Кваліфікаційна робота
Вплив мінерального добрива на екологію ґрунтів Білоцерківськогорайону
Зміст
Вступ
1.Огляд літератури
1.1Класифікація мінеральних добрив за впливом на агроекосистему
1.2Вплив мінеральних добрив та їх компонентів на довкілля
1.2.1Вплив мінеральних добрив на кислотно-основні властивості ґрунту
1.2.2Біогеохімічний колообіг та забруднення полютантами верхніх шарів ґрунтувнаслідок застосування мінеральних добрив
1.2.3Вплив мінеральних добрив на стан природних вод
1.2.4Вплив мінеральних добрив на біологічні об’єкти
2.Матеріал та методика досліджень
2.1Місце та умови проведення досліджень
2.2 Методика проведення досліджень
3.Результати досліджень
3.1Стан ґрунтів та водних об'єктів по білоцерківському району
3.2Агроекологічна характеристика основних традиційнихвидів мінеральних добрив
3.2.1Азотні добрива
3.2.2Фосфорні добрива
3.2.3Калійні добрива
3.2.4Комплексні добрива та мікродобрива
3.3Агроекологічна характеристика нових видів мінеральних добрив
3.3.1Агрофоска (АФК) директивної дії
3.3.2Сульфат-гуматамонію (СГА) індирективної дії
4.Охорона праці
Висновкита пропозиції
Списоквикористаної літератури
Додатки/> />
Реферат
Дипломнаробота: ____ с., 11 рис., 11 табл., 5 фотографій, 7 додатків 34 літературнихджерела.
Об'єктдосліджень — мінеральні добрива та їх складові — хімічні речовини, щостановлять потенційну загрозу для людини і природних екосистем.
Предметдосліджень — опанування методики агроекологічної оцінки мінеральних добрив запоказниками на екологічний стан грунту та водних об’єктів.
Метароботи — провести агроекологічну оцінку основних видів мінеральних добрив дляпрогнозування можливих негативних наслідків їх вплив на ґрунтову систему таводні об’єкти як суміжні складові агро екосистеми.
Методидосліджень — узагальнення літературних і фондових джерел, методисистемного аналізу.
Проведенозбір, систематизація і узагальнення літературних і фондових джерел та власнірезультати досліджень щодо агроекологічного
Короткоописані відомості:
простан земельних ресурсів Білоцерківського району — площі земель,сільськогосподарські угіддя,;
проосновні забруднювачі (кількість внесених пестицидів та агрохімікатів);
проможливе надходження токсичних елементів з мінеральними добривами у грунт таводні об’єкти.
Ключовіслова:
/>агроекологія, антропогенні фактори, важкі метали, воднийоб’єкт, ґрунт, добрива, забруднювач, забруднення ґрунтів, токсичний елемент,час досягнення критичної концентрації.
Вступ
Щорічнапотреба сільського господарства України в різних за призначенням і біологічноюактивністю мінеральних добривах становить близько 8 млн. т. За даними В.В. Медведєвата М.В. Лісового при потребі 2400 тис. т рівень застосування азотних добривстановить 413,1 тис. т, фосфорних відповідно — 2300 тис. т і 103,7 тис. т,калійних — 1900 тис. т і 45,3 тис. т [1].
Промисловістьчасто пропонує в якості добрив побічні продукти виробництва, обґрунтовуючи цевідповідною кількістю елементів живлення. Дефіцит мінеральних добрив останнімироками і невисока собівартість таких відходів сприяє їхньому активномувикористанню у сільськогосподарському виробництві. Інший шлях розв'язанняпроблеми — імпорт сировини. Так, для виробництва фосфорних добрив 1995 р. булозапропоновано імпортувати туніські, алжирські, марокканські, ізраїльськіфосфорити, ціни на які були у 1,5 рази нижчими за російські, але з неприпустимовисоким вмістом токсичних домішок, зокрема кадмію.
Нестачамінеральних добрив з одного боку, і використання неякісних високо баластнихвидів, з іншого, потребують розв'язання комплексної проблеми: забезпечитисільське господарство України достатньою кількістю мінеральних добрив іпопередити можливі негативні наслідки їхнього застосування забороноювикористання низькоякісних видів.
Регламентаціябезпечного застосування добрив, утилізація їхніх відходів потребує організаціїчіткої системи контролю якості і відповідності мінеральних добрив безпечностідля здоров'я людини і навколишнього середовища та розробки науковообґрунтованих вимог до оцінки небезпечності добрив у процесі виробництва ізастосування у сільському господарстві.
Метадосліджень — провести агроекологічну оцінку основних видів мінеральних добривдля прогнозування можливих негативних наслідків їх впливу на ґрунтову системута водні об’єкти, як суміжні складові агро екосистеми.
Об’єктидосліджень — мінеральні добрива та їх складові — хімічні речовини, щостановлять потенційну загрозу для людини і природних екосистем.
Предметдосліджень — опанування методики агроекологічної оцінки мінеральних добрив запоказниками впливу на екологічний стан грунту та водних об’єктів.
Завданнядосліджень
охарактеризуватизвітні дані (за останні 10-15 років) стану ґрунтів та водних об’єктівБілоцерківського району;
проаналізуватизвітні дані застосування добрив та пестицидів (за останні 10-15 років), якосновних забруднювачів агро екосистем у сфері сільськогосподарської діяльності.Провести розрахунки щодо прогнозування впливу основних видів мінеральних добрив;
а)розрахувати показники фактичного надходження токсичних елементів звстановленими видами добрив;
б)розрахувати можливе додаткове надходження токсикантів з добривом у ґрунтовусистему;
в)встановити час досягнення критичної концентрації у ґрунті елементів, щопідлягають контролю;
провестирозрахунки щодо прогнозування надходження біогенних і токсичних елементів зосновними видами мінеральних добрив у водні об’єкти: концентрацію хімічнихелементів у стоці, винос хімічних речовин з річковим стоком, концентраціюхімічних елементів у верхньому шарі водної товщі;
оцінитибезпечність (ризик) застосування основних видів добрив за певними хімічнимиелементами.
Методидосліджень — узагальнення літературних і фондових джерел, методисистемного аналізу.
Результатидосліджень були оприлюднені на VI державній науковій студентській конференції“Екологічні проблеми України та шляхи їх вирішення" (Біла Церква, 2007).
Зарезультатами виконаних досліджень опубліковано 1 наукову працю.
1. Огляд літератури
1.1 Класифікаціямінеральних добрив за впливом наагроекосистему
Мінеральнідобрива — це екзогенні хімічні сполуки, за своїм складом поділяють на прості (містятьлише один компонент із головних елементів живлення) і комплексні (містять неменше двох головних елементів живлення). Прості мінеральні добрива, залежно віделементу живлення, поділяють на азотні, фосфорні, калійні, магнієві, сірчанітощо, а комплексні — на складні, складно-змішані і змішані. За характеромбезпосередньої дії на ґрунт і рослини мінеральні добрива класифікують якфізіологічно й біологічно кислі, хімічно й фізіологічно лужні та фізіологічнонейтральні [2].
Воснові класифікації мінеральних добрив за ступенем небезпечності лежитьструктура показників, яка враховує їхній вплив на екотоксикологічний,агрохімічний, гідрохімічний стан агроекосистеми. У межах визначених показниківмінеральні добрива поділяють на 4 класи небезпечності (згідно з рекомендаціямиВООЗ щодо поділу хімічних речовин): І — високонебезпечні; II — небезпечні; III- помірно небезпечні; IV — малонебезпечні. Діапазон показників у межах класівнебезпечності визначають за існуючими українськими і міжнародними нормативами (додаток1).
Розробленакласифікація мінеральних добрив дає можливість провести їхню агроекологічнуоцінку, визначити можливі негативні впливи і вчасно ввести обмеження навикористання у сільськогосподарському виробництві добрив, які не відповідаютьпевним екологічним нормативам.
Прививченні адитивних ефектів, ступінь стійкості агроекосистеми щодо хімічнихречовин-забруднювачів оцінюють для конкретної речовини, джерелом якої можевиступати мінеральне добриво. За М. Глазовською розрізняють [3]:
педохімічноактивні речовини, які створюють кислотно-основні та окисно-відновні умови вґрунті і впливають таким чином на загальний стан ґрунтової системи (переважномакроелементи та їхні сполуки — NO3--, SO42--, Сl-, Na+);
біохімічноактивні речовини, які передусім впливають на живі організми мікрофлору, рослини,тварини (As, Cd, Pb, Cr, Zn, Ni, Cu, Sn, Hg, F — тощо);
речовини,здатні перебувати в ґрунті у таких формах, що призводить до їхньої міграції вповерхневі, ґрунтові та підземні води (NO3-, SO42-, Сl-, F-, Cd, Zn тощо).
Закласифікацією В. Патика та Н. Макаренко [4] мінеральні добрива залежно відособливостей впливу на агроекосистему поділяються на (рис.1):
директивної(прямої) дії — негативний вплив на природне середовище спричинений токсичнимидомішками мінеральних добрив, серед яких найнебезпечнішими є ВМ, галогени,радіонукліди тощо, які і є безпосередніми забруднювачами (до цієї групинасамперед належать фосфорні добрива);
індирективної(непрямої) дії — негативний вплив на природне середовище відбувається внаслідокфізико-хімічних властивостей мінеральних добрив, які в ґрунті проявляють себеяк хімічно, фізіологічно, біологічно кислі (лужні) і певним чином впливають настан ґрунтового комплексу. При цьому змінюється реакція ґрунтового розчину,направленість процесів синтезу та розпаду гумусових сполук, активністьбіохімічних, мікробіологічних та інших процесів. Тим самим, зазначені добривазмінюють рухомість біогенів та токсикантів і можуть активізувати процесиміграції останніх у системах «добриво-ґрунт-рослина», «добриво-ґрунт-природніводи». До таких добрив, передусім, належать азотні, які здебільшого єфізіологічно кислими або лужними.
/>
Рис.1.Поділ мінеральних добрив за особливостями впливу на ґрунтову систему
Наведенийподіл певною мірою умовний. Зокрема, фосфорні добрива можуть змінювати реакціюґрунтового розчину, але цей вплив не такий значний, як азотних добрив. Азотнідобрива можуть бути джерелом токсичних елементів, хоча значно меншою мірою, ніжфосфорні. Слід зазначити, що згідно з наведеним групуванням, більшість калійнихі комплексних добрив займає проміжне положення 1.2 Впливмінеральних добрив та їх компонентів на довкілля
1.2.1 Впливмінеральних добрив на кислотно-основні властивості ґрунту
Ниніагрохімічна наука має більш ніж достатньо доказів того, що під дією мінеральнихдобрив відбуваються зміни кислотно-основних властивостей ґрунтів [5-7].
Воснові негативного впливу мінеральних добрив на кислотно-основні властивостіґрунту лежить процес біологічного окислення азоту й утворення кислот (уприкладі з сульфатом амонію — HNO3 і H2SO4). Уґрунті кислоти нейтралізуються, вступаючи у взаємодію з бікарбонатами ґрунтовогорозчину і катіонами вбирного комплексу [8].
Черездеякий час у ґрунтовому вбирному комплексі, крім Н+ з'являється обмінний Аl3+,який токсичний для багатьох рослин. Вже при концентрації у розчині 2 мг/л А1спостерігають різке погіршення розвитку кореневої системи, порушуєтьсявуглецевий, азотний, фосфатний обмін у рослинах. Вищі концентрації алюмініюпризводять до різкого зниження врожаю зернових культур і навіть їхньої загибелі.
Ниніу науковій літературі нагромаджено великий обсяг даних [9 -11], які свідчать,що підвищення кислотності ґрунтового розчину може істотно впливати на рухомістьу ґрунті багатьох хімічних елементів, у тому числі токсичних, тим самимактивізуючи перехід їх у рослини та міграцію за профілем ґрунту. У кислихґрунтах (рН
Змінюючиреакцію ґрунтового розчину, мінеральні добрива призводять до підвищеннярухомості токсичних елементів і опосередковано діють на процеси переходу їх урослини: зниження рН водної витяжки з 6,5 до 4,0 підвищує забруднення рослинтоксичними елементами з 4 до 20 разів [4].
Найактивнішенадходження ВМ із ґрунту в рослини відбувається за кислої реакції ґрунтовогорозчину, що підтверджується результатами досліджень, проведених у тривалихдослідах з Cd, Pb, Ni, Cr, на різних ґрунтових відмінностях. Вапнування івнесення у ґрунт інших природних сорбентів дає змогу активно впливати на ціпроцеси. Але підвищення рН з метою зниження вмісту ВМ (зокрема кадмію) упродукції рослинництва ефективне не для всіх видів рослин. Ю. Алексєєвим [12] буловстановлено, що вапнування призводило до надходження кадмію у рослини ячменю ібобових культур.
Середтрадиційних мінеральних добрив, які можуть активно впливати на кислотно-основнівластивості ґрунту, найбільшою активністю характеризуються азотні, серед якихті, що зміщують рівновагу ґрунтового розчину в бік: підкислення — аміачнаселітра NH4NO3, аміак рідкий NH3, аміак воднийNH4OH, сульфат амонію (NH4) 2SO4,сульфат амонію-натрію (NH4) 2SO4+Na2SO4,хлористий амоній NH4C1, сечовина (карбамід) CO (NH2) 2;підлуження — натрієва селітра NaNO3 (16% N), кальцієва селітра Ca (NO3)2-3H2O (17,5% N) [7].
Накислотно-основні властивості ґрунту, хоча і меншою мірою, впливають такожкалійні і фосфорні добрива. Серед калійних добрив на першому місці калімагнезіяK2SO4 MgSO4; на другому — K2SО4і на третьому — КС1. Калійні добрива, де присутній іон SO42-,спричиняють збільшення розчинності алюмінію, й обмінна кислотність зумовленасаме його вмістом. Фосфорні добрива здебільшого мало впливають на змінукислотно-основних властивостей ґрунтів — вони здатні спричиняти лише слабкепідкислення (суперфосфати), або дещо знижувати кислотність ґрунту (преципітат,мартенівський шлам, знефторений фосфат, фосфоритне борошно) [7].
1.2.2 Біогеохімічнийколообіг та забруднення полютантами верхніх шарів ґрунту внаслідок застосуваннямінеральних добрив
Використаннямінеральних добрив може істотно змінювати біогеохімічний колообіг речовин(рис.2), що нерідко призводить до загострення екологічних проблем [4, 11, 13].
/>
Використаннямінеральних добрив сприяє включенню біологічно активних елементів (БАЕ) у різнітипи міграції, які послідовно змінюються. При видобуванні і виробництвімінеральних добрив БАЕ включаються у техногенну міграцію, при застосуванні — убіогенну. Усі ці типи міграції є складовими єдиного біогеохімічного колообігухімічних елементів у біосфері. Аналіз надходження БАЕ в агроекосистеми різнихґрунтово-кліматичних зон України свідчить, що найбільша їхня кількість надійшлаз мінеральними добривами у зоні Лісостепу протягом 1966-1980 pp., а з 1980 по1990 pp. — у зоні Степу (рис.3).
Хочанаявність у мінеральних добривах домішок ВМ є фактом встановленим, алеінформація щодо забруднення ґрунту цими елементами в результаті застосуваннямінеральних добрив носить дещо суперечливий характер.
Рис.3. />
Результатибагатьох досліджень [4, 5, 11] засвідчують, що добрива не є істотним джереломВМ, і при застосуванні їх не відбувається істотного підвищення вмісту ВМ уґрунті, але на відміну від інших хімічних сполук, які підлягають процесамдеструкції, кількість їх з часом у довкіллі збільшується, біокумуляція ВМ уланцюгах екосистем дуже висока. На думку Н. Мілащенка [14], людина, щознаходиться на вершині трофічного ланцюга може одержувати продукти зконцентрацією токсикантів у 100-10 000 разів вищою, ніж у ґрунті, а періоднапіввиведення дорівнює сотням років (Cd — 110, Zn — 510, Cu — 1500, Pb — кількатисяч років). Щороку з мінеральними добривами вноситься 2150 кг кадмію. Крімтого, добрива, змінюючи агрохімічні властивості ґрунту, можуть впливати нарухомість ВМ у ґрунті та надходження їх у рослини.
Поступовонагромаджено дані, які свідчать, що при систематичному застосуванні добривспостерігають тенденції до підвищення валового вмісту ВМ, на фоні чоговідбувається істотне збільшення кількості їхніх рухомих сполук у ґрунті. Так, Ю.Потатуєвою зі співробітниками [15] встановлено, що систематичне тривале (60років) застосування баластних та концентрованих мінеральних добрив надерново-підзолистому ґрунті призвело до нагромадження рухомих форм Cd, Mn, Мо.
Якправило, внесення азотних добрив призводить до підвищення рухомості Mn, Fe, Zn,Cd у ґрунтах і практично не змінює рухомості Сu і Ni, a рухомість РЬ при цьомузнижується. Фосфорні добрива зменшують рухомість ВМ у ґрунті в результатіутворення важкорозчинних фосфатів металів. Калійні добрива менше, ніж азотні іфосфорні впливають на зміну рухомості металів.
Низкоюдосліджень показано, що внаслідок тривалого застосування мінеральних добрив уґрунті відбувається інтенсивне нагромадження фтору. Доведено, що з фосфорнимидобривами у ґрунт надходить 2 — 12 кг/га фтору на рік: при внесенні 60 кг/гаР2О5 у вигляді суперфосфату до ґрунту може надійти 6-8 кг фтору; внесення 40 кгфосфору у вигляді амофосу супроводжується внесенням 7 кг/га фтору; з кожноютонною фосфоритного борошна — 19-37 кг фтору. Слід зазначити, що застосуванняфосфорних добрив призводить не лише до підвищення загального вмісту фтору уґрунті, але й до погіршення біологічної активності ґрунту та швидкогонагромадження фтору безпосередньо доступного рослинам, яке, може становити 90%,порівняно з контролем.
Упідвищених кількостях хлор негативно впливає на сільськогосподарські рослини. Характерйого дії проявляється у зниженні кількості хлорофілу у листі, інтенсивностіфотосинтезу, погіршенні водного режиму і транспірації [2]. Хлор має високуздатність до горизонтальної та вертикальної міграції, поряд з цим він можерухатися з висхідними токами води [9]. Негативна дія хлору найбільшепроявляється на піщаних ґрунтах, які мають підвищену кислотність. Надерново-підзолистих ґрунтах в орному шарі при внесенні калійних добрив, щомістять хлор, вміст цього елемента може зростати на 60-290% залежно від видукультури, умов зволоження та інших факторів [4].
Мінеральнідобрива, що містять фосфор, можуть призводити до збільшення у земляхсільськогосподарського використання хімічних елементів, які мають природнурадіоактивність. Відомо, що у деяких штатах США концентрація урану-238 уґрунтах за 80 років застосування фосфорних добрив збільшилася удвічі. Подібнеявище спостерігали також у Німеччині, де на окультурених ґрунтах вмістприроднорадіоактивних елементів (урану і радію) на 6-9% вище, ніж нанеокультурених. У ґрунт з простим суперфосфатом надходить значна кількістьстабільного стронцію [16].
Середхімічних елементів І класу небезпечності (Cd, Pb, As, F), що надходять уагроекосистеми з мінеральними добривами, найбільше внесено фтору. Йогокількість, що надходить на сільськогосподарські угіддя у цілому по Україні урізні періоди, може коливатися в межах 89-340 тис т. Надходження свинцю дещоменше — 54-560 т, кадмію та миш'яку — 7,2-91,5 і 19,2-27,6 т відповідно.
Зарозмірами надходження в агроекосистеми з мінеральними добривами хімічніелементи 1 класу небезпечності можна розмістити у низхідній послідовності: F>Pb> As> Cd (рис.4).
Визначеннязагального рівня надходження хімічних речовин у агроекосистеми ще не даєможливості провести об'єктиву оцінку небезпечності такого процесу. Длявстановлення фактичного рівня небезпечності забруднення хімічними речовинамиприродних екосистем М. Глазовський [17] запропонував використовувати модультехногенного геохімічного тиску, що показує кількість речовини, яка у певномурегіоні переходить із техногенних потоків у природні. Модуль розраховують заспіввідношенням мобілізованої речовини до площі регіону:
Dm=T/S,
деDm — модуль техногенного геохімічного тиску, г/га-рік; Т — мобілізованаречовина, г; S — площа, га.
РозрахованіМ. Глазовським середньозважені модулі техногенного тиску для низки ХЕстановлять:
F,Pb, Zn, Cu — 100-1000 г/га-рік;
As,Cd, Ni — 10-100 г/ га-рік;
Co- 1-10 г/га-рік.
Виконаніза таким принципом розрахунки показали, що рівень техногенного геохімічноготиску Cd, Pb, As і F найвищий для агроекосистем Полісся, Dm Cd для нихколивається в межах 0,63-1, 20, DmPb — 4,31-8,29, DmAs — 1,55-3,64, DmF — 2207-6259г/га-рік. Для областей Лісостепу модуль техногенного геохімічного тиску дещонижчий. Найменший тиск БАЕ при застосуванні мінеральних добрив спостерігали вагроекосистемах Степу, де DmCd коливався у межах 0,57-0,78; DmPb — 2,53-3,94; DaAs- 1,34-1,89; DmF — 1799-3001 г/га-рік (додаток 2). Така залежність пов'язана якз рівнем застосування мінеральних добрив та їхнім асортиментом, так і звеличиною площі сільськогосподарських угідь деяких областей.
Призастосуванні мінеральних добрив у різних природно-кліматичних зонах Українивеличина Dm для більшості елементів — у межах середнього. Винятком, як правило,є фтор, для якого модуль техногенного геохімічного тиску становить 2700 — 2900г/га-рік, при середньому рівні 100-1000 г/га-рік. Це свідчить про те, щомінеральні добрива є активним антропогенним джерелом фтору в довкіллі. При їхзастосуванні відбувається перерозподіл фтору між літосферою і педосферою з явноютенденцією нагромадження у ґрунтах сільськогосподарського використання (рис.5).
Рис. 4. />
Умежах окремого поля, яке може виступати як складова частина єдиноїагроекосистеми, мінеральні добрива є істотним, але не єдиним джерелом токсичнихелементів. У стаціонарному досліді Інституту землеробства УААН на темно-сіромуопідзоленому ґрунті було вивчено обсяги надходження БАЕ з традиційнимимінеральними добривами: аміачною селітрою, суперфосфатом простим гранульованимі калійною сіллю, а також з органічними добривами і меліорантами.
Участьазотних, фосфорних, калійних, органічних добрив та меліорантів у надходженніAs, Cd, Pb, F у ґрунт залежить від системи удобрення. При мінеральній системіудобрення зернових культур (пшениця озима, ячмінь) найістотнішим джерелом БАЕ єфосфорні добрива — кількість елементів, що з ними надходить, становить 44,7 — 92,7%загальної (Рис.6). При органо-мінеральній системі удобрення в ґрунт зорганічними добривами надходить близько 86% загальної кількості БАЕ. Співвідношенняміж надходженням Cd з фосфорними і органічними добривами становить близько 1: 2,Pb і As — 1: 10 (рис.7).
/>
Близько70% БАЕ надходить в агроекосистеми з фосфорними добривами, з азотними — близько12, калійними — 6, вапняковими матеріалами — 13%.
Органічнідобрива відіграють роль біоконцентраторів і рециркуляторів БАЕ вагроекосистемах, з ними в грунт надходить близько 60% загальної кількості БАЕ [18].Використання низькоконцентрованих фосфорних добрив може у кілька разівзбільшувати надходження БАЕ в агроекосистеми.
/>
Рисунок6. Мінеральна система удобрення.
/>
Рисунок7 Органо-мінеральна система удобрення.
1.2.3 Впливмінеральних добрив на стан природних вод
Використаннямінеральних добрив може істотно змінювати біогеохімічний колообіг речовин, щонерідко призводить до загострення екологічних проблем, у тому числі зумовленихстаном підземних та поверхневих вод. За даними Й. Гриба, М. Клименка, В. Сондак[19], питома вага поверхневого стоку за лімітуючих джерел забруднення з сільськогосподарськихугідь становить 0,25 од., в тому числі токсичних речовин — 0,40, зурбанізованих територій — 0,12 од. У Швеції понад 70% азоту і 50% фосфорунадходить у водоймища з сільськогосподарських угідь; у США знайдено високіконцентрації азоту (10 мг/л) у річках, що протікають через аграрні райони; УНімеччині 54% азоту надходить у водоймища з сільськогосподарських угідь, 24 — зпромисловими скидами і лише 22% — з побутовими стоками. До речовин, що являютьзагрозу природним водам, належать біогенні елементи і передусім сполуки азоту,а також ВМ, фтор, хлор та ін. [20].
Біогенніта токсичні елементи у природні води можуть надходити внаслідок якгоризонтальної, так і вертикальної міграції. Контроль і запобігання цимпроцесам нині є важливим завданням.
Вертикальнаміграція. Вважають, що одним з небезпечних видів забруднення водних джерел єзабруднення сполуками азоту. Нітратний азот здатний вимиватися зінфільтраційними водами на значну глибину. Дослідженнями, проведеними начорноземі опідзоленому при тривалому застосуванні добрив (35 років) буловстановлено вимивання нітратів на глибину близько 10 м з максимумомнагромадження на глибині 2-4 м [21].
Вимиванняз ґрунту іншого біогенного елемента — калію, залежить від типу ґрунту, водногорежиму ґрунту, резервів калію у ґрунті, процесів мобілізації та фіксації калію.Максимальне вимивання калію при внутрішньоґрунтовій міграції на різних типах ґрунтівбезпосередньо з калійних добрив становило 21-30 кг/га, а відносна величина — 21- 25% внесеної дози. Виявлено, що калію вимивається менше, ніж Са2+ і Mg2+ ібільше, ніж Na+ і NH4+, а вимивання аніонів, з якими мігрують катіони,підпорядковано такій залежності Сl — > SO42 — > NO3 — > РО43 — [21].
Горизонтальнаміграція. Переміщення речовин з водними потоками — найголовніший механізмгоризонтального перерозподілу хімічних речовин у агроландшафті. Серед усіхвидів горизонтальної міграції найбільшого значення в обміні речовин набулипроцеси поверхневого водного стоку. Останні 20 років надходження біогеннихречовин з поверхневим стоком у водосховища Дніпра збільшилося удвічі [19, 22]. Прицьому частка сільгоспугідь у надходженні загального азоту становить 70%,мінерального фосфору — 36%. Внаслідок виносу добрив формується 11% річногостоку хлоридів, 3 — сульфатів, 8 — натрію, калію, 7 — нітратів, 11 — нітритів,8% — фосфатів. Більшість басейнів малих річок, особливо в зоні Лісостепу іСтепу України, продовжують зазнавати доволі великого антропогенногонавантаження в результаті сільськогосподарського виробництва.
Порядз процесами забруднення водоймищ токсичними елементами і сполуками, важливезначення має вплив мінеральних добрив на процеси евтрофікації. Поверхневий стікбіогенних елементів мінеральних добрив активізує процеси евтрофікації. Найрозповсюдженішимпроявом евтрофікування водоймищ є цвітіння води. Воно властиве всімгіпертрофним водоймам і зумовлено масовим розвитком синьо-зеленихціанобактерій, які продукують токсини. Токсини синьо-зелених ціанобактерійналежать до високотоксичних природних сполук, які діють на центральну нервовусистему, а також порушують вуглеводневий та білковий обмін [23].
Токсичнадія вод евтрофікованого водоймища може бути зумовлена також нагромадженнямнітратів і нітритів. У період активної життєдіяльності та після відмиранняводорості поповнюють водоймище значною кількістю азотвмісних речовин, у томучислі й біологічно активними амінами. Останні, при взаємодії з нітратами інітритами утворюють висококанцерогенні нітрозаміни.
1.2.4 Впливмінеральних добрив на біологічні об’єкти
Мінеральнідобрива суттєво впливають на гігієнічну якість сільськогосподарських культур.Ю.Алексеєв [12] повідомляє, що застосування мінеральних добрив без урахуваннявмісту макро — і мікроелементів у ґрунті може призвести до прихованих формендемій, у результаті створення екстремальних умов для проявлення дефіцитудеяких елементів, необхідних для функціонування організму. Агрохімічною наукоюнагромаджено велику кількість даних про прямий зв'язок між застосуваннямазотних добрив і нагромадженням надлишкової кількості нітратів усільськогосподарських рослинах [2, 4, 25].
В.Ладонін [26] на основі узагальнення результатів дослідів, проведених установамиГеографічної мережі дослідів Росії, робить висновок, що, в цілому, є достатньотісний зв'язок між вмістом рухомих форм ВМ у ґрунтах і нагромадженням їхрослинами.
Узагальненнярезультатів багатьох наукових досліджень дає змогу виділити основні негативніефекти, що виникають при застосуванні мінеральних добрив: забруднення верхніхшарів ґрунту потенційно небезпечними ВМ, галогенами, радіонуклідами тощо; змінакислотно-основних властивостей ґрунту при застосуванні мінеральних добрив; впливна біологічну активність ґрунту; активізація процесів міграції токсичних ібіогенних елементів у горизонтальному та вертикальному напрямах. Зміни, щовідбуваються у ґрунті, спричиняють певні порушення у суміжних компонентахагроекосистеми. Через ґрунт мінеральні добрива опосередковано впливають нафізіологічні процеси у рослинах, що стає причиною погіршення їхньої гігієнічноїякості. Вони також активізують процеси міграції, що призводить до погіршенняякості ґрунтових вод, а також вод наземних водоймищ із впливом наекотоксикологічний стан водних екосистем.
2. Матеріал та методика досліджень
2.1 Місцета умови проведення досліджень
ТериторіяБілоцерківського району знаходиться у лісостеповій зоні правої сторони басейнурічки Дніпро, південно-західної частини Київської області. Рельєф регіонувідноситься до ерозійно-акумулятивного типу. Північна частина його має слабкохвильовий рельєф із неглибокими річковими долинами. Південна частина районубільш рівнинна, що зумовлює схильність до розвитку водної ерозії.
Найбільшпоширеними ґрунтами регіону являється чорноземи типові малогумусні (85%),темно-сірі опідзолені (5%), лугові чорноземи (3,5%), супіщані та піщані (2,5%),болотні та інші (3%).
Білоцерківськийрайон Київської області знаходиться в межах помірно — континентального типуклімату, характерною ознакою якого є тепле та вологе літо, а також прохолодназима з невеликою кількістю снігу (в останні роки). Середня температура січня −6°,липня +19,5°. Тривалість вегетаційного періоду 198-204 дні. Сума активнихтемператур поступово збільшується з Півночі на Південь від 2480 до 2700°. Зарік на території області випадає 500-600 мм опадів, головним чином влітку.
Переважаючі ґрунтові відміни — дерново-підзолисті, опідзолені чорноземи,темно-сірі і світло-сірі лісові ґрунти, глибокі малогумусні чорноземи, вдолинах рік — дерново-глеєві, лучні й болотні ґрунти. Зустрічаютьсялучно-чорноземні, лучні солонцюваті, солончакові і болотні солончакові ґрунти.
З корисних копалин виявленіі розробляються переважно мінеральні будівельні матеріали: граніти, гнейси,каолін, глини, кварцеві піски. Є невеликі поклади торфу. Є джерела мінеральнихрадонових вод.
Внаслідокгустої мережі річок, озер і ставків Білоцерківський район характеризується якбагатоводний. По території району протікають: р. Рось — 54.8 км., р. Протока — 23,2 км., р. Красна — 8,9 км., р. Сквирка — 7,8 км., р. Кам'янка — 20,2 км., р.Узинка — 16,5 км., р. Насташка — 9,3 км., джерела мають протяжність 9,6 км. Притокирічок складають 71 км., ставки займають 175 га., рибкомбінатовські водойми 871га. На територіі району є 5 водосховищ: Глибочанське — 757,7 га., Середнє — 165га., Шкарівське — 71 га., Блощинське — 90 га., Матюшанське — 78 га. Глибочанськеводосховище служить основним водопостачальником питної води для м. Біла Церква.
2.2 Методика проведеннядосліджень
Основоюдля написання підрозділу 3.1 дипломної роботи стали збір, обробка тасистематизація матеріалів річних звітів Районної відділу екологічної інспекціїм. Біла Церква. Підрозділи 3.2 та 3.3 написані за результатами власнихдосліджень.
Прогнозуваннянадходження біогенних і токсичних елементів з мінеральних добрив у ґрунт [27, 28]
Прогнозуванняризику застосування мінеральних добрив основане на визначенні часу досягненнякритичної концентрації у ґрунті елементів, що підлягають контролю.
Проведеннярозрахунків Тк дає можливість оцінити потенційну небезпеку виду мінеральногодобрива і, у разі потреби, вжити необхідних заходів для поліпшення йогоякісного складу або обмежити його використання в умовах нестійких екосистем.
Відношеннявмісту токсичних елементів у ґрунті при застосуванні мінерального добрива доїхнього фонового вмісту (контрольний варіант) можна використовувати як показникекологічного стану ґрунтової системи. Відомо, що забрудненим можна вважатитакий ґрунт, в якому вміст токсичного елемента перевищує фоновий уміст у 2-3рази.
Часдосягнення критичної концентрації токсикантів у ґрунті (Тк) являє собоювідношення можливого додаткового надходження токсичних елементів з добривом (А)до фактичного (G): TK = A/G.
Можливедодаткове внесення токсичних елементів у ґрунт з добривом може бути розрахованояк щодо рівня ГДК, так і щодо фонового вмісту ХЕ у ґрунті: А = (ГДК — F) 3 000000 kt;
А= 2F 3 000 000 kt;
деА — можливе додаткове внесення токсичних елементів у ґрунт з добривом, мг/га; ГДК- граничнo допустима концентрація, мг/кг (додаток 3); F — фоновий вмісттоксичного елемента у ґрунті, мг/кг; 3 000 000 — маса орного шару ґрунту вперерахунку на суху речовину, кг/га; kt — коефіцієнт стійкості, що враховуєвластивості ґрунту і віддзеркалює здатність ґрунту утримувати ХЕ у фіксованомустані у балах.
Коефіцієнтистійкості (kt), розраховані для різних типів ґрунтів, наведено у додатку 4.
Фактичненадходження токсичних елементів у ґрунт з добривом (G) розраховується як: G=dg2100/g1, деd — доза добрива за діючою речовиною, кг/га; g1 — вміст діючої речовини удобриві,%; g2 — вміст токсичного елемента у добриві, мг/кг (дод.5)
Затерміном досягнення критичної концентрації БАЕ у ґрунті запропоновано такуградацію ризику застосування мінеральних добрив: 100 років — малонебезпечнийрівень.
Прогнозуваннянадходження біогенних і токсичних елементів з мінеральних добрив у водніоб'єкти [29]
Длярозробки експертної оцінки надходження біогенних і токсичних елементів у водніоб'єкти внаслідок застосування мінеральних добрив можна керуватися визначеннямвиносу хімічних речовин з рідким стоком (Р) за формулою: Р= Сст·W·F/1000, де Сст- концентрація хімічних елементів у стоці, мг/л (розраховують для кожногоелементу окремо); W — об'єм стоку, м3/га; F — площа, для якої роблятьрозрахунок, га (рекомендовано брати площу 20 га, що відповідає 1 га водноїповерхні водоймища).
Орієнтовнийоб'єм стоку для території України, визначений за картосхемами ізолінійповерхневого стоку талої води, становить близько 50 м3/га.
КонцентраціяХЕ у стоці (Сст) передбачає врахування фактичної кількості ХЕ, які надходять уґрунт з мінеральним добривом, а також можливість переходу їх у поверхневий стікі розраховують за формулою:
Сст=G · b, мг/л
деG — фактична кількість ХЕ, які надходять з добривом у ґрунт, кг/га;
b- параметр переходу ХЕ з добрива у стік, мг·га/л·кг.
Використовуючивідомий ряд водної міграції ХЕ, запропонований О. Перельманом, а такожспряженість хімічних властивостей біогенних і токсичних елементів, встановлено величиниb для ХЕ, джерелом яких можуть виступати мінеральні добрива: N, F, СІ, Zn, Cd — 0,010 мг·га/л·кг; Р, As — 0,0013 мг·га/л·кг; К, Cu, Ni, Co, Pb, Cs — 0,003 мг·га/л·кг
Розрахунокне передбачає врахування вмісту рухомих форм поживних речовин в орному шарі ґрунту,зміни концентрації хімічного елемента у стоці при зміні його вмісту у ґрунті, атакож коефіцієнтів, що характеризують вплив агротехнічного фону на процесилатеральної міграції ХЕ.
Принадходженні з одиниці сільськогосподарських угідь на одиницю водної поверхніпри рівномірному розподілі ХЕ у верхньому шарі води (0,3 м) концентрація йогостановитиме:
С=Р/1000h,мг/л,
деh — глибина забрудненого шару.
Порівняннярозрахункової концентрації з ЛД50, ЛК50 та іншими показниками небезпечності дляводних організмів, а також з нормативами якості води (додаток 6) дає змогуоцінити безпечність (ризик) застосування добрива за певним елементом.
3. Результати досліджень
3.1 Станґрунтів та водних об'єктів по білоцерківському району
Землі,ґрунти відіграють багатогранну роль у розвитку і функціонуванні біосфери,забезпечують біологічний кругообіг речовин у природі, є головним середовищемвиробництва у сільському господарстві, просторовим базисом розміщення ірозвитку всіх галузей господарства.
У зв’язку з особливостями географічного положення територіяКиївської області характеризується різноманітним ґрунтовим покривом, якийпредставлено поліським і лісостеповим типами.
Високащільність та особливості, які склалися в розвитку промисловості і сільськогогосподарства, обумовили високий рівень освоєності земельного фонду.
Високийрівень розвитку виробничих сил і сприятливі для ведення сільськогосподарськоговиробництва грунтово-кліматичні умови, особливо у лісостеповій зоні області,обумовили інтенсивне використання земель.
Заданими відділу екологічного контролю (м. Біла Церква) земельні ресурсисільськогосподарського призначення по району становлять 99,6 тис. га (табл.1).
Динамікаобсягів ріллі за 1991 — 2004 роки свідчить про зменшення їх площ з 82,2 тис. гадо 74,1 тис. га та скорочення площ під багаторічними насадженнями майже вдвічі.
Станомна 2006 рік відсоток сільгоспугідь у складі сільгосппідприємств Білоцерківськогорайону підвищився (на 12,66%) внаслідок збільшення площ ріллі на 17,594 тис. га.
Розорюваністьземель по району становить 94,5%. Майже в двічі зросли площі під багаторічниминасадженнями та під сіножатями і пасовищами.
Таблиця1. Наявність земель сільськогосподарського призначення в сільгосппідприємствахБілоцерківського району (тис/га). Рік С/г угіддя Рілля
Багаторічні
насадження Перелоги Сіножаті Пасовища 1991 87,822 82,222 0,795 - 1,910 1,677 1992 88,107 81,275 0,565 - 2,155 1,677 1993 86,072 81,825 0,579 - 2,084 1,684 1994 85,555 81, 201 0,581 - 2,107 1,669 1995 85,991 81,416 0,532 - 2,109 1,934 1996 85,942 82,134 0,504 - 2,148 2,151 1997 85,760 80,956 0,504 - 2,150 2,149 1998 85,328 80,681 0,314 - 2,098 2,045 1999 84,412 80,027 0,314 - 2,079 1,866 2000 82,901 78,606 0,314 - 2,087 1,894 2001 82,901 78,606 0,314 - 2,087 1,894 2002 82,901 78,606 0,314 - 2,087 1,894 2003-2004 86,94 74,106 0,403 - 2,083 1,883 2005 — 2006 99,6 91,7 0,738 0,551 7,67
Інформаціяпро застосування засобів хімізації по Білоцерківському району представлена утабл.2 та рис.8-11).
Таблиця2. Динаміка удобрених площ с. — г. угідь, 2004-2006рр. Рік
Загальна посівна
площа під урожай
поточного року, га
Удобрена мінер.
добривами
(фізична),
га
% до заг.
площі
Удобрена орг.
добривами
га
% до
загальної
площі /> /> 2004 72653 28343 39 5277 7,3
2005 69685 26435 38 6266 9,0
2006 65568 33496 51 5102 7,8
Середнє за 3 роки 69302 29425 43 5548 8,0
Знаведених даних можна побачити, що за останні три роки кількість площ, девнесені мінеральні добрива зросла на 12%.
Заперіод 1991-2006 рр. внесення мінеральних добрив зменшилось на 166,5 кг/га, абоу 4,7разів. Отже, в залежності від питомих кількостей внесених добривБілоцерківський район відноситься до районів з низькою інтенсивністю внесення. Заостанні три роки найвищі обсяги внесення мінеральних добрив відмічено у 2004році. Найбільше вноситься азотних добрив — в середньому за три роки 21333 кг д.р., калійних було внесено 8263 кг д. р. та фосфорних — 6997 кг Р2О5.
/>/>
Рис 8.Динаміка внесення мінеральних добрив по Білоцерківському району,1991–2006рр.кг/га
Заперіод 1991-2006 рр. внесення органічних добрив скоротилося до 3,3 т/га у 2006році, тобто у 3,5 рази. За останні три роки в середньому вносили щорічно 234780т органіки.
Наоснові аналізу об’ємів внесення пестицидів на ґрунти в минулі рокиБілоцерківський район можна віднести до зон високого навантаження (3,6 -3,8кг/га у 1991 -1992 роках). За останні п’ять років (2002 -2006 роки) внесенняотрутохімікатів скоротилося до 0,50 кг/га, тобто у 7,0 разів. Поясненням цьомує дві причини: незадовільний фінансовий стан господарств та застосуванняпрепаратів останнього покоління, які використовуються у дуже малих кількостях (грамахдіючої речовини на гектар).
/>
Рис.9.Динаміка внесення мінеральних добрив по видам по Білоцерківському району,2004-2006рр., кг
/>
Рис.10Динаміка внесення органічних добрив по Білоцерківському району, 1991-2006 рр.,т/га
/>
Рис.11Динаміка внесення пестицидів по Білоцерківському району, кг/га
Реальнузагрозу для навколишнього природного середовища являє стан зберігання добрив таотрутохімікатів у Білоцерківському районі (табл.3). Станом на 2005-2006 роки урайоні не існує складських приміщень для зберігання добрив, відсутні такожгноєсховища.
Таблиця 3. Стан складських приміщень для хімічнихмеліорантів у Білоцерківському районі
№
п/п Назва Один. виміру Роки 2000-2003 2004 2005 2006 1 Господарських складів з 2-х кратним обігом шт. /тис. т 30/14,0 29/14,0 немає немає сільгоспхімії шт. /тис. т 1/4 1/4 немає немає 2 Отрутохімікатів шт. /тис. т 29/615 29/85 32 32 в т. ч. паспортизовано шт. /тис. т 23/477 18 32 32 3 Гноєсховища шт. /тис. т 23/92,0 23 немає немає
Агрохімікатита пестициди часто зберігаються у неналежних умовах (фото 1 — 4), з порушеннямитехніки безпеки, що призводить до забруднення ґрунту на полях та підземних вод,які є основним джерелом поповнення р. Рось та її притоків.
/>
Фото 1-4.Зберігання мінеральних добрив
Безумовно,зменшення обсягів агрохімікатів та пестицидів сприятливо позначається наекологічній ситуації у районі. Але, в той же час, спостерігається зменшенняродючості ґрунтів. Так, уміст гумусу скоротився з 3,9% у 1963 році до 2,9% — у2006 році. Негативно позначилася на родючості ґрунтів відсутністьагрохіммеліоративних заходів, за період 1991 — 2004 років вапнування ґрунтівпроводилося лише на площі 180 га у 1999 році, в той час, як відомо,застосування мінеральних добрив у попередні роки зумовило значне підвищеннякислотності ґрунтів. За останні два роки (2005 — 2006) проведено вапнування наґрунтах загальною площею 481 га, на 39,5 га проводилися культурнотехнічнізаходи.
В2006 році мережею гідрометслужби на базі р. Рось проводились спостереження застаном забруднення водних об’єктів Білоцерківського району за основнимигідрохімічними показниками (табл.4).
Заданими спостережень Центральної геофізичної обсерваторії вміст розчиненогокисню у воді був достатнім і знаходився в межах 8-11 мгО2 /дм3.
Таблиця 4. Середньорічні концентрації забруднюючих речовин(мг/дм3) у воді річок Білоцерківського району за 2005-2006 рр. Найменування забруднюючих речовин Місце спостереження за якістю води Завислі речовини БСК5 Мінералізація Суль-фати Хлориди Азот амоній-ний Нітрати Нафтопродукти Інші речовини, які про-нормовані
ГДК речовин:
комунально-побутові
рибогосподарські
3
3
1000
1000
500
100
350
300
2
0,5
45
40
0,3
0,05
р. Рось,
500 м. вище скиду о/с
КОВПКВГ,
“Київоблводоканал"
с. Томилівка 5,45 3,78 345,0 26,06 30,4 1,07 3,7
р. Рось,
500 м. нижче скиду о/с
КОВПКВГ,
“Кіївоблводоканал"
с. Томилівка 6,3 4,39 378,0 25,11 33,02 1,23 5,85
р. Протока,
500 м вище скиду Білоцерковського рибгоспу 13,0 4,85 42,46 45,2 1,49 19,17
р. Протока,
500 м нижче скиду Білоцерковського рибгоспу 12,2 4,82 30,71 39,78 1,46 5,78
р. Покровка,
водозабір КП “Білоцерківхлібо-продукт"
м. Біла Церква 11,0 5,4 15,68 19,98 1,96 1,12
р. Покровка,
500 м нижче скиду КП “Білоцерківхлібо-продукт"
м. Біла Церква 10,2 5,4 14,84 19,89 1,95 1,04 д/п “Олександрія”, м. Біла Церква, джерело 128,96 62,99 д/п “Олександрія”, м. Біла Церква, став№1 40,27 д/п “Олександрія", м. Біла Церква, став№2 22,6 48,74 д/п “Олександрія”, м. Біла Церква, став№3 13,23 49,04 р. Рось, кс-1 4,1 3,57 317 16,33 20,24 0,49 1,18 р. Рось, кс-2 5,4 4,12 325 24,85 23,9 0,18 1,26
Водніоб’єкти Київської області та, зокрема, Білоцерківського району були забрудненіпереважно сполуками азоту та сполуками важких металів, середньорічніконцентрації яких становили:
фенолів- на рівні ГДК; сполук міді — 1-3 ГДК; сполук заліза загального — 1-4 ГДК,марганцю — 1-5, цинку — 1-3 ГДК, сполук хрому шестивалентного — 5-13 ГДК навсіх річках і водосховищах району.
Порівняноз 2004 роком, стверджують спеціалісти Центральної геофізичної обсерваторії,збільшились концентрації сполук заліза загального в річках Білоцерківськогорайону та Київської області.
Центральноюгеофізичною обсерваторією проводились також гідробіологічні спостереження на р.Рось.
Фото 5. р. Рось За вимогами екологічної класифікаціїякості поверхневих вод суші води р. Рось в районі м. Біла Церква відповідаливимогам 2 класу, 3 категорії якості вод. Слід відмітити, що в створі 9 км вищеміста (водозабір) стан планктонних угруповань був найкращим, високачисельність, видове і таксономічне різноманіття. Значення індексу сапробності (ІС)на цій ділянці були найнижчими (по фітопланктону 1,96, по зоопланктону 1,53). Одержанівеличини біорізноманітності по фіто- та зоопланктону (за індексом Шеннона) вказувалина високу сталість екосистеми річки на ділянці м. Біла Церква. Трофність вод влітній період змінювалась від евполітрофні до політрофні на ділянці 9 км вищеміста, до гіпертрофні в створі 3 км нижче міста.
Зазначеннями показників води у відібраних пробах відповідають нормативам СанПіН4630 для водойм питного призначення. Але мали місце перевищення в питномуводозаборі на м. Біла Церква по ХСК у 1,5 рази, по БСК у 1,3 рази.
Даніщодо хіміко-аналітичного контролю якості водних ресурсів проведених Держуправліннямв 2006 році свідчать про тенденцію зростання забрудненості поверхневих водоймбіогенними елементами. Причиною цього є високий рівень зношеності основнихфондів, незадовільний стан частини водопровідно-каналізаційних мереж,незадовільна, неритмічна робота очисних споруд.
Проводивсяконтроль поверхневих водойм дендропарку “Олександрія” м. Біла Церква в зв’язкуз забрудненням Cr (VI) та азотними сполуками, зокрема NH4+. Порівняноз 1994 р, коли з’явилось забруднення Cr (VI), його концентрація різкозменшується, але спостерігається міграція Cr (VI): однозначно зменшується вмістCr (VI) у джерелі, але порівняно з 2004 роком дещо збільшився у ІІ і ІІІставках. Продовжується спостерігатись висока концентрація нітратів, нітритів,амонію у джерелі та 1, 2, 3 ставках парку.3.2 Агроекологічна характеристика основнихтрадиційних видів мінеральних добрив
Загроекологічної точки зору, важливими для оцінки можливої негативної діїмінеральних добрив на довкілля є: кількісний та якісний склад мінеральнихдобрив, у тому числі домішок; особливості впливу на ґрунтовий комплекс і, в томучислі на кислотно-основні властивості ґрунтового розчину; процеси вилуговуваннята міграції біогенних елементів та токсикантів; активність мікробіологічних табіохімічних процесів у ґрунті; вплив на якість сільськогосподарської продукції[4].3.2.1 Азотні добрива
Сировиноюдля виробництва більшості азотних добрив є аміак і азотна кислота, якісинтезують з атмосферного повітря або утилізують з газів, що є відходами різнихпромислових виробництв. Азотні добрива в багатьох випадках підкислюють абопідлужують ґрунтовий розчин, що є результатом їхньої фізіологічної кислотностіабо лужності.
Нітратнийазот не піддається фізико-хімічному та фізичному поглинанню у ґрунтах, зберігаєвисоку активність і за певних умов може вимиватися у ґрунтові води.
Максимальнодопустимі річні норми азоту мінеральних добрив у різних зонах України: Поліссяі Лісостеп — 140, Степ — 180 кг/га поживних речовин (за винятком культурнихпасовищ) [30].
Азотнідобрива в якості домішок можуть містити певну кількість мікроелементів [4]: As- 2,2-120 мг/кг; Вг — 185-716; Cd — 0,05-8,5; Co — 5,4-12; Сг — 3,2-19; Cu —
Загальнахарактеристика токсичної дії азотних добрив полягає у негативному впливі,пов'язаному, насамперед, з наявністю нітратного азоту.
Підпороговаконцентрація нітратів у воді, що визначають за органолептичним показником — 400мг/л, підпорогова концентрація NH4NO3, яка не впливає на санітарний режимводоймища — 10 мг/л, максимальна концентрація NH4NO3, яка при постійному впливіне призводить до порушень біохімічних процесів — 2 мг/л [25].
Допустимадобова доза нітратів для людини, згідно з рекомендаціями ФАО/ВООЗ — 5мг/кг; летальна- 8-15 г Зафіксовано велику кількість випадків гострого отруєння їжею з високимвмістом нітратів [31].
Зарезультатами наших досліджень (табл. .5) при застосуванні 100 кг фізичної масиаміачної селітри у ґрунт надійде 84 мг/га нікелю, 20-25 мг/га кадмію, цинку такупруму. Дана кількість домішок безпечна для екологічного стану ґрунту (Тк>100), але при внесенні доз добрив, розрахованих під запланований урожай (тобтобільших за 35 кг/га д. р) зросте концентрація важких металів, що є потенційнонебезпечним.
Щодозабруднення поверхневих вод найбільшу небезпеку представляють домішки кадмію (3клас якості води).
Сульфатамонію містить більшу кількість домішок, ніж аміачна селітра у 2,5-10,0 разів. Внесеннятакої ж кількості сульфату амонію (100 кг за фізичною масою) зумовлює забрудненняводних об’єктів кадмієм та свинцем (3 клас якості води).
Таблиця 5. Зведені показники агроекологічної оцінкизастосування азотних добрив щодо їх впливу на ґрунт та водні об’єктиЕлемент G мг/га А мг/га Тк Сст мг/л Р мг/л С мкг/л Аміачна селітра Zn 20 10080000 >100 0,2 0,2 0,66 Cu 25 88800000 >100 0,075 0,075 0,25 Ni 84 4080000 >100 0,25 0,25 0,83 Pb 5 8520000 >100 0,015 0,015 0,05 Cd 20 1590000 >100 0,2 0,2 0,66 Сульфат амонію Zn 220 10080000 >100 2,2 2,2 7,3 Cu 60 88800000 >100 0,18 0,18 0,6 Ni 1000 4080000 >100 3 3 10,0 Pb 1250 8520000 >100 3,75 3,75 12,5 Cd 10 1590000 >100 0,1 0,1 0,3 3.2.2 Фосфорні добрива
Фосфорнідобрива посідають перше місце серед мінеральних за вмістом токсичних домішок,що пов'язано з геологічним походженням та хімічною будовою фосфорних руд [32]. Основнимикомпонентами фосфорних руд, що йдуть на виробництво добрив, є фосфорити (осадовогопоходження) і апатити (вивержені мінерали).
Залежновід геологічного походження та географічного положення, фосфорні руди маютьрізну кількість домішок важких металів (ВМ) та токсичних елементів (додаток 7).
Так,вміст Cd у фосфатній сировині (апатити та фосфорити) з різних країн світуколивається у доволі широких межах: США — 8 мг/кг, Марокко — 22, Ізраїль — 23,Того — 7, Сенегал — 75, Туніс — 30, Південна Африка — 3, Сірія — 8 мг/кг. Кадмійвважають найнебезпечнішим компонентом фосфорних добрив. Прийнято, що кадмій уфосфорних добривах присутній у формі фосфатів різної розчинності. Йогокількість залежить від якості сировини і чистоти кислот, які використовують длятехнологічного процесу. Для обмеження забруднення природного середовища кадмієму деяких країнах уведено нормативи на вміст цього елемента у добривах. У Росії(як і в Україні) на відміну від інших країн, нормативів на вміст кадмію удобривах не розроблено, хоча ця проблема доволі актуальна — слід забезпечити оптимальніумови живлення рослин і водночас обмежити надходження кадмію з добривами.
Вітчизнянісуперфосфати простий і подвійний характеризуються таким вмістом домішок: Zn — 10,0-12,3мг/кг, Cu — 18,3-31,2, Ni — 12,9-26,5, Pb — 21,7-29,0, Cd — 0,25 мг/кг.
Наособливу увагу заслуговують дані щодо вмісту у фосфорних добривах фтору [26]. Фосфатнасировина різних родовищ містить 11 000 — 40 000 г/т фтору.50-80% фтору, щоміститься у фосфоритах, залишається у фосфорних добривах.
1-йтоні елементарного фосфору відповідає у суперфосфаті простому, подвійному таамофосі з Каратау 80, 122 і 165 кг фтору. Найбільша кількість водорозчинногофтору міститься у складних добривах, а у суперфосфаті фтор перебуває, восновному, у вигляді малорозчинних сполук — фторидів кальцію.
Привиробництві добрив з фосфорних руд більша частина токсичних елементівпереходить у готовий продукт. Так, при одержанні суперфосфатів кадмій повністюзалишається у готовому продукті, а при виробництві фосфорної кислоти близько2/3 кадмію переходить у готовий продукт. Подібну залежність спостерігають іщодо фтору. Практично 50-80% фтору, що надходить з фосфатною сировиною,залишається у добривах і, на відміну від природних фосфорних руд, де фторперебуває у складі нерозчинного апатиту або фтористого кальцію, добрива містятьрозчинні сполуки фтору.
Токсичніелементи, які надходять у ґрунт з фосфорними добривами, під впливом комплексуфакторів беруть участь у іонообмінних реакціях. Вони утворюють органомінеральнісполуки, але їхні розчинність, рухомість, міграційна здатність табіодоступність, здебільшого, значно підвищуються, що свідчить про їхню більшутоксикологічну небезпечність [33].
Фосфорнідобрива, здебільшого, мало впливають на зміну кислотно-основних властивостейґрунтів — вони здатні спричиняти лише слабке підкислення (суперфосфати), абодещо знижувати кислотність ґрунту (преципітат, мартенівський шлам, знефторенийфосфат, фосфоритне борошно) [34].
Загальнийтоксичний вплив солей фосфорної кислоти можливий лише за високих доз. Упрацюючих тривалий час з фосфорними добривами, виникає астеновегетативнийсиндром, зміни у периферійній нервовій системі, невралгії та хронічнийрадикуліт, посилюються хвороби верхніх дихальних шляхів.
Таблиця 6. Зведені показники агроекологічної оцінкизастосування фосфорних добрив щодо їх впливу на ґрунт та водні об’єктиЕлемент G мг/га А мг/га Тк Сст мг/л Р мг/л С мкг/л Суперфосфат простий Cu 3120 88800000 >100 9,36 9,36 31,2 Ni 2650 4080000 >100 7,95 7,95 26,5 Pb 2900 8520000 >100 8,7 8,7 29,0 Cd 25 1590000 >100 0,25 0,25 0,83 Zn 1230 10080000 >100 12,3 12,3 41,0 Суперфосфат подвійний Zn 100 10080000 >100 1 1 3,3 Cu 1830 88800000 >100 5,49 5,49 18,3 Ni 1290 4080000 >100 3,87 3,87 12,9 Pb 2170 8520000 >100 6,51 6,51 21,7 Cd 25 1590000 >100 0,25 0,25 0,83
Зарезультатами наших досліджень (табл.6) застосування 100 кг фізичної масисуперфосфатів — простого та подвійного зумовлює найбільше надходження у ґрунт токсичнихдомішок на одиницю площі порівняно з іншими видами добрив. Так, міді надійде1830-3120 мг/га, свинцю — 2170-2900 мг/га, нікелю — 1290-2650 мг/га. Незважаючи на значні надходження токсикантів, час досягнення критичноїконцентрації перевищує 100 років. Щодо забруднення водних об’єктів, суперфосфатпростий зумовлює IV клас забруднення свинцем, III клас забруднення іншимидомішками. Суперфосфат подвійний у меншій мірі, ніж суперфосфат простий,забруднює ґрунт (внаслідок меншої кількості баластних речовин), забрудненняводи відповідає III класу по більшості токсичних речовин. 3.2.3 Калійнідобрива
Сировиноюдля виробництва калійних добрив є природні калійні солі. Усі родовища поділяютьна хлоридні й сульфатні. Умови виробництва визначають якісний і кількіснийсклад домішок у калійних добривах.
Основноюсировиною для виробництва хлоридних калійних добрив слугує сильвініт, що єсумішшю (агломерат) сильвіну (КСl) і галіту (NaCl), які містять 12-15% К2О. Сульфатнікалійні добрива одержують із мінералів каїнітових, лангбейнітових та змішанихлангбейніто-каїнітових порід, а також із алунітів.
Катіоникалію при обмінному поглинанні ґрунтом водночас витісняють із ҐВК еквівалентнукількість інших катіонів — водню, алюмінію, кальцію, магнію, марганцю та ін.,що відбивається на реакції ґрунтового розчину. За характером дії майже усікалійні добрива хімічно або фізіологічно кислі. Із водного розчину рослинизначно інтенсивніше вживають іони К+, ніж супутні аніони С1- або SO42-.
Зекотоксикологічної точки зору, калійні добрива можуть являти певну небезпекудовкіллю не лише тому, що впливають на реакцію ґрунтового середовища, а й тому,що містять у своєму складі доволі значні домішки хлору, натрію, магнію тасульфат-іонів. Так, при внесенні 1 кг К2О в ґрунт водночас надходить 0,9-5,2 кгхлору та 0,2-2,5 кг Na2O.
Рухомістьґрунтових катіонів підвищується із внесенням хлористих солей, оскільки жоден зних не утворює з аніоном хлору нерозчинних солей, що є причиною вимивання зґрунту підвищених кількостей кальцію і магнію.
Призначному вмісті у ґрунтовому вбирному комплексі одновалентних катіонів калію танатрію погіршується структура ґрунту; здатність утворювати ґрунтові колоїди унатрію вище, ніж у калію.
Небезпекуможуть являти також токсичні домішки, які містяться у калійних добривах, про щосвідчать результати оцінки хлористого калію: Zn — 3,1 мг/кг, Сu — 8,7, Ni — 4,3,Pb — 8,7, Cd — 0,25 мг/кг. Такі кількості токсичних домішок зумовлятьнадходження у ґрунт міді та свинцю по 870 мг/га, цинку та нікелю — 300-400мг/га. Концентрації забруднювачів у воді зумовлять забруднення на рівні ІІ — ІІІкласу.
Сульфаткалію містить вищі концентрації домішок у розрахунку на одиницю маси добрива,тому й надходження токсикантів у ґрунт вищі порівняно з хлористим калієм. Найбільшузагрозу являє забруднення кадмієм — 100 мг/га ґрунту та 3,3 мкг/л води (ІV клас- брудні води).
Таблиця 7 Зведені показники агроекологічної оцінкизастосування калійних добрив щодо їх впливу на ґрунт та водні обєктиЕлемент G мг/га А мг/га Тк Сст мг/л Р мг/л С мкг/л Калій хлористий Zn 310 10080000 >100 3,1 3,1 10,3 Cu 870 88800000 >100 2,61 2,61 8,7 Ni 430 4080000 >100 1,29 1,29 4,3 Pb 870 8520000 >100 2,61 2,61 8,7 Cd 25 1590000 >100 0,25 0,25 0,83 Сульфат калію Zn 450 10080000 >100 4,5 4,5 15,0 Cu 1200 88800000 >100 3,6 3,6 12,0 Ni 300 4080000 >100 0,9 0,9 3,0 Pb 1200 8520000 >100 3,6 3,6 12,0 Cd 100 1590000 >100 1 1 3,3 3.2.4 Комплексні добрива та мікродобрива
Особливостівпливу на ґрунт та склад домішок визначатимуть вихідні компоненти таких добрив.
Комплекснідобрива можуть містити доволі високу кількість мікроелементів у тому числітоксичних. Аналіз 100 проб мінеральних добрив різних заводів на вміст 9елементів: Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, Cd показав, що найчистішими є азотніі калійні добрива. На відміну від простих мінеральних добрив, комплексніхарактеризувалися дещо вищим вмістом токсичних елементів. Вміст їх у нітрофосцістановить: Sr — 10, Pb — 12, F — 212, В — 0,5, Y — 4, Вг — 0,6, Nb — 2, Zr — 6,в амофосі — Zn — 13,6-14; Cu — 2,5-7,4; Pb — 6,2-7,0; Cd — 0,2-0,5 мг/кг.
Яквидно з даних таблиці, внесення 100 г амофосу зумовить надходження 1400 мг/гацинку, 500 мг/га міді, 36 мг/га кадмію. Водні об’єкти перебуватимуть на рівні,що відповідає ІІ- ІІІ класу забруднення.
Таблиця 8. Зведені показники агроекологічної оцінкизастосування амофосу щодо його впливу на ґрунт та водні об'єктиЕлемент G мг/га А мг/га Тк Сст мг/л Р мг/л С мкг/л Zn 1400 10080000 >100 14 14 46,6 Cu 500 88800000 >100 1,5 1,5 5,0 Ni 50 4080000 >100 0,15 0,15 0,5 Pb 650 8520000 >100 19,5 19,5 6,5 Cd 36 1590000 >100 0,36 0,36 1,2
Мікродобрива.До складу мікродобрив входять мікроелементи, необхідні для нормального розвиткурослин — В, Zn, Mo, Cu, Co, Mg та ін. Для ефективного використання мікродобриву землеробстві, слід виключити можливість передозування. Якщо для основнихмакроелементів рівень безпечних концентрацій у ґрунтовому розчині доволіширокий, то для мікроелементів — оптимальний або нешкідливий інтервалконцентрацій, доволі вузький. Перевищення необхідних концентрацій можепризвести до підвищення вмісту мікроелементів у сільськогосподарській продукціїі негативного впливу на довкілля. Мікродобрива рекомендують використовуватилише тоді, коли вміст мікроелементів у рослинах становить: Мn і Zn 3.3 Агроекологічнахарактеристика нових видів мінеральних добрив
3.3.1 Агрофоска(АФК) директивної дії
Новефосфорне добриво, яке виготовляють з вітчизняної природної фосфоритної сировиниНовоамвросіївського родовища Карпівського кар'єру (Донецька обл) методомфізичного збагачення без хімічної переробки (табл. .9). Принципова технологіязбагачення включає дезінтеграцію руди, грохочення, знешламлювання, мокрумагнітну сепарацію митих пісків, електричну сепарацію, суху магнітну сепарацію.
Одержанірезультати розрахунків (табл.10) показали, що застосування АФК не призведе дозабруднення верхніх шарів грунту ВМ (Cd, Pb, Zn, Cu, Ni). Водночас, розрахунокТк за вмістом фтору свідчить про реальну можливість забруднення ґрунту цимелементом протягом 50 років застосування: при вмісті фтору 16 000 мг/кг часдосягнення критичної концентрації цього елементу у ґрунті становить 45 років. Оцінкапотенційної небезпечності АФК за вмістом фтору відповідає ІІІ класунебезпечності. Це вимагає регламентації F- при виробництві добрива та особливоїуваги при його застосуванні.
Таблиця9. Вміст хімічних елементів у фосфорному добриві АФККомпоненти Вміст % мг/кг Загальні фосфати у перерахунку на Р205 12,0 120000 Водорозчинні фосфати у перерахунку на Р205 2,0 20000 Калій загальний у перерахунку на К2О 2,5 25000 Кальцій загальний у перерахунку на СаО 27,0 270000 Залізо загальне у перерахунку на Fе2О3 12,1 121000 Алюміній загальний у перерахунку на АІ2О3 3,9 39000 Магній загальний у перерахунку на МgО 1,8 18000 Кремній загальний у перерахунку на SiO2 34,0 340000 Карбонати загальні у перерахунку на СО2 4,3 43000 Фтор загальний у перерахунку на F 1,6 16000 Кадмій загальний у перерахунку на Cd 0,0004 4 Свинець загальний у перерахунку на РЬ 0,0002 2 Миш'як загальний у перерахунку на As 0,0001 1
Розрахункипоказали, що застосування АФК у розрахунковій дозі не призводитиме дозабруднення поверхневих вод суші та естуаріїв такими елементами І класунебезпечності як Cd, Pb, і As. За показником можливої концентрації уповерхневому шарі води вони належать до II класу. Водночас, можливаконцентрація у воді фтору може становити 366,7 мкг/л, що відповідає III класу. Привертаєувагу вміст заліза у цьому добриві і, відповідно, величина розрахунковоїконцентрації цього елемента у воді: при застосуванні АФК концентрація Fe у водіможе становити 2002 мкг/л, що відповідає IV класу якості води. Прогнозлатеральної міграції ХЕ при застосуванні АФК вказує на необхідність контролю занадходженням у водойми фтору і заліза.
Таблиця 10. Зведені показники агроекологічної оцінкизастосування СГА щодо його впливу на ґрунт та водні об'єктиЕлемент G, мг/га А, мг/га Тк Сст, мг/л Р мг/л С мкг/л Cd 2 1590000 >100 0,02 0,02 0,17 Pb 201 8520000 >100 0,003 0,003 2,01 As 0,2 2496000 >100 0,002 0,002 1,00 F 8000 3600000 45 80,0 80,0 366,7 Fe 60005 5837000 >100 600,5 600,5 2001,7 3.3.2 Сульфат-гуматамонію (СГА) індирективноїдії
Новийвид азотних добрив, що виробляють на ВАТ «Азот» м. Черкаси. ОсновоюСГА є сульфат амонію та гумати амонію (натрію, калію). Сульфат амонію одержуютьу цехах з виробництва капролактаму, на кінцевій стадії виробництва якого рідкийциклогексаноксим відділяють від водного розчину і обробляють концентрованоюсірчаною кислотою. Після закінчення ізомерації сірчану кислоту нейтралізуютьаміаком і суміш лактамного масла та сульфатного лугу розділяють. На стадіяхоксилірування і нейтралізації одержують робочий розчин, що містить 34-43% (NH4)2SO4, 1,3-1,5% NHSO та 0,5-2% органічних речовин, його кристалізацією одержуютьтвердий сульфат амонію.
Гуматиамонію (натрію, калію) одержують екстракцією з бурого вугілля абонизькосортного вугілля відповідними лугами. при цьому слід враховувати, що буревугілля містить доволі високу кількість домішок, серед яких значне місцепосідають ВМ. Гранульований гумусований сульфат амонію із заданою концентрацієюгуматів одержують додаванням у робочий розчин гуматів (гумінових кислот) ігранулюючи на спеціальній установці.
Згідноз ТУ 00203826.007-94, СГА гранульований (емпірична формула — (NH4) 2SO4+C22H18O11) має містити не менше 20% азоту, не більше 0,06% вільної сірчаноїкислоти та 0,1-0,7% гумату амонію (натрію, калію).
Затоксиколого-гігієнічними даними клас небезпечності СГА при інгаляційному впливі- III (за ЛК50 зона гострої дії — 20); при потраплянні в шлунок — III, при потраплянніна шкіряні покриви — IV (у великих концентраціях має подразнюючу іритивну дію).
КількістьZn становила 12,5 мг/кг, Сu — 29,5, Ni — 11,0, Co — 1,0 мг/кг Враховуючиневисокий вміст гумінових речовин у СГА — 0,1-0,7%, надходження ВМ у ґрунтвнаслідок застосування добрива не становитиме загрози.
Призастосуванні СГА у ґрунті водночас проходитимуть різно-направлені процеси: підкисленняґрунтового розчину сприятиме підвищенню рухомості потенційно небезпечних ХЕ (алюмінію,ВМ, радіонуклідів тощо), а гумінові речовини, що входять до складу СГА,знижуватимуть рухомість полютантів у результаті утворення хелатних комплексів. Перевагутого чи іншого процесу визначатимуть особливості ґрунтових умов застосуванняСГА.
Зарезультатами проведених досліджень (табл.11) з вивчення впливу СГА на ґрунтовусистему встановлено, що внесення СГА сприятиме низьким рівням надходження уґрунт свинцю та кадмію (5 мг/га), водні об’єкти відповідатимуть І- ІІ класамзабруднення. Надходження цинку, міді, нікелю становитиме 1100-2950 мг/га. Найбільшузагрозу для водних об’єктів становлять домішки міді (29,5 мкг/л або ІV класзабруднення). Це вимагає введення певних обмежень при застосуванні СГА на ґрунтахлегкого механічного складу та з промивним гідрологічним режимом зволоження.
Таблиця11. Зведені показники агроекологічної оцінки застосування СГА щодо його впливуна ґрунт та водні об'єктиЕлемент G мг/га А мг/га Тк Сст мг/л Р мг/л С мкг/л Zn 1250 10080000 >100 12,5 12,5 41,6 Cu 2950 88800000 >100 8,85 8,85 29,5 Ni 1100 4080000 >100 3,3 3,3 11,0 Pb 5 8520000 >100 0,015 0,015 0,05 Cd 5 1590000 >100 0,05 0,05 0,16
Потребуєуваги питання впливу СГА на кислотно-лужні властивості ґрунту: тривале йоговикористання (близько 20 років) на ґрунтах з низькою буферною здатністю можепризвести до критичного підвищення рівня актуальної і потенційної кислотності. Технологіязастосування СГА має передбачати обов'язкове внесення у ґрунт меліорантів,здатних нейтралізувати кислотність добрива.
4. Охорона праці
Основнимизавданнями охорони праці на підприємстві є створення безпечних та нешкідливихумов праці, що є невід’ємною складовою частиною виробничої діяльності усіхпосадових осіб товариства. Начальник відділу несе відповідальність за стан умовпраці, безпеку виробничих процесів, життя та здоров’я працівників, дотриманнявимог чинного законодавства про охорону праці. Безпосередньо відповідальністьза забезпечення безпечних та нешкідливих умов праці, безпеку виробничихпроцесів на робочих місцях покладається на керівників робіт які зобов’язанівизначити працівнику робоче місце, забезпечити технічно справними машинами,обладнанням, інструментами необхідними для виконання роботи, засобамиіндивідуального захисту, миючими засобами, створити належні санітарно-побутовіумови праці, проінструктувати з питань охорони праці.
Дляорганізації роботи з питань охорони праці, здійснення контролю за станом умовпраці та безпекою технологічних процесів, координації діяльності посадових осібта спеціалістів з питань охорони праці створюється служба охорони праці. Дляцього вводиться посада спеціаліста з охорони праці (інженера з охорони праці). Вказівкита приписи спеціаліста з охорони праці є обов’язковими для виконання усімапосадовими особами підприємства. Скасувати їх може лише керівник підприємства.
Спеціалістз охорони праці має право безперешкодно відвідувати усі виробничі об’єкти,зупиняти роботу виробництва, дільниці, машини, обладнання, що не відповідаютьвимогам нормативних актів і загрожують життю та здоров’ю працівників, видаватикерівникам структурних підрозділів приписи по усуненню виявлених порушень,надсилати керівникові підприємства подання про притягнення до відповідальностіпрацівників, які порушують вимоги нормативних актів про охорону праці.
Питанняохорони праці регулюються колективним договором товариства, який укладаєтьсяміж адміністрацією в особі начальника відділу (роботодавця) та профспілковоюорганізацією в особі голови профспілкового комітету, що представляє інтереситрудового колективу.
Вдоговорі регулюються питання організації виробництва, нормування та оплатипраці, встановлення пільг, компенсацій, надбавок, грошових допомоги, соціальнихгарантій працівникам, встановлюється тривалість робочого часу та відпочинкупрацівників, тривалість відпусток, соціальне страхування працівників,зобов’язання адміністрації забезпечити на робочих місцях безпечні та нешкідливіумови праці, дотримання вимог чинного законодавства, плануються заходи пополіпшенню умов праці, підвищення рівня безпеки виробничих процесів, на якіпередбачаються відповідні кошти.
Важливимпитанням організації охорони праці є проведення навчання з питань охорони праці.На кожному підприємстві повинні проводитися наступні види навчання: навчанняпосадових осіб та спеціалістів, спеціальне навчання працівників які виконуютьроботи підвищеної небезпеки, навчання працівників у формі інструктажів зохорони праці та стажування працівників на робочому місці.
Дляперевірки знань з питань охорони праці у посадових осіб та працівників, яківиконують роботи підвищеної небезпеки на підприємстві наказом керівникастворюється постійно діюча комісія, яку очолює заступник керівника підприємствав обов’язки якого входять питання організації охорони праці на підприємстві абоінженер з охорони праці. Посадові особи та спеціалісти, які організують тауправляють виробничими процесами періодично раз у три роки, а також передпочатком виконання посадових обов’язків проходять навчання та перевірку знаньнормативних актів по питаннях охорони праці. Навчання проводиться з метоюознайомлення посадових осіб та спеціалістів з положенням законодавчих танормативних актів про працю та охорону праці, питаннями виробничої санітарії тагігієни праці, електробезпеки, пожежної безпеки що стосуються їх виробничої діяльності.
Працівникивідділу, які виконують роботи підвищеної небезпеки повинні пройти передпочатком виконанням роботи спеціальне навчання правилам безпеки при виконанніцих робіт та перевірку знань і періодично раз на рік проходити перевірку знаньправил безпечного виконання робіт.
Зпрацівниками відділу проводиться також навчання у формі інструктажів з охоронипраці — вступного, первинного, повторного, позапланового та цільового. Перевірказнань під час проведення інструктажів здійснюється усним опитуванням.
Зпрацівниками, які вперше починають виконувати роботу на новому робочому місціпроводиться стажування на робочому місці, що передбачає виконання роботи піднаглядом досвідченого працівника упродовж не менше 2 — 15 робочих змін. Проводитьсястажування за наказом керівника підприємства, в якому визначається термін танаставник. Під час стажування працівник ознайомлюється із робочим місцем,машинами, обладнанням, інструментами, порядком безпечного виконання роботи,засвоює знання, уміння по безпечному виконанню роботи. По завершенні термінустажування керівник робіт перевіряє знання у працівника і дає дозвіл насамостійне виконання роботи, який реєструється у журналі реєстраціїінструктажів.
Важливимпитанням охорони праці є нормування робочого часу та відпочинку працівників. Тривалістьробочого часу у працівників не може перевищувати 40 годин на тиждень. а нароботах із важкими та шкідливими умовами праці не більше 36 годин. Для осібвіком від 16 до 18 років — 36 годин на тиждень. Робочий тиждень повинен бутип’ятиденний з двома вихідними днями. Про те дозволяється на безперервно діючихвиробництвах запровадити шестиденний робочий тиждень з одним вихідним днем. Загальнимвихідним днем є неділя. Другий вихідний день при п’ятиденному робочому тижнінадається перед або після загального (субота або понеділок). На безперервнодіючих виробництвах вихідні дні надаються працівникам згідно графіку роботи, щоскладається керівниками робіт. Тривалість робочого часу при п’ятиденномуробочому тижні не повинна перевищувати 8 один, при шестиденному 7 годин, аосатаній шостий день скорочується на дві години. Для відпочинку та прийняттяїжі працівникам надається перерва після перших чотирьох годин від початкуроботи тривалістю до двох годин, яку працівник може використовувати за власнимрозсудом. Тривалість перерви у робочий час не враховується. Робочий деньдозволяється ділити на частини. Також для відпочинку встановлені святковівихідні дні. Робота у ці дні забороняється, а на безперервно діючихвиробництвах робота у такі дні оплачується у подвійному розмірі. Робота увихідні дні та понад встановлену тривалість робочого дня забороняється, але привиробничій необхідності за згодою працівника та профспілкової організаціїдозволяються використовувати понаднормові роботи, які оплачуються в підвищеномурозмірі чи додаються дні до відпустки.
Длявідпочинку працівникам надається щорічна основна та додаткова оплачуванівідпустки. Тривалість відпустки згідно Закону України Про відпустки повиннабути не менше 24 календарних днів, а для осіб до 18 років — 31 календарний день.Додаткова відпустка надається за роботу у шкідливих умова праці певнимкатегоріям працівників за результатами атестації робочих місць в середньому до7 календарних днів та за особливий характер роботи та ненормований робочий деньдо 7 календарних днів. Матері яка виховує двох і більше дітей віком до 15 роківнадається додаткова відпустка тривалістю 5 календарних днів. За перший рікроботи на підприємстві відпустка надається після перших шести місяців роботи, ав наступні роки в будь-який період року з урахування інтересів виробництва татрудового колективу за погодженням з профспілковим комітетом. Відпустку можнаділити на частини, при цьому більша частина повинна бути не менше 14календарних днів.
Длявиконання роботи працівники безкоштовно, згідно встановлених норм повиннізабезпечуватися спеціальним одягом, взуттям, миючими засобами. Забезпеченняпрацівників засобами індивідуального захисту покладається на керівника робіт,який зобов’язаний організувати умови для зберігання, ремонту і прання засобівзахисту.
Зметою оцінки стану здоров’я, визначення придатності працівника до виконанняпевних видів робіт, запобігання розвитку професійних захворювань підприємствоорганізовує медичні огляди. Попередній медичний огляд проводиться при прийняттіпрацівника на роботу з метою визначення придатності працівника до виконанняпевного виду роботи. Періодичні медичні огляди проводяться періодично, нароботах із шкідливими та важкими умовами праці щорічно. Для водіїв транспортнихзасобів на підприємстві працівник медичного профілакторію чи медпункту щоденнопроводить перед рейсовий медичний огляд, а при необхідності і після рейсовий.
Дляналежного санітарно-побутового забезпечення у відділі для працівниківобладнують санітарно-побутові приміщення, які розміщують поблизу робочих місць.Це роздягальні, душові, туалети, кімнати відпочинку.
Застаном охорони праці на підприємстві державний нагляд здійснюють державніінспекції по нагляду за охороною праці, органи прокуратури, санітарно-епідеміологічнаслужба, служби охорони праці державних адміністрацій.
Контрольза станом умов праці та безпекою виробничих процесів на підприємстві здійснюютьпрофспілковий комітет, уповноважені трудових колективів. Адміністративнийконтроль здійснюють служба охорони праці підприємства, керівники та спеціалістипідприємства.
Забезпеченняпожежної безпеки є невід’ємною частиною виробничої діяльності підприємства ібезпосередньо покладається на керівників виробничих підрозділів. В обов’язкияких входить дотримання вимог правил пожежної безпеки, проведення протипожежнихінструктажів, що проводяться одночасно із інструктажами з охорони праці,обладнання виробничих приміщень первинними засобами гасіння пожежі. Допервинних засобів гасіння відносять ручні вогнегасники, які розміщують ізрозрахунку один вогнегасник на 200 м2 площі приміщення. Також виробничіприміщення обладнують пожежними щитами на яких розміщують ломи, сокири, лопати,багри, відра та біля них ящики з піском та бочки з водою.
Загальні вимогибезпеки при роботі працівників екологічних служб
До лабораторійдопускаються працівники після проведення з ними інструктажу, ознайомлення зправилами поводження з обладнанням, хімічними реактивами. Правилами поведінки влабораторіях.
Працівники повиннідотримуватись правил особистої гігієни, підтримувати в чистоті робоче місце,обладнання.
в лабораторіях,спеціально обладнаних кімнатах для проведення досліджень працівникамзабороняється вживати їжу, палити, користуватися вогнем (без поважних на тепричин).
В лабораторіяхсанітарно-епідеміологічних і екологічних служб забороняється ходити у верхньомуодязі.
Працівники повиннідотримуватись правил пожежної безпеки (а саме не виконувати дослідів білялегкозаймистих речей).
Вимоги передпочатком роботи в лабораторіях
Перед початкомроботи в лабораторіях СЕС, екологічних інспекціях необхідно перевіритинадійність кріплення заземлюючих проводів, роботу витяжної шафи, вентиляційноїшафи, вентиляцій, оглянути вимикачі, електричні розетки, переконатися усправності.
Вимоги безпеки підчас роботи в лабораторіях:
Роботу потрібнорозпочинати тільки з дозволу лаборанта.
Не можнавикористовувати битий, тріснутий посуд.
Категоричнозабороняється пробувати на смак, нюхати хімічні реактиви.
Забороняєтьсявмикати електрообладнання без захисних щитів, корпусів.
При роботі злегкоспалахуючими реактивами забороняється тримати їх біля полум’я.
Вимоги безпеки ваварійних ситуаціях:
При виявленніпошкоджень в електропроводці необхідно вимкнути прилади, повідомити про цестаршого лаборанта.
При потрапляннірозчинів кислот необхідно промити 5-10 хв. місце, куди потрапила кислота водоюта обробити 2% розчином питної соди. При потраплянні лугів — 1% розчином борноїабо оцтової кислоти.
При отруєнніхімічними реактивами, газами необхідно негайно вийти з приміщення на свіжеповітря, викликати медичну допомогу.
Вимоги безпеки позакінченою роботи
необхідно вимкнутиприлади від мережі, закрити вентилі на водопроводі та газоходах;
скластиобладнання, інструмент у відповідне місце.
На основіпроведеного аналізу можна стверджувати, що стан організації охорони праці вумовах відділу екологічного контролю м. Біла Церква є задовільним.
Висновки та пропозиції
Заперіод 1991-2006 рр. внесення мінеральних добрив зменшилось у 4,7разів. Заостанні три роки найвищі обсяги внесення мінеральних добрив відмічено у 2004році. Найбільше вноситься азотних добрив — в середньому за три роки 21333 кг д.р., калійних було внесено 8263 кг д. р. та фосфорних — 6997 кг Р2О5
Водніоб’єкти Київської області та, зокрема, Білоцерківського району були забрудненіпереважно сполуками азоту та сполуками важких металів. Контроль поверхневихводойм дендропарку “Олександрія” м. Біла Церква в зв’язку з забрудненням Cr (VI)та азотними сполуками, зокрема NH4+. Встановлено, що однозначнозменшується вміст Cr (VI) у джерелі, але порівняно з 2004 роком дещо збільшивсяу ІІ і ІІІ ставках. Продовжується спостерігатись висока концентрація нітратів,нітритів, амонію у джерелі та 1, 2, 3 ставках парку
Реальнузагрозу для навколишнього природного середовища (у разі порушення правил танорм зберігання та утилізації агрохімікатів) являє стан зберігання добрив таотрутохімікатів у Білоцерківському районі. Станом на 2005-2006 роки у районі неіснує складських приміщень для зберігання добрив, відсутні також гноєсховища.
Використаннямінеральних добрив істотно змінює біогеохімічний колообіг речовин, сприяючивключенню біологічно активних елементів (БАЕ) у різні типи міграції, якіпослідовно змінюються (добриво-ґрунт-вода).
Добривавітчизняного виробництва не є істотним джерелом ВМ. При їх застосуванні невідбувається істотного підвищення вмісту ВМ у ґрунті, але може виникнутипотенційна небезпека забруднення у разі тривалого застосування та високих нормвнесення. Високі концентрації діючої речовини у добриві відповідають меншомуумісту домішок, що сприяє зниженню ризику забруднення ними агроекосистем.
Застосуваннямінеральних добрив зумовлює суттєве забруднення водних об’єктів токсичнимидомішками, присутніми у добривах.
Зряду проаналізованих добрив аміачна селітра характеризується найнижчим умістомтоксичних домішок. Фосфорні добрива посідають перше місце серед мінеральних завмістом токсичних домішок. Найнебезпечнішим компонентом фосфорних добрив єкадмій. Серед калійних добрив найвищий уміст домішок характерний для сульфатукалію. Особливу увагу слід приділити контролю за забрудненням кадмієм.
ЗастосуванняАФК не призведе до забруднення верхніх шарів ґрунту ВМ. Час досягненнякритичної концентрації елементу фтору у ґрунті становить 45 років. Прогнозлатеральної міграції ХЕ при застосуванні АФК вказує на необхідність контролю занадходженням у водойми фтору і заліза. Застосування СГА потребує контролю завмістом міді з метою попередження забруднення водних об’єктів.
Зметою попередження загрози забруднення навколишнього природного середовищаагрохімікатами необхідно організувати чітку систему контролю якості івідповідності мінеральних добрив безпечності для здоров'я людини інавколишнього середовища та застосування у сільському господарстві.
Привиробництві добрив перевагу слід надавати висококонцентрованій сировині знизьким умістом токсичних домішок.
Привиборі видів добрив перевагу слід надавати низько баластним видам, враховуючиїх фізико-хімічні властивості, а також ґрунтово -кліматичні умови ділянки, депланується внесення добрив.
Внесеннядобрив слід проводити з суворим дотримання норм, розрахованих під запланованийурожай, строків та способів внесення.
Списоквикористаної літератури
1. Стан родючості ґрунтів України та прогноз його змінза умов сучасного землеробства, За ред.В. В. Медведєва, М.В. Лісового. — Харків:«Штрих». -2000. -100с.
2. Агроекологія: Навч. посібник / О.Ф. Смаглій, А.Т. Кардашов,П.В. Литвак та ін. — К.: Вища освіта. 20О6. — 671 с: іл.
3. Глазовская М.А. Способность окружающей среды ксамоочищению // Природа. — М.: Высшая школа. — 1979. — №3. — С.71-79.
4. Агроекологічна оцінка мінеральних добрив тапестицидів: Монографія / В.П. Патика, Н.А. Макаренко, Л.І. Моклячук та ін.; Заред. В.П. Патики. — К.: Основа, 2005. — 300 с.
5. Экологические проблемы применения удобрений / В.Н. Кудеярови др. — М.: Наука. — 1984. — 213 с.
6. Минеев В.Г. Экологические функции агрохимии всовременном земледелии // Агрохимия. — 2000. — №5. — С.5-13.
7. Довідник з агрохімічного та агроекологічного станугрунтів України / За ред. Б.С. Носка, Б. С Прістера, М.В. Лободи. — К.: Урожай,1994. — 336 с
8. Карнаухов А.И., Безнис А.П. Бионеорганическая химия:Учебное пособие. — К.: Вища школа. — 1992. — 232 с.
9. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич,Е.П. Янин и др. — М.: Недра, 1990. — 335 с.
10. Глазовская М.А. Методические основыэколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. — М.: Изд-воМГУ, 1997. — 102 с.
11. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда.- М.: Агропромиздат. — 1990. — 287 с.
12. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях.- Л.: Агропромиздат, 1987. — 142 с.
13. Биогеохимические основы экологического нормирования.- М.: Наука, 1993. — 590 с.
14. Милащенко Н.3. Программа исследований тяжелыхметаллов в Географической сети опытов со средствами химизации // Химия всельском хозяйстве. — 1995. — №4. — С.4-7.
15. Потатуева Ю.А., Касицкий Ю.И., Сидоренкова Н.К. идр. Распределение подвижных форм тяжелых металлов, токсичных элементов имикроэлементов по профилю дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почвы придлительном систематическом применении удобрений // Агрохимия. — 2001. — №4. — С.61-66.
16. Пристер Б.С. Количественная комплексная оценкасвойств почвы при прогнозировании поведения радионуклидов в системепочва-растение // Вісник аграрної науки. — 2002. — №1. — С.61-68.
17. Глазовский Н.Ф. Основные понятия и показателитехногенеза // Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. — М.: Высшаяшкола, 1978. — С.244-261.
18. Органические удобрения / А.А. Бацула, П.М. Виноградов,В.И. Ворошилов и др. / Под ред. Н.К. Крупского, А.А. Бацулы. — К.: Урожай, 1981.- 160 с.
19. Гриб Й.В., Клименко М.О., Сондак В.В. Відновнагідроеколо-гія порушених річкових та озерних систем // Навч. посібн. — Рівне.: Волинськіобереги, 1999. — 348 с
20. Денисов О. /., Серебрякова Т.М., Чернявська А.П. таін. Сучасний стан поверхневих вод України: методичні підходи та екологічнаоцінка // Водне господарство України. — 1996. — №6. — С.24-28.
21. Малишева Л.Л. Геохімія ландшафтів / Навч. посібн. — К.:. Либідь, 2000. — 472 с.
22. Малі річки України. Довідник / За ред. А.В. Яцик. — К.: Урожай, 1991. — 294 с.
23. Метелев В.В., Канав А.И., Дзасохов Н.Г. Воднаятоксикология. — М.: Колос, 1971. — 236 с
24. Іутинська Г.О. Мікробний моніторинг Грунтів,забруднених важкими металами // Агроекологічний моніторинг та паспортизаціясільськогосподарських земель (методично-нормативне забезпечення) / За ред.В.П. Патики,О.Г. Тараріко. — К.: Фітосоціоцентр, 2002. — С 136-141.
25. Башкин В.Н. Агрогеохимия азота // Пущине ОНТИ НЦБИАН СССР. — 1987. — 270 с.
26. Ладонін В.Ф. Влияние комплексного применениясредств химизации на содержание тяжелых металлов в почве и растениях // Химия всельском хозяйстве. — 1994. — №4. — С.32-35.
27. Методика суцільного грунто-агрохімічногомоніторингу сільскот господарських угідь України / Керівний нормативнийдокумент. — К.: 1994. — 162 с.
28. Методы и проблемы экотоксикологического моделированияи прогнозирования. — Пушино: ОНТИ НЦБИ АН СССР. — 1979. — 214 с.
29. Методические рекомендации по оценке выносабиогенных веществ поверхностным стоком. — М.: 1985. — 32 с.
30. Лактіонов М.І. Агрогрунтознавство. Навч. посібн. /ХДАУім.В. В. Докучаева. — Харків: Видавець Шуст А.І., 2001. — 156 с.
31. Трахтенберг И.М. Книга о ядах и отравлениях. — К.: Науковадумка, 2000. — 366 с.
32. Носко Б. С, Христенко А.О., Максимова В.П. та ін. Використанняфосфоритів родовищ України на чорноземних грунтах // Вісник аграрної науки. — 2001.- №1. — С.3/4-36.
33. Барановский А.3., Панкрутская Л.И. Накопление фторав биологических объектах при длительном применении фосфорных удобрений наторфяно-болотных почвах // Агрохимия. — 1992. — № 12. — С.27.
34. Лактіонов М.І. Агрогрунтознавство. Навч. посібн. /ХДАУім.В. В. Докучаева. — Харків: Видавець Шуст А.І., 2001. — 156 с.
Додатки
Класифікація мінеральних добрив за показниками впливу наґрунтову системуКритерій Клас небезпечності 1 II III IV Перевищення фонового вмісту (елементи 1 — II класу небезпечності), кратність >6 5-6 3-4 10,0 2,1-10,0 1,1-2,0 100 Зміна кислотно-основних показників ґрунту /> /> /> /> pHвод. /> /> /> /> підвищення кислотності на одиниці рН >2,5 2,5-1,0 0,9-0,5 1,3 1,3-0,8 0,7-0,3 1,5 1,5-1,0 0,9-0,5 4,0 4,0-2,0 1,9-1,0 /> /> /> Кс, кратність >5,0 3,0-5,0 1,1-2,9 50 50-21 20-10 /> /> /> ґрунту /> /> /> /> зниження чисельності (активності),% 51-100 26-50 10-25 6 3-6 1-2 Модуль техногенного геохімічного тиску ХЕ насільськогосподарські території України при застосуванні мінеральних добривЕлемент (DnX, r/ra-рік) Полісся Лісостеп Степ T, r-103
D.
r/rax х рік T, r-103
D.
r/rax х рік T, r-103
D,
r/rax х рік Cd 10-100 3650 0,8 7150 0,8 7490 0,6 Pb 100-1000 24480 5,2 46590 4,8 40250 3,8 As 10-100 8590 1,8 28230 3,0 18370 1,6 F 100-1000 13248000 2865 26208 000 2720 28656 000 2652 Zn 100-1000 55820 12,0 112200 11,6 114840 11,0 Cu 100-1000 35210 7,6 67370 7,0 63740 5,8 Ni 10-100 47710 10,4 95710 9,8 95470 8,8 Co 1-10 16570 3,6 34060 3,6 35000 3,2
ГДКта фоновий уміст елементів у ґрунтах (рухомих форм) Речовина ГДК, мг/ кг Фоновий уміст, мг/ кг Свинець 20,0 Кадмій 1,0 Мідь 3,0 Нікель 4,0 Цинк 23,0 Фтор 2,8 320
Усередненікоефіцієнти стійкості ґрунтів щодо БАЕЗона Коефіцієнт стійкості, балів Рb Cd F Zn Cu Ni Co Полісся 0,32 0,16 0,83 0,34 0,12 0,35 0,11 Лісостеп 0,71 0,53 0,42 0,74 0,56 0,68 0,50 Степ 0,73 0,60 0,25 0,78 0,68 0,76 0,52
Довідкові дані щодо умісту діючої речовини та домішок уосновних видах добривДобриво Уміст діючої речовини,% Уміст домішок, мг/кг
Zn Cu Ni Pb Cd Аміачна селітра 0,2 0,25 0,84 0,05 0,2 Сульфат амонію Суперфосфат простий 20,0 12,3 31,2 26,5 29,0 0,25 Суперфосфат подвійний 48,6 10,0 18,3 12,9 21,7 0,25 Хлористий калій 3,1 8,7 4,3 8,7 0,25 Сульфат калію 12,0 1,0 Амофос 51,2 14,0 5,0 0,5 6,5 0,36 Сульфат-гумат амонію 21,6 12,5 29,5 11,0 /> /> /> /> /> /> /> />
Класифікаціяякості поверхневих вод суші та естуаріївЕлементи Класи якості води
1
(дуже чиста)
II
(чиста)
III
(забруднена) IV (брудна)
V
(дуже брудна) За критеріями вмісту специфічних речовин токсичної дії, мкг/л Hg 2,5 Cd 5,0 Cu 50 Zn 200 Pb 100 Cr 50 Ni 100 As 35 Fe 2500 Mn 1000 F 1000 За критеріями забруднення компонентами сольового складу, мг/л хлориди 300 сульфати 300
Вміст важких металів та токсичних елементів у фосфорнихдобривах (Ю. Потатуєва зі співавт., 1994 р) Добриво, родовище
Р205,% Масова частка,%
As (10-4) Ва Cd
Сг (10-3) F
Ni (10-3) РЬ Sr Zn Суперфосфат простий подвійний 20,0 2,5
2,2∙10-2 1,6-1 0'4 не визначали 0,62 1,1
5,0∙10-4 1,15
2,0∙10-3 48,6 2,6
4,1∙10-2
1,8∙10-4 те саме 2,14 2,4
2,6∙10-4 0,26
1,9∙10-3 Амофос 51,2 9,0
1,1∙10-2
2,4∙10-4 — "- 1,90 1,4
3,3∙10-4 0,09
1,8∙10-3 Діамофос 51,5 8,3
1,1∙10-2
6,2∙10-4 — "- 0,57 2,7
5,0∙10-4 0,10
2,1∙10-3 Нітрофоска 62,9 9,3
2,3∙10-2
5,0∙10-4 — "- 1,95 2,2
5,0∙10-4 0,09
7,2∙10-3 Фосфоритове борошно Єгор'євське 21,4 7,8
1,2∙10-2
1,5∙10-4 5,4 2,3 8,1
2,5∙10-3 0,41
2,0∙10-3 Чілісайське 16,8 2,0
1,2∙10-2
4,5∙10-4 5,4 3,2 6,5
2,5∙10-3 0,42
4,9∙10-3 Брянське 18,3 3,7
5,8∙10-2
5,0∙10-4 5,0 2,1 3,8
4,8∙10-3 0,40
3,2∙10-3 Верхньокамське 21,0 7,9
1,7∙10-2
5,0∙10-4 5,7 2,5 5,0
6,2∙10-3 0,47
9,0∙10-3 Джеройське 20,3 4,2
2,6∙10-2
5,0∙10-4 5,2 2,8 3,7
5,1∙10-3 0,48
8,0∙10-3 Кінгісеппське 26,8 6,7
8,4∙10-2
5,0∙10-4 4,9 2,5 1,1
4,3∙10-3 0,47
5,0∙10-3 Маардуське 28,0 6,1
1,4∙10-2
4,8∙10-4 4,8 2,5 1,4
4,2∙10-3 0,46
2,8∙10-3