В последнее время все тревожнее звучит тема накопления нитратов в растениях. Известно, что эти вещества накапливаются в растениях как естественным путем, так и из-за неправильного применения азотных удобрений.

Почему же ученые забили тревогу в связи с применением азотных удобрений в больших количествах? Почему медики не советуют употреблять в пищу незрелые арбузы, зеленоватый картофель и другие неспелые плоды, тем более давать их детям?

Нитраты имеют свойство превращаться в нитрозамины, имеющие, по свидетельству медиков, канцерогенное действие. Соли азотной кислоты – нитраты не поглощаются почвой, а вымываются дождями и накапливаются в растениях, водоемах. При высокой концентрации нитратов снижается качество воды и растительной продукции, что может вызвать отравление людей и животных. Нитраты не влияют отрицательно на рост растений, поэтому накапливаются в них в больших количествах.

Попадая в желудок человека, нитраты восстанавливаются в более ядовитые и биологически активные соединения – нитриты, гидроксилинин и др. Нитриты в десять раз токсичнее нитратов. Они переводят двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное. Метгемоглобин эритроцитов, образуемый при этом, не в состоянии переносить кислород по сосудам. Наступает своего рода удушье всех тканей организма. Так появляется у человека тяжелая болезнь крови – метгемоглобинемия. Нитраты отрицательно влияют и на печень. У детей могут развиваться аллергия и малокровие.

Вредное действие нитратов наступает, если суточное потребление их с пищей превышает 300–350 мг. Реакция преобразования нитратов в нитриты происходит также и при хранении овощей. Определяя качество продуктов питания, необходимо обращать внимание на то, чтобы не было солей азотной кислоты. Особенно это относится к овощам и фруктам для детского питания. Решение проблемы загрязнения сдерживается еще и тем, что до сих пор не разработаны предельно допустимые нормы. В разных странах они разные. По данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения), в диетических продуктах содержание нитритов не должно превышать 300 мг/кг свежей продукции.

В почву круглосуточно попадают отходы промышленных предприятий, продукты сгорания угля, нефти, горючего самолетов и автомобилей, кроме того, накапливаются остатки удобрений и пестицидов. Все это ведет к накоплению вредных для здоровья человека веществ – токсинов, канцерогенов, аллергенов, тератогенов (веществ, приводящих к врожденному уродству), мутагенов (веществ, вызывающих наследственные заболевания). Они уже циркулируют в биосфере, пока это неизбежные спутники цивилизации. И очень важно определить предельно допустимые концентрации (ПДК) несвойственных почве веществ, строго соблюдать правила их применения. Вопреки закону В.И. Вернадского о физико-химическом единстве живого вещества некоторые исследователи считают, что можно изобрести химический препарат абсолютно направленного действия – смертельный для вредителя и безвредный для человека и животных. Применив пестицид, считают, что вредителя следует уничтожать полностью. Ведь известно, что в силу закона обязательного заполнения экологической ниши одного вредителя заменяют другим.

Цель применения химического препарата должна заключаться лишь в снижении численности хозяйственно нежелательного вида до той степени, когда он становится полезным – заполняет свою экологическую нишу и не пускает на поле другие виды вредителей.

Биохимические процессы, происходящие в земной коре, и процессы образования и обмена химических элементов в организме взаимосвязаны как отдельные этапы круговорота веществ в природе, как процессы взаимного обмена, обусловливающие жизнь. Из 106 элементов периодической системы Д.И. Менделеева в составе живых организмов обнаружено 86 постоянно присутствующих химических элементов, которые в небольших концентрациях активно участвуют в важнейших физиологических функциях организма, но их недостаток или избыток может вызывать серьезные изменения.

Почва способна накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами ядерных реакторов, медицинских, научно-исследовательских учреждений, использующих радиоизотопы, а также с атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний или аварий реакторов атомных электростанций.

Почва имеет огромное значение в жизни гидросферы Земли, которая в отличие от литосферы более динамична во времени и пространстве.

Плавные и бурные течения рек, морской прибой и шторм, дожди, снегопады – все это явления, в основе которых лежит движение водных масс.

Способность к перемещению и большая теплоемкость, позволяющая водным массам аккумулировать в себе тепло в летний период и медленно расходовать его в зимний, благотворно действует не только на водоемы местного значения, но и на всю гидросферу Земли. Благодаря этому большая часть Мирового океана не замерзает круглый год, является мощным буфером, предохраняющим климат планеты от резких колебаний температуры и увлажненности.

Удивительно и другое свойство воды – высокая подвижность, способность растворять многие соединения, переходить из жидкого в твердое или газообразное состояние в относительно небольших интервалах температуры. Это дает возможность воде стимулировать различные природные процессы.

Оценивая гидрологическую роль почвы, В.И. Вернадский еще в 1939 г. отмечал огромное значение почвенных растворов, содержащихся, кроме пустыни, по всей суше и являющихся основным субстратом жизни. Осадки, просачиваясь в грунтовую толщу почвы, во многом определяют и химизм почвенных грунтовых вод, поскольку атмосферная влага, взаимодействуя с почвой, заметно изменяет свой первоначальный состав. В зависимости от конкретных свойств почвы химические изменения осадков различны. При прохождении через почву изменяется и газовый состав атмосферных осадков – снижается количество кислорода и заметно повышается содержание углекислоты.

Другой гидрологической функцией почвы является участие ее в формировании речного стока и водного баланса. От почвы зависит состояние поверхностного и грунтового стоков в реки.

В лесу по сравнению с полем поверхностный сток ничтожно мал, что связано с благоприятным физическим свойством лесных почв, которые фильтруют влагу в 2–3 раза больше, чем на полях. Кроме того, сток воды задерживает густая растительность.

Характерной особенностью почвы являєтеся быстрое обновление и восстановление запасов воды. Если полное возобновление запасов Мирового океана осуществляется примерно за 3 тыс. лет, а подземных вод – за 5 тыс. лет, то для почвенной влаги этот срок равен году.

Один из эффективных способов оптимизации водного баланса – насаждение лесов. Однако некогда густо покрытая лесом планета продолжает терять лесные массивы. Если несколько сот лет назад леса занимали 7200 млн га, то в середине XX в. их общая площадь не превышала 4 млрд га. Поэтому ближайшая задача для многих стран – увеличение лесных посадок.

Благодаря огромной активной поверхности почва в состоянии перехватывать значительную часть вредных соединений и элементов на пути их движения в водоемы. Наибольших масштабов этот перехват достигает в почвах аккумулятивных ландшафтов, к которым относятся поймы. Но и на водоразделах имеются отдельные участки, успешно выполняющие роль геохимических барьеров. Почвы имеют склонность к накоплению тяжелых металлов.