5.1.2. Міграція важких металів у ґрунтах

Потрапляючи до екосистем, важкі метали постійно рухаються, переходячи з однієї форми в інші. Виділяють такі системи транслокації (переходу) важких металів:

повітря – ґрунт – вода; ґрунт – рослина; ґрунт – рослина –

людина; ґрунт – рослина – тварина – людина тощо.

Постійне надходження важких металів у ґрунт

призводить до формування зон підвищеної

екотоксичності. У межах цих зон змінюються деякі хімічні

властивості ґрунту та характер міграції елементів.

Взаємодія металів з ґрунтом відбувається за типом реакцій

сорбції, осадження-розчинення, комплексоутворення,

солетворення тощо. Швидкість і спрямованість процесів

трансформації залежать від реакції середовища,

гранулометричного складу ґрунту, вмісту гумусу та інших

чинників.

Рухомість важких металів тісно пов’язана зі

складом рідкої фази ґрунту. Низька розчинність оксидів

та гідроксидів важких металів і внаслідок цього їх низька

міграційна здатність та висока токсичність характерні для ґрунтів з нейтральною та лужною реакцією.

Рухомість важких металів зростає у ґрунтах з дуже

кислою реакцією ґрунтового розчину. У загальному

випадку для ґрунтів з кислою реакцією з урахуванням

розчинності сполук різних важких металів останні за

зменшенням токсичності можна розмістити у такий ряд:

Ґрунт служить потужним геохімічним бар’єром для

потоку важких металів. Чорноземи здатні в одному лише

орному шарі глибиною 20 см міцно утримувати

40 – 60 т/га свинцю, а підзолисті ґрунти – до 2 – 6 т/га.

Однак унаслідок цього в самому ґрунті виникає гостра

токсична ситуація.

Накопичення у верхніх горизонтах ґрунтів

надлишку важких металів різко зменшує схожість насіння

культурних і дикорослих видів, знижує темпи їх росту та

розвитку, збіднює видовий склад рослин. Під дією

забруднення гинуть трав’янистий покрив і лісові

насадження, знижується врожайність сільськогос-

подарських культур і погіршується якість продукції. Крім

того, важкі метали забруднюють не лише ґрунти. До

30 – 40 % важких металів та їх похідних потрапляє із

ґрунту у підземні води.

5.1.3. Забруднення ґрунтів нітратами

Основні джерела забруднення ґрунтів нітратами –

мінеральні добрива, рідкі стоки з тваринницьких

комплексів, природні опади. Нітрати постійно

циркулюють в атмосфері, наземних та водних

екосистемах. Їх перетворення і міграція здійснюються

біогенними та абіогенними шляхами через повітря, воду,

ґрунт, мікроорганізми, рослини, тварини й людину.

Підраховано, що із загальної кількості азоту

мінеральних добрив, який вноситься в ґрунт щороку,

20 % потрапляє до водойм, 24 % становлять газоподібні

втрати. Отже, продуктивно використовується лише 56 %

азоту. Не сорбуючись ґрунтом, нітрати легко змиваються

водами поверхневого стоку, мігрують в глибину до

підземних вод, спричиняючи їх забруднення. Надходження

нітратів до водойм призводить до евтрофікації останніх і,

відповідно, до зниження вмісту кисню, відмирання фауни,

погіршення питних і технічних якостей води.

Підвищений вміст нітратів у ґрунті спричиняє

інтенсивне накопичення їх у рослинах. Останні відіграють

роль бар’єра в міграції нітратів у навколишньому

середовищі, служать джерелом нітратів для організму

людини. Під впливом окремих видів кишкових бактерій

нітрати перетворюються на нітрити та їх похідні

нітрозоаміни, токсична дія яких проявляється у зниженні

активності ферментів травлення їжі. Сполучаючись із

гемоглобіном крові, нітрозоаміни спричиняють хворобу

метагемоглобінемію, що супроводжується задухою та

призводить до смерті.

Зростаючий світовий обсяг виробництва

мінеральних добрив (тільки нітрогену вже виробляють

понад 70 млн. т щороку) обумовлює серйозні зміни в

структурі природного колообігу біофільних елементів у

біогеоценозах. Забруднення ґрунтів та рослинницької

продукції нітратами знаходиться у прямій залежності від

кількості внесених добрив. Так, у Нідерландах щорічно

вносять у ґрунт у середньому 240 кг/га азоту, в Японії –

130, у Німеччині – 125 кг/га. У ґрунтах, підземних водах,

поверхневому стокові та продукції сільського господарства

цих країн вже протягом багатьох років зростає вміст

нітратів.

Високий рівень забрудненості ґрунтів нітратами

пов’язаний також із незбалансованістю між основними

елементами живлення і високим співвідношенням між

органічними та мінеральними добривами. Збільшення

цього співвідношення до величини понад 1:15 тонн

органічних добрив на кілограм діючої речовини

мінеральних добрив призводить до затухання

ґрунтоутворюючого процесу, уповільнення гуміфікації, а

після співвідношення 1:20 т/кг – навіть до дегуміфікації

ґрунтів.

Використання високих доз азотних добрив

призводить не тільки до втрати гумусного фонду, а й до

інших негативних наслідків. Змінюються чисельність,

видовий та груповий склад мікроорганізмів, зазнає

розвитку патогенна мікрофлора. Надлишок нітратів

обумовлює зміну окисно-відновного потенціалу та

газового режиму ґрунтів. На ґрунтах із занадто високим

вмістом нітратів коренева система бобових рослин не

формує активних бульбочок. При цьому культура

вражається фітопатогенними грибами, істотно

погіршується якість врожаю.

Рівень накопичення нітратів у рослинах залежить

від генезису ґрунту, вмісту у ньому органічної речовини

та мінерального нітрогену, кліматичних чинників, умов

мінерального живлення рослин, фітосанітарного стану

посівів, технологій вирощування тощо.