На головну

Основні види антропогенного впливу на ґрунти

  1. V.5. Историко-культурологическое изучение антропогенного ландшафта
  2. Аналіз впливу іноземних інвестицій на економічне зростання приймаючих країн
  3. Аналіз впливу на собівартість окремих груп продукції за рівнем їх рентабельності
  4. Аналіз впливу факторів на зміну валового збору та причини змін
  5. Аналіз впливу чинників зміни витрат на 1 грн вартості реалізованої продукції
  6. Атмосфера. Основні поняття.
  7. Біосфера. Основні поняття.

Вступ

З давніх-давен людина поклонялася землі, а точніше - ґрунту. Йому присвячували легенди і билини, його оспівували у поемах і піснях. Вона наділяла його генетичною властивістю живого - родючістю.

Україна характеризується значною різноманітністю ґрунтового покриву. Так, при великомасштабному ґрунтовому картографуванні, що велося останнім часом, виявлено близько 650 видів ґрунтів, а загальна кількість ґрунтових відмін, які сформувалися в Україні, становить кілька тисяч. Наявність природних ресурсів є головною передумовою розміщення продуктивних сил на певній території. Ґ

рунтовим покривом Землі є найважливіший компонент біосфери. Саме ґрунтова оболонка визначає багато процесів, що відбуваються в біосфері. Найважливіше значення ґрунтів полягає в акумуляції органічної речовини, різних хімічних елементів, а також енергії. Ґрунтовий покрив виконує функції біологічного поглинача, руйнівника і нейтралізатора різних забруднень, а так само ґрунту відведена найважливіша роль в житті суспільства, оскільки вона є джерелом продовольства, що забезпечує 95-97 % продовольчих ресурсів для населення планети. Якщо це ланка біосфери буде зруйнована, то функціонування біосфери, що склалося, необоротний порушиться. Надзвичайно важливе вивчення глобального біохімічного значення ґрунтового покриву, його сучасного стану і зміни під впливом антропогенної діяльності, оскільки ефективний захист довкілля від небезпечних хімічних реагентів неможливий без достовірної інформації про міру забруднення ґрунтів. Оцінку здібностей ґрунту виконувати функції, що забезпечують стабільність окремих біоценозів і біосфера в цілому отримують за допомогою спеціальних методів дослідження забруднених ґрунтів.

Взагалі ґрунт - це особливе природно-історичне тіло Природи, «шкіра» планети, пам'ять життя або керуюча система біосфери. Ґрунт складається майже на 90 % з мінеральної маси, води, гумусу й інших неживих утворень.

Археологія й історія наводять багато прикладів забруднення ґрунтів. Це - недосконалі технології виробництва добрив та промислових товарів, їх транспортування, зберігання, змішування та внесення; порушення агротехнічних вимог щодо їх використання; водна та вітрові ерозії ґрунтів; засолення, опустелювання і заболочування, основні причини хвороб і загибелі ґрунтів. Розглянемо деякі з них.

Основні види антропогенного впливу на ґрунти

До основних видів антропогенних впливів на ґрунти, що зумовлюють зміну їхньої родючості, можна віднести:

1. розорювання призводить до посилення взаємодії ґрунтів з атмосферою, вітровою та водною ерозії, зміни чисельності ґрунтових організмів;

2. випас худоби спричинює ущільнення ґрунту, знищення трав'яного покриву, ерозію, неможливість відновлення родючості внаслідок утрати детриту,збіднення ґрунтів рядом хімічних елементів, висушування, удобрення гноєм, біологічне забруднення;

3. сінокоси, збирання урожаю викликають вилучення деяких хімічних елементів, підвищення випаровування;

4. випалювання старої трави - знищення ґрунтових організмів у поверхневих шарах, підсилення випаровування;

5. зниження лісистості сприяє вимиванню поживних речовин із ґрунту, втраті вологості, затопленню низинних місцевостей, посиленню водної та вітрової ерозії, спустелюванню;

6. зрошення часто зумовлює вимивання солей із глибин у верхні горизонти ґрунту і засолення їх, при неправильному поливанні - заболочення;

7. осушення призводить до зниження вологості, виникнення вітрової ерозії;

8. застосування пестицидів, добрив може викликати загибель ґрунтових організмів, зміни ґрунтових процесів, накопичення небезпечних для живих організмів отрутних речовин;

9. створення побутових і промислових звалищ, розростання забудови спричинює вилучення родючих земель із сільськогосподарських вжитку, пригнічення і навіть загибель живих організмів на прилеглих територіях;

10. робота наземного транспорту зумовлює ущільнення ґрунту, отруєння ґрунтів відпрацьованими газами та сипкими матеріалами;

11. стічні води і викиди в атмосферу викликають забруднення ґрунтів хімічними речовинами, зміни їхнього складу;

12. шум, вібрація, енергетичні випромінювання й інші фізичні фактори сприяють сповільненню росту рослин, забрудненню ґрунтів, загибелі організмів;

13. видобуток корисних копалин призводить до ерозії, до забруднення грунтів, до заболочування внаслідок заповнення водою відпрацьованих кар'єрів, до зменшення площі землі, придатної для сільського господарства;

14. будівництво ГЄС супроводжуються затоплення великих територій, інфільтрацією води з великих водосховищ у прилеглі землі, заболочуванням.

Найбільш поширеним видом антропогенного впливу на ґрунти є їх забруднення внаслідок різних видів діяльності. Основними забрудниками ґрунтів можна вважати мінеральні добрива, пестициди, важкі метали, нафтопродукти, радіонукліди, канцерогени. Мінеральні добрива (азотні, фосфорні, калійні) вносяться у ґрунт для компенсації втрат мінеральних речовин, але не завжди при їх внесенні враховують хімічний склад ґрунту, агротехніку культури, терміни та норми внесення, що призводить до їх накопичення у ґрунті. Пестициди - це велика група речовин, створених людиною для боротьби із шкідниками, бур'яном, грибними захворюваннями сільськогосподарських культур тощо. Багато з них токсичні для людей і тварин, можуть викликати отруєння, генетичні відхилення. Джерелами надходження до ґрунту важких металів (цинку, кадмію, меркурію, хрому, плюмбуму, мангану й інше) та їх сполук є видобуток корисних копалин, викиди металургійних заводів, хімічних підприємств, сміттєспалювальних заводів, ТЕС, звалища відходів тощо. Нафтопродукти потрапляють у ґрунт під час роботи техніки на полях, змиванням із поверхні автомагістралей, транспортних підприємств. Забруднення ґрунту радіонуклідами відбувається під час розробки уранових руд, роботи паливно-енергетичного комплексу, утворення могильників радіоактивних відходів, аварій на АЕС. Поширеним видом забруднення ґрунтів є канцерогени типу полі циклічні ароматичні вуглеводнів, основними джерелами яких є вихлопні гази двигунів автомобілів, тепловозів, літаків, а також викиди котелень, промислових підприємств. Для земель єдиного державного земельного фонду встановлюється номенклатура показників ґрунтів згідно ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охорони природи. Ґрунти. Номенклатура показників санітарного стану». Ця номенклатура показників повинна застосовуватися при розробці нормативно-технічної документації з охорони ґрунтів від забруднень, а також при контролі стану ґрунтів. При регламентації й контролі забруднення ґрунтів стан ґрунту характеризується такими показниками: хімічними, санітарними та біологічними. Під хімічним забрудненням грунту мають на увазі зміну його хімічного складу в результаті антропогенної діяльності, здатну викликати погіршення якості.

За величиною зон та рівнем забруднення ґрунтів поділяється на фонове, локальне, регіональне, глобальне.

Фоновим вважається такий вміст забруднюючих речовин в ґрунті, котрий відповідає або близький до його природного складу.

Локальним вважається забруднення ґрунту поблизу одного або сукупності декількох джерел забруднення.

Регіональним є таке забруднення ґрунту, котре виникає внаслідок переносу забруднюючих речовин на віддаль не більше 40 км від техногенних та більше 10 км від сільськогосподарських джерел забруднення.

Глобальними називають забруднення ґрунту, котрі виникають внаслідок дальнього переносу забруднюючої речовини на віддаль більше 1000 км від будь-яких джерел забруднення.

Найбільш небезпечними для ґрунтів є хімічні забруднення, ерозія, засолення. За ступенем небезпеки хімічні речовини поділяються за Держстандартом 17.4.1.02-83 на три класи:

1 клас - високонебезпечні речовини;

2 клас - помірно небезпечні речовини;

3 клас - малонебезпечні речовини.

Клас небезпеки встановлюється за показниками (табл.1).

Визначено показники, за якими встановлюють клас небезпеки речовин (токсичність при пероральному введенні ЛД50, стабільності - персистентність - у рослинах і вплив на їхню харчову цінність, вплив на санітарний стан ґрунту). Клас небезпеки встановлюють не менше ніж за трьома показниками із переліку, наведеного у стандарті.

Норми для класів небезпеки в ГДК (ОДК) становлять:

1 клас - менше 0,2 мг/кг, 2 клас - 0,2 - 0,5 мг/кг, 3 клас - понад 0,5 мг/кг. Зроблено орієнтовний розподіл речовин за класами небезпеки.

З пестицидів до 1-го класу віднесені атразин, ДДТ, метафос й інше, до 2-го - карбофос, нітрафен, хлорофос й інше, до 3-го - дилор, полікарбацин й інше.

З речовин, що потрапляють у ґрунт із викидами, скидами, відходами, до:

1-го класу віднесені миш'як, кадмій, ртуть, селен, цинк, фтор, бенз(а)пірен;

2-го - бор, кобальт, нікель, молібден, сурма, хром;

3-го - барій, ванадій, вольфрам, марганець, стронцій, ацетофенон.

Таблиця 1. Показники та класи небезпеки хімічних речовин

Показник Норми концентрації
1 клас 2 клас 3 клас
Токсичність, ЛД До 200 200-1000 Понад 1000
Персистентність в грунті, міс. Понад 12 6-12 Менше 6
ГДК в грунті, мг/кг Менше 0,2 0,2-0,5 Понад 0,5
Персистентність в рослинах, міс. 3 і більше 1-3 Менше 1
Вплив на харчову цінність сільськогосподарської продукції Сильний Помірний Немає

Основними джерелами надодження важких металів на земну поверхню є пилогазові викиди гірничорудної, металургійної та хімічної промисловості. Забруднення ґрунтового покриву дуже тісно пов'язане з роботою електростанцій, автомобільного та залізничного транспорту. Підвищений вміст важких металів в ґрунті може бути наслідком застосування у сільськогосподарському виробництві меліоратів, добрив та пестицидів, а також використання для зрошення забруднених побутових і промислових стічних вод.

Найістотніші наслідки спостерігаються на територіях, що прилягають до підприємств. Наприклад, на металургійних заводах підвищений вміст важких металів виявляється на відстані до 15-20 км. Зона впливу комбінатів по виробництву азотних добрив простягається до 40 км. Поблизу таких підприємств формується тепло генна пустеля в радіусі від 100-300 м. до 1,5-2 км залежно від потужності підприємства, рельєфу та клімату місцевості.

У промислових районах, де застосовується зрошення посівів водами з підвищеним вмістом важких металів, значне забруднення може спостерігатися на відстані 20-30 км від джерела забруднення. Це результат вторинного забруднення ґрунтів важкими металами при зрошенні. На великих промислових комплексах зони забруднення окремих підприємств можуть перекриватися, а токсичні викиди переноситись у віддалені райони, розширяючи територію забруднення.

Локальне забруднення сільськогосподарських угідь важкими металами можуть спричинити транспортні засоби. Вздовж автодоріг з високою інтенсивністю руху (10-20 тис. машин за добу) забруднення зазнає придорожня смуга на відстані до 200 м із переважанням свинцю, що міститься в антидетонаційних присадках до бензину. З продуктами дизельного палива, мастильними матеріалами та відходами автопокришок у довкілля потрапляють кадмій та цинк.

Розподіл важких металів шляхів залежить від інтенсивності та швидкості руху автотранспорту, напряму вітру. Максимальне забруднення ґрунтів спостерігається на відстані 7-10 м від дороги, а в зоні - 30-80 и. відмічається зниження врожайності і різке погіршення якості сільськогосподарської продукції. До забруднювачів ґрунтів належать також мінеральні добрива і хімічні меліорати, істотним недоліком яких є наявність в них баластних речовин, у тому числі токсичних речовин і сполук.

Рівень забруднення ґрунту та закономірності просторового поширення важких металів залежить від потужності підприємств-забруднювачів, тривалості їх діяльності, якості сировини, технології виробництва, ефективності роботи очисних споруд.

За даними А.Є. Басманова і А. В. Кузнецова, кількість важких металів у фосфорних добрив, що випускаються в СНД, коливається в широких межах і в середньому становить, г/т: міді - 127; цинку - 134; кадмію - 3,0; свинцю - 34; нікелю - 92; хрому - 121 (табл. 4.3).

Таблиця 4.3. Вміст важких елементів в мінеральних добривах,

г/т діючої речовини

Добрива Мідь Цинк Кадмій Свинець Нікель Хром

Азотні 51 64 1,23 21 6,38 0,38

Фосфорні 127 164 3,0 34 92 121

Калійні 9,4 20 1,05 28 9,1 0,89

Всі мінеральні добрива 59 77 1,62 26 30 33

Азотні та калійні добрива забруднені важкими металами меншою мірою. Особливу екологічну небезпеку становить ненормоване застосування хімічних меліорантів і відходів промисловості. Наприклад, при внесенні фосфогіпсу в нормах 5-20 т/га у ґрунт надходить 100-400 кг стронцію. Використання на добриво піритних огарків забруднює ґрунт свинцем. При фосфоритуванні у ґрунт потрапляють фтор і стронцій, при внесенні сечовини - арсен.

Фосфорити містять ртуть від 10 до 1000 мг/кг, калієві сольові відклади - до 10, вапняки - 0,03-0,7 мг/кг.

Небезпечним для ґрунту є систематичне використання як добрива осадів стічних вод, забруднених важкими металами. Шкіряні, годинникові та інструментальні заводи істотно забруднюють осади хромом, електронна промисловість - кадмієм, великі міста з розвинутим автотранспортом - свинцем.

Дернові глинисто-піщані ґрунти здатні в одному лише орному шарі глибиною до 20 см міцно утримувати 40-60 т/га свинцю. Однак у самому ґрунті виникає гостра токсикологічна ситуація. Л. К. Садовнікова виділяє такі основні етапи у реакції ґрунтів на техногенний вплив та їх еволюцію від природного до техногенного порушеного стану:

1) накопичення хімічних забруднювачів до критичного рівня;

2) значна зміна фізичних і хімічних властивостей ґрунтів - несприятливі зміни рН, втрата структури;

3) несприятливий вплив ґрунтових умов на рослинний покрив;

4) розвиток процесів ерозії та дефляції;

5) деградація ґрунтів;

6) утворення техногенної пустелі.

Отже, важкі метали забруднюють не лише ґрунти. До 30-40 % важких металів та їх похідних потрапляє із ґрунту у підґрунтові води. Під дією забруднення гинуть трав'янистий покрив і лісові насадження, знижується врожайність сільськогосподарських культур і погіршується якість продукції.

4.4 Забруднення ґрунтів радіонуклідами

Внаслідок Чорнобильської катастрофи значна територія України зазнала радіоактивного забруднення. Погіршився екологічний стан сільськогосподарських угідь. Площа забруднених земель збільшується за рахунок радіоактивних викидів діючих атомних електростанцій, що знаходяться в безпосередній близькості. За оцінками спеціалістів, на АЕС лише трохи більше 2 % ядерного палива використовується ефективно. Близько 98 % його йде у відходи, що становить радіоактивні продукти (плутоній, цезій і стронцій), які неможливо скоротити, а тільки можна вічно зберігати у спеціальних могильниках. Технічно складним є питання про демонтаж АЕС, який слід обов'язково проводити через 30-50 років після введення станції у дію.

Особливо небезпечні забруднення радіонуклідами з катастрофічними екологічними наслідками виникають через ядерні вибухи та аварії на об'єктах атомної промисловості і енергетики. Спочатку, потрапивши в атмосферу, радіонукліди випали на ґрунт, рослини, води. У ряді районів тварини і люди зазнали радіоактивного опромінювання. Висока міграційна здатність у харчовому ланцюзі ґрунт → рослина → тварина → продукти тваринництва, обумовила їх надходження до організму людини.

На зовнішнє опромінювання припадає основна частина дози опромінення людини і тварини за короткий період, через те воно обумовлене насамперед випромінюванням радіонуклідами з коротким періодом напіврозпаду (132Ге, 132І, 131І та ін.). Наявність довготривалих радіонуклідів (90Sz, 37Cs, 239Pu, 240Pu та ін.), у харчовому ланцюзі спричинює внутрішнє опромінення людини і тварини.

Особливість радіоактивного забруднення ґрунтового покриву полягає в тому, що маса радіоактивних домішок дуже мала і вони не приводять до кількісних змін основних властивостей ґрунту. Вміст гумусу, елементів живлення, ємність катіонного обміну, рН та інші показники не змінюються. Істотне значення мають розподіл радіонуклідів по профілю ґрунту, їх концентрування у ґрунтовому розчині, ступінь рухомості та доступність рослинам.

За умов жорсткого вітрового режиму, при зменшеній вологості ґрунту та відсутності рослинності існує безпека переносу радіонуклідів потоками вітру. Вони також можуть змиватися зі схилів і з водами поверхневого стоку потрапляти у водойми.

Велику небезпеку являють собою стронцій-90 та цезій-137, що можуть накопичуватись і тривалий час зберігатися у ґрунтах. Маючи подібні хімічні властивості до кальцію і калію, стронцій-90 та цезій-137 інтенсивно поглинаються рослинами. Потім з продуктами рослинного чи тваринного походження вони потрапляють до людського організму, де стронцій накопичується в кісткових, цезій - у м'язових тканинах. Маючи період напіврозпаду відповідно 28,6 та 30,2 року, ці радіонукліди тривалий час зберігаються в зараженому організмі.

Отже, людство використовує мільярди тон сировини, а на корисний продукт перетворює лише 1-2 %. Тобто 98-99 % взятого з природи викидається у вигляді відходів, звалищ, забруднюючи родючі ґрунти. У зв'язку з забрудненням ґрунту доцільно запропонувати рекомендовану систему показників родючості ґрунтово-екологічного моніторингу, особливо при введенні інтенсивного земл

Забруднення ґрунтів, як і інших середовищ, є комбінованим (множинним), у зв'язку із чим при хімічному контролі забруднення виникає необхідність виділити пріоритетні забруднювачі речовини, що підлягають контролю у першу чергу. При визначенні пріоритетних забруднюючих речовин ураховують класи небезпеки речовин. У випадку відсутності можливості обліку всього комплексу хімічних речовин, що забруднюють ґрунт, оцінку здійснюють за найнебезпечнішими речовинами, тобто речовинами, що належить до більш високого класу небезпеки.

За ступенем стійкості до хімічних забруднень та характером зворотної реакції ґрунти поділяються на дуже стійкі, середньостійкі, малостійкі. Ступінь стійкості ґрунтів до хімічних забруднень характеризується такими показниками, як гумусний склад ґрунту, кислотно-основні властивості, окислювально відновлювальні властивості, катіонно-обмінні властивості, біологічна активність, рівень ґрунтових вод, частка речовин, що знаходяться в розчиненому стані.

При оцінці стійкості ґрунтів до хімічних забруднень слід враховувати показники, що характеризують короткотермінові (2-5 років), довготермінові (5-10 років) зміни ґрунтів та показники ранньої діагностики розвитку змін у ґрунтах.

Короткотермінові зміни властивостей ґрунтів діагностуються за динамікою вологості, величиною водневого показника рН, складом ґрунтових розчинів, диханням ґрунтів, вмістом поживних речовин.

Довготермінові зміни властивостей ґрунтів діагностуються за складом та запасом гумусу, відношенням вуглецю гумінових кислот до вуглецю фульвокислот, втратами ґрунтів внаслідок ерозії, загальною лужністю, кислотністю, вмістом солей.

Функціонування промислових підприємств, транспорту та енергетичних установок викликає регіональне і навіть глобальне забруднення ґрунтів. Регіональне забруднення ґрунтів може викликатися кислотними дощами, що випадають поблизу великих промислових підприємств, котрі викидають в атмосферу шкідливі гази. Природні процеси (міграція, перетворення, розклад, вимивання, вивітрювання, сонячна радіація, клімат) сприяють самоочищенню ґрунтів. Захисна здатність ґрунтів щодо самоочищення має певні межі, котрі слід враховувати при організації виробничої та господарсько-побутової діяльності.

Основними характеристиками ґрунтів щодо самоочищення є час самоочищення та захисна спроможність ґрунтів, котра характеризує їх здатність суттєво знижувати токсичність забруднюючих речовин. Час самоочищення - інтервал, протягом котрого відбувається зменшення масової частки речовини, що забруднює ґрунт, на 96 % від початкового значення або до його фонового значення. Для самоочищення ґрунтів, а також для їхнього відновлення потрібно багато часу, витрати якого залежать від характеру забруднень та природних умов. Процес самоочищення ґрунтів триває від декількох днів до декількох років, а процес відновлення порушених земель - сотні років.

Таблиця 3.22. Значення ГДК хімічних речовин в ґрунті

 



Характеристика кошторису витрат | Оцінка небезпеки забруднення ґрунту
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати