Охрана литосфери

ОХОРОНА ГРУНТІВ

Одним з головних питань охорони довкілля, є охорона літосфери - зовнішньої твердої оболонки Землі, яка Має такі життєво важливі ресурси, як землі, грунти й збагачені різними копалинами та мінеральною сировиною надра.

За довгий період існування (понад 4,5 млрд років) земна поверхня зазнала дуже великих змін. Геологам відомо, що за цей час неодноразово під впливом, внутрішніх і зовнішніх геологічних і космічних сил змінювався не лише рельєф земної поверхні в межах окремих континентів, коли гори ставали глибокими морями й навпаки, а й сама форма континентів, їх розміри, розташування. За цей довгий період на земній поверхні відбувалися багаторазові локальні, регіональні 'й глобальні екологічні катастрофи, які різко змінювали клімат і склад атмосфери, чисельні й потужні землетруси, виверження вулканів, під час яких розпечена лава,, вирвавшись з земних глибин, вкривала смертельною вогняною ковдрою тисячі квадратних кілометрів. Періоди катастроф змінювалися періодами спокою, коли протягом мільйонів років знову відтворювалося й розвивалося життя, відбувалися процеси вивітрювання порід, денудації, виположення, пенепленізації.

Одночасно з формуванням земної поверхні формувалися також грунти (на межі розділу літосфери, й атмосфери) та корисні копалини (на поверхні та в надрах, на глибинах від кількох метрів до кількох десятків кілометрів).

Грунти-це природні утворення, які характеризуються родючістю - здатністю забезпечувати рослини речовинами, необхідними для їх життєдіяльності, а також накопиченими водою й повітрям. Грунти - це органо-мінеральні утворення, що виникли в результаті тривалої взаємодії живих організмів і субстрату (певного типу гірських порід-гранітів, вапняків, базальтів, глин, пісків чи сланців тощо), розкладу живих організмів, впливу природних вод і атмосферного повітря.

Найродючіші та найпотужніші грунти - чорноземи - формувалися протягом тисячоліть у зонах лугових степів, де був сприятливий клімат (тепле літо, кількість опадів- 500-600 мм на рік) і оптимальні умови для розвитку багатої трав'яної рослинності. Північніше, де вологи більше, але не досить тепло, в лісовій зоні, утворилися темно-сірі, сірі й світло-сірі грунти (підзолисті, дерново-підзолисті, болотні) та торфовища. Південніше, де тепла більше, ніж у степовій зоні, але значно менше вологи, рослинність бідна, грунтоутворення відбувалося слабше. Тут, у сухих степах, напівпустелях і пустелях переважають бурі, сіро-бурі й каштанові грунти, сіроземи, солонці та солончаки. В Україні нараховується близько 650 видів різних грунтів.

Дуже важливим компонентом грунту є перегній - органічна речовина, яка утворюється з решток померлих рослин під впливом діяльності мікроорганізмів, які живляться вуглеводнями, білками, жирами, лігніном, пектином, цукром й іншими речовинами, що містяться в рослинах, переробляють їх, розкладають, перетворюють на глюкозу, амінокислоти, гліцерин, хінони та поліфеноли. Мікроби за допомогою ферментів синтезують гумус, грунтовий перегній, вуглекислий газ і воду, аміак, окиси азоту та інші речовини. Ґрунтоутворення є важливою частиною біологічного кругообігу речовин і енергії. Грунт забезпечує рослинний світ калієм і вуглецем, а також азотом і фосфором, які входять до складу білка. Родючість залежить від кількості азоту в перегної, перегною в грунті та потужності грунту. Кращі чорноземи містять до 10-15 % гумусу (перегною).

Грунти мають для нас величезне значення не лише тому, що є головним джерелом одержання продуктів харчування, вони відіграють активну роль в очи-щенні природних і стічних вод, які через них фільтруються. Грунтово-рослинний покрив планети є регулятором водного балансу суші, оскільки він поглинає, утримує й перерозподіляє величезну кількість атмосферної вологи. Це - універ-сальний фільтр і нейтралізатор багатьох видів антропогенних за-бруднень. Тому користуватися землею, грунтом слід розумно й обережно.

Грунт, який не є продуктом праці людини й створювався природою протягом тисячоліть, нині в результаті хижацького користування, нерозумної аграрної політики та розбазарювання під різні види будівництва, кар'єри, полігони знахо-диться в стані виснаження, вичерпання. Внаслідок того, що в гонитві за врожаєм грунти почали орати дедалі глибше та частіше, завозити на поля величезні кількості мінеральних добрив та пестицидів для боротьби з шкідниками, на величезних площах землі в степових і посушливих районах грунти втратили здатність вбирати й пропускати воду, їх структура деградувала, вони перенасичені шкідливими хімічними речовинами. Повсюдно врожайність грунтів катастрофічне зменшується. Потрібні термінові заходи для відтворення структури й родючості грунтів - нейтралізація, розсолення, збагачення гумусом тощо.

Як сказано в одній з останніх доповідей 00Н про стан земельних ресурсів світу, подальше існування нашої цивілізації поставлене під загрозу через широкомасштабну загибель родючих земель, що збільшується.

Нині охорона й раціональне використання земельних ресурсів (орні землі, пасовиська, сінокоси, рекреаційні зони) - одна з найактуальніших проблем.

Загальна площа орних земель суші становить близько 1,5 млрд га (10-11 % площі суші), пасовиськ і сінокосів- близько 3 млрд га (тобто близько 20 % площі суші). Резерви сільськогосподарських угідь на сьогодні, згідно з даними 00Н, повністю вичерпані. На кожного мешканця планети припадає в середньому лише 0,4 га орної землі, й ця цифра зменшується через значний приріст населення планети.

Близько 3/4 усіх грунтів земної кулі мають до того ж знижену продуктивність через незабезпеченість вологою й теплом. І, нарешті, має місце швидка деградація цих грунтів під потужним антропогенним тиском.

В умовах зростаючого дефіциту продуктів харчування нині кожна п'ядь землі, на якій можна виростити щось їстівне, має велике значення й повинна охоронятися. Разом з тим, охорона земельних ресурсів здійснюється дуже незадовільно, зокрема в Україні.

Наведемо основні відомості про головні причини деградації грунтів і стан їх охорони.

За даними ЮНЕП, щорічно через вплив на грунти вітрів, ураганів, хімізації, будівництва міст, доріг, промислових об'єктів, аеродромів, розвиток кар'єрів у всьому світі втрачається від 5 до 7 млн га родючих земель.

Сотні мільйонів гектарів земель потерпають від ерозії. Лише в Україні щорічно від ерозії гинуть десятки тисяч гектарів орної землі.

Дуже значних збитків господарству завдає ерозія грунтів у ряді областей Індії, в Непалі, високогір'ях Східної Африки, Андах, США, Китаї та інших регіонах Землі. На цих землях урожайність зменшується на ЗО-60 %, подекуди-на 90 %. Ерозії грунтів сприяє активне яроутворення, зумовлене діяльністю людини (ярами зруйновано близько 7 млн га земель) - вирубкою лісу на схилах, знищенням трав'яного чи чагарникового покрову, неправильним розорювання землі тощо.

Сприяють ерозії й пилові бурі, коли в повітря на висоту 1-3 км здіймаються мільйони тонн пилу, піску, грунту, оголюючи в одних місцях землю на сантиметри й навіть десятки сантиметрів, перетворюючи її на пустелю і засипаючи поля, сади, луги, дороги та будівлі в інших місцях шаром пилу й піску товщиною 20-50 см, а іноді навіть 2-3 м. Відомі пилові бурі, що завдали великої шкоди на Північному Кавказі, в східній Україні, Середній Азії, особливо поблизу Аралу, в Центральній Америці.

Вітрова й водна ерозії повністю знищують грунти або значно зменшують вміст у них азоту, фосфору, калію, ряду мікроелементів- усього, від чого залежить родючість. Ерозія також призводить до виникнення грунтової посухи (висушує грунт), що теж знижує врожайність. Найбільше активізують ерозію часті оранки, культивації, боронування, ущільнення, трамбування колесами та гусеницями важкої сільськогосподарської техніки. Ґрунтовий покрив відносно мало травмують лише трактори з шириною шин на колесах 1 м і більше. Переважна більшість нашої техніки на полях завдає грунтам невиправної шкоди.

Основними засобами відновлення грунтів на оголених ділянках рельєфу є ділянкове лісонасадження й деревонасадження у вигляді лісозахисних смуг, екологічно обгрунтоване зрошення земель, впровадження сівозмін, періодична консервація угідь (коли земля "відпочиває").

Великої шкоди землям завдають зумовлені діяльністю людини (підрізка схилів, копання кар'єрів, підтоплення через аварії й неправильні меліорації, будівництво водосховищ тощо) зсуви, селі та осипи в горбкуватих та гірських регіонах.

Однією з найбільших бід після ерозії грунтів є, мабуть, їх засолення, основна причина якого - неправильне зрошення. Ерозія й засолення грунтів призводять до опустелювання земель. Протягом останніх десятиріч тисячі гектарів посушливих земель у степових районах, пустелях і напівпустелях, де проводилося інтенсивне зрошення й спочатку значно підвищилася врожайність (більше половини приросту продукції світового сільського господарства зумовлено зрошенням), згодом стали непридатними для використання через "білу отруту", як називають місцеві жителі сіль, якою забиті всі пори грунту та його поверхня в результаті випаровування зрошувальних вод.

Раніше, до масового зрошення, на значних територіях росли дикі трави, чагарники, а на землях, розумно зрошених, постійно була висока врожайність полів і садів. Нині через перезволоження, надлишок води в грунтах і їх засоленість ги-нуть дерева, поля, сади, виноградники, бавовняні плантації. В найближчих до полів селищах вода позаливала льохи, стан питної води значно погіршився, особливо навколо каналів, що можна спостерігати й у Середній Азії вздовж Каракумського каналу, й у нас на півдні України, районах Північно-Кримського, Каховського каналу.

Повторне засолення грунтів і грунтових вод, підтоплення й заболочення територій, активізація зсувових, просадочних і карстово-суфозійних явищ відбули-ся через невраховані природні інженерно-геологічні й гідрологічні умови, а також недосконалість або неправильність методик меліоративних робіт, втрати (їх обсяг величезний) води в транспортних системах, водоводах. Дуже важливими при будь-яких меліораціях є попередні гідрогеологічні й гідрохімічні дослідження та якомога точніші прогнози водно-соляного режиму та балансу грунтових вод, передбачення систем вертикального дренажу, водозбереження, чітке керівництво водорозподілом.

Дедалі відчутнішими стають негативні наслідки хімізації сільського господарства - погіршення стану грунтів через накопичення в них шкідливих хімічних речовин після тривалих й інтенсивних (без належних розрахунків і врахування гідрогеологічних та екологічних законів) внесень міндобрив та різних пестицидів. Адже внесений у грунт фосфор практично не вимивається. До речі, у водойми від промислових та побутових стоків його потрапляє значно більше, ніж з сільськогосподарських угідь (його частка в забрудненні не перевищує 20%). Використання великої кількості фосфорних добрив призводить також до накопичення в грунтах фтору, стронцію, урану, торію, радію.

На сьогодні в грунтах світу накопичено близько 150 млрд т азоту, зокрема в чорноземах - до 20-30 т азоту на кожному гектарі. Але рослинам його все ж не вистачає, бо ними засвоюються далеко не всі азотні сполуки. При цьому дуже важливою умовою є поступовий розклад гумусу протягом кількох років, перехід азоту з однієї форми в іншу. Грунт повинен бути розпушеним, пористим, грудочку-ватим, до нього вільно маніть надходити вода й повітря. Розкладають азотні сполуки й відновлюють їх до різних окислів і молекулярної форми азоту бактерії-денітрифікатори.

Одним з негативних наслідків перезбагачення грунтів і водойм хімікатами є евтрофікація водойм - підвищення їх біологічної продуктивності через накопичення біогенних елементів, пов'язаних з азотом, "цвітіння" водоростей, їх накопичення, відмирання, розклад з інтенсивним поглинанням кисню з водойм, що спричинює задуху водойм, загибель риби та інших водних тварин.

Нітрати накопичуються не лише у воді й грунтах, а й у рослинах, овочах та фруктах, справляючи шкідливий вплив на здоров'я людини. Нітрати мало токсичні, але в шлунково-кишковому тракті вони під дією мікрофлори відновлюються до нітритів - солей азотистої кислоти, які набагато токсичніші, особливо для людей похилого віку та дітей з серцево-судинними хворобами. Надлишки нітратів у організмі беруть участь в утворенні нітрозоамінів-канцерогенів. Крім того, вони, взаємодіючи з гемоглобіном крові, перетворюють двовалентне залізо на тривалентне, зменшуючи транспорт кисню та перешкоджаючи нормальному ди-ханню тканин.

Різні рослини мають неоднакову здатність до накопичення нітратів. Найбільше їх акумулюють кріп, салат, петрушка, потім буряки, значно менше - капуста та морква, ще менше - картопля.

Концентруються нітрати в рослинах теж по-різному. В капусті їх найбільше в центральній, кореневій частині та верхніх листках, у огірках, патисонах - у шкірці, в картоплі - всередині, у моркві, буряках, кабачках - у нижній частині плоду.

Якщо очищену картоплю тримати деякий час у воді, кількість нітратів у ній значно зменшується.

Гранично допустима концентрація нітратів (у мг/кг за нітрат-іоном) у картоплі становить 80, капусті білокачанній та моркві-300, помідорах-60, цибу-лі-60, огірках- 150, кавунах і динях-45, буряках- 140. Щоб визначити ГДК нітратів у ранніх овочах, ці цифри подвоюють..

У відвари переходить 50 % і більше (у капусти - 70 %) початкової кількості нітратів, особливо якщо овочі порізані. Корені й шкірку овочів завжди варто викидати. Наполовину зменшують вміст нітратів у овочах соління, маринування, квашення.

Для зменшення нітрифікації рекомендують інгібітори - речовини, які гальмують цей процес.

Необхідно користуватися рекомендаціями відповідних служб (агрохімічних центрів) щодо якості, типу й кількості мінеральних добрив, які застосовуються в певних районах для певних культур, організації транспортування, зберігання та застосування різних добрив, контролю за станом навколишнього середовища.

Дуже важливо також організувати моніторинг земель - систематичне спостереження за станом земельного фонду. Слід мати дані щодо розподілу земель за власниками й користувачами, продуктивності земельних ресурсів, ступеня деградації грунтів, стану їх забруднення, а також фонового забруднення (загальний стан забруднення атмосфери, природних вод усього регіону).

Особливо важливо постійно контролювати вміст у грунтам та грунтових водах пестицидів (метафос, карбофос, цирам, севін, гептахлор, карбатіон, поліхлорпропілен тощо) і ДДТ, який через свою стійкість ще міститься в грунтах багатьох районів.