|
|
Забруднення навколишнього середовища
Забруднення навколишнього середовища
1 ЗМІСТ - Вступ 2
- 1. Основні чинники негативного впливу мінеральних добрив на біосферу 4
- 2. Нітрати, їх негативний вплив і шляхи його запобігання 9
- 3. Шляхи можливого забруднення навколишнього середовища добривами і заходи щодо його запобігання 15
- 4. Вплив надмірного внесення добрив на властивості грунтів 25
- Висновки 35
- Список використаних джерел 36
ВступІнтенсифікація виробництва, широке впровадження інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, використання в підвищених нормах органічних і мінеральних добрив, пестицидів та інших хімічних засобів порушують природні умови і забруднюють навколишнє середовище. Наявність у мінеральних добривах різних токсичних домішок, незадовільна їх якість, а також можливі порушення технології використання можуть призвести до серйозних негативних наслідків. Тому збереження в чистоті навколишнього середовища набуває важливого державного значення.Поряд з підвищенням урожайності та поліпшенням якості продукції на перший план висуваються такі питання, як збереження і підвищення родючості грунтів на основі ефективного застосування добрив, раціональне використання природних угідь, запобігання змиву і вимиванню поживних речовин дощовими, талими і ґрунтовими водами, своєчасне проведення рекультивації земель, успішне здійснення заходів щодо боротьби з ерозією і техногеним забрудненням навколишнього середовища.Одним із найважливіших завдань сьогодення є удосконалення та прискорення темпів розвитку землеробства, перетворення його на високорозвинений сектор економіки агропромислового комплексу. У вирішенні цих завдань велике значення відіграє, зокрема, більш широке, науково обґрунтоване і кваліфіковане застосування засобів хімізації, насамперед мінеральних добрив. Накопичений досвід свідчить, що мінеральні добрива -- один з найефективніших засобів підвищення родючості грунтів, урожайності та поліпшення якості продукції рослинництва. За допомогою мінеральних добрив можна керувати процесами живлення рослин, змінювати якість урожаю та впливати на родючість, фізико-хімічні та біологічні властивості грунту. Результати наукових досліджень вітчизняних учених свідчать, що завдяки застосуванню добрив можна одержати у середньому 40-50% приросту основних сільськогосподарських культур, що значно вище, ніж частка приросту врожаю від сорту насіння, засобів захисту рослин чи обробітку грунту . Залежно від грунтово-кліматичних та інших умов приріст урожаю від внесення мінеральних добрив коливається в значних межах. Так, у поліській зоні він становить 60%, лісостеповій -- 40%, у зволоженому грунті степу -- 15%, у сухому -- 10% і зрошуваному степу -- 40%. Однак широкомасштабне безконтрольне застосування мінеральних добрив може призвести до негативного їх впливу на навколишнє середовище, рослинницьку продукцію, тваринний світ і здоров'я працюючих з добривами та населення. Мета роботи полягає в дослідженні впливу надмірного внесення добрив на властивості грунтів та фітосанітарний стан посівів.Об'єкт дослідження - процесс забруднення грунтів мінеральними добривами.Процес дослідження - зменненя властивостей грунтів та якості росленної продукції під впливом надмірної кількості добрив. 1. Основні чинники негативного впливу мінеральних добрив на біосферуЕкологічні проблеми агрохімії як частина загальної проблеми збереження біосфери почали з'являтися у світі порівняно недавно, коли різко підвищилися темпи виробництва і використання мінеральних добрив у сільському господарстві і у зв'язку з широким розвитком будівництва великих тваринницьких комплексів. Однак вони мають глобальні обсяги і міжнародне значення. Хімізацію землеробства важко переоцінити. Нині загальнопризнано, що завдяки використанню добрив створюється близько половини приросту врожаю, активний баланс поживних речовин у землеробстві, поліпшується кругообіг біогенних елементів. Однак очевидно й те, що зростаючі обсяги застосування мінеральних добрив можуть порушувати природні цикли кругообігу речовин, що призводить до евтрофікації водойм, загострення проблеми нітратів [7]. Несприятливий вплив добрив на навколишнє середовище може бути різним, але в основному внаслідок таких причин: 1. Надходження поживних елементів добрив з ґрунту у підґрунтові води і з поверхневим стоком може призвести до посиленого розвитку водоростей і утворення планктону, тобто до евтрофікації природних вод. 2. Втрати азоту в атмосферу негативно впливають на діяльність сільськогосподарських та інших підприємств (погіршується мікроклімат). Висловлюються також побоювання про можливе руйнування озонового екрану стратосфери внаслідок проникнення в неї окислів азоту, що утворюються при денітрифікації азотних сполук ґрунту і добрив. 3. Неправильне використання мінеральних добрив може погіршити кругообіг і баланс поживних речовин, агрохімічні властивості, родючість ґрунту. Відомо, що широке застосування азотних добрив при вирощуванні сільськогосподарських культур підвищує кислотність ґрунту. 4. Порушення оптимізації живлення рослин макро- і мікроелементами призводить до різних захворювань рослин, а часто сприяє розвитку фітопатогенних грибних хвороб, погіршує санітарний стан посівів. 5. Порушення технології застосування добрив, недосконалість якості і властивостей мінеральних добрив можуть зменшувати продуктивність сільськогосподарських культур і якість продукції та призводити до нагромадження в ній нітратів. Шляхи і можливість негативного впливу добрив на навколишнє середовище розглянемо, використовуючи багаточисленні експериментальні дані, одержані у нас і за кордоном. Щодо забруднення біосфери окремими елементами внаслідок їх втрат із добрив є чимало експериментальних даних. За останні 20--30 років у водойми надходять стоки, що містять багато сполук азоту і фосфору. Це пов'язано із змивом з полів добрив. Внаслідок цього відбувається евтрофікація таких водойм, підвищується їх некорисна продуктивність, відбувається посилений розвиток фітопланктону, водоростей, «цвітіння» води тощо. В глибинній зоні посилюється анаеробний обмін, нагромаджується сірководень, аміак тощо. Порушуються окислювально-відновлювальні процеси і виникає дефіцит кисню. Це призводить до загибелі цінних видів риб і рослин, вода стає непридатною не тільки для пиття, але й для купання. Така евтрофікована водойма втрачає господарське і біогеоценотичне значення [14]. Вчені вважають, що, незважаючи на порушення рівноваги, яка з'являється при антропогенній евтрофікації, такі водойми можуть повернутися у свій першопочатковий стан, якщо до них не будуть потрапляти сторонні речовини. Це пов'язано з періодом відновлення вод у природі. Відомо, що підземні води в товщі активного водоймища відновлюються через 300 років, води в проточних озерах -- через 3,5 роки, підґрунтові води -- 9 місяців, річкові -- через півмісяця. При цьому важливо, що 1 м3 промислово-побутових стоків забруднює 12--15 м3 чистої води. На 1 кг фосфору, що потрапив у водойму, утворюється 100 кг фітопланктону. Оптимальний ріст водяних організмів спостерігається при концентрації фосфору 0,09--1,8 мг/л і нітратного азоту -- 0,9--3,5 мг/л. Більш низький вміст цих елементів обмежує ріст водоростей. Результати досліджень евтрофікації показують, що «цвітіння» води за рахунок водоростей з'являється тільки тоді, коли концентрація фосфору у воді перевищує 0,01 мг/л. З точки зору охорони здоров'я людей дуже важливо, щоб вміст нітратів і токсичних речовин у воді не перевищував межі допустимої концентрації (МДК). Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВОЗ) встановлена межа допустимої концентрації для нітратного азоту в питній воді, яка для помірних широт становить 22, а для тропіків -- 10 мг/л. Однак у районах інтенсивного застосування азотних добрив досить часто в питній воді вміст нітратного азоту більше МДК. Які ж причини нагромадження у водоймах підвищеної кількості біогенних елементів, насамперед азоту і фосфору. Вони можуть потрапляти з промисловими і побутовими стічними водами, із стоками з сільськогосподарських угідь, внаслідок біологічної фіксації азоту тощо. В.Г. Мінеєв [11] вважає, що існує неправильна думка, що в річки і водойми поживні речовини надходять в основному з добрив. Вітчизняні й зарубіжні дослідження свідчать, що втрат елементів живлення буває значно більше з ґрунту. Більшість з них потрапляють у водойми головним чином з твердими і рідкими стоками. Втрати добрив при неправильному застосуванні бувають значними, особливо при зимовому або ранньовесняному їх внесенні. Із стоковими водами на полях, навіть з незначним схилом виносяться 50--100% аміачної селітри, 40--70 калію, 30--40% фосфору від внесеної кількості. В цілому ж основна частина біогенних елементів (80--90% річного навантаження) потрапляє у воду весною з талими водами. Симптомом рясного поверхневого стоку є наявність льодяної кірки на поверхні ґрунту. Для уникнення великих втрат поживних елементів з такими водами і для запобігання забрудненню річок і поверхневих водойм, на думку багатьох спеціалістів-агрохіміків, добрива краще вносити після танення ґрунту і скидання надмірної води з полів. Дослідження, проведені у США, свідчать, що з підвищенням норм внесення азотних добрив зростає вміст нітратів у дренажних водах і підвищуються їх втрати. Однак забруднення природних вод біогенними елементами з удобрених земель значно менше порівняно з іншими джерелами. В цьому відношенні заслуговують уваги джерела евтрофікації поверхневих вод у штаті Вісконсин: на частку стічних вод припадає 59% стоку, з міських земель -- 10, із сільських удобрених -- 21, з інших орних -- 3, неорних земель -- 3. З інших джерел (підґрунтові води, атмосферні опади тощо) -- 4%. Отже, за рахунок рідкого стоку з окультурених ґрунтів у поверхневі водойми надходило більше 1/5 фосфору від сумарної евтрофікації. Основним же джерелом евтрофікації водоймів фосфором у цьому штаті (59%) є міські води, збагачені фосфором миючих засобів [6]. Негативні наслідки евтрофікації природних вод можуть бути досить значними, що підтверджується дослідженнями в нашій країні і за кордоном. У річкових водах лісних областей помірного клімату вміст нітратів досягає 0,3--0,5, а аридного -- до 1,2--1,7 мг/л. У дренажних водах зрошувальних систем вміст NO3 звичайно становить 5--6, але може досягати і 10--15 мг/л. У ґрунтових розчинах засолених зрошуваних ґрунтів концентрація NO3 може становити 100--300 мг/л, а в річкових водах густо заселених районів іноді й до 20--30 мг/л. У підґрунтових водах іноді спостерігалася концентрація нітратів близько 10--15 і навіть 50--100 мг/л. Спостереження у Франції, Німеччині, Голландії, США показали, що вміст нітратів у природних водах близько 40--50 мг/л -- часте явище. Нерідко у підґрунтових водах і колодязях вміст нітратів досягає 500--700 і навіть 1350 мг/л, що в десятки разів перевищує норму, рекомендовану Всесвітньою організацією охорони здоров'я. Відомо, що захворювання метагемоглобінемією з'являється вже при вмісті нітратів у воді 40--50 мг/л, а якщо їх концентрація перевищує 95 мг/л, то ця хвороба стає дуже частим явищем [1]. За останні роки помітні екологічні зміни, тобто зниження чисельності живих водних організмів, відбулися на межі між Чорним морем і прісними річковими водами. Вважається, що головною причиною цих змін є значна зміна якісного складу річкового стоку, особливо концентрація біогенних елементів. Так, якщо в 50-ті роки вміст нітратів у стоку Дністра був 10--12 мг/м3, то нині на тому ж місці їх виявляється вже 130--140 мг/м. Вміст фосфатів підвищився у 2--2,5 рази. Також різко за ці роки забруднилися води Дунаю, який скидає ще більше евтрофікованих вод у Чорне море. Порівняно з цими річками стік Дніпра чистіший, бо водосховищами енергетичних вузлів перехоплюється значна частина біогенних елементів, що призводить до інтенсивного розвитку в них синьо-зелених водоростей і цвітіння води. Проблеми евтрофікації природних вод дуже складні й потребують наукового аналізу. Адже відомо, що помірно евтрофіковані озера більш продуктивні й мають найкращі умови для рибного промислу. У практиці рибництва озера і ставки часто штучно удобрюють для підвищення рибної продуктивності. Тому, за думкою шведських вчених, помірне збагачення водойм елементами живлення стимулює розвиток планктону і рибних ресурсів, а надмірна евтрофікація, навпаки, призводить до санітарного псування води і загибелі риби. Основним забруднювачем вод є нітратний азот, у водоймах виникає безперервний процес денітрифікації нітратів і біологічної фіксації азоту синьо-зеленими водоростями. В останні роки у вітчизняній і закордонній пресі появляються висловлювання про можливе забруднення атмосфери газоподібними сполуками азоту, які утворюються внаслідок виникаючих у ґрунті процесів амоніфікації, нітрифікації і денітрифікації. Відомо, що ці процеси призводять до утворення і втрат з ґрунту в атмосферу молекулярного азоту, аміаку, супероксиду і двоокису азоту. 2. Нітрати, їх негативний вплив і шляхи його запобіганняВ останні роки визначилася чітка тенденція до збільшення виробництва рослинницької продукції (особливо овочевої) з вмістом нітратів, що перевищує можливо допустиму норму. В цілому в Україні понад 30% сільськогосподарської продукції мають вміст нітратів, що перевищує допустимий рівень. Основні причини цього такі: використання в господарствах екологічно шкідливих технологій вирощування культур; застосування мінеральних, в основному азотних і органічних добрив у досить високих нормах; незбалансоване живлення рослин макро- і мікроелементами протягом вегетації; внесення азотних добрив без врахування біологічних вимог рослин; недосконалість техніки внесення азотних добрив у ґрунт. Разом з тим, збільшення чисельності нітратів у рослинницькій продукції не можна розглядати як наслідок інтенсифікації застосування азотних добрив, воно визначається сукупністю багатьох зовнішніх і внутрішніх факторів. Складність проблеми нітратів у тому, що нітрати -- основне джерело азотного живлення, а надлишок цих сполук призводить до важких екологічних наслідків, що впливають на стан здоров'я людини і тварин. Основна небезпека надходження нітратів в організм людини пов'язується з виникненням метагемоглобінемії, канцерогенних новоутворень, імунодепресивної дії, а також зниженням резистенції організму до впливу канцерогенних і мутагенних агентів [17]. Суть метагемоглобінемії полягає в тому, що нітрати і нітрити перетворюють гемоглобін на метагемоглобін, не здатний переносити кисень, порушує клітинні мембрани і навіть генетичний апарат, а інактивуються лише аскорбіновою кислотою. Слід мати на увазі, що підвищене нагромадження нітратів у рослинах може відбуватися не тільки під впливом високих норм азотних добрив, а й на високогумусних ґрунтах, якщо існують сприятливі умови для мінералізації органічної речовини і мобілізації ґрунтового азоту, тобто якщо в поживному середовищі його надлишок. Однак ця проблема для людства нова і дуже актуальна, а в перспективі гострота її буде зростати, особливо в країнах і окремих хліборобських регіонах з інтенсивним концентрованим застосуванням мінеральних (азотних) добрив. У цьому відношенні особливу небезпеку являє надлишкове нагромадження нітратів в овочевих культурах, бо в їжу людина використовує в основному вегетативні частини. Нині для багатьох культур встановлена межа допустимої концентрації (МДК), при дотриманні якої не спостерігається несприятливого впливу на здоров'я, самопочуття, працездатність і гігієнічні умови життя населення тощо. У рослинних продуктах встановлюється максимально допустимий рівень залишкових кількостей нітратів і нітритів -- МДР. Наприклад, для картоплі він становить -- 80 мг/кг, капусти і моркви -- 300, столових буряків -- 1400, огірків -- 150 мг/кг [9]. Всесвітня організація охорони здоров'я вважає допустимий вміст нітратів у дієтичних продуктах (сюди належить багато різних овочів) до 300 мг/кг сирого продукту. Нешкідлива допустима норма споживання нітратів за добу становить 3,6 мг/кг маси людини. Нітрати -- природний складовий елемент біосфери, який існував багато мільйонів років до появи людини. Лише в останні десятиріччя вибуховий ріст використання азотних добрив, а також всезростаюче надходження нітратів у навколишнє середовище з інших джерел призвели до того, що навантаження нітратів оцінюється в 150--350 мг/люд. на добу і продовжує зростати. Через складність і актуальність проблеми розглянемо її більш докладно. Нітрати -- це добре розчинні у воді солі азотної кислоти. В рослини вони надходять з ґрунту. І чим більше там нітратів, тим більше їх буде і в рослинах. Але за певних умов ці сполуки нагромаджуватимуться і без внесення високих норм органічних і мінеральних добрив [10]. |
Таблиця №1 МДР і ПДК нітратів та нітритів у продуктах і кормах (сирий продукт) | | Овочево-баштанні культури | МДР, мг/кг по нітратіону | Корми | ГДК, мг/кг | | | | | Нітрати | Нітрити | | Картопля | 80 | Комбікорм для великої рогатої худоби | 500 | 10 | | Капуста | 300 | Комбікорм для свиней і птиці | 200 | 5 | | Морква | 300 | Сіно, солома | 500 | 10 | | Помідори | 60 | Зелений корм | 200 | 10 | | Огірки | 150 | Картопля | 300 | 10 | | Столові буряки | 1400 | Кормові буряки | 800 | 10 | | Цибуля ріпчаста | 60 | Силос | 200 | 10 | | Цибуля на вигонку | 400 | Зерно | 300 | 10 | | Дині | 45 | Трав'яне борошно | 800 | 10 | | Кавуни | 45 | Жом сухий | 800 | 10 | | | | Макуха | 200 | 10 | | |
Під впливом мікроорганізмів-нітрофікаторів, які є в будь-якому ґрунті, відбувається мінералізація органічної речовини (гумусу) і внесення органічних добрив (гною, торфу, перегною), внаслідок чого утворюються нітрати, а процес зветься нітрифікацією. Оптимальними умовами інтенсифікації є добра аерація ґрунту, вологість 60--70% ПВ, температура 25--35°С, рН 6--8. За таких умов і високому вмісті органіки в ґрунті може нагромаджуватися велика кількість нітратів [12]. Друге джерело -- азотні добрива: натрієва селітра -- нітратний азот, сірчанокислий амоній -- амонійний азот, карбамід (сечовина) -- амідний азот. Амонійний і амідний азот у ґрунті під впливом тих же нітрифікуючих мікроорганізмів поступово переходить у нітратний. За сприятливих умов нітрифікації, про що говорилося вище, весь азот за 2--3 дні може повністю перетворитися в нітратний. Тому при внесенні високих норм азотних добрив, навіть таких, що не містять нітратного азоту, в ґрунті може нагромаджуватися велика кількість нітратів. Нітратний азот у ґрунті рухливий і при поливі або в дощову погоду легко вимивається за межі кореневої зони, особливо на легких ґрунтах. Нітрати, поряд з амонійним азотом, є основними джерелами азотного живлення рослин. Нагромадження нітратів -- це природне фізіологічне явище, однак важливо, щоб їх у рослинах не було в надмірній кількості. Інтенсивність процесів синтезу, що містять азот органічних сполук, залежить від ряду таких факторів [10]:1. Достатня кількість вуглеводів у рослинах, які утворюються в процесі фотосинтезу. Для цього рослина повинна мати розвинутий, не уражений хворобами і не пошкоджений шкідниками листковий апарат і достатньо світла, особливо в умовах захищеного ґрунту. 2. Живлення рослин має бути збалансоване за фосфором, калієм, магнієм і мікроелементами. 3. Забезпеченість рослин вологою і оптимальною температурою. Отже, щоб запобігти надлишковому нагромадженню нітратів у рослинах, необхідно, з одного боку, регулювати кількість мінерального азоту в ґрунті, з другого -- створювати умови найбільш продуктивного використання азоту, що використовується для формування органічної речовини, тобто врожаю. На нагромадження нітратів у. рослинах впливають не тільки норми азоту, а й освітлення, співвідношення поживних елементів у середовищі, агротехніка, погодні умови тощо. Так, затінення рослин (азот має перевагу над фосфором і калієм) і дощова погода сприяють нагромадженню нітратів у рослинах. Для запобігання надлишковому нагромадженню нітратів з добрив не можна допускати надлишкового однобічного внесення азотних добрив, особливо при недостачі в ґрунті фосфору, калію та інших поживних елементів. На вміст нітратів в овочах, які вирощують в умовах захищеного ґрунту, впливає освітлення і температура. В теплицях, при вирощуванні овочів (цибуля, редиска, крес-салат, шпинат) в умовах довгого дня, за даними швейцарських вчених, вміст нітратів був значно менший. При короткому дні нітратів нагромаджувалося більше, особливо в умовах високих температур. Причому в листкових пластинках шпинату і крес-салату їх нагромаджувалося в два рази менше, ніж у черешках. При вирощуванні овочів в умовах короткого дня нітратів було значно більше в ранкові години, ніж у вечірні. Тому висновок вчені зробили такий: при вирощуванні їх у теплицях слід підтримувати помірний тепловий режим, а врожай краще збирати наприкінці дня. Існують й інші шляхи зниження нітратів у рослинах. Для цього необхідно ретельно враховувати біологічні властивості культур і поживний режим ґрунтів, овочі вирощувати на високому агротехнічному фоні [15]. Овочеву продукцію з низьким вмістом нітратів можна одержувати при помірному живленні азотом рослин у молодому віці, посиленому азотом у період інтенсивного росту листкового апарату, головному режимі живлення азотом у період достигання качанів і коренеплодів. При цьому необхідні: комплексне використання методів листкової, тканинної і ґрунтової діагностики для контролю за живленням рослин; застосування невеликих стартових норм мінеральних добрив і підживлень за даними діагностики. Обов'язково слід вирощувати овочеві культури після найкращих попередників (однорічних і багаторічних трав), систематично вносити органічні добрива -- гній і сидерати. Вміст нітратів у бульбах картоплі значно (на 30%) зменшується при внесенні молібдену. Німецькими спеціалістами запропоновано новий спосіб збирання коренеплодів, який дає можливість на 60--80% знизити в них вміст нітратів. При вирощуванні моркви і петрушки вони рекомендують розпушення міжрядь за допомогою ротаційної мотиги на відстані не більше 7 см від рослин за декілька днів до збирання врожаю. У столових буряків за день до збирання підрізують коріння бурякопідіймачами. Внаслідок таких обробітків обривається основна маса всмоктувального коріння, що різко зменшує надходження в рослини води і поживних речовин з ґрунту, в тому числі азоту в нітратній формі. В той же час продовжуються процеси асиміляції у листках рослин і надходження в коренеплоди вуглеводів, що сприяє перетворенню нітратів у інші азотні форми. Завдяки цьому їх вміст у них значно зменшується. При перевищенні допустимого вмісту нітратів (але не більше як у 2 рази) овочі слід використовувати для приготування блюд з багатокомпонентною рецептурою, де вони не повинні перевищувати 50% складу блюд. З таких овочів, після попереднього відварювання, можна приготувати гарнір, запіканки та інші кулінарні вироби. Відвар при цьому споживати забороняється. Продукти з вмістом нітратів, що перевищують допустимі концентрації (не більше як 2 рази), можна використовувати після технологічної переробки (соління, квашення, маринування). При попередній і термічній кулінарній обробках, а також різних видах консервування (соління, квашення, маринування) кількість нітратів у рослинних продуктах суттєво знижується (від 10 до 80%), але при сушінні або одержанні соків вміст їх зростає в готовому продукті. Нині є рекомендації по способах зниження вмісту нітратів у овочевій продукції безпосередньо перед використанням у їжу. Так, рекомендується вживати свіжоприготовлені салати або цілі овочі. Не можна готувати овочі в алюмінієвому посуді. Встановлено, що вживання аскорбінової кислоти підвищує інтенсивність розкладання нітратів. При нітратних отруєннях значний оздоровчий ефект дає застосування елеутерококу [8]. У цілому ж вирішення проблеми нітратів знаходиться на початковій стадії, у міру нагромадження матеріалу з'являються нові методи і прийоми, що дають можливість виключити негативний вплив їх на здоров'я людини. 3. Шляхи можливого забруднення навколишнього середовища добривами і заходи щодо його запобіганняВ останні роки цьому питанню приділяють велику увагу в нашій країні і за її межами. Вчені багатьох країн нині розробляють комплекс заходів, спрямованих на запобігання забруднення біосфери мінеральними добривами. Основні шляхи забруднення навколишнього середовища добривами, за думкою [6] та інших вчених [1, 10], такі: недосконалість організаційних форм, а також технології транспортування, зберігання, змішування і внесення добрив; порушення агрономічної технології їх внесення в сівозміні і під окремі культури; недосконалість самих добрив, їх хімічних, фізичних і механічних властивостей. Так, суттєвий недолік транспортування добрив полягає насамперед у перевалочній системі від заводу до поля. Серйозні недоліки є і в зберіганні мінеральних добрив. Складські приміщення не відповідають обсягам добрив, що поставляються сільському господарству. Середня ємкість складів у господарствах невелика, що не дає можливості здійснювати комплексну механізацію по підготовці добрив до змішування і внесення. Наприклад, за даними ряду науково-дослідних інститутів, втрати на етапі «завод -- поле» досягають 15--20%. Втрати добрив залежать також від умов зберігання: при зберіганні у пристосованому приміщенні вони становлять 2,6%, а поза приміщенням -- 11,1%. В останньому випадку добрива в основному втрачаються внаслідок пошкодження тари і перемішування з землею [13]. Потребує удосконалення і технологія внесення добрив. У дослідах ВІДА внесення основного повного мінерального добрива з нерівномірністю 50% знижувало врожай зернових культур на 6--7%, а суперфосфату з нерівномірністю 70--80% врожай озимої пшениці знижувався на 20% і більше порівняно з рівномірним. Вплив же нерівномірного розподілу мінеральних добрив на врожай ячменю був ще більш суттєвим, ніж на врожай озимої пшениці. Особливо це різко проявляється на азотних добривах у зв'язку з високою їх ефективністю в багатьох ґрунтово-кліматичних зонах. Так, внесення аміачної селітри в нормі 60--80 кг/га з нерівномірністю 40--60% знижує урожай на 4,6--4,8% (Гродненська обласна дослідна станція), ярої пшениці -- на 5,7 (Пермська сільськогосподарська дослідна станція), озимої пшениці -- на 4,0% (Білоруська сільськогосподарська академія) [4]. Збільшення показника нерівномірності внесення добрив до 70--80% призводило до втрат урожаю зернових культур на 10,5--10,8%, або на 4--4,5 ц/га зерна. Нерідко у виробничих умовах фактична нерівномірність внесення добрив перевищує допустиму і досягає 75--80%. У таких випадках зниження врожаю зернових культур досягає 10--15%. Рівномірність розсівання мінеральних добрив машинами центробіжного типу залежить не тільки від вирівняності гранул в удобрювальних сумішах, а й від дотримання точної відстані між проходами агрегату, визначення оптимальної ширини захвату, форм і якості добрив у сумішах тощо. Для. підвищення якості внесення мінеральних добрив необхідні машини нового типу, що забезпечують поверхневе їх внесення з нерівномірністю не більше 15%, а також високопродуктивних машин для локального способу внесення основних форм мінеральних добрив. Вже розроблені марки машин, які мають суттєво вищу якість внесення мінеральних добрив. Другий можливий шлях втрати поживних речовин з добрив та із ґрунтів -- порушення наукових основ агрономічної технології застосування добрив у сівозміні та під окремі культури, а також розвиток водної й вітрової ерозії внаслідок порушення технології вирощування сільськогосподарських культур. При застосуванні добрив важливо правильно визначити норми і співвідношення поживних елементів, вибрати оптимальні форми добрив, строки і способи їх внесення [10]. Все це дасть можливість суттєво підвищити коефіцієнт продуктивного використання поживних елементів добрив сільськогосподарськими культурами на створення врожаю, а також зменшити їх втрати і вихід у навколишнє середовище. При розгляді екологічних проблем агрохімії першочергове значення мають проблеми азоту. В основному він насамперед негативно впливає на всі ланки біосфери, на здоров'я людини. Дослідження вчених і виробничий досвід свідчать, що непродуктивні втрати азоту добрив можна зменшити до мінімуму, а коефіцієнт використання його значно підвищити при правильному, наприклад, роздрібненому внесенні відповідних норм добрив. При цьому азотні добрива доцільніше застосовувати в амонійній і амідній формах, наближувати строки їх внесення до сівби культури, або до фаз найбільшого споживання азоту рослинами. Втратам нітратів можна запобігти за допомогою регулювання строків і способів внесення добрив у поєднанні з комплексом прийомів протиерозійного обробітку ґрунту. Тому забруднення природних вод мінеральними сполуками азоту при інтенсивному застосуванні добрив не є неминучим наслідком хімізації землеробства, а є наслідком порушення науково обґрунтованих прийомів внесення їх у ґрунт. У значній мірі втрати азоту в навколишнє середовище визначають форми азотних добрив. Встановлено, що нітратний азот використовують усі культури краще, ніж амонійний. Великі втрати поживних речовин спостерігаються в умовах зрошення. Недосконалість зрошувальних систем часто поєднана з необхідністю скидати надлишок води з полів у річки і водойми. Разом з нею втрачається і велика кількість поживних елементів, особливо при застосуванні оптимальних і підвищених норм добрив. За рахунок добрив концентрація азоту в колекторних водах, що скидаються із зрошувальних масивів, досягає літнього періоду 1% мг/л і більше, що в десятки і навіть сотні разів перевищує фонові розміри. Протягом вегетації з колекторними водами виноситься до 22% азоту від загальної кількості надходження його на поле з добривами і зрошувальною водою. Втрати азотних добрив в умовах зрошування можна значно скоротити, якщо їх вносити роздрібнено з поливною водою. Коефіцієнт використання азоту при цьому збільшується, а втрати його внаслідок вимивання зменшуються. Особливо суттєво зростають втрати азоту при збільшенні кількості атмосферних опадів. Так, за даними голландських дослідників, кожний міліметр опадів викликає щорічні втрати азоту 0,5 кг/га. В умовах Німеччини при випаданні 374, 615 і 779 мм опадів з піщаного ґрунту вимивалося азоту -- відповідно 33, 41 і 56 кг/га, а з глинистої -- 21, 23 і 62 кг/га. Таким чином, одержати високий ефект від добрив з врахуванням запобігання чи різкого зниження їх втрат у навколишнє середовище можна при виконанні таких агрохімічних і агрономічних вимог [17]. 1. Слід вносити оптимальні норми добрив у сівозміні і під кожну сільськогосподарську культуру. Агрономічною наукою розроблено декілька способів визначення оптимальних норм добрив, але всі вони зводяться в основному до балансових розрахунків з врахуванням проектної урожайності, ефективної родючості ґрунту -- коефіцієнтів використання поживних речовин з ґрунту і добрив тощо. 2. Системи добрив повинні мати оптимальне співвідношення поживних елементів з урахуванням вимог культури, наявності в ґрунті рухомих форм поживних елементів і особливостей клімату. 3. Вибір правильних строків внесення добрив з урахуванням біологічних особливостей культури, головним чином, періодичності її живлення, властивостей ґрунту, кліматичних особливостей зони, а також форм добрив. 4. Осушені, особливо торфо-болотні ґрунти краще використовувати під культури звичайної рядкової сівби або залужувати під високопродуктивні луки. 5. В умовах зрошення дуже важливо дотримуватися науково обґрунтованих норм, строків і способів внесення добрив. 6. При розробці і впровадженні систем добрив у сівозміні важливо враховувати її спеціалізацію і прагнути, щоб рілля максимальний час протягом року була зайнята культурними рослинами. В посушливих степових районах доцільно мати чисті пари. Важливо в сівозміні вирощувати післяжнивні і проміжні культури, що суттєво зменшує втрати поживних елементів. Помітний винос мінеральних добрив у водойми внаслідок ерозії ґрунту. Вчені США підрахували, що змив азоту з ґрунту поверхневими -- водами щороку в середньому під лісом становить 0,8--3,4 кг/га, на пасовищах -- 6--8, на полях під пшеницею -- 6, під бавовником -- 13, при чергуванні кукурудза -пшениця -- 18, під цитрусовими -- 64 кг/га. Змиву можна запобігти застосуванням комплексу заходів по захисту ґрунтів від водної і вітрової ерозії. Це, як уже відзначалося раніше, обробіток ґрунту плоскорізами без обертання скиби, мульчування ґрунтів соломою, стернею, післяжнивними рештками [3]. Але найважливішим і найнеобхіднішим заходом, як відзначає В.А. Ковда (1983), є перехід у кожному господарстві на контурно-меліоративну організацію всієї території з полями, що вписуються в рельєф, виділенням інтенсивних сівозмін на схилах крутизною 2--5° і ґрунтозахисних кормових -- на схилах крутизною понад 5°. Необхідне широке застосування валів-терас і валів-лиманів як обов'язкових елементів контурно-меліоративного землеробства і як спрямовуючих ліній обробітку ґрунтів. Нині розроблено комплекс заходів, що запобігають забрудненню навколишнього середовища мінеральними добривами внаслідок змиву їх ерозією. 1. Протиерозійний обробіток ґрунту: безполицевий, плоскорізний, мінімальний, смуговий, контурний, гребінчастий, чизелювання тощо. 2. Впровадження терасного, смугового землеробства і протиерозійних сівозмін. 3. Максимальне утримання еродованих ґрунтів під рослинністю. У зв'язку з цим велике значення має використання післяжнивних посівів, а також ущільнений посів ґрунтозахисної культури у міжряддях основної (просапної). Цей прийом особливо ефективний на легких ґрунтах. 4. На ділянках, дуже схильних до ерозії, радикальним засобом боротьби з нею є залуження таких ґрунтів багаторічними травами. 5. Правильний вибір форм, норм, строків і способів внесення і загортання добрив є важливим заходом запобігання втрат поживних речовин при змиві та вилугуванні з ґрунту. 6. Використання полімерів-структуроутворювачів. Останній пункт стосується необхідності, поліпшення, властивостей і якостей добрив. Відомо, що однією з причин негативного впливу мінеральних добрив на навколишнє середовище є недосконалість їх хімічних, фізичних і механічних властивостей. У зв'язку з недосконалістю хімічних властивостей, наприклад, азотних добрив, втрати азоту відбуваються внаслідок, як біологічних, так і хімічних процесів, що мають місце при взаємодії добрив і ґрунту. Прикладом втрат азоту під впливом біологічних процесів є його втрати при поверхневому внесенні сечовини. Внесення ж сечовини із загортанням у ґрунт (під оранку, передпосівну культивацію, в рядки при сівбі тощо) дуже ефективне. Досліди, проведені в Болгарії, показали, що втрати аміаку через випаровування можливі лише при поверхневому внесенні сечовини. Вони зростають на легких і висококарбонатних ґрунтах із збільшенням норми сечовини. Вирішальним фактором, що визначає величину втрат азоту і сечовини, є температура. При 0--4°С втрат практично немає, при 7--8°С їх кількість незначна, а при більш високих температурах вони суттєво підвищуються. Середнє співвідношення втрат при 7--8 і 30°С становить 1:7; 2:14,4. На величину втрат суттєво впливає вміст вологи у ґрунті. Максимальні втрати були при низькій вологості ґрунту. З підвищенням вологи від 30--40 до 80% ППВ втрати знижуються. Змішування сечовини з ґрунтом, або покриття її шаром ґрунту 56 см значно зменшує втрати азоту сечовини. Другий біологічний шлях втрат азоту з добрив -- процес денітрифікації у ґрунті. Встановлено, що газоподібні втрати азоту, внаслідок цього процесу, досягають 25% і більше від внесеної норми. Найбільш суттєвий хімічний шлях втрат азоту з добрив -- виділення вільного аміаку (NH3) внаслідок взаємодії аміачних форм добрив, особливо з лужними, висококарбонатними ґрунтами [10]. Для запобігання значних втрат азоту рекомендується внесення в ґрунт безводного аміаку на глибину 10--15 см. Всі форми азоту в природних умовах протягом певного часу переходять у найбільш рухому нітратну форму. Нині для гальмування процесів нітрифікації широко застосовують у виробництві різні інгібітори, що дають можливість підвищити коефіцієнт використання азоту добрив і суттєво зменшити його втрати. Серед інгібіторів найбільш поширені американські препарати (наприклад, нітрапірин), а також японський AM, які затримують нітрифікацію як амонійних іонів ґрунту, так і внесених добрив. За багаторічними вітчизняними і зарубіжними даними, інгібітори підвищують коефіцієнт використання азоту з добрив на 10--15%, а в ряді випадків і більше. Втрати ж азоту з добрив знижуються в 1,5--2 рази. Тому в багатьох країнах світу велику увагу приділяють вивченню повільно діючих азотних добрив, які дають можливість зменшити кратність внесення добрив, знизити втрати азоту і запобігти забрудненню навколишнього середовища нітратами і нітритами. Останнім часом велику увагу приділяють також капсулюванню, покриттю добрив синтетичними плівками (смолами, поліетиленом, парафіном) і звичайною сіркою. Це сприяє повільному вивільненню елементів живлення з водорозчинних добрив, що продовжується декілька місяців. Внаслідок цього рослини повніше використовують поживні речовини добрив, що значно зменшує їх втрати. Суттєве зменшення втрат азотних добрив і збільшення коефіцієнту їх використання відбуваються при застосуванні рідких азотних і комплексних добрив. Велике практичне значення має розробка технології одержання і застосування азотних добрив з контрольованим вивільненням азоту. Вже розроблено систему заходів, яку доцільно використовувати для зниження забрудненості поверхневих стоків з полів сполуками азоту й фосфору. Важливим є локальний спосіб внесення добрив, тобто по площі живлення рослин, що оптимально задовольняє потребу рослин у них і зменшує вимивання їх з ґрунту. Для зменшення забруднення річок поверхневими стоками з полів велике значення мають: скорочення строків зберігання добрив на полях; спорудження спеціальних майданчиків для їх тимчасового зберігання в польових умовах, суворий контроль за режимом підживлення рослин з літаків (облік швидкості вітру, норми внесення, висоти польоту тощо), заміна в зонах з великою кількістю опадів водорозчинних добрив менш розчинними; заборона внесення добрив по сніговому покриву; створення лісових смуг, затримання поверхневого стоку з полів [6]. На легких ґрунтах для зменшення втрат азоту рекомендуються такі агротехнічні прийоми, як сівба однорічних і багаторічних бобових, внесення амонійних і амідних азотних добрив з дотриманням глибини оранки 10--15 см і максимальним скороченням строків між внесенням добрив і сівбою, впровадження зайнятих парів. Успіхи біологічної, особливо клітинної генної інженерії свідчать, що ми знаходимося на порозі абсолютно нового підходу до форм і способів застосування азотних добрив. Можливість синтезувати індивідуальні гени і переносити їх у генетичний апарат бактерій дає змогу вже зараз придавати бактеріям, що розвиваються в мікоризі коренів пшениці, здатність фіксувати молекулярний азот повітря також, як і у бобових. У цьому напрямі одержано певні результати. Природно, що для широкого впровадження цього методу потрібен певний час. Стало можливим і виробництво бактеріальних добрив, що фіксують азот з повітря. Дуже значним досягненням є виробництво гранульованих повільно-розчинних форм добрив, у тому числі й азотовмісних. Багато проблем екології мінеральних добрив вже достатньо розроблені наукою, але ще не знаходять практичного втілення, тобто існує деякий розрив між досягненнями науки і ступенем їх реалізації у сільськогосподарському виробництві. Перше коло питань пов'язане з наявністю і якістю матеріально-технічної бази хімізації землеробства. Наприклад, суттєво відстає у чисельному і якісному відношенні матеріально-технічна база хімізації від всезростаючих темпів застосування добрив. Потребує поліпшення комплекс машин і засобів транспортування, зберігання, змішування і внесення мінеральних добрив. При цьому найважливіше завдання -- підвищення продуктивності й висока якість усіх робіт, спрямованих на запобігання втрат мінеральних добрив і більш ефективне їх використання [6]. Сільське господарство недостатньо забезпечене також складськими приміщеннями для зберігання агрохімічних засобів, особливо меліорантів. Значна частина складів у колгоспах і держгоспах має малу вмістимість і не пристосована для проведення механізованих робіт по змішуванню і підготовці добрив до внесення, навантаженню і розвантаженню, що призводить до значних їх втрат. Другий комплекс питань -- висока культура землеробства, вдосконалення і розробка нових, більш ефективних технологій застосування добрив у сівозміні під кожну сільськогосподарську культуру з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов району, біологічних особливостей культури і сортів, спеціалізації сівозмін та інших прогресивних прийомів інтенсивного землеробства. Третя проблема, що потребує постійного, систематичного впровадження в практику хімізації -- це комплексне використання засобів хімізації в інтенсивних технологіях вирощування сільськогосподарських культур, тобто добрив, хімічних меліорантів, інтегрованої системи захисту рослин від бур'янів, шкідників і хвороб, регуляторів росту рослин. Четверту групу питань можна об'єднати в проблему вдосконалення асортименту і якості, агрохімічних засобів, і насамперед, мінеральних добрив. Асортимент добрив бажано поліпшувати в таких напрямах [10, 21]: 1. Виробництво безбаластних висококонцентрованих добрив, які не містять важких металів та інших токсичних елементів. У цьому відношенні дуже перспективні безвідходні-технології виробництва мінеральних добрив. 2. Добрива, що відповідають вимогам оптимізації рослин з врахуванням біологічних їх властивостей, тобто, які включають макро- і мікроелементи, стимулятори росту рослин, інгібітори нітрофікації та ін. 3. Мінеральні добрива пролонгованої дії з врахуванням періодичності живлення рослин. Це, наприклад, повільнодіючі азотні добрива у вигляді сполук з обмеженою розчинністю у воді, або покриття часток добрив різними речовинами, -- воском, парафіном, маслами, смолами, полімерами тощо. Вирішення цих питань буде сприяти різкому скороченню міграції біогенних речовин у навколишнє середовище, виключить негативний вплив мінеральних добрив на природу і здоров'я людини. 4. Вплив надмірного внесення добрив на властивості грунтівІнтенсивна система землеробства передбачає застосування високих доз мінеральних добрив, пестицидів та інших продуктів хімічної промисловості. При грамотному, науково обґрунтованому і раціональному їх застосуванні підвищуються родючість ґрунту і урожайність сільськогосподарських культур без. зниження якості продукції.Безсистемне внесення мінеральних добрив спричинює негативні наслідки. Надмірне внесення азотних добрив зумовлює підвищення концентрації нітратів у ґрунтових водах. Ґрунт і ґрунтові води забруднює також і надлишок амонійного азоту, джерелом якого є відходи тваринництва і міські стічні води. Аномально високі концентрації азоту в ґрунтах і природних водах мають місце навколо хімічних заводів, які виробляють азотні добрива [4].Вживання питної води з високим вмістом азоту негативно впливає на здоров'я людей. Амонійний азот окислюється до нітратів, на що витрачається велика кількість кисню. Тому у водоймах з високою концентрацією цієї форми азоту згодом настає кисневе голодування всіх гідробіонтів, а вода стає протухлою.Щоб зменшити надлишок азоту в ґрунтах і природних водах, слід розширювати посівні площі бобових культур, застосовувати повільно діючі форми азотних добрив, виготовляти компости з органічних решток, запроваджувати нові технології виробництва азотних добрив.Вміст фосфору в ґрунтах порівняно невеликий, а йога природні сполуки, як правило, малодоступні для рослин. Для нормального живлення рослин азотом, фосфором і калієм їх співвідношення в ґрунті має бути 1:1:1 або 1:2: 2,5. Якщо співвідношення фосфору до азоту буде менше один до одного, тобто відносний вміст фосфору менший за вміст азоту, то в тканинах рослин накопичуються відновні сполуки азоту і їх концентрація може досягти рівня канцерогенності. Тому фосфорні добрива слід систематично вносити в ґрунт [5].Внесений у ґрунт фосфор рослини засвоюють у меншій кількості, ніж азот. Коефіцієнт використання фосфору з мінеральних добрив майже вдвічі менший, ніж азоту.З кальцієм, алюмінієм та іншими металами фосфор утворює нерозчинні і важкорозчинні сполуки. Все це змушує збільшувати дози фосфорних добрив.Підрахунки вчених агрохіміків показали, що з 10 частин фосфору, який витрачено на вирощування кормових рослин, одна частина засвоюється людиною з продуктами харчування, три частини залишаються увібраними ґрунтом, а шість частин з відходами тваринницьких ферм змиваються у водойми, якщо їх не використовують як органічні добрива. Ця частина фосфатів і є джерелом забруднення природних вод. В наш час близько 3--4 млн т фосфатів щорічно надходить з континентів у Світовий океан.Одночасно відбувається інтенсивна фосфатизація суші. Основними джерелами її є виробництво і застосування мінеральних добрив, біоцидів, детергентів, добування молюсків, водоростей, рибний промисел, викиди промислових підприємств та ін.Застосування фосфорних добрив у великих дозах призводить до небажаного накопичення в ґрунтах деяких супутніх елементів: стабільного стронцію, фтору, сполук урану, радію, торію та інших елементів.Внесення калійних добрив суттєво не впливає на навколишнє середовище. Проте з калійними добривами вноситься значна кількість хлору. Накопичення його в ґрунтах, ґрунтових водах і водоймах призводить до негативних наслідків. Насамперед знижується якість продукції багатьох сільськогосподарських культур. Так, у картоплі формуються водянисті бульби з неприємним запахом. Надлишки хлору негативно впливають на деякі процеси ґрунтоутворення: в кислих ґрунтах він підкислює середовище, посилює елювіальні процеси, а в нейтральних і лужних -- спричинює солонцюватість.Поряд з азотом, фосфором і калієм значну роль в житті рослин відіграє сірка. Вона бере участь у перетворенні нітратів на амінокислоти. Тому при нестачі сірки в рослинах накопичується нітратний азот.У ґрунтах сірки, як правило, достатньо для нормального життя рослин. Джерелами надходження її у ґрунт є органічні і мінеральні добрива і викиди промислових підприємств. Викиди промислових підприємств надходять в атмосферу і ґрунти у вигляді сухих часток SО2, газоподібних сполук і кислих дощів.При забрудненні ландшафтів оксид сірки крізь продихи потрапляє в асиміляційну тканину рослин і спричинює зменшення сумарної поверхні хлоропластів, що призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу і зменшення продуктивності рослин [14].Міграція мінеральних добрив з сільськогосподарських угідь у водойми зумовлює їх евтрофікацію. Висока концентрація азоту, фосфору та інших елементів спричинює інтенсивний розвиток водоростей і мікроорганізмів, процеси денінтрифікації, ресульфатації з утворенням сірководню, метану, етилену. В таких водоймах виникає гострий дефіцит кисню внаслідок використання його на дихання водоростей і окислення органічних речовин.Явище евтрофікації призводить до загибелі риби та інших тварин водойми, захворювання людей і тварин, які п'ють цю воду.Основними заходами охорони ґрунтів від забруднення мінеральними добривами та супутніми сполуками є внесення науково обґрунтованих доз добрив, їх оптимальні форми і строки внесення. Раціональне застосування органічних і мінеральних добрив стабілізує баланс поживних елементів в ґрунті, не спричинює небажаних явищ, підвищує родючість ґрунту.Ведення сільського і лісового господарства в наш час неможливе без застосування пестицидів -- отрутохімікатів для боротьби з бур'янами, шкідниками і хворобами рослин. Вони захищають сільськогосподарські і лісові культури, зберігають високий урожай. Однак поряд з цим пестициди накопичуються в ландшафтах, вносять небажані зміни в біоценозах, знищують тварин, призводять до глибоких і незворотних порушень нормальних циклів біологічного кругообігу речовин. З продуктами харчування вони потрапляють в організм людини і спричинюють захворювання або відхилення від норми. Деякі з пестицидів зумовлюють мутації.Негативні наслідки безконтрольного використання мінеральних добрив пов'язують з тим, що вони, крім поживних елементів в мінеральній формі N, P, K, також можуть мати у своєму складі значну кількість шкідливих домішок та природних радіонуклідів. Небезпечними токсикантами мінеральних добрив і вапняків є важкі метали (Cd, Cu, Pb, Ni, Zn, Mo, Co, Cr) та інші токсичні елементи (As, F, B) [2]. Визнаючи відносну безпечність мінеральних добрив щодо забруднення грунтів важкими металами, тим не менше існує реальна небезпека одержання вирощеної рослинницької продукції з підвищеним вмістом цих металів. Підвищення вірогідності даної небезпеки пов'язано із тим, що в деяких областях України (Донецькій, Луганській, Запорізькій, Дніпропетровській) та поблизу великих міст (Київ, Харків, Одеса, Львів та ін.) спостерігається високе техногенне забруднення грунтів важкими металами в результаті газопилових викидів та стоків промислових підприємств, комунальних господарств, транспорту, полігонів промислових і побутових відходів та інших джерел. В цілому для всієї території України характерна тенденція накопичення важких металів у грунтах. Асортимент мінеральних добрив за останні десятиліття значно розширився. До групи азотних входять аміачні (аміачна вода), амонійні (амонію сульфат), нітратні (калійна, натрієва та кальцієва селітра), амонійно-нітратні (аміачна селітра) та амідні (карбамід, сечовина) добрива . До групи фосфорних добрив входять простий та подвійний суперфосфати, преципітат, борошно фосфорне, суперфосфат амонізований та з мікроелементами. До групи калійних добрив належать калійна сіль (калію хлорид), калій-магнезіальне добриво, сульфат калія, каїніт природний, сірчанокислий калій. Найбільш суттєвими по вмісту токсичних речовин є фосфорні та комплексні (складні) мінеральні добрива (амофоси, нітрофоси, амофосфати, азофоска, рідкі комплексні, діамонійфосфат, нітрофоси, нітроамофоски). Рівні використання мінеральних добрив у сільському господарстві України в 1986-1990 р.р. у середньому становили 166,4 кг/га ріллі [18]. В цілому в Україні наприкінці ХХ століття щорічно використовувалось 5 млн. т азотно-фосфорно-калійних добрив . В асортименті мінеральних добрив переважали азотні -- 42%, на фосфорні та калійні припадало 27,5% та 30,5% відповідно. При цьому рівень внесення азотних мінеральних добрив щорічно зменшувався, використання фосфорних дещо збільшувався, а калійних залишався без змін. Найбільші рівні внесення мінеральних добрив мали місце в Закарпатській, Івано-Франківській, Волинській, Львівській та Рівненській областях. Низькі територіальні навантаження мінеральних добрив спостерігались у зоні степів, а саме у Полтавській, Дніпропетровській, Кіровоградській, Миколаївській, Луганській областях та у Автономній Республіці Крим [6]. При застосуванні мінеральних добрив одними з найбільш поширених забрудників навколишнього середовища є нітрати та важкі метали. Завдяки міграційним та транслокаційним процесам, надходження зазначених токсикантів в організм людини може проходити по складній схемі: грунт--рослина--людина; грунт--тварина--людина, грунт--рослина--тварина--людина, грунт--вода--людина, грунт--повітря--людина. Значну небезпеку для навколишнього середовища становлять втрати азотних добрив в екосистемі. При надмірному внесенні у грунт азотних добрив їх компоненти (аміак, нітрати, сечовина) можуть мігрувати в поверхневі та підземні води. При внесенні у грунт азотних добрив з розрахунку 40-80 кг/га по азоту в досліджуваних дренажних водах вміст нітратів коливався в межах 32-215 мг/л. Особливо ймовірне надходження нітратів у ґрунтові води. Якщо у воді артезіанських свердловин у Київській області в період з 1986 до 1990 р. середня концентрація нітратів помітно не змінювалася та коливалася в межах від 4,2 до 7,7 мг/л, то у воді шахтних колодязів вона за цей період збільшилася із 6,8 до 18,3 мг/л, тобто майже в 3 рази. Дані літератури [6, 10, 19] свідчать про здатність сільськогосподарських культур до селективного накопичення нітратів. Значне накопичення нітратів характерне для чорної редьки, столового буряка, салату листкового, шпинату, листя петрушки, окропу, щавлю та баштанних культур. Значну роль у забрудненні грунту відіграють фосфорні та комплексні добрива . Поглинені грунтом фосфати малорухомі і майже не вимиваються (лише 2%) з орного шару. При надмірному використанні фосфорних і комплексних мінеральних добрив у грунті накопичується Р2О5 у такій кількості, яка здатна гальмувати процеси самоочищення. Фосфати також можуть потрапляти у водойми і спричинити евтрофікацію. Слід також підкреслити, що фосфорні та комплексні добрива містять домішки селену, миш'яку, важких металів, природних радіонуклідів. Тому при перевищенні норм внесення цих добрив даними шкідливими речовинами може забруднюватися грунт, звідки зазначені токсиканти завдяки процесам міграції та транслокації можуть надходити в поверхневі та підземні (в першу чергу, грунтові) води та рослинницьку продукцію. Встановлено, що при надмірному внесенні у грунт суперфосфату вміст кадмію в картоплі збільшується в 4 рази порівняно з контролем. З фосфорними та комплексними добривами щорічно у грунт вноситься 3-4 г/га кадмію, інколи ця величина може досягати 10 г/га. Калій, який входить до складу калійних добрив , мігрує з грунту в контактні середовища надзвичайно повільно, не чинить шкідливого впливу на здатність грунтів до самоочищення та ґрунтовий біоценоз. Разом з калійними добривами у грунт надходять також аніони хлору. Якщо вносити 45-50 кг/га калійних добрив (з розрахунку на К2О), то разом з ними надходить 30-35 кг/га аніону хлору, який призводить до штучного засолення грунтів. До того ж накопичення значних кількостей калію у грунті може зумовити порушення співвідношення між калієм та натрієм у питній воді та харчових продуктах, що може негативно вплинути на здоров'я людини -- спричинити порушення діяльності серцево-судинної системи. На думку окремих авторів [6], за останні 5-7 років у структурі забруднення сільськогосподарської продукції відбулися суттєві зміни: на перше місце серед всіх забрудників вийшли нітрати -- 75%, доля важких металів складає -- 15%, пестицидів -- 8%. Мінеральні добрива виробляють і використовують у вигляді порошків, гранул, рідин, дрібнокристалічних речовин та лусочок. В залежності від агрегатного стану мінеральні добрива під час транспортування, зберігання та застосування можуть надходити в повітря робочої зони у вигляді пилу, парів та газоподібних речовин. Пил і гази мінеральних добрив при надходженні в організм людини можуть шкідливо впливати на стан здоров'я, подразнюючи слизові оболонки дихальних шляхів, очей, а також шкіру [3]. При зберіганні мінеральних добрив (суперфосфату, амофосу, хлористого калію -- насипом; аміачної селітри -- в поліетиленових мішках) в повітрі складських приміщень продукти трансформації визначаються в концентраціях значно нижче гігієнічних нормативів, а саме: фтористі сполуки в середньому складають 0,71±0,3 мг/м3, сірчаний ангідрид -- 0,72±0,06 мг/м3; окисли азоту -- 0,05±0,009 мг/м3; аміак -- 0,14±0,02 мг/м3. Основними джерелами виділення пилу в повітря робочої зони при нинішніх технологічних схемах навантажувально-розвантажувальних робіт з мінеральними добривами є:- місця висипу (трюми суден, залізничні вагони, склади) мінеральних добрив із перевантажувального комплексу ( грейдери, вагоноперекидачі, стрічкові конвеєри, пересипні станції);- місця завантаження та вивантаження дорожньо-транспортних засобів при використанні всіх видів перевантажувального устаткування;- викид запиленого повітря через очисні фільтри циклонів-завантажувачів при перевантаженні мінеральних добрив пневмотранспортом;- здування пилу з конвеєрної стрічки транспортера, вибивання пилу з-під укриттів на пересипних станціях та у перевантажувальних наземних, морських та річкових комплексах. Концентрація пилу, парів та газоподібних речовин в повітрі робочої зони залежить від виду робіт, рівня механізації виробничого процесу, агрегатного стану добрив та повноті дотримання санітарних норм. Так, при розвантаженні гранульованих мінеральних добрив із вагонів загального призначення концентрації їх пилу у вагоні визначались в межах від 280 до 390 мг/м3, при розвантаженні порошковидних -- від 2500 до 4600 мг/м3. При розвантаженні вагона типу "Хопер", загруженого гранульованими мінеральними добривами , концентрації пилу коливались від 41,0 мг/м3 до 235 мг/м3. При цьому концентрації пилу мінеральних добрив у складських приміщеннях становили: 23,0-58,0 мг/м3 при розвантаженні гранульованих добрив і 85,0-370,0 мг/м3 при розвантаженні пиловидних [2]. Під час відпуску гранульованих та пиловидних мінеральних добрив зі складу при погрузці в автомобілі за допомогою навантажувача багато ковшового та навантажувача фронтально-перекидного ПБ-35 концентрації пилу становили 49,0-70,0 мг/м3 та 93,0-700,0 мг/м3, відповідно. Під час навантаження гранульованого суперфосфату вручну (лопатами) концентрація пилу становить 140-856 мг/м3 повітря. При немеханізованому проведенні робіт, пов'язаних з підготовкою гранульованих мінеральних добрив до внесення (подрібнення, просівання, приготування тукосумішей), у повітрі робочої зони міститься від 208 до 960 мг/м3 пилу. Подрібнення нітроамофоски супроводжується пилоутворенням в кількості 426,2±84,6 мг/м3, затарення в мішки -- 51,88±13,30 мг/м3. Концентрації фосфорного та сірчаного ангідридів визначались в концентраціях 2,62±0,14 та 8,33 мг/м3, відповідно, окисли азоту і аміак значно нижче гранично допустимих концентрацій [1]. Під час підготовки тукосуміші простих мінеральних добрив в польових умовах (на площадці прицепа) вміст пилу мінеральних добрив в повітрі робочої зони коливається від 4,0 до 12 мг/м3. При частковій механізації внутрішньоскладських робіт (подріблення залежаних добрив ), використанні подрібнювача ИСУ-4 та стрічкового транспортера пилоутворення зменшується. Концентрація пилу в повітрі робочої зони складає 13,1±3,5 мг/м3. Під час застосування аміачної води при її транспортуванні та внесенні в грунт за допомогою культиватора КРН-4,2Г аміак в повітрі робочої зони механізаторів не визначався. При заповненні аміачною водою транспортного агрегату ЗЖВ-1,8 аміак визначався в концентраціях 2,86±0,64 мг/м3. При внесенні аміачної води в грунт за допомогою агрегата ГАН-8 концентрації аміаку в повітрі робочої зони механізаторів коливались в межах 0,3-12,0 мг/м3, а під час заправки агрегата без використання закритої системи трубопроводів та "газової обв'язки" кількість аміаку досягала 280 мг/м3 [2]. При застосуванні мінеральних добрив, а також при догляді за рослинами пиловий фактор є одним із провідних. Гігієнічна значимість даного фактору в значній мірі залежить від мінеральної частини пилу. Кількісні параметри пилового фактору та склад мінеральної частини пилу находяться в залежності від типу, структури і вологості грунту , а також від асортименту та обсягів внесення агрохімікатів. Вміст пилу в повітрі робочої зони механізаторів залежить від виду робіт і може бути поділений на 3 групи. Роботи із вмістом пилу в повітрі робочої зони в концентраціях на рівні сотень і тисяч мг/м3 (вантажно-розвантажувальні роботи з порошковидними мінеральними добривами, передпосівна культивація та сівба озимих, збирання зернових та гороху комбайном з подрібненням та ін.), із вмістом пилу в повітрі робочої зони від декілька десятків до сотень мг/м3 (сівба технічних культур, підготовка до внесення та вантажно-розвантажувальні роботи з сипкими мінеральними добривами , міжрядна обробка, осіння оранка та інше) та роботи із концентраціями пилу десятки мг/м3 (транспортні роботи, внесення мінеральних добрив , весняна оранка) . Ґрунтовий пил площ, на яких вносились мінеральні добрива, в порівнянні з нативними містить в 1,8-2,5 рази більше елементів фосфору, калію, азоту, а також більш високий вміст ртуті, свинцю, кадмію, марганцю. Пил чорноземного грунту , на відміну від інших, акумулює більшу кількість елементів, які входять до складу добрив : кальцію, магнію, фосфору, азоту та меншу кількість важких металів. В пилі інших типів грунту в порівнянні з чорноземом концентрація нікелю більша в 6-12 разів, ртуті в 3-5 разів, кадмію і свинцю в 2-3 рази. Мінеральна частина ґрунтового пилу містить також сполуки кремнію, алюміній, титан, магній, залізо, мідь, цинк, марганець. Вміст в пилі шкідливих домішок мінеральних добрив (важких металів, миш'яку, фтору тощо) та продуктів їх трансформації залежить, в першу чергу, від типу грунту та асортименту і обсягів внесення мінеральних добрив . Концентрації важких металів (Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Mn), які надходять в повітря робочої зони разом з пилом різних типів грунтів за сумою зазначених елементів складає: дернево-підзолистий -- 2,65; темно-сірий -- 3,67; чорноземний -- 0,81; сірозем темний -- 3,43; сірозем світлий -- 3,03; темно-каштановий -- 1,30 мг/м3 10-2. ВисновкиІнтенсивне забруднення природного середовища значною мірою є наслідком нераціонального сільськогосподарського виробництва. Щороку з мінеральними добривами на сільськогосподарські угіддя надходить 193 тис. т фтору,. 1,6 тис. т цинку, 620 тис. т міді та 622 т калію. У 90-ті роки залишкова кількість пестицидів у продуктах харчування, рослинах і тваринах зросла (порівняно з 60-ми роками) більш ніж у 9 разів. Отруйні речовини, які знаходяться у мінеральних добривах, хімічних меліорантах й отрутохімікатах, проникають в організми людей, викликаючи їх захворювання.Особливої важливості дана проблема набуває в умовах сьогодення, коли у сільськогосподарському виробництві сталися істотні зміни, зумовлені проведенням реформування аграрного сектору, зокрема, формування та становлення фермерських, орендних та колективних пайових господарств, перехід на господарювання в ринкових умовах. Зазначене та інші чинники внесли зміни в традиційну технологічну схему забезпечення сільськогосподарських товаровиробників мінеральними добривами, становлення нової системи економічно-правових відносин і техніко-технологічних рішень щодо форм і методів використання мінеральних добрив у сільськогосподарському виробництві, а також істотні зміни в технології вирощування сільськогосподарських культур, в першу чергу, порушення сівозмін, спеціалізація на вирощуванні монокультур та інше. Надмірне внесення добрив веде до порушення малого біологічного круговороту речовин, заснованого на органічному взаємозв'язку землеробства і тваринництва. Список використаних джерел1. І.М. Карасюк., О.М. Геркіял., Г.М. Господаренко., Ю.В. Коларьков., П.Г. Копитко. Агрохімія. - Київ : Вища школа., 1995. - 472с.2. Марчук І.У., Макаренко В.М., Розстальний В.Є., Савчук А.В. Добрива та їх використання. --Київ: ТОВ "Компанія"Юні вест Маркетинг", 2002. --246 с.3. Проданчук М.Г., Великий В.І., Мудрий І.В., Світлий С.С. Еколого-гігієнічні проблеми виробництва та безпечного застосування мінеральних добрив з зарубіжної сировини: методичне, законодавче та аналітичне забезпечення // Гигиена населенных мест. --2001. --Вып. 38, том 1. --С. 256-259.4. Шильников И.А., Аканова Н.И. Проблема снижения подвижности тяжелых металлов при известковании // Химия в сельском хозяйстве. --1995. --№4. --С. 29-35.5. Мудрий І.В., Лепьошкін І.В. Деякі аспекти проблеми вирощування якісної рослинницької продукції при застосуванні мінеральних добрив та методичні підходи щодо токсиколого-гігієнічної їх оцінки // Проблеми харчування. --2005. --№4. --С. 44-47.6. Вплив системи удобрення і основного обробітку дерново-підзолистого супіщаного грунту на формування врожайності і якості картоплі. Автореф. дис. канд. с.-г. наук: 06.01.01 / Л.І. Шкарівська; Ін-т земл-ва УААН. -- К., 2002. -- 20 с. -- укp.7. В.А. Черников, P.M. Алексахин, А.В. Голубев и др. Агроэкология. /Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса. - М.: Колос, 2000.- 536 с.8. Уразаев Н. А. и др. Сельскохозяйственная экология. - М., «Колос», 1996. 9. Франчук Г. М., Ісаєнко В. М., Запорожець О. І. Урбоекологія і техноекологія: навчально-методичний посібник. - К.: НАУ, 2007 - 200 с.10. Рослинництво: Підручник О. І. Зінченко, В. Н. Салатенко, М. А. Білоножко -- К.: Аграрна освіта, 2001. -- 591 с.11. Сельское хозяйство и охрана окружающей среды // Охрана окружаю щей среды : учебник для вузов / Автор-сост. А. С. Степановских. - М., 2001. - Гл. 11. - С. 276-32712. Агроекологія: Навч. посібник/ О.Ф.Смаглій, А.Т.Кардашов, П.В.Литвак та ін. - К.: Вища освіта, 2006.-671 с.: іл. ISBN 966-8081-55-2 13. Агроэкологические принципы земледелия : сб. науч. тр. / Под ред. И. П. Макарова, А.П. Щербакова. - М., 1993. - 264 с.14. Баканина Ф.М. Агроэкология.-Нижний Новгород, 2002. 15. Лапа В. В. Удобрения, мелиоранты и экологическая безопасность земледелия // Индустриализация и социальноэкологические проблемы использования земельного фонда. Минск, 1994. С. 34-37.16. Мурашко А. И., Стельмашок Е. А., Жилко В. В. Сохранение почв. Минск: Ураджай, 1989. 231 с.17. Никончик П. И. Баланс органического вещества в почве в севооборотах разной специализации // Весцi НАН Беларусi. Сер. аграр. навук. 2007. № 2. С. 39-45.18. Филин В.И. Справочная книга по растениеводству с основами программирования урожая. Волгоград: ВГСХА, 1994. 274 с. 19. Агеев В.В. (2001) Системы удобрений в севооборотах Юга России / Под ред. проф. В.В. Агеева. Ставрополь.: АГРУС, 2001.20. Есаулко А.Н. (2006) Пути оптимизации систем удобрений в севооборотах Центрального Предкавказья : монография / А.Н. Есаулко. - Ставрополь : АГРУС, 2006.
|
 |
