţă care conţin acizi derivaţi din

substanţe care poluează atmosfera. Aceştia induc modificări în compoziţia chimică a solurilor şi apelor

de suprafaţă, modificând circuitele biochimice de la nivelul ecosistemelor .

Datorita diversităţii structurilor solului precum şi a vegetaţiei unele regiuni sunt mai sensibile la ploile acide

decât altele. Astfel :

●regiunile cu soluri sărace în calcare, acoperite cu un strat subţire de sol (ex. cele din peninsula

Scandinavă) sunt cele mai sensibile la acidifiere;

●regiunile cu soluri puternic alcaline neutralizează aciditatea ploilor înainte ca apele de ploaie

să ajungă prin şiroire în lacuri şi râuri.

In ecosistemele terestere, acidifierea are efecte distructive asupra pădurilor; copacii acumulează poluanţii

atmosferici pe o perioada mai mare deoarece ei constituie, prin coroanele lor, un obstacol în circulaţia

aerului. În pădurile de conifere concentrarea poluanţilor este mai mare decât în pădurile de foioase

deoarece primele acumulează poluanţi şi în timpul iernii. De ce ?.