2.4. Забруднення ґрунтів фтором

Фтор, дуже поширений у земній корі, знаходиться у формі різних сполук, велика частина яких нерозчинна чи слаборозчинна у воді. Вільні розчинні сполуки, такі як фторид натрію (Na), зустрічаються рідко.

Вміст фтору в фунтах може бути різним залежно від їх генезису й властивостей. Грунти звичайно містять 50 — 200 мг/кг фтору, а забруднені фунти — до 8 000 мг/кг при припустимій межі 200 мг/кг . Піщані фунти менше забезпечені фтором. У глинистих фунтах вміст фтору змінюється пропорційно вмісту глини. Вміст фтору у верхньому горизонті фунтів звичайно нижчий унаслідок видужування. У той же час верхній горизонт фунтів здатний утримувати певну кількість фтору з атмосфери, у глинистих фунтах цей процес протікає активніше, ніж у суглинних, піщаних і торф'яних.

Основні джерела забруднення фунтів фтором — алюмінієва, керамічна, скляна промисловості, виробництво фосфорних добрив і т.д. Відомо, що деякі мінеральні добрива збагачують фунт фтором. Наприклад, суперфосфат містить 1— 1,5% фтору, у той час як комплексні добрива — 0,5 — 1%. Природні фосфорити містять різну кількість фтору, наприклад туніські й марокканські містять 3 — 5% загального фтору. При виробництві фосфорних добрив (після обробки сульфатною кислотою) отримують велику кількість відходів, відомих під назвою фосфогіпсу, що містять 54 — 60 мг/кг фтору. Вони використовуються при меліорації лужних фунтів у дозі 6 — 12 т/га, що може стати джерелом забруднення фунтів фтором.

Фтор у концентрації від 50 до 200 мг/кг фунту мобілізує значні кількості органічної речовини й алюмінію меншою мірою - феруму. Інтенсивність

49

вимивання цього елемента залежить від властивостей фунтів. Накопичений у ґрунті фтор впливає на чисельність і видовий склад членистоногих комах. Один зі шляхів накопичення фтору в рослинах — надходження з грунтів.

Як запобіжний захід від отруєння фтором пропонується вирощування лише стійких до фтору рослин. Основний засіб боротьби із забрудненням фунтів фтором — видалення джерела забруднення.

2.5. ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТІВ РАДІОАКТИВНИМИ РЕЧОВИНАМИ

Важливим джерелом забруднення фунтів можуть бути випромінювання. Цей тип забруднення виник одночасно із поширенням використання радіоактивних речовин. Відомо, що радіоактивні речовини здатні заражати повітря, фунт, воду, предмети, продукти й т.д., тому є дуже шкідливими для всіх живих організмів. Роль ґрунтів у радіоактивному забрудненні продуктів істотна, особливо при міграції Sr і Cs, що характеризуються великим періодом напіврозпаду. У даний час в околицях великих міст, де сконцентрована промисловість, а також навколо атомних реакторів у фунтах міститься припустима кількість ^Sr, що не становить небезпеки для навколишнього середовища. £.

Радіоактивні елементи, що відзначаються помірним чи коротким життям (^І44Се, ^І31І, ^IO3Ru і ¹⁰⁶Ru, ^Sr, ⁶⁵Zn), звичайно розпадаються раніше, ніж потрапляють у фунт, однак вони можуть стати небезпечними в дощовий період, коли краплі дощу прискорюють їх випадання на фунт.

Небезпечними є Се, ^ПІІ,. ²³⁸U, ⁶⁵Zn і особливо елементи з тривалим періодом розпаду, наприклад, ¹³⁷Cs (50 років) і ^Sr (27 років).

В основному іонізовані джерела радіації можна розділити :

— на контрольовані (ядерні установки, джерела, використовувані в лабораторіях, на заводах і т.д.);

— неконтрольовані (відходи, що потрапляють у навколишнє середовище від уранових шахт, заводів по переробці пальних речовин і атомних електростанцій).

Потенційними джерелами радіоактивного забруднення можуть бути аварії чи нещасні випадки на атомних установках.

Усе-таки було б неправильним думати, що іонізуюче випромінювання є тільки наслідком сучасного науково-технічного прогресу. Іонізуючі випромінювання існують й існували в природі й раніше. Найголовніша з них — це космічна радіація, що заповнює весь міжзоряний і навіть міжгалактичний простір. Крім іонізуючого випромінювання космічних компонентів, людина піддасться і впливу телурових компонентів, що спричинено наявністю в земній корі численних радіоактивних елементів, що постійно виділяють свою радіацію. Наприклад, в ураніті й карналіті, у рудах, багатих ураном, є сліди трансуранових елементів, відповідно нептунію і плутонію. З іншого боку, це природне радіоактивне забруднення має й деякі локальні розбіжності. Наприклад, у районі Керала в Індії чи в області Гуарапарі в Бразилії, де знаходяться важливі

50

родовища моназитових пісків (які містять торій і весь радіоактивний ряд цього елемента), зовнішнє випромінювання і внутрішнє забруднення можуть досягати значно більших ніж середні величин. Такі розбіжності практично виявляються й в інших регіонах. Наприклад, у Севастополі обмірювана річна доза в повітрі склала 40 мрад, у той час як в азіатських областях колишнього СРСР, де властивості грунтів інші,— 150 мрад. У гірських областях Швейцарії з безліччю гранітних кристалічних порід виміри річних доз досягли 300 мрад.

Важливим джерелом радіоактивного забруднення грунтів є випробування атомних бомб. Крім цієї небезпеки зараження військового характеру, існує й інша — як наслідок мирного використання атомної енергії, що сприяє збільшенню фону радіоактивності землі й відповідно поширенню радіоактивних відходів, одержуваних у результаті використання атомної енергії в наукових дослідженнях і особливо при вирішенні завдань атомної енергетики в усьому світі.

У грунті, особливо в його верхньому горизонті, концентруються радіоактивні стронцій і цезій, звідки вони потрапляють до рослин чи тварин. Великі кількості радіоактивного цезію акумулюють лишайники в північних зонах Європи й Америки. Північні олені, що харчуються лишайниками, у свою чергу, накопичують ізотопи. У шістдесятих роках минулого сторіччя було встановлено, що вміст цезію в організмі лапландців, що харчуються олениною, у 10 і більше разів вищий, ніж в інших північних народів.

Оскільки ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs мають тривалий період розпаду, їх подальша доля в фунті, проникнення в рослини становлять предмет особливого дослідження з метою охорони здоров'я людини.

Проведені дослідження показали, що '"Sr найкраще закріплюється органічною речовиною грунтів з формуванням нерозчинних комплексів (хелапв). Обмінні групи органічної речовини представлені в основному гуміновими кислотами. У торфовищах при адсорбції і вилученні '"Sr кількість нітрату відіграє більш важливу роль, ніж вміст органічної речовини.

У більшості грунтів збільшення величини рН і кількості обмінних катіонів кальцію і калію сприяє адсорбції '"Sr. Однак у торфовищах збільшення величини рН, навпаки, приводить до більш інтенсивного вилучення ^Sr. Глинисті мінерали також сильно закріплюють '"Sr.

¹³⁷Cs добре фіксується глинистими мінералами, особливо слюдяними. Аналогічно '"Sr адсорбція ¹³⁷Cs збільшується, а його вилучення зменшується іі зростанням величини рН і вмісту обмінних катіонів, особливо калію. Чим вищі величина рН грунту й вміст обмінних катіонів і глини, тим міцніше ⁿ⁷Cs закріплюється ґрунтами даного механічного складу. На відміну від ⁹⁰Sr він слабкіше фіксується органічною речовиною грунту. Розчинні органічні речовини мінеральних грунтів скорочують і сповільнюють фіксацію ^l37Cs глинистими мінералами.

Останнім часом приділяється велика увага вуглецю ^І4С. Він може накопичуватися в грунтах, звідки легко надходить у рослини, а надалі потрапляє до організму тварин і людини. На сьогодні важко сказати про накопичення його в токсичних концентраціях.

51

Оскільки радіоактивне забруднення належить до проблем, що мають важливе значення для майбутнього людства, воно стає об'єктом спеціальних досліджень у багатьох регіонах світу.

2.6. ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТІВ ПЕСТИЦИДАМИ

Свій внесок у техногенне забруднення грунту поряд із промисловістю робить сільське господарство. До сільськогосподарських забруднень відносять забруднення пестицидами, мінеральними добривами та стоками ферм.

Останні роки застосування пестицидів зменшилося майже втроє в порівнянні з попередніми рокамн й склало в середньому 50 тис.т. Незважаючи на зниження об'ємів застосування пестицидів, забруднення фунтів їх залишковими кількостями в ряді регіонів залишається на високому рівні. Це пов'язано з численними порушеннями санітарних і природоохоронних вимог при застосуванні, транспортуванні та збереженні цих речовин. Пестициди поділяють на три класи небезпеки (табл. 15). Найбільш небезпечний - перший.

КласиФебезпеки пестицидів

Таблиця 15

1 клас	2 клас	3 клас
Атразин	Агелон	Банвел-Д
Гексахлорбутадієн	2,4-Д	Дактал
Гранозан	Далапон	Дилор
ГХЦГ	Карбофос	Мільбекс
Гептахлор	Купрозан	Полідим
Метафос	Ротор	Тедіон
ДНОК	Кельтам	Полікарбацин
ддт	Нітрафен	Прометрин
Карбатин	Пропан ід	Тетрахлорацетат натрію
" пхк	Симазин	Цинеб
пхп	Трефлан	Ерадикан
Севін	Хлорофос	—
Тордон	Ялан	—
Тіодан	—	—
ТМТД	—	—

І. Пестициди — речовини, призначені для використання в сільському, лісовому господарстві, у сховищах чи при будь-якій іншій діяльності з метою попередження, виключення, видалення чи знищення шкідників, фітопатогенів, бур'янів й інших рослинних чи твариних форм, включаючи віруси, шкідливі для рослин та тварин, а також продукти, використовувані для регулювання росту рослин, дефоліанти й десикатори. Вони є отруйними речовинами, що можуть спричинити серйозне захворювання чи навіть смерть.

52

При здійсненні своїх функцій пестициди проходять великий шлях у екосистемі (рис. 8). Ідеальним було б, щоб використані пестициди руйнувалися відразу ж після того, як уплинуть на шкідників. Крім незаперечних переваг, пестициди мають і ряд недоліків. Будучи отруйними для певної форми життя, вони є також небезпечними для людини, домашніх тварин, птахів, корисних комах і мікроорганізмів. Особливе місце займають стійкі пестициди, які важко руйнуються, особливо хлорорганічні. їх побічний ефект полягає в тому, що тільки частина внесеної кількості діє на організм - ціль, тоді як інша залишається в навколишньому середовищі. Так, у середньому 3% визначеного інсектициду чи гербіциду є діючим, інші 97% губляться, тобто досягають грунту, рослин і інших організмів агроекосистеми. У гербіцидів використовувана частина речовини складає 5 - 40%. Безумовно, ці дуже великі кількості невикористаних речовин створюють певні екологічні проблеми.

Пестициди, що потрапили в фунт, знищуючи шкідників і бур'яни, впливають і на мікроорганізми, викликаючи зміни їх чисельності й склад\, а

53

отже, інтенсивності й спрямованості фізіологічних процесів. Ступінь цих змін залежить від багатьох факторів, серед яких вирішальну роль відіграють природа й доза діючої речовини, властивості грунтів і кліматичні умови. Контроль цих змін викликаний як умовами науково обгрунтованого ведення сільського господарства, так і вимогами захисту ґрунтових екосистем. Збільшення інтенсивності розкладання целюлози, імовірно, супроводжуване зростанням несимбіотичної фіксації нітрогену, є агрономічно бажаним явищем, а зростання чисельності мікроміцелів і мікроорганізмів, що розкладають целюлозу, може супроводжуватися й збільшенням чисельності патогенних грибів із роду Fusarium. Після обробки різними дозами атразину (5, 10 і 20 кг/га) чисельність мікроорганізмів значно зменшилася, причому пропорційно внесеній дозі. Крім того, максимальна доза атразину інгібує активність бактерій, що розкладають сахарозу.

Екологічною особливістю мікроорганізмів є те, що вони легко піддаються «природним катастрофам». Це трапляється, наприклад, при швидких змінах температури чи насиченні грунту водою. Тому дуже часто зустрічаються випадки зменшення популяцій на 50% і більше. При сприятливих факторах протягом 10 днів популяція подвоюється, тому при зменшенні популяції на 12% від первісного рівня протягом ЗО днів настає повне відновлення до 100%. Були запропоновані критерії абсолютного зменшення популяції і терміни відновлення первіснА' популяції. У цьому випадку справедливе правило відновлення: терміном у ЗО днів можна зневажити, термін 60 днів допустимий; термін більше 60 днів є критичний, він указує на наявність забруднення грунтів.

2.6.1. КЛАСИФІКАЦІЯ ПЕСТИЦИДІВ ТА ФОРМА ЗАСТОСУВАННЯ

Залежно від призначення пестициди можна розділити на такі групи:

I. Зооциди — засоби для боротьби зі шкідливими тваринами: інсектициди (з комахами), родентициди (гризунами), молюскоциди (молюсками),

•■ нематоциди (нематодами), ларвіциди (личинками комах), афіциди

(рослинними вошима), акарициди (кліщами), овіциди (для знищення • >■■ яєць комах і кліщів).

2. Фунгіциди й фунгістатики — засоби для боротьби з грибами та їх спорами, бактеріями й вірусами.

3. Гербіциди — засоби для боротьби з бур'янами.

4. Регулятори росту — засоби, що стимулюють чи затримують життєві процеси в рослині: дефоліанти (для видалення листя з рослин), десиканти (для вибіркового підсушування рослин), дефлоранти (для видалення надлишкової кількості квіток).

5. Атрактанти — засоби для залучення комах.

6. Репеленти — засоби для відлякування комах.

Серед зооцидів дуже велику групу складають інсектициди, у яких виділяють три головні класи: органофосфорні, карбамідні та хлорорганічні сполуки. Звичайно вони вносяться прямо в фунт для знищення шкідливих комах.

54

Іншою важливою групою пестицидів, більшість із яких мюситься на фунт чи у грунт, € гербіциди, куди входять триазини, похідні урацилів, дипіридили, похідні тіокарбамідів, похідні карбамідів і т.д.

У країнах із розвиненим сільським господарством гербіциди від загального обсягу засобів захисту рослин складають близько 65%, іммггициди близько 10% і фунгіциди — 20%. Решта використовуються для інших цілей, наприклад для боротьби з гризунами, нематодами та ін.

Пестициди застосовуються в різних формах: пил, порошки, гранули, капсули, розчини, суспензії, аерозолі, піни, гази, пари, насти гощо Зручним і порівняно безпечним с внесення гербіцидів у грунти у формі капсул ми гранул, що розчиняються при певній вологості й реакції грунту.

Накопичення залишкових кількостей пестицидів у грунті відбув» іься багатьма шляхами:

• безпосереднє внесення в грунт чи на нього;

• потрапляння на грунт великої кількості продуктів, призначених для обробки надземних частин рослин;

• потрапляння на грунт чи в нього рослинних або тваринних залишків, насичених залишковими кількостями пестицидів;

• потрапляння на фунт або в нього пестицидів,-що переносяться повітряними потоками чи прямим відкладенням пилу з атмосфери, а також з атмосферними опадами.