M04025

181

4.Боротьба з ерозією.

5.Покращення властивостей ґрунтів, підвищення їх родючості.

6.Правильна система меліоративних заходів.

7.Контроль вмісту забруднень.

8.Моніторинг ґрунтів - аналіз, оцінка і прогноз стану грунтів.

9.Рекультивація порушених земель.

Задача. Внаслідок аварійного скидання стічних вод, що містили 60 г стибію(Sb), було забруднено пасовище, площею 1000 м2. Глибина проникнення вод склала 0,5 м (h). Чи можна пити молоко корів, що паслися на цьому пасовищі, якщо на кожній ланці харчового ланцюга відбувається накопичення токсичних речовин у 10-кратному розмірі?

ГДК Sb в молоці 0,05 мг/кг, ρ грунту 1000 кг/м3. Розв’язок.

1. визначаємо масу грунту, що було забруднено стічними водами

M грунту = S × h × ρ

2.Визначаємо концентрацію стибію у грунті

CSb у грунті = MMSb грунту

3. складемо схему ланцюга живлення грунт-трава- корова-молоко

Сsмолока = Сsгрунт ×100

Для більшості мінеральних добрив застосування у надмірних кількостях зумовлює розвиток процесів підкислення ґрунтів. Надлишок мінеральних добрив спричинює порушення в біологічній компоненті ґрунтів, унаслідок чого порушуються процеси трансформації органічної речовини. Крім того, збільшується частка мікроскопічних грибів у структурі мікробного ценозу, що загрожує небезпекою утворення мікотоксинів у ґрунті, продуктах харчування тощо.

Надмірні дози азотних добрив можуть призвести до зменшення родючості ґрунтів та забруднення продуктів харчування. Надмірне накопичення нітратів у рослинах зумовлено комплексом факторів. При цьому найважливішу роль відіграють дози внесених добрив, а також їх

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

182

форми, терміни збирання врожаю та ін. Азотні добрива також забруднюють природні води.

Фосфорні добрива — це в основному водорозчинні види, що найлегше засвоюються рослинами: суперфосфат і подвійний суперфосфат, амофос, нітроамофоска тощо. Разом із фосфорними добривами у ґрунт потрапляє багато токсичних елементів, які є малорухомими в ґрунтовому середовищі. Крім того, у фосфорних добривах містяться токсичні сполуки фтору. Калійні добрива також можуть негативно впливати на довкілля.

Пестициди (від лат. pestis — зараза й caedo — убиваю) — токсичні речовини, їх сполуки або суміші речовин хімічного чи біологічного походження, призначені для знищення, регуляції та припинення розвитку шкідливих організмів, унаслідок діяльності котрих уражаються рослини, тварини, люди і завдається шкода матеріальним цінностям, а також гризунів, бур'янів, деревної, чагарникової рослинності. Уже понад 100 років хімічні засоби захисту рослин мають велике значення у боротьбі зі збудниками хвороб, комахами-шкідниками та бур'янистою рослинністю. Втрати врожаю у зв'язку з цим становлять від 24 до 47 %.

У світі нараховується понад 1000 хімічних сполук, на основі котрих випускають десятки тисяч форм пестицидів. Це отрутохімікати, що називаються пестицидами. Переважна більшість пестицидів — кумулятивна отрута, токсична дія якої залежить не лише від концентрації, а й від тривалості впливу.

Пестициди, що використовуються з метою боротьби зі шкідниками, поділяють на три групи:

—рослинного, грибного і бактеріального походження, вони не є чужорідними для природи, тому техногенне навантаження від них мінімальне;

—пестициди неорганічних препаратів — міді, заліза тощо;

—пестициди промислового органічного синтезу — органічні сполуки хлору, фосфору, ртуті. Це отрутохімікати, що мають застосовуватися лише як виняток: у мінімально необхідних кількостях і лише там, де хімічні засоби захисту не можна замінити біологічними.

Відбір проб ґрунту здійснюється на ділянці площею 25 м2 в 3—5 точках по діагоналі з глибини 0,25 м, а при визначенні впливу забруднень на ґрунтові води пробу беруть з глибини 0,75—2,0 м у

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

183

кількості 0,2—1,0 кг. У випадку застосування нових хімічних сполук, для яких відсутня ГДКг, проводять розрахунок тимчасових допустимих концентрацій (ТДКг) за формулою:

ГДКГ =1,23 + 0,48lg ГДКпр

де ГДКпр — гранично допустима концентрація шкідливих речовин у продуктах (овочах, фруктах), мг/кг.

5.5 Основні забрудники грунтів.

Основні джерела забруднення ґрунтів нітратами — мінеральні добрива, рідкі стоки з тваринницьких комплексів, природні опади. Нітрати постійно циркулюють в атмосфері, земних та водних екосистемах, їх перетворення і міграція здійснюються біогенними та абіогенними шляхами через повітря, воду, ґрунт, мікроорганізми, рослини, тварини й людину.

Не сорбуючись ґрунтом, нітрати легко змиваються водами поверхневого стоку, мігрують в глибину профілю грунту до підґрунтових вод, спричинюючи забруднення останніх.

Таблиця 5.3 Основні джерела забруднення ґрунтів (Гончарук, 1977)

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

184

Значна кількість нітратів потрапляє до водойм, що призводить до евтрофікації і, відповідно, до зниження вмісту кисню, відмирання фауни, погіршення питних та технічних якостей води.

Підвищений вміст нітратів у ґрунті спричинює інтенсивне накопичення їх в рослинах, що відіграють роль бар'єра в міграції нітратів у навколишнє середовище, служать джерелом нітратів для організму людини. Під впливом окремих видів кишкових бактерій нітрати перетворюються на нітрити та їх похідні — нітрозо-аміни, токсична дія яких проявляється в зниженні активності ферментів травлення їжі. Сполучаючись із гемоглобіном крові, нітрозоаміни спричинюють хворобу — метагемоглобінемію, що супроводжується задухою та призводить до летального кінця.

Зростаючий обсяг виробництва в світі мінеральних добрив (тільки азоту вже виробляють понад 70 млн т щороку) обумовлює серйозні зміни в структурі природного кругообігу біофільних елементів у біогеоценозах. Так, в Нідерландах щорічно вносять в ґрунт в середньому 240 кг/га азоту, Японії — 130, Німеччині — 125 кг/га. У цих країнах вже багато років зростає вміст нітратів у ґрунті, підґрунтових водах, поверхневих стоках та продукції сільського господарства. Підраховано, що із загальної кількості азоту мінеральних добрив, що вноситься в ґрунт щороку, 20 % потрапляє до водойм, 24 % становлять газоподібні втрати. Отже, продуктивно використовується лише 56 % азоту. В Україні, за даними М.І. Майстренка (1998), використання мінеральних азотних добрив зросло з 3,6 кг/га у 1960 р. до 70 кг/га у 1990 р. У 1995 р. цей показник знизився орієнтовно до 17—20 кг/га. В окремих господарствах і регіонах застосування азотних добрив було ще інтенсивнішим 1990 р., коли внесення добрив було максимальним. Прямою залежністю від кількості внесених добрив характеризується і забруднення ґрунтів та рослинницької продукції нітратами. Високий його рівень пов'язаний також з незбалансованістю між основними елементами живлення і високим співвідношенням між органічними і мінеральними добривами. Збільшення цього співвідношення до величини понад 1:15 тонн органічних добрив на кілограм діючої речовини мінеральних добрив призводить до затухання ґрунтотворного процесу, уповільнення гуміфікації і після співвідношення 1:20 т/кг — навіть до дегуміфікації грунтів.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

185

Токсичність ґрунтів спричиняють сполуки цинку, свинцю, міді, арсену, фтору, барію, ртуті. Однією із найнебезпечніших токсичних речовин, що потрапляють у ґрунт з відходами промисловості, є ртуть. Вивчення міграції сполук ртуті свідчить, що верхні шари родючих ґрунтів наділені дуже високою сорбційною здатністю, і вимивання з них ртуті практично відсутнє або зовсім незначне. Сполуки ртуті рухоміші у кислих ґрунтах з легким механічним складом і невисоким вмістом гумусу. Органічні з'єднання здатні швидко випаровуватися з поверхні таких ґрунтів. Випаровування ртуті з ґрунту зменшується із збільшенням його вологості.

Канцерогеном, який згубно діє на всі ґрунтові організми, є свинець. Він надходить у ґрунт двома шляхами: природним — силікатний пил, вулканічні аерозолі, вулканічні силікатні аерозолі, дим лісових пожеж, морські солі, метеоритний пил; антропогенним — згорання етилованого бензину (у світі виробляється 3,5-Ю6 т свинцю, з яких 3,1-Ю5 т спалюється з етилованим бензином), виробництво свинцю (при виплавленні 1 т свинцю в атмосферу викидається до 25 кг), спалювання кам'яного вугілля, яке містить свинець, видобування свинцю. Він адсорбується гумусовим шаром ґрунту. Для цієї речовини характерна незначна міграція в дерново-підзолистих ґрунтах і транзитне перенесення з верхніх шарів у нижні на еродованих ґрунтах. Адсорбція свинцю гумусом активізується в лужному середовищі. Свинець спричиняє появу важкорозчинних осадів основних карбонатів, фосфатів або гідроокисів, що впливають на живлення рослин. Токсичність ґрунтів для рослин зумовлює концентрація свинцю в межах 20—З0 мг/кг.

Миш'як надходить у ґрунт внаслідок згоряння вугілля і як складова відходів медичної, металургійної, хімічної промисловості. Він акумулюється в ґрунтах, які вміщують активні форми заліза, алюмінію, кальцію. За значних концентрацій миш'яку відбувається його швидка міграція в нижні горизонти ґрунтового покриву.

Кадмій потрапляє у ґрунт при згорянні дизельного палива, при виплавці руд та внесенні добрив. Максимальна адсорбція кадмію відбувається в ґрунтах з великою ємністю вбирання, значним вмістом гумусу та високим показником рН. Міграція кадмію в глибину збільшується із зменшенням вмісту гумусу, а також у ґрунтах з легким механічним складом.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

186

Хімічні речовини, які застосовують в сільському господарстві, потрапляють у навколишнє середовище у великих кількостях. Забруднювачами ґрунтів можуть бути мінеральні добрива і пестициди. Із 170 видів пестицидів, які застосовуються в Україні, 49 є особливо небезпечними внаслідок високої токсичності, надкумулятивності, стійкості. Пестицидами сільськогосподарські угіддя обробляють кілька разів на рік. Вони здатні мігрувати в рослини, воду, повітря, що небезпечно для людини. Одним з основних фізичних факторів, який визначає поведінку пестицидів у ґрунті, є сорбція (поглинання) ґрунтовими частинками, яка залежить від типу ґрунту, вологості, температури, хімічної природи пестициду. Для пестицидів характерні вертикальна та горизонтальна міграції, на які впливають сума та інтенсивність опадів. Пестициди здатні активно (до 20 % внесеної кількості) переходити в рослини. Інтенсивність переходу пестицидів з ґрунту в рослини залежить від сорбційної здатності ґрунту (чим більша сорбційна здатність, тим менший перехід), типу культури та будови і складу пестициду.

Зменшення з часом вмісту забруднюючих речовин у ґрунті та в рослинах визначається періодом напіврозпаду речовини — часом,

необхідним для того, щоб препарат втратив не менше 95 % своєї активності за нормальних умов та звичайної інтенсивності застосування.

Таблиця 5.4 Період напіврозпаду (Т) забруднюючих речовин у ґрунтах

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

187

Залишки пестицидів виявляють у більшій половині проаналізованих зразків ґрунту, з них приблизно 15 % перевищують ГДК. Найхарактернішими залишками є гербіциди симтриазинової групи (більше третини). Високими є рівні забруднення стійкими хлорорганічними засобами.

В Україні найзабрудненішими залишками пестицидів є ґрунти лісостепової зони. Тут також більша частка земель, що містять понаднормову кількість залишків фосфорорганічних сполук (умовна щільність забруднення в 1,4 рази вища, ніж на Поліссі і в степових зонах).

Окрему групу забруднювачів ґрунту становлять нафтопродукти. Потрапляючи на ґрунт, вони адсорбуються його структурами. Дощі можуть вимивати водорозчинну фракцію і переміщувати її вглиб ґрунту. Нафта спричиняє утворення брилуватої структури ґрунту і, як наслідок, зміну його фізичних, хімічних та біологічних властивостей, яка погіршує родючість ґрунту. При забрудненні ґрунту нафтою зменшуються його вбірна ємність і обмінна здатність, що негативно впливає на доступність рухомих форм фосфору, калію, магнію. Внаслідок забруднення ґрунту нафтопродуктами масово гинуть ґрунтові організми і різко збільшується кількість збагаченої на азот органічної речовини.

Отже, забруднюючі речовини зумовлюють у ґрунті різні негативні процеси, які залежать як від ґрунту, так і від забруднювача, і для того, щоб спрогнозувати поведінку сторонньої речовини у ґрунті, необхідно знати фізико-хімічні властивості ґрунту і забруднюючої речовини.

Ми вже розглядали вплив промислових відходів на ґрунтовий покрив. Однак побутові відходи не менш небезпечні і створюють загрозу довкіллю. Скільки їх? Том Тітенберг у книзі «Экономика природоиспользования и охрана окружающей среды» пише, що Японія раніше інших країн зіткнулася з проблемою переробки твердих відходів. У Японії значно більша щільність населення, ніж у будь-якій іншій країні. Для японця у такій ситуації саме прийнятне рішення – рециклірування відходів. У Токіо промислові підприємства почали відновлювати оточуючі території, збираючи газети, журнали, шмаття у обмін на нову ванну або косметичні серветки. Люди, що хочуть швидше позбавитися від старих холодильників та телевізорів,

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

188

мусять лише зробити спеціальний дзвінок у відділ поліпшення санітарних умов. І хоч декілька років тому (до 2000-го) жоден японець не доторкнувся б до товарів, котрими вже користувалися до нього, новітні тенденції в цій області – розпродаж, де товари «других рук» (second hand) отримують нове життя. Близько 40% твердих відходів використовується повторно у виробництві, обіймаючи 50% паперу, 55% скляних пляшок і 60% металевих банок від їжі та напоїв.

Від початку 70-х, громадянам пропонувалося відділяти покидьки, що підлягають переробці від не перероблюваних. Відходи, що спалюють і які складають 72% від загальної кількості відходів, після рециклірування переводяться у піч, що зменшує їх масу та об’єм. Кожен японський район має власну піч, загальне число котрих становить 155. Заводів, де спалюють сміття. 1899 шт. У США, сміття, що не горить відділяється, розм’якшується та переробляється, метали відновлюються. Близько 9% початкової кількості покидьків збирають і ховають під землею. Але деякі проблеми все одно залишаються: токсини вивільнюються з відходів, потрапляють у повітря в процесі спалювання. До того ж рециклірування вже досягло свого максимума, 50%.

Побутове сміття захаращує довкілля. Однією з важливих задач є підтримка чистоти на вулицях, в місцях відпочинку. Тронд Мое, голова представництва Telenor Group, в Україні на прикладі своєї батьківщини Норвегії, продемонстрував, як «зелені» технології можна використати на благо людини. Дивлячись на наше буття, він у роздумах, з чого почати в Україні, навів такі приклади. Років з 30 тому популярні місця для пікніків та інші лісові і озерні зони Норвегії також були усіяні пляшками, склом та жерстяними банками. Тоді, розпочалася загальнонаціональна довготермінова кампанія під гаслом: «Давайте підтримаємо чистоту нашої природи!».

Повстановлювали урни, що регулярно очищувалися і поступово купи сміття у місцях відпочинку, почали сприйматися як щось непристойне.

Система повернення пляшок і жерстяних банок створила у Норвегії справжнє диво. Всі продукти, що продаються у склі, пластикових пляшках, жерстяних банках обкладаються додатковим податком, еквівалентним одній гривні. Ця сума видається під час повернення порожніх пляшок або банок у будь-якому продуктовому магазині. Спеціальні автомати для повернення тари дуже спрощують

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

189

справу. Родини завжди збирають використані пляшки і отримують серйозні суми, коли повертають їх під час купівлі продуктів. Ідучи вулицею Ви навряд чи задумаєтеся про цінність однієї гривні. Однак завжди знайдуться люди, котрі з радістю підберуть порожню тару і здадуть їх до магазину, щоб трохи заробити.

В офісах використовується система збору паперу. Компанії намагаються залучати до цієї справи всіх співробітників, щоб прищеплювати правильне відношення до екології і оточуючому середовищу.

Ще одна система, котра використовується в багатьох містах Західної Європи – це окремі смуги на дорогах для суспільного транспорту. Вони призначені тільки автобусам та транспорту на електричних двигунах. Якщо Ви – водій електромобіля у Норвегії, то до ваших послуг багато зарезервованих вільних місць для парковки у місті і навіть безкоштовні зарядні устрої, щоб підзарядити акумулятори. На жаль Тронд Мое поки не бачить готовності України до впровадження цієї системи.

Скільки ж відходів? Фреш Кіллс – найбільше в світі звалище сміття, котре розташоване на острові Стейтон у Нью-Йорку. Щоденно забезпечує приймання сміття з п’яти районів Нью-Йорку. Відвідувачі цього місця відчувають тріпотіння, коли бачать звалище, що приймає 12 млн. кг комерційних та побутових відходів на день. Площа звалища понад 6 км², а її вишина - понад 30 м. вона вміщує 80 млн. м³ сміття,що складається з 100 млн. тон паперу, банок з-під фарби, картопляного лушпиння полістиролу, курячих кісточок, зіпсованих шматків хліба, недопалків цигарок, баночок з-під кока-коли, бавовняного пуху, а інколи й трупів. На той час, коли цей смітник буде заповнено і закрито, це буде найвища гора на Східній прибережній рівнині. Але навіть таке велетенське звалище приймає тільки 0,018% відходів, що виникають у США щодня. Американці і американська промисловість створює і відправляє до інших місць у 5500 разів більше твердих відходів. Ми розглянули надходження відходів (не враховуючи стічні води) тільки з двох розвинених держав, країни що розвиваються беруть приклад з американської економіки, але деякі з них за темпами економічного розвитку обходять темп США. Що це може означати, як не те, що нагромадження відходів швидко перевищить США, бо людей тут живе у 22 рази більше, ніж у США.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

190

В Україні реальну сировинну цінність за деякими оцінками (2011 р.) являють понад 400 млн. тон сміття, що накопичилося. Але комплексних сміттєпереробних заводів поки ще немає. Є тільки чотири дільниці – дві у Києві, та по одній у Харкові та Одесі, котрі спроможні пересортирувати лише 150-200 тисяч тон побутового сміття на рік. Тому збір та переробка сміття вітчизняними підприємцями може вважатися за досить привабливий бізнес.

Забруднення грунтів радіонуклідами.

У другій половині ХХ ст. радіоактивні випадання антропогенного походження були пов’язані з випробуваннями і використанням атомної енергії.

Ядерно – енергетичний цикл охоплює видобування руди, вилучення з неї урану, збагачення уранового палива, використання його в реакторах, транспортування, очищення та поховання відходів. Практично в усіх ланках циклу можливе витікання радіонуклідів та забруднення ними довкілля.

За оцінками спеціалістів, на АЕС лише трохи більше 2% ядерного палива використовується ефективно. Близько 98% його йде у відходи, що являють собою радіоактивні продукти (плутоній, стронцій, цезій тощо), які неможливо схоронити, а тільки можна вічно зберігати у спеціальних могильниках. Технічно складним є питання про демонтаж АЕС, який слід обов’язково проводити через 30-50 років після введення станції у дію.

Особливо великої шкоди довкіллю чинять аварії, що трапляються в атомній промисловості та ядерні вибухи. За 15 діб з 26 квітня – 10 травня 1986 року радіоактивні випадання були зареєстровані у Швеції, Фінляндії, Великій Британії, Польщі, Угорщині, Румунії, Туреччині, Канаді та інших країнах світу. Найбільше забруднення Sr 90, Cs 137, Pu 240, Pu 239 було виявлено на територіях України, Білорусі, та окремих областях Росії. За оцінками експертів в Україні забруднено 3,7 млн. га землі.

Висока міграційна здатність у харчовому ланцюжку грунт – рослина – тварина – продукти тваринництва обумовлюють їх надходження до організму людини. До зовнішнього опромінення в такому випадку додається внутрішнє.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com