Фоновий вміст і гранично допустима концентрація вжких металів у ґрунті, мг/кг

Елемент	Фоновий вміст	Гдк
Cd	0.5	3
РЬ	10	32
Нg	0.02	2.1
Zn	50	100
Se	0.01	10
Ni	40	85
Со	8	50
Сu	20	55
Сr	75	100
Аs	-	2

У разі виявлення в ґрунті підвищеного вмісту декількох металів, поправочний коефіцієнт встановлюється за металом, вміст якого найбільше перевищує вказані нормативи.

Складання карт забруднення грунтів важкими металами

При дослідженні забруднення грунтів важкими металами складають грунтово-технохімічні карти, де вказують типи і різновиди грунтів і ступінь забруднення грунтів металами.

Картографування здійснюється за шкалою ступеня забруднення грунтів (відношення ГДК концентрації забруднюючої речовини до наявної концентрації її у грунті):

• незабруднені грунти – менше 1 (для вирощування екологічно чистих продуктів);

• слабозабруднені грунти – 1-3 (землі для загального використання);

• середньозабруднені – 3-5 (землі для вирощування кормових культур);

• сильнозабруднені грунти – більше 5 (землі з обмеженим сільським призначенням).

Також використовуються карти з виділенням наступних екологічних класів грунтів: незабруднених, екологісно чистих, слабозабруднених (важкі метали ІІІ класу небезпечності), середньозабруднених (метали ІІ класу небезпечності), сильнозабруднених (метали І класу небезпечності).

До карт прикладається пояснювальна записка, в якій наводяться фізико-географічні і метеорологічні умови регіону, характеризуються джерела забруднення. Кожному значенню ступеня забруднення грунтів на карті відповідають певний колір і штриховка. Карти відображають рівень забруднення грунтів важкими металами і дають змогу виконувати прогнозні оцінки процесів, які у них відбуватимуться.

6.3 Моніторинг меліорованих земель

6.3.1 Меліорація та її екологічні наслідки

Спрямоване поліпшення несприятливих властивостей природного середовища з метою максимально повного використання природно-ресурсного потенціалу називають меліорацією.

Меліорація - система науково обґрунтованих організаційно-господарських, технічних, біологічних й інших заходів, спрямованих на поліпшення природних умов використовуваних територій. Сільськогосподарська меліорація переважно орієнтована на поліпшення ґрунтових, гідрологічних і кліматичних умов сільськогосподарських угідь і включає зрошення, обводнювання, осушення земель, протиерозійні заходи, розсолення ґрунтів тощо. Об'єктами меліорації можуть бути також ліс, ландшафти, клімат, водні об'єкти, порушені землі й ін. У зв'язку із цим виділяють різні види й способи меліорації (табл. 6.12).

Меліорація земель покликана сприяти одержанню високих і сталих врожаїв, підвищенню родючості ґрунту й раціональному використанню земельних ресурсів.

Таблиця 6.12

Зведена таблиця деяких основних способів меліорації

Види меліорації	Підвиди	Способи
Кліматичні	а) мікрокліматичні б)мезо- і макрокліматичні	обігрів плантацій димом; укриття; полив; штучне викликання опадів із хмар; розсіювання хмар; знищення граду; штучне танення льодовиків; зміна стоку рік; гідротехнічні спорудження; штучні водойми
Водні	а) зрошення	поверхневе; підґрунтове; лиманне; дощування
	б) осушення	відкритий спосіб; закритий дренаж; обвалування
Сніжні		снігозатримання, снігонакопичення, ущільнення снігу, затримка талих вод
Фітомеліорації	а) лісомеліорації	полезахисне лісорозведення; гірська лісомеліорація; лісонасадження на зрошуваних землях і на пісках
	б) чагарникові й трав'янисті	закріплення пісків псамофітами й чагарниками
Земельні	а) боротьба з ерозією	регулювання поверхневого стоку, випасу худоби; закріплення ярів; ґрунтозахисні заходи
	б) культурно-технічні	знищення механічних перешкод при обробці ґрунту; знищення дикої рослинності, хімічна меліорація незручних і малопродуктивних земель; терасування схилів
	в) підвищення родючості оброблюваних земель	вапнування кислих і гіпсування засолених ґрунтів; внесення добрив; боротьба з бур'янистою рослинністю; створення потужного рослинного покриву

До неї відносяться: зрошення й осушення земель; обводнювання пасовищ; регулювання течії рік і поверхневого стоку вод; промивання водою засоленого ґрунту; вентиляція ґрунтів, що погано проводять повітря, за допомогою підземних дрен; побудова гідротехнічних споруджень і валів для запобігання ерозії ґрунтів; видалення вимоїн і закріплення ярів; зміцнення сипучих пісків залісенням, сидерацією й внесенням органічних добрив; грунто- і полезахисне лісонасадження; корінне поліпшення хіміко-фізичних властивостей ґрунту шляхом вапнування, гіпсування й внесення органічних і мінеральних добрив; усунення солонцевих плям на полях, пасовищах і косовицях; корчування пнів, насадження чагарнику, збирання валунів і каменів з полів, лугів і пасовищ, знищення купин, вирівнювання мікрорельєфу. Кожен вид цих робіт виконують залежно від господарської необхідності й доцільності з урахуванням природних умов даної місцевості. При цьому найбільш повний господарський та економічний ефект меліорація дає при комплексному здійсненні системи меліоративних заходів.

Один з найважливіших напрямків інтенсифікації сільськогосподарського господарства в регіонах з недостатнім і нестійким природним зволоженням є зрошення.

Зрошуване землеробство опирається на певні природні закономірності, які повинні лежати в основі будь-якого комплексу природоперетворюючих заходів: закон мінімуму; закон рівнозначності й незамінності факторів росту; закон оптимуму; закон взаємодії (сукупної дії) факторів. Застосування цих законів при проведенні заходів, спрямованих на підвищення родючості ґрунту й продуктивності вирощуваних культур, вивчені й представлені В. Р. Вільямсом як основи наукового ґрунтознавства.

Застосування сучасних методів досліджень на зрошуваних масивах, проведення багатофакторних стаціонарних польових дослідів, що забезпечують комплексний підхід до вивчення змін, що супроводжують процес зрошення, а також є його наслідком, дозволяють установити закономірності, характерні для різних умов аридності. Отримані до теперішнього часу результати свідчать, що в зрошуваному землеробстві у зв'язку з інтенсивним застосуванням поливів, добрив і засобів захисту рослин проявляються нові закономірності у взаємодії екологічних факторів. Виникає необхідність розробки спеціальних заходів щодо охорони навколишнього природного середовища.

Але один з найнебезпечніших наслідків зрошення – це засолення земель.

Щорічно через засолення на планеті випадає з обороту більше 300 тис. га зрошуваних земель, а загальна площа засолених і земель, що стали неврожайними, досягає 25 млн га.

Засолення ґрунтів являє собою підвищення вмісту в них легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів, сульфатів). Якщо процес засолення обумовлений засоленістю грунтоутворюючих порід, привносом солей ґрунтовими й поверхневими водами, то засолення називають первинним або залишковим.

Присутність у ґрунтах легкорозчинних солей несприятливо впливає на ріст і розвиток рослин. Більша частина зернових культур знижує врожайність при електропровідності, що становить 4...6 мСм/см. Для овочевих і плодових культур ці величини набагато нижче (1...2 мСм/см).

Негативний вплив легкорозчинних солей на рослини пов'язане із сукупною дією трьох різних факторів. Переважну роль звичайно грає високий осмотичний тиск ґрунтового розчину, обумовлене підвищеним вмістом розчинених солей й, що приводить до погіршення поглинання вологи рослинами. Тому на засолених ґрунтах рослини часто страждають від посухи навіть при високій вологості ґрунту.

Ще один фактор, що перешкоджає нормальному росту рослин, — специфічний вплив іонів Cl^-, SO^-₃, НСО^-₃, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, іноді NО^-₃ і К⁺. Коли в листах накопичується більше 0,5 % Сl або більше 0,2 % Na (розраховуючи на суху масу), відбувається обгорання листів, вони отримують бронзове забарвлення, виникають некрози. Передбачається, що при високій концентрації в розчині іонів Na⁺ і С1^- у рослинах порушується процес транспірації. Найбільш чутливі до хлору рослини проявляють ознаки гноблення при концентрації С1^- у витяжці з насиченого ґрунту, що становить 5...10 мг ^. экв/л. Висока концентрація в ґрунтовому розчині іонів Са²⁺ приводить до порушення живлення рослин катіонами Mg²⁺ і К⁺, а високий вміст Na — катіонами Са²⁺ й Mg²⁺. Присутність соди обумовлює лужну реакцію середовища, що перешкоджає нормальному розвитку більшості сільськогосподарських культур.

І нарешті, третій фактор, що обумовлює несприятливий вплив легкорозчинних солей на рослини, - різке погіршення фізичних властивостей ґрунтів у присутності катіонів натрію. При цьому відбувається обезструктурення ґрунту, погіршуються його водний і повітряний режими.

Основний меліоративний прийом, спрямований на підвищення продуктивності засолених ґрунтів, - промивання водою, завдяки яким при наявності дренажу із ґрунтового профілю відділяються легкорозчинні солі, тобто солі, розчинність яких більше 2 г/л. Через низьку водопроникність особливо погано піддаються меліорації ґрунти содового засолення, не утримуючі гіпсу. У таких випадках для підвищення врожайності сільськогосподарських культур доцільний підбор солесолестійких видів рослин.

Найчастіше засолення відбувається при нераціональному зрошенні. Цей процес називають вторинним засоленням. Ґрунти вважають засоленими, якщо вони містять більше 0,10%, по масі токсичних для рослин солей або більше 0,25 % солей у щільному залишку (для безгіпсових ґрунтів). Розрізняють багато форм засолення й різновидів засолених ґрунтів.

Процесу вторинного засолення можуть піддаватися природно сазолюючі, залишково-засолені, первинно незасолені або глибокорозсолені ґрунти. Основний механізм цього процесу - привнос солей зі зрошувальними водами в розчинному або зваженому стані й випадання солей у ґрунтовій товщі з мінералізованих ґрунтових вод, рівень яких при зрошенні часто піднімається. Останнє явище особливо поширене на рівнинних, погано дренованих територіях. При недостатньому дренажі вторинне засолення може привести до катастрофічних наслідків. Через велике нагромадження солей у ґрунтах великі масиви зрошуваних земель стають непридатними для землеробства і їх доводиться виводити із сільськогосподарського використання.

Вторинне засолення ґрунтів на зрошуваних ділянках часто супроводжується забрудненням ґрунтів важкими металами, пестицидами, гербіцидами, нітратами, з'єднаннями бора. Всі ці речовини в районах інтенсивного сільськогосподарського використання попадають у ґрунт як зі зрошувальних, так і із ґрунтових вод.

Немаловажною причиною засолення ґрунтів є підняття мінералізованих ґрунтових вод вище певного критичного рівня.

Для видалення солей із ґрунту проводять багаторазове промивання прісною водою. На солонцях і солонцюватих ґрунтах (зі вмістом більше 5...10 % обмінного натрію) рекомендується застосовувати гіпсування або відходи від виробництва добрив (фосфогіпс), а також триярусну оранку для перемішування солонцевого горизонту з карбонатним.

Ефективний спосіб зниження засоленості ґрунтів - оброблення на них рослин, здатних поглинати 20...50 % солей розраховуючи на масу сухої речовини. До таких рослин відносяться пирій подовжений, буркун, лядвенець, мітлиця й ін.

Екологічно безпечне функціонування зрошуваних агроекосистем може бути досягнуто тільки за умови збалансованої взаємодії природних й антропогенних факторів.

Ефективним засобом меліорації є осушення перезволожених земель.

Загальна площа осушених земель у світі становить 160,6 млн га, або більше 11 % світової площі ріллі й багаторічних насаджень. У колишньому СРСР тільки в землеробській зоні налічувалося близько 250 млн га перезволожених земель, але загальна площа осушених земель становила всього 12,5 млн га. У Європі осушені землі становлять 70 % всієї меліорованої площі континенту. Осушення боліт і заболочених земель найбільш розвинене у Великобританії, Угорщині, Італії, ФРН, Фінляндії, Франції, Югославії. В Африці осушені землі зосереджені головним чином у Єгипті, Марокко, Судані.

Перспективи розвитку осушувальної меліорації у світі оцінюються приблизно в 220 млн га.

Застосовують наступні основні методи й техніку осушення :

при атмосферному типі живлення - пристрій відкритої системи каналів, закритих дрен, кротування, глибоку оранку й ін. у сполученні з будівництвом каналів;

при ґрунтовому й ґрунтово-напірному типі - будівництво відкритих каналів, закритих дрен і розвантажувальних свердловин, вертикальний дренаж;

при схиловому типі - будівництво нагірних каналів, протиерозійні заходи на схилах;

при намивному типі - будівництво дамб, обвалування, регулювання русявів рік і річкового стоку (будівництво водоймищ, перекидання частини стоку в інші басейни й ін.).