16. Антропогенне забруднення ґрунтів

Ґрунтовтома. Розглядаючи функціональну роль ґрунту в еко- і агро-екосистемах, не можна упускати із виду певну обмеженість її. Ці функції небезмежні і унаслідок виробничої діяльності можуть порушуватися. Один з прикладів таких порушень — так звана „стомлюваність ґрунтів”. Зовнішній прояв ґрунтового стомлення виражається в різкому зниженні врожайності сільськогосподарських культур, що спостерігається при беззмінному обробітку (або частому поверненні на колишнє поле сівозміни) рослин одного і того ж роду. Найчастіше це відбувається при повторних посівах льону, соняшнику, цукрового буряка, бавовнику і деяких інших культур.

Основні причини ґрунтовтоми — накопичення в ґрунті токсичних речовин рослин, що виділяються корінням, і мікроорганізмами, розкладання специфічних шкідників, збудників хвороб і бур'янів. Встановлено, що коренева система вівса виділяє скополетин (речовина, близька до кумарину), що має властивість інгібітора. У продуктах виділення кореневої системи льону є ряд ароматичних сполук (аглікон, ферулова, п-кумаринова і п-гідробензойна .

Основні види негативних дій на ГБК. Будучи найважливішою сферою життєзабезпечення, ґрунт постійно випробовує різні за часом, інтенсивністю, масштабам, наслідки впливів, що обумовлені різноманітною виробничою діяльністю людини. Антропогенний прес, що проявляється, наприклад, у вилученні земель для будівельних і транспортних цілей, розвитку процесів ерозії і дигресії, забрудненні і захаращенні і т. д., — явище глобального характеру, що викликає серйозну заклопотаність світової спільноти. Згідно оцінкам Б. Р. Розанова, сумарна площа ґрунтів, схильних до руйнування і деградації, впродовж історії людства досягла 20 млн км², що перевищує загальну орну площу сучасного світу — 15 млн км². У документах („Порядок денний на XXI століття”), прийнятих Конференцією ООН з навколишнього середовища і розвитку (Ріо-де-Жанейро, 1992), наголошувалося, що крайній ступінь деградації ґрунтів спостерігається на 1%, сильний — на 15, помірний — на 46, легкий — на 38% площі.

В Україні землі, що використовуються в різних господарських цілях, знаходяться в незадовільному стані. Це — наслідок нераціонального природокористування (включаючи сільськогосподарське), значного скорочення робіт по охороні ґрунтів і земельних ресурсів. Розвиток процесів деградації обумовлений дією природних (кліматичні, гідрогеологічні, морфодинамічні, фіто- і зоогенні) і антропогенних чинників. Антропогенним чинникам (нераціональне ведення богарного і зрошуваного землеробства, надмірний випас, знищення ґрунтово-рослинного покриву промисловим, комунальним і іригаційним будівництвом, гірські розробки, технологічні і аварійні промислові викиди в атмосферу, скидання стічних і дренажних вод і т. п.) належить, поза сумнівом, провідна роль в погіршенні ґрунтів. В результаті спостерігаються дегуміфікація, виснаження і ерозія ґрунтів, розвиваються небезпечні природно-техногенні явища підтоплення земель, забруднення токсикантами промислового походження (важкі метали, нафта і нафтопродукти і ін.), захаращення і порушення земель.

Заслуговує уваги антропогенних дій на ґрунт і можливих їх наслідків. Для кожної систематизація проблемної ситуації необхідно виробляти і реалізовувати відповідні рішення, диференційовані з урахуванням ґрунтових відмін і особливостей природних комплексів. У боротьбі з ерозією і дефляцією, заболочуванням і засоленням накопичений багатий історичний досвід, а забруднення ґрунтів важкими металами, діоксинами, нафтою і нафтопродуктами, пестицидами, радіоактивними елементами і іншими шкідливими речовинами — порівняно «молоде», достатньо специфічне явище з далеко не завжди передбаченими наслідками. Зрозуміло, йдеться не про те, що одні антропогенні дії по рівню негативних проявів кращі, а інші — гірші. Кожне з них небезпечне, якщо не робити своєчасно належні контрзаходи.

Забруднення важкими металами. Серед забруднюючих речовин за масштабами забруднення і дії на біологічні об'єкти особливе місце займають важкі метали. У принципі багато з них необхідні живим організмам, проте в результаті інтенсивного атмосферного розсіювання в біосфері і значній концентрації в ґрунті вони стають токсичними для біоти.

Важкі метали відіграють важливу роль в обмінних процесах, але у високих концентраціях викликають забруднення ґрунтів, шкідливо впливають на екосистеми. Токсична дія важких металів може бути прямою і непрямою. У першому випадку блокуються реакції за участю ферменту, що приводить до зменшення або до припинення його каталітичної дії. Непряма дія виявляється в переході поживних речовин в недоступний стан і створенні «голодного» середовища.

Небезпека, що викликається забрудненням важкими металами, посилюється ще і слабким виведенням їх з ґрунту. Так, період напіввидалення в умовах ґрунтових лізиметрів варіює залежно від виду металів таким чином: для Zn — 70–510 років, Cd — 13–1100, Cu — 310–1500, Pb — 740– 5900 років.

Важкі метали зазнають в ґрунті хімічні перетворення, в ході яких їхня токсичність змінюється в дуже широких межах. Найбільшу небезпеку представляють рухомі форми важких металів, тобто найбільш доступні для живих організмів. Рухливість же істотно залежить від ґрунтово-екологічних факторів, основні серед яких — вміст органічної речовини, кислотність ґрунту, окислювально-відновні умови, щільність ґрунту і ін.

Забруднення діоксинами. Серед токсикантів антропогенного походження, що забруднюють екосистеми (у тому числі і ґрунти), величезну небезпеку представляють діоксини (високо токсичні речовини канцерогенної, тератогенної, і мутагенної дії, які відносяться до класу поліхлорованих дібензодіоксинів і можуть утворюватись в якості побічних продуктів під час виробництва, обробки, спалювання будь-яких хлорованих вуглеводнів). Діоксини характеризуються незвичайно високою стійкістю в ґрунті. При попаданні на ґрунт вони переходять у його органічну фазу, мігрують (головним чином у вертикальному напрямі) у вигляді комплексів з органічною речовиною, поступаючи у водоймища і включаючись в харчові ланцюги. У зв'язку з величезною екологічною небезпекою, пов'язаною із забрудненням навколишнього середовища діоксинами, введені обмеження на придатність ґрунтів, забруднених даними токсикантами, для різного використання. Непридатними для мешкання вважаються ґрунти з концентрацією діоксинів 1 нг/кг; придатні для використання під промислове будівництво — з концентрацією більше 0,25 нг/кг, для використання в сільському господарстві — більше 0,01 нг/кг (Pols, 1988, норми Агентства охорони природи США).

Знезаражувати ґрунти від діоксинів виключно важко. Поки що можна говорити лише про зниження небезпеки, яку вони представляють. В першу чергу необхідно удосконалювати технології на виробництвах, що є джерелом токсиканта, жорстко дотримувати норми вмісту його в різних об'єктах (воді, ґрунті), розробляти технології, що руйнують препарат. Можливі заходи по зниженню токсичності вже забруднених територій — видалення і розкладання діоксинів шляхом термічної обробки за допомогою інфрачервоного нагріву, методом електричного піролізу, ультрафіолетового фотолізу і ін.

Забруднення мікотоксинами. Серйозна загроза для екосистем — забруднення ґрунтів мікотоксинами — отрутами, продукованими мікроскопічними грибами. Мікотоксини можуть вражати кормові рослини, корми, а також тварин і людину. З відомих численних видів грибів (160–300) здібність до продукування отрут виявлена приблизно у 50% (гриби родів Aspergillus, Penizillium, Fusarium, Mucor і ін.).