17

Лекція № 2-3. Охорона і поліпшення якості земель

Значення грунтів як компонентів навколишнього середовища

Ґрунт - самостійне природне органічно-мінеральне тіло, яке виник­ло на поверхні Землі внас-лідок тривалого впливу біотичних, абіотич­них і антропогенних факторів. Ґрунтом називають-ся видозмінені під ипливом живих організмів (передусім рослин) поверхневі шари сухо­долу, які відрізняються від гірських порід складом мінеральної маси, значним вмістом специфічних органічних речовин (гумусу) і мають важливу відмінність - родючість, тобто здатність постачати рослинам необхідні для їх росту поживні речовини, воду і повітря. Ґрунт скла­дається з твердих мінеральних і органічних речовин. Залежно від кліма-імчних, геологічних та географічних умов, ґрунти мають товщину від 15-25 см до 2-3 м.

Ґрунти утворюються під впливом ґтаких факторів: ґрунтоутворюючі породи, рослинні та тваринні організми, вода, клімат, рельєф місцевості, іосподарська діяльність людини. Суттєвим фактором ґрунтоутворення є час: 1 см ґрунту формується від кількох сотень до тисячі років ( залежно від умов).

Ґрунти є гігантською екологічною системою, яка здійснює, поряд із світовим океаном, визначний вплив на всю біосферу. Обмін речовин між іиними організмами і ґрунтом викликається дією біохімічних факторів. Засновником наукового ґрунтознавства є російський вчений В.В. Докучаєв (1846-1903), який вперше дав визначення "ґрунту", виявив його головну відмінність та розкрив сутність ґрунтоутворюючого процесу. Завдяки ґрунтам - найважливішого компоненту біогеоценозів - здійснюється екологі­чний зв'язок живих організмів з літосферою, гідросферою та атмосферою.

В ґрунтах виділяють верхній шар - найцінніший, який містить гумус (продукти розкладу орга-нізмів та органічно-мінеральних речовин), средній шар, який містить переважно мінеральні компоненти, та нижній Шар, який складається із малозмінених продуктів руйнування гірської по­роди.

Ґрунти - основа для одержання врожаю сільськогосподарських культур, вони є першоджерелом всіх матеріальних благ: харчових продуктів, лісоматеріалів тощо. Тому ґрунти є незамінним природним ресурсом і головним завданням діяльності людини є підтримка здатності ґрунтів до самовідновлення у процесі ґрунтоутворення.

Землі, які використовуються або можуть бути використані в галузях народного господарства, називають земельними ресурсами. Земельні ресурси - одні з найуніверсальніших природних ресурсів, особливістю яких є те, що їх не можуть замінити жодні інші ресурси (незважаючи на альтернативні методи вирощування рослин), і вони повинні використовуватись там, де знаходяться. На земельних ресурсах базується сільськогос­подарська діяльність людини. Оброблювані землі дають до 88% харчової енергії для сучасного людства, до 10% харчової енергії людство одержує з природних пасовищ та лісових угідь, і тільки біля 2% - із ресурсів Світо­вої о океану.

Все це говорить про необхідність захисту ґрунтів. На сьогодні існують такі головні фактори втрати ґрунтів:

♦ ерозія - механічне руйнування ґрунтів, яке виникає внаслідок дії води та вітру;

♦ опустелювання - висушування ґрунтів, внаслідок чого ґрунти стають непридатними для сільського господарства;

♦ токсикація - забруднення ґрунтів різноманітними антропогеннимищ забруднювачами;

♦ вторинне засолювання;

♦ прямі втрати ґрунтів у результаті перетворення їх у міста, промисловці підприємства, дороги тощо.

Небезпечність забруднення ґрунтів полягає в тому, що вони є основними джерелом одержання їжі для людей, необхідної сировини та матеріалів. ґрунтів забруднення може потрапляти трофічними ланцюгами в організми людини: ґрунт→мікроорганізми→рослини→тварини→ люди. Відтак, стан ґрунтів, ступінь їх забруднення впливає на здоров'я людини.

Основні фактори втрати ґрунтів. При неправильному (нераціональному) використанні земельних реї сурсів можлива деградація ґрунтів. Деградація ґрунтів - поступове погіршення властивостей ґрунтів (зменшення вмісту гумусу, руйнування структури ґрунту, зниження родючості), яке викликане зміною умов ґрунтоутворення в результаті як природних причин, так і господарської діяльності людини.

Під ерозією ґрунтів (лат. ерозіа - роз'єднання) розуміють різиоманітні процеси руйнування та зносу ґрунтового шару (іноді разом з ґрунтоутворюючими породами) потоками води та вітру. Тому розрізняючи водну ерозію ґрунтів та вітрову ерозію.

Ерозія ґрунтів існувала завжди як природний процес, швидкість якої близька до швидкості процесу ґрунтоутворення. Це так звана природна геологічна ерозія, яку неможливо попередити і яка не завдає значної шкоди земельним ресурсам.

Поряд з геологічним процесом, який і частиною еволюції Землі, має місце прискорена, або руйнівна ерозія, що виникає під впливом діяльності людини. При прискореній ерозії втрати компонентів ґрунту не компенсуються в процесі ґрунтоутворення і ґрунти частково або повністю втрачають свою родючість. При ньому процеси руйнування ґрунтів можуть проходити в сотні і тисячі разів швидше, ніж при природній геологічній ерозії.

Товщина верхнього родючого шару ґрунту, який містить гумус, для багатьох типів ґрунтів рід-ко перевищує 20 см і на його утворення природою витрачено не менше 2-7 тис. років. При прискореній ерозії швидке руйнування цього шару можливе відбуватися протягом 10-30 років, а часто змивається першою зливою або здувається пиловою бурею. Прискорена ерозія, яка є наслідком неправильного використання земель - основний недолік землеробства, який на земному шарі виводить з ладу значні площі родючих земель. Причин прискореної ерозії є декілька.

П о-перше, це безконтрольна вирубка лісів. Ліс є найефективнішим захистом ґрунтів від ерозії. Великі дерева за допомогою кореневої систе­ми та трав'яні рослини, корені яких утворюють тонкі сплетіння, втримують ґрунт у "міцній сітці". Ліс затримує талу та дощову воду і перешкоджає цим утворенню поверхневого стоку. Вода поступово всмоктується ґрун­том, попов-нюючи запас ґрунтових вод, підтримуючи вологість ґрунтів. Завдяки високій властивості утримувати вологу, ліс іноді порівнюють з водосховищем. Вважається, що на 10 тис. га лісу втримується до 500 тис. м³ води. Після вирубки лісу ґрунти залишаються без захисту: талі та дощові води ік затримуються, стікають по схилах, захоплюючи частинки ґрунтів, та ви­носять їх в річки. В землю потрапляє лише незначна частина вологи. Поверх­невий стік води збільшується в 2-3 рази, знижуючи рівень ґрунтових вод, що приводить до збільшення посушливості ґрунтів (рис. 1)

Рис. 1. Зміна характеру водостоку залежно від лісистості територій.

Крім того, випаровування з поверхні оголеного ґрунту проходить знач­но інтенсивніше. Посушлива дія випаровування на незахищених ґрунтах призводить до пониження конденсації вологи у вигляді роси, що надзви­чайно важливо для аридних зон. Під впливом сонячних променів незахищені ґрунти нагріваються надзвичайно інтенсивно, що викликає зміни і загибель ґрунтових мікроорганізмів, а також тварин і рослинних організмів, які відіграють значну роль в утворенні гумусу. Живі організми: комахи, бактерії, водорості, хробаки) мають першочергове значення для формування хімічного складу ґрунтів і приймають участь у процесах перетворення як органічних, так і мінеральних сполук різних елементів. Крім того, скорочення лісів призводить до зміни місцевого клімату сторону сухості, що, в свою чергу, відбивається на збільшенні ступеня п сушливості ґрунтів.

По-друге, це надмірний випас худоби. Зі збільшенням чисельнос худоби значно бідніє рослин-ність , причому молоді рослини худоба з'їд значно швидше, ніж завершується нормальний цикл відновлення пасовищ. Поряд з обкусуванням худобою рослин важливою причиною руйн вання пасовищ є вибивання ґрунтів. Сумісна дія цих факторів призводи до значного зменшен-ня маси зеленої речовини та скорочення площ, вкриті рослинністю.

По-третє, це неправильні методи землеробства. До них належать розорювання легкоеродованих ґрунтів, неправильне розорювання схилів введення монокультур.

Монокультури і, особливо, проорані культури надзвичайно слабо захищають ґрунти. При вирощуванні монокультур на одних і тих же ділянка ґрунти більшу частину року залишаються відкритими, залишеними без рослинного шару, який захищає ґрунти від вітрової та водної ерозії і захищає від надмірного перегріву.

Розорювання легкоеродованих ґрунтів (супіщаних, піщаних тощо) без достатнього захисту викликає інтенсивний розвиток вітрової ерозії. Та ґрунти характерні для посушливих районів Землі.

Неправильне розорювання схилів викликає розвиток передусім водної ерозії. При розорюванні вздовж схилу, навіть при незначній крутизні зливи та талі води стікають під схил та змива-ють поверхневі шари ґрун Щоб попередити водну ерозію, розорювання слід проводити поперек схилу. Розорювання схилу більше 6° крутизни небезпечне (без спеціальних заходів).

Як зазначалось, залежно від факторів, які викликають руйнування ґрунтів, розрізняють водну та вітрову ерозію.

Водна ерозія ґрунтів - це змивання або вимивання частинок ґрунт талими та зливовими вода-ми. Розмивання ґрунтів проходить сильніше схилах, тому в гірських районах ерозія набуває особливої сили. Водна ерозія може бути поверхневою (площинною) і яружною. До водної еро ґрунтів належать також розмивання берегів річок при повенях. Найнебезпечніша форма водної ерозії в горах - це селеві потоки. Наслідка водної ерозії в гірській місцевості є ґрунтозсуви. Основною їх причино вирубка гірничих лісів та надмірний випас худоби.

Вітрова ерозія полягає у видуванні та переміщенні вітром дрібних с хих частинок ґрунтів. Вітрова ерозія може бути місцева (повсякденна, поземкова) та пилові (чорні) бурі, які є найгострішою формою вітрової ерозії.

Для захисту ґрунтів від ерозії проводять меліоративні роботи. Меліоративні (меліорація - покращення) заходи з боротьби з ерозією залежать від ряду факторів. Заходи з боротьби з ерозією поділяють на міжзональні (загальні для всіх зон) та зональні, які в свою чергу поділяють

агротехнічні, лісомеліоративні, гідротехнічні та організаційно-госпо­дарські.

Опустелювання - процес, який призводить до втрати природної екосистемної суцільної рослинності з подальшою неможливістю її підновлення без участі людини. Опустелювання проходить переважно в аридних зонах у результаті природних та антропогенних факторів: зведення лісів, випас худоби, нераціональне використання водних ресурсів тощо.

Вторинне засолювання ґрунтів - це процес накопичення у поверхневих шарах ґрунтів легкорозчинних солей (карбонатів, хлоридів і сульфатів лужних металів), який негативно впливає на рослинний світ. Виникнення вторинного засолювання можна уявити наступним чином: - зрошення посушливих земель здебільшого сприяє підняттю рівня ґрунтових вод і відбуваються такі процеси: вода, піднімаючись, розчиняє солі, що містяться в нижніх шарах ґрунту, і капілярним током виносить їх на поверхню де, внаслідок випаровування, кристалізуються солі. Причин вторинного засолення декілька. По-перше, це надмірна засоленість ґрунтоутворю-ючих порід (високий вміст в них солей натрію). По-друге, це порушення водного 6алансу територій внаслідок безсистемного поливу у відсутності дренажу. По-третє, це використання для поливу ґрунтів вод з підвищеною мінералізацією (в тому числі і морської води). По-чет-верте, це атмосферні опади з високим вмістом солей натрію (характерно для прибережних морських зон).

Заходи з попередження вторинного засолення ґрунтів можуть бути різними. По-перше, це підтримування рівня ґрунтових вод на глибині 1,5-2,0 м за допомогою штучного дренажу. По-друге, це підтримування ґрунтів у розорюваному стані (зменшується випаровування з поверхні ґрунту). По-третє, це використання хімічних меліорантів (гіпсу тощо).

Меліоративні роботи з ліквідації вторинного засолювання ґрунтів можуть базуватись також на наскрізному промиванні засолених ґрунтів пемінералізованою водою і на проведенні біологіч-ної меліорації (вирощуванні на ґрунтах рослин, які здатні накопичувати з ґрунту солі натрію).

Токсикація ґрунтів зумовлена антропогенною діяльністю людини. У ів'язку з цим проводить-ся нормування антропогенного навантаження на грунти.

Нормування антропогенного навантаження на грунти і проблема промислових відходів

У колишньому СРСР встановлювався лише один норматив, що позначав рівень забруднення ґрунтів шкідливими хімічними речовинами - ГДК для орного шару ґрунту. Принцип нормування вмісту шкідливих речовин в ґрунті базується на тому, що потрапляння їх в організм проходить переважно через контактуючі з ґрунтом середовища (росли­ни, повітря, вода). Нор-мативи ГДК розроблені для речовин, які можуть мігрувати в атмосферне повітря або ґрунтові води, знижувати врожайність або погіршувати якість сільськогосподарської продукц В Інституті екології людини проводяться дослідження, що напрямлені на обґрунтування індивідуаль-них показників шкідливих човин ГДК_г для різних типів ґрунтів.

Ключовим питанням нормування антропогенного навантаження ґрунти є оцінка їх забрудненості. За величиною зон та рівнем забру нення виділяють фонове, локальне, регіональне і гло-бальне забрудне ня ґрунтів. Фоновим вважається такий вміст забруднюючих речовин ґрунті, який відповідає або є близьким до природного хімічного скла ґрунту. Локальним вважається забруднення ґрунту поблизу одного а сукупності декількох джерел забруднення. Глобальним є таке забруднення ґрунтів, яке виникає внаслідок переносу забруднюючих речов на відстань не більше 40 км від техногенних і не більше 10 км від сільськ господарських джерел забруднень. Глобальним називають таке забруднення ґрунтів, яке виникає внаслідок дальнього пере-носу забруднюючих речовин на відстань понад 1000 км від будь-яких джерел забруднення.

Згідно з ГОСТ 17.4.1.02-83, за ступенем небезпеки хімічні речовини, потрапляють в ґрунти, поділяють на три класи шкідливих речовин не перевищує ГДК_г, але перевищує фонову концен­трацію:

клас — високонебезпечні речовини;

клас - помірнонебезпечні речовини;

клас - малонебезпечні речовини.

Таблиця 1 - Показники і класи небезпеки хімічних речовин грунту

Показник	Норми концентрації
	1 клас	2 клас	3 клас
Токсичність, ЛД50, мг/кг	< 200	200-1000	> 1000
Персистентність в ґрунті, міс.	> 12	6-12	<6
ГДКг, мг/кг	<0,2	0,2-0,5	>0,5
Персистентність в рослинах, міс.	3 і більше	1-3	<1
Вплив на харчову цінність с/г продукції	сильний	помірний	немає

За ступенем забрудненості ґрунти поділяють на сильно забруднені середньо забруднені і слабо забруднені. В сильно забруднених грунтах вміст забруднюючих речовин у кілька разів перевищує ГДК_г. Для таки ґрунтів характерна низька біологічна продуктивність та істотні зміни ї фізико-хімічних, хімічних і біологічних характеристик. Це є причино того, що при вирощуванні сільськогосподарської продукції на ци ґрунтах, в рослинах спостерігається перевищення норми токсичних речовин. Для середньозабруднених ґрунтів характерне незначне перевищення ГДК_г забруднюючих речовин, що не призводить до по мітних змін їх властивостей. В слабко забруднених ґрунтах вміст шкідливих речовин не перевищує ГДК_г, але перевищує фонову концен­трацію. Оцінка рівня хімічного забруднення ґрунтів проводиться за показника­ми, які розроблені при спряженні геохімічних і гігієнічних досліджень навколишнього середовища. Існують індивідуальні та інтегральні показники забруднення. Коефіцієнт концентрації забруднення ґрунту розраховують іа формулами:

або

С - загальний вміст забруднюючої речовини, мг/кг;

Сф - середній фоновий вміст забруднюючої речовини, мг/кг,

С_ГДК - граничнодопустима концентрація забруднюючої речовини, мг/кг.

Інтегральний показник поелементного забруднення грунтів розраховують за формулою:

Сj - сума контрольних забруднюючих речовин;

С_фj, - сума фонового вмісту забруднюючих речовин.

Коефіцієнт зворотної реакції грунтів на динаміку забруднення розраховують за формулою:

А і А_ф - параметри, які контролюються в забрудненій і фоновій пробах.

При забоудненні грунтів одночасно кількома хімічними елементами, розраховують сумарний показник забруднення, який відображає ефект впливу групи елементів:

К_еі|. - коефіцієнт концентрації і-го елементу в пробі;

п - кількість врахованих елементів.

Сумарний показник забруднення визначають як для всіх елементів в одній пробі, так і для ділянки території по геохімічній виборці.

Оцінка небезпеки забруднення грунтів кількома хімічними інгредієнтами по показнику Z_c проводиться за оціночною шкалою, яка розроблена на основі вивчення стану здоров'я населення, що проживає на територія різним рівнем забруднення грунтів (табл. 2).

Таблиція 2 – Оцночна шкала небезпеки забруднення грунтів за сумарним показником

Категорія забруднення ґрунтів	Величина Zc	Зміна показників здоров'я населення
Допустима	< 16	Низький рівень захворюваності дітей з мінімумом функціональних відхилень
Помірно небезпечна	16-32	Зростання загального рівня захворюваності
Небезпечна	32-128	Зростання кількості хворих,, дітей з хронічними хворобами, порушення функціональних серцево-судинних систем
Надзвичайно небезпечна	> 128	Значне зростання кількості хворих, порушення репродуктивної функції жінок (токсикоз вагітних, передчасні пологи)

Якість грунтів оцінюють також за комплексом гігієнічних (мікробіологічних) показників (табл. 3).

Таблиція 3 – Мікробіологічні показники забруднення грунтів

Оцінка якості грунту	найменування показників
	Кількість лялечок в 0,25 м3 ґрунту, екз.	Кількість яєць гель­мінтів в 1 кг ґрунту, екз.	Колі-титр	Титр анаероб­них бактерій	Санітарне число
Чистий	0	0	1 і більше	0,1 і більше	0,98-1,0
Слабо заб-руднений	одиничні	до 10	1,0-0,01	0,1-0,001	0,85-0,9
Забруднений	10-25	11-100	0,01-0,001	0,001-0,00001	0,70-0,8
Сильно забруднений	>25	> 100	0,001 і менше	0,00001 і менше	0,7 і менше

Важливим критерієм нормування якості ґрунтів є їх санітарний стан. Санітарний стан ґрунтів оцінюють також за такими показниками:

- санітарно-хімічна оцінка (санітарне число, кислотність, БПК, окислювальність, вміст сулььфат- і хлорид-іонів тощо);

- санітарно-ентомологічна оцінка (чисельність комах, які пов'язані із житлом, передусім мух);

- санітарно-гельмінтологічна оцінка (чисельність гельмінтів);

- санітарно-бактеріологічна оцінка (бактерії кишкової групи та інші мікроорганізми, які можуть викликати захворювання людини або домашніх тварин).

В той же час, внаслідок промислового виробництва, в районах розмі­щення підприємств і місць добування корисних копалин, а також нерідко поблизу населених пунктів виникають вогнища індустріальної пустелі а незначною рослинністю і навіть без неї. грунти забруднені промисловими викидами, відходами будівництва, попелом теплових електростанцій, пу­стою породою, вилученої із шахт і кар'єрів в результаті видобувних робіт, залиті нафтопродуктами, завалені побутовим сміттям. На деяких таких ділянках ґрунти виявляються настільки забрудненими, що втрачають ро­дючість.

На кінець 2000 року загальна маса відходів господарської діяльності людини перевищила 104 млрд.т, з яких понад 30% складають тверді відходи промисловості, міського та сільського господарства. Головна маса відходів утворюється на підприємствах таких галузей промисловості:

<. гірничодобувна (відвали, шпами, так звані "хвости" );

<. чорна та кольорова металургія (шлаки, шлами);

<. хімічна (фосфогіпс, піритний недопалок, відходи органічних виробництв тощо).

Зростання населення Землі неухильно приводить до зростання об­сягів промислового виробництва і, як наслідок, зростає кількість відходів, які викидаються в навколишнє середовище. Це призводить до порушення біологічної рівноваги у природних екосистемах, змінює склад та будову земної поверхні. Особливо негативного впливу на навколишнє середовище, і в тому числі на земну поверхню, надає розробкаі корисних копалин відкритим і, у деяких випадках, шахтним способом. Значної шкоди ґрунтам надає складування пустої породи в терикони і від-вали, які за своєю масою та об'ємом в декілька разів перевищують обсяги корисних продуктів. Так, наприклад, у вугільній промисловості власне на вугілля припадає тільки до 20% добутої гірської маси. У хімічній промисловості найбільша кількість твердих відходів припадає на виробництва мінеральних добрив та сульфатної кислоти. Наприклад, тверді відходи виробництва сульфатної кислоти - піритний недопалок - досягають 70% маси колчедану. На підприєм-ствах чорної металургії накопичується значна кількість шлаків, переробка і вторинне використання яких не перевищує 50%. Тверді відходи теплових електростанцій (попіл і шлак) складають до 70 млн.т в рік і їх кількість їх невпинно зростає.

Обсяги промислових відходів, які забруднюють ґрунти, досягли значних масштабів. У містах, наприклад, в середньому на одну людину припадає 375-600 кг промислових відходів щорічно, а їх за­льна кількість на порядок перевищує обсяги продуктів виробництва. Тому, попереджен-ня забруднення ґрунтів є на сьогодні одним із найважливіших завдань техноекології і охорони навколишнього природного середовища. Оптимальним шляхом вирішення цього завдання є роз-виток безвідходних та маловідходних технологій. Наприклад, із золи багатьох кам'яновугільних родовищ, можна добувати рідкі метали, в тому числі уран, германій, ванадій тощо. При додаванні до золи вапняку, можливо виробиництво якісного цементу.

Поставлено завдання обов'язкової перевірки всіх можливост утилізації кожного виду відходів перед їх знищеним або похованн Проте, у більшості випадків тверді відходи вивозять на неконтрольовані звалища або спеціально відведені території в примісь зоні. При складуванні промислових відходів слід враховувати категорійність за гігієнічною класифікацією (табл.4).

Таблиця 4 – Гігієнічна класфікація неутилізованих промислових відходів

Категорія промислових відходів	Характеристики промислових відходів за видами забруднень, які вони містять	Рекомендований метод складування або знезараження
І	Практично інертні	Сумісне складування разом з твердими побутовими відходами
II	Біологічно легко окислювані, органічні речовини	Складування та переробка сумісно з твердими побутовими відходами
III	Слаботоксичні відходи, малорозчинні у воді та органічних кислотах	Складування та переробка сумісно з твердими побутовими відходами
IV	Нафтомаслоподібні відходи, які не підлягають регенерації згідно з діючими вказівками	Спалювання, в тому числі разом з твердими побутовими відходами
V	Токсичні відходи, які слабко забруднюють повітря (на відстані доі м від них спостерігається перевищення ГДК в 2-3 рази)	Складування на спеціальному полігоні промислових відходів
VI	Токсичні	Групове або індивідуальне знезараження на спеціальних спорудах

Нормується рівень накопичення відходів на терито підприємств. Рівень накопичення встановлюється за двома показниками:

- гранична кількість токсичних промислових відходів на території підприємства;

- граничний вміст токсичних сполук у промислових відходах.

Гранична кількість відходів на території підприємств - це така кількість, яку можна розмістити за умови, що можливе накопичення шкідливих речовин в повітрі не перевищуватиме 30% ГДК повітрі робочої зони. Але небезпечні речовини і високотоксичні відходи очисних споруд видаляються з території промислові підприємств протягом доби. Граничну кількість відходів визначають шляхом вимірювання вмісту токсичних речовин в повітрі (з врахуванням ефекту сумації). Отримані середні концентр ділять на відповідне значення 0,3хГДК в повітрі робочої зони (ГДК_рз) і, якщо це відношення більше одиниці (С/0,3хГДК_рз > 1), то кількість відходів, що знаходяться на території підприємства, є граничною і вони повинні бути видалені.

Граничний вміст токсичних сполук у промислових відходах визначається класом небезпеки цих відходів.

Як видно з даних табл. 4, промислові відходи 1-3 категорії можуть складуватись на полігонах разом з побутовими. Місце таких полігонів обирають на території з глинистими ґрунтами, основу вибраної площі роблять у вигляді величезного корита глиною до 1,5 м (для середньої смуги, де за рік випадає до 600 мм опадів). Фільтрат, який накопичується в ньому, залишається межах полігону і не забруднює ґрунт, наземні та підземні води. Частина фільтрату випаровується, а частина просочується все всередину, де викликає повільний біотермічний процес, що проходить з підвищенням температури до 30°С. При необхідності (велика кількість опадів) фільтрат збирають з дна і розбризкують по поверхні складованих відходів. Якщо глинистого ґрунту немає і основу полігону доводиться робити у водопроникливих ґрунтах, дно «корита»

Рис.2. Схематичний розріз полігону для твердих відходів.

в истеляють шаром привезеної глини товщиною не менш 0,5 м. Полігон поділяють на окремі ділянки, які заповнюють пошарово (шар до 2 м висотою ущільнюють бульдозерами) з перекриттям шарів ґрунтом товщиною до 0,25 м. Ізоляція ґрунтом і його наступне ущільнення перешкоджають забрудненню навколишнього середовища, а також поширенню гризунів і комах. Висота складування на таких полігонах досягає 60 м. Полігони можуть мати різні співвідношення довжини і ширини (рис.2.3).

Рис. 3. Горизонтальне планування полігону при співвідношенні довжини і висоти менше 1:2:

Витрати земельних площ під полігони залежать від чисельності жителів у місті, висоти складування і становить в середньому 0,05-0,35 га/рік на кожні 50 тис. жителів.

У закритих від контакту з повітрям відходах (як побутових, так і промислових) виникає анаеробний процес, при якому виділяється біогаз (СН₄+С0₂), який широко використовують як паливо.

Деякі види твердих промислових відходів внаслідок їх високої токсичності необхідно знеза-ра-жувати на спеціальних спорудах. ТІ сичні промислові відходи можуть також складуватись, персробі тись та знезаражуватись централізовано на спеціальних полігон та станціях переробки та нейтралізації. Подібні полігони бувай декількох типів:

• для знезараження одного виду відходів тільки захоронениям або хімічні способом;

• комплексні.

Комплексні полігони розділяють на зони приймання та заховання твердих негорючих відходів, зони приймання та захоронення рідких хімічних відходів та мулу стічних вод, які не підлягають утилізації, зони захоронення особливо шкідливих відходів та зони пламеневого знищення горючих відходів.

Захоронення промислових відходів У-УІ категорій проводять в котлованах глибиною до 10-12 м. Токсичні відходи розміщують в спеціальну тару (для герметизації), а потім розміщують в цих кот­лованах, які виконані з залізобетону.

В цілому для захисту ґрунтів від промислових відходів необхід­но передбачати заходи по запо-біганню забруднення ґрунтів шкідли­вими речовинами. Крім попереджувальних заходів велике значен­ий мають заходи по ліквідації вже існуючих забруднень. Наприк­лад, якщо забрудне-ний тільки верхній шар ґрунту, його можна ви­даляти та поховати з врахуванням санітарних вимог.

За рахунок кумулятивної здатності ґрунтів, в них можуть нако­пичуватись значні кількості важких металів. Існують матеріали, які здатні інактивувати важкі метали в ґрунтах або знижу-вати їх токсичну дію. Це іонообмінні смоли модифіковані функціональними і групами, які ут-ворюють хелатні сполуки з важкими металами. Хе­латоутворюючі іонообмінні смоли вносять у ґрунти в дозах, які виз­начаються рівнем їх забруднення, у вигляді порошку або гранул. Наприклад, при використанні меркапто-8-триазину, іони кадмію, плюмбуму, купруму, меркурію та інші міцно фіксуються у ґрунтах в нерозчинній і недосяжній для рослин формі. При цьому зольні елементи (кальцій, магній, мікроелементи) практично не закріплюються.

До меліоративних робіт по ліквідації забруднення ґрунтів сполу­ками важких металів належать вапнякування та внесення органіч­них добрив. Вапнякування ґрунтів зменшує їх кислотність і роз­чинність сполук плюмбуму, кадмію, арсену, цинку тощо. Поглинан­ня їх рослинами різко зменшується. Органічні добрива, подібно до органічних речовин ґрунтів, адсорбують та втримують у поглинутому стані більшість важких металів. Іноді може проводитись гіпсуван-ня ґрунтів.

Особливо негативний вплив на поверхню Землі здійснює добування корисних копалин відкри-тим способом та місця складування пустої породи в терикони при шахтному способі добуван-ня корис­них копалин. Такі землі називають порушеними.

Рекультивація порушених земель. Процеси природного відновлення рослинного шару ґрунтів та рельєфу порушених земель проходять повільно або взагалі можуть бути неефективними і недійовими, тому що порушення земної поверхні не зникає, а стає стійким техногенним формуванням. Порушені землі підлягають штучному відновленню. З метою збереження та пок-ращення родючості земель та надання площам з порушеною поверхнею властивостей, оточуючих природни комплексів, здійснюється рекультивація земель.

Рекультивація земель - це комплекс інженерно-технічних, ме ліоративних, агротехнічних, лісогосподарських та інших робіт, як виконуються з метою відновлення родючості порушених земель, також покращення умов природного середовища.

Залежно від наступного використання порушених земель, розрізняють такі напрямки рекультивації:

* сільськогосподарська - створення на рекультивованих землях орних і кормових угідь, садів та виноградників;

* лісогосподарська - створення лісопосадок експлуатаційного та спеціального призначення (ґрунтозахисних, санітарно-захисних тощо)

* водогосподарська - будівництво водойм різного призначення (вод сховища, водойми для розведення риби тощо);

* рекреаційна - будівництво зон відпочинку, парків, басейнів, пляжів;

* будівна - освоєння територій (кар'єрів, відвалів) під житлове та пр мислове будівництво;

* санітарно-гігієнічна - біологічна консервація порушених земель, як негативно впливають на природне середовище, рекультивація яки для їх використання в народному господарстві економічно не доціль­на;

* комбінована - об'єднання двох і більше напрямків, наприклад лісо та водогосподарського з рекреаційним.

Критерієм вибору раціонального виду рекультивації є соціаль­ний або економічний ефект від проведених робіт.

Роботи з рекультивації земель проводять, як правило, у два етапи: технічна рекультивація та біологічна.

Технічна рекультивація охоплює підготовку земель, конструювання їх поверхні для наступного цільового використання. До неї належать зняття, складування та збереження родючого шару грунту, селективне (пошарове) формування відвалів, гірничо-планові роботи з вирівнювання поверхні порушених земель, покриття рекультивованих земель родючим шаром землі, будівництво під'їзних шляхів, проведення протиерозійних, гідромеліоративних заходів.

Біологічна рекультивація охоплює комплекс заходів з віднов­лення родючості ґрунтів, підви-щення продуктивності сільсько­господарських та лісових угідь, відновлення флори і фауни, а також усунення негативного впливу порушених земель на навколишнє середовище. У всіх ви-падках біологічний етап рекультивації є техні­чними умовами технічного етапу.

Біологічна рекультивація також може проводитись у декілька стадій. Наприклад, сільськогосподарська рекультивація складаєть­ся з двох етапів:

♦ відновлення родючості грунтів шляхом вирощування невибаг­ливих до умов рослин, які мають (утворюють) велику вагу як коре­невої системи, так і зеленої частини рослин. Це сприяє закріпленню ґрунтів та попереджує розвиток ерозії;

♦ вирощування культурних рослин (бажано багаторічних) з великою врожайністю.

В цілому, можливість проведення біологічної рекультивації та її ефективність визначається ґрунтоутворюючою породою.

Завданням техноекології є рекультивація териконів шахт та искришних порід, які утворюються при гірничих розробках відкри­тим способом. Терикони та відвали повинні розміщуватись на зем­лях, які непридатні для сільського або лісового господарства. Рекомендовано таке вирішення цієї проблеми: розбір та вивіз порід для засипки кар'єрів, зон обрушення, яругів тощо; покриття породи родючим шаром ґрунту та проводження біологічної рекультивацію (лісогосподарську, рекреаційну тощо). Якщо у відвал складені нетоксичні породи, то товщина потенційно родючого шару досягає 1 м, а родючого - до 0,5 м. Якщо укладаються токсичні по-роди, то необхідно використання захисного шару щебеня або нетоксичних глин, товщиною до 0,4 м.

При вирішенні питання про використання кар'єрів для водного господарства, обґрунтовують можливість та доцільність затоплен­им кар'єру після його обробки, заходи по попередженню прориву води в діючі підземні виробітки, заходи по забезпеченню стійкості бортів та сприятливого хімічного складу води, благоустрою тери­торій та озеленення схилів.

З точки зору зменшення порушення земної поверхні перевагу піддають підземним розробкам. їх екологічність залежить від спо­собу ведення підземних гірських робіт. Існують способи ве-дення гірських робіт, які забезпечують попередження та скорочення площ порушеної земної поверхні і охоплюють такі напрямки:

♦ використання способів ведення гірських робіт, які виключають вилучення породи на земну поверхню;

♦ використання систем розробки з вилученням породи на поверхню за умови повного використання відходів гірських та переробних підприємств;

♦ перехід на нові способи розробки (геотехнологічний тощо).