В процессе жизнедеятельности социум вырабатывает энтропию, которая имеет различные материальные формы. Почва - индикатор многолетних природных процессов, и её состояние - это результат длительного воздействия разнообразных источников загрязнения. Выбросы в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта, орошение земель загрязненными водами, нарушений технологических требования при добыче, переработке и использовании нефтепродуктов, многочисленные аварии на нефтепроводах, несбалансированное применение минеральных удобрений и пестицидов приводят к загрязнению почв, ухудшению их физического состояния и в результате потере плодородия и неспособности выполнять свои экологические функции. Существуют различные подходы к классификации мониторинга (по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения).
В основе почвенно-экологического мониторинга должны лежать следующие основные принципы:
- разработка методов контроля за наиболее уязвимыми свойствами почв, изменение которых может вызвать потерю плодородия, ухудшение качества растительной продукции, деградацию почвенного покрова;
- постоянный контроль над важнейшими показателями почвенного плодородия;
- ранняя диагностика негативных изменений почвенных свойств;
- разработка методов контроля за сезонной динамикой почвенных процессов с целью прогноза ожидаемых урожаев и оперативного регулирования развития сельскохозяйственных культур, изменением свойств почв при длительных антропогенных нагрузках;
- ведение мониторинга за состоянием почв территорий ненарушенных антропогенными вмешательствами (фоновый мониторинг).
Специальные задачи почвенно-экологического мониторинга выполняемые на разном уровне (локальном, региональном, глобальном), различаются. Объединяет их общая цель: своевременное обнаружение изменений свойств почв при различных видах их использования и неиспользования.
Локальный и региональный мониторинг должен решать следующие задачи:
- характеристика источника загрязнения и загрязняющих веществ;
- определение уровней контролируемых показателей состояния почв, вод, растений на территории, подверженной действию источника загрязнения;
- установление зон распространения почв с ухудшением контролируемых свойств;
- определение характера действия загрязняющих веществ на почву, а также путей миграции, аккумуляции и направления трансформации загрязняющих веществ в почве;
- оценка сопротивляемости почв загрязнению и возможности их самоочищения;
- рекомендация мероприятий по снижению или ликвидации последствий загрязнения почв;
- оценка экономического ущерба, нанесенного природе и сельскому хозяйству загрязнением почв.
При глобальном мониторинге должно проводиться следующее:
- характеристика потока контролируемых химических элементов на почвы фоновых территорий;
- определение уровней контролируемых показателей состояния почв;
- выявление зон миграции, аккумуляции, направления трансформации контролируемых химических элементов в почве;
- определение скорости накопления контролируемых химических элементов в почвах фоновых территорий.
Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам:
- почва - сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой природы, и минерального царства;
- почва - многофазная гетерогенная полидисперсная термодинамическая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов. Постоянное влияние оказывают физические почвенные процессы (перенос влаги и испарение);
- опасные загрязняющие почву химические элементы Hg, Cd, Pb, As, F, Se являются природными составляющими горных пород и почв. В почву они поступают из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;
- поступают в почву различные химические вещества антропогенного происхождения практически постоянно;
- природное пространственное и временное варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах.
В лаборатории у почвы определяют:
- Механический состав
- Физические свойства
- Влагоемкость и влагопроницаемость
- Кислотность и плодородие по составу растительности
- Кислотности
- Измерение параметров(температура, цвет, запах, микроорганизмы)
Многие методические вопросы почвенного мониторинга не решены. Окончательно не определено понятие «фон», «фоновое содержание». Часто современное состояние биосферы оценивают, сравнивая его с прошлым состоянием с помощью косвенных методов: путем ретроспективной экстраполяции современных данных, сопоставлением со сведениями в прежних публикациях, определением содержания загрязняющих веществ в захороненных средах и музейных образцах, используя изотопный анализ химических веществ. Все эти методы не свободны от недостатков.