4. Види антропогенного забруднення ґрунтів

Непродумані методи інтенсифікації сільського господарства ведуть до забруднення земель та порушення екологічної рівноваги в природі. Ґрунтовий покрив — найбеззахисніше з природних середовищ. Він відіграє роль не лише посередника між літосферою та атмосферою, а й своєрідної лімфатичної системи біосфери.

Найпоширенішими забруднювачами ґрунтів є промисловість (радіоактивні відходи, промислові стічні води і викиди в атмосферу), сільське господарство (мінеральні добрива, біоциди, отрутохімікати, пестициди, стічні води і тверді відходи тваринницьких комплексів), транспорт (залишки змащувальних масел та інших нафтопродуктів, втрати хімічних речовин під час транспортування). В процесі життєдіяльності людина теж забруднює довкілля димовими газами, побутовими стічними водами, екзогенними хімічними речовинами, що використовуються в побуті. Накопичуючись у великих кількостях, забруднювачі інтенсивно поглинаються рослинами, потрапляють по біологічних ланцюгах в організм людини, негативно впливаючи на її здоров'я. У сучасних умовах виробнича діяльність людини стала потужним геохімічним чинником, що обумовлює перерозподіл елементів на поверхні землі. Щорічно масштаби техногенного пресингу досягають таких значень: індустріальні та міські стічні води — до 5,5•10¹² м³; аерозолі і газові викиди — на рівні 10⁹ т; сміття, відходи — 2•10¹⁰ т; індустріальний пил — 2,5•10⁸ т; органічні хімічні сполуки — 3•10⁸ т; виробництво мінеральних добрив — 5•10⁸ т; отрутохімікати — до 8•10⁶ т; невідомі у природі синтетичні матеріали — понад 6•10⁷ т. На територіях зосередження крупних промислових підприємств утворились обширні техногенні біогеохімічні провінції з аномально високим вмістом важких металів та мікроелементів.

З великого переліку хімічних речовин, що забруднюють сільськогосподарські угіддя, особливо небезпечними токсикантами є арсен, кадмій, ртуть, свинець, цинк, селен, фтор, нітрати та інші сполуки, а також елементи, що мають мутагенні, канцерогенні та ембріон-токсичні властивості. В ґрунті можуть накопичуватися радіоактивні речовини. Забруднювачами також є отрути, патогенні мікроорганізми, інвазії глистів, що потрапляють до ґрунту з господарсько-побутовими стоками. Локальне забруднення ґрунтів можливе при проведенні геологорозвідувальних робіт, коли забруднювачами є нафта, нафтопродукти, газові викиди.

Істотне джерело забруднення ґрунтів — хімічні засоби захисту рослин, меліоранти і мінеральні добрива, що містять важкі метали та інші токсичні речовини.

5. Забруднення нітратами

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 ґрунту до підґрунтових вод, спричинюючи забруднення останніх. 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 — нітрозаміни, токсична дія яких проявляється в зниженні активності ферментів травлення їжі. Сполучаючись із гемоглобіном крові, нітрозаміни спричинюють хворобу — мета-гемоглобінемію, що супроводжується блокуванням процесів споживання кисню (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 Угорщині щорічно вносять в грунт в середньому 262 кг/га азоту, Англії — 319, Німеччині — 125 кг/га. У цих країнах вже багато років зростає вміст нітратів у грунті, 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 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, ніж в 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 ґрунтів.

Використання високих доз азотних добрив призводить не тільки до втрати гумусного фонду, а й до інших негативних наслідків: змінюються чисельність, видовий та груповий склад мікроорганізмів, зазнає розвитку патогенна мікрофлора. Надлишок нітратів обумовлює зміну окиснювально-відновного потенціалу та газового режиму грунтів. На ґрунтах із занадто високим вмістом нітратів коренева система бобових рослин не формує активних бульбочок. При цьому культура вражається фітопатогенними грибами, істотно погіршується якість врожаю.

Рівень накопичення нітратів у рослинах залежить від генезису ґрунту, вмісту в ньому органічної речовини та мінерального азоту, кліматичних чинників, умов мінерального живлення рослин, фітосанітарного стану посівів, технологій вирощування тощо.