ЛЕКЦІЯ 6 "Вплив техногенного забруднення на стан сільськогосподарських угідь та прогноз їх якості"

3. Основні види техногенного забруднення земель

Останнім часом процеси деградації ґрунтового покриву, обумовлені техногенним забрудненням, підсилились. Найбільшу небезпеку для навколишнього середовища являє собою забруднення ґрунтів радіонуклідами, важкими металами та пестицидами. Рівень забруднення ними ґрунтів може істотно різнитися. Наприклад, найбільш інтенсивне забруднення ґрунтів важкими металами відмічається поблизу джерела забруднення. З віддаленням від нього рівень забруднення ґрунтів зменшується. Рівень забруднення ґрунтів залишковими кількостями пестицидів та радіонуклідами у різних регіонах країни також має специфічні відміни. Численними дослідженнями встановлено, що в ґрунтах діють механізми, які призводять до трансформації техногенних потоків, зв'язування ксенобіотиків в малорухомі і недоступні для рослин форми. Проте, діють ці механізми в певних межах. Тому екологічна ситуація, що обумовлена техногенним впливом на ґрунти, може змінюватися від благополучної до катастрофічної.

Відомо, що протягом останніх років територія України постійно піддавалась різним видам забруднення. Це і атмосферні викиди радіо­нуклідів внаслідок випробовування ядерної зброї і відходи при пере­робці матеріалів на підприємствах ядерно-паливного циклу, теплових електростанцій, що працюють на вугіллі тощо. До 1986 р. радіаційна ситуація на території держави визначалася головним чином, такими радіонуклідами, як калій-40, радій, торій і лише незначною мірою стронцій-90 і цезій-137. Перші три радіонукліди природного походжен­ня зумовлювали основний радіаційний фон, що на більшій частині території коливався в межах 7-14 мкр/год. І лише в окремих регіонах, особливо там, де гранітні породи виходять на поверхню землі, він був у 6-8 разів виший. Що стосується цезію і стронцію, то їх присутність в ґрунті була зумовлена глобальними опадами в результаті випробування ядерної зброї, їх розподіл на території України був більш-менш рівномірним, а абсолютний вміст – 0,01-0,05 Кі/км².

Внаслідок аварії на ЧАЕС в навколишнє середовище було викинуто близько 50 МКі таких небезпечних радіонуклідів як стронцій, цезій, плутоній та йод. В результаті цього активність ґрунтів відносно перших двох радіонуклідів збільшилась у середньому в 1,5-3 рази, а в окремих районах в 5-10 і більше разів в порівнянні з доаварійним рівнем. Найбільш інтенсивне воно в Київській, Житомирській і Чернігівській областях.

Складний характер має забруднення ґрунтів хімічними засобами захисту рослин (ХЗЗР). Відомо, що незважаючи на цілий ряд еко­логічних проблем, що виникають, як наслідок широкого використання пестицидів, вони залишаються основними засобами боротьби з шкідниками, хворобами культурних рослин і бур'янами у всіх розви­нених країнах, і лише в тих країнах, де повністю вирішена проблема харчування, спостерігається зменшення обсягів використання пести­цидів і перехід на альтернативні методи захисту рослин. Зменшення інтенсивності застосування ХЗЗР в останні роки має місце і в Україні, але зумовлено воно іншими причинами - відсутністю вітчизняних підприємств по виробництву пестицидів і валюти для їх придбання за кордоном. Це призводить до того, що поставки в Україну пестицидів залежать не стільки від потреб господарств, скільки від можливості їх придбання в іноземних фірмах.

І все ж таки в асортименті пестицидів, що використовуються, спостерігається певна позитивна зміна. Статистика застосування ХЗЗР за останні 15 років свідчить, що після три­валого і стійкою збільшення обсягів поставок пестицидів ще в 1987 році з'явилась тенденція до зниження їх використання. Це, з одного боку, сприяло зменшенню забруднення земель і рослинницької про­дукції, а з другого - посилило загрозу різкого падіння врожаїв сіль­ськогосподарських культур.

З метою встановлення залежності між цими процесами було визначено два базові періоди. Перший з них (1986 р.) характеризувався найбільш високими обсягами поставок пестицидів, а другий (1991 р.) - період стабілізації обсягів застосування хімічних засобів захисту рос­лин. Увесь діапазон навантажень угідь пестицидами (1,5-19,5 кг/га) було розділено, як вже згадувалось, на 18 груп з інтервалом в 1 кг/га. Проведений розподіл областей за цим показником виявив, що в 1986 році основна їх частина (52%) розмістилась в 4 і 5 групах (4,5- 6,5 кг/га). Третя група (3,5-4,5 кг/га) складала 16%, 6 група (6,5-7,5 кг/га) - 12%, на 7, 8, 11, 17, 18 групи (відповідно 7,5-19,5 кг/га) припадало по 4%. Виходячи з того, що критичні рівні навантажень (КРН) для асортименту пестицидів, що включає гербіциди, ФОС, карбамати та препарати, до складу яких входить ртуть, становлять 3,95 кг/га, ви­явлено, що в 1986 році цей показник перевищувався у 84% областей. Якщо ж прийняти до уваги, що загальний асортимент пес­тицидів, крім перелічених чотирьох груп, включав ще й близько 7% хлорорганічних сполук, які суттєво знижують критичні рівні наванта­жень. Можна стверджувати, що перевищення КРН хімічними засоба­ми захисту рослин в 1986 році мало місце у всіх областях України. В 1991році у зв'язку зі зменшенням обсягів використання пести­цидів переважна частина областей (72%) перемістилась у більш без­печні групи (1 і 2). На третю групу припадало 20%, а на більш високі (8 і 9) - лише 8%.

Деструктивні процеси, які протягом тривалого часу мають місце в економіці України, призвели до зменшення обсягів виробництва про­дукції на 60-70%. На межі припинення виробництва знаходяться цілі галузі промисловості. В свою чергу це сприяло значному зменшенню викидів шкідливих речовин в навколишнє середовище.

Асортимент шкідливих речовин, що викидаються промисловими підприємствами, може бути представлений 6 групами (тверді частин­ки, оксиди, мінеральні кислоти, органічні речовини, важкі метали, радіонукліди). В кожну групу входить від п'яти до декількох десятків токсичних сполук. Оскільки у великих містах здебільше зосереджені різні галузі виробництва, то і асортимент токсикантів, які потрапля­ють в навколишнє середовище міської зони, досить різноманітний.

Концентрації ряду важких металів в пробах ґрунту, відібраних в ме­жах міст, часто в 5-10 разів перевищують ГДК. Вважається, що з віддаленням від міста інтенсивність забруднення території швидко зни­жується і вже на відстані 5-20 км вміст важких металів у ґрунті до­сягає фонових рівнів. Однак за даними спостережень з космосу «факели» від багатьох промислових підприємств тягнуться на 100-150 км. Якісні показники викидів значною мірою залежать від галу­зей промисловості, зосереджених в тому чи іншому місті. Як прави­ло, у викидах усіх міст зустрічаються тверді частинки, окисли сірки, азоту, вуглецю, металів. В містах з високорозвиненою хімічною про­мисловістю - ацетон, ксилол, толуол, а металообробною, металур­гійною, гірничовидобувною - важкі метали, оксиди сірки, вуглецю, азоту тощо.

Останніми роками рівень застосування мінеральних добрив в Україні істотно зменшився. Тому цей показник не є домінантним при оцінці екологічного стану земельних ресурсів. Але він може бути корисним як такий показник, що уточнює характеристику екологічного стану ґрунтів.

В період з 1985 по 1990 роки в середньому в Україні вносили 150 кг/га діючої речовини мінеральних та 8,7 т/га органічних добрив. Найбільш високою інтенсивністю використання мінеральних добрив характеризувалась зона Полісся. Тут в 45% адміністративних райо­нів в цей період щорічно вносили високі та дуже високі дози NРК - від 210 до 240 кг/га. Особливо відзначається Закарпатська область, де вони становили майже 300 кг/га, а в окремих районах і більше. В цих районах, враховуючи співвідношення N:P₂O₅:K₂O, яке в середньому складало 1:0,5:0,6 можна чекати негативних наслідків у зв'язку з забрудненням ґрунтових вод нітратами та накопиченням їх у сільськогосподарській продукції. Цей процес тут поглиблюється за рахунок широкого співвідношення між органічними та мінеральними добривами, яке складає 1:1,29.

Домінування мінеральних добрив над органічними обумовлює істотні зміни поглинального комплексу чорноземних ґрунтів. За даними стаціонарних дослідів, при такому співвідношенні збільшується рухомість гумусу, з колоїдного комплексу вилуговується кальцій, від­бувається підкислення ґрунтового розчину. На фоні без внесення меліорантів на чорноземних ґрунтах при навантаженні їх мінеральними добривами більше 150-180 кг/га діючої речовини середньорічно та співвідношенням до органічних, яке перевищує 1:1,29 можна очікувати негативного впливу, перш за все підкислення ґрунтового розчину. Цей процес і відбувається в деяких областях Лісостепової зони.

Залежно від типу ґрунтів, їх гранулометричного складу та будо­ви вбирного комплексу істотно відрізняються екологічно безпечні дози застосування добрив. За експертною оцінкою узагальнених даних по­льових та лізиметричних дослідів мінеральні добрива при внесенні їх у дозах, які перевищують екологічно безпечний норматив, можуть негативно впливати на навколишнє середовище.

Найбільш визначені такі негативні напрямки цього впливу:

1) підкислення ґрунтового розчину;

2) забруднення ґрунтових вод в результаті фільтрації добрив (особливо азотних);

3) накопичення надлишкових запасів нітратного азоту в продукції рослинництва;

4) забруднення водосховищ залишками добрив в результаті процесів ерозії.

За експертними оцінками, для дерново-підзолистих ґрунтів Полісся перевищення середньорічної дози азотних добрив більше 100- 120 кг/га діючої речовини може негативно впливати на забруднення ґрунтових вод та продукції рослинництва нітратами. На суглинкових ґрунтах чорноземного ряду при перевищенні мінеральних добрив (у діючій речовині) над органічними (співвідно­шення 1:1,2-1,5) відбуваються зміни складу катіонів поглинального комплексу, підкислюється ґрунтовий розчин.