Ecological evaluation of agricultural land contamination in Penza Oblast

Пензенская область, расположенная в  Европейской части России, обладает богатыми природными ресурсами: площадь земель в административных границах составляет 4335,2 тыс. га, из которых 3069 тыс. га используются как земли  сельскохозяйственного назначения. По сравнению с 2022 годом общая площадь земель сельскохозяйственного назначения уменьшилась на 0,1 тыс.га (табл. 1).

Площадь земель сельскохозяйственного назначения, находящихся в собственности граждан, увеличилась на 5,4 тыс.га за счет земельных долей сельхозпредприятий и выкупа муниципальных земель, при этом площадь земель, находящихся в собственности юридических лиц (сельхозпредприятий), уменьшилась на 5,2 тыс.га; площадь земель, находящихся в государственной и муниципальной собственности, уменьшилась на 0,2 тыс.га. В 2023 году произошли изменения в структуре земельных угодий: площадь сельскохозяйственных угодий увеличилась на 0,5 тыс.га за счет ввода в оборот неиспользуемых земель после проведения работ по рекультивации заросших лесной и кустарниковой растительностью земельных участков (табл. 2).

Пензенская область по праву считается одним из крупнейших сельскохозяйственных регионов страны.

Экологические проблемы города и области в значительной степени обусловлены сосредоточением основных источников выбросов в атмосферу на относительно ограниченной территории. Город Пенза представляет собой важный промышленный, административно-территориальный центр Среднего Поволжья, а также ключевую точку шоссейных и железнодорожных маршрутов. К ведущим источникам загрязнения воздуха, почвы, растительности можно отнести предприятия машиностроения, приборостроения, производства стройматериалов, деревоперерабатывающей промышленности, медицинского приборостроения, медицинских препаратов, теплоэнергетические предприятия, а также автомобильный и железнодорожный транспорт

Сельскохозяйственное производство составляет две основные отрасли: земледелие или растениеводство, а также животноводство. Загрязнение сельскохозяйственных земель негативно сказывается на продовольственной безопасности двумя основными способами: оно может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур из-за высоких уровней токсичных веществ, а также культуры, выращенные на загрязненных почвах, становятся небезопасными для потребления как людьми, так и животными.

Экологические исследования сельскохозяйственных территорий Пензенской области включают в себя изучение теории и методов ландшафтных исследований, определение экологических проблем, камеральную обработку сельскохозяйственных земель и оценку экологического состояния производственных территорий. При антропогенном влиянии на земли сельскохозяйственного назначения возникает потребность в осуществлении мониторинга и разработки мероприятий по рациональному использованию сельскохозяйственных земель

В ходе исследования экологических проблем можно выделить ряд источников и факторов, способствующих загрязнению и ухудшению состояния атмосферного воздуха, водного фонда, почв и растительного покрова земель сельскохозяйственного назначения Пензенской области.

Выбросы вредных соединений в атмосферу и утечка отходов в водные и почвенные ресурсы засоряют земли, воды и растения. Растения, подвергающиеся загрязнению, становятся более уязвимыми к болезням, проявляют повышенную восприимчивость к вредителям и погодным условиям, демонстрируют снижение урожайности, ухудшение энергетической ценности,  что приводит к угрозе продовольственной безопасности региона 

Наблюдается снижение качества обрабатываемых сельскохозяйственных земель. Причины заключаются в недостаточном количестве почвозащитных мероприятий, снижении объемов внесенных удобрений, применении пестицидов, а также создании несанкционированных свалок. Возрастает численность земель с дефицитом гумуса, большие площади плодородных, пригодных для сельского хозяйства земель опустошаются из-за повышения кислотности почв и прогрессирующих эрозийных процессов. Расширяется площадь оврагов.

Пензенская область занимает важное место в производстве продуктов питания и относится к регионам России, которые почти полностью удовлетворяют свои потребности за счет внутреннего производства. Регион специализируется на производстве зерна, мяса, молока, яиц и выращивании овощей, сахарной (фабричной) свеклы. Уровень импорта в области составляет не более 1–2%, поэтому сокращение площадей земель, используемых для выращивания сельскохозяйственных культур, приводит к снижению объемов производства пищевых продуктов. Это, в свою очередь, может стать причиной увеличения импорта, привести к усилению зависимости от внешних поставщиков и, как следствие, к повышению цен 

Кроме того, причиной ухудшения состояния растительных покровов и почв считаются производственные процессы, при которых используется нефть и ее производные. В некоторых зонах населенных пунктов региона, вдоль транспортных артерий наблюдается засорение почвы и флоры, находящейся в ее пределах, нефтепродуктами и тяжелыми металлами. При подсчете суммарного показателя загрязнения почвы на землях сельскохозяйственного назначения сравнивают с нормативной шкалой оценки загрязнения (табл. 3) 

Вследствие загрязнения тяжелыми металлами ухудшается питательная и санитарно-гигиеническая ценность, помимо этого нерациональное использование нефтепродуктов приводит к загрязнению грунтовых вод, что, в свою очередь, влечёт за собой опасные последствия. Загрязнители аккумулируются в клетках растений, а затем попадают в организм пастбищным животным, птицам и, наконец, людям, которые используют в пищу эти растения и животных. Загрязняющие вещества в почве, поверхностных водах и цепи питания могут вызывать широкий спектр болезней и повышенную смертность среди людей. Последствия варьируются от острых заболеваний, имеющих краткосрочный характер — например, диарея или различные виды отравлений, до появления хронических заболеваний, включая онкологических 

Особую степень опасности имеет проходящий транспортирующий дизельное топливо трубопровод, проходящий по территории Пензенской области. Вследствие истощения эксплуатационного ресурса труб, происходят регулярные прорывы трубопровода, в результате которого неизбежно происходит утечка нефтепродуктов, что пагубно влияет на состояние окружающей среде.

Проблема загрязнения затрагивает экосистему в целом, нарушая биологическое разнообразие и взаимодействие между видами 

Все эти факторы, в свою очередь, влияют на экономическую стабильность сельхозпроизводителей, увеличивая затраты на защиту растений и уменьшая доходы, ухудшает продовольственную безопасность региона.

Таким образом, борьба с загрязнением сельскохозяйственных земель является важной задачей, требующей совместных усилий всех заинтересованных сторон. Только при сотрудничестве власти, бизнеса и общества можно добиться улучшения экологической ситуации и обеспечить устойчивое развитие сельскохозяйственного сектора в регионе.

Для решения проблемы загрязнения земель сельскохозяйственного назначения в Пензенской области или хотя бы минимизации его негативного влияния необходимо принятие комплексных мер, начиная с научных исследований, заканчивая активными действиями, включающими в себя следующие шаги:

1. Внедрение и поддержка современных экологически чистых технологий, методов сельского хозяйства, направленных на уменьшение вредного воздействия на окружающую среду, правильное управлением отходами, это позволит уменьшить использование химических удобрений и пестицидов, что способствует сохранению биоразнообразия и улучшению здоровья почв.

2. Проведение регулярного мониторинга качества почвы, воды и растений для своевременного выявления загрязнений и принятия мер по их устранению, Основной акцент следует сделать на восстановлении деградированных земель и оптимизации водного режима, что, в свою очередь, повысит устойчивость агроэкосистем к климатическим изменениям. Система контроля за качеством почв и растительности должна стать частью государственной политики, что позволит быстрее реагировать на потенциальные угрозы. Проведение регулярных обследований, мониторинг здоровья экосистем и создание информационных платформ для обмена данными между аграриями помогут в минимизации экологических рисков.

3. Обучение сельскохозяйственных работников, фермеров и населения региона экологической осведомленности и методам устойчивого ведения хозяйства. Общее понимание проблем экологии и значимости устойчивого природопользования может способствовать более ответственному отношению граждан к природе.

4. Сотрудничество с государственными органами и общественными организациями для разработки и реализации программ по защите растительного покрова. Поддержка научных исследований в области агрономии и экологии также имеет большое значение, так как знания могут сыграть ключевую роль в разработке эффективных технологий 

Таким образом, научно-методический и исследовательский материал был изучен и проанализирован. Решение экологических проблем Пензенской области или хотя бы минимизация уже существующего негативного влияния — приоритетная задача в деле сохранения окружающей среды региона. Необходимо принятие эффективных комплексных мер, включающих в себя законодательные, технические и организационные подходы.

Охрана воздуха подразумевает:

1. Контроль за выбросами загрязняющих веществ от промышленных объектов и автотранспорта, надзор за соблюдением создания разделяющих полос между предприятиями и жилыми местами и строительство автомобильных трасс вдали от населенных мест.

2. Внедрение современных технологий очистки. Например, одним из самых перспективных направлений является использование фотокатализа, который активируется солнечными лучами и разрушает загрязняющие вещества на молекулярном уровне. А также применение альтернативных энергетических источников, таких как солнечная, ветровая, гидро- и геотермальная энергия и Замену угольного топлива на природный газ.

Для оценки эффективности защитных мероприятий необходимо регулярно брать пробы воздуха и проводить их анализ. В соответствии с результатами должны вносится корректировки в комплекс принимаемых мер.

Охрана почвы включает в себя:

1. Предотвращение эрозии, восстановление деградированных земель и контроль за использованием пестицидов и удобрений.

2. Контроль за качеством почв и растительности. Использование современных технологий, таких как дистанционное зондирование и геоинформационные системы, значительно ускоряет и упрощает сбор необходимых данных, позволяя получать точную картину состояния экосистемы.

3. Обучение сельскохозяйственных работников, фермеров и населения региона экологической осведомленности и методам устойчивого ведения хозяйства. Общее понимание проблем экологии и значимости устойчивого природопользования может способствовать более ответственному отношению граждан к природе.

Защита водных ресурсов включает в себя:

1. Обеспечение полной очистки сточных вод как бытового, так и промышленного происхождения, а также проведение регулярного мониторинга качества воды.

2. Создание заповедных зон. Это важный шаг к сохранению уникальных экосистем и биоразнообразия региона.

3. Внедрение передовых подходов к очистке сточных вод, а также технологий, требующих минимальных объемов воды или полностью безводных решений.

4. Активация циркуляционного водоснабжения и увеличение повторного применения очищенных сточных вод нацелены на уменьшение сбросов в водоемы, даже после их обработки.

5. Осуществление лесных мелиораций, которое включает формирование защитных полос в пределах верхних и средних зон речных бассейнов, приводит к снижению поверхностного стока и уменьшению силы водной эрозии.

6. Охрану болот. Болота играют важную роль в поддержании экологического баланса природных экосистем. Они являются источником влаги для рек, регулируют весенний сток, помогают поддерживать уровень грунтовых вод и обеспечивают среду обитания для животных и птиц, а также способствуют сбору ягод. Осушение болот требует внимательного подхода, чтобы учесть возможные негативные последствия. Сохранение участков болот в естественном состоянии поможет минимизировать вред для природных процессов в окрестностях.

Синергия этих мер обеспечивает не только защиту ресурсов, но и повышение качества жизни людей, что делает охрану окружающей среды ключевым приоритетом для населения и органов власти региона.