-
2025-04-25 08:31:52
ХӨРСНИЙ БОХИРДОЛ ЭКОСИСТЕМД НӨЛӨӨЛӨХ БАЙДАЛ (ТОЙМ)
ХӨРСНИЙ БОХИРДОЛ ЭКОСИСТЕМД НӨЛӨӨЛӨХ БАЙДАЛ (ТОЙМ)
Удиртгал
Хөрс нь олон төрлийн бичил биетнийг өөртөө агуулдаг бөгөөд температурын өөрчлөлт, ус, шим тэжээлийн бодисуудын мөчлөгийн гол зохицуулагч болж, чулуун мандлын дээд хэсэг дэх экосистемийн нөлөө, биотик ба абиотик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэл, үйл ажиллагааны үр нөлөөнд бий болдог, экологийн гол бүтээгч юм. Мөн хүн төрөлхтөний сайн сайхан байдал, оршин тогтнох боломж, тогтвортой хөгжлийн үндэс суурийг хангадаг байгалийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм (Зураг 1). Иймээс хөрсний бохирдол болон экосистем дэх харилцан үйлчлэлийг нарийвчлан авч үзэх нь чухал байна.
Антропоген (зам, барилга байгууламж, газар ашиглалт, ойн аж ахуй, үйлдвэржилт, байгалийн нөөц ашиглалт зэрэг хүний үйл ажиллагаа) болон абиотик (ус, агаар, салхи, нарны гэрэл, температур, уур амьсгалын өөрчлөлт зэрэг байгалийн үйл явц) нөлөөгөөр хөрс бохирдож, доройтдог (Зураг 2), бохирдуулагчийн улмаас үүссэн хөрсний физик-химийн доройтол нь экосистемийн нэн шаардлагатай үйлчилгээг үзүүлдэг хөрсний үндсэн чадавхийг бууруулдаг.
Биотик болон абиотик нөлөө нь хөрсний физик-химийн шинж чанарт шууд нөлөөлж, хөрсний шим тэжээлийн эргэлт, хүртээмжийг өөрчлөн газар тариалангийн бүтээмжийг бууруулах нь экосистемд сөрөг нөлөө үзүүлдэг нийлэг болон органик бордоо, бохирдуулагч бодис их хэмжээгээр хэрэглэх шалтгаан болдог.
Хөрсний бохирдол нь газар дээрх болон доорх биологийн төрөл зүйлд адилхан нөлөөлдөг. Бохирдуулагчийн хортой, сөрөг нөлөөгөөр амьд организмын тоо цөөрдөг боловч зарим организмууд бохирдуулагчийг тэсвэрлэн хувьсан өөрчлөгддөг байна. Химийн элемент нь хөрсний бичил биетний зарим чадварыг идэвхжүүлж нэмэгдүүлдэг байна. Хөрсний бохирдуулагч нь хүнсний сүлжээнд орж, хуурай газрын болон усны организмд нэвтэрч улмаар өвчин үүсгэж, үхэлд хүргэнэ. Бохирдсон хөрс нь бохирдуулагчийг уусгах замаар гүний ус, цэвэр ус, далайн орчныг бохирдуулах эх үүсвэр болж энэ нь аажмаар экосистемийн ноцтой доройтолд хүргэдэг. Өөрөөр хэлбэл, биологийн олон янз байдал, биомассын тэнцвэр алдагдсанаар органик бодисын хэмжээ буурч, шим тэжээлийн эргэлт өөрчлөгдөнө. Энэ нь байгалийн болон хөдөө аж ахуйн анхдагч бүтээмжид нөлөөлж, экосистемийн цогц үйл ажиллагааг доголдоход хүргэдэг.
Зураг 1. Хөрсний экосистемийн үйлчилгээ
Зураг 2. Экосистемийн өөрчлөлт, хөрсний бохирдуулагчийн үзүүлэх нөлөө
Хөрсний экосистемийн тэнцвэрт үзүүлэх нөлөө
Экосистемийн үйлчилгээг олон улсын нийтлэг ангилалын дагуу (CICES) дараах 3 үндсэн бүлэг болгодог (Зураг 3):
1. Шууд буюу хангамжийн үйлчилгээ - хүн төрөлхтөний хүрээлэн буй орчин, экосистемээс авч ашиглаж буй бүх бүтээгдэхүүн (хоол хүнс, биохимийн болон байгалийн гаралтай эм бэлдмэл, мяндас, гоёл чимэглэлийн нөөц, цэнгэг ус зэрэг)
2. Шууд бус буюу соёл, олон нийтийн үйлчилгээ - амралт, гоо зүй, оюун санаа, бие махбодийн тайвширлыг мэдрэх замаар буюу материаллаг бус хэлбэрээр экосистемээс хүртэх үйлчилгээ (соёлын олон янз байдал, оюун санаа, боловсрол, гоо зүй, шашин, соёлын өвийн үнэт зүйлс, аялал жуулчлал, урам зориг, эерэг мэдрэмж, нийгмийн харилцаа зэрэг)
3. Зохицуулах/ туслах үйлчилгээ - хүрээлэн буй орчны бүх үйл явцын зохицуулалтаас хүртэх үр ашиг (агаарын чанар, уур амьсгал, ус, хөрс үүсэх процесс, элэгдэл, эвдрэл, зохицуулалт, фотосинтез, анхдагч бүтээгдэхүүн үүсэх, хуримтлагдах процесс, боловсруулалт, өвчин эмгэг, хортон шавж, тоосжилт, байгалийн аюулт үзэгдэл зэрэг)
Туслах үйлчилгээ нь экосистемийн үйл ажиллагаанд нэн шаардлагатай, мөн экологийн үндсэн үйл явцтай зэрэгцэн явагддаг тул хөрсний бохирдол, доройтлыг үнэлэхэд тусгайлан анхаарч үздэг.
Хөрсний экосистемийн харилцан үйлчлэл нь хөрсөн дэх абиотик хөрсний бүрэлдэхүүн хэсгээс (хөрсний органик нүүрстөрөгч, эрдсийн фракц, хөрсний уусмал, нүх сүв зэрэг) болон амьд организм (генийн түвшнээс макро организм) хүртэл явагддаг хэдий ч байнга нэмэгдэж буй хүн амын өсөлтөөс үүдэн хөрсний байгалийн унаган төрх, ашиг тус шавхагдан доройтож байна. Биологийн олон янз байдлын алдагдал, биогеохимийн мөчлөгийн тэнцвэргүй байдал, химийн гаралтай бохирдол, уур амьсгалын өөрчлөлт, гидрогеологийн мөчлөг, газар ашиглалтын өөрчлөлт зэрэг бусад олон шалтгаанаар хөрсний бохирдол үүсэж байна.
Хөрс нь бохирдуулагчийн физик-химийн шинж чанараас хамааран бохирдуулагчийг хадгалах, шүүх, задлах чадвартай. Хөрсөн дэх бохирдуулагчийн нийт агууламж нь бохирдуулагчийн биологийн хүртээмжтэй шууд хамааралтай. Ихэнх тохиолдолд бохирдуулагч нь ургамалд шингэж, бусад организмтай харилцан үйлчилдэг ба эдгээр бодисууд идэвхтэй эсвэл идэвхгүй байдлаар ургамлын үндсэн эсүүдэд дамждаг ч явагдаж буй токсикологи, молекулын механизм нь одоогоор бүрэн тодорхойгүй байна.
Хөрсөн дэх бохирдуулагчийн биологийн хүртээмж нь хөрсний шинж чанар (рН, исэлдүүлэх чанар, шаврын агууламж, органик бодисын агууламж зэрэг), бохирдуулагчийн химийн шинж чанар (туйлшрал, исэлдэлтийн төлөв, хүчиллэг зэрэг), хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс (чийгийн агууламж, температур зэрэг) болон цаг хугацаа, орон зайн олон хүчин зүйлээс хамаардаг. Бохирдлоос үүдэлтэй хөрсний доройтол нь хөрсний экосистемийн задралын гинжин хэлхээг үүсгэж (Зураг 4), үндсэн үйлчилгээ үзүүлэх чадварыг нь алдагдуулдаг (Зураг 5).
Зураг 3. Экосистем дэх хөрсний үндсэн үйл ажиллагаа
Зураг 4. Хөрсний экосистемийн задралын гинжин хэлхээ
Зураг 5. Хөрсний экосистемийн үйлчилгээнд бохирдлын үзүүлэх нөлөөлөл
Хөрсний биологийн олон янз байдалд үзүүлэх нөлөө
Хөрсний бохирдлын хамгийн анхны сөрөг нөлөө бол хөрсөн дээрх болон доорх биологийн олон янз байдлын өөрчлөлт юм. Хөрсний биологийн олон янз байдал нь шим тэжээлийн эргэлтээр дамжин хөрсний бүтцийг бий болгох, хадгалах зэрэг экосистемийн олон чухал үндсэн үүрэгтэй тул хөрсний биологийн төрөл зүйл, бүлгэмдэл өөрчлөгдөх нь бусад экосистемийн үйлчилгээ алдагдах, үр ашгийг бууруулахад хүргэдэг. Хүний үйл ажиллагааны улмаас хуримтлагдсан нийлэг бохирдуулагчаас шалтгаалан зарим төрөл зүйл харьцангуй хурдан хувьсан өөрлөгдөж чаддаг (антибиотик, гербицидийг тэсвэрлэх чадвар) бол зарим нь богино хугацаанд дасан зохицох, тэсвэрлэх чадваргүй байдгаас устаж, алга болдог. Ерөнхийдөө хөрсний бохирдол нь организмын түвшинд ил, тодорхой нөлөө үзүүлдэг бол хүн амын түвшинд үзүүлэх нөлөө нь тодорхойгүй байна.
Хөрсний бичил биетэнд үзүүлэх нөлөө
Хөрсний бохирдлыг тодорхойлоход бичил биетний дараах 3 үзүүлэлт зайлшгүй шаардлагатай:
1) бичил биетний биомасс,
2) бичил биетний идэвх (амьсгалын болон ферментийн идэвх),
3) бичил биетний олон янз байдал
Бохирдуулагчид хөрсөнд бага концентрацтайгаар удаан хугацаанд үйлчлэх нь хөрсний бичил биетний физиологи, хооллолтыг өөрчлөх замаар дасан зохицоход хүргэдэг хэдий ч эцсийн дүнд хөрсний хэвийн үйл ажиллагаа алдагддаг. Хөрсний бохирдол бичил биетний бүлгүүдэд урт хугацааны турш хэрхэн нөлөөлөх талаар судалгаа, мэдээлэл хомс байгаа ч бохирдуулагчид нь хөрсний бичил биетний ферментийн үйл ажиллагаа, биомасс, өсөлт, нөхөн үржихүйн чадавхийг бууруулж, физиологийн өөрчлөлтийг бий болгож, хөрсөнд амьдардаг зарим организм, ургамлыг үхэлд хүргэж болзошгүй байна.
Организмууд хөрсний бохирдуулагчийг тэсвэрлэн органик бохирдуулагчийг нүүрстөрөгч, эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах бөгөөд дасан зохицсон эдгээр организмууд илүү хурдан өсч, үрждэг байна.
Konopka (1999), Stemmer (2007), Ventorino (2018) нар 16s rRNA буюу фосфолипидын тосны хүчил тодорхойлох генетикийн шинжилгээг гүйцэтгэн бичил биетний бүлгүүдэд химийн элемент, органик бохирдлоос үүдэлтэй янз бүрийн түвшний өөрчлөлтийг илрүүлсэн бол Müller (2002) нар мөнгөн усаар бохирдсон хөрсөн дэх зарим төрөл зүйлд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарч биогеохимийн (шим тэжээлийн бодисын эргэлт, органик бодисын задрал зэрэг) үйл ажиллагааг идэвхтэй гүйцэтгэдэг болохыг тогтоожээ. Иймээс судлаачид хөрсний бохирдолд бичил биетний дасан зохицох, хамгаалалтын механизм өөрчлөгдөн, харилцан үйлчлэл нэмэгдэн, сөрөг үр дагаврыг багасгах болно гэж үзжээ. Бохирдлын хамгаалалтын үр дүнд нүүрстөрөгчийн хэрэглээ нь эсийн өсөлт, хуваагдалд оролцдог органик, органик биш нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхэд бус эдгээр фосфоржуулсан лигандуудыг бий болгоход чиглэгддэг бөгөөд ингэснээр бичил биетний бүлгэмдэлгүйгээр суурь эргэлтийг нэмэгдүүлдэг байна. Мөөгөнцрийн бүлгүүд элементийн бохирдолд ихээхэн нөлөөтэй боловч хариу үйлдэл нь нянгаас ялгаатай байдаг. Хөрсний мөөгөнцөр нь бохирдуулагчийг эсийн хананд шингээх, эсийн гаднах полисахаридуудыг хөдөлгөөнгүй болгох, спор үүсгэлтийг нэмэгдүүлэх зэргээр бохирдлыг тэсвэрлэх хэд хэдэн механизмтай боловч урт хугацааны микроэлементийн бохирдлын үед мөөгөнцрийн биомасс, олон янз байдал буурч байна. Газрын тосны нүүрсустөрөгч нь хөрсний нүх сүвийг дүүргэж, хүчилтөрөгч, усны хүртээмжийг бууруулж, бактери, мөөгөнцрийн идэвхийг дарангуйлж, ургамлын үндэс, амьтан, бичил биетэнд сөргөөр нөлөөлдөг боловч зарим бичил биетэн эдгээр органик бохирдуулагчийг шим тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашиглаж энгийн молекулууд болгон задалдаг тул энэ процессыг бохирдсон хөрсийг нөхөн сэргээхэд ашиглаж байна.
Сүүлийн жилүүдэд олон судлаачид газар тариалан, мал аж ахуйн үйл ажиллагааны улмаас хөрсөнд ялгардаг, "хэдэн нг-аас мг хүртэл хэмжээнд хэлбэлздэг" пестицид, антибиотикийн үлдэгдэл, нянд тэсвэртэй генийн талаар судалж байна. Хөрсөн дэх антибиотикийн хагас задралын хугацаа нь хөрсний бүтэц, физик-химийн шинж чанар, органик, эрдэс бодисын шингээлт, харилцан үйлчлэлийн механизм зэргээс шалтгаалан 1 цагаас (амоксициллин) 9 жил (ципрофлоксацин) хүртэл хэлбэлздэг. Хөрсөн дэх антибиотикийн маш бага концентрац нь хөрсний бичил биетний ферментийн үйл ажиллагаа, бүтцэд өөрчлөлт оруулдаг. Жишээ нь 0.2 мг/кг ципрофлоксацин хүчилтөрөгчийн солилцоог, 0.01 мг/кг моненсин азотын солилцоог дарангуйлдаг. Нянтай харьцуулахад хөрсний мөөгөнцөр нь мэдрэмтгий чанар багатай тул антибиотикийн нөлөөнд бага өртдөг.
Бичил хуванцар нь бусад бохирдуулагчийг өөртөө шингээх чадвартай бөгөөд микроэлемент, органик бохирдуулагчаас эрс ялгаатай. Бичил хуванцарын хөрсний бичил биеттэй харилцан үйлчлэх байдал, нөлөөллийн талаар судалгаа эрчимтэй хийгдэж байгаа боловч үйлчлэл нь нарийн тодорхойгүй байгаа нь хуванцарын төрөл, хөрсөн дэх концентрац, дагалдах бохирдуулагчийн нөлөө, харилцан үйлчлэлийн ялгаа зэрэг олон шалтгаантай байна.
Бусад шинээр гарч ирж буй бохирдуулагчдын экотоксикологийн шинж чанарыг лабораторийн болон хээрийн нөхцөлд ажиглан тогтоож хөрсний организмд үзүүлэх нөлөөний талаар илүү их судалгаа хийх шаардлагатай. Хөрсний бичил биетүүд хөрсний бохирдолд харьцангуй мэдрэмтгий бөгөөд бохирдлын түвшин тодорхойлогч биоиндикатор юм. Эдгээр биоиндикатор нь лабораторид дүн шинжилгээ хийхэд хялбар, зардал багатай, эрсдэлийн үнэлгээг нотлоход тохирсон байдаг давуу талтай.
Хөрсний макроорганизмд үзүүлэх нөлөө
Энэ ангилалд хачиг зэрэг 100 мкм-ээс 2 мм хэмжээтэй мезорорганизм, морин шоргоолж, хар шоргоолж, модны бөөс зэрэг макроорганизм багтана. Макроорганизмууд нь бүх амьдралынхаа туршид эсвэл хөгжлийн мөчлөгийн тодорхой хэсгийг хөрсөнд өнгөрөөдөг ба хог, хаягдлын задрал, хөрсний шим тэжээлийн эргэлтэд голлох үүрэгтэй. Эдгээр төрөл зүйлийн олон янз байдал, амьдралын мөчлөг нь тодорхой, түүнчлэн бичил биетэнтэй харьцуулахад илрүүлэх, лабораторийн нөхцөлд шинжлэхэд илүү хялбар байдаг тул сүүлийн жилүүдэд биоиндикатор болгон ашиглах явдал нэмэгдэж байна.
Нэг төрөл зүйлийн макрорганизмд бодисын солилцоо, хоргүйжүүлэх механизм ялгаатай байж болох бөгөөд энэ нь бохирдуулагчийн төрөл, биологийн хүртээмж, бохирдлын эх үүсвэрт өртөх хугацаа, бохирдлын байдал зэргээс шалтгаална. Жишээ нь нэг макроорганизм органик бохирдуулагчид ялангуяа гербицидэд илүү мэдрэмтгий байхад өөр нэг нь их концентрацтай олон цагирагт ароматик нүүрсустрөгчийг хуримтлуулж чаддаг байна. Хөрсний бохирдлын улмаас макроорганизмын өсөлт, нөхөн үржихүйн чадавх буурч, амьдралын мөчлөг богиносч, устахад хүрдэг тул хөдөлгөөнт амьтан нь ихэвчлэн бохирдолтой цэгээс нүүж, тухайн хэсэгт амьдрахаас зайлсхийдэг. Gillet (2002), Goix (2015), Korkina (2018) нарын судалгаагаар, сээр нуруугүйтэний хооллолт болон бохирдуулагч эх үүсвэрийн зай хооронд урвуу хамааралтай буюу бохирдлын эх үүсвэрээс холдох тусам макро сээр нуруугүйтний популяцийн тоо огцом буурч байжээ.
Радионуклидууд нь хөрсөнд удаан хадгалагддаг учраас хөрсний үндсэн шинж чанарыг алдагдуулдаг. Изотопын задралаар цацраг идэвхт бодис ялгарах нь ДНХ, өндөгний хөгжлийг саатуулж, ангаахай болон бусад организмыг гэмтээдэг. Ялангуяа хөрсний чийгийн хорхой цацраг идэвхт бодисын бохирдолд мэдрэмтгий байдаг. Цөмийн ослоос 25-40 жилийн дараа, дунд зэргийн нөлөөлөлд өртсөн хөрсний хэсэгт биологийн төрөл зүйлийн сэргэлт ажиглагдаагүй тул хүчтэй нөлөөлөлд өртсөн бүс нутагт хөрсний бүлгэмдэл дахин сэргэх баталгаагүй байна. Бохирдуулагчид шингэх, хөрсний матрицад дарагдах, илүү гүн давхарга руу нүүх, хадгалагдах зэргээс шалтгаалан газрын гүний хэсэг нь удаан хугацаанд радионуклидын нөлөөлөлд өртдөг.
Xiang (2019) нар микропластикаар бохирдсон хөрсний орчинд ургасан Collembola гэдэсний бичил биетэнд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарч био хальс үүсгэгч бактери давамгайлж байгааг илрүүлсэн. Микропластик антибиотиктой хослох үед гэдэсний бичил биетний өөрчлөлт улам тод илэрч, нянд тэсвэртэй генийн тархалт нь гэдэсний бичил биетний өөрчлөлттэй шууд хамааралтай байна гэж үзжээ. Хөрсөнд ямар төрлийн антибиотик байгаагаас хамаарч өөр өөр төрлийн тэсвэртэй бичил биетэн үүсч байв. Мөн бусад судалгаагаар бохирдуулагчид өртсөн макроорганизмын гэдэсний бичил биетэнд нянд тэсвэртэй генүүдийн өсөлт ажиглагдсан байна.
Хөрсний мегафауна амьтдад үзүүлэх нөлөө
Хөрсний мегафауна амьтан гэдэг нь хөрс ашиглан амьдардаг, 10 см-ээс урт хэмжээтэй сээр нуруутан (хөхтөн, хэвлээр явагчид, хоёр нутагтан) амьтдыг хэлнэ. Эдгээр амьтад нь ихэвчлэн газар ухаж түр орогнох бөгөөд хөрсний байгалийн бүтэц, сүвэрхэг чанарыг бий болгох, хөрсний органик бодисыг дахин хуваарилахад гол үүрэг гүйцэтгэж, хүнсний сүлжээнд оролцдог. Мөн хорхой шавж, бусад жижиг сээр нуруутан, ургамлын үндэс, булцуугаар хооллодог амьтадтай харьцуулахад хөрсний бохирдуулагчийг илүү их хэмжээгээр хуримтлуулдаг, бохирдолд өртөмтгий байдаг бөгөөд хөрсний бохирдол үүсэх үед хооллох зан үйлээ өөрчилдөг нь ажиглагдсан.
Сээр нуруутан амьтад микро/ макроорганизмаас урт настай тул хөрсний бохирдуулагчид удаан хугацаагаар өртдөг, илүү эмзэг болдог байна. Эдгээр амьтад арьсаар болон амьсгалын замаар дамжин хөрсний бохирдуулагчид өртөх боломжтой ч энэ талаарх мэдээлэл маш дутмаг байна. Нөхөн үржихүй болон тархан амьдрах чадвар өндөртэй организмууд Хөрсний бохирдлын сөрөг нөлөөнд харьцангуй хялбар өртдөг бөгөөд бохирдуулагчид элэг, бөөр зэрэг дотор эрхтнээс голчлон илэрдэг боловч арьс, үсэнд илүү өндөр агууламжтай. Органик, органик биш бүх төрлийн бохирдуулагчидтай холбоотой олон янзын эмгэг, хурц болон цочмог хордлого элбэг тохиолддог. Жишээлбэл, диоксин төст нэгдлүүд нь сээр нуруутан амьтдын дархлааны тогтолцоог өөрчлөх, бамбай булчирхайн үйл ажиллагааг алдагдуулах, нөхөн үржихүйн чадварыг бууруулах, мөн мэдрэлийн үйл ажиллагаа болон өсөлтийг удаашруулдаг. Органофосфатын пестицид нь хөхтөн амьтдын дотоод шүүрэл, дархлааны тогтолцоог өөрчлөх, үйл ажиллагааг алдагдуулах, исэлдэлтийн стресс, нөхөн үржихүй, төрөлхийн гажигтай холбоотой байдаг. Фталат, бисфенол А зэрэг хуванцарын нэмэлт бодисууд нь амьтдын дотоод шүүрлийн системд нөлөөлснөөр популяцийн өөрчлөлтөд хүргэдэг. Химийн бодисууд хүрээлэн буй орчинд хаа сайгүй оршиж хөрсний бүтэц бүрэлдэхүүнийг өөрчлөн, хуурай газрын болон усны организмд адилхан нөлөөлдөг. Тухайлбал, сээр нуруутан амьтдад генетикийн өөрчлөлт илэрч нөхөн үржихүйн чадавх буурч, үр хөврөлийн гажиг үүсэж, популяцийн хэмжээ буурдаг. Үүний үр дүнд тодорхой фенотипүүд давамгайлж, нийт популяцийн хувьсан удамших чанар өөрчлөгддөг.
Хөрсний орчин, азотын эргэлтэд үзүүлэх нөлөө
Хөрсний хүчиллэгжилт нь эх чулуулаг өгөрших, борооны улмаас дулаан орчинд кальцийн карбонат уусах зэргээс шалтгаалан байгалийн жамаар үүсдэг. Гэтэл сүүлийн үед азотын бордоог хэтрүүлэн хэрэглэх, үйлдвэржилт, зам тээвэр зэрэг хүний үйл ажиллагаанаас үүдэн хөрсний орчин өөрчлөгдөн хүчлийн хуримтлал үүсэж байна.
Аж үйлдвэрийн ажиллагаанаас үүдэн агаар мандалд ялгарах СО2, нүүрс шатаах/замын хөдөлгөөний дүнд ялгарах азотын исэл (NOx), хүхрийн давхар исэл (SO2)-ийн хэмжээ өсөн нэмэгдэж, эдгээр нэгдлүүд нь фотохимийн урвалаар азот/хүхрийн хүчил болж хүчиллэг бороо байдлаар хөрсөнд буун хөрсний буферийг өөрчилдөг.
Хэдийгээр SO2-ын ялгарал 1990-ээд оноос хойш Европ болон Хойд Америкт 70%, Өмнөд Америкт 30%-иар эрс багассан ч энэ нь агаарын бохирдлын эх үүсвэр, хөрсийг хүчиллэгжүүлэх томоохон хүчин зүйл хэвээр байна. Хөрс нь зарим хүчиллэг нэгдлийг саармагжуулах байгалийн буфер чадвартай буюу катион ялгаруулах замаар хүчиллэг орчинг саармагжуулдаг. Хөрсний буферийн багтаамж нь тухайн хөрсний үндсэн шинж чанар, солилцооны катионаас хамаарч өөр өөр байдаг. Хөрсний уусмал дахь H+ өсөлт нь эхлээд Ca2+, Mg2+ катионуудыг уусгах ба хүчиллэгжих процесс хэт өндөр концентрацтайгаар удаан үргэлжилбэл катион солилцоо шавхагдаж, рН буурч, Al3+, Mn2+, Fe3+ зэрэг катионууд ялгардаг. Үүнээс үүдэн хөрсний доройтлын дараах 3 процесс явагдана:
1. Катион нь хөрсний организмд хортой, ургамалд шим тэжээлийн дутагдлыг үүсгэдэг.
2. Al, Mn, Fe нь хөрсний чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд Al/Mn/Fe-н оксид, шаврын октаэдр ба тетраэдр бүтцийг үүсгэдэг. Эдгээр нь өндөр концентрацтай H+-ээр солигдож хөрсний бүтцийг алдагдуулдаг.
3. рН бага байх нь хэт олон микроэлементийн биологийн хүртээмжийг өсгөн хөрсний бохирдлыг нэмэгдүүлнэ
Хөрсний хүчиллэгжилт нь газар тариалангийн бүс нутагт гол төлөв эрдэс, азотын бордоо, малын шээс, ургамлын биомассыг олон удаа хураах (аммони NH4+, нитрат NO3-, аммиак NH3, мочевин CO(NH₂)₂) зэрэг шалтгаанаар үүсдэг. Судалгаагаар, аммонийн давс нь мочевин/усгүй аммиакийн бордооноос илүү хүчиллэгжүүлэх чадвартайг тогтоожээ.
Азотын бордоог хэрэглэх үед бактериудын нөлөөгөөр нитрит (NO2-), нитрат (NO3-) болж исэлдэн хөрсний орчинд H+ протоныг ялгаруулдаг. Эдгээр нь хөрсөнд маш эрчимтэй хөдөлгөөнтэй бөгөөд гүний усанд уусдаг. Нитрат, нитритээр бохирдсон ундны ус нь эрүүл мэндэд ноцтой нөлөөлж, гадаргын ус, далайн орчинд зөөгдөн хэвийн гемоглобиний хэмжээг бууруулж, нөхөн үржихүйн хөгжилд сөрөг нөлөө үзүүлдэг.
Хөрсний матрицын денитрификатор бактери нь нитратын завсрын бүтээгдэхүүн болох азотын ислийг азот болгон (NO/N2O N2) хувиргадаг. Эдгээр нь дэгдэмхий чанар өндөртэй хүлэмжийн хий бөгөөд хөрсний бүтцээс хамаарч денитрификацийн процесс дуусахаас өмнө хөрсөөр дамжин агаар мандалд шилждэг.
Хөрсний органик нүүрстөрөгч, шим тэжээлийн эргэлтэд үзүүлэх нөлөө
Хөрсний органик бодис нь хуурай газрын ургамлын анхдагч бүтээмж бөгөөд бусад органик нэгдлийн тэнцвэрт байдал, организмын задралын хурд, хөрс ургамлын биомассад нөлөөлснөөс үүдсэн эрдэсжилтээс шууд хамаардаг. Анхдагч бүтээмж, задралын үйл ажиллагаа нь хөрсөнд бохирдуулагч бодис байгаа эсэхээс шууд хамаардаг. Их хэмжээний бохирдолтой хөрсний ургамлын биомасс мэдэгдэхүйц буурч, хөрсний биологийн төрөл зүйл өөрчлөгдөж, улмаар хөрсний шим тэжээл багасч, органик бодисын задрал, эрдэсжилт буурдаг. Иймээс бохирдсон хөрсөн дөх нүүрстөрөгчийн эргэлт бохирдоогүй хөрстэй харьцуулахад муу байдаг (Зураг 6).
Зураг 6 Хөрсөн дэх нүүрстөрөгчийн эргэлт
Органик нэгдлээр бохирдсон хөрсөнд бохирдуулагчийг нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болгон ашигласнаас үүдэн бичил биетний идэвх эхний үед огцом нэмэгддэг хэдий ч бичил биетний ферментийн зарим үйл ажиллагааг дарангуйлснаар бичил биетний идэвхжил, нүүрстөрөгч болон азотын солилцоо хурдацтай буурдаг. Ургамлын шим тэжээл бүрэн эргэлдэхэд микроэлементийн бохирдол саад болдог. Эрүүл хөрстэй харьцуулахад их хэмжээний бохирдолтой хөрсөнд хог хаягдлын задрал 10-80% дутуу байна. Cotrufo (1995) нарын судалгаагаар Италийн Неаполь дахь химийн элементээр бохирдсон царсан ойн хог хаягдлын массын алдагдал 11% буурсан гэж тодорхойлсон бол, Freitas нарын судалгаагаар бохирдсон болон эрүүл хөрсний хог хаягдлын задралын түвшин мэдэгдэхүйц ялгаатай байгааг тогтоосон.
Эрүүл хөрстэй харьцуулахад бохирдсон хөрс нь их хэмжээний (2000-250 мкм) хөрсний органик нүүрстөрөгчийн фракцтай тул шинэ үлдэгдэл (C/N харьцаа өндөртэй фульвийн хүчил) илүү их хуримтлагддаг. Korkina (2016), Vorobeichik (2018) нар шил хайлуулах үйлдвэрийн бохирдсон хөрсний хог хаягдлын хуримтлал болон бохирдлын градиент тодорхой хамааралтай байгааг тогтоосон. Kozlov (2015) нар үйлдвэрийн гаралтай бохирдсон хөрсөнд хог хаягдлын задралын хурд бага байдгаас сэгээр хооллогч (сапротроф) бактери, мөөгөнцөр мэдэгдэхүйц бага байгааг илрүүлсэн. Чернобылийн ойролцоох цацраг идэвхт бодисоор бохирдсон хөрсөнд хийсэн шинжилгээгээр хог хаягдлын задралын идэвх буурч, цацраг идэвхт туяа нь задрахгүй хог хаягдалд хуримтлагдсан байгааг тогтоосон. Мөн бохирдолтой хөрсний органик фракцд C/N ба C/P харьцаа өндөр, целлюлозын задралын хурд бага байгаа нь эрдэсжилт багассаны дохио юм. Зарим судалгаагаар бохирдсон хөрсөнд ургамлын азотын хэрэглээ бага байгаа нь хөрсний биомасс, үйл ажилагааны идэвхжилд нөлөөлж байгааг харуулсан. Нэмж дурдахад, хөрсний бохирдуулагч нь ургамалд шингэж, хуримтлагдах нь задардаггүй органик бодисыг ихээр хуримтлуулах мөн хөрсний органик нүүрстөрөгч, шим тэжээлийн бодисын агууламжийг бууруулдаг сөрөг талтай.
Хөрсний элэгдэл, доройтолд үзүүлэх нөлөө
Дэд бүтэц, хүний үйл ажиллагаанаас шалтгаалан хөрсний элэгдэл, доройтол үүсч байна. Хөрсний организмууд хөрсний бүтцийн гол бүрдэл бөгөөд хөрсний бохирдол нь хөрсний органик нэгдэл, организмын оршин тогтнох байдал, үйл ажиллагааны идэвх буурахад хүргэж байна.
Хүний идэвхитэй үйл ажилллагааны дүнд үүсдэг хог хаягдал, бичил хуванцар, нефтийн бүтээгдэхүүн зэрэг нь хөрсний нүх сүв, орон зайг дүүргэснээр ус, агаар нэвтрүүлэх солилцоог алдагдуулан хөрсний найрлага, орчин, нягт, бүтцийг өөрчлөн улмаар хөрсний элэгдэл үүсч байна.
Бохирдуулагчийн шинж чанараас хамаарч хөрсний бүтэц ялгаатай өөрчлөгддөг. Жишээлбэл:
ü нефтийн бүтээгдэхүүн хөрсний нягтыг ихэсгэдэг.
ü бичил хуванцар хөрсний нягтыг багасдаг, усны солилцоог бууруулдаг.
ü химийн элемент, нэгдэл хөрсний найрлагын дундаж хэмжээ, тогтвортой байдлыг бууруулж, гол төлөв хөрсний бичил биетэнд хортой нөлөө үзүүлдэг.
ü органик бохирдуулагчид болох нефтийн болон олон цагаригт ароматик нүүрсустөрөгч зэрэг нь усны солилцоонд нөлөөлж, ус үл нэвтрэх байдлыг бий болгодог.
Бохирдлоос үүдэлтэй хөрсний бүтцэд гарсан эдгээр өөрчлөлтүүд нь хөрсний элэгдэл, доройтолд шууд нөлөөлнө. Хөрсний элэгдлийн нөлөөлөл гэж хөрсний гадаргын салхи, ус, мөсний нөлөөлөл болон тэсвэрлэх чадварыг хэлэх бөгөөд хөрсөн бүрхэвч багасах тусам хөрсний элэгдэл нэмэгдэх хандлагатай. Энэ нөлөөллийг шилжилтийн эгзэгтэй үеийн стресс (τc), элэгдлийн коэффициент (kd) гэсэн хоёр үзүүлэлтээр тодорхойлдог.
Дүгнэлт
Хөрс нь экосистемийн хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг төдийгүй нийгэм, эдийн засаг цаашлаад хүн төрөлхтөний тогтвортой хөгжилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хөрсийг хамгаалах нь экологийн хөгжлийг дэмжих, хүрээлэн буй орчны тогтвортой байдал, улс орны дотоодын аюулгүй байдлыг хангах чухал асуудал юм. Энэ асуудлын цар хүрээг зөв тодорхойлохын тулд юуны түрүүнд хөрсний бохирдуулагчийн төрөл, түүнчлэн эвдрэл, доройтлын шалтгаан, тохиолдлын хүчин зүйлсийг тодорхойлох нь үнэлгээний үр дүнг найдвартай болгоно. Бохирдлыг бууруулах урт, богино хугацааны зорилтыг биелүүлэх бодлого, шийдвэр гаргах, ахиц дэвшлийг бодитоор үнэлэхийн тулд байнгын, зорилтот мониторинг хийх шаардлагатай байна.
Хөрсний бохирдлын экосистем дэх нөлөөллийг тоймлон авч үзвэл:
ü Бохирдуулагчид нь хөрсний организмын олон янз байдал, үйл ажиллагаа, ургамлын төрөл зүйлийг багасгадаг.
ü Хөрсний бохирдол экосистемд шууд нөлөөлж хортой, аюултай түвшинд хүрсэн тохиолдолд давамгайлсан төрөл зүйлийг устгадаг.
ü Бохирдуулагч нь усны урсацаар дамжин, хөрсний уст давхарга руу ордог. Энэ төрлийн бохирдол нь хөрсний гарц, шүүх чадварыг алдагдуулдаг.
ü Бохирдуулагч нь ихэвчлэн хөрсөөр дамжин хүнсний сүлжээнд нэвтэрдэг. Ургамал, амьтан бохирдуулагч бодисыг шингээж, илүү өндөр түвшний мэдрэг организмд, улмаар хүнд дамжуулдаг.
ü Бохирдуулагч нь үер, ус, салхи зэрэг байгалийн хүчин зүйлийн нөлөөгөөр бусад газар руу зөөвөрлөгддөг.
Ном зүй
1. Экосистемийн үйлчилгээний үндсэн хэлбэрүүд, ач холбогдол https://igg.ac.mn/c/1003754?content=2653525
2. Abbasian F, et al. Microbial diversity and hydrocarbon degrading gene capacity of a crude oil field soil as determined by metagenomics analysis. Biotechnology Progress 32.3 (2016): 638-648.
3. Baudrot V, Sandrine Ch. Recommendations to address uncertainties in environmental risk assessment using toxicokinetic-toxicodynamic models. Scientific reports 9.1 (2019):11432.
4. Boivin MEY, et al. Determination of field effects of contaminants—significance of pollution-induced community tolerance. Human and Ecological Risk Assessment 8.5 (2002): 1035-1055.
5. Boteva S, et al. Effects of long-term radionuclide and heavy metal contamination on the activity of microbial communities, inhabiting uranium mining impacted soils. Environmental Science and Pollution Research 23 (2016): 5644-5653.
6. Chao Y, et al. Structure, variation, and co-occurrence of soil microbial communities in abandoned sites of a rare earth elements mine. Environmental science & technology 50.21 (2016): 11481-11490.
7. Chen X, et al. Effects of plant diversity on soil carbon in diverse ecosystems: A global meta‐analysis. Biological Reviews 95.1 (2020): 167-183.
8. Colborn Th, et al. Developmental effects of endocrine-disrupting chemicals in wildlife and humans. Environmental health perspectives 101.5 (1993): 378-384.
9. Cotrufo MF, et al. Formation of soil organic matter via biochemical and physical pathways of litter mass loss. Nature Geoscience 8.10 (2015): 776-779.
10. Cycoń M, et al. Antibiotics in the soil environment—degradation and their impact on microbial activity and diversity. Frontiers in microbiology 10 (2019): 412419.
11. Lange SF, et al. Soil‐gas diffusivity in large soil monoliths. European Journal of Soil Science 60.6 (2009): 1065-1077.
12. de Souza Machado AA, et al. Microplastics as an emerging threat to terrestrial ecosystems. Global change biology 24.4 (2018): 1405-1416.
13. Filzek PDB, et al. Metal effects on soil invertebrate feeding: measurements using the bait lamina method. Ecotoxicology 13 (2004): 807-816.
14. Fisher BR. Kerry T. Ecosystem services: classification for valuation. Biological conservation 141.5 (2008): 1167-1169.
15. Garcês A, et al. Teratological effects of pesticides in vertebrates: a review. Journal of Environmental Science and Health, Part B 55.1 (2020): 75-89.
16. Gillet S, Jean-François P. Humus forms and metal pollution in soil. European Journal of Soil Science 53.4 (2002): 529-540.
17. Goix S, et al. Field isotopic study of lead fate and compartmentalization in earthworm–soil–metal particle systems for highly polluted soil near Pb recycling factory. Chemosphere 138 (2015): 10-17.
18. Gómez-Sagasti MT., et al. Microbial monitoring of the recovery of soil quality during heavy metal phytoremediation. Water, Air, & Soil Pollution 223 (2012): 3249-3262.
19. Haines-Young R, Marion P-Yo. Revision of the common international classification for ecosystem services (CICES V5. 1): a policy brief. One Ecosystem 3 (2018): e27108.
20. Hester RE, Roy MH, eds. Energy Storage Options and Their Environmental Impact. Vol. 46. Royal society of chemistry, 2018.
21. Haskins DL, et al. Snakes as novel biomarkers of mercury contamination: A review. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology Volume 249 (2020): 133-152.
22. Henderson G, et al. Rumen microbial community composition varies with diet and host, but a core microbiome is found across a wide geographical range. Scientific reports 5.1 (2015): 14567.
23. Hernández AJ, Pastor J. Relationship between plant biodiversity and heavy metal bioavailability in grasslands overlying an abandoned mine. Environmental Geochemistry and Health 30 (2008): 127-133.
24. Klamerus-Iwan A, et al. Influence of oil contamination on physical and biological properties of forest soil after chainsaw use. Water, Air, & Soil Pollution 226 (2015): 1-9.
25. Köhler HR, Rita T. Wildlife ecotoxicology of pesticides: can we track effects to the population level and beyond?. Science 341.6147 (2013): 759-765.
26. Konopka A, et al. Microbial biomass and activity in lead-contaminated soil. Applied and Environmental Microbiology 65.5 (1999): 2256-2259.
27. Korkina IN, Evgenii LV. Non-typical degraded and regraded humus forms in metal-contaminated areas, or there and back again. Geoderma 404 (2021): 115390.
28. Korkina IN, Vorobeichik EL. Humus Index as an indicator of the topsoil response to the impacts of industrial pollution. Applied soil ecology 123 (2018): 455-463.
29. Kozlov MV, Elena LZ. Changes in the background losses of woody plant foliage to insects during the past 60 years: are the predictions fulfilled? Biology Letters 11.7 (2015): 20150480.
30. Liang J, et al. Positive biodiversity-productivity relationship predominant in global forests. Science 354.6309 (2016): aaf8957.
31. Lucisine P, et al. Litter chemistry prevails over litter consumers in mediating effects of past steel industry activities on leaf litter decomposition. Science of the Total Environment 537 (2015): 213-24.
32. Mbachu O, et al. The rise of artificial soil carbon inputs: Reviewing microplastic pollution effects in the soil environment. Science of the Total Environment 780 (2021): 146569.
33. Mitra A, Maitra SK. Reproductive toxicity of organophosphate pesticides. Ann Clin Toxicol. 2018; 1 (1) 1004
34. Mousseau TA, et al. Highly reduced mass loss rates and increased litter layer in radioactively contaminated areas. Oecologia 175.1 (2014): 429-437.
35. Musilova J, et al. Environmental contamination by heavy metals in region with previous mining activity. Bulletin of environmental contamination and toxicology 97 (2016): 569-575.
36. Obiakor MO, et al. Antimony causes mortality and induces mutagenesis in the soil functional bacterium Azospirillum brasilense Sp7. Water, Air, & Soil Pollution 230 (2019): 1-14.
37. Oliveira A, Maria EP. Effects of long-term heavy metal contamination on soil microbial characteristics. Journal of bioscience and bioengineering 102.3 (2006): 157-161.
38. Orgiazzi A, et al. Global soil biodiversity atlas. European Commission, 2016.
39. Rajapaksha RM, et al. Metal toxicity affects fungal and bacterial activities in soil differently. Applied and Environmental Microbiology 70.5 (2004): 2966-2973.
40. Rillig MC, Bonkowski M. Microplastic and soil protists: a call for research. Environmental Pollution 241 (2018): 1128-1131.
41. Rockström J, et al. A safe operating space for humanity. Nature 461.7263 (2009): 472-475.
42. Saha S, et al. Agronomic biofortification of zinc in rice: Influence of cultivars and zinc application methods on grain yield and zinc bioavailability. Field Crops Research 210 (2017): 52-60.
43. Saha A, et al. Fate and behavior of pesticides and their effect on soil biological properties under climate change scenario. Sustainable Management of Soil and Environment (2019): 259-288.
44. Šalamún P, et al. The effects of vegetation cover on soil nematode communities in various biotopes disturbed by industrial emissions. Science of the total environment 592 (2017): 106-114.
45. Sinche FL, et al. Effects of type and quantity of organic carbon on the bioaccessibility of polychlorinated biphenyls in contaminated sediments. Environmental toxicology and chemistry 37.5 (2018): 1280-1290.
46. Smejkalova M, et al. Effects of heavy metal concentrations on biological activity of soil micro-organisms. Plant Soil and Environment 49.7 (2003): 321-326.
47. Stevenson FJ, Cole MA. Cycles of soils: carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur, micronutrients. John Wiley & Sons; 1999 Apr 5.
48. Ventorino V, et al. Comparative assessment of autochthonous bacterial and fungal communities and microbial biomarkers of polluted agricultural soils of the Terra dei Fuochi. Scientific reports 8.1 (2018): 14281.
49. Vijayan PN, Abdulhameed S. Cyanobacterial degradation of organophosphorus pesticides. Valorisation of Agro-industrial Residues–Volume I: Biological Approaches (2020): 239-255.
50. Vogeler I, et al. Effect of tillage systems and P-fertilization on soil physical and chemical properties, crop yield and nutrient uptake. Soil and Tillage Research 103.1 (2009): 137-143.
51. Vorobeichik EL, Pishchulin PG. Effect of trees on the decomposition rate of cellulose in soils under industrial pollution. Eurasian Soil Science 44 (2011): 547-560.
52. Wall DH, et al. eds. Soil ecology and ecosystem services. OUP Oxford, 2012.
53. White SS, Linda SB. An overview of the effects of dioxins and dioxin-like compounds on vertebrates, as documented in human and ecological epidemiology. Journal of Environmental Science and Health, Part C 27.4 (2009): 197-211.
54. Wiedner K, Steven P. Effects of microplastic and microglass particles on soil microbial community structure in an arable soil (Chernozem). Soil 6.2 (2020): 315-324.
55. Zarrintab M, Rouhollah M. Evaluation of some factors influencing on variability in bioaccumulation of heavy metals in rodents species: Rombomys opimus and Rattus norvegicus from central Iran. Chemosphere 169 (2017): 194-203.
Ашигласан зураг
