5.5. Основні забруднювачі грунтів
Найпоширенішими забруднювачами грунтів, що впливають на фізичні й хімічні процеси в ґрунті, ріст і розвиток рослин, функціонування наземних і водних екосистем (зокрема, в разі змивання з поверхні в природні водойми сполук азоту чи фосфору відбувається евтрофікація), є мінеральні добрива, нафтопродукти, важкі метали, радіонукліди, пестициди. Деякі з них людина цілеспрямовано вносить для забезпечення родючості ґрунту чи з метою захисту рослин, але без урахування доз, кліматичних умов, типу ґрунту це може спричинити їх накопичення, пригнічення життєдіяльності рослин і ґрунтової фауни, передавання по ланцюгах живлення і несприятливий вплив на здоров’я людини. Розглянемо основні забруднювачі, шляхи їх надходження в ґрунт та дію.
Мінеральні добривавносять для компенсації втрат мінеральних речовин ґрунтом із зібраним врожаєм і підтримання родючості землі. Але при їх внесенні не завжди враховують хімічний склад ґрунту, терміни й строки внесення тощо, і це призводить до накопичення їх у ґрунті та рослинах (наприклад, накопиченню у рослинах нітратів сприяють високі дози азотних і органічних добрив), надходженню у поверхневі води зі стоком. Крім того добрива часто містять важкі метали та радіонукліди. Так, в 1 т суперфосфату міститься 0,7-0,9 кг Рb, 0,3кг Cd, невеликі кількості U, Ra, Tr.
Пестициди - збірна назва засобів для боротьби з бур’янами, шкідниками, грибними захворюваннями сільгоспкультур тощо. Деякі речовини використовують для одночасного дозрівання врожаю, скидання листя перед збиранням тощо. Найбільше їх потребується під час вирощування рису, винограду, а також культур на поливних землях. Окремі пестициди стійкі в довкіллі, здатні до біоакумуляції, токсичні для людей і тварин (спричинюють отруєння, каліцтва, утворення злоякісних пухлин). Найбільш поширені пестициди: ДДТ, карбофос; дихлофос. За стійкістю в довкіллі пестициди поділяються від дуже стійких (ДДТ зберігається в довкіллі понад 50 років) до малостійких (переходять у нетоксичні сполуки впродовж 1 міс.). У сільському господарстві СРСР у 1983р. використовувалося 25 кг хімічних добрив на людину, що призвело до того, що кількість новонароджених з генетичним відхиленням становила 16,5% загального числа (при 30% генетичних порушень популяції загрожує загибель).
Незважаючи на пропаганду відмови від пестицидів, їх виробництво у світі зростає, оскільки вони поліпшують якість окремих видів продуктів, наприклад, знищують гриби на злакових; а за даними експертів ВООЗ шкідливий вплив пестицидів менший, ніж стресів, смогу, вихлопів автотранспорту, спалювання сміття. Але наводяться і протилежні факти. Досліджено, що пестициди стимулюють поширення небезпечних вірусів, а на Кубані, де при вирощуванні рису вводять багато пестицидів, діти до 14 років хворіють на туберкульоз у півтора рази частіше, ніж раніше.
Важкі метали - це умовна назва металів, які мають щільність понад 5 г/см3, більшість яких токсична (Zn, Cd, Cr, Pb, Mn та ін.). Важкі метали є отрутою, токсичність яких зростає зі збільшенням атомної маси. Вони надходять у ґрунт з відкритих видобутків корисних копалин; викидів металургійних заводів (в радіусі 5 км); хімічних і сміттєспалювальних фабрик; ТЕС (в радіусі 10-20 км); звалищ відходів; атмосферних опадів; пожеж тощо. Поблизу пожвавлених автомагістралей ґрунт дуже забруднений, особливо свинцем, що входить до складу палива. Метали порівняно легко накопичуються в ґрунтах, але повільно і важко видаляються з них, оскільки період напіввидалення металів різний і становить, наприклад, для цинку ~500 років, міді ~1500 років, а для свинцю - до кількох тисяч років.
Хімічне забруднення грунтів металами оцінюють за сумарним показником забруднення Zc, який визначають як суму концентрацій окремих металів, що беруть участь в забрудненні. За значенням Zc розроблена шкала небезпеки забруднення грунтів для здоров’я людини. При мінімальному забрудненні (Zc<8) ситуація відносно стабільна, небезпека невелика; при середньому забрудненні (Zc=16-32) ситуація помірно небезпечна, збільшується захворюваність дітей, сумарна захворюваність досягає 15%; при великому забруднення (Zc від 16-32 до 128) екологічна ситуація надзвичайна до дуже небезпечної, вже при Zc=16-32 зростає захворюваність дітей на хронічні хвороби, порушується діяльність серцево-судинної системи, сумарна захворюваність досягає 40%. При максимальному забрудненні (Zc>128) сумарна захворюваність перевищує 70%, зростає смертність, ситуація характеризується як екологічне лихо.
Рослини мають різну стійкість до важких металів. Окремі види здатні накопичувати значні кількості їх, виступаючи в ролі геоіндикаторів. Цю здатність використовують і для очищення грунтів від катіонів важких металів.
Нафтопродукти і нафтапотрапляють у ґрунт під час видобутку нафти і природного газу; у разі аварій нафтопроводів; разом зі стічними водами підприємств, автомийок, змивання з поверхні автомагістралей; з атмосферними опадами; під час роботи техніки на полях. Нафта при високих концентраціях ізолює поживні речовини від коренів рослин, робить ґрунтову масу гідрофобною; через наявність вуглеводів та інших сполук нафта і нафтопродукти токсичні для ґрунтової біоти. Однак у ґрунті є організми (численні бактерії, гриби), здатні вибірково руйнувати ті чи інші компоненти нафти, використовуючи їх як джерело вуглецю для створення біомаси. Нафта з часом руйнується; швидкість цього процесу різна для різних компонентів.
У світі з метою очищення грунтів від нафти і нафтопродуктів використовуються термічні, хімічні та біологічні методи. Так, відновлення грунтів, забруднених авіаційним бензином, проводять, нагріваючи ґрунт високочастотним електромагнітним випромінюванням до 150-1600С; при цьому видаляється 99% вуглеводів. В Нідерландах очищення грунтів на території автозаправних станцій від бензину, дизельного палива і мастил проводять хімічним способом, використовуючи для обробки території хімічні речовини-окисники; тривалість такого процесу 6-12 міс. Деякі рослини (айстри, осот та ін.) швидко очищають ґрунт від нафти; при цьому діє ряд чинників - фізичних, хімічних та біологічних.
Радіонукліди. Радіаційний фон земної поверхні залежить від радіоактивності гірських порід, які виходять на поверхню. Так, в породах вулканічного походження більше радіоактивних ізотопів, ніж в осадових, а сланці та фосфорити мають ще більшу радіоактивність. У ґрунт радіоактивні ізотопи попадають під час розробки уранових руд та при їх подальшій переробці; при випробуванні ядерної зброї; з паливно-енергетичного комплексу (в золі і відходах); з могильників радіоактивних речовин (відходів); при аварії на АЕС. Радіонукліди мігрують як по поверхні ґрунту, так і вглиб, залежно від кліматичних умов, сорбційних властивостей ґрунту, розчинності радіонуклідів, діяльності ґрунтових мікроорганізмів, ступеню засвоєння рослинами.
Накопичення радіонуклідів рослинами чи тваринами характеризує коефіцієнт акумуляції (порівняно з їх вмістом у ґрунті), значення якого залежить від хімічної природи радіонукліда, типу грунтів, рН ґрунтового розчину та ін. Після аварії на ЧАЕС нині найнебезпечнішими є радіонукліди Sr90 і Cs137, які легко потрапляють у рослини. Важкі ґрунти (суглинисті і глинисті) мають більшу вбирну здатність, ніж легкі. Найбільше радіонуклідів накопичують багаторічні бобові та зернобобові культури, коренеплоди, щавель, смородина; з дикорослих - чорниця, м’ята, звіробій, фіалка триколірна (зверніть увагу - це лікарські рослини, тож вміст радіонуклідів у лікарській сировині слід обов’язково контролювати).
Насичення ґрунту калієм зменшує поглинання цезію, а вапнування грунтів і збільшення концентрації кальцію в ґрунті знижує надходження Sr90, тому одним із шляхів зменшення радіонуклідів рослинами є внесення перегною та мінеральних добрив з одночасним вапнуванням грунтів; це знижує вміст радіонуклідів у рослинній продукції у 4-5 разів. Крім того, для очищення грунтів від радіонуклідів використовують рослини, які їх поглинають у значних кількостях. Зокрема соняшники за 10 днів вегетації вбирають з ґрунту 95% радіоактивних ізотопів цезію і стронцію. Рослини спалюють, а золу захоронюють, як радіоактивні відходи. У зоні відчуження ЧАЕС ведеться велика робота в цьому напрямку.
- Міністерство освіти і науки україни
- 1.2. Теоретичні аспекти сучасної екології
- Основні завдання сучасної екології:
- Питання для самоконтролю:
- Лекція 2 найголовніші екологічні закони, правила і принципи. Методологічні особливості сучасної екології
- 2.1. Найголовніші екологічні закони, правила і принципи
- 2.2. Методологічні особливості сучасної екології
- Питання для самоконтролю
- Лекція 3 біосфера
- 3.1. Характеристики біосфери та її становлення
- Таблиця 3.1. Маса головних резервуарів біосфери
- 3.1.1. Атмосфера
- 3.1.2. Літосфера
- 3.1.3. Гідросфера
- 3.2. Становлення біосфери
- 3.3. Трансформація енергії у біосфері
- 3.4. Загальні властивості біосфери
- 3.4.1. Жива речовина
- 3.4.2. Екологічні чинники середовища
- 3.5. Організація біосфери. Екосистеми
- 3.5.1. Рівні організації органічного світу
- 3.5.2. Екосистеми
- 3.5.3. Ланцюги живлення та піраміди мас, чисел і енергії
- 3.5.4. Екологія популяцій
- 3.5.5. Принципи функціонування екосистем
- 3.5.6. Стійкість екосистеми
- Питання для самоконтролю
- Лекція 4 техносфера
- 4.1. Загальні поняття
- 4.2. Техногенний вплив на атмосферу
- Таблиця 4.1
- 4.2.1. Підприємства енергетичного комплексу
- Таблиця 4.3
- 4.2.2. Підприємства чорної металургії
- 4.2.3. Хімічна і нафтохімічна промисловість. Промисловість будівельних матеріалів. Целюлозно-паперова промисловість
- 4.2.4. Транспорт
- 4.2.5. Зміни в атмосфері, зумовлені її забрудненням
- Самоочищення атмосфери
- 4.3. Техногенний вплив на гідросферу
- 4.3.1. Забруднення поверхневих вод
- 4.3.2. Світовий океан та його забруднення
- Основні забруднювачі Світового океану
- 4.3.4. Водні проблеми України
- 4.3.5. Стічні води, їх класифікація та методи очищення
- 4.3.6. Проблеми відходів людської діяльності
- Короткі характеристики різних типів відходів
- Лекція 5 агросфера
- 5.1. Загальні положення
- 5.2. Агроекосистеми
- 5.3. Ґрунти
- 5.3.1. Механічний і фазовий склад ґрунту
- 5.3.2. Хімічні процеси в ґрунті і роль ґрунту в біосфері
- 5.4. Розподіл ґрунтів у світі і причини втрати ґрунтів
- 5.5. Основні забруднювачі грунтів
- 5.6. Рекультивація земель
- 5.6.1. Основні напрямки рекультивації техногенних ландшафтів
- 5.7. Системи землеробства
- Лекція 6 ноосфера
- 6.1. Від зародження концепції до стратегії гармонійного розвитку
- 6.2. Витоки ноосферної ідеї
- 6.3. Сучасні підходи до ідеї ноосфери
- 6.4. Екологічний виклик і сталий розвиток
- 6.5. Індикатори гармонійного розвитку
- Групи індикаторів екологічних аспектів гармонійного розвитку
- 6.6. Проблеми гармонійного розвитку України
- У соціальній сфері
- В екологічній сфері
- Додаток до лекції 6 “Ноосфера”
- Лекція 7 еколого-економічні основи природокористування
- 7.1. Загальні поняття природокористування
- 7.2. Основні завдання економіки природокористування
- 7.3. Правові основи природокористування