6.2.8 Моніторинг забруднення грунтів пестицидами

Небезпечність пестицидного забруднення оцінюється величинами пестицидного навантаження та залишкових кількостей біоцидів в грунті та рослинах.

Основою негативного впливу на рослину того чи іншого елементу є не сам елемент, а його кількість: в природі немає токсичних елементів, але є їх токсичні концентрації. При поліелементному забрудненні грунтів найбільшу небезпеку для рослин викликає елемент, концентрація якого в ґрунтовому розчині найвища.

Оцінку екологічного стану земель можна отримати за допомогою даних, що характеризують рівень пестицидного навантаження, однак для більшої об'єктивності необхідно мати інформацію про залишкові кількості пестицидів у грунтах і рослинах. Рівень забруднення грунтів і рослинної маси залишками пестицидів визначають шляхом порівняння фактичного вмісту пестицидів у грунті або у сільськогосподарській продукції з ГДК. Перевищення фактичного вмісту залишкової кількості пестицидів відносно ГДК є показником небезпечної екологічної ситуації (табл. 6.10).

Таблиця 6.10

Показники пестицидного забруднення грунтів

Типи екологічної ситуації	Нормативи оцінок пестицидного навантаження
	Залишкові кількості пестицидів,кг/га д.р.	у грунті	у рослинах
Благополучна	<3	не виявляються	не виявляються
Задовільна	3-4	<ГДК	<ГДК
Передкризова	4-5	<ГДК	<ГДК
Кризова	5-6	1,1-1,5 ГДК	1,1-1,5 ГДК
Катастрофічна	>6	1,6-10 ГДК	1,6-10 ГДК

Щоб зберегти сприятливу екологічну ситуацію в локальному і регіональному масштабах, потрібно нормувати кількість та асортимент пестицидів на рівні, що відповідає інтенсивності процесів самоочищення сільськогосподарських ландшафтів. Оптимальний варіант системи хімічних заходів із захисту рослин встановлюють на основі аналізу трьох параметрів: властивостей препарату, кількісного навантаження їх на територію та інтенсивності розкладу в конкретних грунтово-кліматичних умовах. Показником властивостей використовуваного асортименту пестицидів є середньозважена ступінь їх небезпеки (C_сн), яка обчислюється за формулою :

, де (6.1)

m - запланована або використана кількість одного пестициду:

Ссн_1,2…n - ступінь небезпеки цього пестициду;

Μ - загальна кількість усіх пестицидів.

Навантаження пестицидів на територію господарства, району вимірюють екотоксикологічною дозою (Д_ект).

, де (6.2)

Мс - сумарна сезонна витрата пестицидів, кг, л;

S - загальна орна площа, га.

Цей показник відрізняється від норми витрати пестицидів тим, що стосується не лише поля, де використовується пестицид, а й загальної площі сільськогосподарських угідь і враховує такі процеси як міграція пестицидів з повітряними потоками та водним стоком, а також щорічне територіальне переміщення у сівозміні культур, що потребують інтенсивного застосування пестицидів.

Толерантність території до пестицидного навантаження оцінюється зональним індексом здатності до самоочищення від хімікатів (Ізон.)

Вірогідне забруднення сільськогосподарського ландшафту (U) оцінюється інтегральним показником (умовними кг/га), що враховує всі три параметри:

(6.3)

Потенційна небезпека внесення пестицидів в агроекосистеми для живих організмів збільшується в міру зростання показника забруднення території (U). При значеннях цього показника до 4 умовних кг/га еколого-гігієнічна ситуація є малонебезпечною.

Потенційна небезпечність (ризик) використання пестицидів зростає із збільшенням U. Ризик характеризує агроекологічний індекс (АЕТІ) зі значенням від 0 до 10:

АЕТ1 = 10 U (1+U)³ : (1+U)⁴ + 5000 (6.4)

Вище наведене рівняння описує хвилеподібну криву залежності небезпечності шкідливої дії на біоту від рівня забруднення. Спочатку з ростом S крива повільно піднімається до порогового значення. На цьому відрізку масове навантаження пестицидів співвимірюється зі здатністю території до самоочищення. Потім створюється "хвиля", коли небезпечність зростає пропорційно збільшенню забруднення. Висота "хвилі" лімітується потенційними можливостями виживання фауни та збереження гігієнічних нормативів якості продукції.

Ризик характеризується АЕТІ таким чином:

0-1 - малонебезпечний;

1-4 - середньонебезпечний (до середини "хвилі");

4-8 - підвищеної небезпечності;

8-10 - високонебезпсчний.

При плануванні хімічних заходів із захисту рослин слід відбирати асортимент пестицидів та їх сумарну витрату на одиницю орної площі в даній грунтово-кліматичній зоні так, щоб значення АЕТІ були якнайменші. При величині АЕТІ>1 контроль за фактичним вмістом пестицидів у продуктах урожаю та об'єктах агроекосистеми обов'язковий.

Для контролю за забрудненням грунтів пестицидами аналізують матеріал про умови об´єкта досліджень, тривалість застосування пестицидів у господарствах тощо.

Дослідження здійснюють на постійних та тимчасових пунктах спостережень. Постійні діють (5 років і більше) на обстежуваних територіях адміністративних районів (молокозаводи, м'ясокомбінати, елеватори, птахоферми тощо).

На тимчасових пунктах спостереження ведуться протягом одного вегетаційного періоду або року.

В зв'язку з тим, що сучасні хімічні засоби захисту рослин, дозволені для використання у сільськогосподарському виробництві, характеризуються низькою стійкістю в ґрунті та інших об'єктах навколишнього середовища, а також істотним зменшенням обсягів їхнього використання, при агрохімічному обстеженні земель проводять лише контроль за вмістом залишків високоперсистентних пестицидів минулих років внесення.

Тому обстеження грунтів доцільно проводити лише на полях, що були зайняті під культурами, які інтенсивно оброблялись хлорорганічними сполуками (хмільники, сади, ягідники, виноградники тощо).

Для одержання рекогносцированих даних визначення залишків хлорорганічних пестицидів проводять у пробах ґрунту, відібраних для агрохімічних досліджень.

Зважаючи на те, що обробіток ДДТ та ГХЦГ не проводиться, включення до наступних турів обстеження на їх вміст ділянок повинно базуватися на даних попередніх обстежень (ГДК у ґрунті суми ізомерів ГХЦГ -0,1 мг/кг). Якщо вміст пестицидів у ґрунті поля (ділянки) за попередніми даними обстежень перевищує чи перебуває на рівні ГДК, то зразки на визначення залишків пестицидів відбираються згідно з вимогами суцільного агрохімічного обстеження.

На земельній ділянці (полі), де ГДК (ДДТ,ГХЦГ) залишків пестицидів мають вміст нижче граничнодопустимих концентрацій, то відбирається тільки контрольний зразок.

При виявленні залишків ДДТ, ГХЦГ, гептахлору та продуктів їхнього розпаду на цих полях закладають по 2-3 стаціонарні контрольні ділянки, площею 1 га кожна. Останні повинні бути представницькими і типовими, здатними характеризувати загальний стан забруднення грунтів залишками пестицидів.

При контролі забруднення залишками пестицидів на територіях, що прилягають до складів пестицидів, під'їздних доріг тощо, закладають по 3-4 стаціонарні ділянки площею 100 м² кожна, за наявності схилу (особливо в бік річки, ставка) одна з ділянок повинна розташовуватись на ньому, а інші на різній відстані (наприклад, 200 і 400 м) від джерела забруднення по прямій, яка спрямована в бік сільськогосподарських угідь або проходити по них. Одна із ділянок має розмішуватися в тій частині поля, де може спостерігатися підвищений вміст пестицидів, наприклад, у нижній частині схилу, а інші в частині поля із середнім вмістом. На контрольних ділянках раз у 2 роки здійснюють відбір проб грунту і рослин.

При стаціонарному контролі на ділянках відбирають 40 індивідуальних проб по основних лініях квадрату. В садах індивідуальні проби відбирають на відстані 1 м від стовбурів дерев, на виноградниках - так, щоб рівною мірою охопити як міжряддя, так і рядки. Всі індивідуальні проби вміщують у полотняні мішечки або картонні коробочки із супроводжувальною етикеткою і доставляють в лабораторію для аналізу.

Проби грунту аналізують у природно-вологому або повітряно-сухому стані з використанням офіційних методик.

Оцінку результатів контролю проводять за граничнодопустимими їхніми концентраціями в грунті і граничнодопустимими рівнями в рослинній продукції.

Контроль за вмістом залишків пестицидів на інтенсивно використовуваних грунтах

Для обстеження забруднення грунтів одержують необхідні відомості про інтенсивність застосування пестицидів у зоні обслуговування від районних та обласних станцій захисту рослин. На основі цих даних визначають господарства, на яких наибшьш інтенсивно застосовуються пестициди.

Вибір господарств для контролю за рівнями залишкових кількостей найбільш стійких і токсичних пестицидів у ґрунті і рослинах здійснюється на основі узагальнення матеріалів оперативного обліку застосування пестицидів.

Виділяють 10-12 господарств з найбільш інтенсивним застосуванням пестицидів. Як правило, це господарства за спеціалізацією з вирощуванням просапних, а особливо багаторічних насаджень та виноградників, у яких хімічне навантаження на 1 га досягає значних кількостей отрутохімікатів. У кожному господарстві виділяють по 2-3 найбільш представницьких „сигнальних" поля, де застосовуються стійкі та сильно токсичні препарати, з типовими ґрунтами, розташованими на одному елементі мезорельєфу (рівнина, схил тощо) і провідними сільськогосподарськими культурами. Перелік пестицидів, що підлягають контролю, обсяг аналітичних робіт для вимірювання їхніх залишкових кількостей у ґрунті та рослинах визначають за результатами аналізу їхнього застосування в зоні обслуговування протягом останніх 3-5 років.

Вибір „сигнального" поля проводять особливо ретельно на основі попередньої рекогносцировки території. Поле повинно бути типовим для сільськогосподарського угіддя, оскільки на ньому закладається пробний майданчик, з якого відбирають ґрунт для кількісного визначення залишків пестицидів.

„Пробний" (робочий) майданчик - це ділянка розміром 100x100 м, розташована у центрі „сигнального" поля і призначена для відбору індивідуальних проб ґрунту.

На тимчасових пунктах спостереження проби відбирають 2 рази на рік: весною, після сівби, та восени, після збору врожаю. При встановленні багаторічної динаміки залишків пестицидів у грунтах або їх міграції в системі «грунт-рослина» спостереження проводять не менше 6 разів на рік (фонові – перед сівбою, 2-4 рази під час вегетації культур і 1-2 рази в період збору врожаю).

Індивідуальні проби ґрунту відбирають з пробного майданчика бурами на глибину орного шару по центральній вісі майданчика і впоперек механічного обробітку ґрунту. Проби беруть у 10-ти мїсцях, (25-30 проб вагою 15-20 г), через 10-12 м по 2 проби в кожному місці. Точки відбору індивідуальних проб розподіляють рівномірно як у рядках, так і в міжряддях. У садах індивідуальні проби ґрунту беруть на відстані 1 м від стовбурів дерев.

Перед початком відбору проб збирають відомості про застосування пестицидів, агрохімічний стан ґрунту, сільськогосподарську культуру, агротехніку, меліоративні та інші заходи. Зібрані дані заносять у „Картку сигнальної інформації".

При відборі зразка необхідно враховувати строкатість ґрунтового покриву, глибину орного шару, окультуреність ґрунту.

Не можна допускати, щоб змішаний зразок складався з індивідуальних проб, відібраних з неоднорідних за кольором і гранулометричним складом ґрунтів з обробкою різними пестицидами. Маса змішаного зразка - 600-800 г ґрунту.

Для вивчення вертикальної міграції пестицидів роблять грунтові розрізи (розміром 0,81,52,0м) – глибокі шурфи, що перетинають усю серію грунтових горизонтів і відкривають верхню частину материнської породи. Перед відбором проб описують місця розміщення розрізу і грунтових горизонтів (вологість, колір, забарвлення, механічний склад, структура, розвиток кореневої системи тощо). Відбирають з кожного генетичного горизонту по одному зразку товщиною 10 см.

При застосуванні гербіцидів відбір ґрунтових зразків проводять як описано вище, але проби беруть за шарами: 0-5; 5-15; 15-25 см. Ґрунтові зразки відбирають перед збиранням урожаю одночасно з рослинною продукцією. Індивідуальні проби не варто відбирати в поліетиленову або пластмасову тару.

Відібрані проби зсипають на папір, перемішують і квартують (ділять на 4 частини) 3-4 рази. Після квартування ділять на 6-9 частин, з центрів яких беруть приблизно однакову його кількість в папір. Проби супроводжують такими даними: порядковий номер зразка, місце відбору, рельєф, вид сільськогосподарського угіддя, площа поля, дата відбору. Проби аналізують у природному вологому стані. Якщо протягом дня аналізи провести неможливо, зразки ґрунту для хімічного аналізу висушують до повітряно-сухого стану і зберігають у мішечках з тканини чи в картонних коробках. До хімічного аналізу з ґрунту виключають коріння рослин, каміння, скло, друзи гіпсу, вапнякові журавчики тощо. З просіяної проби (масою 200г) відбирають 20 г ґрунту і розтирають у ступці з агату до порошкоподібного стану.

Аналіз ґрунтових зразків виконують у 3-разовому повторюванні. Отримані аналітичні дані заносять у „Картку сигнальної інформації", яка подається в річному звіті токсикологічної групи.

При переважанні ГДК пестицидів у ґрунті для визначення величини урожаю вводять поправочний коефіцієнт - 0,9.

Для визначення залишків пестицидів у ґрунтах присадибних ділянок зразок відбирають з орного та підорного шару методом конверта з площі, яка дорівнює величині земельного наділу.