К этой экологической проблеме приводят практически все виды хозяйственной деятельности людей, она возникает из-за избыточного содержания химических элементов в почвах в результате попадания в природную среду загрязняющих веществ антропогенного происхождения. Опасность загрязнения земель сельхозназначения заключается в том, что урожай получает из почвы те же загрязняющие вещества. Сельскохозяйственная продукция в этом случае становится опасной для человека. Вещества также могут попасть и в мясо животных.
Ежегодно вносятся на поля минеральные удобрения, которые служат для восполнения вымываемых из почвы химических элементов. Удобрения регулируют процессы обмена веществ в растениях, способствуют накоплению белков, жиров, углеводов, витаминов. Небольшие дозы удобрений применяются с учётом особенностей почв и климатических условий, способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
При этом важно соблюдать правила внесения удобрений. Например, при чрезмерной их дозе возможно накопление в растениях нитратов, большое количество которых попадает в пищу и может вызвать легкое пищевое отравление. Фосфорные удобрения, попадая в водоемы, вызывают их зарастание и гибель.
Второе наиболее часто встречаемое загрязнение - пестициды. Это собирательное название ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений. Пестициды становятся опасными при достижении определенной концентрации. Опасность заражения пестицидами через продукты питания и питьевую воду существует для большинства людей. Они могут накапливаться в рыбе, птицах, даже в грудном молоке женщин.
Пестициды проявляют стойкость к высокой температуре, влаге, солнечной радиации. Они особенно опасны из-за способности к биоаккумуляции, накоплению в пищевой цепочке. Первоначально накопление и распространение пестицидов наблюдается в радиусе 10-30 км. Это связанно с направлением ветров, водным стоком. Но со временем (через 10-20 лет) поражённой оказывается значительно большая территория. Высокий уровень вредного воздействия связан с тем, что не больше 3% достигает цели при использовании, а чаще только до 1 %. Все остальное выносится с полей в воду, воздух, почву. Эффективность применения пестицидов со временем резко снижается, ведь у вредителей вырабатывается невосприимчивость к их действию. Новые виды пестицидов становятся более устойчивыми и опасными.
Третьим наиболее часто встречающимся загрязнением является повышенное содержание в почве тяжелых металлов. В минимальных количествах многие тяжелые металлы (медь, цинк, селен) выступают как микроэлементы, необходимые для жизни растений, животных и человека. Но при повышенном накоплении могут вызывать тяжелые и опасные состояния. Существуют и безоговорочно опасные металлы. Это свинец, мышьяк, ртуть. В каждой горной породе, на которой образовалась почва, есть определённое количество тяжелых металлов - кларк концентрации. Это соотношение количества определенного вещества к его кларку в земной коре. Кроме естественного природного содержания возможно попадание и накопление в почве тяжелых металлов при антропогенной нагрузке: удобрения, пестициды, выбросы предприятий, выхлопы транспорта, несанкционированные свалки.
Четвёртым встречающимся загрязнителем является бенз(а)пирен, опаснейшее ядовитое вещество первого класса опасности. Оно образуется при горении, не полном сгорании органических веществ. Бенз(а)пирен, как и подобные ему соединения, принадлежит к так называемому наивысшему классу опасности. Связано это с тем, что продукты распада этого соединения накапливаются в организме в основном в подкожном и абдоминальном жире. Бенз(а)пирен способен встраиваться в нити ДНК, таким образом внося ошибки в генетический код человека. Большая часть подобных ошибок приводит к гибели клеток, которые заменяются новыми. Но иногда клетки под воздействием бенз(а)пирена начинают безудержно делиться, вызывая онкологические заболевания. Кроме того, бенз(а)пирен способствует отложению атеросклеротических бляшек на стенках сосудов - повышает риск развития опасных заболеваний: ишемическая болезнь сердца, инфаркт и инсульты.
Большая часть полициклических ароматических углеводородов оказывает токсическое действие на печень. Кроме того, достаточно частым загрязнителем земель сельхозназначения являются нефтепродукты. Они попадают в почву при аварийных розливах в местах добычи и при транспортировке. Нефтепродукты относятся к числу наиболее вредных химических загрязнителей. Наличие 2 гр нефти и нефтепродуктов в 1 кг почвы уже делает её непригодной для жизни растений и почвенной микрофлоры. Всего 1 литр нефти и нефтепродуктов лишает кислорода 40 тысяч литров воды, а 1 тонна - загрязняет 12 «квадратов» водной поверхности. При наличии 0,2-0,4 мг/л нефтепродуктов вода приобретает нефтяной запах, который не устраняется даже при фильтровании.
В химическом составе гумуса, загрязненного нефтепродуктами, происходят активные изменения. Количество углерода в нём резко возрастает, одновременно повышается и соотношение углерода и азота в гумусе C/N (наиболее благоприятное - от 1/10 до 1/20), в загрязнённой почве соотношение C/N колеблется от 1/50 до 1/420, в зависимости от количества привнесённого углерода и типа почвы.
Это приводит к ухудшению азотного режима почвы и нарушению корневого питания растений. Одновременно с ухудшением азотного режима происходит сокращение содержания подвижных форм фосфора и калия. Продукты трансформации ГСМ резко меняют состав углеродистых веществ, из которых состоит почвенный гумус. Снижение концентрации кислорода в почве способствует развитию анаэробных микроорганизмов, затормаживает развитие аэробной микрофлоры. Растения в такой почве расти не могут.
В отношении количества различных загрязнений существует также понятие ПДК: предельно допустимая концентрация. Это экспериментально обоснованная максимальная концентрация химического вещества, которая не должна оказывать прямого и опосредованного влияния на здоровье человека и влиять на самоочищающуюся способность почв. Показатель обусловливает переход нормируемого вещества в контактирующие среды и сельскохозяйственные растения в количествах, не превышающих ПДК нормируемого вещества для этих сред.
