Основні забруднювачі ґрунтів

Мінеральні добрива. Для компенсації втрат мінеральних речовин ґрунтом із зібраним урожаєм і підтримання родючості земель вносять добрива – азотні, фосфорні та калійні. При їх внесенні не завжди враховують хімічний склад ґрунту, агротехніку культури, терміни й норми внесення, що призводить до накопичення їх у ґрунті та рослинах, надходження у поверхневі води зі стоком. Азотні і фосфорні добрива сприяють азотфіксації, активують діяльність ґрунтових бактерій, актиноміцетів, грибів, які руйнують рештки рослин і тварин, формуючи гумус.

Накопиченню нітратів у рослинах сприяють:

високі дози азотних і органічних добрив;

затінення в разі загущення посівів;

надмірна вологість і низька температура, посуха;

пригнічення рослин засобами захисту;

ослаблення рослин внаслідок ураження шкідниками та захворювань.

Крім того, добрива часто містять важкі метали та радіонукліди. 1 т суперфосфату містить 0,7–0,9 кг плюмбуму, 0,3 кг кадмію, невеликі кількості радіоактивних елементів – урану, радію, торію.

Метали, які входять до складу засобів хімізації сільськогосподарського виробництва наведені у табл. 14.

Таблиця 14

Засоби хімізації	Метали
Фосфорні добрива   Хімічні меліоранти: фосфогіпс   томасшлак   Пестициди	Купрум, цинк, кадмій, хром, кобальт, плюмбум, нікель, ванадій, стронцій, уран-238, торій-232, радій-226, плюмбум-210, полоній     Манган, стронцій, натрій, калій, барій, рідкоземельні елементи     Хром, ферум, плюмбум, кальцій;   Меркурій, купрум, ферум, алюміній, цинк, станум, плюмбум, арсен

Іноді для удобрення земель використовують промислові чи господарсько-побутові стічні води і шлами після реагентного очищення вод. Це може вносити в ґрунти окремі види забруднювачів, найчастіше – важкі метали (РЬ, Zn, Cs, Ni, Со та ін.).

Пестициди. Це збірна назва засобів для боротьби з бур'янами, шкідниками, грибними захворюваннями сільськогосподарських культур тощо. Деякі речовини використовують для одночасного дозрівання врожаю (ретарданти, ауксини), скидання листя перед збиранням (дефоліанти), боротьби з масовим розмноженням водоростей (альгіциди). Найбільше вони потрібні під час вирощування рису, винограду, а також зернових і овочевих культур на поливних землях. Окремі пестициди стійкі в довкіллі, здатні до біоакумуляції, токсичні для людей і тварин (спричинюють отруєння, каліцтва, утворення злоякісних пухлин).

Пестициди, які використовують в Україні, поділяють на три групи: препарати рослинного, грибного та бактеріального походження; неорганічні препарати, до складу яких входять ферум, купрум та ін.; синтетичні органічні препарати, що містять хлор, сульфур, фосфор.

У 1983 р. в Росії у сільському господарстві на людину припадало використання 25 кг хімічних добрив; кількість новонароджених із генетичними відхиленнями становила 16,5% від загальної кількості (при 30% генетичних порушень популяції загрожує загибель).

Пестициди поділяють: з а хімічною природою,за стійкістю в довкіллі, за величиною ЛД₅₀ (при одноразовому надходженні у травний канал).

Незважаючи на пропаганду відмови від пестицидів, їх виробництво зростає. Експерти ВООЗ вважають, що, попри концентрування пестицидів упродовж 40 років використання хлорорганічних (ДДТ, гексахлоран) і 30 років фосфорорганічних (хлорофос, карбофос), кількість хворих на рак не збільшилася і вплив пестицидів менший, ніж стресів, смогу, вихлопів автотранспорту, спалювання сміття.

Пестициди поліпшують якість окремих видів продуктів, наприклад знищують на злакових культурах гриби, які зумовлюють фузаріоз зерна.

З іншого боку, факти протилежні. В Індонезії вважають, що впродовж 20 років пестициди завдали більше шкоди, ніж принесли користі, знищивши не шкідників сільськогосподарських рослин, а їхніх природних ворогів.
О. Яблоков наводить факти, коли пестициди стимулюють поширення небезпечних вірусів. На Кубані, де вносять багато пестицидів, діти до 14 років хворіють на туберкульоз у півтора рази частіше, ніж раніше.

Важкі метали – це умовна назва металів, які мають щільність понад 6 г/см³, відносну атомну масу понад 50 а.о.м., більшість з яких токсичні (цинк, кадмій, меркурій, хром, плюмбум, манган).

Джерела надходження важких металів у грунт: відкритий видобуток корисних копалин; викиди металургійних заводів, хімічних підприємств, сміттєспалювальних фабрик; ТЕС; звалища відходів; атмосферні опади; пожежі.

Метали порівняно легко накопичуються в ґрунтах, але повільно і важко видаляються з них. Період напіввидалення металів сягає до кількох тисяч років.

Поблизу гірничо-металургійних комбінатів у радіусі 5 км спостерігається висока забрудненість ґрунтів важкими металами, в радіусі 20–50 км – менша. Іноді виникають "технологічні пустелі", позбавлені гумусу й рослинності, значною мірою еродовані.

Навколо великих ТЕС забруднення відбувається в радіусі 10–20 км. Важкі метали вимиваються і з відвалів зол і шлаків ТЕС, що містять в значних кількостях навіть радіонукліди. Особливо ґрунт забруднений плюмбумом, що входить до складу палива, поблизу пожвавлених автомагістралей.

Хімічне забруднення ґрунтів металами оцінюють за сумарним показником забруднення

За значенням сумарного показника забруднення розроблена шкала
(Ю. Саєт і Б. Равич), що відображає небезпеку забруднення ґрунтів для здоров'я людини.

Важкі метали у ґрунті можуть:

утворювати малорухливі форми у вигляді малорозчинних сполук;

зв'язуватися у стійкі розчинні комплекси з численними органічними лігандами, зокрема гуміновими та фульвіновими кислотами;

мігрувати у вигляді розчинних сполук;

накопичуватися в рослинах і передаватися по ланцюгах живлення;

поглинатися ґрунтовим вбирним комплексом;

потрапляти в організм ґрунтових мешканців.

Важкі метали є протоплазматичними отрутами, токсичність яких зростає зі збільшенням атомної маси. Механізм токсичної дії катіонів металів різний і зумовлює:

зниження активності ферментів (купрум, меркурій);

утворення хелатів (клешнеподібних комплексів) зі звичайними метаболітами та порушення обміну речовин (ферум);

взаємодію з клітинними мембранами і зміну їх проникності та інших властивостей (кадмій, купрум);

конкуренцію з хімічними елементами, необхідними для живлення рослин (цинк входить до складу багатьох ферментів і заміщення його кадмієм спричинює порушення функціонування ферментних систем та загибель рослин).

Рослини мають різну стійкість до важких металів. Окремі види здатні накопичувати значні кількості їх, виступаючи в ролі геоіндикаторів. Цю здатність використовують і для очищення ґрунтів від катіонів важких металів.

Важкі метали впливають і на ґрунтову біоту, порушуючи рівновагу, що існує між видами внаслідок їх різної чутливості до забруднення ґрунту. Найстійкіші до важких металів целюлозолітичні бактерії та мікроскопічні гриби.

Нафтопродукти і нафта потрапляють у ґрунт: під час видобутку нафти і природного газу; у разі аварій нафтопроводів; разом зі стічними водами численних галузей промисловості; з атмосферними опадами; під час роботи техніки на полях; змиванням із поверхні автомагістралей, автомийок і транспортних підприємств тощо.

Вплив вуглеводнів та інших сполук нафти й нафтопродуктів на фізичні, хімічні та біологічні процеси в ґрунті, а також рослини і тварин залежить від: їх хімічної природи; леткості компонентів; густини та в'язкості; здатності руйнуватися під дією зовнішніх чинників (сонячного світла, температури, кисню повітря, води, ґрунтового розчину); токсичності; концентрації; кількості тощо.

Нафта при високих концентраціях ізолює поживні речовини від коренів рослин; робить ґрунтову масу гідрофобною; при загущенні утворює асфальтоподібну масу на поверхні ґрунту, яка ускладнює обмін газами і водою між атмосферою та ґрунтом.

Через наявність ароматичних і поліциклічних ароматичних вуглеводнів та інших сполук нафта і нафтопродукти токсичні для ґрунтової біоти. Однак у ґрунті є численні бактерії, гриби та інші організми, здатні вибірково руйнувати ті чи інші компоненти нафти, використовуючи їх як джерело карбону для створення біомаси. Нафта з часом руйнується; швидкість цього процесу різна для різних компонентів.

Радіонукліди. Радіаційний фон земної поверхні залежить від радіоактивності гірських порід, які виходять на поверхню. В породах вулканічного походження більше радіоактивних ізотопів, ніж в осадових, хоча сланці та фосфорити мають ще більшу радіоактивність.

Джерела радіоактивних ізотопів у ґрунті:

розробка родовищ уранових руд;

випробування ядерної зброї;

паливно-енергетичний комплекс;

могильники радіоактивних речовин (відходів);

аварії на АЕС;

втрати під час переробки уранових руд.

Радіонукліди мігрують як по поверхні ґрунту, так і вглиб. Співвідношення між шляхами міграції зумовлене кліматичними умовами, сорбційними властивостями ґрунтів, діяльністю ґрунтових мікроорганізмів, розчинністю радіонуклідів, ступенем засвоєння рослинами.

Коефіцієнт акумуляції характеризує накопичення радіонуклідів рослинами чи тваринами порівняно з їх вмістом у ґрунті (субстраті).Його значення залежить від хімічної природи радіонукліда, типу ґрунтів, ступеня аерації, рН ґрунтового розчину, наявності поживних речовин, видової різноманітності рослин і тварин.

Найнебезпечніші нині (після аварії на ЧАЕС) радіонукліди ⁹⁰Sr і ¹³⁷Сs є хімічними аналогами біофільних елементів – кальцію ікалію, тому легко потрапляють у рослини. Важкі ґрунти (суглинисті і глинисті) мають більшу вбирну здатність, ніж легкі.

Найбільше радіонуклідів накопичують багаторічні бобові та зернобобові культури, коренеплоди, щавель, смородина; з дикорослих – чорниця, дивина скіпетроподібна, м'ята, звіробій, фіалка триколірна (зверніть увагу – це лікарські рослини, тож вміст радіонуклідів у лікарській сировині слід обов'язково контролювати).

Шляхи зменшення поглинання радіонуклідів рослинами:

внесення добрив (але надлишок сполук нітрогену при нестачі калію і фосфору може, навпаки, зумовити інтенсивне накопичення ¹³⁷Сs);

насичення ґрунту калієм зменшує поглинання цезію;

вапнування ґрунтів і збільшення концентрації кальцію в ґрунтовому розчині знижує надходження ⁹⁰Sr;

фосфати та карбонати осаджують стронцій у вигляді нерозчинних сполук або знижують його вміст у ґрунті за рахунок співосадження ⁹⁰Sr з важкорозчинними фосфатами й карбонатами феруму, кальцію, магнію при внесенні фосфорних добрив;

внесення перегною та мінеральних добрив з одночасним вапнуванням ґрунтів знижує вміст радіонуклідів у рослинній продукції у 4–5 разів.

Крім того, для очищення ґрунтів від радіонуклідів використовують рослини, які їх поглинають у значних кількостях. Зокрема, соняшники за 10 днів вегетації вбирають з ґрунту 95 % радіоактивних ізотопів цезію і стронцію. Рослини спалюють, а золу захоронюють, як радіоактивні відходи.

У зоні відчуження ЧАЕС проводиться велика робота з цього напряму.

Дата добавления: 2015-05-26