Общая характеристика почвы. Таким образом почва - это связующее звено между атмосферой, гидросферой, литосферой и живыми организмами и играет важную роль в процессах обмена веществами и энергией между компонентами биосферы.
Почва - это средоточие жизни, среда обитания многих живых организмов. Дыхание почвы существенно изменяет состав приземного слоя атмосферы. Почвенная влага, формируясь из атмосферных осадков, в дальнейшем определяет химический состав грунтовых, речных, озерных и в значительной мере морских вод. В почве постоянно и одновременно протекают химические, физические и биологические процессы. Немаловажную роль здесь играют процессы ферментативного и каталитического окисления, восстановления и гидролиза.
В результате почва обогащается необходимыми неорганическими и органическими веществами, происходит химический круговорот веществ - сущность развития почвы, ее плодородия. Под плодородием понимают свойство почвы удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде, снабжать корневые системы необходимым количеством воздуха и теплоты, обеспечивая тем самым нормальную жизнедеятельность растений. Важное значение для осуществления почвенных процессов имеет структура почвы.
Любую почву можно рассматривать как гетерогенную, многофазную систему, состоящую из твердой минеральный скелет, органический и биологический компоненты, жидкой почвенный раствор и газообразной почвенный воздух фаз. Почва представляет собой биоминеральную биокосную динамическую систему, находящуюся в материальном и энергетическом взаимодействии с внешней средой и частично замкнутую через биологический круговорот веществ. Минеральный состав почв складывается в основном из кварца SiO2 и алюмосиликатов SiO2 . Al2O3 . H2O в различных соотношениях.
Твердая фаза почв и почвообразующих пород состоит из разномерных частиц педов - механических элементов. Относительное содержание в почве таких элементов определяет ее гранулометрический состав. В зависимости от размеров частиц различают песчаные, суглинистые и глинистые почвы. От механического состава почв и почвообразующих пород в значительной мере зависит интенсивность многих почвенных процессов, связанных с превращениями, переносом и накоплением в почве органических и минеральных соединений.
Органический компонент почв представлен гумусовыми веществами, служащими источниками питания для почвенных микроорганизмов и структураторами почв. Гумусообразование происходит в результате превращения органических остатков, поступающих в почву после отмирания растений. Биологическая составляющая почвенных экосистем представлена зелеными растениями, микроорганизмами и животными. При воздействии организмов на почву в процессе их жизнедеятельности осуществляются важнейшие звенья почвообразования - синтез и разрушение органического вещества, избирательное концентрирование биологически важных микроэлементов, разрушение и новообразование минералов и аккумуляции веществ.
Основная почвообразующая роль принадлежит лесной растительности. Ее биомассы на поверхности суши составляет 1011 - 1012 т. Остатки растительности поступают на поверхность почвы в основном в виде опада. На втором месте по биомассе почвообразующих зеленых растений - травянистая растительность 1010 - 1011 т. При этом биомасса корней обычно превышает биомассу наземной части травянистой растительности.
В формировании плодородия почв принадлежит почвенным микроорганизмам. Здесь обитают в большом количестве бактерии, микроскопические грибы и водоросли. Общее число микроорганизмов в почве исчисляется миллиардами в 1 гр. Микрофлора почвы по объему составляет около 0,1 ее объема, 7 - 10 т на 1 га или в сухом весе примерно 2 т живого вещества на гектар.
Особенно важную роль в почвенном круговороте веществ играют бактерии. Гетеротрофные бактерии разлагают органические остатки до простых минеральных соединений. Афтотрофные бактерии осуществляют в почве процессы окисления минеральных соединений - продуктов жизнедеятельности гетеротрофов. Широко распространенные в почвах серобактерии окисляют Н2S, S, и тиосоединения до Н2SO4 процесс сульфофикации. При участии железоокисляющих бактерий, наиболее распространенных в заболоченных почвах, происходит окисление солей Fe II . В почве содержится много бактерий - азотфиксаторов свободно живущих и клубеньковых.
На отмирающих органических остатках живут сапрофитные гетеротрофные бактерии и грибы. Микроскопические грибы плесневые, актиномицеты в аэробных условиях могут разлагать клетчатку, лигнин и другие стойкие органические соединения, участвуют в минерализации гумуса. Их гифы достигают нескольких тысяч метров на 1 г почвы. Наряду с бактериями и грибами в почве присутствует большое количество водорослей, в основном в поверхностном слое и на растениях.
Плодородие почвы определяется содержанием в ней гумусовых веществ. Эти вещества химически и микробиологически устойчивы. Они являются промежуточными продуктами в процессе образования угля. Зрелые гумусовые почвенные горизонты формируются за сотни лет, а минеральные - за тысячи и миллионы лет. Потери почвенного покрова во всем мире велики. Общая площадь почв, разрушенных за всю историю человечества, достигла 20 млн. км2, что намного превышает площадь всей пахотной земли, используемой в настоящее время.
В результате застройки, производства горных работ, опустынивания и засоления почв мировое сельское хозяйство ежегодно теряет около 50 - 70 тыс. км2 Ю. И. Скурлатов 1994 . Таким образом, после краткого знакомства с участниками этой экологической проблемы, можно перейти непосредственно к изучению взаимодействия между почвой и нефтью, которые, как это не парадоксально звучит, вовсе не являются соседями, но ставшие таковыми в результате хозяйственной деятельности человека.