Екологічна оцінка грунту

Значну небезпеку для навколишнього середовища становлять втрати азотних  добрив  в екосистемі. При надмірному внесенні у  грунт  азотних  добрив  їх компоненти (аміак, нітрати, сечовина) можуть мігрувати в поверхневі та підземні води.

При внесенні у  грунт  азотних  добрив  з розрахунку 40 – 80 кг/га по азоту в досліджуваних дренажних водах вміст нітратів коливався в межах 32 – 215 мг/л. Особливо ймовірне надходження нітратів у ґрунтові води. Якщо у воді артезіанських свердловин у Київській області в період з 1986 до 1990 р. середня концентрація нітратів помітно не змінювалася та коливалася в межах від 4,2 до 7,7 мг/л, то у воді шахтних колодязів вона за цей період збільшилася із 6,8 до 18,3 мг/л, тобто майже в 3 рази.

Дані літератури свідчать про здатність сільськогосподарських культур до селективного накопичення нітратів. Значне накопичення нітратів характерне для чорної редьки, столового буряка, салату листкового, шпинату, листя петрушки, окропу, щавлю та баштанних культур.

Значну роль у  забрудненні   грунту  відіграють фосфорні та комплексні  добрива . Поглинені  грунтом  фосфати малорухомі і майже не вимиваються (лише 2%) з орного шару. При надмірному використанні фосфорних і комплексних  мінеральних   добрив  у грунті накопичується Р2О5 у такій кількості, яка здатна гальмувати процеси самоочищення. Фосфати також можуть потрапляти у водойми і спричинити евтрофікацію. Слід також підкреслити, що фосфорні та комплексні  добрива  містять домішки селену, миш'яку, важких металів, природних радіонуклідів. Тому при перевищенні норм внесення цих  добрив  даними шкідливими речовинами може забруднюватися  ґрунт, звідки зазначені токсиканти завдяки процесам міграції та транслокації можуть надходити в поверхневі та підземні (в першу чергу, грунтові) води та рослинницьку продукцію. Встановлено, що при надмірному внесенні у  грунт  суперфосфату вміст кадмію в картоплі збільшується в 4 рази порівняно з контролем. З фосфорними та комплексними  добривами  щорічно у  грунт  вноситься 3 – 4 г/га кадмію, інколи ця величина може досягати 10 г/га.

Калій, який входить до складу калійних  добрив , мігрує з  грунту  в контактні середовища надзвичайно повільно, не чинить шкідливого впливу на здатність грунтів до самоочищення та ґрунтовий біоценоз. Разом з калійними  добривами  у  грунт  надходять також аніони хлору. Якщо вносити 45–50 кг/га калійних  добрив  (з розрахунку на К2О), то разом з ними надходить 30–35 кг/га аніону хлору, який призводить до штучного засолення грунтів. До того ж накопичення значних кількостей калію у грунті може зумовити порушення співвідношення між калієм та натрієм у питній воді та харчових продуктах, що може негативно вплинути на здоров'я людини – спричинити порушення діяльності серцево-судинної системи.

На думку окремих авторів, за останні 5 – 7 років у структурі  забруднення  сільськогосподарської продукції відбулися суттєві зміни: на перше місце серед всіх забрудників вийшли нітрати – 75%, доля важких металів складає – 15%, пестицидів – 8%.  Мінеральні   добрива  виробляють і використовують у вигляді порошків, гранул, рідин, дрібнокристалічних речовин та лусочок. В залежності від агрегатного стану  мінеральні   добрива  під час транспортування, зберігання та застосування можуть надходити в повітря робочої зони у вигляді пилу, парів та газоподібних речовин. Пил і гази  мінеральних   добрив  при надходженні в організм людини можуть шкідливо впливати на стан здоров'я, подразнюючи слизові оболонки дихальних шляхів, очей, а також шкіру.

При зберіганні  мінеральних   добрив  (суперфосфату, амофосу, хлористого калію – насипом; аміачної селітри – в поліетиленових мішках) в повітрі складських приміщень продукти трансформації визначаються в концентраціях значно нижче гігієнічних нормативів, а саме: фтористі сполуки в середньому складають 0,71±0,3 мг/м3, сірчаний ангідрид – 0,72±0,06 мг/м3; окисли азоту – 0,05±0,009 мг/м3; аміак – 0,14±0,02 мг/м3.

Основними джерелами виділення пилу в повітря робочої зони при нинішніх технологічних схемах навантажувально-розвантажувальних робіт з  мінеральними   добривами  є:

-         місця висипу (трюми суден, залізничні вагони, склади)  мінеральних   добрив  із перевантажувального комплексу ( грейдери, вагоноперекидачі, стрічкові конвеєри, пересипні станції);

-         місця завантаження та вивантаження дорожньо-транспортних засобів при використанні всіх видів перевантажувального устаткування;

-         викид запиленого повітря через очисні фільтри циклонів-завантажувачів при перевантаженні  мінеральних   добрив  пневмотранспортом;

-         здування пилу з конвеєрної стрічки транспортера, вибивання пилу з-під укриттів на пересипних станціях та у перевантажувальних наземних, морських та річкових комплексах.

Концентрація пилу, парів та газоподібних речовин в повітрі робочої зони залежить від виду робіт, рівня механізації виробничого процесу, агрегатного стану  добрив  та повноті дотримання санітарних норм. Так, при розвантаженні гранульованих  мінеральних   добрив  із вагонів загального призначення концентрації їх пилу у вагоні визначались в межах від 280 до 390 мг/м3, при розвантаженні порошковидних – від 2500 до 4600 мг/м3. При розвантаженні вагона типу "Хопер", загруженого гранульованими  мінеральними   добривами , концентрації пилу коливались від 41,0 мг/м3 до 235 мг/м3. При цьому концентрації пилу  мінеральних   добрив  у складських приміщеннях становили: 23,0 – 58,0 мг/м3 при розвантаженні гранульованих  добрив  і 85,0–370,0 мг/м3 при розвантаженні пиловидних.

Під час відпуску гранульованих та пиловидних  мінеральних   добрив  зі складу при погрузці в автомобілі за допомогою навантажувача багато ковшового та навантажувача фронтально-перекидного ПБ-35 концентрації пилу становили 49,0 – 70,0 мг/м3 та 93,0 – 700,0 мг/м3, відповідно. Під час навантаження гранульованого суперфосфату вручну (лопатами) концентрація пилу становить 140–856 мг/м3 повітря. При немеханізованому проведенні робіт, пов'язаних з підготовкою гранульованих  мінеральних   добрив  до внесення (подрібнення, просівання, приготування тукосумішей), у повітрі робочої зони міститься від 208 до 960 мг/м3 пилу.

Подрібнення нітроамофоски супроводжується пилоутворенням в кількості 426,2±84,6 мг/м3, затарення в мішки – 51,88±13,30 мг/м3. Концентрації фосфорного та сірчаного ангідридів визначались в концентраціях 2,62±0,14 та 8,33 мг/м3, відповідно, окисли азоту і аміак значно нижче гранично допустимих концентрацій.

Під час підготовки тукосуміші простих  мінеральних   добрив  в польових умовах (на площадці прицепа) вміст пилу  мінеральних   добрив  в повітрі робочої зони коливається від 4,0 до 12 мг/м3.

При частковій механізації внутрішньоскладських робіт (подріблення залежаних  добрив ), використанні подрібнювача ИСУ-4 та стрічкового транспортера пилоутворення зменшується. Концентрація пилу в повітрі робочої зони складає 13,1±3,5 мг/м3.

Під час застосування аміачної води при її транспортуванні та внесенні в  грунт  за допомогою культиватора КРН-4,2Г аміак в повітрі робочої зони механізаторів не визначався. При заповненні аміачною водою транспортного агрегату ЗЖВ-1,8 аміак визначався в концентраціях 2,86±0,64 мг/м3. При внесенні аміачної води в  грунт  за допомогою агрегата ГАН-8 концентрації аміаку в повітрі робочої зони механізаторів коливались в межах 0,3–12,0 мг/м3, а під час заправки агрегата без використання закритої системи трубопроводів та "газової обв'язки" кількість аміаку досягала 280 мг/м3 .

При застосуванні  мінеральних   добрив, а також при догляді за рослинами пиловий фактор є одним із провідних. Гігієнічна значимість даного фактору в значній мірі залежить від  мінеральної  частини пилу. Кількісні параметри пилового фактору та склад  мінеральної  частини пилу находяться в залежності від типу, структури і вологості  грунту, а також від асортименту та обсягів внесення агрохімікатів. Вміст пилу в повітрі робочої зони механізаторів залежить від виду робіт і може бути поділений на 3 групи. Роботи із вмістом пилу в повітрі робочої зони в концентраціях на рівні сотень і тисяч мг/м3 (вантажно-розвантажувальні роботи з порошковидними  мінеральними   добривами , передпосівна культивація та сівба озимих, збирання зернових та гороху комбайном з подрібненням та ін.), із вмістом пилу в повітрі робочої зони від декілька десятків до сотень мг/м3 (сівба технічних культур, підготовка до внесення та вантажно-розвантажувальні роботи з сипкими  мінеральними   добривами , міжрядна обробка, осіння оранка та інше) та роботи із концентраціями пилу десятки мг/м3 (транспортні роботи, внесення  мінеральних   добрив, весняна оранка) .

Ґрунтовий пил площ, на яких вносились  мінеральні   добрива, в порівнянні з нативними містить в 1,8–2,5 рази більше елементів фосфору, калію, азоту, а також більш високий вміст ртуті, свинцю, кадмію, марганцю. Пил чорноземного  грунту , на відміну від інших, акумулює більшу кількість елементів, які входять до складу  добрив : кальцію, магнію, фосфору, азоту та меншу кількість важких металів. В пилі інших типів  грунту  в порівнянні з чорноземом концентрація нікелю більша в 6 – 12 разів, ртуті в 3 – 5 разів, кадмію і свинцю в 2 – 3 рази.  Мінеральна  частина ґрунтового пилу містить також сполуки кремнію, алюміній, титан, магній, залізо, мідь, цинк, марганець. Вміст в пилі шкідливих домішок  мінеральних   добрив  (важких металів, миш'яку, фтору тощо) та продуктів їх трансформації залежить, в першу чергу, від типу  грунту  та асортименту і обсягів внесення  мінеральних   добрив . Концентрації важких металів (Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Mn), які надходять в повітря робочої зони разом з пилом різних типів грунтів за сумою зазначених елементів складає: дернево-підзолистий — 2,65; темно-сірий – 3,67; чорноземний – 0,81; сірозем темний – 3,43; сірозем світлий – 3,03; темно-каштановий – 1,30 мг/м3 · 10-2.

Таким чином, результати наведених досліджень вказують на суттєву гігієнічну значимість хімічного фактору при поводженні з  мінеральними   добривами , що і визначає актуальність та доцільність проведення санітарних заходів та дотримання санітарних норм і медичних вимог щодо безпеки для здоров'я і життя працюючих та населення в цілому.

Особливої важливості дана проблема набуває в умовах сьогодення, коли у сільськогосподарському виробництві сталися істотні зміни, зумовлені проведенням реформування аграрного сектору, зокрема, формування та становлення фермерських, орендних та колективних пайових господарств, перехід на господарювання в ринкових умовах. Зазначене та інші чинники внесли зміни в традиційну технологічну схему забезпечення сільськогосподарських товаровиробників  мінеральними   добривами, становлення нової системи економічно-правових відносин і техніко-технологічних рішень щодо форм і методів використання  мінеральних   добрив  у сільськогосподарському виробництві, а також істотні зміни в технології вирощування сільськогосподарських культур, в першу чергу, порушення сівозмін, спеціалізація на вирощуванні монокультур та інше.

В останні роки прийнято та введено в дію ряд законів та нормативно-правових актів. Діючі "Санітарні правила по зберіганню, транспортуванню і застосуванню  мінеральних   добрив  в сільському господарстві" №1049-73 не відображають ті зміни, які відбулися в сільсько-господарському виробництві, а, відповідно, і не включають той комплекс санітарних заходів та вимог безпеки при поводженні з  мінеральними   добривами  на сучасному етапі і не враховують прийнятих в останні роки законодавчих норм та національних і міжнародних нормативно-правових актів.

5. Еколого-економічні проблеми використання земельних ресурсів

Охорона і раціональне використання земель – головне соціально-економічне та екологічне завдання суспільства, найважливіша передумова національної безпеки держави. Особливо актуальна ця проблема для України, оскільки її земельні ресурси зазнають надзвичайно великих антропогенних навантажень і деградація відбувається досить високими темпами. Земельний фонд України становить 60,4 млн. га. Він складається переважно з чорноземів, які займають 57 % всіх сільськогосподарських угідь і становлять 68 % орних земель. Чорноземи – найбільше природне багатство України. Вони складають майже 50 % світового запасу цих ґрунтів. Розміщення та структура сільськогосподарських угідь на території України зумовлені природно-кліматичними та екологічними умовами виробництва.

Якість земель визначається сукупністю таких чинників: рівнем родючості ґрунтів; розташуванням земельних ділянок; впливом особливостей ґрунтів на питомий опір під час виконання сільськогосподарських робіт; розміром та конфігурацією земельних ділянок тощо.

Сучасне використання земельних ресурсів України не відповідає вимогам раціонального природокористування. Порушено екологічно допустиме співвідношення площ ріллі, природних кормових угідь,
лісових насаджень, що негативно впливає на стійкість агроландшафту. Надмірна розораність території та величезний вплив діяльності людини призвели до порушення природного процесу ґрунтоутворення, а також до ерозійних процесів. Розорані землі в Україні становлять 57 % всієї території.

Екологічна обґрунтованість землекористування повинна бути зумовлена взаємодією таких чинників: абіотичного (форми рельєфу, кліматичні показники та ін.); біотичного (межі біологічної стійкості і біопродуктивності складових земельних ресурсів) та антропогенного (структура угідь, рівень застосування агротехніки, управління і контроль стану земельних ресурсів та ін.).

Забруднення літосфери відбувається як природним шляхом, так і в результаті антропогенної діяльності. З розвитком науки та техніки невпинно зростає антропологічний вплив на геологічне середовище. Найбільш негативно впливають на геологічне середовище гірничодобувна та будівельна галузі промисловості. Значними забруднювачами ґрунтів є чорна металургія, металообробна, лісова та деревообробна промисловості, енергетичний комплекс, харчова та хімічна промисловості, агропромисловий комплекс, житлово-комунальне господарство та військово-промисловий комплекс. Інтенсифікація землеробства, збільшення техногенного навантаження на земельні ресурси, безконтрольне застосування засобів хімізації в умовах низької технологічної культури – все це призводить до погіршення якості ґрунтів, зниження їх родючості.