Підходи до відновлення забруднених пестицидами ґрунтів сільськогосподарських угідь

Анотація

Розглянуто сучасний стан проблеми непридатних пестицидів та етапи її вирішення в Україні. Визначено два аспекти знешкодження непридатних пестицидів (НП) - ліквідація запасів НП та очищення забруднених ґрунтів. Науково обґрунтовано доцільність фіторемедіації ґрунтів з полікомпонентним забрудненням пестицидами та наведено алгоритм її здійснення. Представлено еколого-економічні підходи до впровадження заходів з очищення забруднених ґрунтів.

Ключові слова: непридатні пестициди, стійкі органічні забруднювачі, фіторемедіація.

Постановка проблеми. Виробництво високоякісної сільськогосподарської продукції можливе лише на незабруднених ґрунтах. В Україні основними джерелами забруднення ґрунтів стійкими органічними забруднювачами (СОЗ) досі є едафотопи старих складів агрохімікатів, де впродовж багатьох років зберігали великі кількості пестицидів [1]. Потрапляння СОЗ в навколишнє середовище становить підвищену небезпеку для довкілля та людей.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. У 2010 році Міністерство екології та природних ресурсів розпочало велику програму по переробці небезпечних відходів в Україні. Однак, ліквідація непридатних пестицидів не вирішує повністю проблему забруднення довкілля. Внаслідок довготривалого використання й зберігання великої кількості стійких токсикантів відбулось забруднення едафотопів складів агрохімікатів стійкими токсичними сполуками у високих концентраціях. Забруднення з джерел, які містять СОЗ, здатне поширюватись різними шляхами на великі відстані [1], у тому числі на розташовані поруч сільськогосподарські угіддя. Як наслідок, виникає небезпека забруднення продукції, яка вирощується на даних угіддях.

Постановка завдання. У зв'язку з цим виникає необхідність очистки забруднених непридатними пестицидами ґрунтів.

Виклад основного матеріалу дослідження. Пестицидами називають велику групу хімічних речовин, які використовують для боротьби зі шкідниками і хворобамирослин, бур'янами, шкідниками зернопродуктів, деревини та ін., а також з комахами і кліщами - переносниками інфекційних хвороб людини і тварини.

Непридатні пестициди (НП) складають окрему групу високотоксичних речовин, які неможливо використовувати за прямим призначенням внаслідок втрати ними своїх властивостей, закінченням терміну придатності, заборони використання, втрати маркування (етикеток) або неконтрольованого перемішування. Проблема непридатних пестицидів пов'язана з їх накопиченням та відсутністю умов для їх контрольованого зберігання або безпечного знищення. В Україні накопичення НП почалося в 70-х роках ХХ ст. після заборони використання пестицидів під час виробництва продуктів харчування. Парадокс полягав у тому, що при забороні використання не було заборони на виробництво цих пестицидів, оскільки воно було одним з елементів складного технологічного процесу продукування речовин для військово-промислового комплексу. Тому заборонені для використання пестициди продовжували надходити в господарства, де і накопичувалися. Ускладненню ситуації сприяла також низька культура використання та зберігання пестицидів, що призводило до втрати маркування, неконтрольованого перемішування тощо. Накопичування непридатних пестицидів переважно відбувалося в місцях, не пристосованих для тривалого зберігання небезпечних речовин.

Інвентаризація непридатних пестицидів, яка є дуже важливою складовою вирішення проблеми НП в Україні, розпочалася в 90- х роках ХХ ст. і триває до сьогодні, оскільки точна кількість запасів непридатних пестицидів у країні з різних причин залишається невідомою.

Проблема непридатних пестицидів безпосередньо пов'язана зі стійкими органічними забрудниками (СОЗ). Поняття СОЗ об'єднує групу сполук різної природи, що мають такі властивості: стійкість у навколишньому середовищі; стійкість до деградації; гостра і хронічна токсичність; біоакумуляція; транскордонний перенос на великі відстані повітрям, водою, або з мігруючими видами. У 2001 р. 129 держав, зокрема й Україна, підписали Стокгольмську Конвенцію про стійкі органічні забруднювачі. У початковий перелік з 12 хімічних речовин, передбачений цим документом, увійшли: альдрин, ендрин, дильдрин, хлордан, ДДТ, токсафен, мірекс, гептахлор, гексахлорбензол (ГХБ), поліхлоровані дифеніли (ПХД), поліхлоровані діоксини (ПХДД) і фурани (ПХДФ). Це не завершений список СОЗ і Конвенцією передбачена можливість розширення даного переліку за рахунок речовин, з характерним для СОЗ властивостями. Зокрема нині першим кандидатом на внесення у перелік СОЗ можна розглядати ГХЦГ [2].

На сьогодні є дві альтернативи поводження з такими землями: консервація або очищення. Поховання, викопування та вилучення, а також існуючі фізичні та хімічні технології потребують значних фінансових витрат, знищують структуру або змінюють властивості ґрунту, зменшують його родючість. Мікробіологічні методи відновлення забруднених територій, зазвичай, передбачають попереднє вилучення значних об'ємів ґрунту (технології "off-site") і потребують спеціальних штучних умов [3]. За оцінками експертів, очищення 1 акра супіщаного ґрунту на глибину до 50 см за допомогою рослин коштує у 4-7 разів дешевше, ніж його екскавація та поховання [4].

Очищення ґрунтів від забруднень - це комплекс заходів, які спрямовані видалення, локалізацію та розщеплення забруднюючих компонентів ґрунтів з метою їх екологічної реабілітації.

Всі методи очистки ґрунтів можна розділити на три групи [5].

Методи видалення забруднення з ґрунту. Такі методи передбачають безпосереднє видалення небезпечних компонентів за рахунок їх видалення з ґрунтового масиву тим чи іншим способом. Для цього використовуються: механічне видалення ґрунтів (екскавація), промивка, вакуумування, екстракція, вилуговування, електрохімічне або електрокінетичне видалення та ін.

Методи локалізації забруднень всередині ґрунтових масивів основані на застосуванні різноманітних бар'єрних технологій, таких як створення механічних екранів, ін'єкційних екранів, термолокалізації, сорбційних та іонообмінних екранів, тощо.

Методи деструкції забруднень всередині ґрунту основані на механічному руйнуванні забрудників, способах їх газової та хімічної нейтралізації, термодеструкції, детоксикації, окисленні, мікробіологічній деструкції тощо.

Останнім часом у багатьох країнах світу дедалі частіше застосовують біологічне очищення антропогенно порушених територій за допомогою рослин, які не лише самі активно беруть участь у процесах ремедіації, але й у багатьох випадках сприятливо діють на мікрофлору ґрунтів, підвищуючи ефективність процесів відновлення навколишнього середовища. Вважають, що біологічний спосіб відновлення антропогенно порушених екосистем є економічним і безпечним. Підраховано, що вартість очищення ґрунтів, забруднених важкими металами, радіонуклідами, нафтою і пестицидами, за допомогою рослин, які використовують лише енергію сонця, становить усього 5 % від витрат на інші засоби відновлення екосистем [6].

До недоліків та обмежень застосування фіторемедіаційних технологій відносять [8]: значну тривалість у часі, загрозу споживання забрудненої вегетативної маси представниками фауни, можливі труднощі з утилізацією вирощених рослин, ймовірність негативного впливу кліматичних умов на утворення біомаси, що знижує ефективність технології, глибину відновлюваного шару ґрунту (лімітується довжиною кореневої системи рослин-ремедіаторів).

Висновки. Отже, фіторемедіаційні технології є перспективними для відновлення великих площ сільськогосподарських угідь, забруднених непридатними пестицидами. На відміну від інших технологій очищення забруднених земель, фіторемедіація є безпечною тому, що не порушує екологічного стану ґрунту, не змінює його агрохімічні характеристики, не знищує ґрунтову біоту. Але впровадження фітотехнологій, як і будь-яких інших заходів, потребує превентивної економічної оцінки.

непридатний пестицид фіторемедіація очищення

Література

1. Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants 2001: http://www.ipen.org/ipenweb/firstlevel/pops.html

2. Решение КРСОЗ-1.6: Линдан // Программа ООН по окружающей среде : матер. совещания комитета по рассмотрению СОЗ. - 7-11 ноября 2005, Женева. - 41 с.

3. Wiltse, C.C Greenhouse evaluation of agronomic and crude oil-phytoremediation potential among alfalfa genotypes / C.C. Wiltse, W.L. Rooney, Z. Chen, A.P. Schwab, M.K. Banks // Journal of Environmental Quality. - 1998. - Vol. 27. - №1. - p. 169-173

4. Recent Developments for In Situ Treatment of Metal Contaminated Soils. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.org/techfocus, 6 June, 2000.

5. Королёв В.А. Электрохимическая очистка грунтов от экотоксикантов: итоги и перспективы /В.А. Королев // Вестник МГУ, сер.4. Геология. - 2008. - № 1. - с.13-20.

6. Prasad M.N.V. Trees, industrial crops, grass and legume based phytotechnologies to promote sustainable land use / M.N.V. Prasad // Phytotechnologies to promote sustainable land use and improve food safety: 1st Scientific Workshop COST Action 859. - 14-16 June, 2005. - Pisa, Italy. - Pp. 177-178.

7. Chappell J. Phytoremediation of TCE using Populus: Status Report / J. Chappell. - Washington: U.S. Environmental Protection Agency, Technology Innovation Office. - 1997. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.com/phytoTCE.htm.

8. Introduction to Phytoremediation, EPA 600/R-99/107. - Cincinnati: U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development. - 2000. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.org.

Размещено на Аllbеst.ru