10.3. Міграція інгредієнтів забруднення в екосистемах і організмах
Основна ідея. Міграція інгредієнтів забруднення — прояв загальної міграції хімічних елементів біосфери в міграційному ланцюжку «атмосфера — ґрунти — рослини — тварини — людина». Для кожного із забруднювачів властивий свій міграційний ланцюжок, а для кожного із цих ланцюжків — свої особливості динаміки, спрямованості, сезонності та інших параметрів міграції. Вивчивши особливості міграції в ланцюжку, можна управляти її інтенсивністю в кожному окремому випадку за допомогою технічних прийомів.
Смислові зв’язки. Інгредієнти забруднення — міграційний ланцюжок — дослідження особливостей міграції — управління інтенсивністю міграції.
Ключові терміни. Інгредієнти забруднення, міграція, біогенна міграція, міграційний ланцюжок, важкі метали, радіонукліди.
Мета — охарактеризувати міграцію інгредієнтів забруднення у біосистемах і організмах, особливості міграції в атмосфері, ґрунтах і ланцюжках міграції, шляхах технічного впливу на інтенсивність міграції.
Міграція елементів — переміщення хімічних елементів у біосфері, яке призводить до їх розсіяння або концентрації в окремих ділянках біосфери. Відбувається у вигляді розчинів, розплавів, газів та у грубодисперсній формі. Середовища, в яких відбувається міграція, — ґрунти (ґрунтові поди), поверхневі води, атмосфера, рослини, живі організми. Міграція інгредієнтів забруднення — частковий випадок загальної міграції хімічних елементів біосфери, а оскільки в міграційному ланцюжку «атмосфера — ґрунти — рослини — тварини — людина» присутні рослини та інші живі організми, міграція інгредієнтів забруднення тісно пов’язана і з біогенною міграцією. Визначення біогенної міграції хімічних елементів, яка викликана силами життя, дав B. I. Вернадський (закон біогенної міграції атомів). Головною геохімічною особливістю живої речовини є те, що вона, пропускаючи через себе атоми хімічних елементів земної кори (та забруднювачі, які потрапляють цим самим міграційним ланцюжком), гідросфери та атмосфери, здійснює у процесі життєдіяльності їх закономірну диференціацію. Завершуючи свій життєвий цикл,
організми повертають природі все, що взяли у неї протягом життя.
Найпоширенішими речовинами, що забруднюють атмосферу, є діоксид Карбону СО2, оксид Карбону СО, діоксид Сульфуру SO2, оксиди Нітрогену NOx, вуглеводні CnHm. Пил може містити адсорбовані важкі метали, радіоактивні елементи та інші види забруднювачів. Крім згаданих речовин і пилу, до атмосфери потрапляють і інші токсичні речовини, і їх кількість зростає. Високі концентрації шкідливих домішок та їх міграція в атмосфері призводять до утворення ще токсичніших речовин (смог, кислотні дощі) або до таких явищ, як парниковий ефект і руйнування озонового шару.
Основні механізми міграції радіонуклідів у ґрунтах — дифузія та дрейф іонів у фізичних полях, зокрема у гідродинамічному полі рухомої рідини та полі сили земного тяжіння. Для ґрунтів характерна міграція таких забруднювачів, як мінеральні добрива, пестициди, важкі метали, радіонукліди тощо. Для кожного із цих забруднювачів властивий свій міграційний ланцюжок, а для кожного із цих ланцюжків — свої особливості динаміки, направленості, сезонності та інших параметрів міграції. Особливості цих міграційних процесів служать предметом досліджень науковців, на основі даних досліджень розробляються рекомендації щодо мінімізації впливу забруднювачів на екосистеми.
На основі досліджень біогенної міграції сполук гідраргуму у системі «ґрунти — вода — корми — організм курейнесучок» розроблені рекомендації щодо мінімізації вмісту гідраргуму в організмі курей-несучок.
У результаті досліджень вмісту та особливостей перерозподілу Купруму, Кобальту, Кадмію та Плюмбуму в системі «вода — прибережний мул — ґрунти — водорості» та їх міграції складовими ставкової екосистеми встановлено сезонний характер цієї міграції та її чисельні характеристики (послідовність зростання вмісту важких металів у складових водного середовища).
Ґрунти — основний приймальник радіоактивних опадів. Радіоактивні частки (такі, що містять радіоактивні речовини), потрапивши на поверхню ґрунту, із часом (під впливом води, кисню повітря, діяльності ґрунтової мікрофлори) руйнуються; речовини, що містяться в них, у тому числі й радіоактивні, занурюються вглиб, у зону розміщення кореневої системи рослин. Разом із ґрунтовим розчином вони через корені надходять у рослини, де й накопичуються. Головне те, що рослини — основний переносник радіоактивних речовин із ґрунту у продукцію рослинництва, організми сільськогосподарських тварин і людини. Певна частина радіоактивних
речовин надходить до організму людини з водою (як коротким шляхом, безпосередньо з питною водою, так і довгим — із рослинними та тваринними продуктами). Із часом фізико-хімічний стан радіонуклідів у складі радіоактивних речовин, до яких вони входять, змінюється. Так, 137Cs, як і взагалі елемент Цезій, має здатність зв’язуватися у ґрунті, включаючись до кристалічної решітки мінералів — «старіти», переходячи у важкорозчинний стан, і ставати менш доступним для рослин. Експериментальні дані свідчать про те, що накопичення 137Cs рослинами з часом зменшується, тоді як 90Sr — збільшується.
На переході «ґрунт—рослина» можна досить істотно впливати на накопичення радіоактивних речовин сільськогосподарськими рослинами. Радіонукліди надходять у рослини тоді, коли вони з частками опадів переходять у ґрунтовий розчин. Цей процес, як і взагалі рухомість речовин, прискорюється в кислому середовищі. Отже, радіонуклідне забруднення продукції рослинництва, а відповідно кормовиробництва та тваринництва, залежить не тільки від ступеня забруднення ґрунту, а й від його здатності до зв’язування та утримання радіонуклідів. Ця здатність визначається фізико-хімічними та агрохімічними властивостями ґрунтів. На Поліссі вона найслабша в надзвичайно бідних на ґрунтово-поглинальний комплекс екосистемах (на торфово-болотних і підзолистих ґрунтах) і значно вища — на сірих лісових ґрунтах. Ще вища вона в чорноземі Лісостепу. Ґрунти Полісся належать до кислих і слабокислих (рН = 3,5—6,0). Кисла реакція — малопридатне середовище для росту та розвитку більшості рослин. І працівникам сільського господарства давно відомий спосіб нейтралізації таких ґрунтів. Це — вапнування, тобто внесення в ґрунт вапна або вапнякових матеріалів, які мають лужну реакцію і нейтралізують середовище. У даній ситуації досягаються дві мети. По-перше, рослини перебувають у сприятливих для росту умовах, результатом чого є збільшення врожаю та, зазвичай, його якості. А по-друге, у декілька разів зменшується надходження до рослин радіоактивних речовин. Головна складова вапна — Кальцій. Це — хімічний аналог Стронцію, радіоактивний ізотоп якого (90Sr) — один з основних тривало діючих радіоактивних забруднювачів навколишнього середовища. Чим більше у ґрунті буде Кальцію, тим менше до рослини надійде Стронцію, у тому числі 90Sr. Здатність зменшувати надходження в рослини радіоактивних речовин мають і деякі добрива. Зокрема, К калійних добрив — хімічний аналог і антагоніст другого радіоактивного забруднювача — 137Cs. Збільшення доз
калійних добрив сприяє зменшенню надходження до рослин 137Сs. Важлива роль у справі зменшення надходження до рослин 90Sr належить фосфорним добривам. Фосфор здатний утворювати зі Стронцієм слаборозчинні сполуки, які не переходять у ґрунтовий розчин, а отже, і до рослин. Тому внесення у підвищених кількостях фосфорних добрив — також досить ефективний захід зменшення нагромадження рослинами цього небезпечного радіонукліда. Суттєво зменшити накопичення рослинами радіоактивних речовин можна за допомогою органічних добрив (гною, компостів, торфу), особливо на бідних ґрунтах поліської зони. Ці добрива містять найрізноманітніші елементи живлення рослин, зокрема ті, що зменшують надходження радіоактивних речовин, здатних зв’язувати у ґрунті радіоактивні елементи і зменшувати їх міграцію в рослини.
- 1.1. Визначення екології та її основні поняття . . . . . . . . . 17 1.2. Предмет і об’єкт дослідження, структура екології . . . 19
- 2.2.1. Доісторичний етап . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.2.2. Античний етап . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
- 2.3.1. Редукціоністський напрямок . . . . . . . . . . . . . 46 2.3.2. Холістичний напрямок . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
- 3.2.2. Розмірність ніш і оцінка їх перекриття . . . . . . 77 3.2.3. Спеціалізація ніш . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
- 7.2.3. Прісноводні біоми . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 7.2.4. Морські біоми . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
- 10.1.2. Гірничодобувна промисловість . . . . . . . . . . . 404 10.1.3. Хімічна промисловість . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
- 10.1.4. Металургійна промисловість . . . . . . . . . . . . 411 10.1.5. Машинобудівний комплекс . . . . . . . . . . . . . 414
- 10.2.1. Забруднення атмосфери . . . . . . . . . . . . . . . . 421 10.2.2. Забруднення гідросфери . . . . . . . . . . . . . . . . 424
- 12.1.1. Визначення природокористування . . . . . . . . 540 12.1.2. Види природокористування . . . . . . . . . . . . . 542
- 12.5.5. Екологічний контроль і моніторинг . . . . . . . 601 12.5.6. Екологічний аудит . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602
- Розділ 1 загальні проблеми екології
- 1.1. Визначення екології та її основні поняття
- 1.2. Предмет і об’єкт дослідження, структура екології
- 1.3. Методи екологічних досліджень
- 1.4. Основні проблеми та наукові напрямки сучасної екології
- Розділ 2 історія розвитку екології
- 2.1. Основні етапи становлення екології як науки
- 2.2. Передумови формування екології як науки
- 2.2.1. Доісторичний етап
- 2.2.2. Античний етап
- 2.2.3. Відродження
- 2.3. Напрямки розвитку екології
- 2.3.1. Редукціоністський напрямок
- 2.3.2. Холістичний напрямок
- 2.3.3. Функціональний напрямок
- І біосфері.
- Розділ 3 аутекологія
- 3.1. Організм і середовище.
- 3.1.1. Екологічні чинники
- 3.1.2. Адаптації
- 3.1.3. Закономірності впливу екологічних чинників
- 3.2. Екологічна ніша
- 3.2.1. Історичний розвиток поняття екологічної ніші
- 3.2.2. Розмірність ніш і оцінка їх перекриття
- 3.2.3. Спеціалізація ніш
- 3.2.4. Структуризація еконіш
- 3.3. Загальні принципи адаптації
- 3.3.1. Типи пристосування
- 3.3.2. Правило оптимуму
- 3.3.3. Комплексний вплив чинників
- 3.3.4. Лімітуючі фактори. Правило мінімуму
- 3.3.5. Правило двох рівнів адаптації
- 3.3.6. Принципи екологічної класифікації організмів
- 3.3.7. Активна життєдіяльність і спокій
- 3.4. Найважливіші абіотичні фактори та адаптації до них
- 3.4.1. Тепло
- 3.4.3. Водне середовище
- 3.4.4. Наземно-повітряне середовище життя
- 3.4.5. Ґрунт і рельєф
- 3.4.6. Погодні та кліматичні особливості наземно-повітряного середовища
- Розділ 4 демекологія (екологія популяцій)
- 4.1. Поняття популяції
- 4.2. Структура популяцій
- 4.2.1. Популяційний ареал
- 4.2.2. Кількість особин
- 4.2.3. Щільність популяції
- 4.2.4. Вікова структура
- 4.2.5. Статева структура
- 4.2.6. Просторова структура
- 4.2.7. Віталітетна структура
- 4.2.8. Етологічна структура
- 4.3. Динаміка популяцій
- 4.3.1. Динаміка чисельності
- 4.3.2. Експоненційне та логістичне зростання чисельності популяції
- 4.3.3. Виживання популяції
- 4.3.4. Швидкість відновлення популяції
- 4.3.5. Обмежувальні чинники зростання популяції
- 4.3.6. Причини вимирання популяцій
- 4.3.7. Уявлення про стратегію популяцій
- 4.4. Керування популяціями та їх життєздатність
- 4.4.1. Життєздатність популяцій
- 4.4.2. Керування популяціями
- 4.4.3. Охорона популяцій
- 4.4.4. Експлуатація промислових популяцій
- 4.4.5. Моніторинг популяцій
- 4.5. Типи взаємодії між популяціями
- 4.5.1. Модель Лотки—Вольтерра
- 4.5.2. Класифікація відносин між популяціями
- 4.5.3. Мутуалізм
- 4.5.4. Протокооперація
- 4.5.5. Коменсалізм
- 4.5.6. Різноманітність форм експлуатації
- 4.5.7. Хижацтво
- 4.5.8. Паразитизм
- 4.5.9. Конкуренція і правило Гаузе
- 4.5.10. Аменсалізм і нейтралізм
- Розділ 5 екосистемологія
- 5.1. Системний підхід в екології
- 5.1.1. Система. Загальні визначення
- 5.1.2. Складна система
- 5.1.3. Екосистема — основний об’єкт екології
- 5.2. Різноманіття живих систем
- 5.2.1. Роль живої речовини в утворенні середовища існування
- 5.2.2. Біосфера як цілісна система
- 5.2.3. Різноякісність форм життя та біогенний кругообіг
- 5.2.4. Рівні організації живої матерії
- 5.3. Екологія угруповань (синекологія) та екосистемологія
- 5.3.1. Регуляція біосистем
- 5.3.2. Екосистеми та біогеоценози
- 5.3.3. Компоненти екосистем
- 5.3.4. Природа та характеристики угруповань
- 5.3.5. Екологічний баланс
- 5.4. Консорції як елементарні екосистеми
- 5.4.1. Історія виникнення і розвитку вчення про консорції
- 5.4.2. Індивідуальна консорція як елементарна екологічна система та загальнобіологічне явище
- 5.4.3. Роль генетичного фактора в консорційних зв’язках
- 5.4.4. Гетеротрофні консорції
- Розділ 6 функціональна екологія
- 6.1. Роль кліматопу у функціонуванні екосистем
- 6.1.1. Загальні особливості кліматопу
- 6.1.2. Сонячна радіація
- 6.1.3. Газовий склад атмосфери та роль її складових у біосфері
- 6.1.4. Вологість атмосфери
- 6.1.5. Рух атмосфери
- 6.1.6. Атмосферні опади
- 6.2. Функціональна роль ґрунту та підстилки
- 6.3. Функціональна роль гідросфери
- 6.4. Роль фітоценозу в екосистемах
- 6.4.1. Роль фітоценозу у наземних екосистемах
- 6.4.2. Роль фітоценозу у водних екосистемах
- 6.5. Роль мікробоценозу в екосистемах
- 6.5.1. Роль бактерій у наземних екосистемах
- 6.5.2. Роль бактерій у водних екосистемах
- 6.6. Функціональна роль зооценозу в екосистемах
- 6.6.1. Продукційна роль тварин
- Розділ 7 характеристика природних екосистем
- 7.1. Класифікація екосистем
- 7.2. Класифікація біомів
- 7.2.1. Визначення біома
- 7.2.2. Наземні біоми
- 7.2.3. Прісноводні біоми
- 7.2.4. Морські біоми
- 7.3. Лісові екосистеми
- 7.3.1. Загальні риси лісів
- 7.3.2. Вічнозелені дощові тропічні ліси
- 7.3.3. Неморальні ліси
- 7.3.4. Хвойні ліси
- 7.4. Трав’яні типи екосистем
- 7.4.1. Степи, прерії
- 7.4.2. Лучні екосистеми
- 7.5. Болотні екосистеми
- Прикладні питання екології людини Розділ 8 екологічні особливості людини
- 8.1. Людина та тварини
- 8.2. Унікальні екологічні особливості людини
- 8.2.1. Глобальність (обмін ресурсами між популяціями)
- 8.2.2. Використання викопної первинної продукції
- 8.2.3. Використання атомної енергії
- 8.2.4. Залежність від вичерпних невідновних ресурсів
- 8.2.5. Створення техносфери як головного споживача ресурсів
- 8.2.6. Штучні біогеоценози — агросистеми, що субсидуються енергією з невідновних джерел
- 8.3. Біологічні особливості людини
- 8.4. Культурне успадкування
- 8.5. Екологічна криза сучасності
- 8.6. Демографічний вибух
- 8.7. Демографічний перехід
- 8.8. Чи можна обмежити чисельність населення Землі?
- 8.9. Екоконверсія
- Розділ 9 агроекологія
- 9.1. Агроекологія як окремий розділ екології
- 9.2. Основні екологічні проблеми сучасного землеробства
- 9.3. Шляхи вирішення екологічних проблем сільського господарства
- 9.4. Боротьба зі шкідниками
- Розділ 10 вплив промислової діяльності на середовище
- 10.1. Головні типи промислових виробництв, їхня характеристика
- 10.1.1. Теплові (тес) та атомні (аес) електростанції
- 10.1.2. Гірничодобувна промисловість
- 10.1.3. Хімічна промисловість
- 10.1.4. Металургійна промисловість
- 10.1.5. Машинобудівний комплекс
- 10.1.6. Транспорт і довкілля
- 10.2. Забруднення біосфери та екосистем
- 10.2.1. Забруднення атмосфери
- 10.2.2. Забруднення гідросфери
- 10.2.3. Забруднення ґрунту
- 10.2.4. Біозабруднення екосистем
- 10.3. Міграція інгредієнтів забруднення в екосистемах і організмах
- 10.4. Вплив забруднення довкілля на популяції та екосистеми
- 10.4.1. Вплив забруднення довкілля на природні популяції
- 10.4.2. Вплив забруднення довкілля на біогеоценози
- 10.5. Головні заходи убезпечення та знешкодження техногенного впливу на екосистеми (загальна оптимізація довкілля в індустріальних регіонах)
- 10.5.1. Екологізація виробництва
- 10.5.2. Очищення промислових викидів в атмосферу
- 10.5.3. Очищення промислових стоків
- 10.5.4. Екологічні заходи з оптимізації відпрацьованих земель і трансформованих екосистем
- 10.6. Засоби зберігаючої технології у виробництві
- 10.6.1. Агрономічні засоби зберігаючого обробітку земель
- 10.6.2. Зоотехнічні засоби попередження забруднення середовища
- 10.6.3. Технологічні засоби у промисловому виробництві — запорука збереження природного середовища (екологічно чисте виробництво)
- Розділ 11 урбоекологія
- 11.1. Об’єкт і предмет урбоекологічних досліджень
- 11.2. Природно-просторові ресурси міста
- 11.3. Місто як соціально-екологічна система
- 11.4. Міські біогеоценози
- 11.5. Градієнтна ординація біогеоценотичного покриву міста
- 11.6. Місто як гетеротрофна екосистема
- 11.7. «Здоров’я» міської екосистеми
- 11.8. Криптоіндикаційна оцінка середовища (оцінка із застосуванням криптофітів)
- Розділ 12 оптимальне користування екосистемами та їхніми компонентами
- 12.1. Природокористування як наука
- 12.1.1. Визначення природокористування
- 12.1.2. Види природокористування
- 12.1.3. Природні ресурси та природні умови
- 12.1.4. Економічна оцінка природоресурсного потенціалу
- 12.1.5. Оцінка паливно-енергетичного ресурсу України
- 12.1.6. Нестача природних ресурсів
- 12.1.7. Забезпечення екологічно збалансованого природокористування в Україні
- 12.2. Раціональне використання природних ресурсів
- 12.2.1. Рослинні природні ресурси, їх використання, відтворення та збереження
- 12.2.2. Тваринні природні ресурси, їх використання, відтворення та збереження
- 12.2.3. Поняття про обсяги та порядок вилучення живих природних об’єктів
- 12.2.4. Охорона ґрунтів і заходи боротьби з ерозією
- 12.2.5. Раціональне використання надр землі
- 12.3. Експертна оцінка впливу проектованої та здійснюваної антропогенної діяльності на довкілля
- 12.3.1. Правові та нормативні основи експертної оцінки впливу проектованої та здійснюваної антропогенної діяльності на довкілля
- 12.3.2. Оцінка впливу проектованої (овнс) та здійснюваної (неео) антропогенної діяльності на компоненти довкілля
- 12.3.3. Оцінка впливу на довкілля за допомогою екологічного ризику
- 12.3.4. Особливості розробки та передачі на експертизу овнс та неео
- 12.3.5. Порядок і послідовність проведення екологічної експертизи впливу проектованої
- 12.4. Економічні аспекти природокористування
- 12.4.1. Оцінка природних ресурсів
- 12.4.2. Економічна оцінка екологічних збитків від забруднення
- 12.4.3. Еколого-економічна оцінка інвестицій
- 12.4.4. Економічні механізми охорони навколишнього середовища
- 12.5. Правові аспекти впливу діяльності людини на середовище
- 12.5.1. Екологічна стандартизація
- 12.5.2. Екологічна сертифікація
- 12.5.3. Екологічне нормування
- 12.5.4. Ліцензування екологічно значимої діяльності
- 12.5.5. Екологічний контроль і моніторинг
- 12.5.6. Екологічний аудит
- 12.5.7. Управління в галузі охорони навколишнього середовища
- 12.5.8. Державне управління
- Розділ 13 збереження природного середовища
- 13.1. Головні напрямки збереження природного середовища
- 13.1.1. Сучасний стан біологічного та ландшафтного різноманіття України
- 13.1.2. Охорона біорізноманіття як основа для збереження функцій екосистеми
- 13.1.3. Система заповідних об’єктів як засіб збереження природи
- 13.1.4. Рекультивація, ремедіація та заповідання відпрацьованих земель
- 13.1.5. Території та об’єкти природно-заповідного фонду як елементи національної екомережі
- 13.2. Глобальні екологічні проблеми і стан навколишнього середовища в Україні
- 13.2.1. Програма Організації Об’єднаних Націй з навколишнього середовища
- 13.2.2. Стан глобального навколишнього середовища
- 13.2.3. Антропогенне та техногенне навантаження на навколишнє середовище в Україні
- 13.3. Міжнародні та державні програми і законодавчі акти в галузі збереження середовища та раціонального використання природних ресурсів
- 13.3.1. Міжнародні програми та постанови про збереження природних ресурсів
- 13.3.2. Законодавчі акти України про збереження природи
- 13.3.3. Основні засади (стратегія) державної екологічної політики України на період до 2020 року
- 13.4. Сталий розвиток і його забезпечення
- 13.4.1. Концепція сталого розвитку, цілі та завдання
- 13.4.2. Забезпечення умов переходу України на засади сталого розвитку
- Екологія
- 61057, Харків, вул. Римарська, 21 а