3. Проблеми забруднення грунтів.

Найпоширенішими забрудниками грунтів, що впливають а фізичні й хімічні процеси в грунті, ріст і розвиток рослин, функціонування назем- их і водних екосистем (зокрема, в разі змивання з поверхні у природні водойми юлук нітрогену чи фосфору відбувається евтрофікація), є мінеральні добрива, наф- шродукти, важкі метали, радіонукліди, пестициди. Деякі з них цілеспрямовано вно- •іть людина для забезпечення родючості грунту чи з метою захисту рослин, але без захування доз, кліматичних умов, типу ґрунту це може спричинити їх надмірне на- зпичення, пригнічення життєдіяльності рослин і ґрунтової фауни, передачу по лан- югах живлення і несприятливий вплив на здоров'я людини. Розглянемо основні ібрудники, шляхи їх надходження у ґрунт та дію.

У ґрунті відбуваються фізичні, хімічні та біологічні процеси, від інтенсивності й співвідношення яких залежить форма, в якій перебувають хімічні елементи, їх доступність для рослин, швидкість міграції, стійкість ґрунтів.

Розподіл хімічних елементів відбувається в результаті:

• вимивання (вилуження) з ґрунту;

• осадження у вигляді малорозчинних карбонатів, сульфідів, фосфатів, силікатів, гідроксидів тощо;

• включення до складу мінералів;

• адсорбції компонентами ґрунту (ґрунт має високу вбирну здатність завдяки наявності ґрунтового вбирного комплексу, який діє як йонообмінник і завдяки якому грунт називають геохімічним фільтром, що міцно утримує катіони важ­ких металів, перешкоджаючи їх надходженню в підземні води).

Отже, стійкість ґрунту залежить від:

• рН ґрунту;

• вмісту гумусу;

• водоємності та водопроникності;

• гідрологічного режиму;

• типу ґрунту;

• хімічної природи забрудника;

• угруповань рослин, тварин і мікроорганізмів, які засвоюють, знешкоджують, концентрують чи розсіюють хімічні забрудники, що потрапили до грунту.

Техногенні речовини поділяють залежно від об'єкта, на який спрямована їхня дія, на:

• педохімічно активні речовини, здатні впливати на кислотно-основні чи окисно-від­новні умови в ґрунтах (кислоти, луги, карбонати; катіони важких металів, що у фунто­вих розчинах гідролізують, змінюючи рН середовища, гідрогеносульфур, метан);

• біохімічно активні речовини, які безпосередньо діють на живі організми (пес­тициди, поверхнево-активні речовини, важкі метали, діоксини).

Зважаючи на це, можна виділити три типи стійкості геосистем (зокрема й ґрунту) — фундаментальні структурні одиниці географічного ландшафту, які об'єднують геоморфологічні, кліматичні, гідрологічні елементи та екосистеми на певній ділянці земної території:

• геохімічна стійкість, або здатність до самоочищення від забрудників;

• фізична стійкість, або стійкість літогенної основи (для Грунтів — протиерозійна стійкість);

• біологічна стійкість, або відновні та захисні властивості рослинності.

Основні забрудники 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.

У закритому ґрунті нітрати накопичуються більшою мірою, тому в теплий період знімають поліетиленову плівку, вносять мікроелементи — бор, молібден, кобальт Рекомендують вирощувати певні сорти овочів, що не накопичують нітрати, зокрема капусту "Амагер", "Подарунок", "Зимовка", помідор "Волгоградський 5195", морк­ву "Шантане 2161", цибулю "Стригунівська".

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.

Іноді для удобрення земель використовують промислові чи господарсько-побу- тові стічні води і шлами після реагентного очищення вод. Це може вносити в грунти окремі види забрудників, найчастіше — важкі метали.

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 (аль- гіциди). 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.;

• помірна кумуляція, К = 3—5;

• слабко виражена кумуляція, К >5.

За стійкістю в довкіллі пестициди поділяють на:

• дуже стійкі (не розкладаються впродовж 2 років);

• стійкі (0,5—1 рік);

• помірно стійкі (1—6 міс.);

• малостійкі (переходять у нетоксичні сполуки впродовж 1 міс.).

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 раза 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 та ін.).

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

Метали порівняно легко накопичуються в ґрунтах, але повільно і важко видаляються з них. Період напіввидалення металів:

• цинку — до 500 років;

• кадмію — до 1100 років;

купруму — до 1500

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 грунт

• 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 загустінні утворює асфальтоподібну масу на поверхні ґрунту, яка ускладнює обмін газами і водою між атмосферою та грунтом.

Через наявність ароматичних і поліцикліч- них 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.