Поняття про моніторинг навколишнього природного середовища та його основні завдання

Лекція 8.

Моніторинг  земель.

 

1. Призначення моніторингу земель.
2. Важливість охорони ґрунтового покриву.
3. Ґрунтовий моніторинг.
4. Основи агроекологічного моніторингу агроекосистем України

5. Шляхи попадання забруднень в ґрунт

6. Класифікація ґрунтових забруднень

7. Головні джерела забруднення ґрунту

 

 

1. Призначення моніторингу земель.

Моніторинг  земель - це система спостереження за станом земель з метою своєчасного виявлення змін, їх оцінки, відвернення та ліквідації наслідків негативних процесів. Моніторинг земель є складовою частиною державної системи моніторингу довкілля.

У системі моніторингу  земель проводиться збирання, оброблення, передавання, збереження та аналіз інформації про стан земель, прогнозування їх змін і розроблення науково обґрунтованих  рекомендацій для прийняття рішень щодо запобігання негативним змінам стану земель та дотримання вимог екологічної безпеки. Залежно від цілей, спостережень і охоплення територій моніторинг земель може бути національним, регіональним і локальним.

Ведення моніторингу  земель здійснюється уповноваженими органами виконавчої влади з питань земельних ресурсів, з питань екології та природних ресурсів. Порядок проведення моніторингу земель встановлюється Кабінетом Міністрів України.

Основним завданням моніторингу земель є прогноз еколого-економічних наслідків деградації земельних ділянок з метою запобігання або усунення дії негативних процесів

 

2. Важливість охорони ґрунтового покриву

Охорона ґрунтів від забруднень є важливою задачею людини, так  як будь-які шкідливі з'єднання, що знаходяться в ґрунті, рано чи пізно потрапляють у організм людини.

По-перше, відбувається постійне вимивання забруднень у відкриті водоймища і ґрунтові води, які  можуть використовуватися людиною  для  пиття і інших потреб.

По-друге, ці забруднення  з ґрунтової вологи, ґрунтових вод і відкритих водоймищ потрапляють в організми тварин і рослин, що вживають цю воду, а потім по харчових ланцюжках знову-таки потрапляють в організм людини.

По-третє, багато шкідливих  для людського організму з'єднань мають здатність акумулюватися в тканинах, і, перш за все, в кістках.

За оцінками дослідників, в біосферу поступає щорічно близько 20 - 30 млрд. т. твердих відходів, з  них 50 - 60 % органічних сполук, а в  виді кислотних агентів газового або аерозольного характеру - близько 1 млрд. т.

 

3. Ґрунтовий моніторинг.

Моніторинг  ґрунтового покриву - це діагностика, прогноз  та управління станом грунтів або контроль з метою відтворення їх родючості.

Завданням ґрунтового моніторингу є періодичний контроль динаміки основних ґрунтових процесів - фізичних, хімічних, біологічних та інших - у природних умовах та при антропогенних навантаженнях.

В Україні  розроблена концепція ґрунтового моніторингу (В.В. Медведев, Т.Н. Лактіонов, 1992), згідно з якою мета моніторингу - отримання інформації для вироблення управлінських рішень щодо стабілізації і поліпшення якості ґрунтів, екологізації землеробства та досягнення кінцевого результату - розширеного відтворення ґрунтової родючості. Поставлена мета має бути досягнута в результаті вирішення трьох основних задач : інформаційної, прогнозуючої, управлінської.

 

4. Основи агроекологічного моніторингу агроекосистем України

З метою збирання, опрацювання, накопичення та передачі інформації про стан агроекосистеми та динаміку зовнішніх чинників, які впливають  на їх структурно-функціональні показники, проведення аналізу інформації, моделювання і прогнозування можливих сценаріїв розвитку у часі і просторі, обгрунтування управлінських рішень щодо збереження та відновлення основних природних ресурсів — грунтів, води і біоти, удосконалення систем землекористування, агротехнологій та отримання сільськогосподарської продукції високої якості необхідно провести науково-методичне забезпечення комплексного агроекологічного моніторингу (АЕМ) агроекосистем України. АЕМ повинен включати моніторинг абіотичний та біотичний.

Моніторинг  абіотичний повинен включати наступні складові:

моніторинг землекористування: структура земельних угідь — ступінь розораності, частка лісовкритих площ, частка територій та акваторій, що підлягають особливій охороні, співвідношення між ріллею та еколого-стабілізуючими типами угідь (ліси, луки та пасовища), ураженість ерозійними та іншими деградаційними процесами;

агрохімічний моніторинг: потенційний і фактичний рівень родючості грунтів за фізико-хімічними, біологічними, біохімічними та іншими показниками, баланс гумусу, основних біогенних елементів та енергії, інтенсивність балансу;

екотоксикологічний моніторинг: рівень забруднення грунтів, природних  вод, біоти хімічними сполуками I-IV класу токсичності; — встановлення джерел забруднення; оцінка небезпечності забруднення за еколого-токсикологічними критеріями;

радіоекологічний моніторинг: забруднення грунтів, природник  вод, біоти, сільськогосподарської  продукції радіонуклідами (Cs-137, Sr-90 та ін.);

визначення критичності агроекосистем відносно радіоактивного забруднення.

Моніторинг  біотичний повинен включати наступні складові:

фітобіотичний моніторинг: видове багатство фітобіоти;

таксономічна, морфологічна, екологічна, географічна, генезисна, созологічна, ценотична, демекологічна структура фітобіоти;

зообіотичний моніторинг: видове багатство, таксономічна і типологічна  структура зообіоти грунту і наземної, критичні показники;

мікробіологічний моніторинг: функціональна структура мікробних  ценозів грунту та різноманіття його складових; активність і спрямованість мікробіологічних процесів у грунті; прогнозування їх змін; конструювання моделей сталих агроекосистем максимально наближених до природних екосистем;

фітовірусологічний моніторинг: функціональна структура фітовірусного ценозу; прогнозування процесів трансформації фітовірусного стану грунту;

формування фітовірусного  ценозу агроекосистем;

популяційно-генетичний моніторинг: оцінка потенційної небезпеки  змін генетичної різноманітності сортів і порід; оцінка впливу генетично змінених організмів (ГЗО) на формування агроекосистем.

5. Шляхи попадання забруднень в ґрунт

Різні ґрунтові забруднення, більшість з яких антропогенного характеру, можна розділити по джерелу  надходження цих забруднень в  ґрунт:

1) З атмосферними опадами. Багато хімічних сполук, потрапляючи в атмосферу в результаті роботи підприємств, потім розчиняються в крапельках атмосферної вологи і з опадами випадають в ґрунт. Це, в основному, гази - оксиди сірки, азоту і ін. Більшість з них не просто розчиняється, а утворює хімічні сполук з водою, що мають кислотний характер. Таким чином і утворюються кислотні дощі.

2) Осідаючі у вигляді  пилу і аерозолів. Тверді і рідкі сполук при сухій погоді звичайно осідають безпосередньо в виді пилу і аерозолів. Такі забруднення можна спостерігати візуально, наприклад, навколо котельних взимку сніг чорніє, покриваючись частинками сажі. Автомобілі, особливо в містах і біля доріг, вносять значний внесок в поповнення ґрунтових забруднень.

3) При безпосередньому  поглинанні ґрунтом газоподібних сполук. У суху погоду гази можуть безпосередньо поглинатися ґрунтом, особливо вологою.

4) З рослинним опадом. Різні шкідливі сполук, в будь-якому агрегатному стані, поглинаються листям через пори або осідають на поверхні. Потім, коли листя обпадає, всі ці з'єднання поступають знову-таки в ґрунт.

6. Класифікація ґрунтових забруднень

Забруднення ґрунту важко  класифікуються, в різних джерелах їх розподіл дається по-різному. Якщо узагальнити і виділити головне, то спостерігається наступна картина по забрудненню ґрунту:

1) Сміттям, викидами, відвалами,  відстійними породами. У цю групу входять різні по характеру забруднення змішаного характеру, включаючи як тверді, так і рідкі речовини, не дуже шкідливі для організму людини, але ґрунти, що засмічують поверхню, утруднюють зростання рослин на цій площі.

2) Важкими металами. Даний вид забруднень вже представляє значну небезпеку для людини і інших живих організмів, оскільки важкі метали нерідко володіють високою токсичністю і здібністю до акумуляції в організмі. Найпоширеніше автомобільне паливо - бензин - містить дуже отруйне з'єднання - тетраетилсвинець, що містить важкий метал свинець, який потрапляє в ґрунт. З інших важких металів, з'єднання яких забруднюють ґрунт, можна назвати Cd (кадмій), Cu (мідь), Cr (хром), Ni (нікель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (миш'як), Mn (марганець).

3) Пестицидами. Ці хімічні речовини в даний час широко використовуються як засоби боротьби з шкідниками культурних рослин і тому можуть знаходитися в ґрунті в значних кількостях. По своїй небезпеці для тварин і людини вони наближаються до попередньої групи. Саме з цієї причини був заборонений для використовування препарат ДДТ (дуст) (дихлор-дифеніл-трихлорметилметан), який є не тільки високотоксичною сполукою, але, також, він володіє значною хімічною стійкістю, не розкладаючись протягом десятків (!) років. Сліди ДДТ були знайдені дослідниками навіть в Антарктиді! Пестициди згубно діють на ґрунтову мікрофлору: бактерії, актиноміцети, гриби, водорості.

4) Мікотоксинами. Дані забруднення не є антропогенними, тому що вони виділяються деякими грибами, проте, по своїй шкідливості для організму вони коштують в одному ряду з перерахованими забрудненнями ґрунту.

5) Радіоактивними  речовинами. Радіоактивні з'єднання стоять декілька відособлено по своїй небезпеці, перш за все тому, що по своїх хімічних властивостях вони практично не відрізняються від аналогічних не радіоактивних елементів і легко проникають в всі живі організми, вбудовуючись в харчові ланцюжки. З радіоактивних ізотопів можна відзначити як приклад один найбільш небезпечний - ⁹⁰Sr. Даний радіоактивний ізотоп має високий вихід при ядерному розподілі (2-8%), великий період напіврозпаду (28,4 роки), хімічна спорідненість з кальцієм, а, значить, здатність відкладатися в кісткових тканинах тварин і людини, відносно високу рухливість в гранті. Сукупність вищеназваних якостей роблять його вельми  небезпечним радіонуклідом. 137Cs ¹⁴⁴Ce і ³⁶Cl також є небезпечними радіоактивними ізотопами. Хоча існують природні джерела забруднень радіоактивними з'єднаннями, але основна маса найактивніших ізотопів з невеликим періодом напіврозпаду потрапляє в навколишнє середовище антропогенним шляхом: у процесі виробництва і випробувань ядерної зброї, з атомних електростанцій, особливо у вигляді відходів і при аваріях, при виробництві і використовуванні приладів, що містять  радіоактивні ізотопи і. т.д.

Відповідно до ступеня стійкості проти забруднюючих речовин виділяються грунти:

                1. дуже стійкі;                                               3. середньо стійкі;

                2. стійкі;                                                        4. малостійкі;

                                            5. дуже мало стійкі.

   За ступенем  чутливості до забруднюючих речовин  ґрунту можна розділити таким  чином:

                    1. дуже чутливі;                               3. середньо чутливі;

                    2. чутливі;                                         4. малочутливі;

                                            5. стійкі.

   Чутливість, або  стійкість ґрунтів по відношенню  до забруднюючих речовин, доцільно  визначати відповідно до:

   1) вмісту гумусу;                                 4) глибини гумусного горизонту;

   2) його якості;                                      5) механічного складу ґрунту 

   3) біологічної  активності;                   6) глинистих мінералів;

                            7) глибиною ґрунтового профілю.

7. Головні джерела забруднення ґрунту

1) Житлові будинки  і побутові підприємства. У числі забруднюючих речовин переважає побутове сміття, харчові відходи, фекалії, будівельний сміття, відходи опалювальних систем, що прийшли в непридатність предмети домашнього ужитку; сміття суспільне установ – лікарень, їдалень, готелів, магазинів і ін. Разом з фекаліями в ґрунт нерідко потрапляють хвороботворні бактерії, яйця гельмінтів і інші шкідливі організми, які через продукти харчування потрапляють в організм людини. У фекальних залишках можуть міститися такі представники патогенної мікрофлори, як збудники тифу, дизентерії, туберкульозу, полімієліту і ін. Швидкість загибелі в ґрунті різних мікроорганізмів неоднакова. Деякі хвороботворні бактерії можуть тривалий час зберігатися і навіть розмножуватися в ґрунті і. До них відносяться збудники правця (до 12 років), газової гангрени, сибірської язви, ботулізму і деякі інші мікроби. Грунт є одним з важливих чинників передачі яєць гельмінтів, визначаючи тим самим можливість розповсюдження ряду гельмінтозів. Деякі гельмінти (аскариди, власоглави, анкилостоміди, стронгілоіди, тріхостронгілоіди і ін.) проходять одну із стадій свого розвитку в ґрунті і можуть тривалий час зберігати життєздатність в ньому. Так, наприклад, яйця аскарид можуть зберігати життєздатність в ґрунті в умовах середньої смуги Росії – до 7-8 років, Середньої Азії – до 15 років; яйця власоглавів –від 1 до 3 років.