Реферат: Забруднення ґрунту мінеральними добривами
Міністерство аграрноїполітики України
Уманський державний аграрнийУніверситет
Кафедра агрохімії та
ґрунтознавства
Реферат на тему:
Забруднення ґрунтумінеральними добривами
Виконав студент :
Умань — 2007
Інтенсифікація виробництва,широке впровадження інтенсивних технологій вирощуваннясільськогосподарських культур, використання в підвищених нормах органічних імінеральних добрив, пестицидів та інших хімічнихзасобів порушують природні умови і забруднюють навколишнєсередовище. Наявність у мінеральних добривах різних токсичнихдомішок, незадовільна їх якість, а також можливі порушення технологіївикористання можуть призвести до серйознихнегативних наслідків. Тому збереження в чистоті навколишнього середовища набуває важливого державного значення.
В Україні створено Міністерствоохорони навколишнього природного середовища таядерної безпеки, на яке покладено функції комплексногокерування природоохоронною діяльністю, контролю завикористанням і охороною земель, вод, повітря, рослинного і тваринного світу, корисних копалин, проведення економічної експертизи,розміщення продуктивних сил і галузей народного господарства,пропаганди екологічних знань. Крім того, звертається увагана виховання у населення високої відповідальності за збереженняі примноження природних багатств, бережливе їх використання.1
Завдання полягає в тому,щоб повсюди впроваджувалися природоохоронні,ресурсозберігаючі технології, які забезпечували б збереженняв чистоті ґрунту, води, повітря, одержання екологічночистих продуктів. Особливе значення має правильна система удобреннясільськогосподарських культур. Поряд з підвищенням урожайностіта поліпшенням якості продукції на перший план висуваютьсятакі питання, як збереження і підвищення родючості грунтівна основі ефективного застосування добрив, раціональне використання природнихугідь, запобігання змиву і вимиванню поживних речовин дощовими, талими іґрунтовими водами, своєчасне проведення рекультиваціїземель, успішне здійснення заходів щодо боротьби з ерозією і техногеним забрудненнямнавколишнього середовища.
Охорона навколишньогосередовища є одним із важливих завдань працівників сільськогогосподарства. Кожен землекористувачнасамперед агрохімік — ґрунтознавець повинні стати найактивнішими охоронцями природи.
Одним із найважливішихзавдань сьогодення є удосконалення та прискорення темпів розвитку землеробства,перетворення його на високорозвинений сектор економіки агропромисловогокомплексу. Увирішенні цих завдань велике значення відіграє, зокрема, більш широке, науково обґрунтованеі кваліфіковане застосування засобів хімізації, насамперед мінеральних добрив.
Накопиченийдосвід свідчить, що мінеральні добрива — один з найефективніших засобівпідвищення родючості грунтів, урожайності та поліпшення якості продукціїрослинництва. Задопомогою мінеральних добрив можна керувати процесами живлення рослин,змінювати якість урожаю та впливати на родючість, фізико-хімічні та біологічнівластивості грунту. Результати наукових досліджень вітчизняних ученихсвідчать, що завдяки застосуванню добрив можна одержати у середньому 40–50%приросту основних сільськогосподарських культур, що значно вище, ніж часткаприросту 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 вінстановить 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 навколишнєсередовище, рослинницьку продукцію, тваринний світ і здоров'я працюючих з добривами та населення.
Негативнінаслідки безконтрольного використання мінеральних добрив пов'язують з тим,що вони, крім поживних елементів в мінеральній формі N, P, K, також можуть мати у своємускладі 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).
Визнаючи відноснубезпечність мінеральних добрив щодо забруднення грунтів важкими металами,тим не менше існує реальна небезпека одержання вирощеної рослинницькоїпродукції з підвищеним вмістом цих металів. Підвищення вірогідності даноїнебезпеки 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 промисловихпідприємств, комунальних господарств, транспорту, полігонів промислових іпобутових відходів та інших джерел. В цілому для всієї території України характерна тенденціянакопичення важких металів у грунтах.
Асортимент мінеральних добрив за останні десятиліття значно розширився. До групи азотних входятьаміачні (аміачна вода), амонійні (амонію сульфат), нітратні (калійна, натрієвата кальцієва селітра), амонійно-нітратні (аміачна селітра) та амідні (карбамід,сечовина) добрива. До групи фосфорних добрив входять простий та подвійнийсуперфосфати, преципітат, борошно фосфорне, суперфосфат амонізований та змікроелементами. До групи калійних добрив належать калійна сіль (каліюхлорид), калій-магнезіальне добриво, сульфат калія, каїніт природний,сірчанокислий калій. Найбільш суттєвими по вмісту токсичних речовин є фосфорніта 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. усередньому становили 166,4 кг/га ріллі. В цілому в Україні наприкінці ХХстоліття щорічно використовувалось 5 млн. т азотно-фосфорно-калійних добрив.В асортименті мінеральних добрив переважали азотні — 42%, на фосфорні такалійні припадало 27,5% та 30,5% відповідно. При цьому рівень внесення азотних мінеральних добрив щорічно зменшувався, використання фосфорних дещозбільшувався, 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 уАвтономній Республіці Крим.
При застосуванні мінеральних добрив одними з найбільш поширених забрудників навколишньогосередовища є нітрати та важкі метали. Завдяки міграційним та транслокаційнимпроцесам, надходження зазначених токсикантів в організм людини може проходитипо складній схемі: грунт—рослина—людина ; грунт—тварина—людина , грунт—рослина—тварина—людина, грунт—вода—людина , грунт—повітря—людина.
Значну небезпеку длянавколишнього середовища становлять втрати азотних добрив в екосистемі. Принадмірному 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 дренажнихводах вміст нітратів коливався в межах 32–215 мг/л. Особливо ймовірненадходження нітратів у ґрунтові води. Якщо у воді артезіанських свердловин уКиївській області в період з 1986 до 1990 р. середня концентрація нітратівпомітно не змінювалася та коливалася в межах від 4,2 до 7,7 мг/л, то у водішахтних колодязів вона за цей період збільшилася із 6,8 до 18,3 мг/л, тобтомайже в 3 рази.
Дані літератури свідчать проздатність 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. Принадмірному використанні фосфорних і комплексних мінеральних добрив у грунтінакопичується Р2О5 у такій кількості, яка здатна гальмувати процесисамоочищення. Фосфати також можуть потрапляти у водойми і спричинитиевтрофікацію. Слід також підкреслити, що фосфорні та комплексні добрива містять домішки селену, миш'яку, важких металів, природних радіонуклідів. Томупри перевищенні норм внесення цих добрив даними шкідливими речовинами можезабруднюватися грунт, звідки зазначені токсиканти завдяки процесам міграціїта транслокації можуть надходити в поверхневі та підземні (в першу чергу,грунтові) води та рослинницьку продукцію. Встановлено, що при надмірномувнесенні у грунт суперфосфату вміст кадмію в картоплі збільшується в 4 разипорівняно 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 доскладу калійних добрив, мігрує з грунту в контактні середовища надзвичайноповільно, не чинить шкідливого впливу на здатність грунтів до самоочищення таґрунтовий біоценоз. Разом з калійними добривами у грунт надходять такожаніони 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 штучногозасолення грунтів. До того ж накопичення значних кількостей калію у грунті можезумовити порушення співвідношення між калієм та натрієм у питній воді тахарчових продуктах, що може негативно вплинути на здоров'я людини — спричинитипорушення діяльності серцево-судинної системи.
На думку окремихавторів, за останні 5–7 років у структурі забруднення сільськогосподарськоїпродукції відбулися суттєві зміни: на перше місце серед всіх забрудників вийшлинітрати — 75%, доля важких металів складає — 15%, пестицидів — 8%. Мінеральні добрива виробляють івикористовують у вигляді порошків, гранул, рідин, дрібнокристалічних речовин талусочок. В залежності від агрегатного стану мінеральні добрива під частранспортування, зберігання та застосування можуть надходити в повітря робочоїзони у вигляді пилу, парів та газоподібних речовин. Пил і гази мінеральних добрив при надходженні в організм людини можуть шкідливо впливати на станздоров'я, подразнюючи слизові оболонки дихальних шляхів, очей, а також шкіру.
При зберіганні мінеральних добрив (суперфосфату, амофосу, хлористого калію — насипом;аміачної селітри — в поліетиленових мішках) в повітрі складських приміщеньпродукти трансформації визначаються в концентраціях значно нижче гігієнічнихнормативів, 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 джереламивиділення пилу в повітря робочої зони при нинішніх технологічних схемахнавантажувально-розвантажувальних робіт з мінеральними добривами є:
— місця висипу (трюмисуден, залізничні вагони, склади) мінеральних добрив із перевантажувальногокомплексу ( грейдери, вагоноперекидачі, стрічкові конвеєри, пересипні станції);
— місця завантаження тавивантаження дорожньо-транспортних засобів при використанні всіх видівперевантажувального устаткування;
— викид запиленогоповітря через очисні фільтри циклонів-завантажувачів при перевантаженні мінеральних добрив пневмотранспортом;
— здування пилу зконвеєрної стрічки транспортера, вибивання пилу з-під укриттів на пересипнихстанціях та у перевантажувальних наземних, морських та річкових комплексах.
Концентраціяпилу, парів та газоподібних речовин в повітрі робочої зони залежить від видуробіт, рівня механізації виробничого процесу, агрегатного стану добрив таповноті дотримання санітарних норм. Так, при розвантаженні гранульованих мінеральних добрив із вагонів загального призначення концентрації їх пилу у вагоні визначались вмежах від 280 до 390 мг/м3, при розвантаженні порошковидних — від 2500 до 4600мг/м3. При розвантаженні вагона типу «Хопер», загруженогогранульованими мінеральними добривами, концентрації пилу коливались від41,0 мг/м3 до 235 мг/м3. При цьому концентрації пилу мінеральних добрив ускладських приміщеннях становили: 23,0–58,0 мг/м3 при розвантаженнігранульованих добрив і 85,0–370,0 мг/м3 при розвантаженні пиловидних.
Під час відпускугранульованих та пиловидних мінеральних добрив зі складу при погрузці в автомобіліза допомогою навантажувача багато ковшового та навантажувачафронтально-перекидного ПБ-35 концентрації пилу становили 49,0–70,0 мг/м3 та93,0–700,0 мг/м3, відповідно. Під час навантаження гранульованого суперфосфатувручну (лопатами) концентрація пилу становить 140–856 мг/м3 повітря. Принемеханізованому проведенні робіт, пов'язаних з підготовкою гранульованих мінеральних добрив до внесення (подрібнення, просівання, приготуваннятукосумішей), у повітрі робочої зони міститься від 208 до 960 мг/м3 пилу.
Подрібнення нітроамофоскисупроводжується пилоутворенням в кількості 426,2±84,6 мг/м3, затарення в мішки— 51,88±13,30 мг/м3. Концентрації фосфорного та сірчаного ангідридіввизначались в концентраціях 2,62±0,14 та 8,33 мг/м3, відповідно, окисли азоту іаміак значно нижче гранично допустимих концентрацій.
Під час підготовкитукосуміші простих мінеральних добрив в польових умовах (на площадціприцепа) вміст пилу мінеральних добрив в повітрі робочої зони коливаєтьсявід 4,0 до 12 мг/м3.
При частковіймеханізації внутрішньоскладських робіт (подріблення залежаних добрив ),використанні подрібнювача ИСУ-4 та стрічкового транспортера пилоутвореннязменшується. Концентраціяпилу в повітрі робочої зони складає 13,1±3,5 мг/м3.
Під час застосуванняаміачної води при її транспортуванні та внесенні в грунт за допомогоюкультиватора КРН-4,2Г аміак в повітрі робочої зони механізаторів не визначався.При заповненні аміачною водою транспортного агрегату ЗЖВ-1,8 аміак визначався вконцентраціях 2,86±0,64 мг/м3. При внесенні аміачної води в грунт задопомогою агрегата ГАН-8 концентрації аміаку в повітрі робочої зонимеханізаторів коливались в межах 0,3–12,0 мг/м3, а під час заправки агрегатабез використання закритої системи трубопроводів та «газової обв'язки»кількість аміаку досягала 280 мг/м3.
При застосуванні мінеральних добрив, а також при догляді за рослинами пиловий фактор є одниміз 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 івологості грунту, а також від асортименту та обсягів внесення агрохімікатів.Вміст пилу в повітрі робочої зони механізаторів залежить від виду робіт і можебути поділений на 3 групи. Роботи із вмістом пилу в повітрі робочої зони вконцентраціях на рівні сотень і тисяч мг/м3 (вантажно-розвантажувальні роботи зпорошковидними мінеральними добривами, передпосівна культивація та сівбаозимих, збирання зернових та гороху комбайном з подрібненням та ін.), ізвмістом пилу в повітрі робочої зони від декілька десятків до сотень мг/м3(сівба технічних культур, підготовка до внесення та вантажно-розвантажувальніроботи з сипкими мінеральними добривами, міжрядна обробка, осіння оранка таінше) та роботи із концентраціями пилу десятки мг/м3 (транспортні роботи, внесення мінеральних добрив, весняна оранка).
Ґрунтовий пилплощ, на яких вносились мінеральні добрива, в порівнянні з нативними міститьв 1,8–2,5 рази більше елементів фосфору, калію, азоту, а також більш високийвміст ртуті, свинцю, кадмію, марганцю. Пил чорноземного грунту, на відміну від інших, акумулюєбільшу кількість елементів, які входять до складу добрив: кальцію, магнію,фосфору, азоту та меншу кількість важких металів. В пилі інших типів грунту впорівнянні з чорноземом концентрація нікелю більша в 6–12 разів, ртуті в 3–5разів, кадмію і свинцю в 2–3 рази . Мінеральна частина ґрунтового пилу міститьтакож 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. Концентраціїважких металів (Cu, Zn, Ni, Pb, Cd, Mn), які надходять в повітря робочої зониразом з пилом різних типів грунтів за сумою зазначених елементів складає:дернево-підзолистий — 2,65; темно-сірий — 3,67; чорноземний — 0,81; сіроземтемний — 3,43; сірозем світлий — 3,03; темно-каштановий — 1,30 мг/м3•10-2.
Таким чином,результати наведених досліджень вказують на суттєву гігієнічну значимістьхімічного фактору при поводженні з мінеральними добривами, що і визначає актуальністьта доцільність проведення санітарних заходів та дотримання санітарних норм і медичнихвимог щодо безпеки для здоров'я і життя працюючих та населення в цілому.
Особливої важливості данапроблема набуває в умовах сьогодення, коли у сільськогосподарському виробництвісталися істотні зміни, зумовлені проведенням реформування аграрного сектору,зокрема, формування та становлення фермерських, орендних та колективних пайовихгосподарств, перехід на господарювання в ринкових умовах. Зазначене та інші чинникивнесли зміни в традиційну технологічну схему забезпечення сільськогосподарськихтоваровиробників мінеральними добривами, становлення нової системи економічно-правовихвідносин і техніко-технологічних рішень щодо форм і методів використання мінеральних добрив у сільськогосподарському виробництві, а також істотні зміни втехнології вирощування сільськогосподарських культур, в першу чергу, порушеннясівозмін, спеціалізація на вирощуванні монокультур та інше.
В останні роки прийнятота введено в дію ряд законів та нормативно-правових актів. Діючі«Санітарні правила по зберіганню, транспортуванню і застосуванню мінеральних добрив в сільському господарстві» №1049-73 не відображаютьті зміни, які відбулися в сільсько-господарському виробництві, а, відповідно, іне включають той комплекс санітарних заходів та вимог безпеки при поводженні з мінеральними добривами на сучасному етапі і не враховують прийнятих востанні роки законодавчих норм та національних і міжнароднихнормативно-правових актів.
Списоквикористаної літератури
1. 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. ПроданчукМ.Г., Великий В.І., Мудрий І.В., Світлий С.С. Еколого-гігієнічні проблемивиробництва та безпечного застосування мінеральних добрив з зарубіжноїсировини: методичне, законодавче та аналітичне забезпечення // Гигиенанаселенных мест. —2001. —Вып. 38, том 1. —С. 256-259.
4. Шильников И.А., Аканова Н.И.Проблема снижения подвижности тяжелых металлов при известковании // Химия всельском хозяйстве. —1995. —№4. —С. 29-35.
5. Мудрий І.В.,Лепьошкін І.В. Деякі аспекти проблеми вирощування якісної рослинницькоїпродукції при застосуванні мінеральних добрив та методичні підходи щодотоксиколого-гігієнічної їх оцінки // Проблеми харчування. —2005. —№4. —С.44-47.