Основи екології – Олійник Я. Б. – 5.4.2. Основні причини погіршення якості земельних ресурсів

Порушення (руйнування) грунтів є складним комплексом антропогенних і природних процесів зміни фізико-хімічних та механічних характеристик грунту. Як правило, першопричиною порушення фунтів е процеси, ініційовані діяльністю людини (наприклад, механічна обробка грунтів, трансформація шарів землі в будівництві, переущільнення грунтів внаслідок руху транспорту, випасу худоби, забруднення грунтів та ін.). Наслідки цих первинних змін можуть багаторазово посилюватися під впливом природних чинників – вітру, дощових потоків тощо. Тобто грунт є дуже складною і вразливою системою, що формувалася протягом століть, але може бути зруйнована неправильними діями людини за лічені роки, місяці і навіть дні.

Найбільш руйнівно на грунти впливає ерозія, тобто процес захоплення частинок грунту та їх винесення водою або вітром. Ерозія грунтів (від лат. erosio – роз’їдання) – процес руйнування верхніх, найбільш родючих шарів грунту і підстильних порід під впливом природних і антропогенних чинників. Внаслідок ерозії грунт може втрачати родючість доти, доки не перетвориться на пустелю, тобто поступово відбувається процес спустелення. Залежно від переваги тих чи інших факторів, які впливають на хід ерозійних процесів, розрізняють декілька форм ерозії.

Водна ерозія виявляється у змиванні верхнього шару грунту або розмиванні його у глибину під впливом талих, дощових і поливних (іригаційних) вод. Вона починається, як правило, з крапельної ерозії, тобто дії падаючих дощових крапель, які розбиваються об грунт, внаслідок чого шари грунту забиваються мулистими фракціями, зменшується водопроникність і посилюється поверхневий стік і змив грунту. Коли вода стікає поверхнею, вона підхоплює частинки грунту. Таке рівномірне їх вимивання називається площинною ерозією. Якщо внаслідок такого вимивання утворюється багато дрібних русел, ерозію називають струминною, а якщо декілька великих – яружною, або лінійною, ерозією. Виділяють ще іригаційну ерозію, яка виникає в умовах неправильно організованого зрошення на схилових землях, коли на лінії течії поливної води є схили, здатні до розмивання. Розвиток водної ерозії тісно пов’язаний з рельєфом місцевості; як правило, руйнування грунтів починається на схилах крутизною 1-2°.

Механічна (агротехнічна) ерозія зводиться до переміщення грунту під час його механічного обробітку. Побічним наслідком може бути систематичне зрушення грунту вниз по схилу під час оранки; надзвичайно небезпечною є механічна обробка грунтів уздовж схилу, тому що після глибокої оранки дощ, вітер і гравітаційні сили можуть зруйнувати землю за лічені місяці (а у випадку сильного дощу – навіть за годину може утворитися яр). Під час оранки упоперек схилу внаслідок неповного перевертання скиби спостерігається осипання землі схилом униз. Грунт на схилах частково переміщується вниз і під час культивації, боронування, сівби.

Транспортна ерозія є наслідком порушення рослинності транспортними засобами; особливо відчувається в пустелі і тундрі. Рослинний покрив виконує суто грунтозахисну роль, чим краще він розвинений, тим слабше виявляється ерозія. Корені рослин міцно скріплюють грунтові частинки і перешкоджають змиву, розмиву та розвіюванню грунту. Крім цього, рослини беруть на себе ударну силу дощових крапель, оберігаючи тим самим структурні окремості грунту від руйнування дощовими краплями або ослаблюючи їх дію. Густа рослинність різко сповільнює швидкість поверхневого стоку, сприяючи кращому поглинанню води, а також затримує грунтові частки, які змиваються з верхніх частин схилів.

Пасовищна ерозія полягає в механічному руйнуванні та переміщенні грунту копитами тварин на схилах балок внаслідок збільшення навантаження на обмежену площу пасовища. Відбувається, як правило, через ослаблення трав’яного покриву під впливом витоптування чи виїдання тваринами.

Технічна, або технологічна, ерозія відбувається під час добування відкритим і підземним способами різних корисних копалин, засипання грунту шаром будівного сміття під час будівництва житлових та промислових об’єктів, використання грунту для прокладання транспортних шляхів тощо. Будівельна ерозія спричиняється порушенням трав’яного покриву будівельними роботами будь-якого типу.

Вітрова ерозія (дефляція, видування) відбувається внаслідок перевідкладення грунтових частинок повітряними потоками; виникає за умови сильних вітрів, які видувають грунт. Інтенсивність видування грунту значною мірою залежить від його гранулометричного складу і вмісту в ньому гумусу. Зокрема, на грунтах супіщаного гранулометричного складу вітрова ерозія починається проявлятися при швидкості вітру 3-4 м/с, на легкосуглинкових – 4-б, на важкосуглинкових – 5-7 і на глинистих – 7-8 м/с. Інтенсивність вітрової ерозії зростає зі збільшенням сили вітру.

Розрізняють зони дефляції, звідки видувається грунт, і зони акумуляції, де він нагромаджується. У зоні акумуляції на суглинкових грунтах утворюються наносні грунти, а під час розвіювання пісків відкривається похований під ними грунт. Розрізняють два типи вітрової ерозії: повсякденну дефляцію і пилові бурі. Повсякденну дефляцію спричинюють вітри навіть малих швидкостей (5 м/с), відбувається вона повільно і непомітно, переважно на піщаних, супіщаних і карбонатних грунтах. За цього виду дефляції може спостерігатись оголення насіння, загорнутого у грунт, а також пошкодження молодих сходів рослин. Найсильніше повсякденна дефляція виявляється на схилах, не захищених лісосмугами. Пилові, або чорні, бурі – найактивніший і найшкідливіший вид дефляції. Такі бурі виникають під впливом сильного вітру (зі швидкістю понад 12-16 м/с) і можуть поширюватись на великі території, знищуючи посіви та зносячи багато родючого грунту. Пил, що підіймається під час бур на значну висоту, може переноситися на великі відстані.

Хімічна ерозія є наслідком нагромадження у грунтах окремих хімічних компонентів (мінеральних добрив, отрутохімікатів тощо), які руйнують структуру грунту.

За ступенем вияву ерозію грунтів поділяють на нормальну і прискорену. Нормальна, або геологічна, ерозія виявляється у природних умовах (без втручання людини) і відбувається повільніше, ніж формування профілю грунту під час процесів грунтоутворення. Вона спостерігається на цілинних землях, у лісах, на луках і, як правило, не призводить до утворення еродованих грунтів. Прискорена, або антропогенна, ерозія виникає внаслідок нераціональної господарської діяльності людини і відбувається інтенсивніше, ніж процеси грунтоутворення. Вона призводить до утворення еродованих грунтів і навіть до повного їх руйнування. При цьому втрати компонентів грунту не компенсуються та відбувається різке зниження його родючості. Руйнування відбувається у сотні і навіть тисячі разів швидше, ніж за нормальних (природних) ерозійних процесів. У природних умовах родючість постійно підтримується завдяки тому, що взяті рослинами речовини знов повертаються у грунт з опадом, мінералізуються та збагачують його. За умов сільськогосподарського використання у грунт повертається лише незначна частина біомаси, решта ж збирається з урожаєм. Дуже сильно виснажує грунт вирощування монокультур. Розвитку ерозії також сприяє знищення лісів, яке позбавляє грунт захисного шару.

Крім того, однією з найвагоміших причин, що призводять до ерозії та спустелення, є надмірний випас худоби, так званий перевипас. Він характеризується тим, що трава з’їдається швидше, ніж може відновлюватися; результатом є оголення грунту та дія на нього ерозії. У середньому грунт формується зі швидкістю приблизно 12,5 т/га у рік, що дорівнює його шару товщиною близько 0,4 см. Отже, він може витримати ерозію такої ж швидкості, залишаючись у стані рівноваги. На жаль, сьогодні для переважної більшості грунтів цей баланс порушений.

Шкода, яку завдає ерозія грунтів, надзвичайно велика і дуже різноманітна. Насамперед еродований грунт втрачає значну кількість гумусу. Доведено, що із змиванням кожного сантиметра гумусового горизонту потенційна врожайність зерна знижується на 0,5-2,0 ц/га, а із втратою 1 т гумусу запаси корисної енергії у грунті зменшуються на 0,9-1,1 кДж/га. В еродованих грунтах істотно знижується вміст макро – і мікроелементів, особливо марганцю і міді. Лінійна водна ерозія зменшує площу орних земель внаслідок розвитку ярів, замулювання грунтів на заплавах, ставках, водоймищах, руслах річок, зрошувальних каналах тощо.

Небезпека водної ерозії полягає не лише у зниженні родючості орного горизонту, а й у замулюванні річок, ставків, водойм, заплавних земель. Цей вид ерозії поширений на схилах, переважно розораних, і найбільш небезпечний у гірських ландшафтах, де знищено лісовий покрив. Дуже небезпечною є яружна ерозія, ліквідувати яку можна лише залісненням та будівництвом спеціальних гідротехнічних споруд. Під час річкової ерозії внаслідок швидкої течії води зноситься грунт з дна річок і незакріплених берегів. Щоб запобігти цьому, треба оберігати лісові насадження в прирусловій смузі, закріплювати береги за допомогою спеціальних гідротехнічних засобів.

Отже, збереження грунту, рослинного покриву і вологи тісно пов’язані між собою. Рослинність переводить поверхневий стік вологи у внутрішньогрунтовий і тим самим сприяє кращому збереженню і використанню вологи, нормалізує гідрологічний режим водних артерій, перешкоджає виникненню ерозійних процесів. У районах з малопорушеним рослинним покривом руйнівна дія водної ерозії незначна. Вітрова ерозія поширена там, де немає перешкод для сильних вітрів і немає природного рослинного покриву, що захищає поверхневі шари грунту, розораного на великих площах.

Оскільки ерозія є тим найбільшим руйнівником грунтів, від якого залежить грунтово-земельний потенціал багатьох країн, у світі здійснюється комплекс заходів із запобігання ерозії та боротьби з нею. Ці заходи умовно поділяють на чотири групи: організаційно-господарські, агротехнічні, гідротехнічні та лісомеліоративні.

Організаційно-господарські заходи передбачають використання грунтів лише зважаючи на їх придатність для тих чи інших цілей. Вони мають забезпечувати протиерозійну організацію території і впровадження грунтозахисних сівозмін, а також обгрунтоване обмеження випасу. Ця група включає профілактичні та спеціальні заходи.

Профілактичні заходи передбачають заборону (частково або повністю): використання авіації для внесення добрив і обробки пестицидами; застосування легкорозчинних отрутохімікатів та мінеральних добрив; розорювання земель та знищення деревно-чагарникової або трав’янистої рослинності на ерозійно небезпечних ділянках; внесення добрив на сніговий покрив і мерзлий грунт; складування добрив на полях тощо. Спеціальні заходи передбачають раціональну (з погляду екології) організацію території і комплексне водорегулювання у межах водозабору.

Протиерозійні агротехнічні заходи сприяють підвищенню поглинальної здатності грунту, його стійкості до розмивання та видування, послаблюють поверхневий стік і переводять його у внутрішньогрунтовий. Для цього всі види обробітку проводять паралельно горизонталям місцевості (так зване контурне землеробство), впоперек схилу насипають валки грунту 15-25 см заввишки, проводять снігозатримання, щілювання і кротування грунту, обробіток плоскорізами, терасування схилів, застосування органічних та мінеральних добрив, вузькосмужний посів тощо.

Забороняється розорювання схилів крутизною понад 7° (крім ділянок для залуження, залісення та здійснення грунтозахисних заходів). На схилах крутизною від 3 до 7° обмежується розміщення просапних культур, чорного пару тощо. Для боротьби з водною або вітровою ерозією з успіхом застосовують мульчування грунтів. Матеріалом для мульчі може бути стерня, післяжнивні та післязбиральні рештки, стружка, тирса, спеціальний папір, пластмасова плівка тощо.

Протиерозійні гідротехнічні заходи забезпечують повне або часткове затримання поверхневого стоку, запобігають концентрації водних потоків, що викликають водну ерозію. Гідротехнічні споруди для боротьби з ерозією грунтів застосовують у тих випадках, коли інші заходи не дають належного ефекту. Вони створюються у комплексі з протиерозійними насадженнями. Для перехоплення зливових вод споруджуються спеціальні колектори, які відводять поверхневий стік. У руслах річок, де швидка течія води руйнує береги, використовують берегоукріплювальні бетонні плити, блоки тощо.

Для поліпшення мікрокліматичних умов, затримання снігу та боротьби з вітровою ерозією важливе значення мають агролісомеліоративні та лукомеліоративні заходи. Велику роль полезахисного лісорозведення у боротьбі із засухою та ерозійними процесами відзначав ще В. В. Докучаєв. Урожайність зернових на захищених лісосмугами полях підвищується на 2-3 ц/га. Щоб зменшити руйнівну дію зливових і талих вод на полях, які прилягають до балок і ярів, створюють прибалкові і прияружні лісові смуги. Яружні системи заліснюються кущовими породами, які своїм корінням захищають грунт від дальшого розмивання. Захисна роль лісів, особливо на гірських схилах, дуже важлива, її не можна замінити жодними гідротехнічними спорудами.

Крім ерозії, серед найбільш істотних причин погіршення якості земельних ресурсів можна виділити вторинне засолення грунтів. Вторинне засолення грунтів є наслідком зрошування земель в умовах посушливого клімату і пов’язане з підйомом мінералізованих грунтових вод до земної поверхні. Такий підйом відбувається внаслідок порушення водного балансу територій фільтраційними водами тоді, коли водний баланс перебуває на межі через слабку дренованість території. Грунтові води, що залягають неглибоко від земної поверхні і містять солі, починають при цьому інтенсивно випаровуватися, внаслідок чого грунт насичується надмірною кількістю водорозчинних солей. Більшість річок, води яких використовуються для зрошування, мають мінералізацію 0,2-0,5 г/л. Нині їх мінералізація зросла у 10 разів, що й призвело до збільшення обсягів вторинного засолення. Проблеми засолення грунтів і вод посилюються застосуванням мінеральних добрив.

Вторинне засолення грунтів може відбуватися і за відносно глибокого залягання підгрунтових вод, коли волога при поливі проникає до глибини залягання материнської засоленої породи і розчиняє солі, які піднімаються до поверхні у вигляді розчину і випадають при випаровуванні вологи. Засолення і осолонцювання зрошувальних земель – це фактори, що обмежують родючість грунтів і перешкоджають їх інтенсивному використанню у сільськогосподарському виробництві. Засолення грунтів є однією з форм забруднення грунтів і визначається як підвищення вмісту в грунті легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів, сульфатів). Грунти вважаються засоленими, якщо містять більше 0,1 % ваги токсичних для рослин солей або 0,25 % солей у щільному залишку.

Є різні методи і прийоми меліоративного поліпшення солонцевих грунтів: агротехнічні, хімічні та комплексні. Ефективним прийомом поліпшення властивостей зрошуваних засолених грунтів є хімічна меліорація за допомогою фосфогіпсу і застосування його разом з органічними добривами. На зрошуваних засолених грунтах застосовують також інший кальцієвий меліорант – кальцієву селітру. Однак меліорація цих грунтів потребує насамперед такого радикального засобу, як осушення за допомогою дренажу. Тільки після зниження рівня підгрунтових вод до глибини, що перевищує критичну межу, можливі їх хімічна меліорація і окультурення.

Негативний вплив засоленості на врожайність сільськогосподарських культур можна певною мірою зменшити, висіваючи більш солестійкі культури – цукрові й кормові буряки, гірчицю, кавуни; середньостійкі – пшеницю, жито, ячмінь, просо, овес, картоплю, помідори, гарбузи, редьку; слабостійкі – кукурудзу, огірки, редиску, горох, боби.

Отже, якщо узагальнити сказане вище, то можна назвати такі основні заходи боротьби із вторинним засоленням грунтів:

– правильний раціональний обробіток грунту для підтримки його грудкувато-зернистої структури;

– правильний режим зрошування з раціональною організацією витрачання води з метою запобігання її втратам;

– різні меліоративні заходи (створення дренажних сіток, хімічна меліорація тощо).

Ще однією серйозною причиною погіршення якості земельних ресурсів є підтоплення земель. Підтоплення земель – це процес збільшення природної вологості грунтів понад 80 % повної їхньої вологоємності, що відбувається під впливом примусового підйому рівня грунтових вод до зони аерації. До підтоплення призводить не тільки бездумне спорудження водосховищ. Значна частина підтоплених земель утворюється внаслідок порушення норм поливу при зрошенні, витоку води у зрошувальних мережах, технічної недосконалості проектів зрошення. Особливо інтенсивно підтоплення відбувається у перші 2-3 роки після початку функціонування зрошувальної системи.

Серед причин підтоплення можна виділити такі основні:

– спорудження водосховищ та ставків, що спричиняє підпір рівня грунтових вод і зниження природної дренованості території;

– порушення природного стоку на забудованих територіях;

– втрати води у системах водопостачання та водовідведення (до 20-40 % загального обсягу водокористування);

– незадовільне функціонування чи повна відсутність у населених пунктах зливової мережі та інших систем водовідведення;

– зрошення орних земель без відповідного дренажу;

– виведення з експлуатації вугільних шахт та кар’єрів шляхом повної ліквідації або часткового затоплення гірничих виробок;

– скорочення площ лісових насаджень.

Чимало земель виявляються підтопленими внаслідок створення котлованів, траншей та інших земляних споруд. У них накопичуються поверхневі та дощові води, які потім з’єднуються з підземними, проникають у породи, викликають їх обводнювання та підвищують рівень грунтових вод. Крім цього, до підтоплення можуть призвести і різні земляні роботи, за яких створюються насипні об’єкти (насипи, відвали). У насипних грунтах створюються сприятливі умови для конденсації водяної пари; крім того, такі об’єкти можуть перешкоджати природному стоку поверхневих вод і фактично вести до виникнення штучних джерел водозбору. Підтопленню також сприяє порушення структури верхнього шару грунту внаслідок зняття рослинного покриву, викорчовування кореневої системи. Поверхневі грунти втрачають свій природний захисний шар, що призводить до збільшення кількості вологи в породах через кращу проникність поверхневих грунтів і до збереження вологи у породі внаслідок відсутності її транспірації рослинністю. Якщо процеси стійкого підтоплення земель тривають досить довго, відбувається їх заболочування.

Для боротьби з підтопленням розроблено комплекс заходів і прийомів, насамперед такі:

– відведення поверхневих вод у зонах підтоплення, проведення меліоративних робіт;

– розчищення русел річок, підтримання необхідного рівня їх дренажної спроможності;

– створення контурно-меліоративної системи території, яка передбачає диференційоване використання земель залежно від рельєфу і грунтово-екологічних умов;

– збільшення лісистості до оптимальних меж;

– здійснення агротехнічних протиерозійних заходів із запобігання замулюванню водних джерел продуктами ерозії;

– створення та упорядкування водоохоронних зон і прибережних захисних смуг;

– залуження і створення лісових насаджень у прибережних захисних смугах, схилах, балках та ярах;

– інженерно-технічне облаштування окремих ділянок берегової зони для забезпечення безпечного проживання і господарської діяльності населення та запобігання ризику небезпечних екзогенних процесів унаслідок експлуатації водосховищ та підпору рівня грунтових вод;

– упровадження нормованого водокористування на основі планування водозберігаючих поливних режимів, урахування умов дренованості території;

– розроблення науково обгрунтованих водозберігаючих норм та режимів поливу;

– здійснення природоохоронних заходів на особливо небезпечних накопичувачах промислових відходів і стоків підприємств;

– здійснення екологічно безпечної ліквідації гірничих виробок тощо.

Небезпечним явищем, що також призводить до погіршення якості земельних ресурсів, є процес, прямо протилежний підтопленню, – висушування. Висушуванням земель називають процес появи у літологічному профілі повітряно-сухих грунтів і зниження їх природної вологості до показника менше ніж 60 % повної вологоємності. Висушування призводить до зниження родючості грунту, сприяє розвитку ерозійних процесів. Його негативний вплив на сільськогосподарські землі починається при зниженні рівня грунтових вод до позначки 1,8 м. Причинами висушування земель можуть бути гірничі роботи, які супроводжуються утворенням западин і балок, а також недоліки у меліоративному проектуванні.

До висушування земель можуть призводити регулювання стоку рік та збільшення глибини водойм, що інтенсифікує підземні стоки і тим самим спричиняє зменшення обводнювання. Ще однією причиною можливого висушування є вирубка лісових насаджень, що активізує процеси випаровування з поверхні, а отже, і зниження рівня грунтових вод.

Одним з найбільш негативних наслідків діяльності людини, що спричинює погіршення якості земельних ресурсів, є антропогенне забруднення грунтів. Забруднення грунтів є наслідком техногенної міграції різних хімічних елементів, а основними забруднювачами – метали та їх сполуки, радіоактивні елементи, добрива та пестициди. Оскільки самоочищення грунтів практично не відбувається або швидкість його дуже мала, токсичні речовини накопичуються, що призводить до поступової зміни хімічного складу грунтів. Потім токсичні речовини потрапляють в організми тварин і людей. Забруднення грунтів – це процес привнесення та виникнення у грунті нових, зазвичай нехарактерних для нього, фізичних, хімічних чи біологічних агентів або перевищення за певний час середнього багаторічного природного рівня (у межах його найбільших коливань) концентрації названих агентів. Забруднення грунтів відбувається тоді, коли у грунт потрапляють різні хімічні речовини, відходи сільськогосподарського і промислового виробництва, комунально-побутових підприємств у обсягах, які перевищують їх звичайну кількість, необхідну для участі в біологічному кругообігу грунтових екологічних систем.

У результаті діяльності людини утворюються відходи і викиди – продукти різних технологічних процесів: метали, металоїди, хімічні речовини (кислоти, солі, основи), мул станцій з очищення відходів, мінеральний пил, зола, хімічний шлам, шлаки, скло, кераміка і т. д. До них також належать відходи і викиди внаслідок будівництва, благоустрою населених пунктів тощо. Виявлено, що у випадку забруднення грунтів промисловими викидами відбувається виділення вуглекислоти протягом усього вегетаційного періоду, а отже, й послаблення інтенсивності біологічних процесів. Про це свідчать зміни чисельності мікроорганізмів у разі забруднення грунтів та ослаблення їх ферментативної активності.

Унаслідок забруднення грунтів фенольними сполуками змінюється їх структура, руйнуються деякі мінерали, що негативно впливає на життєдіяльність грунтової мікрофлори і рослин, на ферментативну активність грунтів і їх родючість. Грунти забруднюються з атмосфери за рахунок як природних, так і антропогенних джерел. Наприклад, теплоенергетичні станції є джерелом забруднення грунтів вугільним пилом, золою, димом і деякими токсичними твердими частинками, газами (SO2, SO3, Н2S, NO2), деякими миш’яковими і фтористими сполуками, циклічними вуглеводами; чорна металургія – рудним і залізистим пилом, оксидами заліза, марганцю, золою, сажею, сполуками свинцю; транспорт – вуглеводнями, натрієм, свинцем, вугільним пилом, золою тощо.

З атмосфери отруйні речовини потрапляють на грунт і проникають у нього безпосередньо або з опадами. Вони забруднюють грунт і рослинну продукцію, знижують урожай і викликають навіть руйнування екосистем. Останніми роками у багатьох країнах великою проблемою є кислотні дощі, пов’язані з викидами в атмосферу сірчаної та азотної кислот. Кислотні дощі, з одного боку, призводять до вимивання з грунту поживних елементів, а з іншого – до підкислення, яке, у свою чергу, впливає на розчинність поживних елементів, а також на ріст і на життєдіяльність мікроорганізмів у грунті.

За масштабами забруднення та силою впливу на біологічні об’єкти серед забруднювальних речовин особливе місце посідають важкі метали. Найчастіше грунт забруднюється такими важкими металами, як залізо, марганець, мідь, цинк, молібден, кобальт, ртуть, свинець, кадмій та ін., які відомі під назвою мікроелементів, оскільки необхідні рослинам у невеликих кількостях. У високих концентраціях вони викликають забруднення грунтів, шкідливо впливають на агроекосистеми. Токсична дія важких металів може бути як прямою, так і опосередкованою. Небезпека, яку створює забруднення важкими металами, посилюється ще й повільним виведенням їх із грунту.

Забруднення грунтів важкими металами негативно позначається на життєдіяльності живих організмів. У тих випадках, коли концентрація важких металів (за винятком молібдену і селену) у грунті перевищує допустимі межі, їх токсичність можна блокувати шляхом зміни рН грунту до нейтральної або слабо-лужної реакції, застосовуючи вапнування кислих грунтів, вносячи вапнякові матеріали. Крім того, для зниження концентрації важких металів рекомендується плантажна оранка на 40- 50 см з винесенням на поверхню нижніх горизонтів грунтів, які містять менше важких металів. До радикальних заходів боротьби із забрудненням грунтів належить видалення поверхневого забрудненого шару грунту, нанесення незабрудненого шару не менше ніж 30 см, який би виключав переміщення металів із грунту у рослини. Можливе також застосування деяких рослин, які осаджують і знешкоджують надлишок важких металів у грунті.

До агротехнічних прийомів боротьби із забрудненістю грунтів важкими металами належать вапнування і внесення органічних добрив. Завдяки вапнуванню вдається у декілька разів зменшити вміст свинцю в сільськогосподарських культурах, які вирощують на забруднених грунтах. Вапно найбільш ефективне на грунтах, забруднених кадмієм. Високою здатністю до детоксикації характеризуються гній, торф, компости, а також цеоліти. Велику роль у локалізації важких металів відіграють зелені насадження. Насаджування уздовж автомагістралей суцільної смуги з глоду і клена польового знижує вміст свинцю в овочах, які вирощують у зоні впливу автострад, на 30-50 %. Є й багато біологічних методів, наприклад, вирощування рослин, які слабо реагують на надлишок важких металів у грунті або не вживаються ні тваринами, ні людиною. Найбільш забруднені ділянки необхідно відводити під заліснення і вирощування декоративних рослин.

Перехід на індустріальні й інтенсивні технології, тобто застосування високих доз мінеральних добрив і хімічних засобів захисту рослин супроводжується забрудненням грунту баластними речовинами (хлоридами, сульфатами), накопиченням отрутохімікатів у грунтах і підгрунтовних водах. Причиною забруднення стають також відпрацьовані гази тракторів, комбайнів, автомобілів, мастила та пальне, які витікають під час роботи на полях, а також техногенні викиди промислових підприємств – сульфати, оксиди азоту, важкі метали, радіонукліди. Сильно забруднюють грунти техногенні викиди промислових підприємств.

Сильними забрудниками також є радіоактивні речовини, найбільш небезпечні з яких – елементи з тривалим періодом розкладу, наприклад, 137Сs (50 років) і 90 Sr (27 років). Потенційними джерелами радіоактивного забруднення можуть бути аварії або нещасні випадки на атомних установках. Проте іонізуюче випромінювання космічних елементів у природі існувало завжди; також земна кора містить багато радіоактивних елементів, які постійно випромінюють радіацію.

Радіоактивні елементи у грунті мігрують переважно двома шляхами. Перший зумовлений переміщенням їх у результаті господарської діяльності людини, а другий – фізико-хімічними властивостями грунту й окремих ізотопів. Істотне значення у цьому процесі мають: форма сполук, у яких перебувають радіонукліди, наявність у грунті іонів, близьких за хімічними властивостями до радіоізотопів, рН середовища, кількість опадів та деякі грунтово-кліматичні умови. Так, із крутих схилів радіонукліди разом з частин грунту можуть зноситися поверхневими стоками і накопичуватися у низинах та водних джерелах. У грунті, особливо в його верхньому горизонті, концентруються радіоактивний стронцій і цезій, звідки можуть потрапляти у рослинні й тваринні організми.

Грунти можуть забруднюватися екскрементами тварин, у т. ч. птахів, незважаючи на те, що завдяки високому вмісту органічної речовини, а також поживних елементів (фосфор, калій, мікроелементи) ці екскременти здавна вважалися цінним добривом. Внесення їх у надмірних кількостях, тобто у дозах, які перевищують потреби рослин, веде до порушення механізму перетворення і може погіршити властивості грунту (водопроникність, вологоємність, вміст кисню та ін.), а отже і родючість грунту. Одночасно з основними поживними елементами, що містяться в екскрементах тварин, можуть нагромаджуватись у токсичних концентраціях й інші сполуки, які негативно впливають на грунт і життєдіяльність мікроорганізмів та рослини.

Значну небезпеку серед забруднювачів грунтів становлять пестициди. Пестициди (від лат. pestis – зараза і caedo – убиваю) – це токсичні речовини, їх сполуки або суміші речовин хімічного чи біологічного походження, призначені для знищення, регуляції та припинення розвитку шкідливих організмів, внаслідок діяльності котрих уражаються рослини, тварини і люди. Ці хімічні засоби призначені для боротьби із шкідливими комахами (інсектициди), хворобами (фунгіциди), бур’янами (гербіциди) та ін. До пестицидів також належать речовини для передзбирального видалення з рослин листя (дефоліанти) і для підсушування рослин (десиканти). Застосування пестицидів спрямоване насамперед на зменшення кількості шкідливих організмів і підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Але внаслідок хімічних обробок гине багато корисних видів, зникнення яких може призвести до значних змін у характері функціонування агроекосистеми загалом. Під впливом пестицидів, що надходять у агрофітоценози, може змінюватися видовий склад шкідливих комах і кліщів, при цьому на зміну одних шкідливих організмів приходять інші.

Отже, одним з негативних наслідків застосування пестицидів є ймовірність порушення наявної рівноваги чисельності видів у конкретних популяціях. Водночас, як свідчить багаторічна практика, застосування пестицидів у світі є елементом сучасних технологій вирощування сільськогосподарських культур, без яких неможливо одержати необхідні продукти харчування. Незважаючи на це, систематичне застосування пестицидів у землеробстві призводить до того, що вони стають постійним екологічним чинником. Також пестициди здатні мігрувати у профілі грунту і тим самим створювати небезпеку забруднення грунтових вод. Отже, через застосування пестицидів у природному середовищі відбуваються глибокі негативні зміни.

У процесі вирішення питання ефективного і безпечного для навколишнього середовища застосування пестицидів реалізуються різні підходи. Постійно удосконалюють асортимент пестицидів за рахунок включення до них менш токсичних препаратів, розробляють і впроваджують нові технології, які дозволяють знизити вміст залишків недостатньо “екологічних” за своїми характеристиками пестицидів та їх негативний вплив на агрофітоценози, тварин та людей. Найбільш перспективними щодо удосконалення асортименту можуть бути органічні сполуки фосфору, похідні аліфатичних карбонових кислот тощо. Для захисту грунту від забруднення змінюють також способи застосування пестицидів. Останнім часом значно збільшилася кількість пестицидів у формах емульсії і змочуваних порошків, якими обприскують рослини, а також препаратів у вигляді гранул.

Сучасне землеробство базується на широкому використанні мінеральних добрив як основного засобу підвищення родючості грунту і одержання високих урожаїв сільськогосподарських культур. Проте надмірне, недостатньо обгрунтоване їх використання призводить до забруднення грунту, а також накопичення їх у продовольчих товарах, кормах, поверхневих і підгрунтових водах. Враховуючи це, потрібен чіткий контроль за правильним їх використанням. Наприклад, застосування добрив можна регламентувати санітарно-гігієнічними й агротехнічними нормативами, нормою добрив на одиницю площі, співвідношенням поживних елементів для окремих культур, строками і способами внесення тощо.

Для запобігання нагромадження нітратів у рослинах азотні мінеральні добрива треба вносити частинами у чіткій відповідності до потреб сільськогосподарських культур за основними етапами органогенезу на підставі даних грунтово-рослинницької діагностики. Доведене недоцільне застосування деяких азотних добрив на дуже кислих грунтах, а також на територіях першого поясу зони санітарної охорони централізованого водопостачання, на мерзлоталому грунті. Значно зменшити надлишок нітратів у грунті та рослинах можна за рахунок поєднаного внесення органічних і мінеральних добрив, соломи, сидерації. Забруднення грунту зумовлюється не тільки кількістю внесених мінеральних добрив, а й низькою культурою хімізації землеробства, використанням недосконалих технологій вирощування сільськогосподарських культур, а також застосуванням застарілої техніки.

Рівень забруднення грунтів контролюється різними нормативами; постійно розробляються нові принципи нормування вмісту хімічних забруднювальних речовин у грунті. В основі санітар но-гігієнічного нормування лежать гранично допустимі концентрації (ГДК) речовин – така кількість шкідливих речовин, яка практично не впливає на здоров’я людини та її потомства. В основі екологічного нормування лежить вивчення дії забруднювальних речовин не на окремі організми, а на екосистему в цілому. У цьому випадку передбачається отримання оптимальної біопродуктивності за мінімального впливу на навколишнє середовище. Критерієм впливу стає показник гранично допустимого екологічного навантаження (ГДЕН), тобто такий рівень навантаження, за якого зберігається нормальне функціонування екосистеми.

Отже, незважаючи на те, що всі грунти мають здатність до самовідтворення у процесі грунтоутворення, люди використовують грунтово-земельні ресурси прямим та опосередкованим шляхами з інтенсивністю, що набагато перевищує швидкість їхнього самовідновлення. Рівень, тривалість використання родючості та продуктивність грунтів залежать від їх властивостей, клімату, соціально-економічних умов господарювання, розвитку науки і техніки.

Грунт є продуктом сумісної дії клімату, рослинності, тварин та мікроорганізмів на поверхневі шари гірських порід. У цій найскладнішій системі безперервно відбуваються синтез та руйнування органічної речовини, кругообіг елементів зольного та азотного живлення рослин, детоксикація різних забруднювальних речовин, що надходять у грунт. Ці процеси здійснюються завдяки унікальній будові грунту, що становить систему взаємопов’язаних твердого, рідкого, газоподібного та живого складників. Значення грунту для функціонування біосфери і діяльності людини полягає у тому, що він є головним засобом сільськогосподарського виробництва, життєвим простором для організмів, механічною опорою рослинності, акумулятором необхідних для організмів поживних та енергетичних речовин, регулятором гідротермічного режиму, а також виконує санітарну й інформаційну функції тощо.

Усі ці функції грунту значно порушені внаслідок виробничої та іншої діяльності людини. Основними причинами погіршення якості грунтово-земельних ресурсів є насамперед ерозія грунтів, вторинне засолення, підтоплення, висушування й антропогенне забруднення грунтів. Найбільш небезпечні і поширені за

(2 votes, average: 2,50 out of 5)