169976 (Моніторинг якості ґрунтів на околицях м. Шепетівка)

Зміст

Вступ

1. Географо-екологічний опис місцевості

1.1 Географічне положення міста

1.2 Промисловість

2. Важкі метали та радіонукліди в ґрунті і рослинах

2.1 Важкі метали в ґрунтах

2.2 Фактори накопичення та міграції радіонуклідів в ґрунті

3. Сучасний радіологічний стан Хмельницької області

4. Радіологічний стан контрольної ділянки

4.1 Умови проведення досліду

4.2 Методика проведення досліду

4.3 Забруднення ґрунтів на контрольному майданчику

4.4 Гранично допустимий рівень забрудненості радіонуклідами

Висновок

Джерела використаної інформації

Вступ

Результатом інтенсивної господарської діяльності людства,слідуючи [1], є порушення механізмів самовідновлення і саморегуляції навколишнього середовища, що призводить до його деградації. Ці порушення носять глобальний характер і це, в свою чергу, може спричинити загибель біосфери. Тому єдиним і безальтернативним шляхом для людства, якщо воно не бажає самознищення, є розвиток моніторингу навколишнього середовища і за його допомогою — оптимізація антропогенного впливу на нього.

Актуальність роботи полягає саме у проведенні цього моніторингу, бо лише вивчивши дане питання можна робити висновки про стан навколишнього середовища. Термін «моніторинг» доповнює термін «контроль», але на відміну від останнього передбачає елементи управління не біосферою, а процесами антропогенного впливу на навколишнє середовище.

Метою моєї роботи є аналіз моніторингу навколишнього середовища (а саме ґрунтів та рослинної продукції), який проводив Хмельницький обласний державний проектно-технологічний центр охорони родючості ґрунтів і якості продукції.

У загальній системі моніторингу особливе місце посідає агроекологічний моніторинг як складова частина екологічного .

Агроекологічний моніторинг — загальнодержавна система спостережень за станом та рівнем забруднення агроекосистеми в процесі сільськогосподарської діяльності, оцінка та прогноз еколого-економічних наслідків її деградації.

Основними об'єктами агроекосистеми є ґрунт, рослинність, водні джерела, приземний шар атмосфери. Здійснення моніторингу по кожному з них має певні особливості. Адже антропогенні чинники, що впливають на них, а в кінцевому підсумку й на здоров'я людини, дуже різноманітні. Це забруднення різними хімічними та радіоактивними речовинами, викидами відходів виробництва, нагрівання біосфери, фізичні й біологічні впливи тощо.

Об'єктом досліджень являлись закономірності змін радіоактивного забруднення ґрунтового покриву земель та рослинницької продукції.

Предмет досліджень - ґрунтовий покрив земель контрольної ділянки та рослинницька продукція.

1. Географо-екологічний опис місцевості

1.1 Географічне положення міста

З інтернет-ресурсу [2] ми бачимо, що Шепетівка – місто обласного підпорядкування, яке знаходиться у північній частині Хмельницької області (Координати: 50°11′08″ пн. ш. 27°04′06″ сх. д. Висота над рівнем моря - 254 м). Площа міста - 3765 га. Станом на 01.01.2010 року чисельність населення міста становило 43,7 тис. чоловік. Місто розкинулось на відрогах Волинсько–Подільської височини на межі Полісся з Лісостепом по обидва боки річки Гуски, що впадає в повноводну Горинь, притоку Прип’яті. Територія міста представлена полого-хвилястою поверхнею. Клімат міста – помірно-континентальний. Середньорічні температури: літня – плюс 19 градусів, зимова – мінус 3 градуси. Максимальна літня температура – плюс 36-38 градусів, зимова – мінус 31-35 градусів. Середньорічна кількість опадів – 510-580 мм. Серед ґрунтів поширеними є: чорноземи опідзолені легко суглинисті, дерново-підзолисті, глинисто-піщані, лучні легкосуглинкові ґрунти. Відстань до обласного центру шосейними дорогами становить 100 км, залізницею - 129 км. Шепетівка – важливий вузол залізничних шляхів, має пряме сполучення в 5-ти напрямках з усіма регіонами України, а також із зарубіжжям. Через місто проходять автошляхи державного значення (Городище – Рівне - Старокостянтинів) та територіального значення (Шепетівка – Чуднів – Бердичів та Шепетівка – Новоград - Волинський). Корисні копалини м. Шепетівка представлені родовищами мінерально- радонових вод та граніту. Шепетівське родовище мінеральних радонових вод розміщене у північно-східній частині міста ( площа - 9 кв. км).На його території знаходиться 7 свердловин, які на теперішній час не експлуатуються. Родовище граніту та грандіориту осницького комплексу розміщене в східній частині міста.

1.2 Промисловість

Промисловий комплекс міста налічує 15 підприємств, з них: 3 - машинобудування, 1 - деревообробна промисловість, 1 – лісове господарство, 4 - харчова та перероблення с/г продукції, 1 – целюлозно-паперова, 1 – неметалевих мінеральних виробів, 1 – добувна, 3 – розподіл газу, води, тепла. Основу промислового виробництва в місті складає переробна промисловість - 88,5%, з неї виробництво харчових продуктів – 57,1 %.

Рис.1 Топографічна карта району дослідження[4]

Основні види продукції підприємств: ТОВ „Шепетівський м’ясокомбінат” - виробництво м’ясних та ковбасних виробів; ВАТ „Шепетівський цукрокомбінат” – виготовлення цукру–піску; ВАТ „Шепетівський ДОК” – виробництво лущеного та струганого шпону, меблів; ВАТ “Пульсар” – пилососи побутові, пилососи для прибирання вагонів, зварювальні напівавтомати “Пульсар 100 М” ; Шепетівський держлісгосп – виробництво деревини та виробів із деревини; ЗАТ „Шепетівський гранкар’єр „ Пронекс” – виробництво щебеню, каменю дробленого для будівельних цілей,; ТОВ „Шепетівський цегельний завод” – виробництво цегли; ВАТ ”Шепетівський завод культиваторів” – виробництво культиваторів, плугів відвальних, розпушувачів,, причепів до легкових автомобілів, борін дискових; ПП „Інтерпродукт” та ПП “Вектор Плюс”– обробка зерна і виробництво круп. Найбільші підприємства, вироби яких відомі за межами області та України, є ТОВ «Шепетівський м’ясокомбінат», ВАТ «Шепетівський цукрокомбінат», ВАТ «Шепетівський деревообробний комбінат».ТОВ «Шепетівський м’ясокомбінат» - одне з кращих підприємств України по випуску м'ясної продукції: на підприємстві виготовляється близько 150 найменувань продукції, впроваджена безвідходна технологія виробництва. Підприємство неодноразово нагороджувалось дипломами та медалями за кращу якість ковбасних виробів та копченостей.ВАТ «Шепетівський цукрокомбінат» - сучасне модернізоване підприємство, посідає провідне місце серед українських товаровиробників. У 2004 році підприємство нагороджене Дипломом та пам’ятним знаком «Лідер харчової та переробної промисловості України 2004 року», у 2005 та 2008 роках – Дипломами Всеукраїнського конкурсу якості продукції (товарів, робіт, послуг) «100 кращих товарів України». У 2008 році на цукрокомбінаті впроваджено систему управління якістю. ВАТ «Шепетівський деревообробний комбінат» - високотехнологічне підприємство, де впроваджено систему управління якістю. У 2008 році освоєно більше 100 нових видів конкурентоспроможної продукції, спрямованої на експорт.[1]

2. Важкі метали та радіонукліди в ґрунті і рослинах

2.1 Важкі метали в ґрунтах

Зростаюча увага людства до збереження та охорони навколишнього середовища викликає особливий інтерес до шляхів забруднення, розподілу по профілю, міграції у ґрунті, впливу на рослини, а в кінцевому результаті, і на здоров'я людини елементів важких металів. На мою думку, дослідження в цьому напрямку тільки починаються, і ще є багато невідомого.

Важкі метали - це елементи з порівняно великою атомною масою (свинець, ртуть, цинк, стронцій і інші). Доказана пряма залежність між вмістом мікроелементів у ґрунті і материнською породою. Але, навіть на одній підстилаючій і материнській породі вміст в кореневмісному шарі значно відрізняється. Причини цього в фаціальній відмінності і міграції елементів в ґрунтовому шарі за участю природних вод, поверхневого стоку і переміщення у зв'язку з цим твердої фази ґрунту.

В залежності від вмісту у ґрунті важкі метали виступають як каталізатори або інгібітори біохімічних процесів в рослинах. Нестача, або надлишок їх в літосфері викликає серйозні захворювання у людини.

Підвищення вмісту важких металів в ґрунтах інактивує ферменти, в першу чергу дегідрогеназу і протеазу, іноді подавляючи їх повністю.

Накопичення у ґрунті важких металів веде до зниження рН, руйнує ґрунтово-поглинальний комплекс. В дослідженнях на дерново-підзолистих ґрунтах встановлено, що забруднення важкими металами супроводжувалось суттєвими змінами біоти: зменшенням загальної кількості бактерій, їх спороутворенням, різким зменшенням актиноміцетів і збільшенням кількості грибів, зменшенням кількості ґрунтових комах і дощових черв'яків.

Слід відмітити, що не всі елементи важких металів є однаково шкідливими для рослини. До особливо токсичних відносяться Ni, Zn, Ca, РЬ, Сu. Поглинання і накопичення важких металів рослинами залежить від багатьох факторів: типу ґрунту, його фізичних і фізико-хімічних властивостей, вмісту органічної речовини, окислювально-відновних умов, антагонізму чи синергізму між металами, їх кількості в педосфері; температури ґрунту, типу рослинності, тощо.

Важкі метали розподіляються по профілю ґрунту дуже нерівномірно. Перерозподіл і міграція їх в ґрунті залежить від вмісту органічної речовини, гранулометричного складу, типу водного режиму, реакції середовища ґрунтового розчину, температури окремих горизонтів.

Так, високий вміст гумусу і вільних окисів заліза, які є основними носіями важких металів, слабокисла реакція ґрунту, важкий гранулометричний склад забезпечують міцну фіксацію мікроелементів і відносну їх нерухомість у ґрунтовому профілі.

Основна доля сполук токсичних елементів техногенного походження представлена оксидами, менше сульфідами, які трансформуються у ґрунті, але легко розчиняються в розбавлених сильних кислотах. Найбільше накопичується у ґрунті: Zn - коефіцієнт біологічного поглинання 10,8; Мn -7,5; Сu - 6,0.

Міграція мікроелементів по профілю ґрунту великою мірою зв'язана з тим, що мобільні їх форми потрапляють у ґрунт з рослинним осадом. По образному виразу відомого норвезького геохіміка В.Гольдшмідта рослина, як насос перекачує розсіяні метали із продуктів вивітрювання у верхні горизонти землі. Органічні рештки потрапляють у ґрунт у складі міцних комплексних органічних сполук, частіше в вигляді хелатів з порфіріновими кільцями, протогенними амінокислотами, поліфенолами.

Кількісні показники адсорбції важких металів в значній мірі залежать від рН середовища . В.С. Горбатов, Н.Г. Зирін вважають, що процеси адсорбції металів можуть змінювати, а саме, знижувати величину рН ґрунтових розчинів. На думку цих авторів причинами цього явища є: виділення протонів при гідролізі солей важких металів, витіснення катіонів при специфічній адсорбції металів.

В ґрунтах з елювіально-ілювіальним профілем елювіальний горизонт збіднюється важкими металами, тоді як ілювіальний горизонт збагачується ними. В мулистих частинках вміст важких металів у 2-4 рази більший ніж у ґрунтовій масі в цілому.

В залежності від констант рівноваги мікроелементи здатні конкурувати між собою. Кальцій конкурує з Мn і Zn , витісняючи їх з комплексних сполук. Тому надзвичайно ефективним заходом зниження надлишку марганцю і цинку в ґрунтах є проведення вапнування. Якщо активність Са в ґрунтовому розчині більша, ніж активність Мn2+ і Zn2+, тоді два останніх катіони будуть виходити із комплексів, міграція їх у ґрунтовому комплексі знизиться.

Отже, важкі метали в залежності від їх вмісту у ґрунті виступають або як каталізатори, або як інгібітори ґрунтових біохімічних процесів. Антропогенні фактори великою мірою впливають на вміст важких металів у ґрунті, зокрема надмірна кількість хіммеліорантів і мінеральних добрив може різко збільшити вміст важких металів у ґрунті.[1]

2.2 Фактори накопичення та міграції радіонуклідів в ґрунті та продукції

Ґрунтова оболонка біосфери - педосфера - один з основних компонентів в природі, де відбувається локалізація штучних радіонуклідів, що скидаються в навколишнє середовище людиною внаслідок його техногенної діяльності. Ґрунтовий покрив не завжди є первинною ланкою, в яке поступають штучні радіонукліди. У багатьох випадках таким первинним резервуаром служать нижні шари атмосфери, куди викидаються радіонукліди. Проте, внаслідок достатньо інтенсивного очищення приземного повітря від домішок, радіонукліди швидко осідають на ґрунтовий покрив. Можливе також надходження в ґрунт радіонуклідів і після їх скидання в мережу гідрографії з паводковими водами, при зрошуванні і т.п. Ґрунт володіє виключно великою місткістю поглинання радіонуклідів, і інших техногенних домішок, і інтенсивна їх сорбція в ґрунтах забезпечує створення в наземному середовищі могутнього депо радіонуклідів.

Сорбція радіонуклідів в ґрунті має двояке значення для їх міграції в біосфері і, зокрема, в сільськогосподарській сфері. З одного боку, закріплення їх у верхніх горизонтах ґрунту - в кореневмісному шарі рослин - забезпечує існування в природі тривало-діючого джерела радіонуклідів для кореневого накопичення рослинами. З другого боку, сильна сорбція твердою фазою ґрунту радіонуклідів обмежує їх засвоєння через кореневі системи рослин. Ця діалектична суперечність в ролі сорбції радіонуклідів ґрунтовим поглинаючим комплексом обумовлює підтримку в наземному середовищі тривало протікаючих процесів накопичення радіонуклідів рослинами з ґрунту.

У різних радіологічних ситуаціях, пов’язаних з виведенням радіонуклідів в сільськогосподарську сферу (особливо це торкається випадків, коли в навколишнє середовище поступають довгоживучі радіонукліди) акумуляція радіонуклідів рослинами з ґрунту визначає початкові масштаби включення радіонуклідів в харчові ланцюги в системі радіоактивні випадання - ґрунт - сільськогосподарські рослини - сільськогосподарські тварини - людина. З цим пов'язано важливе значення ланки ґрунт - рослина в загальному циклі кругообігу радіонуклідів в наземному середовищі в цілому і в агропромисловій сфері зокрема. Поглинання радіоактивних речовин рослинами з ґрунту в першу чергу залежить від її властивостей - від ґрунтової хімії радіонуклідів. Ґрунт є одним з найважливіших сільськогосподарських об'єктів, які піддаються інтенсивній дії з боку людини при агропромисловому використовуванні, механічній обробці, обводнювальній або осушній меліорації, внесенні добрив і ін. Всі ці дії впливають і на ґрунтову хімію радіонуклідів. Поява техногенних, або штучних, радіонуклідів (ШРН) в біосфері пов'язана з діяльністю людини.