Авг 26 2001

НІТРАТНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ТА ГРУНТОВИХ ВОД У АГРОЛАНДШАФТАХ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

НІТРАТНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ТА ГРУНТОВИХ ВОД У АГРОЛАНДШАФТАХ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

О.Г. Тараріко1, С.С. Коломієць2, М.В. Яцик2

1Інститут агроекології та технобіології УААН,

2Інститут гідротехніки і меліорації, УААН, м. Київ

В Україні нараховується майже 29 тис. сільських населених пунктів, де мешкає біля 17 млн. чоловік. Але ступінь благоустрою сільського житлового фонду в Україні досить низький: лише 17 % населених пунктів мають водогін, 3 % – каналізацію, лише 24 % сільського населення забезпечено централізованим водопостачанням. Нині для селян головним джерелом водопостачання остаються колодязі та поверхневі води. Практично неконтрольована якість спожитої води становить загрозу здоров\’ю селян. Саме з неякісною питною водою пов’язані майже 80 % захворювань людей, стверджує Всесвітня організація охорони здоров\’я (ВООЗ). Одним з найпоширеніших видів забруднень питної води є нітратне забруднення. Самі по собі нітрати є нормальним компонентом всіх клітин. Для людського організму шкідливий надлишок добової норми споживання нітратів. І, якщо цей надлишок, що надходить з неякісною овочевою продукцією може викликати навіть гостре отруєння організму, то повсякденне споживання забрудненої нітратами питної води здійснює пресинг на імунну систему людини, що приводить до загострення хронічних та виникнення нових захворювань, у тому числі і онкологічних. Найбільш вразливими категоріями населення є діти та літні люди.

Поширена думка, що майже єдиним джерелом нітратного забруднення поверхневих і ґрунтових вод є азотні сполуки техногенного походження, переважно мінеральні добрива. Насправді ця проблема значно складніша і пов’язана з техногенним порушенням природних потоків енергії та речовини і, у першу чергу, з порушенням кругообігу біогенних елементів у агроландшафтах.

Експериментальні агроландшафтні дослідження міграції біогенних елементів проводяться у Обухівському районі Київської області на територіях землекористувань с. Витачів та с. Халеп\’я починаючи з 1989 р. у

межах наукових програм Української академії аграрних наук (УААН). У 1997-2000 р.р. ці роботи проводились за підтримки Міністерства України у справах науки і технологій (проект № 2/947-97 "Вода").

На досліджуваній території функціонують два господарства, що мають загальну площу 4795 га, з яких 3058 га сільськогосподарських угідь, в тому числі ріллі – 2560 га. Дванадцятирічні спостереження якості поверхневих та ґрунтових вод, проведених за допомогою мережі природних водопунктів, спростовують твердження про переважно техногенне походження нітратів у ґрунтових та поверхневих водах. Загальний фон вмісту нітратів у ґрунтових водах за нашими даними складає до 3-5мг/л. Виявлені дві зони підвищення вмісту нітратів: до 15-20 мг/л у зоні впливу багаторічного бурта гною та до 150-200 мг/л у зоні звалища побутового сміття с. Витачів, пов\’язані з локальним порушенням кругообігу біогенних елементів, тобто надлишковою концентрацією відходів рослинницької продукції у одному місці за умов інтенсивного біохімічного розкладу органіки в аеробному середовищі. Саме з цим явищем пов\’язане локальне забруднення нітратами ґрунтового водоносного горизонту. При захороненні побутового сміття у яру, тобто при зміні аеробного середовища, вміст нітратів у ґрунтових водах зменшився на порядок.

Наймасштабнішою зоною забруднення ґрунтових вод нітратами виявилась селітебна територія с. Халеп\’я. Забруднення нітратами водоносного горизонту на території 212, 3 га носить вже не локальний, а регіональний характер. Розвантаження ґрунтового водоносного горизонту у заплаві р. Сквирки приводить до забруднення нітратами і річкових вод. Надлишок біогенних елементів сприяє евтрофікації річкових вод гирла р.Сквирки та Канівського водосховища, куди впадає ця річка. Надлишковий винос біогенних елементів за межі басейново-ландшафтної структури р. Сквирки є ознакою регіонального порушення кругообігу біогенних елементів у басейні цієї малої річки.

На селітебній території с. Халеп\’я проводились детальні дослідження нітратного забруднення ґрунтових вод за допомогою опробування сталої мережі з 47 колодязів. За даними місцевої влади на червень 2000 р. у селі налічувалось 273 колодязя на 684 садиби. Вміст нітратів визначали потенціометричним методом за допомогою нітратселективного твердоконтактного електроду ЕМ-020604. Починаючи з 1990 р. проводилось щорічно від 2 до 5 опробувань, що дозволило охарактеризувати динаміку нітратного забруднення ґрунтових вод та його територіальне розповсюдження.

Нітрати слід розглядати як проміжний продукт розкладу органічних речовин. Ланцюг біохімічних перетворень амоніфікація – нітрифікація – денітрифікація може бути призупинений на певній стадії в залежності від зовнішніх умов. Розклад органіки в аеробних умовах ґрунту або на його поверхні збагачує парові розчини – нітратами (NO3-) та нітритами (NO2-), які інтенсивно поглинаються кореневою системою рослин. При проникненні з потоками вологи глибше кореневмісного шару, ці сполуки не затримуються вбирним комплексом ґрунту, а потрапляють у ґрунтові води і мігрують з їх потоком. Найвірогідніший шлях попадання нітратів у ґрунтові води був досліджений при інфільтрації води поверхневого стоку від зливи, що накопичувалась у ставочку перед водозатримуючим валом. Ці вали є елементом контурно-меліоративної системи землеробства, запровадженої на досліджуваній території. З поверхневим стоком у ставочок змиваються з приповерхневого шару ґрунту найрухоміші нітрати та хлориди. Після зливи концентрація цих сполук у ґрунті підвищувалась на порядок: на глибині 0,2 м вміст нітратів досягав 7, 24мг-екв/л, або 448, 9 мг/л. На глибині 1,5 м, тобто вже нижче кореневмісного шару, нітратів було 235,6 мг/л, а хлору – 103,0 мг/л. Ці дослідження дають підставу для висновку, що накопичення поверхневого стоку у пониженнях рельєфу створює ділянки забруднення ґрунтових вод нітратами. Необхідними і достатніми умовами цього процесу є забезпечення планово-просторового концентрування та високої швидкості транспортування нітратів за межі кореневмісного шару, а також високий рівень аерації потоку вологи.

Саме такий механізм є найвірогіднішим шляхом забруднення ґрунтових вод селітебної зони. За результатами проміру рівнів грунтових вод у колодязях, побудована карта гідроізогіпс ґрунтового водоносного горизонту, що дозволила побудувати лінії току ґрунтових вод та визначити загальний напрямок їх руху. Аналіз цієї карти дозволяє стверджувати, що найвищі рівні забруднення (>1000 мг/л) спостерігаються у пониженні рельєфу нижче адміністративного центру села, куди спрямовані стрічки току ґрунтових вод, в яких додається забруднення від тваринницької ферми, очисних споруд та садибне побутове забруднення. Але, враховуючи, що це забруднення від явних забруднювачів не розповсюджується за межі стрічок току, слід визнати, що найбільш поширеним та прогресуючим є побутове садибне забруднення. Тому нині на більшій частині території села вміст нітратів у питних ґрунтових водах у 5-10 разів перевищує ГДК. На рис. 1 представлена діаграма динаміки розподілу колодязів режимної мережі за рівнями забруднення.

Рис. 1. Діаграма динаміки розподілу колодязів (%) за рівнями забруднення нітратами

Якщо на початку спостережень майже третина з цих колодязів мала придатну до споживання воду (до 45 мг/л нітратів), то нині тільки один колодязь має таку воду.

Рис. 2. Загальний тренд пересічних значень вмісту нітратів у ґрунтових водах с. Халеп\’я

На рис. 2. лінія тренду зростання нітратного забруднення ґрунтових вод достатньо складна і може бути описана поліноміальною залежністю шостого ступеня при досить високому рівні кореляційного зв\’язку R2=0,4425. Згладжування динамічного ряду за допомогою трьох та п\’яти ковзаючих значень суттєво підвищують коефіцієнти детермінації. Зараз ведеться робота по вичленуванню з цього ряду техногенної складової, обумовленої соціально-економічними чинниками, та флуктуацій погодних умов, які впливають на швидкість біохімічного розкладу органіки (температурний фон) та умови транспортування продуктів розкладу (вологозабезпеченість). Продовження хронологічного ряду спостережень підтверджує раніше зроблені висновки про домінуючу роль соціально-економічних чинників у прогресуючому зростанні нітратного забруднення ґрунтових вод на селітебних територіях.

Висновки:

– науково обґрунтоване землеробство не приводить до забруднення нітратами ґрунтових вод агроландшафтів;

– надкритичні рівні забруднення нітратами питних ґрунтових вод на території населених пунктів перетворюють цю частину агроландшафту у зону екологічного лиха;

– у загальному вигляді це явище обумовлене порушенням кругообігу біогенних елементів у агроландшафті (концентрацією їх з урожаєм на території села) та техногенним порушенням водного режиму ґрунтів та гідрологічного режиму території;

– селітебні зони агроландшафтів не відповідають природнокліматичному районуванню, вони є азональними, тому проблема забруднення нітратами ґрунтового водоносного горизонту існує практично для всієї території України, від Полісся до Степу;

– поряд з явними забруднювачами (ферми, очисні споруди), наймасштабніше та найбільш загрозливого стану набуває побутове садибне забруднення, головним чинником якого є збільшення об\’ємів водовикористання ґрунтових вод (будівництво нових колодязів, встановлення потужних водовідбірних агрегатів);

– радикальним вирішенням проблеми є створення комунальної інфраструктури села: будівництво глибинного захищеного від поверхні водозабору, мережі водогону, системи каналізації та очисних споруд;

– як превентивний захід можливе законодавче та економічне регулювання водокористування ґрунтовими водами на території населених пунктів.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.