8. Ґрунт як сорбційний, захисний бар’єр акваторій

Ця функція проявляється у тому, що ґрунт завдяки великій активній поглинальній поверхні здатний вбирати як шікідливі, так корисні сполуки на шляху їх міграції у водні екосистеми. Вони також знижують надлишкове надходження біофільних елементів, яке може привести до евтрофікації водойм.

Основною сорбційною (поглинальною) здатністю ґрунтів є фізико-хімічне (іонно-сорбційне) вбирання катіонів металів і протонів водню ґрунтовим вбирним комплексом (див. тему 8). Саме цей вид вбирання і є захисним бар’єром внутрішніх і зовнішніх водойм від забруднення. Це можна показати на таких прикладах.

У процесі міграції водорозчинні сполуки радіоактивних ізотопів потрапляють у ріки, водосховища, озера, моря і океани. Експериментально доведено, що живі організми засвоюють їх на багато інтенсивніше, ніж з ґрунту. Коефіцієнтом накопичення радіоізотопів рослинами прісних водойм досягає порядка десятка тисяч, тоді як у наземних рослин цей коефіцієнт менше одиниці. Це є наочним прикладом того, що ґрунт є сильним природним сорбентом, завдяки чому є потужнім бар’єром для багатьох елементів на шляху їх міграції у водойми. Таким чином йде поглинання і елементів важких металів.

Сорбційна сила ґрунтів настільки велика, що хімічні елементи поглинаються ГВК з ненасичених розчинів. Це важливо для елементів, з яких самостійні мінерали утворитись не можуть. Тому для ряду рідкісних елементів (рубідій, цезій та інші) сорбція фактично є єдиним способом концентрації.

Можливості сорбційної функції ґрунтів, нажаль, обмежені. У наш час у зв’язку з різким збільшенням викидів промислових підприємств та забруднення навколишнього середовища відходами інших галузей господарства ґрунт вже в багатьох випадках не справляється з своїм «завданням». Його вбирний комплекс стає максимально насиченим сорбованими елементами. Внаслідок цього неувібрана частина водорозчинних сполук мігрує у ґрунтові і підґрунтові води, а звідти у гідрографічну мережу і водойми. Підвищена концентрація мінеральних і органічних речовин зумовлює евтрофікацію водойм. Наслідки цього явища можуть бути катастрофічними, а саме: інтенсивне розмноження водоростей, мікроорганімів та інших організмів за природним трофічним ланцюгом; денітрифікація; десульфірування з утворенням сірководню, метану, етилену тощо. Дихання водоростей та інших водних організмів, окислення органічних речовин принесених стоком викликає гострий дефіцит кисню. В результаті гине риба та інші тварини, що населяють водойми. При споживанні такої води захворюють люди і свійські тварини.

Евтрофікація внутрішніх водойм і морів відбувається також при нераціональному застосуванні мінеральних добрив, особливо фосфорних. При внесенні надмірних доз добрив на ділянках, які інтенсивно промиваються атмосферними водами, частина їх змивається в ріки, де їх «з’їдають» синьо-зелені водорості.

Викиди промислових підприємств та нераціональне використання продуктів хімічної промисловості (мінеральні добрива, пестициди, вироби з пластмаси тощо) отруюють не лише води річок та інших водойм. Ґрунти, забруднені шкідливими сполуками та елементами, часто стають непридатними для вирощування сільськогосподарських рослин. У верхніх горизонтах ґрунту, які є основним сорбційним бар’єром можуть акумулюватись різні канцерогенні сполуки та важкі метлаи. За даними К.Я. Кондратьєва (1980) у верхньому горизонті, особливо гідроморфних ґрунтів, акумулюється свинець. Частина його включається у біологічний колообіг і з рослинною їжею може потрапляти в організм людини і тварин. «Свинцева небезпека» досить велика. У стічні води його надходить велика кількість, а міський пил може містити його до 1%.

Сорбовані ґрунтом забруднювачі можуть перебувати у ґрунті невизначено тривалий час (десятиліття і більше) особливо в умовах непромивного водного режиму. Так, ґрунти поблизу Хіросіми і Нагасакі (Японія) до цього часу містять значну кількість радіонуклідів, тоді як з моменту ядерного бомбардування минуло вже більше 60 років.