Забруднення земельних угiдь в агропромисловому виробництвi

6.3. ЗАБРУДНЕННЯ ЗЕМЕЛЬНИХ  УГІДЬ В АГРОПРОМИСЛОВОМУ  ВИРОБНИЦТВІ 
Інтенсивне забруднення природного середовища значною мірою є наслідком нераціонального сільськогосподарського виробництва. Щороку з мінеральними добривами на сільськогосподарські угіддя надходить 193 тис. т фтору,. 1,6 тис. т цинку, 620 тис. т міді та 622 т калію. У 90-ті роки залишкова кількість пестицидів у продуктах харчування, рослинах і тваринах зросла (порівняно з 60-ми роками) більш ніж у 9 разів. Отруйні речовини, які знаходяться у мінеральних добривах, хімічних меліорантах й отрутохімікатах, проникають в організми людей, викликаючи їх захворювання. 
Особливого значення набуває застосування системних фунгіцидів (нині рекомендовано до виробництва близько» 300 препаратів), стійких проти змивання з рослин. Неправильне їх застосування може завдати великої шкоди посівам, навколишньому середовищу, здоров'ю людей, свійським тваринам і птиці. А в багатьох інструкціях норми витрат препарату зазначені в широких межах, наприклад, 1—2 кг на 1 га. 
При цьому треба врахувати, що гербіциди в неоднакових метеоумовах діють по-різному. Різноманітність умов у кожній агровиробничій групі грунтів потребує особливого підходу до раціонального використання добрив. Так, на півночі Полісся грунти мають кислу реакцію і потребують періодичного вапнування, без чого неможливо досягти ефективного використання добрив. 
При одержанні 45 ц зернових одиниць основної продукції в господарствах із зернобуряковими сівозмінами лісостепової зони відчужується в середньому з кожного га (кг): вуглецю — 3420, водню — 3192, кисню — 532, азоту — 127, фосфору — 41, калію — 82, магнію — 18, кальцію— 35, сірки — 10. Для забезпечення речовинно-енергетичної замкненості треба вносити на гектар ріллі як мінімум: гною — 8т, азоту і фосфору — по 20 кг, калію — 30 кг; на сірих лісових грунтах: гною — 4т, азоту — 40 фосфору — 30, калію — 50 і магнію — 8. Однак більшість господарств цього мінімуму не дотримуються. Звідси негативні зміни в біотипах, а надалі і в агроекосистемах. Створення речовинно-енергетичної замкнутості в агроекосистемах — це одна з умов не тільки високої, а, й стійкої продуктивності. Ефективність створення бездефіцитного балансу гумусу та інших поживних елементів підвищує стійку продуктивність сівозмін на 3—5%. 
Внесення підвищених доз, добрив не завжди позитивно впливає на якість сільськогосподарської продукції. Особливо небезпечне застосування високих доз азотних добрив під кормові культури, оскільки, нагромадження в кормах амінів утворює в організмі тварин токсичні сполуки, внаслідок чого збільшується кількість безплідних корів і захворювань. Небажані наслідки у тварин спричиняють також зміни співвідношення в кормах між кальцієм і калієм. 
Пропорція внесення мінеральних добрив у грунт визначається структурою їх виробництва. Однак поєднання доз добрив, які нині вносять у грунт, не оптимальне, особливо за фосфорним компонентом, а вміст цього елемента в грунтах сільськогосподарських угідь нашої країни низький. Не-збалансованість добрив не дає змоги повністю використати їх потенціал щодо підтримання родючості грунтів. Значна частина азотних добрив не «працює» — проявляє свій вплив закон «мінімуму», згідно з яким урожайність визначається хімічним елементом, кількість якого у грунті найенша. 
Дедалі більшого значення набуває боротьба з бур'янами, шкідниками і хворобами сільськогосподарських кульур. За даними FAO, потенціальні втрати з цих причин становлять 35% .світового врожаю на 73 млрд доларів. У зв'язку з цим відбувається швидке зростання виробництва хімічних засобів захисту рослин. У світі в середньому на 1 га їх вносять 300 г. 
Отже, економічна вигода від застосування продукції хімічної промисловості не вичерпує усіх аргументів на користь нарощування темпів постачання сучасних продуктів хімії сільському господарству. Є низка важливих факторів, які визначають межі поширення і застосування хімікатів. Застосування великих доз добрив може погіршити якість продукції, ґрунтових вод, що зумовлює забруднення близьких річок і водойм. Використання мінеральних добрив дало змогу певною мірою підвищити врожайність культур, однак подальше збільшення їх доз уже не сприяло її зростанню, що пов'язано із зменшенням запасів гумусу в грунті. Зростання врожайності неможливе без удосконалення технології внесення добрив. Безконтрольне їх застосування призводить до забруднення навколишнього середовища, що загрожує здоров'ю людини. Особливо небезпечне неправильне або надмірне використання пестицидів. Причому деяка їх частина трансформується, тобто виникають нові токсичні речовини (вторинна токсикація). Дати оцінку всіх наслідків впливу пестицидів неможливо через недосконалість методів дослідження. 
Усі без винятку пестициди при ретельному вивченні виявляли або мутагенну, або інші негативні дії на Живу природу і людину. Навіть разові контакти людини з такими пестицидами, як діелдрін, паратіон, призводять до зміни біотоків головного мозку (енцефалограми). А вплив сучасних органофосфатних пестицидів, які швидко розкладаються, загрожує розвитком депресій, роздратування, розладом пам'яті, іншими нейропсихологічними порушеннями. Близько 90% усіх фунгіцидів, 60% гербіцидів і 30% інсектицидів є канцерогенними. 
Учені ще десятиріччя тому попереджали про неминучість зараження пестицидами ґрунтових і підземних вод. Їх тривозі тоді не надали значення, а нині в різних штатах 
•США близько третини артезіанських свердловин закрито .для питного водозабезпечення через забруднення пестицидами. У нашій країні вміст пестицидів в артезіанських водах не контролюється.' 
Підраховано, що 98% інсектицидів (проти комах) і фунгіцидів (проти грибкових захворювань), 60—95% гербіцидів (проти бур'янів) не досягають об'єктів пригнічення, а потрапляють у воду і в повітря. Крім того, застосовують ще й зооциди (проти гризунів), які створюють у грунті мертве середовище [43, с. 271]. 
Застосування пестицидів призводить до пригнічення біологічної активності грунтів і перешкоджає природному відновленню родючості, викликає втрату харчової цінності та смакових якостей сільськогосподарської продукції, збільшує втрати і скорочує термін збереження продукції, знижує урожайність багатьох культур внаслідок загибелі комах-опилювачів. Втрати у нашому сільському господарстві тільки від зниження врожаю внаслідок недоопилення рослин .(оскільки ці препарати знищують природних опи-лювачів) становлять близько 2 млрд крб тобто покривають 30—40% прибутку, який приписують дії пестицидів. 
Очевидними є негативні наслідки застосування пестицидів для здоров'я людини, причому спостерігається тенденція до їх зростання, водночас у об'єктів, які пригнічуються пестицидами, спостерігається певна пристосованість до них. Сьогодні близько 500 видів комах вже стійкі до інсектицидів. Пристосованість до пестицидів виникає протягом 10—ЗО поколінь, підтверджуючи справедливість теорії еволюції Ч. Дарвіна: в процесі мікроеволюції виробляється нова властивість. Помічено, наприклад, що в колорадського жука виробляється імунітет до отрутохімікатів. Знаючи це, господарства в 10 разів перевищують концентрацію розчину, що згубно позначається на багатьох інших організмах [43, с. 278]. Недостатньо обгрунтованим є твердження, що застосування пестицидів дає змогу зберегти майже третину врожаю. Практика свідчить, що повного збереження врожаю не можна добитись препаратами. Так, у США незважаючи на десятикратне зростання використання пестицидів за чотири останніх десятиріччя загальні втрати сільськогосподарської продукції від різних шкідників, бур'янів і хвороб не знизились, а навпаки, зросли з 31 до 37%. А якщо врахувати втрати в інших галузях, зумовлені пестицидами? Наприклад, вирощений на Кубані рис дав близько 1,5 млрд крб прибутку, але водночас збитки від застосовуваних там пестицидів тільки в рибному господарстві Азовського басейну перевищували 
2 млрд крб. 
Поширенню застосування пестицидів значною мірою сприяє уміння зарубіжних хімічних компаній рекламувати свій товар. ..А ми, довірившись їхній рекламі, витрачаємо на ці препарати сотні валютних карбованців щороку, до того ж допускаємо значні перевищення рекомендованих доз хімічних засобів захисту, проведення суцільних обробок замість вибіркових. До 40% пестицидів у нас розпилюється в повітря, що категорично забороняється у багатьох країнах. Часто завищуються норми витрат пестицидів. Наприклад, японці свій пестицид топсин використовують з розрахунку 67 г на 100 л розчину, а в наших інструкціях для спрощення технології норми визначені вже в розмірі 100 г [43, с. 64]. 
Одним з основних показників раціонального землекористування в зоні Степу, засушливих районах Лісостепу і в багатьох районах Полісся є ступінь застосування меліорації, зокрема зростання та осушення. 
З метою підвищення продуктивності сільськогосподарських угідь і реалізації продовольчої програми в Україні розпочалися масштабні роботи по осушенню заболочених і перезволожених земель у західних областях і на Поліссі та зрошенню в посушливих районах Півдня. Нині загальна площа меліорованих земель досягла вже 5,9 млн га, в тому числі осушених — 3,5 млн га і зрошуваних — 2,4 мли га. На меліорованих землях виробляється 58% овочів, 27% плодів, ягід і винограду, 18% кукурудзи на зерно. 
Зрошення як важливий засіб поліпшення використання земельних ресурсів може супроводжуватись небажаними побічними наслідками — вторинним засоленням грунтів, їх заболочуванням, ерозією. Основна причина засолення грунтів — низький коефіцієнт корисної дії іригаційних споруд. Сучасні зрошувальні системи функціонують здебільшого без належної гідроізоляції. Внаслідок цього грунтові води підтоплюють поверхневі грунти, що за відсутності природного дренажу призводить до засолення і заболочування земель, зниження родючості і навіть до повного вилучення земель із сільськогосподарського обігу На деяких зрошуваних системах через помилки, допущені на стадіях проектування будівництва і внаслідок нераціональної експлуатації, спостерігається істотне підняття рівня ґрунтових вод. 
Велике значення для економного землекористування має осушувальна меліорація. Однак в окремих районах після осушення земель з'явились ознаки деградації, розвитку ерозійних процесів. Значне скорочення площ боліт, які є континентальними охоронниками вологи, призводить до зміни гідрологічного режиму місцевості, зменшення водності рік і водойм. Внаслідок цього зони достатнього зволоження можуть стати засушливими. 
Осушення негативно впливає на навколишнє середовище і в багатьох інших випадках: істотно змінюється гідрологічний режим, значно знижується рівень ґрунтових вод на прилеглих до них територіях, внаслідок цього знижується родючість грунтів, а окремі ділянки з грунтами легкого механічного складу перетворюються на піски. В окремі роки порушення гідрологічного режиму, зумовлене проведенням у великих масштабах осушувально-меліоративних робіт, супроводжується тимчасовим затопленням великих територій, посилюється розвиток водної ерозії у весняний період, змивається верхній родючий шар грунту, відбувається замулення малих річок, а також їх пересихання у літній період. Осушення торфоболотних грунтів змінює торфоутворювальний процес, припиняється нагромадження органічної речовини, яка мінералізується, родючість знижується. Розкорчовування чагарників і дрібнолісся на перезволожених мінеральних піщаних грунтах при їх осушенні і освоєнні у багатьох випадках знижує верхній неглибокий родючий шар, відновлення якого дуже складне і вимагає тривалого часу. 
Поряд з природними і технічними факторами, які обмежують темпи зрошувальних і осушувальних робіт, істотну роль відіграють інвестиційні фактори. Висока капіталомісткість іригаційних споруд вимагає великих витрат. Уже тепер за капітальними вкладеннями вони посідають перше місце серед інших інвестиційних факторів у аграрному секторі. Витрати на меліорацію становлять майже, чверть вкладень у сільське господарство. 
Справа не тільки в тому, що продукція, вирощувана на зрошуваних землях, дорога, а в тому, що з часом ми її одержуємо дедалі менше. Землі при нинішньому стані зрошення поливною технікою, важкими сільськогосподарськими машинами, з незжитою безгосподарністю втрачають свою родючість. Разом з тим не можна заперечувати значення меліорації взагалі, але повинна бути встановлена сувора відповідальність за прорахунки при її проведенні. 
Практично неможливо встановити у вартісному виразі міру сукупних негативних впливів ґрунтової ерозії на економіку виробництва, природні ресурси та умови життя людини. Суспільство поки що не має належних відомостей про збитки від ерозії в цілому. Є переважно дані про збитки, яких зазнає сільське господарство внаслідок погіршення родючості грунтів. Небезпечним проявом водної ерозії є розмив грунту, внаслідок якого руйнується ґрунтовий покрив, пошкоджуються підстилаючі породи й оголюються безплідні відклади. Яружними виносами заливаються ріки й водойми, заливні луки і зрошувані поля, руйнуються дороги і споруди. Поздовжнє і горизонтальне розчленування місцевості призводить до порушення комунікацій, посилення поверхневого стоку, дренажу ґрунтових вод і загального погіршення гідродренажу. 
Урожай сільськогосподарських культур на слабозмитих .земельних угіддях зменшується на 10—15, середньозмитих — 20—40 і сильнозмитих — на 50—60%. Збіднення грунтів на цінні поживні речовини негативно позначається йа ефективності добрив. 
У промислове розвинутих районах особливо важливим е вивчення показників забруднення грунтів промисловими відходами й викидами. Так, в Україні нагромаджено понад 7 млрд т відходів виробництва. Щорічний вихід їх становить понад 1,5 млрд т, у тому числі в процесі гірничого видобутку — понад 1,2 млрд т, первинної переробки (збагачення) — 260 млн т і вторинної — близько 70 млн т. Вторинне використання відходів виробництва становить .6,6%, тобто не більш ніж 100 млн т. Площа порушених земель — близько 265 тис. га, в тому числі відпрацьованих — майже 131 га, з них рекультивації підлягають 121,1 тис. га, з наступним використанням як сільськогосподарських угідь — 77 тис. га, лісонасаджень — 24, водойм — 14, інших — 6,1 тис. га. Зростає вміст важких металів у грунті. У районах забруднення збіднюється видовий склад тварин і рослин. Дослідження показали, що кислі гази (сірчаний і сірчистий ангідрид, окисли азоту, хлору та ін.), які викидаються промисловими підприємствами, зріджують трав'яну рослинність на 60% і більше, а на схилах сприяють посиленню ерозійних процесів. Рослини, що залишились, поглинають токсичні речовини, внаслідок чого виникає інтоксикація їх важкими металами, зумовлена переважно підкисленням грунтів. Забруднення грунту і кормів поблизу рудників і свинцевоплавильних заводів призводить до інтоксикації свинцем свійських тварин і людей. Погіршення якості продукції супроводжується не тільки акумуляцією в ній токсичних сполук, а й порушенням співвідношення між поживними компонентами: нагромадження нітратів, нітритів та інших отруйних для організму форм азоту. Однак нагромадження важких металів більш небезпечне, оскільки вміст їх у продукції, вирощеної на забруднених грунтах, частіше перебуває на рівні допустимих концентрацій або навіть перевищує їх, ніж вміст мінеральних форм азоту. Перевищення встановленої граничної концентрації токсичних металів негативно позначається на біологічних процесах в організмі людини і тварин. Слід зазначити, що верхня межа у грунтах перебуває на рівні дуже слабкого забруднення цими металами, а на околицях великих міст, звідки переважно постачається продукція, забрудненість грунтів буває набагато вищою. 
На підставі узагальнення показників про вміст металів у забруднених грунтах, акумуляцію їх у рослинах і харчових продуктах та зниження врожайності сільськогосподарських культур розроблено класифікацію грунтів за ступенем забруднення металами. При цьому умовно прийнято, що нагромадження металів у рослинній продукції до токсичного рівня зумовлює сильне забруднення грунтів. Показником поділу грунтів (градації) за ступенем забруднення прийнято кратність підвищення середнього вмісту металів у грунтах, виражену у вигляді коефіцієнта нагромадження (КН) металів. Незабруднені грунти характеризуються величинами 1—2 КН. 
За ступенем забруднення виділено такі групи грунтів: слабко (до 10 КН), середньо (10—30 КН), сильно (ЗО— 60 КН) і дуже сильно (понад 60 КН) забруднені. Керуючись гігієнічним принципом оцінки забруднення грунтів, можна прийняти, що ГДК важких металів у грунтах перебуває в межах градації сильного ступеня забруднення грунтів [ЗІ]. 
У забрудненому грунті порушуються грунтові процеси, які відбуваються з участю важких металів та інших розсіяних елементів, насамперед — гумусоутворення. Елементи живлення рослин (нітрат- і фосфат-іони) при підвищеній кількості мікроелементів слабше закріплюються гумусовими речовинами і легко вимиваються з грунту. Так, при високому вмісті миш'яку у грунтах спостерігається винос нітратного азоту без зміни біологічної активності грунтів. 
З погіршенням умов внаслідок забруднення повітря й атмосферних опадів активізуються процеси ерозії грунту Загальновідомо, що ерозія грунту на 90% зумовлюється зміною таких показників, як агрегативність, коефіцієнт дисперсності, об'ємна маса, сумарний вміст пилу і глинистих фракцій, тобто комплексом фізико-механічних властивостей грунтів, окремі компоненти якого зазнають змін під впливом техногенних забруднень повітря і осадів. Це позначається на стані ґрунтової структури і протиерозійній стійкості грунтів. Посилені ерозійні процеси особливо характерні для зон, де повітря задимлюється промисловими підприємствами. У великих містах спостерігаються деякі аномалії у прояві місцевих кліматичних факторів. існують також відмінності у вітровому режимі: середньорічна швидкість вітру у великих містах на 0,2—0,9 м/с нижча за норму. Урбанізовані території мають свій мікроклімат, на формування якого дуже впливають великі міста. Цей вплив виявляється у збільшенні повторюваності і тривалості мряки і злив великої інтенсивності. У зонах забруднення внаслідок зменшення сонячної радіації грунти, залежно від рослинного покриву, дістають на 13—23% менше тепла. 
Значним є забруднення грунтів викидами автомобільного транспорту, в яких міститься велика кількість важких металів. Встановлено, що середні концентрації усіх металів зростають із збільшенням інтенсивності руху автотранспорту і в десятки разів перевищують фоновий рівень. Зменшення вмісту металів у глибших шарах грунту свідчить про їх надходження з повітря з автомобільними вихлопами. Поблизу автострад на листях культур, трав і дерев нагромаджується відповідно в 5—20,50—100 і 100— 200 разів більше свинцю, ніж у віддалених від автострад районах. Осадження твердих часток відбувається внаслідок атмосферних опадів, дії сили тяжіння. Вміст хімічних елементів у грунті впливає на їх концентрацію в рослинах. Встановлено, зокрема, що концентрація свинцю в 1 кг грунту вздовж траси з пропускною здатністю 1650 автомобілів за годину на одну смугу становить до 50 мг при нормі 12—14 мг. 
Транспортне забруднення грунту призводить до зниження його родючості. В умовах помірного клімату поблизу джерел забруднення врожай зернових зменшується на 20—30%, буряків — на 35, бобів — на 40, картоплі — на 47%. Дуже важливим є питання утилізації осадів стічних вод, загальна кількість яких в Україні становить 25 млн м3 за годину, а в сільському господарстві використовується Слизько 150 тис. т на рік. Під складування осадів стічних вод зайнято більш як 1200 га родючих земель, і ця площа щороку збільшується. Тільки в Києві площа, зайнята осадами стічних вод, за останні 5 років збільшилась майже вдвічі і становить 196 га. 
Використовуючи стічні води для зрошення полів, обов'язково постійно контролювати вміст, динаміку нагромадження солей у грунті, щоб своєчасно вживати заходів щодо меліорації земель. За вмістом солей грунти поділяють на: незасолені (вміст солей 0,3%); слабозасолені (0,3— 1%); сильнозасолені (2—3%); солончаки (понад 3%). До солонців належать грунти, що містять не менше як 20% вбирного натрію від .ємкості поглинання, до солонцюватих грунтів — 15—20%, до середньосолонцюватих — 10—15, до слабосолонцюватих — 5—10, до несолонцюватих — менше 5%. 
Значні розбіжності в показниках солестійкості за даними різних авторів пояснюються неоднаковими грунтово-кліматичними умовами, в яких ростуть рослини, а також тим, що досліджувались різні сорти, районовані у певних місцевостях. Так, легкі піщані грунти стійкіші до негативного впливу на них стічних вод. Тривале зрошення промислово-побутовими стічними водами дерново-підзолистих грунтів не погіршує такі властивості, як об'ємна маса, прозорість, водопроникність, потужність орного шару, кислотність, поліпшує біологічну діяльність ґрунтової мікрофлори. Не погіршується агромеліоративний стан грунтів і від застосування для поливів стічних вод цукрових заводів. В Україні можна утилізувати в сільськогосподарському виробництві близько 200 млн м3 таких стоків, якими можна зрошувати площу близько 70 тис. га. Використання стічних вод на конопле- і льонозаводах викликає втому грунту після семирічного періоду зрошення. Погіршуються його фізичні властивості внаслідок запливання і зниження проникності. Щоб уникнути цього, рекомендується висівати багаторічні трави і тимчасово припиняти поливи. 
Створення великих водосховищ в умовах рівнинної ріки викликає різку зміну гідрологічних умов на прилеглих територіях. Ширина зони впливу водосховища на режим ґрунтових вод може досягати ЗО—35 км. На незахищених територіях, прилеглих до водосховищ Дніпровського каскаду, внаслідок підняття рівня ґрунтових вод підтоплено до 60 тис. га сільськогосподарських угідь, через що понад 31 тис. га ріллі вибули під сіножаті і пасовища. За даними, Інституту ботаніки АН України, для ділянок з глибиною залягання ґрунтових вод від 0 до 0,4 м характерне порушення грунтотворчих процесів внаслідок надмірного зволоження і посилення процесів оглеювання і заболочування. Сільськогосподарські угіддя на таких площах трансформовані переважно в надмірно зволожені й заболочені сіножаті і пасовища з урожайністю 3—5 ц/га сіна низької якості, тоді як до підтоплення вона становила 32—35 ц/га [ЗІ].