МОНІТОРИНГ ГРУНТІВ І ВІДХОДІВ Частина1

Земельні угіддя – це землі, які систематично використовуються, або можуть використовуватися для конкретних господарських цілей. До  основ­них земельних угідь, з яких складаються земельні ресурси України, та від стану яких в значній мірі залежить екологічна ситуація в країні, відносяться сільськогосподарські, лісові та природоохоронні землі.

Існує велика кількість критеріїв для об’єктивної якісної та кількісної оцінки земельних угідь, зокрема: структура угідь і грунтового покриву, еко­логічна стійкість земельних ресурсів (співвідношення стабільних та неста­більних в екологічному відношенні угідь), родючість грунтів (вміст гумусу, основних елементів живлення рослин тощо), продуктивність орних земель (урожайність основних сільськогосподарських культур), продуктивність кормових угідь (урожайність сіна) тощо – землі сільськогосподарського призначення; структура лісових земель, продуктивність земель лісового фонду (лісистість, бонітети лісів, повнота насаджень, запаси головних лісо­утворюючих порід, середній приріст деревини на 1 га вкритої лісом площі) – землі лісового фонду; структура земель природно-заповідного фонду (ПЗФ) за категоріями, розміщення та кількість об’єктів ПЗФ в областях, доля земель ПЗФ в структурі земельних ресурсів кожної області – землі природно-заповідного фонду.

Площі сільськогосподарських земель в різних районах України  займа­ють від 35 до 76 %. Ступінь розораності цих земель характеризує їх еколо­гічну стійкість. Найбільш нестійкими в екологічному відношенні є ті райони, в яких розорані землі значно переважають над умовно стабільними угіддями (сіножаті, пасовища, землі вкриті лісом, чагарником, болота).

Лісовим фондом є сукупність лісових та нелісових земельних площ, призначених для ведення лісового господарства. До нього входять землі, вкриті лісовою рослинністю, не вкриті, але які підлягають залісненню, зай­няті лісовими шляхами, просіками, протипожежними розривами, а також нелісові землі, зайняті спорудами для веденням лісового господарства, траса­ми ліній електропередач, комунікацій тощо, зайняті сільськогосподарськими угіддями для потреб лісового господарства, зайняті болотами і водоймами в межах земельних ділянок лісового фонду. До структурних особливостей лісових земель відноситься розподіл земель за формою користування та цільовим призначенням, а також розподіл лісів за породним складом, віком, повнотою та бонітетом.

До ПЗФ відносять ділянки суші і водного простору, природні комплек­си і об’єкти, які мають особливу екологічну, наукову, естетичну та народно­господарську цінність і призначені для збереження природного різноманіття, генофонду видів тварин і рослин, підтримання загального екологічного балансу і фонового моніторингу  довкілля. Такі землі повністю або частково виключаються з господарського використання.

Вибір і обгрунтування критеріїв оцінки стану земельних ресурсів відносно забруднення є складовою більш глобальної проблеми – проблеми нормування антропогенних навантажень на екосистеми.  За об’єктивними еколого-токсикологічними критеріями можна не тільки визначати екологічну ситуацію на конкретній території, але і оцінювати характер антропогенного впливу на довкілля. Наприклад, екологічно чисті території можна розглядати як еталон розумного впливу людини на грунтовий покрив, у той час як забруднені сільськогосподарські угіддя – наслідок незбалансованого антро­погенного впливу на довкілля.

В останній час процеси деградації грунтового покриву, обумовлені техногенним забрудненням, підсилились і найбільшу небезпеку для довкілля має забруднення грунтів радіонуклідами, важкими металами і пестицидами. Рівень забруднення ними грунтів може істотно різнитися, наприклад, най­більш інтенсивне забруднення грунтів важкими металами відмічається поблизу джерел забруднення, а з віддаленням від них рівень забруднення грунтів зменшується. Рівень забруднення грунтів залишковими кількостями пестицидів та радіонуклідами у  різних регіонах країни також має специфічні відмінності. Встановлено, що в грунтах діють механізми, які призводять до трансформації техногенних потоків, зв’язування ксенобіотиків в малорухомі та недоступні для рослин форми. Однак діють ці механізми в певних межах, тому екологічна ситуація, обумовлена техногенним впливом на грунти, може змінюватися від благополучної до катастрофічної.

Згідно статті 95 Земельного кодексу України моніторинг земель є системою спостереження за станом земельного фонду, в т. ч. земель, роз­та­­­шованих  у  зонах радіоактивного забруднення, з метою своєчасного виявлення змін, їх оцінки, відвернення та ліквідації наслідків негативних процесів. Структура, зміст і порядок здійснення моніторингу земель встановлюються  постановою КМУ від 20.08.93 р.  № 661, якою затверджене Положення про моніторинг земель. Об’єктом моніторингу земель є весь земельний фонд незалежно від форм власності на землю.

Залежно від охоплених територій здійснюється такий моніторинг земель: глобальний  – пов’язаний з міжнародними науково-технічними про­грамами; національний — охоплює всю територію України; регіональний — на територіях, що характеризуються єдністю фізико-географічних, екологічних та економічних умов; локальний — на територіях нижче регіонального рівня, до територій окремих земельних ділянок і елементарних структур ландшафт­но-екологічних комплексів.

Моніторинг земель складається із систематичних спостережень за станом земель (зйомки, обстеження і вишукування), виявлення змін, а також оцінки: стану використання угідь, полів, ділянок; процесів, пов’язаних із змінами родючості грунтів (розвиток водної і вітрової ерозії, втрата гумусу, погіршення структури грунту, заболочення і
засолення), заростання сільсько­господарських угідь, забруднення  земель пестицидами, важкими металами, радіонуклідами та іншими токсичними речовинами; стану берегових ліній річок, морів, озер,  заток, водосховищ, лиманів, гідротехнічних споруд; про­цесів, пов’язаних з утворенням ярів, зсувів, сельовими потоками, землетру­сами, карстовими, кріогенними та іншими явищами; стану земель  населених пунктів, територій, зайнятих нафтогазодобувними об’єктами, очисними спо­рудами, гноєсховищами, складами паливно-мастильних матеріалів, добрив, стоянками автотранспорту, захороненням токсичних промислових відходів і радіоактивних матеріалів, а також іншими промисловими об’єктами.

Спостереження за станом земель залежно від терміну та періодичності їх проведення поділяються на: б а з о в і – вихідні, що фіксують стан об’єкта спостережень на момент початку ведення моніторингу земель); п е р і о д и ч н і – через рік і більше; оперативні – фіксують поточні зміни.

Стан земельного фонду оцінюється шляхом аналізу ряду послідовних спостережень і порівнянь одержаних показників. Інформаційне забезпечення моніторингу земель складається з даних, які мають  необхідну повноту для об’єктивної оцінки ситуації, її моделювання та прогнозування. Здійснення моніторингу земель забезпечує Держкомзем за участю Мінекоресурсів, Мінсільгосппроду, Української академії аграрних наук (УААН), НКАУ та інших заінтересованих міністерств і відомств (табл. 14.1).

Т а б л и ц я  14.1. Здійснення моніторингу земель

Суб’єкт
моніторингу

Об’єкт моніторингу

Мінекоресурсів

Грунти різного призначення, в т.ч. на природоохоронних територіях; геохімічний стан ландшафтів; ендогенні та екзогенні процеси; геофізичні поля

МНС

Грунти і ландшафти в зонах радіоактивного забруднення

МОЗ

Грунти у місцях проживання і відпочинку населення

Мінагрополітики

Грунти сільськогосподарського використання

Держлісгосп

Грунти земель лісового фонду

Держводгосп

Зрошувані та осушувані землі, прибережні зони водосхо­вищ

Держбуд

Грунти і ландшафти, зрошувані і осушені землі, берегові лінії річок, морів, озер, водосховищ, лиманів, заток, гідротехнічних споруд

Існують такі основні критерії оцінки екологічного стану земельних ресурсів: вміст залишкової кількості пестицидів у грунтах і рослинній масі, валових форм важких металів у грунтах і рослинній масі, рухомих форм важких металів у грунтах у мг/кг і щільність забруднення грунтів цезієм (Cs-137) і стронцієм (Sr-90) у Кі/км2.

Небезпечність пестицидного забруднення оцінюється величинами пестицидного навантаження та залишкових кількостей біоцидів в грунті та рослинах. Забруднення грунтів важкими металами контролюється за вмістом в грунті та рослинах валових форм важких металів і обов’язково визнача­ються в грунті рухомі форми елементів-забруднювачів.

Межу нетоксичної дії на рослини конкретного забруднювача вста­новити важко, оскільки у реаль­них умовах майже завжди має місце поліелементне забруднення грунтів, що ускладнює прогноз реакції  різних сільськогосподарських культур на забруд­нення грунтів важки­ми металами. Неадекватно по відношенню до рослин оцінюють ток­сичність грунтів, що забруднені важкими металами, біохімічні та мікробіологічні показники, однак існують факти негативного і навіть летального впливу важких металів на рослини, тобто такого впливу, при якому захисний механізм рослин деформується або руйнується.

Основою негативного впливу на рослину того чи іншого елементу є не сам елемент, а його кількість: в природі немає токсичних елементів, але є їх токсичні концентрації. При поліелементному забрудненні грунтів найбільшу небезпеку для рослин викликає елемент, концентрація якого в грунтовому розчині найвища. Як рівень продуктивності рослин обмежується елементом, що знаходиться в поживному розчині в мінімумі, так і рівень захисних можливостей рослин до дії токсикантів не може бути вище його “запасу міцності” по відношенню до елементу, який домінує серед забруднювачів. Ось чому параметри впливу на рослину важких металів визначає не алгеб­раїчна сума впливу кожного окремо взятого елементу, а рівень адаптивних можливостей культурної рослини до негативного пресу елемента-токсиканта, домінуючого в структурі забруднювачів.

Реакцією рослин на фізіологічний вплив важких металів є зниження до певної межі рівня адаптивного потенціалу і нарощування вегетативної маси та формування генеративних органів для нормального функціонування. Це відбувається в тому разі, коли концентрації елементів-забруднювачів у грунтовому розчині незначні, і у цьому випадку на помірно забруднених грунтах отримують урожай або  такого ж рівня, як і на незабруднених, або на 5-10 % нижче. Якщо у грунтовому розчині концентрація важких металів (кожного з забруднювачів або одного – домінуючого) такі, що рослини фізіологічно не можуть протидіяти їм – вони гинуть або розвиваються неповноцінно, що є наслідком деформації або руйнування адаптивного потенціалу рослини до важких металів. Рівень урожаю сільськогосподар­ських культур на середньо- і сильно забруднених грунтах може бути нижче, ніж на незабруднених на 30-35 і більше відсотків.

Цілком придатну оцінку екологічного стану земель можна отри­мати за допомогою даних, що характеризують рівень пестицидного  навантаження, однак для більшої об’єктивності необхідно мати інфор­мацію про залишкові кількості пестицидів у грунтах і рослинах.  Рівень забруднення грунтів і рослинної маси залишками пестицидів визначають шляхом порівняння фактичного вмісту пестицидів у грунті або у сільськогосподарській продукції з ГДК. Перевищення фактичного вмісту залишкової кількості пестицидів відносно ГДК є показником небезпечної екологічної ситуації.

 У табл. 14.2 наведено  нормативи оцінок пестицидного забруднення грунтів; у табл. 14.3 – параметри радіаційного фону, за якими визначають типи екологічних ситуацій відносно радіоактивного забруднення. В системі оцінок агроекологічних умов стосовно елементів-забруднювачів викорис­тано такі показники як кларки і ГДК важких металів (табл. 14.4, 14.5).

Т а б л и ц я  14.2. Показники пестицидного забруднення грунтів

Типи екологічної ситуації

Нормативи оцінок пестицидного навантаження

Залишкові кількості
пестицидів, кг/га д.р.

у грунті

у рослинах

Благополучна

<3

не виявляються

не виявлються

Задовільна

3-4

<ГДК

<ГДК

Передкризова

4-5

<ГДК

<ГДК

Кризова

5-6

1,1-1,5 ГДК

1,1-1,5 ГДК

Катастрофічна

>6

1,6-10 ГДК

1,6-10 ГДК

Таблиця 14.3. Параметри радіаційного фону

Типи екологічної ситуації

Нормативи оцінок щільності радіоактивного
забруднення земель, Ki/км2

Cs-137

Sr-90

Благополучна

на рівні природного
фону

на рівні природного фону

Задовільна

0,1-1,0

< 0,02

Передкризова

1-5

0,02-1,0

Кризова

5-15

1-3

Катастрофічна

>15

> 3

Т а б л и ц я  14.4. Нормативи забруднення грунтів важкими  металами

Елемент

Валовий фоновий вміст і ГДК

важких металів у грунтах, мг/кг

кларк

ГДК

Ванадій

100

150

Марганець

850

1500

Хром

75

100

Кобальт

8

50

Нікель

40

85

Мідь

20

55

Цинк

50

100

Селен

0,01

10

Кадмій

0,5

3

Ртуть

0,02

2,1

Свинець

10

32

Стронцій

300

1000

Т а б л и ц я  14.5.  ГДК важких металів в грунтах і рослинної продукції

Елемент

 

ГДК рухомих форм важких
металів в
грунтах, мг/кг

ГДК важких металів у
рос­линницькій продукції, мг/кг

овочі

зерно

Цинк

23

10,0

50

Кадмій

0,7

0,03

0,03

Свинець

2

0,5

0,3

Мідь

3

5,0

10

Хром

6

0,3

0,2

Ртуть

0,02

0,03

Кобальт

5

1

1

Марганець

50

20

44

Залізо

50

50

Нікель

4

1,5

0,5

Визначення екологічної ситуації щодо забруднення грунтів важкими металами – більш складніше завдання. Оскільки техногенне  забруднення грунту майже завжди є поліелементним використовується так званий сумар­ний показник концентрації (Zc), який є сукупністю перевищення вмісту надлишкових хімічних елементів над їх  фоновим рівнем. Встановлені пара­метри вмісту в орному шарі важких металів, при яких умови для росту і розвитку сільськогосподарських культур можуть змінюватися від сприятли­вих (оптимальних) до незадовільних (недопустимих). Узагальнені дані сто­совно нормативів оцінок екологічного стану земель, обумовленого техно­генним впливом, враховують наведені вище нормативи оцінок у сукупності.

В Україні площа зрошуваних земель складає більше 2,5 млн. га і при цьому ці землі розташовані практично по всіх природних зонах і підзонах, але найбільш (84 %) їх зосереджено у степовій зоні. В структурі грунтового покриву на зрошуваних землях переважають чорноземні (61 % від загальної площі зрошення) і каштанові (15 %) грунти. Зрошення змінило склад грунто­вого покриву і призвело до появи вторинно гідроморфних, засолених і солон­цюватих грунтів, що  викликає необхідність врахування при моніторингу земель також критеріїв і показників стану зрошуваних земель.

Еволюція грунтів при зрошенні може йти як шляхом збереження влас­тивостей без істотних (класифікаційно значущих) змін, так і шляхом розвит­ку деградаційних процесів. Напрямок і швидкість грунтових процесів визна­чаються при цьому якістю поливних вод, кліматичними та гідрогеологічними умовами регіонів, рельєфом, початковими властивостями грунтів, технікою та технологією зрошення та культурою землеробства. Деградація грунтів при зрошенні не стає неминучою стадією їх розвитку, а проявляється тільки при певних умовах.

Виділяють такі найбільш розповсюджені деградаційні процеси: підйом рівня грунтових вод і розвиток процесів підтоплення та вторинного іригаційного гідроморфізму грунтів. В останні роки відзначається активі­зація галохімічних процесів на локальному, регіональному та глобальному рівнях. Зрошення приводить до підвищення вмісту водорозчинного і увібра­ного натрію. Процес осолонцювання  визначається якістю поливних вод, вихідними властивостями грунтів, глибиною залягання та мінералізацією грунтових вод. Площі земель з різним ступенем солонцюватості досягають поряд 30-40 % від загальної площі зрошення. В той же час, зрошення прісними водами природно солонцюватих або вторинно осолонцьованних грунтів призводить до їх іригаційного розсолонцювання.

Техногенне забруднення, – накопичення у зрошувальних, грунтових та дренажних водах, грунтах та сільськогосподарських рослинах важких мета­лів, фтору та інших забруднюючих речовин, – має локальне розповсюдження, в регіонах з високим фоновим рівнем (Донбас) і високою емісією елементів (значні джерела забруднення, приміські зони). На решті площі спостеріга­ється збіднення орних шарів біогенними мікроелементами внаслідок їх біологічного поглинання та вимивання у нижчі горизонти, аж до грунтових вод. Біологічні та біохімічні зміни у співвідношеннях різних груп мікроорга­нізмів, які призводять до прискорення процесів мінералізації органічних речовин і трансформації сполучень азоту, накопиченню токсинів.

В Україні загальна площа осушених земель становить більше  3 млн. га. Низька ефективність використання осушених земель спричинена деградацією грунтового покриву на осушених і деякій частині прилеглих до них земель, яка набула в останні роки широкого роз­витку.



06.07.2014 manyava 0

ТОП користувачів