Екологічна оцінка грунту

Забруднення ґрунтів нафтою в місцях її видобутку, переробки, транспортування й розподіли перевищує в десятки разів. У радіусі 10 км від видобування вміст нафти в ґрунті перевищує допустиме значення в 33 рази.

Таким чином, інтенсивний розвиток промислового виробництва приводить до росту промислових відходів, які в сукупності з побутовими відходами істотно впливають на хімічний склад ґрунту, викликаючи погіршення її якості. Сильне забруднення ґрунту важкими металами разом із зонами сірчистих забруднень, що утворяться при спалюванні кам'яного вугілля, приводять до зміни сполуки мікроелементів і виникненню техногенних пустель.

Зміна вмісту мікроелементів у ґрунті негайно позначається на здоров'я травоїдних тварин і людини, приводить до порушення обміну речовин, викликаючи різні захворювання місцевого характеру. Наприклад, недолік йоду в ґрунті веде до хвороби щитовидної залози, недолік кальцію в питній воді й продуктах харчування – до поразки суглобів, їхньої деформації, затримці росту.

Забруднення ґрунту пестицидами, іонами важких металів приводить до забруднення сільськогосподарських культур і відповідно харчових продуктів на їхній основі.

Так, якщо зернові культури вирощують із високим природним вмістом селен, те сіра в амінокислотах (цистеїн, метіонін) заміщається селеном. Утворені "селенові" амінокислоти можуть привести до отруєння тварин і людини. Недолік молібдену в ґрунті приводить до нагромадження в рослинах нітратів; у присутності природних вторинних амінів починається послідовність реакцій, які можуть ініціювати в теплокровних тварин розвиток ракових захворювань.

У ґрунті завжди присутні канцерогенні (хімічні, фізичні, біологічні) речовини, що викликають пухлинні захворювання в живих організмів, у тому числі і ракові. Основними джерелами регіонального забруднення ґрунту канцерогенними речовинами є вихлопи автотранспорту, викиди промислових підприємств, продукти нафтопереробки.

Антропогенне втручання може впливати на підвищення концентрації природних речовин або вносити нові, сторонні для навколишнього середовища речовини, такі, як пестициди, іони важких металів. Тому концентрація цих речовин повинна визначатися як в об'єктах навколишнього середовища (ґрунту, воді, повітрі), так і в харчових продуктах. Гранично припустимі норми на присутність залишків пестицидів у продуктах харчування різні в різних країнах і залежать від характеру економіки (імпорту-експорту продовольства), а також від звичної структури харчування населення.

Для стійкого розвитку людини необхідно усвідомити свій негативний вплив на ґрунт і вжити заходів по зниженню цього впливу.

Збільшення чисельності людства приводить до більш інтенсивного землекористування. Характер діяльності людини досить різноманітний, і умовно можна виділити наступні аспекти:

а) сільське й лісове господарство;

б) різноманітне будівництво;

в) горно-технічні заходи.

Сільське й лісове господарство включає землеробство, скотарство, осушення заболочених територій, зрошення, обводнювання земель, оранку цілини, вирубку лісів і ін. Різноманітне будівництво також зменшує кількість орних земель – будівництво великих водоймищ, каналів, гребель, ГЕС, промислових комплексів, міст, залізниць, населених пунктів, комунікацій.

Горно-технічні заходи, такі, як розробка й експлуатація мінеральної сировини, видобуток корисних копалин, у тому числі нафти й підземних вод, також вилучають більші території орних земель із природних і агроекосистем. У результаті руйнування природних екосистем відбувається втрата ґрунту.

Самий руйнівний вплив на ґрунт робить ерозія, тобто процес захоплювання часток ґрунту і їхнього виносу водою (водяна ерозія) або вітром (вітрова ерозія). Винос може бути повільний і слабким, коли ґрунт повільно видувається в ході вітрової ерозії, і катастрофічним, коли водна ерозія утворить глибокі яри після сильної зливи (яружна ерозія). Рослинний покрив або природний опал забезпечують захист землі від всіх видів ерозії. Водна ерозія починається із краплинної ерозії – дії ударів дощових крапель; рівномірне змивання ґрунту з поверхні називається площинною ерозією. Для втримання води у ґрунті важливіше всього гумус і глина, видалення яких за рахунок ерозії приводить до перетворення ґрунту в пустелю.

Причинами втрати ґрунту є виорювання, перевипас, вирубування лісів і засолення ґрунту при зрошенні.

Виорювання збільшує ерозію ґрунту, зменшує її вологоутримуючу здатність, інфільтрація й аерація також зменшуються.

Перевипас знищує трав'яний покрив. За рахунок зазначених дій відбулося перетворення в пустелю 61% родючих земель посушливих районів, зокрема: у Південній Африці – 80%, Західної й Південної Азії – 82 – 83%, азіатської частини колишнього СРСР – 55% і т.д. Щорічно перетворюється в пустелю 6 млн. га природних ґрунтів.

Лісовий покрив особливо ефективно охороняє ґрунт від ерозії й утримує ґрунтову вологу, тому що приймає на себе удари дощових крапель і дозволяє усмоктуватися в пухкий, орний шар ґрунту, покритий опалом. Крім цього ліси ефективно засвоюють елементи харчування, звільнені при розкладанні детриту, т. е, рециркулює їх. Отже, вирубка лісу не тільки приводить до ерозії ґрунту, але й збіднює його біогенні сполуки. Вирубування лісів відбувається по трьох основних причинах: освоєння нових територій під сільськогосподарські вгіддя, одержання деревини для будівництва й паперової промисловості, використання як паливо.

До втрати ґрунту приводить і його зрошення – штучне постачання водою орних земель. Зрошення приводить до істотного збільшення сільськогосподарської продукції в регіонах, де опадів випадає недостатньо, але часто приводить до засолення ґрунту (тобто солоності ґрунту, що виходить за межі стійкості рослин), оскільки навіть дуже гарна поливна вода містить солей 500 – 600 мг/л. При випарі води із ґрунту й транспірації через листя рослин розчинені у воді солі залишаються в ґрунті. 30% зрошуваних земель уже засолені. Засолення ґрунту приводить до його перетворення в пустелю (азіатська частина колишнього СРСР засолена на 30%, у США – на 22%, у Китаї – на 30%). Однієї із причин падіння найбагатшої колись Римської імперії було засолення й перетворення на пустелі раніше багатих орних земель.

Процеси вивітрювання й ґрунтоутворення сильно залежать від клімату й сполуки материнської породи. Якщо швидкість ерозії не буде перевищувати швидкості формування ґрунту, то втрати ґрунту не відбудеться. Однак у більшості агроекосистем цей баланс порушений, оскільки швидкість ерозії в 2 – 10 разів вище допустимого.

У цей час ерозія ґрунту набирає силу, оскільки ріст населення й економічні труднощі змушують людей вирубувати ліси, розорювати схили гір і малопридатні посушливі території, використовувати методи інтенсивного землеробства, які ненадовго підвищують урожай за рахунок додаткової ерозії.

4. Забруднення ґрунту мінеральними добривами

Інтенсифікація виробництва, широке впровадження інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, викорис­тання в підвищених нормах органічних і мінеральних добрив, пес­тицидів та інших хімічних засобів порушують природні умови і забруднюють навколишнє середовище. Наявність у мінеральних добривах різних токсичних домішок, незадовільна їх якість, а та­кож можливі порушення технології використання можуть призвес­ти до серйозних негативних наслідків. Тому збереження в чистоті навколишнього середовища набуває важливого державного значення.

В Україні створено Міністерство охорони навколишнього при­родного середовища та ядерної безпеки, на яке покладено функції комплексного керування природоохоронною діяльністю, контролю за використанням і охороною земель, вод, повітря, рослинного і тваринного світу, корисних копалин, проведення економічної екс­пертизи, розміщення продуктивних сил і галузей народного госпо­дарства, пропаганди екологічних знань. Крім того, звертається увага на виховання у населення високої відповідальності за збереження і примноження природних багатств, бережливе їх вико­ристання.1

Завдання полягає в тому, щоб повсюди впроваджувалися природоохоронні, ресурсозберігаючі технології, які забезпечували б збереження в чистоті ґрунту, води, повітря, одержання екологіч­но чистих продуктів. Особливе значення має правильна система удобрення сільськогосподарських культур. Поряд з підвищенням урожайності та поліпшенням якості продукції на перший план висуваються такі питання, як збереження і підвищення родючості ґрунтів на основі ефективного застосування добрив, раціональне використання природних угідь, запобігання змиву і вимиванню поживних речовин дощовими, талими і ґрунтовими водами, своє­часне проведення рекультивації земель, успішне здійснення захо­дів щодо боротьби з ерозією і техногенним забрудненням навко­лишнього середовища.

Охорона навколишнього середовища є одним із важливих зав­дань працівників сільського господарства. Кожен землекористувач насамперед агрохімік – ґрунтознавець повинні стати найактивні­шими охоронцями природи.

Одним із найважливіших завдань сьогодення є удосконалення та прискорення темпів розвитку землеробства, перетворення його на високорозвинений сектор економіки агропромислового комплексу. У вирішенні цих завдань велике значення відіграє, зокрема, більш широке, науково обґрунтоване і кваліфіковане застосування засобів хімізації, насамперед  мінеральних   добрив .

Накопичений досвід свідчить, що  мінеральні   добрива – один з найефективніших засобів підвищення родючості ґрунтів, урожайності та поліпшення якості продукції рослинництва. За допомогою  мінеральних   добрив  можна керувати процесами живлення рослин, змінювати якість урожаю та впливати на родючість, фізико-хімічні та біологічні властивості  ґрунту. Результати наукових досліджень вітчизняних учених свідчать, що завдяки застосуванню  добрив можна одержати у середньому 40 – 50% приросту основних сільськогосподарських культур, що значно вище, ніж частка приросту врожаю від сорту насіння, засобів захисту рослин чи обробітку  ґрунту. Залежно від грунтово-кліматичних та інших умов приріст урожаю від внесення  мінеральних   добрив  коливається в значних межах. Так, у поліській зоні він становить 60%, лісостеповій – 40%, у зволоженому грунті степу – 15%, у сухому – 10% і зрошуваному степу – 40%. Однак широкомасштабне безконтрольне застосування  мінеральних   добрив  може призвести до негативного їх впливу на навколишнє середовище, рослинницьку продукцію, тваринний світ і здоров'я працюючих з  добривами  та населення.

Негативні наслідки безконтрольного використання  мінеральних   добрив  пов'язують з тим, що вони, крім поживних елементів в  мінеральній  формі N, P, K, також можуть мати у своєму складі значну кількість шкідливих домішок та природних радіонуклідів. Небезпечними токсикантами  мінеральних   добрив  і вапняків є важкі метали (Cd, Cu, Pb, Ni, Zn, Mo, Co, Cr) та інші токсичні елементи (As, F, B).

Визнаючи відносну безпечність  мінеральних   добрив  щодо  забруднення  ґрунтів важкими металами, тим не менше існує реальна небезпека одержання вирощеної рослинницької продукції з підвищеним вмістом цих металів. Підвищення вірогідності даної небезпеки пов'язано із тим, що в деяких областях України (Донецькій, Луганській, Запорізькій, Дніпропетровській) та поблизу великих міст (Київ, Харків, Одеса, Львів та ін.) спостерігається високе техногенне  забруднення  грунтів важкими металами в результаті газопилових викидів та стоків промислових підприємств, комунальних господарств, транспорту, полігонів промислових і побутових відходів та інших джерел. В цілому для всієї території України характерна тенденція накопичення важких металів у  грунтах.

Асортимент  мінеральних   добрив  за останні десятиліття значно розширився. До групи азотних входять аміачні (аміачна вода), амонійні (амонію сульфат), нітратні (калійна, натрієва та кальцієва селітра), амонійно-нітратні (аміачна селітра) та амідні (карбамід, сечовина)  добрива. До групи фосфорних  добрив  входять простий та подвійний суперфосфати, преципітат, борошно фосфорне, суперфосфат амонізований та з мікроелементами. До групи калійних  добрив  належать калійна сіль (калію хлорид), калій-магнезіальне  добриво, сульфат калія, каїніт природний, сірчанокислий калій. Найбільш суттєвими по вмісту токсичних речовин є фосфорні та комплексні (складні)  мінеральні   добрива  (амофоси, нітрофоси, амофосфати, азофоска, рідкі комплексні, діамонійфосфат, нітрофоси, нітроамофоски).

Рівні використання  мінеральних   добрив  у сільському господарстві України в 1986 – 1990 р.р. у середньому становили 166,4 кг/га ріллі. В цілому в Україні наприкінці ХХ століття щорічно використовувалось 5 млн. т азотно-фосфорно-калійних  добрив. В асортименті  мінеральних   добрив  переважали азотні – 42%, на фосфорні та калійні припадало 27,5% та 30,5% відповідно. При цьому рівень внесення азотних  мінеральних   добрив  щорічно зменшувався, використання фосфорних дещо збільшувався, а калійних залишався без змін. Найбільші рівні внесення  мінеральних   добрив  мали місце в Закарпатській, Івано-Франківській, Волинській, Львівській та Рівненській областях. Низькі територіальні навантаження  мінеральних   добрив  спостерігались у зоні степів, а саме у Полтавській, Дніпропетровській, Кіровоградській, Миколаївській, Луганській областях та у Автономній Республіці Крим.

При застосуванні  мінеральних   добрив  одними з найбільш поширених забрудників навколишнього середовища є нітрати та важкі метали. Завдяки міграційним та транслокаційним процесам, надходження зазначених токсикантів в організм людини може проходити по складній схемі:  грунт – рослина – людина ;  грунт – тварина – людина ,  грунт – рослина – тварина – людина ,  грунт – вода – людина ,  грунт – повітря – людина.