Основы экологии

Нужно указать на неблагоприятные условия хранения минеральных удобрений, плохой учет их количества в хозяйствах, недостаточный контроль при внесении. Удобрения часто очень долго хранятся под открытым небом, на краях полей и обочинах дорог, загрязняя ближайшие водоемы. В связи с этим нередки случаи отравления и гибели рыбы, птицы и другой живности.

Экологически более благополучно внесение органических удобрений, в частности навоза, хотя он часто бывает плохо перепревшим, с низким содержанием питательных веществ в результате неправильных закладки и хранения. Недостаточно используются сапропели и другие органические удобрения. В производстве слабо пополняются запасы органического вещества посредством такого мощного фактора, как сидерация, особенно на орошаемых землях. А без этого нельзя полностью решить проблему сохранения плодородия почвы и снижения загрязнения окружающей среды. С экологической точки зрения заслуживает внимания также внесение многокомпонентных сбалансированных удобрительных смесей с поливной водой при дождевании на орошаемых землях.

Помимо удобрении химическая промышленность мира поставляет сельскому хозяйству во все возрастающем масштабе различные пестициды, применяемые для борьбы с сорняками, вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Эти препараты могут накапливаться в выращиваемой продукции, участвовать в пищевых цепях, снижать плодородие почвы, вызывать гибель полезной фауны, почвенных микроорганизмов.

Миграция пестицидов по почвенному профилю происходит одновременно с передвижением воды или почвенных коллоидов, на которых они адсорбированы.

На разложение пестицидов в почве оказывают влияние ее физические и химические свойства. Глины, оксиды, гидроксиды и ионы металлов при участии грунтовой воды служат катализаторами в этом процессе. Отмечено, что интенсивно гидролиз пестицидов происходит в почвах с сильнокислой реакцией и с высоким содержанием гумуса. Важную роль в процессе их разложения играют высшие растения и микроорганизмы -- бактерии, актиномицеты, грибы.

Остаточные количества пестицидов загрязняют почву и накапливаются в растениях. Очистка почвы от этих препаратов происходит медленно. Для стимуляции разложения вносят специальные вещества, поглощающие или разлагающие их. Некоторые растения, например кукуруза, сорго, рис, сахарный тростник и др., способны очищать почву от остаточных количеств атразина абсорбцией и разложением. Но главное направление решения данной проблемы -- прекращение использования пестицидов, устойчивых к разложению, применение в основном препаратов с меньшей устойчивостью. К важным мерам снижения загрязнения почвы пестицидами относится выведение новых сортов и гибридов растений, устойчивых к болезням и вредителям, использование химической обработки семян и посадочного материала, ротация культур, внесение достаточных количеств органических и минеральных удобрений при равномерном их распределении, соблюдение всех необходимых зональных приемов агротехники, расширение биологических методов борьбы.

Основная доля химических обработок посевов сельскохозяйственных культур приходится на авиацию, причем в основном используют самолеты и меньше -- вертолеты. С экологических позиций обработка самолетами наименее желательна, так как таит в себе опасность уничтожения полезной фауны, порчи лесных полос и смыва удобрений и пестицидов. Поэтому по возможности следует вносить их наземным способом, заделывая в почву.

Опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами. Это может происходить при добыче их из недр в результате рассеивания в почвенном слое, а также при выбросах газов, бесхозяйственном размещении отходов, орошении сточными водами, внесении фосфорных и органических удобрений, применении пестицидов и т.д. В тяжелых по гранулометрическому составу почвах, в особенности если они обогащены гумусом, опасность адсорбции растениями избыточного количества тяжелых металлов меньше. Они входят в состав сложных комплексных соединений, слабо поддающихся разложению. Высокая емкость поглощения почвы и ее щелочная реакция способствуют прочному удержанию тяжелых металлов, что исключает возможность их усвоения растениями в токсичных концентрациях.

К мерам борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами относятся известкование, внесение удобрений с щелочной реакцией. Из других способов снижения их уровня можно рекомендовать глубокую вспашку с оборотом пласта, при которой на поверхность выворачиваются слои почвы с меньшим содержанием этих элементов. Можно выращивать растения, слабо реагирующие на высокие концентрации в почве тяжелых металлов и не аккумулирующие их в опасных для животных и человека количествах, например технические культуры. Эффективна посадка на содержащих тяжелые металлы почвах лесных насаждений, так как в этом случае исключаются какие-либо санитарные ограничения.

Большую опасность представляет загрязнение почвы фтором, источниками которого является алюминиевая, керамическая, стекольная промышленность, производство фосфорных удобрений и др. Фосфогипс -- отход при производстве фосфорных удобрений -- содержит 54-60 мг/кг фтора. Обычно его вносят при мелиорации щелочных почв в дозе 6--12 т/га. Это может неблагоприятно сказаться на растениях. Разные их виды неодинаково реагируют на фтор. Так, установлено, что фасоль в 4-- 17 раз чувствительнее к этому элементу, чем кукуруза. Растения, содержащие 1 мг/кг фтора, токсичны для животных.

В связи с широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв радионуклидами. Источники радиации -- ядерные установки, испытание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а также в США, Англии).

В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные стронций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной способностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, накапливают изотопы, а у населения, использующего в пищу оленину, в организме в 10 раз больше цезия, чем у других северных народов.

Важную проблему представляет использование в качестве удобрения ила сточных вод, который может содержать различные тяжелые металлы. В США его компостируют с навозом. Ил применяют при выращивании полевых культур, а также на пастбищах при условии, если он не содержит токсичных веществ и патогенов. Токсичное действие ила для ржи проявляется при дозе 180 т/га.

Высокие концентрации меди и цинка угнетают рост плодовых и других культур. Салат способен накапливать большое количество тяжелых металлов. Картофель и морковь обладают меньшей способностью к биоконцентрации, и эти культуры надо рекомендовать на почвах с высоким содержанием тяжелых металлов. В целом овощные культуры более чувствительны к тяжелым металлам, чем зерновые.

Свинец наиболее токсичен на кислых, бедных фосфором почвах. Большую опасность представляет кадмий. При концентрации его 1 мг/кг отмечены случаи отравления людей. Никель и цинк в основном нетоксичны для животных. Овцы чувствительны к меди, и при содержании в корме 12-- 13 мг ее на 1 кг сухого вещества происходит отравление животных. Поэтому в иле, используемом в качестве удобрений, не должно быть избыточного количества тяжелых металлов, его надо подвергать ферментации и пастеризации. Опасно внесение ила на одних и тех же участках, так как происходит накопление токсичных веществ. Для снижения токсичности металлов весьма эффективно известкование почвы.

Приняты следующие предельные концентрации тяжелых металлов в иле сточных вод, мг/кг: цинк -- 2000, свинец -- 1000, медь -- 800, никель -- 100, бор -- 100, ртуть -- 15, кадмий -- 0,005.

Все в большей степени проявляется влияние на окружающую среду производства и использования военных средств. Это связано с увеличением технического оснащения армий разных стран и совершенствованием вооружения. На долю его производства в мире приходится примерно 40 % загрязнения почв, воды, атмосферы.

Но экологическая опасность не снижается и в мирное время. Отрицательное влияние на природу оказывает само производство вооружения, на которое расходуются природные ресурсы. Проведение крупных маневров, испытание ядерных боеголовок, транспортировка и складирование различных видов оружия и боеприпасов и т.д. приводят к разрушению почвы. Полигоны, военные базы, аэродромы, платформы для запуска ракет, казармы, гаражи и т.д. выводят из сельскохозяйственного оборота многие миллионы гектаров земель, которые необходимо использовать по прямому назначению -- для ведения сельского и лесного хозяйства, устройства рекреационных зон.

Надо уяснить, что наше будущее определяется прежде всего возможностями природы и нельзя брать у нее больше, чем она может восстановить. Однако в мире ежегодное изъятие природных ресурсов превышает норму в 10 раз.

5.5 Рекультивация земель

Земли, на которых в результате хозяйственной деятельности уничтожена растительность, изменены гидрологический режим и рельеф местности, разрушен и загрязнен почвенный покров, принято называть нарушенными. Значительный ущерб участкам, пригодным для сельскохозяйственного использования, причиняют открытые разработки недр. Образующиеся карьеры глубиной 400-- 500 м и отвалы охватывают большие площади.

Вновь использовать такие земли в хозяйственных целях можно только после их восстановления. Процесс восстановления нарушенных земель называется рекультивацией.

Особая необходимость в рекультивации стала ощущаться примерно с 50-х годов. К этому времени относится озеленение методами биологической рекультивации терриконов шахтных угольных разработок в Донбассе (г. Донецк), задернение злаками и некоторыми бобовыми растениями золоотвалов на тепловых электростанциях Урала.

Рекультивация земель -- сложная проблема. Ее решение в значительной мере зависит от конкретных экологических условий нарушенных территорий. Для проектирования рекультивационных работ нужны данные о физико-химическом составе грунта, особенностях гидрологического режима, форме отвалов, крутизне откосов и т.д.

Предприятиям, организациям и учреждениям вменяется в обязанность после торфоразработок, горных, строительных и иных работ за их счет приводить нарушенные земли в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном и рыбном хозяйстве.

При добыче полезных ископаемых открытым способом, строительстве животноводческих комплексов, создании орошаемых участков и других работах, связанных с нарушением почвенного покрова, необходимо выполнять требования по снятию, хранению и возврату или перемещению верхнего гумусированного слоя почвы на рекультивируемые земли, а при экологической целесообразности -- и на малопродуктивные угодья.

В связи с геолого-поисковыми и промысловыми нефтяными работами актуальна рекультивация земель, загрязненных нефтью, токсичными по составу промывочными жидкостями, нарушенных буровыми вышками и различными вспомогательными транспортными средствами. Согласно нормативам на каждую скважину отводится 2,2 га. На практике же часто выводится из сельскохозяйственного оборота гораздо большая площадь. Особенно много земли повреждается при перемещении буровых установок в смонтированном виде большой колонной гусеничных тракторов.

Рекультивационные работы нередко отстают от намеченных планов. Часть переданных во временную эксплуатацию земель используется бесхозяйственно и не приводится в состояние, пригодное для дальнейшего вовлечения их в сельскохозяйственное производство. Отмечается тенденция увеличения площадей отработанных торфяных месторождений, не переданных землепользователям. В ряде областей выявлены бесхозные карьеры, число которых из года в год растет. Часто землепользователям земли передают в основном после отработки торфяных месторождений, разрозненными участками, без выполнения необходимых мелиоративных работ и агрохимических обследований. Создаются трудности для проведения своевременной биологической рекультивации и введения этих земель в сельскохозяйственный оборот.

Поля после фрезерной добычи торфа, невыработанные окраины болот осваивают с помощью лесных культур. Фрезерные поля в зависимости от глубины залегания грунтовых вод делят на низкие, средние и высокие. Все типы полей при мощности торфа до 30 см, а также невыработанные окраины облесяют. На низких полях почву готовят, создавая микроповышения в виде напашных свальных двухпластовых валов. Подготовка почвы на средних и высоких полях состоит в глубокой вспашке с последующим дискованием дернины и глыбистого торфа. Посадку (весной) начинают через 2-- 3 года после выработки торфа. Используют однолетние сеянцы сосны, двух-трехлетние -- ели, одно-двулетние -- березы и ольхи и укорененные стеблевые черенки тополя. Удобрения вносят из расчета Р60-90К90-120.

На низких полях с сапропелевым плодородным торфом формируются хорошие сенокосы. Невыработанные окраины осваивают под полевые культуры. Западины и карьеры используют как водоемы, угодья для дичи и рыбоводства.

При сельскохозяйственном освоении выработанных торфяников нужно проводить известкование. Здесь выращивают овес, вико-овсяную смесь, озимую рожь и др.; получают высокие урожаи различных культур, что позволяет компенсировать затраты на рекультивацию в течение первых 2--3 лет.

На осушенных низинных торфяниках сельскохозяйственные культуры особенно отзывчивы на фосфорные и калийные удобрения, а из микроудобрений -- на медные.

В Германии мелиорацию маломощных низинных торфяников проводят посредством глубокой вспашки и создания верхнего песчаного слоя мощностью 20 см. В Норвегии на низинных торфяных болотах возделывают овес и ячмень, в Швеции выработанные торфяные площади трансформируют в сенокосные и ягодные угодья, создают пруды и озера с последующим разведением рыбы или превращают в зоны отдыха. В Финляндии предприятия торфяной промышленности обязаны оставлять торфяники после их выработки в состоянии, пригодном для возделывания зерновых, трав или выращивания леса. Осушенные торфяные болота используют в этой стране под огороды, сады, а торф -- в теплично-парниковом хозяйстве.

Бывшие торфяные участки, будучи обводненными, могут украшать ландшафт.

Важную проблему представляет рекультивация отвалов золы электростанций и шлаковых полей металлургических заводов и обогатительных фабрик. Они не только изымают землю из оборота, но и представляют опасность в санитарно-гигиеническом отношении. Поэтому их нужно закреплять и озеленять. Эти отвалы и шламы вследствие дефицита азота и воды зарастают очень медленно. Но достаточно нанести на их поверхность 2--3-сантиметровый слой почвы, как они могут дать урожайность сена 3--5 т/га. При создании слоя плодородной почвы мощностью от 10 до 50 см и внесении повышенных доз удобрений можно получать высокие урожаи -- 2--4 т/га. Причем на шламовых полях, содержащих токсичные соединения, покрытие почвой должно быть более мощным, чем на золоотвалах. Шламовые поля необходимо закреплять. Для этого их мульчируют соломой, опилками, древесной корой, различными искусственными стабилизаторами.

В результате горных разработок не только нарушается почвенный покров, меняется рельеф, но и загрязняется атмосфера, изменяется гидрологический режим на прилегающей территории. Снижение уровня грунтовых вод ведет к уменьшению прироста лесов и урожаев полевых культур, вызывает так называемую местную засуху.

Нарушенные территории по физико-химическим свойствам и пригодности к биологическому освоению разделяют на три группы.

1-я группа -- потенциально плодородные грунты, пригодные для произрастания растений;

2-я группа -- грунты, малопригодные для растительности, так называемые индифферентные грунты, которые следует использовать под облесение;

3-я группа -- фитотоксичные грунты, непригодные для освоения без проведения химической мелиорации.

Отвалы, будучи неоднородными, весьма разнообразны по степени кислотности и водно-физическим свойствам. Рекультивацию земель, нарушенных горными разработками, проводят в три этапа.

Первый этап -- подготовительный, когда обследуют земли, требующие рекультивации, устанавливают ее направление, составляют технико-экономическое обоснование и проект рекультивации.

Второй этап -- гарно-техническая рекультивация в зависимости от условий района может дополняться промежуточной стадией -- химической мелиорацией. Горно-техническую рекультивацию проводят предприятия, разрабатывающие полезные ископаемые.

Горно-техническая рекультивация включает три стадии работ по формированию рельефа местности.

Первая стадия -- селективная выемка и складирование верхнего гумусированного слоя почвы и нетоксичных пород с последующим их использованием для рекультивации.

Вторая стадия -- формирование и планирование поверхности отвалов. Под них в первую очередь надо отводить выработанное пространство карьеров, а также овраги и балки.

Участки для отвалов располагают в местах, которые не будут использованы для горных работ, и на других площадях, выведенных из сельскохозяйственного оборота. Это, как правило, земли с низким плодородием. Надо учесть санитарные требования, предусмотреть эстетику будущего ландшафта и возможность выполнения отдельных работ с наименьшими затратами. При условии содержания в отдельных грунтах менее 20 % токсичных пород в случае лесохозяйственного использования достаточно формирования отвалов и их разравнивания, позволяющего механизированно проводить посадку лесокультур и уход за ними. При сельскохозяйственном освоении выполняют планировку бульдозерами, выполаживание отвалов до состояния, обеспечивающего их постоянную устойчивость.

Третья стадия -- формирование плодородного корнеобитаемого слоя для последующего этапа рекультивации -- биологического, путем возврата ранее вынутого и складированного в бурты верхнего гумусированного слоя почвы.

Если породы токсичны или соленосны, необходимо применять селективное отвалообразование, которое обеспечивает их захоронение в основание отвалов. Затем токсичные или соленосные грунты перекрывают экраном -- слоем нетоксичной породы (60-- 100 см), проводят планировку площади бульдозерами и покрывают гумусированным слоем почвы. Токсичность сульфидсодержащих пород можно снизить химической мелиорацией. Один из способов -- внесение высоких доз извести.

При токсичности грунтов более 40 % рекомендуется проводить полную химическую мелиорацию, причем количество извести в разных районах неодинаково. Например, в Подмосковье для полной мелиорации грунтосмеси достаточно внести 2 % извести, дважды перемешивая ее с мелиорируемым грунтом, на глубину не менее 50--70 см. При содержании 20--40 % токсичных пород применяют частичную мелиорацию, а при содержании их менее 20 % мелиорацию не проводят.

По окончании мелиоративных работ грунты покрывают селективно вынутым гумусированным слоем. Не предпочтительнее выполнять покрытие нетоксичной материнской породой, а затем на нее наносить гумусированный слой. Помимо так называемого сухого способа покрытия отвалов можно применять гидроспособ, при котором на спланированную поверхность отвалов подают по трубам пульпу из смеси воды и гумусированного слоя почвы.

Третий этап восстановления нарушенных горными разработками территорий -- биологическая рекультивация. В процессе ее решается задача восстановления плодородия подготовленных горно-технической рекультивацией участков и перевод их в категорию полноценных сельскохозяйственных и лесных угодий. Методы биологической рекультивации различны в зависимости от зональных и хозяйственно-экономических условий.

Известны два вида биологической рекультивации: лесная и сельскохозяйственная. Наиболее экономным видом освоения рекультивируемых земель считается их облесение, поэтому в большинстве стран предпочтение отдается лесной рекультивации.

За год-два до посадки проводят противоэрозионные мероприятия.

Для накопления в верхнем слое органических веществ перед облесением высевают люпин. В южных районах хорошие результаты дает посев таких сидератов, как донник и люцерна. Отмечено, что под многолетними травами в грунтах значительно активизируются биологические процессы.

По существу, для облесения пригодны почти все вскрышные породы. Оптимум рН грунтов для хвойных видов 4,5--6,0, для лиственных -- 6,0--7,5.

Создание лесонасаждений на отвалах посевом семян древесных пород оказалось неудачным. Семена поедают грызуны, всходы усыхают. Поэтому рекомендуют посадку древесных пород: хвойных -- двулетними, лиственных -- однолетними сеянцами. Подбирают местные, аборигенные породы.

В лесной, лесостепной и степной зонах на нетоксичных и потенциально плодородных вскрышных породах выращивание насаждений не представляет особых трудностей. Для Крайнего Севера страны, где естественное возобновление растительности происходит слабо, рекультивация техногенных ландшафтов, подверженных мерзлотным процессам, затруднена и недостаточно разработана. То же относится к районам, где развиты эрозионно-термокарстовые процессы.

На торфяно-болотных разностях почв устойчивыми и быстрорастущими породами оказываются ель, осина, тополь бальзамический и канадский, рябина, смородина черная и красная, ива пятитычинковая, а на песках -- сосна. Мелкозалежные земли с мощностью торфа свыше 0,3 м и минеральные обнажения пригодны для дуба, клена, ясеня, липы и груши.

На Урале выполняют большие работы по лесной и лесопарковой рекультивации. Здесь проводят террасирование склонов, предварительный посев бобовых и злаковых трав с внесением торфа или навоза, посадку кустарников. В качестве лесообразующих пород используют сосну, лиственницу, а вблизи предприятий -- березу по-вислую. В Подмосковном угольном бассейне наиболее устойчивыми оказались береза повислая и сосна обыкновенная.

Для снижения эрозии на отвалах необходимо создавать дернину. Хорошо показали себя травосмеси из овсяницы, мятлика и волос-неца на предварительно нанесенном 10-сантиметровом слое почвы. Для закрепления склонов можно применять гидропосев трав без предварительного нанесения плодородного слоя. Для закрепления органогенных субстратов и снижения термоэрозии используют морошку, княженику, костянику.

Застройка отвалов, дачное строительство возможны после их усадки -- не менее чем через 10 лет после отсыпки, причем, как правило, допускается возведение одноэтажных зданий. В карьерах и на отвалах после их планировки можно строить коллективные гаражи, теплицы для выращивания овощей и шампиньонов.

На нетоксичных вскрышных породах в густонаселенных районах практикуется сельскохозяйственная рекультивация. Подготовка нарушенных территорий после горно-технической рекультивации включает несколько стадий: известкование; рыхление на глубину до 60 см; внесение повышенных доз сбалансированных удобрений; посев злаково-бобовой травосмеси.

Удобрения применяют после выполнения горно-технической рекультивации, под посев трав и после них. В целом за три этапа вносят 200--250 кг минеральных удобрений при соотношении NРК, равном 2:3:5.

40--60 см. При этом получают урожаи, сравнимые с урожаями на старопахотных землях. Под травы достаточна мощность слоя плодородной почвы на отвалах 30 см. Севооборот должен включать четыре-пять видов многолетних трав.

В Карагандинском угольном бассейне и на железорудных отвалах для биологической рекультивации используют люцерну, пырей ползучий, житняк, донник, мятлик луговой, эспарцет, овсяницу, кострец. При этом обязательно проводят полив. Древесно-кустарниковые породы высаживают выборочно в ямы и траншеи с полной заменой инертной минеральной породы гумусированным слоем почвы на глубину распространения основной массы корней.

Карьеры нерудных ископаемых можно, если позволяют гидрогеологические условия, заполнять водой, создавая водохранилища с благоустроенными, озелененными берегами. Здесь можно организовать зоны отдыха для жителей городов. Подобный метод использования бросовых земель с системой озер преобразует ландшафт, улучшает рекреационные условия.

Много земель изымается под застройку городов, но плотность ее, как правило, низкая. При условии уплотнения застройки городское и промышленное строительство целесообразно вести на бросовых или низкобонитетных с точки зрения сельскохозяйственного производства землях. Линии электропередач и трубопроводы различного назначения следует размещать, руководствуясь этим же принципом, располагать вдоль дорог, лесополос, по межам.

Строительство железных, автомобильных дорог, аэродромов также требует много земель. При их сооружении важно соблюдать соответствующие нормы отчуждения земельного фонда, буртовать и хранить верхний плодородный слой почвы, а после окончания строительства возвращать его на нарушенные участки или вывозить на менее плодородные земли. В целом по стране объем земляных работ, связанных с перемещением верхнего плодородного слоя почвы, составит несколько миллиардов кубических метров, которые надо максимально, без потерь использовать для улучшения малоплодородных земель.

Загрязнение почв РБ в результате хозяйственной деятельности

В Беларуси имеется 9 типов почв и 165 разновидностей. Наиболее распространены:

· Дерновые

· дерново-карбонатные (0,03%)

· дерново-подзолистые - 87,5 %

· - торфяно-болотные

· - почвы пойм

Распределение почв РБ по грансоставу

· Глинистые и тяжелосуглинистые - 0,4%

· Средне- и легкосуглинистые - 20,1%

· Супесчаные - 45,6%

· Песчаные - 21,2%

· Торфяные - 12,7%

1) Беларусь от эрозии теряет 20% урожая. Площадь эродированных земель составляет 4,0 млн.га, из них 2,3 млн.га - пахотные почвы. Водной эрозии подвержены 30% пахотных земель, ветровой эрозии - 8%.

2) Проблема мелиорации Полесья. Мелиорации подвержено 31,1%, 16,4% осушенные земли, из них 220 тыс.га деградированные торфяники.

3) Твердые и жидкие отходы промышленности и бытовые отходы. В РБ ежегодно образуется 1,5 тыс. видов отходов, уровень вторичного использования - 22,3%, утилизация бытовых отходов - 4%. В РБ на одного человека образется в год 0,877 кг/человека (Евросоюз--0,85-1,7 кг/чел)

4) Очаги наибольшего загрязнения: г.Солигорск «Беларуськалий», в районах нефтеперерабатывающих предприятий, крупных химических предприятий, Чернобыльская зона.

Земельный фонд Беларуси

Общий земельный фонд Республики Беларусь на протяжении последних лет остается неизменным и по состоянию на 1 января 1999 г. составляет 20759,6 тыс. га, в том числе 9307,2 тыс. га сельскохозяйственных земель, из которых 6186,6 тыс. га являются пахотными.

С учетом произошедших в 1998 г. изменений структура земельного фонда по категориям земель, землевладельцам и землепользователям Республики Беларусь по состоянию на начало 1999 г.

Площадь земель сельскохозяйственного назначения - колхозов, совхозов, других сельскохозяйственных предприятий и граждан, включая крестьянские (фермерские) хозяйства за прошедший год сократилась на 103,5 тыс. га (убыло 115,8 тыс. га, прибыло 12,3 тыс. га). Тем самым доля земель этой категории в общей площади земельного фонда РБ сократилась с 57,1 до 56,6%. Это произошло вследствие передачи земель государственным лесохозяйственным предприятиям, для индивидуального жилищного строительства и коллективного садоводства, отвода организациям и учреждениям природоохранного, оздоровительного, рекреационного и историко-культурного назначения, передачи в запас.

Земли запаса в 1998 г. в целом увеличились на 16,8 тыс. га за счет передачи в эту категорию земель сельскохозяйственных предприятий, выработанных торфяников, земель занятых гидротехническими и другими водохозяйственными сооружениями.

В прошедшем году площади земель государственных лесохозяйственных предприятий уменьшились на 2,9 тыс. га, земли общего пользования в населенных пунктах - на 0,5; земли промышленности, транспорта, связи и обороны - на 2,0 и земли, занятые гидротехническими и другими сооружениями - на 2,5 тыс. га.

Более существенные изменения в прошедшем году претерпели площади земель природоохранного назначения, которые увеличились на 94,6 тыс. га, в основном за счет передачи 87,2 тыс. га земель, ранее принадлежавших государственным лесохозяйственным предприятиям.

В отличие от предыдущих лет, когда происходило некоторое уменьшение площади сельскохозяйственных земель, в 1998 г., наоборот, их площади увеличились на 1,3 тыс. га, при этом площадь пахотных земель увеличилась на 11,7 тыс. га. Произошло это главным образом посредством передачи некоторых площадей из категории других земель в категорию сельскохозяйственных. В 1998 г. увеличились также (на 24,2 тыс. га) площади лесных и прочих лесопокрытых земель. Наиболее существенное уменьшение площади отмечено для категории других земель - на 38,4 тыс. га.

Площадь сельскохозяйственных угодий и пашни в расчете на одного жителя республики в последние годы практически неизменна и в 1998 г. составила, соответственно, 0,91 и 0,60 га.

По-прежнему остается неблагоприятной ситуация с орошаемыми землями. Их площадь в республике по сравнению с предыдущим годом не изменилась и составила на начало 1999 г. 115,1 тыс. га. Технический уровень гидромелиоративных систем на орошаемых землях неудовлетворительный, вследствие чего необходимо его улучшение на площади 41,1 тыс. га, комплексная реконструкция на площади 38,5 тыс. га, восстановление или замена дождевальных машин и установок на площади 51,6 тыс. га, проведение ремонтных работ на площади 12,6 тыс. га.

Общая площадь осушенных земель в 1998 г. увеличилась всего на 5,3 тыс. га и составила 3414,3 тыс. га, в том числе 2927,9 тыс. га сельскохозяйственных земель. Новое мелиоративное строительство было осуществлено на небольшой площади - 5,8 тыс. га.

Техническое состояние мелиоративных систем на осушенных землях, как и на орошаемых, находится на низком уровне. Требуется провести их реконструкцию на площади 517,9 тыс. га, мелиоративное улучшение на площади 234,1 тыс. га, текущий ремонт на площади 311,6 тыс. га. Ухудшение качественного состояния мелиоративных систем связано с недостаточным финансированием работ по реконструкции и уходу за существующими системами, несвоевременным проведением других мероприятий по сохранению их в рабочем состоянии.

Объемы культуртехнических работ по улучшению сенокосных и пастбищных земель из года в год сокращаются. В 1998 г. работы по расчистке сенокосов и пастбищ от кустарника и редколесья проведены лишь на площади 335 га.

В 1998 г. 7,0 тыс. га исключено из категории радиационно-опасных земель и, в соответствии с Постановлениями Совета Министров РБ, возвращено колхозам и совхозам для сельскохозяйственного использования.

На начало 1999 г. в республике имелось 5172 садоводческих товарищества, однако использование ими земель не всегда является рациональным. Основными причинами не использования земельных участков, предоставленных для коллективного садоводства, являются удаленность их от мест проживания граждан, плохая транспортная доступность и высокие транспортные расходы, низкое плодородие отдельных участков, необходимость проведения мелиоративных и культуртехнических работ, большие затраты на обустройство территории садоводческих товариществ.

На конец 1998 г. в республике имелось 2641 крестьянское (фермерское) хозяйство на площади 67,0 тыс. га. За этот год было создано 202 и прекратили свое существование 238 хозяйств. Основной причиной прекращения их деятельности является прежде всего неэффективное использование предоставленных им земель.

Продолжалась передача земель в частную собственность гражданам республики. На начало 1999 г. 376512 граждан приобрели в частную собственность земельные участки на площади 71,6 тыс. га, в том числе для ведения личного подсобного хозяйства -на 44,7 тыс. га, строительства и обслуживания жилого дома - на 10,8 тыс. га, садоводства и дачного строительства- на 16,1 тыс. га.

Негативное влияние на эффективность использования сельскохозяйственных земель и плодородие почв республики оказывает происходящее в последние годы сокращение объемов внесения органических и минеральных удобрений, средств защиты растений и микроудобрений, а также известкования кислых почв. Во многих районах республики это привело к снижению содержания в почве гумуса, фосфора, калия и других элементов питания растений, повышению кислотности почв.

Применение в процессе сельскохозяйственного производства средств химизации (минеральных и известковых удобрений, микроэлементов, пестицидов, жидкого бесподстилочного навоза и др.), осуществляемое с нарушением агротехнологии возделывания сельскохозяйственных культур (необоснованное превышение рекомендованных доз, сроков внесения, применение в запрещенных местах и т.д.), может привести к загрязнению почвенного покрова.

Одним из средств, улучшающих свойства почвенного поглощающего комплекса, является внесение известковых материалов. По данным крупномасштабного агрохимического обследования почв на 01.01.99 г. количество кислых почв с рН (в КС!) менее 5,0 составляет 6,1% от всей площади пашни. В то же время в республике имеется 3,4% переизвесткованных почв с рН (в КС!) более 7,0. На таких почвах ограничивается возделывание культур-кальциефобов (лен, картофель, люпин), снижается подвижность микроэлементов, что требует дополнительного внесения соответствующих микроудобрений. В конечном счете это ведет к снижению величины и качества урожая этих культур. Кроме того, на переизвесткованных почвах значительно возрастают потери кальция, который затем попадает в грунтовые и поверхностные воды.

В результате систематического внесения фосфорных и калийных удобрений средневзвешенное содержание фосфора и калия в пахотных почвах республики составляет в настоящее время, соответственно, 188 и 175 мг/кг, на лугопастбищных угодьях - 116 и 113 мг/кг. Такие уровни содержания не являются высокими и, учитывая современные объемы применения удобрений, как в ближайшей, так и более отдаленной перспективе, нет оснований говорить о возможном отрицательном действии фосфорных и калийных удобрений. Результаты многолетних полевых опытов свидетельствуют, что даже при содержании фосфора и калия в почвах в интервале 300-400 мг/кг можно говорить только о снижении рентабельности вносимых удобрений, но не об ущербе качеству выращиваемой сельскохозяйственной продукции. На почвах, где несколько превышены оптимальные параметры содержания фосфора и калия, необходимо временное снижение их применения.

Ущерб качеству растениеводческой продукции, а также загрязнение почвенных и грунтовых вод могут быть вызваны неправильным применением азотных удобрений. Передозировка, нарушение сроков внесения этих удобрений вызывают повышенное накопление нитратов в растениях, вымывание их в нижележащие горизонты почвенного профиля. В связи с этим в республике разработаны регламенты, ограничивающие дозы внесения азотных удобрений при возделывании сельскохозяйственных культур, гарантирующие в то же время получение качественной продукции и снижающие возможность загрязнения окружающей среды.

В последние годы в Беларуси ежегодно применяются около 40-45 млн. тонн органических удобрений, которые являются основным источником накопления запасов гумуса в почвах. Так, за последние 30 лет содержание гумуса в пахотных почвах возросло с 1,72 до 2,27%. Применение традиционных форм органических удобрений (соломистый навоз, компосты) не вызывает какого-либо вредного воздействия на окружающую среду. Однако, в настоящее время в структуре органических удобрений около 14% занимает жидкий бесподстилочный навоз, бессистемное применение которого в зонах крупных животноводческих комплексов может вызвать избыточное накопление нитратов в почвах, водах и растениеводческой продукции. Поэтому внесение жидкого навоза должно регулироваться в соответствии с имеющимися рекомендациями и не превышать 200-250 кг/га (по азоту) на минеральных и 150 кг/га - на торфяных почвах.

Загрязнение почв тяжелыми металлами может произойти при использовании в качестве органических удобрений осадков сточных вод и компостов из твердых бытовых отходов. Поэтому их применение должно осуществляться только на несельскохозяйственных угодьях (в лесоводстве, при выращивании цветов, озеленении городских территорий и т.д.).

Несмотря на снижение в последние годы объемов внесения пестицидов в республике, опасность загрязнения ими почв сохраняется как за счет передозировки норм внесения, так и за счет остаточных их количеств. Последнее относится прежде всего к наиболее токсичным хлорорганическим пестицидам, запрещенным в настоящее время к применению.

Госкомгидрометом Республики Беларусь в 1998 г. продолжен вневедомственный выборочный контроль за содержанием в почвах сельхозугодий пестицидов. Он включал работы по отбору проб почвы на площади около 4,0 тыс. га с последующим анализом 550 проб, в которых определялись пестициды 8 наименований: ДДТ и его метаболит ДДЭ, изомеры ГХЦГ (а, (3 + у), симазин + атразин, прометрин, трихлорацетат натрия (ТХАН).

Отбор проб проводился на 138 полях в 29 хозяйствах всех областей республики. Химический анализ почвенных проб осуществлялся в лаборатории мониторинга наземных экосистем. В качестве оценки загрязнения сельхозугодий служили показатели предельно- или ориентировочно-допустимых концентраций (ПДК, ОДК) в почве, равные для ДДТ, ДДЭ, Х ГХЦГ - 0,1 млн.'¹, ТХАН, симазин + атразин - 0,2 млн.'¹, прометрина - 0,5 млн.'¹.

6. Ведение сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения территории

6.1 Радиоэкологические последствия катастрофы на ЧАЭС

В 01 ч. 24 мин. московского времени 26 апреля 1986 года на 4-ом блоке Чернобыльской АЭС последовали один за другим два взрыва, которые разрушили перекрытия, сорвали крышу со здания реактора, открыли его активную зону и выбросили в атмосферу большое количество уранового топлива, трансурановых элементов, продуктов деления, бетон, графит. Возник пожар.

Радиоактивные вещества достигли высоты 1,8 км и начали перемещаться с воздушными потоками в северо-западном и северном направлении через западные и центральные районы Беларуси.

Во внешнюю среду было выброшено 50-60 % йода и 30-35 % цезия, содержащихся в реакторе. Всего, на момент взрыва, в реакторе находилось 190,2 т ядерного горючего.

Формирование радиоактивного загрязнения Беларуси началось сразу же после взрыва реактора. 27-28 апреля 1986 г. территория Беларуси находилась под влиянием пониженного атмосферного давления. 28 апреля во всех областях республики прошли дожди, носившие ливневый характер.

С 29 апреля переместившиеся в северном направлении воздушные массы с радиоактивными выбросами в связи со сменой направления движения воздушных потоков начали перемещаться из Прибалтики на Беларусь. Такой перенос воздушных потоков сохранялся до 6 мая. С 8 мая произошло повторное изменение направления движения воздушных масс, и их траектория вновь проходила от Чернобыля в северном направлении.

Метеорологические условия движения радиоактивно загрязненных воздушных масс с 26 апреля по 10 мая 1986 года в совокупности с дождями, особенно в конце апреля и начале мая, определили масштабность радиоактивного загрязнения территории Беларуси.

Более двух третей радионуклидов, выброшенных из разрушенного блока, выпало на Беларусь и радиоактивному загрязнению подверглось 45,6 тыс.км², или 23% территории республики, в том числе более 1,866 млн. га сельхозугодий, из которых 106 тыс.га были исключены из землепользования в первый год после катастрофы.

Всего за 1986-1989 гг. из оборота выведено 256,7 тыс. га сельхозугодий.

Основная часть территории созданного в ближней от ЧАЭС зоне Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (1,3 тыс. км²) из-за высокой плотности загрязнения долгоживущими изотопами практически навечно выведена из пользования.

Наиболее загрязненными в результате катастрофы на ЧАЭС оказались Гомельская, Могилевская и Брестская области.

В юго-восточной части Брестской области цезием-137 с уровнем загрязнения выше 37 кБк/м² (1 Кu/км²) частично загрязнены почвы шести районов - Лунинецкого, Столинского, Пинского, Дрогичинского, Березовского, Барановичского.

В Минской области почвы с плотностью загрязнения цезием-137 выше 37 кБк/м² имеются в Воложинском, Борисовском, Березинском, Солигорском, Молодечнеском, Вилейском, Столбцовском, Крупском, Логойском и Слуцком районах.

В Гродненской области цезием-137 частично загрязнены почвы в Дятловском, Ивьевском, Кореличском, Вороновском, Новогрудском и Сморгонском районах.

В Витебской области в Толочинском районе выявлено четыре населенных пункта с плотностью загрязнения почвы Сs-107 более 37 кБк/м².

На остальной территории Беларуси уровни загрязнения почвы цезием-137 также выше доаварийных значений и лишь северо-западных районах Витебской области сопоставимы с глобальными выпадениями.

Для сравнения, загрязнение территории свыше 37 кБк/м² по цезию-137 для Украины составляет 5 %, России - 0,6%, что свидетельствует о более сложных и тяжелых последствиях чернобыльской катастрофы для Беларуси.

Чернобыльская катастрофа оказала воздействие на все сферы жизнедеятельности человека.

На сегодняшний день из зон загрязнения в чистые районы республики переселено почти 130 тыс. человек, в том числе 84,3 тыс. из зон первоочередного и последующего отселения.

На загрязненных долгоживущими радионуклидами территориях до настоящего времени в 3221 населенном пункте проживают 1840951 человек.

Авария вызвала появление доселе неизвестной массовой категории беженцев - экологических.

Однако наибольший ущерб от катастрофы нанесен сельскому хозяйству республики.

Основными радионуклидами, определяющими радиационную обстановку на загрязненных сельскохозяйственных угодьях, являются цезий-137 и стронций-90. Система "почва-растение" является главным звеном в пищевой цепочке, обеспечивающей основное поступление радионуклидов в организм человека.

По состоянию на 01.01.96 г. в республике сельскохозяйственное производство ведется на 1351,2 тыс. га земель, загрязненных цезием-137 с плотностью более 1 Ки/км² . Угодья с плотностью загрязнения 1-5 Ки/км² занимают 933,7 тыс. га, 5-15 Ки/км² 354,1 тыс. га, 15-40 Ки/км² - 61,5 тыс. га. Из этих земель 555,1 тыс. га загрязнено стронцием-90 с плотностью более 0,15 Ки/км². Особую сложность представляет производство нормативно чистой продукции на землях с содержанием цезия-137 5-40 Ки/км², площадь которых составляет 415,6 тыс. га, из которых 35,7 тыс. га загрязнены и стронцием-90 с плотностью 1-3 Ки/км².

Основные массивы загрязненных пахотных земель и луговых угодий сосредоточены в Гомельской (58 %) и Могилевской (27 %) областях. В Брестской, Гродненской и Минской областях их доля от общей площади загрязненных сельскохозяйственных угодий в республике составляет соответственно 6, 5 и 5 %.

Хозяйственная деятельность на загрязненных территориях регламентируется законами Республики Беларусь "О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС', "О социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы на Чернобыльской АЭС".

Ликвидировано 54 колхоза и совхоза, закрыто девять заводов перерабатывающей промышленности, агропромышленного комплекса.

Резко сократились посевные площади и валовой сбор с.-х. культур, существенно уменьшилось поголовье скота.

Только прямые потери от выбытия земель с.-х. назначения из оборота за 1986-2015 гг. составят 15,2 млрд. долл.США.

Стоимость недополученной в связи с этим валовой продукции сельского хозяйства исчисляется в 10,3 млрд. долл.

Потери основных производственных и оборотных фондов оцениваются в 0,9 млрд. долл.

Прямые потери продукции личных подсобных хозяйств составляет свыше 400 млн. долл.

В целом, ущерб, нанесенный республике чернобыльской катастрофой в расчете на 30-летний период ее преодоления, оценивается в 235 млрд. дол. США, что равно 32 бюджетам республики 1985 года.

Источником финансовых средств реализаций заданий Государственной программы по преодолению последствий катастрофы является введенный с 1992 г. чрезвычайный налог. До 1994 г. его размер составлял 18% от фонда оплаты труда всех предприятий, расположенных на территории Беларуси (за исключением колхозов, совхозов, фермерских хозяйств).

Однако эти средства покрывали лишь 65-70% расходов бюджета на ликвидацию последствий катастрофы. Остальные 30-35 % потребностей финансировались из республиканского бюджета.

С 1994 г. правительство было вынуждено пойти на снижение ставки чрезвычайного налога до 12 %, а в 1996 г. - до 10 %. Одновременно были сокращены многие виды расходов на ликвидацию последствий катастрофы на ЧАЭС.

6.2 Поведение радионуклидов в почвах и закономерности их поступления в растения

Загрязнение растениеводческой продукции радионуклидами, прежде всего, зависит от свойств почвы, которые обуславливают поглощение и закрепление радионуклидов в почве.

Зная поведение радионуклидов в почвах, можно понять механизм поступления их в растения и наметить пути снижения накопления их в урожае.

Попадая на поверхность почвенного покрова, радиоактивные вещества поглощаются почвами.

Исследованиями установлено, что 80-90 % радионуклидов сосредоточено в активной зоне расположения основной массы корней сельскохозяйственных культур.

Однако долгоживущие радионуклиды цезий-137 и стронций-90 по-разному сорбируются почвами.

Стронций-90 в основном закрепляется в почве по типу ионного обмена.

Содержание обменных форм Sr-90 в почвах разных типов (% от общего его количества):

торфяно-болотные - 60-80;

дерново-подзолистые легкосуглинистые - 80-94;

дерново-подзолистые связносупесчаные - 87-100;

дерново-подзолистые песчаные - 100.

Цезий-137 более прочно фиксируется твердой частью почвы по типу необменной формы в кристаллических решетках почвенных минералов.

Содержание фиксированных форм цезия-137 в почвах разных типов (% от общего его количества):

дерново-подзолистые глееватые легко- и среднесуглинистые - 71-75;

дерново-подзолистые суглинистые и связносупесчаные - 45-450;

дерново-подзолистые рыхло- и связносупесчаные - 35-40.

За послеаварийный период количество прочносвязанного цезия-137 в основных типах почв республики увеличилось в 2,0-2,5 раза и колеблется в пределах 70-84 % от общего содержания.

Для стронция-90, наоборот, характерно преобладание легкодоступных для растений водорастворимой и обменной форм, которые в сумме составляют 53-87 % от валового содержания. Доля фиксируемых форм Sr-90 невелика и имеет тенденцию к снижению.

Только на почвах связного гранулометрического состава (суглинистых) а также с более высоким содержанием гумуса (перегнойно-глеевые почвы) и на торфяно-болотных почвах отмечается возрастание доли фиксированного стронция-90 до 16-40 %.

С точки зрения дальнейшего распространения попадающих в почву радионуклидов и их вовлечения в биологические цепочки процесс поглощения почвами имеет двоякое значение. С одной стороны, оно, как правило, снижает размеры перехода радионуклидов в растения, с другой - аккумуляция поглощенных радионуклидов в верхних горизонтах почвы, то есть в слое наибольшего распространения корней растений, повышает доступность их растениям, а, следовательно, и способствует большему накоплению радионуклидов в урожае, чем при свободном передвижении их в более глубокие горизонты почвы.

Для оценки перспективы ведения сельского хозяйства важно определить динамику самоочищения почв за счет миграции радионуклидов за пределы корнеобитаемого слоя.

Миграционный путь радионуклидов зависит от интенсивности ряда одновременно протекающих процессов: диффузии, переноса с гравитационным током воды, корнями растений и почвенной фауной.

Изучение динамики перераспределения радионуклидов по глубине почвенного профиля на необрабатываемых угодьях (пастбища, сенокосы) показало, что вертикальная миграция протекает с малой скоростью. В большинстве стационаров на основных типах и разновидностях почв до 80% радионуклидов сосредоточено в верхнем 5-ти сантиметровом слое почвы.

Удельная активность почвы на глубине 20 см и более, независимо от типа почвы и ландшафта, повсеместно имеет фоновые значения.

Более заметная миграция радиоцезия и радиостронция на глубину 10-15 см наблюдается только на почвах, подстилаемых рыхлыми породами, обладающими малой емкостью поглощения и высокой водопроницаемостью.

На пашне радионуклиды распространены сравнительно равномерно в пахотном горизонте.

Это можно объяснить тем, что загрязненные участки не изымались из с.-х. производства и поэтому в пределах пахотного горизонта перераспределения выпавшего на поверхность почвы цезия происходило за счет механических обработок почвы.

Таким образом, скорость миграционных процессов радионуклидов незначительная, поэтому ожидать в ближайшее время какого-либо «самоочищения» почвы в результате вертикальной миграции нет оснований.

Вместе с тем наблюдаются процессы локального вторичного загрязнения почв сельскохозяйственных угодий за счет горизонтальной миграции радионуклидов вследствие ветровой и водной эрозии. Содержание цезия-137 в пахотном горизонте различиях элементов рельефа склоновых земель в результате водной эрозии на посевах однолетних культур за девять лет перераспределилось до 1,5-3,0 раз. Увеличение плотности загрязнения почв цезием-137 в зоне аккумуляции (нижние части склонов и понижения) по сравнению с зоной смыва составило в среднем от 13% при ежегодном смыве почвы менее 5 т/га до 75% - при смыве 12-20 т/га. На бессменных посевах многолетних трав твердого стока не наблюдалось и достоверных различий в плотности загрязнения почв по элементам склонов не установлено. В результате ветровой эрозии осушенных торфяно-болотных и песчаных почв, используемых под посев однолетних культур, локальные различия в плотности загрязнения пахотного горизонта радиоцезием достигали 1,5-2,0 раз. Это подчеркивает необходимость защиты почв от водной и ветровой эрозии, что обеспечивает также снижение потерь гумусового слоя и уменьшает вероятность загрязнения продукции на локальных участках угодий.

В связи с этим по-прежнему актуальными остаются вопросы изучения миграции радионуклидов в системе почва-растение-продукция животноводства и на этой основе разработки приемов и способов, направленных на снижение уровня загрязнения продукции сельскохозяйственного производства.

На прочность закрепления радионуклидов и тем самым - на поступление их в растения и накопление в продукции влияют величина емкости поглощения почвы, состав обменных катионов, кислотность почвенного раствора, содержание органического вещества, гранулометрический и минералогический состав.

Накопление радионуклидов определяется, прежде всего, типом почвы. Меньше всего радиоактивные элементы используется растениями на плодородных черноземных почвах и в наибольшем количестве - на менее плодородных дерново-подзолистых, особенно легкого состава почвах.