Лекція № 3 тема. Оцінка забруднення земель та грунтів

П л а н

1. Категорії забруднення грунтів.

2. Вплив забруднення грунтів на здоров’я людей та його нормування.

3. Порушення та рекультивація земель.

За величиною зон та рівнем забруднення грунтів виділяють наступні категорії забруднення: 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 грунту, котрі виникають внаслідок переносу забруднюючої речовини на віддаль не більше 1000 км від будь-яких джерел забруднення.

Найбільш небезпечними для грунтів є хімічні забруднення, ерозія, засолення. За ступенем небезпеки хімічні речовини поділяються згідно з Держстандартом 17.4.1.02 -83 на три класи: 1 клас – високо небезпечні речовини; 2 клас – помірно небезпечні речовини; 3 клас – мало небезпечні речовини. Клас небезпеки встановлюється за показниками (табл. 3.1.)

Таблиця 3.1

Показники та класи небезпеки хімічних речовин

Показник	Концентрація
	1 клас	2 клас	3 клас
Токсичність, ЛД50	до 200	200-1000	> 1000
Персистентність в ґрунті, міс.	> 12	6 – 12	<6
ГДК в ґрунті, мг/кг	< 0,2	0,2 – 0,5	> 0,5
Персистентність в рослинах, міс	3 і більше	1 – 3	< 1,0
Вплив на харчову цінність сільськогосподарської продукції	сильний	помірний	немає

За ступенем забруднення ґрунти поділяються на: сильно забруднені; середньо забруднені; слабко забруднені. У сильно забруднених ґрунтах кількість забруднюючих речовин в декілька разів перевищує ГДК. Вони мають низьку біологічну продуктивність та істотні зімни фізико-хімічних, хімічних та біологічних характеристик, внаслідок чого вміст хімічних речовин у вирощуваних культурах перевищує норми. У середньо забруднених ґрунтах перевищення ГДК незначне, що не призводить до помітних змін його властивостей. У слабко забруднених ґрунтах вміст хімічних речовин не перевищує ГДК, але перевищує фон.

Для визначення ступеня забрудненості грунту використовують наступні характеристики:

1. коефіцієнт концентрації забруднення грунту:

k _c = C /C_cp або k_c = C/C_гдк, (3.1.)

де: С – загальний вміст забруднюючих речовин, мг/кг; С_ср – середній фоновий вміст забруднюючих речовин, мг/кг; С_гдк – ГДК забруднюючих речовин, мг/кг.

2. коефіцієнт зворотної реакції грунтів на динаміку забруднення:

k_p = (A –A_ф) / А_ф, (3.2)

де: А, А_ф – параметри, які контролюються в забрудненій і фоновій пробах.

За ступенем стійкості до хімічних забруднень та характером зворотної реакції ґрунти поділяються на дуже стійкі, середньо стійкі, малостійкі. Ступінь стійкості грунтів до хімічних забруднень характеризується такими показниками як вміст гумусу, кислотно-основні властивості, окислювально-відновні властивості, катіонно-обмінні властивості, біологічна активність, рівень ґрунтових вод, тощо.

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

Короткотермінові зміни властивостей грунтів діагностуються за динамікою вологості, величиною рН, складом ґрунтових розчинів, вмістом поживних речовин.

Довготермінові зміни властивостей грунтів діагностуються за вмістом і запасами гумусу, відношенням С_гк/С_фк; втратами грунтів внаслідок ерозії, лужністю, кислотністю, вмістом солей.

Функціонування промислових підприємств, транспорту та енергетичних установок викликає регіональне і навіть глобальне забруднення грунтів. Регіональне забруднення грунтів може спричинятися кислотними дощами. Природні процеси (міграція, перетворення, розклад, вимивання, вивітрювання, сонячна радіація, клімат) сприяють самоочищенню грунтів. Захисна здатність грунтів щодо самоочищення має певні межі, котрі слід враховувати при організації виробничої та господарської діяльності.

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

У мінеральній частині ґрунту присутні близько 50 елементів, які знаходяться в окисленому стані або у вигляді солей. Органічна складова грунтів являє собою продукти розкладу тваринного або рослинного походження, а також білки, вуглеводні, органічні кислоти, жири, тощо. У ґрунтах знаходиться велика кількість живих організмів, котрі відіграють значну роль у ґрунтоутворенні.

З ґрунту хімічні речовини частково переходять в рослини, а з рослин з їжею потрапляють в організм тварин та людей. Мікроелементи мають велике значення для розвитку рослинного і тваринного світу, в тому числі й людини. Нестача або надлишок мікроелементів у ґрунті призводить до порушення обмінних процесів не лише у травоїдних, але й м’ясоїдних тварин та в організмі людини. Це викликає ендемічні хвороби. Ґрунти мають здатність накопичувати радіоактивні речовини, котрі вражають живі організми, а потрапляючи з їжею в організм тварин та людей, викликають захворювання різних органів.

Найбільш поширеними є забруднення грунтів канцерогенами типу полі циклічних ароматичних вуглеводнів. Основними джерелами канцерогенних забруднень є вихлопні гази автомобілів, тракторів, тепловозів, літаків, а також викиди котелень та промислових підприємств. Забруднення ґрунту канцерогенами фіксується на віддалі до 5 км від доріг та джерел викидів.

Патогенні мікроорганізми, котрі потрапляють в грунт та розмножуються в ньому, можуть бути збудниками інфекційних захворювань (сибірська виразка, холера, газова гангрена, ботулізм, черевний тиф, дизентерія, бруцельоз, чума, тощо).Зараження тварин та людей патогенними мікроорганізмами спостерігається при вживанні неочищеної сирої рослинної, погано провареної тваринної їжі, шляхом контакту з зараженим ґрунтом, котрий є місцем існування та розмноження мух.

Важливими заходами щодо збереження грунтів є гігієнічне регламентування їхнього забруднення. Нормування хімічних речовин в ґрунтах розпочалося лише у 1976 році. Розроблено методичні рекомендації щодо встановлення ГДК хімічних речовин у ґрунтах. При цьому термін ГДК означає частку хімічної речовини, що забруднює грунт (мг/м³), не справляє прямої або опосередкованої дії, включаючи віддалені наслідки для навколишнього середовища та здоров’я людини. Значення ГДК деяких хімічних речовин наведено в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2

Значення ГДК хімічних речовин в ґрунті

Назва речовини	ГДК, мг/кг
М е т а л и
Ванадій	150
Кобальт	5.0
Мідь (купрум)	3.0
Нікол	4.0
Ртуть (меркурій)	2.1
Плюмбум (рухома форма)	6.0
Добрива та ПАР
Рідкі комплексні добрива з додаванням мангану	80
Азотно-калійні добрива	120
Поверхнево-активні речовини (ПАР)	0.2

Контроль стану грунтів здійснюється за спеціальними методиками санітарними лікарями, санітарно-епідеміологічними станціями, а контроль хімічних забруднень – агрохімічними лабораторіями, СЕС та органами охорони природи.

Порушення земель відбувається при виконанні пошукових робіт, видобуванні та переробці корисних копалин, при будівництві підприємств та доріг, тощо. Воно спричиняє зміни ґрунтового покриву, гідрологічного режиму, утворення техногенного рельєфу та інші якісні зміни. Порушені землі втрачають родючість та є джерелом негативного впливу на навколишнє середовище.

При виконанні земляних робіт верхні родючі шари, котрі містять гумус, підлягають зніманню та подальшому використанню на малопродуктивних і рекультивованих землях. Глибина знімання гумусового шару регламентується Держстандартом 17.5.3.06 -85. Норми знімання родючого шару грунтів наведені в таблиці 3.3.

Таблиця 3.3.

Норми знімання родючого шару ґрунту

Тип, підтип ґрунту	Діапазон глибини знімання, см
Дерново-підзолисті	20 або на глибину орного шару
Буроземно-підзолисті	20-50
Бурі лісові	20-30
Чорноземи типові	50-120
Лукові	40-50
Сіроземи	40
Жовтоземи	30
Торф’яні болотні	на всю глибину торф’яного шару

Загальні вимоги до рекультивації земель регламентуються Держстандартом 17.5.3.04-83. Види та етапи рекультивації земель наведені на рис. 3.1. Найважливішим етапом рекультивації є землювання – комплекс робіт зі зняття, транспортування та нанесення родючого шару ґрунту і потенційно родючих порід на рекультивовані ділянки землі. Технологія землювання вибирається з розрахунку мінімального проходу транспортних та планувальних машин по ділянці з метою недопущення надмірного ущільнення нових шарів ґрунту. Загальні вимоги до землювання викладені в Держстандарті 17.5.3.05 – 84. Родючий шар ґрунту для землювання повинен відповідати Держстандарту 17.4.2.02 -83, а для сільськогосподарського напрямку рекультивації – Держстандарту 17.5.03 – 78. Основною характеристикою землювання є величина родючого шару, що наноситься на рекультивовану ділянку. Землювання може бути суцільним і вибірковим, звичайним і комбінованим. Звичайне землювання здійснюється за один раз без перемішування основного шару та того, що наноситься. Комбіноване землювання здійснюється у 2 етапи: нанесення родючого шару товщиною 10-15 см та перемішування його з ґрунтом, родючість котрого підвищується, або породою; повторне нанесення родючого шару до запроектованої норми. Основні вимоги до землювання в залежності від типу грунтів та конкретного природного середовища викладено в Держстандарті 17.5.3.05-84.

Утилізація порід і відходів

Відновлення потенціалу земель

Впорядкування земель до стану, придатного для користування

Здійснення протиерозійних заходів

Рис. 3.1. Види та етапи рекультивації земель

Л І Т Е Р А Т У Р А

1. Білявський Г.О. та інш. Основи загальної екології. –К.: Либідь, 1995, -368 с.

2. Джигирей В.С. Екологія та охорона навколишнього природного середовища. – К.: Знання, 2000, - 203 с.

3. Злобін Ю.А. Основи екології, - к,: Лібра, 1998, - 248 с.

4. Кучерявий В.П. Екологія. – Львів, вид-во „Світ”, 2000, - 492 с.

5. Надточій П.П., Гермашенко В.Г., Вольвач Ф.В. Екологія грунту та його забруднення. –К.: Аграрна наук, 1998, -278 с.

6. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. –М.: Мысль, 1990, - 637 с.

7. Справочник по охране окружающей среды. Под ред.Сахаева В.Г., Щербицкого Б.В. – К.: Будівельник, 1986, - 152 с.

Підписано до друку ___________________

Формат 60х84 1/16 Обсяг _______ др..арк.

Замовлення ______ Тираж _______ примір.

_____________________________________

Рівне, УДУВГП, Соборна, 11