Сторінка
1

Оцінка ступеня забруднення важкими металами ґрунтів

Найбільш високий валовий вміст нікелю виявлено в ґрунтах Житомирської, Київської, Черкаської, Чернівецької областей та Донецько-луганського регіону (25-50 мг/кг ґрунту при МДР 50 мг/кг), де можна отримати відносно безпечний урожай толерантних до нікелю сільськогосподарських культур, але в обмеженій кількості. Безпечними є землі сільськогосподарських угідь Волинської, Полтавської, Вінницької і частково інших областей з рівнями забруднення 5-10 і 10-15 мг/кг ґрунту. Тут можна отримувати рослинну сировину, цілком придатну для виробництва продуктів дитячого харчування. Ґрунти із середнім рівнем забруднення нікелем (15-25 мг/кг) розповсюджені переважно в Чернігівській, Сумській, Запорізькій, Івано-Франківській, Рівненській та Закарпатській областях.

Аналогічна закономірність спостерігається у забрудненні ґрунтів цинком і кобальтом, МДР яких дорівнює 300 і 50 при відповідних кларках (валовому фоновому вмісту кожного з елементів 50 і 8 мг на 1 кг ґрунту). Загальним для цих трьох важких металів (Вм) є те, що на більшій частині території України вміст їх у ґрунті не перевищує МДР.

Найбільшу стурбованість викликає ситуація із забрудненням ґрунтів свинцем, який навіть у незначних концентраціях токсичний для людини. МДР свинцю становить 32, кларк — 10 мг/кг ґрунту. На значній частині території України середній вміст свинцю знаходиться на рівні МДР або її перевищує (Волинська, Рівненська, Львівська, Житомирська, Київська, Чернігівська, Харківська, Луганська, Донецька, Херсонська, Миколаївська, Запорізька області). І лише чверть площі сільськогосподарських угідь із вмістом Рb від 4-8 до 8-12 мг/кг ґрунту придатна для виробництва продуктів дитячого харчування.

На межі санітарно-гігієнічної безпеки або з деяким перевищенням гранично допустимих параметрів склалася ситуація відносно міді, вміст якої в ґрунтах Закарпатської, Волинської, Житомирської, Чернігівської, Київської та інших областей знаходиться в інтервалі 65-320 мг/кг при фоновому вмісті — 20 і МДР — 100 мг/кг ґрунту.

Забруднення хромом не перевищує МДР, але в Донбасі, Харківській, Запорізькій і Чернівецькій областях його рівень найвищий — 25-80 мг/кг. Викладені відомості дають лише загальне уявлення про санітарно-гігієнічний стан сільськогосподарських земель у зв'язку із забрудненням їх ВМ. Ця інформація потрібна для визначення екологічно безпечних сировинних зон на першому етапі робіт, коли необхідно враховувати низку інших відомостей і знань. Наприклад, межу нетоксичної дії конкретного забруднювача на рослину встановити складно через те, що в реальних умовах завжди має місце поліелементне забруднення, антагонізм і синергізм іонів, різний гранулометричний склад, вміст гумусу, неоднакова вбирна здатність і кислотність ґрунту, які дуже сильно впливають на розчинність сполук ВМ, процеси трансформації та надходження їх в рослини. Експериментально доведено, що у чорноземів важкого гранулометричного складу з нейтральною реакцією ґрунтового розчину коефіцієнт дифузії ВМ у 2-3 рази нижчий, ніж у дерново-підзолистих піщаних та супіщаних ґрунтів з низьким вмістом гумусу та кислою реакцією середовища. Тому в чорноземній зоні ймовірність забруднення врожаю та зниження продуктивності сільськогосподарських культур, очевидно, буде нижча порівняно із зоною Полісся.

При однаковому вмісті ВМ у різних ґрунтах для визначення токсичності того чи іншого елемента можна скористатися оціночним критерієм, який обчислюють за співвідношенням між сумою обмінних основ і вмістом у ґрунті важкого металу (Г.А.Євдокимова, 1990):

В цілому для ґрунтів, але без урахування їх гранулометричного складу, вмісту гумусу, кислотності і буферності, оціночні нормативи наведені в таблиці 3.4.

3.4. Кларки і МДР важкий металів у ґрунтах (за даними Н.А. Черних, В.Ф. Ладоніна, 1995)

Зрозуміло, що реакція сільськогосподарських культур на забруднення ґрунтів важкими металами неоднакова. Найбільш толерантні до них озиме жито, озима пшениця, овес, ячмінь. Найбільш високий адаптивний потенціал має жито, а найбільш низький — ячмінь. Екологічно безпечний урожай зернових колосових культур формується при вмісті у ґрунті важких металів на рівні 1-2 кларків або меншому вдвічі МДР. Лише на фоні 5-6 кларків спостерігається пригнічення росту рослин, знижується їх продуктивність і якість продукції. Характерно, що найбільша кількість ВМ у цієї групи культур накопичується в кореневій системі та вегетативних органах. Соняшник і кукурудза витримують забруднення ґрунту важкими металами до 4 кларків або 1,0-1,5 МДР. Але оптимальні умови вирощування, як і для зернових колосових культур, створюються при їх фоновому вмісті 1-2 кларки або менше 0,5 МДР (табл. 3.5).

3.5. Класифікація ґрунтів за вмістом важких металів та наслідками забруднення (за даними В.І. Кисіля, 1997)

Найсильніше потерпають від ВМ картопля та цукрові буряки. При валовому вмісті більше 3-х кларків (>1,0 МДР) вони не спроможні сформувати повноцінний урожай. Оптимум для них коливається в межах 1-2 кларків.

Культури, урожай яких використовується як сировина в технічних цілях, наприклад льон-довгунець, можна вирощувати при вмісті важких металів у ґрунті від 3 до 6 кларків. Проте їх оптимум знаходиться в межах 1-3, що відповідає 0,5-1,0 МДР.

Оцінюючи екотоксикологічний стан ґрунтів за вмістом ВМ, слід зважити на ту обставину, що нині проектно-розвідувальні станції хімізації сільського господарства України мають дані лише щодо шести токсичних елементів — Zn, Cd, Pb, Cu, Cr, Hg, визначаються як рухомі їхні форми в ґрунті, так і валовий вміст у рослинних зразках. Тому наводимо відповідні нормативи (табл. 3.6).

3.6. Максимально допустимий рівень вмісту важких металів у ґрунтах і рослинній продукції (за даними В.І.Кисіля, 1997)

Резюмуючи вищевикладене, необхідно зазначити, що територія вважається придатною для одержання екологічно безпечної продукції, якщо вміст у ґрунтах валових і рухомих форм ВМ знаходиться на рівні кларку або не перевищує МДР. На таких землях можна одержати максимально можливий високоякісний урожай.