Розрахуємо її площу:

F= ПТК д (з)/S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК д(з) - долинні ПТК ( заплава), ( 0.45 тис.кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км )

F= 450/800 х 100%;

F= 56.25%

Площа середніх та верхніх терас долинних ПТК на території Борівського району становить 56.25 %. Долинні ПТК займають найбільшу площу на території Борівського району. Тому екологічний стан цих ПТК є важливим для оцінки ПТК району в цілому. Долинні ПТК використовуються для ведення сільського господарства району, а саме: рослинництва, що призводить до надмірного розорення ґрунтів та збідніння їх органічними речовинами, збагачення ґрунтів шкідливими хімічними речовинами, що використовуються для боротьби зі шкідниками та для покращення врожайності сільськогосподарських культур. В результаті інтенсивного випасання худоби відбувається ущільнення ґрунтів та зміни лучних асоціацій рослин. Долинні ПТК змінені в результаті давнього соціального освоєння території: збудовані села, в яких мешкають до 20 тис. населення, з щільністю 25 чол. на 1 кв.км , розвинута транспортна мережа. Саме в долинних ПТК Борівського району розміщені не чисельні промислові підприємства району, що також чинять антропогенний тиск на ПТК та порушують їх стійкість. Тому, можна вважати, екологічний стан долинних ПТК Борівського району, що займають 64% території всього району як напружений.

баково-долинні ПТК формують складні ландшафтні системи з пологими схилами і плескатим днищем, без постійного водостоку. Схили у балок, що розташовані на території Борівського району задерновані, часто зарослі чагарником. Днище сухе, зволожене, або заболочене, у місцях, де порушено рослинний покрив на схилах розвивається ерозія ( біля с. Андріївна, с. Вище Солоне). Розрахуємо її площу:

F= ПТК ( б д)/S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК (б-д) - балково-долинні ПТК ( 88 кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км)

F= 88/800 х 100%;

F= 11%

Площа балково-долинних ПТК на території Борівського району становить 11 %. В результаті інтенсивного господарювання і веденням сільськогосподарських робіт площа ярів росте, на схилах балок природна рослинність видозмінена через безконтрольне пасіння і косовицю. Не проведення природоохоронних протиерозійних заходів призводить до збільшення площі цих ПТК. За класифікацією територій та об'єктів природно-заповідного фонду (ПЗФ) (1983р) на території Борівського району знаходяться два ентомологічних та ботанічний заказники місцевого значення. Ентомологічні заказники були створенні з метою додаткового запилювання бобових культур, які раніше висіювали на сусідніх сільськогосподарських угіддях. На сьогоднішній день заказники знаходяться в незадовільному стані без додержання вимог щодо об'єктів природно-заповідного фонду. Ботанічний заказник створено з метою збереження на крутих схилах балок невеликих ділянок цілинного степу (ковила, типчак, воронець) біля с. Вище Солоне. В екологічному відношенні Борівський район в цілому характеризується прогресивним процесом остепніння, як внаслідок панування степової зони, так і розорювання степу, знищення деревинно-чагарникової рослинності. Через те усі типи місцевості тут потребують збільшення лісових насаджень, фруктових садів і проведення ґрунтозахисних заходів, а саме заходи по боротьбі з ерозією, затримання води в ґрунті, зрошення полів, раціональне використання земель у сільському господарстві.

2.2 Дослідження ПАК

Антропогенні ландшафти, що утворилися й функціонують на території Борівського району відрізняються невеликою різноманітністю. Можна виділити такі класи антропогенних ландшафтів [13,14]:

1. Клас сільськогосподарських ландшафтів: землі під сільськогосподарськими угіддями, сади. Території, розташовані по всій території району (колективні та фермерські господарства району біля наступних сіл: Першотравневе, Піски - Радьківські, Горохуватка, Богуславка, Чернещина, Шийківка.

Розрахуємо площу сільськогосподарських ландшафтів:

F= ПТК с.-г. /S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК с.-г. - сільськогосподарські, ( 650 кв.км)

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км )

F=650 /800 х 100%;

F= 81.25%

Екологічний стан сільськогосподарських антропогенних ландшафтів можна вважати незадовільним. В результаті інтенсивного ведення сільського господарства та утворення антропогенних сільськогосподарських ландшафтів (Правобережжя та Лівобережжя р. Оскіл) надзвичайно змінена морфолітогенна основа, відбулася повна деградація корінного біоценотичного покриву. Це призвело до незадовільного виконання екологічних функцій ПТК на цих територіях: знизилась геологічна стійкість територій, а саме збільшилась площа ерозійних процесів, відмічається засолення та вторинне засолення ґрунтів, про що свідчить зміна флористичних асоціацій на цих територіях. Тому нехтування особливостями рельєфу та ґрунту призводять до зменшення поживних органічних речовин у гумусному горизонті, до змиву родючого горизонту. Це в свою чергу до погіршення якості біологічної продукції, яка тут вирощується.

2. Клас селитебних ландшафтів - території мало (с. Підлиман) та багатоповерхової забудови, що зосереджені в с.м.т. Боровій.

Розрахуємо площу селитебних ландшафтів:

F= ПТК с /S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК с - селитебні ландшафти, ( 0.24 тис.кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км )

F=240 /800 х 100%;

F= 3 %

Цей клас антропогенних ландшафтів не набув ще свого широкого розвитку. Найбільшого поширення ландшафти набули у районному центі - смт. Борова. Екологічний стан ландшафтів - задовільний. Вдосконалення господарства зеленої зони, насадження вздовж доріг, обґрунтоване з еколого-економічних позицій планування містечка, балансування скупчення проживання людей з зеленими зонами сприяють задовільному стану селитебних ландшафтів.

3. Клас лінійно-дорожних ландшафтів, пов'язаний з залізнодорожними (головна магістраль, що проходить по території Борівського району Донбас - Москва), автомобільними (головна автодорога з твердим покриттям Борова - Харків) та іншого виду дорогами.

Розрахуємо площу:

F= ПТК л.д. /S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК л.д. - лінійно-дорожні антропогенні ландшафти ( 8 кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км )

F=8 /800 х 100%;

F= 1 % території

Автомобільний та залізничний транспорт відносять до стійких антропогенних забруднювачів. Окиси азоту, двоокиси вуглецю погіршують екологічний стан атмосферного повітря лінійно-дорожних ландшафтів, особливо влітку, коли погіршенню сприяють метеорологічні умови. Свинець, вуглець погіршують стан ґрунту лінійно-дорожних ландшафтів тим, що елементи накопичуються та ґрунти не здатні до самоочищення. В цілому, екологічний стан задовільний

4. Клас водних антропогенних ландшафтів - водосховища, ставки, канали, в даному випадку Червонооскільське водосховище, річки Горохуватка, Солона, Борова.

Розрахуємо площу водних антропогенних ландшафтів :

F= ПТК в /S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК в - водні антропогенні ландшафти ( 0.056 тис.кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км )

F=56 /800 х 100%;

F= 7 % території;

В результаті інтенсивного використання водних антропогенних ландшафтів відбуваються їх кількісні й якісні зміни. Кількісні зміни полягають у тому, що змінюється кількість води, придатної для господарських потреб, зменшується водний баланс річок. Якісні зміни зумовлені тим річки є не лише джерелом водопостачання, а й басейном, куди скидаються сільськогосподарські й господарсько-побутові скиди. Інтенсивне впровадження зрошувального землеробства та інтенсивна хімізація призвели до засолення ґрунтів, забруднення вод. Тому екологічний стан водних антропогенних ландшафтів вважаємо незадовільний.

5. Клас рекреаційних ландшафтів, що виникли у зонах відпочинку населення та активного туризму розташовані на березі Червонооскільського водосховища та в соснових борах району, на берегах річки Борова та Горохуватка.

Розрахуємо їх площу:

F= ПТК р/S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК р - рекреаційні антропогенні ландшафти ( 0.068 тис.кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 0.8 тис.кв.км )

F=68 /800 х 100%;

F= 8.5%

Враховуючи низьку щільність населення району та недостатню роботу соціального комплексу району рекреаційні антропогенні ландшафти району не використовуються належним чином. Екологічний стан їх можна вважати задовільним.

6. Клас промислових ландшафтів, які з'явилися внаслідок промислового виробництва майже не розповсюджені (промплощадки харчосмакової фабрики, комбікормовий і цегельний заводи у с.м.т. Боровій)

Розрахуємо площу:

F= ПТК п /S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК п - промислові антропогенні ландшафти ( 4 кв.км )

S району - площа Борівського району, ( 800 кв.км )

F= 4 /800 х 100%;

F= 0.5%

Промислові антропогенні ландшафти розташовані на природних ландшафтах підвищених лесових рівнин). Це корінні ландшафти, представлені зниженими алювіальними заплавними рівнинами та низькими алювіальними терасованими рівнинами. Незначне навантаження на ландшафти призводить до стабільного задовільного екологічного стану ландшафтів. Таким чином, для території Борівського району характерний різний екологічний стан антропогенних ландшафтів. Корінні ландшафти, що збереглися біля с. Ченещина збереглися на території дослідження. Це підтримує стійкість стану утворенних похідних антропогенних ландшафтів. Несприятливий екологічний стан низьких алювіальних терасованих рівнин, алювіальних заплавних рівнин. Це пояснюється високою сільськогосподарською, а також значно нижчою селитебною, промисловою та транспортною освоєністю цих видів ландшафтів і не завжди раціональними природоохоронними заходами. На території району проводиться висадка дерев і кущів на пісках, проте в недостатній мірі. В районі проводиться також заходи щодо захисту рослин (садів у північній частині району та полів у південній частині району) від комах-шкідників. Щодо охорони земель та боротьбі з несприятливими природними процесами та явищами у районі проводять висадка полезахисних лісових смуг.

3. Вплив природно-соціальних умов середовища на стан рослинної продукції Борівського району Харківської області

3.1 Якість рослинної продукції та чинники її формування

Протягом останніх десятиріч у світі надзвичайно широко проводяться досліди з метою зменшення вмісту важких металів у родючому шарі ґрунту, де ці метали акумулюються у верхньому шарі ґрунту. Частки, навіть дуже маленькі, які викидаються в атмосферу з відходами підприємств, чи з відпрацьованих газів автотранспорту осідають на грунт через кілька годин чи днів (залежно від об'єкту) лише частково включаються в циклічний обмін між поверхнею суші і нижнім шаром тропосфери. Загально планетарний ефект техногенного аеросіяння металів по всій атмосфері не визначено. Більш помітний стає ефект регіонального забруднення, який розходиться на досить значній площі. Широкі аналітичні дані вказують на те, що в індустріально - розвинутих територіях концентрація металів у нижньому шарі тропосфери, водах суші і на ґрунті на кілька порядків вища, ніж в інших районах [15]. Потрібно відмітити, що особливо сильне місцеве локальне забруднення верхнього шару ґрунту. Тут акумулюються важкі метали, що утворюються іони або ж більш-менш стійкі сполуки. Йони металів захоплюються гумусом, а в подальшому включаються в іонний (катіонний) обмін з корінням рослин.

Значна частина металів включається в ґрунтовий процес (сорбується, зв'язується з органічними речовинами, розподіляється по ґрунтовому профілю). Деяка частка забруднювачів нагромаджується в рослинах. Дослідження [16,17] показали, що найкращі фільтри природні.

А одну з головних ролей природного фільтру в довкіллі виконує рослинність. Тому на території Борівського району Харківської області проводилося дослідження, метою якого було знайти й обґрунтувати найбільш придатні до вживання сільськогосподарські рослини, які найменше накопичують важкі метали.

Така робота проводилась на території смт.Борова в житловій зоні приватного сектору. В природному відношенні територія дослідження являє собою високу заплаву р.Борова з алювіальними лучними ґрунтами під городами.

Відомо, що в різних частинах рослина накопичує важкі метали по-різному. І. К. Гармаш [18] , який займався подібними дослідами з овочами, довів, що хімічні елементи найбільше зосереджується в коренеплодах (картопля, морква, буряк).

Характеристики хімічного складу рослинної продукції аналізувались багатьма дослідниками та деякі види сільськогосподарської продукції мають визначені ГДК (табл.3.1).

Таблиця 3.1 - Характеристика хімічного складу рослинної продукції

Рослинницька продукція	Показники, що використовуються	Норма ГДК для рухомих форм, мг/кг
цибуля	нітрати	90
морква	нітрати	300
буряк столовий	нітрати	1400
картопля	нітрати	120
	Zn	23
	Cu	3.0
	Pb	6.0
	Cd	0,03
	Mn	60
	As	-

На рослини шкідливо впливають свинець, мідь, цинк, кадмій. Ряд хімічних елементів акумулюються рослинами із повітря і ґрунту. Деякі рослини акумулюють важкі метали, не відчуваючи у своїх тканинах значних змін. Тим самим зменшують вміст згубних речовин у гранті без шкоди для себе. Проте не тільки від самої рослини залежить її можливість бути корисною. Достатньо глибоке вивчення ґрунту відіграє головну роль.

Головними чинниками, що визначають поведінку важких металів у ґрунті є pH, Eh, тип, механічний склад, структура та інше. Досить часто зустрічається щільна концентрація між вмістом свинцю у ґрунті і в овочевій продукції [16]. Але кореляція спостерігається не завжди і в більшості випадків залежить, як вже зазначалось, від виду рослин, а також від форми знаходження сполук хімічних елементів. Найвище затримання важких металів в рослинах спостерігається при рН ґрунту 4.8 за Н.Г. Зиріним.

Таким чином, визначились переваги використання рослин для покращення стану ґрунтів:

1) рослини - це найчутливіші рецептори і накопичувачі важких металів, що не природно знаходяться в ґрунті;

2) кількість важких металів у рослинах можна визначити фізичними чи механічними методами.

3) рослинність можна використати для визначення місцезнаходження накопичення важких металів.

3.2 Методи дослідження ґрунтів та рослинної продукції

Для дослідження стану овочевої продукції вмісту важких металів було використано атомно - емісійний спектральний аналіз, який оснований на повному випаровуванні речовини в розряді дуги перемінного струму (джерело збудження - ІВС - 28) і реєстрації випромінювання спектрографом ДФС - 8.

Метод оснований на випаровуванні попередньо сконцентрованої проби рослинного зразку з кратерів графітових електродів в дугу, яка горить при силі струму 16А, напрузі - 220В, експозиції - 60 с. Область спектру - 250 - 350 нм. Для переходу від значень аналітичних сигналів (почорніння ліній визначаючих елементів ) до концентрацій був використаний комплект стандартних зразків СПГ - 24 (ГСО 2820 - 83).

Чутливість АА - методів характеризується складною залежністю від оптичних властивостей атомних парів, температури, відносної ширини ліній випромінювання лампи, поглинаючих частинок і оптичної системи. Межі виявлення при використанні неполуменевої ААС в 100 і більш раз нижчі, ніж при використанні полуменевої, хоча існують деякі винятки. Метод атомної абсорбції ґрунтується на використанні здатності вільних атомів певних елементів селективно поглинати резонансне випромінювання з певною довжиною хвилі, яка притаманна кожному елементу. Принцип методу полягає в тому, що для кількісного визначення використовується здатність атомізованих, тобто визволення від хімічних зв'язків елементів, селективно поглинати у вузькому діапазоні довжини хвиль емісією збуджених атомів тих самих елементів. Звільнення досягається завдяки вприскуванню розчину елементу, що аналізується, в полум'я, де іони металу переходять у стан атомного пару. Відповідно до ГОСТ 17.4.3.03-84 (СТ СЕВ 4469-84) метод визначення речовини, що забруднює ґрунт повинен забезпечувати:

· визначення кількості забруднювача (елемента) на порядок нижче ГДК;

· відтворюваність методу не більше 30%;

· селективність відносно компоненту, підлягає аналізу;

· використовування реактивів із зазначенням їх чистоти, приборів та апаратури, які дають потрібне відтворення методу.

Відбір проб ґрунту в польових умовах виконувався за методом конверту (метод Качинського). Проби, що досліджувались і стандартні проби підготовлювались за однією методикою. Зважену пробу дрібнили до повітряно-сухого стану в сушильній шафі при температурі 105-110^оС. З отриманої порошкоподібної виготовлялись таблетки уніфікованого розміру шляхом пресування в чашку з борної кислоти під тиском 5МПа.

Також у дослідженні було використано методи математичної статистики та обробки результатів з використанням пакету Statistica 6.0.

3.3 Аналіз та узагальнення результатів дослідження щодо накопичення хімічних елементів в ґрунтах та рослинах

До організму людини важки метали надходять переважно з рослинною їжею, а збагачення останньої проходить головним чином із ґрунту, тому грунтово - екогеохімічні дослідження на забруднених територіях сільськогосподарського призначення набуває важливого значення, особливо в тих місцях де населення на протязі багатьох років використовує для харчування переважно продукти рослинництва.

Важкі метали, що надійшли до організму людини та тварин виводяться досить повільно. Вони здатні до накопичення, здебільшого, в нирках та печінці. У зв'язку з цим рослинна продукція навіть із ґрунту з невеликою ступінню забруднення здатна визвати кумулятивний ефект - поступове збільшення вмісту важких металів у людини та тварин [18].

Однак незважаючи на значне штучне забруднення природних ґрунтів, останні через свою буферність здатні зв'язувати надлишок шкідливих інгредієнтів і не допускати їх негативного впливу на рослини.

Дослідження особливостей концентрації хімічних елементів у рослинницькій продукції та у ґрунтах було здійснено на підставі аналізу городньої продукції, яка була відібрана восени 2006 року на території смт. Борова на заплаві р.Борова на приватному городі. Одночасно було відібрано зразки ґрунтів, які діагностовано як алювіальні лучні [21] і проаналізовано на вміст рухомих форм важких металів.

Аналітичні визначення було здійснено у лабораторії інструментальних досліджень ННЦ "Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О.Н. Соколовського" з використанням методу атомно-абсорбційної спектрофотометрії.

В результаті проведеного експерименту отримані результати (табл.3.2)., що свідчать про:

- досить низький вміст важких металів у зразках ґрунтів Борівського району, який не перевищує ГДК.

- у складі важких металів у проаналізованих алювіальних лучних ґрунтах переважає марганець. Вміст інших важких металів менший за 1 мг/кг.

можливо низький вміст важких металів пов'язаний з високою гумусністю алювіальних лугових ґрунтів.

Таблиця 3.2 - Вміст важких металів у зразках рослинної продукції Борівського району та ґрунтах, на яких вона вирощена

		Cd	Co	Cr	Cu	Fe	Mn	Ni	Pb	Zn
1	Ґрунт (рухомі форми; буфер - СН3СООNН4)	0,142	0,245	0,328	0,115	1,97	12,14	0,63	0,593	0,92
2	Картопля (буфер - НСl)	0,013	0,426	0,192	3,66	16,36	8,62	0,08	0,731	19,03
3	Морква (буфер - НСl)	0,06	0,081	0,253	3,18	34,18	14,05	0,26	1,262	16,26
4	Буряк (буфер - НСl)	0	0,621	0,244	2,15	76,13	21,61	0,26	0,781	28,33
5	Цибуля (буфер - НСl)	0,04	0,18	0,42	2,86	42,54	15,64	0,41	0,64	19,25
6	ГДК вмісту важких металів для овочів	0,03	1	0,2	5	50	20	0,5	0,5	10
7	ГДК вмісту рухомих форм важких металів для ґрунту	0,7	5	6	3	-	50	4	2	23

Рисунок 3.1 - Вміст рухомих форм важких металів у ґрунтах Борівського району

Була проведена оцінка небезпеки забруднення ґрунтів комплексом металів за сумарним показником забруднення Zc - це сума коефіцієнтів перевищення концентрації елементів над фоновим рівнем:

Zc = Kc - (n - 1), (3.1)

де Кс - коефіцієнт перевищення концентрації металу, що дорівнює частці від ділення вмісту металу в об'єкті на фоновий його вміст;

n - число елементів.

Таким чином,

Zc (1) = 0,142/0,1 + 0,245/0,5 + 0,328/0,1 + 0,155/0,5 + 1,97/2,0 + 12,14/43 + 0,63/1,0 + 0,593/0,5 + 0,92/1,0 - ( 9 - 1 ) = 9,25,

тобто сумарний показник забруднення зразка алювіального лучного ґрунту становить 9,25, що, згідно з таблицею 3.3, відноситься до допустимої категорії забруднення ґрунтів.

Таблиця 3.3 Шкала небезпеки забруднення ґрунтів за сумарним показником забруднення (Zc)

Категорія забруднення грунтів	Zc
Допустима	Менше 16
Помірно небезпечна	Від 16 до 32
Небезпечна	Від 32 до 128
Надзвичайно небезпечна	Більше 128

Мікроелементи є невід'ємною частиною мінерального живлення рослини. Відсутність або нестача мікроелементів призводить до порушень життєдіяльності рослинних організмів.

У проведеному дослідженні було проаналізовано городні рослини на вміст 9 важких металів. Кожен з них має важливе значення для зростання та розвитку рослин. Причому екологічно небезпечним може бути як збільшення, так и зменшення їх концентрації у рослинницькій продукції. Присутність марганцю необхідно для нормальної роботи багатьох ферментів. Його нестача послаблює дихання та пригнічує процес фотосинтезу, знижує вміст хлорофілу в листі, порушує використання нітратів та затримує їх засвоєння.

Збільшення рівня забезпеченості рослини кобальтом позитивно впливає на розвиток репродуктивних органів рослин, прискорюючи дозрівання та збільшує врожайність. Кобальт має позитивну дію на фотосинтез, та на білковий обмін.

Цинк входить до складу деяких ферментів та вітамінів, регулює вуглеводний та білковий обмін у рослинах та позитивно впливає на виникнення хлорофілу.

Мідь покращує забезпечення водою тканин рослин, покращує активність каталази, посилює синтез білкових речовин у листі, значно збільшує врожайність рослин. Велике значення має мідь для збільшення стійкості городніх культур до фітофтори.

Проведені дослідження вмісту важких металів у рослинній продукції Борівського району, а саме у моркві, буряку, картоплі і цибулі показали (рис.3.2-3.6) наступне:

- у картоплі спостерігається перевищення ГДК по цинку майже в 2 рази, по свинцю - у 1,5 рази;

- у моркві спостерігається перевищення ГДК по свинцю - у 2,4 рази, по кадмію у 2 рази, по цинку у 1,7 разів, по хрому 1,2 рази;

- у буряку спостерігається перевищення ГДК по цинку у 2,8 разів, по свинцю - у 1,6 рази, по залізу у 1,5 рази, , по марганцю 1,2 рази;

- у цибулі спостерігається перевищення ГДК по хрому - 2,1 рази, по цинку у 1,9 разів, по свинцю та кадмію - у 1,3 рази;



Рисунок 3.2 - Вміст важких металів у овочах Борівського району

Рисунок 3.3 - Вміст цинку у городній продукції смт. Борова

Рисунок 3.4 - Вміст свинцю у городній продукції смт. Борова



Рисунок 3.5 - Вміст важких металів у картоплі (смт. Борова)

Рисунок 3.6 - Вміст важких металів у моркві (смт. Борова)

Рисунок 3.7 - Вміст важких металів у буряку (смт. Борова)

Рисунок 3.8 - Вміст важких металів у цибулі (смт. Борова)

На підставі зробленого дослідження можна констатувати наступне:

1. Пріоритетними забруднюючими речовинами у рослинній продукції Борівського району є цинк та свинець. Концентрації яких у всіх зразках городніх рослин є вищі за ГДК від 1,2 до 2,8 разів.

2. Специфічними забруднювачами для моркви та цибулі є кадмій та хром, для буряка - залізо та марганець.

3. При порівнянні концентрацій важких металів, що накопичуються у різних овочах встановлено, що найбільш забрудненими є морква та в меншому ступені буряк. При цьому у всіх проаналізованих овочах зафіксовано досить високий вміст цинку, з перевищенням ГДК.

Таким чином, встановлено, що на території Борівського району на відносно чистих алювіальних лучних ґрунтах вирощується городня продукція з досить значним вмістом важких металів. Можна припустити, що така ситуація обумовлена надходженням забруднюючих речовин до ґрунту іншими шляхами (наприклад, з атмосферними випадіннями)

Невисокі показники накопичення свідчать про низький вміст розчинної форми металів у ґрунті й наявність ґрунтових та рослинних бар'єрних механізмів. Враховуючи те, що Борівський район належить до степової зони й, відповідно, характеризується переважанням випаровування над кількістю опадів майже у 2-3 рази, слід зазначити, що це може лімітувати розвиток біологічних процесів і транспортування розчинних у воді сполук.

3.4 Прогноз та розрахунки вмісту важких металів

Прогнозування екологічних процесів має велике значення і повинно бути базою для раціонального використання і охорони природних ресурсів, також може використовуватись для оцінки умов життя людини на майбутнє.

Для цього застосовується екологічний моніторинг, який спрямований на отримання певних даних про сучасне становище окремих природних компонентів. Дані моніторингу аналізуються і визначається реальна екологічна ситуація. Прийняті висновки і відповідні рішення спрямовані, по-перше, на забезпечення сприятливого стану природних компонентів в цілому, і, по друге, допомагають передбачити можливі несприятливі зміни.

Експериментальні дослідження з визначення залежності вмісту окремих важких металів у рослинах від їх вмісту у ґрунті мають бути основою для визначення міграційних властивостей важких металів і використання певних рослин як індикаторів екологічного стану ґрунту.

На підставі даних щодо стану рослин Борівського району, отриманих на Борівський станції захисту рослин, було визначено особливості накопичення важких металів у різних частинах рослини (на прикладі вівсяниці) протягом періоду вегетації. Вміст хрому визначався у ґрунті на глибині 0-10 см та у листях, стеблі і корінні вівсяниці.

З аналізу залежності вмісту хрому від його вмісту у ґрунті протягом періоду вегетації з травня по вересень (рис.3.9 - 3.10) визначено, що його вміст зменшується, а у рослині - зростає. При цьому слід зазначити, що у листях хрому менше ніж у стеблах та коріннях, при максимальній концентрації у коріннях.

Для прогнозних розрахунків було застосовано лінійну модель середньорічної залежності вмісту хрому у рослинах (рис.3.11) від його вмісту у ґрунті. Загальний вигляд якої є

(3.1)

де y - вміст хрому у частинах рослини, мг/кг, x - вміст хрому в ґрунті, мг/кг, a та b - коефіцієнти, які визначаються за методом найменших квадратів.

(3.2)

В результаті розрахунків за допомогою програми Microsoft Excel отримано такі прогнозні рівняння (рис.3.13):

- для листя

У = -0,075 Х + 0,36(3.3)

- для стебла

У = -0,085 Х + 0,45(3.4)

- для коріння

У = - 0,085 Х+ 0,58(3.5)

Коефіцієнти детермінації, що визначають якість апроксимації експериментальних залежностей вмісту хрому у частинах рослини від вмісту хрому у ґрунті лінійною залежністю розраховано за формулою

(3.6)

де у1 - фактичні дані, - розрахункові значення за моделлю, n- кількість даних.



Рисунок 3.9 - Вміст хрому в рослинах вівсяниці в залежності від його вмісту у ґрунті протягом терміну вегетації (травень-вересень) (ділянка 1)

Рисунок 3.10 - Вміст хрому в рослинах вівсяниці в залежності від його вмісту у ґрунті протягом терміну вегетації (травень-вересень) (ділянка 2)

Рисунок 3.11 - Експериментальні дані та лінії тренду щодо моделювання залежності вмісту хрому в рослинах вівсяниці від його вмісту у ґрунті на глибині 0-10 см

Для лінійної моделі - визначення вмісту хрому: у листах - R² = 0,93, для стебла - 0,99, для коріння - 0,75. Це свідчить, про досить високу якість апроксимації обраної моделі.

В результаті виконаного моделювання можливо спрогнозувати, можливі зміни вмісту хрому у частинах вівсяниці у залежності від вмісту хрому у ґрунті.

Висновки

У Борівському районі Харківської області переважає сільськогосподарське виробництво з незначною долею промисловості (переважно переробної) та помірно розвинутим транспортом.

В Борівському районі налічується до 200 організованих та понад 50 неорганізованих джерел забруднення атмосферного повітря. Щільність викидів складає для Борівського району 2263,72 кг, що у перерахунку обсягів викидів на душу населення складає 90,43 кг. Загальний обсяг викидів до атмосферного повітря району у 2005 році становив 2,56 тис.т. забруднюючих речовин.

Основними водокористувачами та забруднювачами водних об'єктів району є Червонооскільське ДВРСП, ВКД Комунгоспу та Первомайське управління магістральних газопроводів.

В структурі забруднення твердими відходами у Борівському районі побутові відходи переважають над промисловими, та частка перших постійно зростає. В районі функціонує лише один полігон (зареєстроване місце) для складування відходів площею 39 000 м² , фактичним обсягом 204,242 м³ та загальною масою 46,750 тис.т.

Внаслідок дослідження джерел забруднення навколишнього середовища Борівського району встановлено, що основними інгредієнтами, що забруднюють атмосферне повітря є діоксид вуглецю, сполуки азоту, метан та окис вуглецю. Основною проблемою забруднення поверхневих вод є відсутність очисних споруд та необлаштованість місць видалення відходів.

Дослідження геологічної структури Борівського району Харківської області дають підстави вважати екологічний стан навколишнього природного середовища району задовільний. Такий висновок ґрунтується на наступному: по-перше, лесові породи, що мають найбільше поширення на території дослідження, володіють слабкою властивістю проникнення води, а це означає, що з водою в товщу лесових порід і в ґрунтові води, що залягають під ними, не проникають забруднюючі речовини. Це дає змогу стверджувати, що лесові тераси та межиріччя, не сприяють інтенсивному проникненню і розповсюдженню забруднюючих речовин.

Джерела забруднення атмосферного повітря, що знаходяться в смт. Борова не мають значного впливу на зміну стану кліматичних показників території Борівського району. Оскільки, якщо взяти до уваги переважаючий напрямок вітру, то незначні забруднювачі потрапляють на західну частину району та у води Червонооскільського водосховища. Кількість сонячного сяйва, кількість опадів, кількість сонячного тепла сприяють веденню сільськогосподарських робіт (рослинництво), комфортного проживання населення, створення рекреаційних зон. Проте посушливі літні періоди і морозні безсніжні зими призводять до накопичення забруднюючих речовин в ґрунтах та рослинності. Штилеві дні на протязі року призводять до максимального накопичення полютантів біля джерел забруднення, а саме на території смт. Борова.

Гідрологічну сітку утворюють річки басейну Сіверського Донця: Оскіл, з притоками Борова, Солона, Горохуватка, верхівя Нітріусу. На Осколі створено Червонооскільське водосховище.

Води річок, водосховища та ставків, як правило, мають задовільну якість (за виключенням випадків їх забруднення стічними водами). Це дозволяє використовувати водні ресурси для різноманітних господарських цілей і водопостачання населення і промислових центрів, риболовства, зрошення.

Ґрунтовий покрив території Борівського району є типовим для степу. Найбільш поширеними ґрунтами є чорноземи звичайні малопотужні і потужні середньогумусні. Вони займають майже 86% території району.

Оцінюючи вплив антропогенного навантаження на ґрунтовий покрив можна сказати, що при такому незбалансованому та інтенсивному використанні земель, при широкому застосуванні потужної сільськогосподарської техніки для проведення польових робіт спостерігається поступове погіршення стану ґрунтів району, зниження їх родючості та опору до антропогенного навантаження.

У ландшафтному відношенні територія Борівського району знаходиться у рівнинній східноєвропейській степовій зоні північно-степовій підзоні Донецько-Донської провінції Нижньооскільско - Айдарської області з байрачними дібровами на лесових височинах з чорноземами звичайними потужними.

Для території Борівського району характерний різний екологічний стан антропогенних ландшафтів. Корінні ландшафти, що збереглися біля с. Ченещина збереглися на території дослідження. Це підтримує стійкість стану утворенних похідних антропогенних ландшафтів. Несприятливий екологічний стан низьких алювіальних терасованих рівнин, алювіальних заплавних рівнин. Це пояснюється високою сільськогосподарською, а також значно нижчою селитебною, промисловою та транспортною освоєністю цих видів ландшафтів і не завжди раціональними природоохоронними заходами.

Дослідження особливостей концентрації хімічних елементів у рослинницькій продукції та у ґрунтах було здійснено на підставі аналізу городньої продукції, яка була відібрана восени 2006 року на території смт. Борова на заплаві р.Борова на приватному городі. Одночасно було відібрано зразки ґрунтів, які діагностовано як алювіальні лучні і проаналізовано на вміст рухомих форм важких металів.

Проведені дослідження показали, наступне:

- у проаналізованих алювіальних лучних ґрунтах Борівського району не зафіксовано перевищень ГДК по вмісту важких металів;

- найбільший вміст у обстежених ґрунтах має залізо та марганець;

- у картоплі спостерігається перевищення ГДК по цинку майже в 2 рази, по свинцю - у 1,5 рази;

- у моркві спостерігається перевищення ГДК по свинцю - у 2,4 рази, по кадмію у 2 рази, по цинку у 1,7 разів, по хрому 1,2 рази;

- у буряку спостерігається перевищення ГДК по цинку у 2,8 разів, по свинцю - у 1,6 рази, по залізу у 1,5 рази, , по марганцю 1,2 рази;

- у цибулі спостерігається перевищення ГДК по хрому - 2,1 рази, по цинку у 1,9 разів, по свинцю та кадмію - у 1,3 рази;

На підставі зробленого дослідження можна зробити такі головні висновки:

1. Пріоритетними забруднюючими речовинами у рослинній продукції Борівського району є цинк та свинець. Концентрації яких у всіх зразках городніх рослин є вищі за ГДК від 1,2 до 2,8 разів.

2. Специфічними забруднювачами для моркви та цибулі є кадмій та хром, для буряка - залізо та марганець.

3. При порівнянні концентрацій важких металів, що накопичуються у різних овочах встановлено, що найбільш забрудненими є морква та в меншому ступені буряк. При цьому у всіх проаналізованих овочах зафіксовано досить високий вміст цинку, з перевищенням ГДК.

Таким чином, встановлено, що на території Борівського району на відносно чистих алювіальних лучних ґрунтах вирощується городня продукція з досить значним вмістом важких металів. Можна припустити, що така ситуація обумовлена надходженням забруднюючих речовин до ґрунту іншими шляхами (наприклад, з атмосферними випадіннями)

Невисокі показники накопичення свідчать про низький вміст розчинної форми металів у ґрунті й наявність ґрунтових та рослинних бар'єрних механізмів. Враховуючи те, що Борівський район належить до степової зони й, відповідно, характеризується переважанням випаровування над кількістю опадів майже у 2-3 рази, слід зазначити, що це може лімітувати розвиток біологічних процесів і транспортування розчинних у воді сполук.

Список використаних джерел

1. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Харківській області в 2004 р. - Х. :Держуправління екології та природних ресурсів, 2005. - 172 с.

2. Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Харківській області в 2005 р. - Х. :Держуправління екології та природних ресурсів, 2006. - 156 с.

3. Фондові матеріали виконавчого комітету Борівської районної ради - 2006 р.

4. Викиди забруднюючих речовин в атмосферу від стаціонарних джерел забруднення по Харківській області. Статистичний бюллетень. - Х.:2005.

5. Звіт Борівської районної санітарно-епідеміологічної станції. - 2006 р.

6. Атлас Харківської області - К.: Головне управління геодезії, картографії і кадастру, 1993. - 50 с.

7. Бондарчук В. Г. Геологія України. - К.: Наука, 1959. - 830 с.

8. Харьковская область: природа и хозяйство: Материалы Харьковского отдела географического общества Украины. - Харьков: Издательство ХГУ, 1971. - 248с.

9. Оползни Харьковской области / Г. Г. Стрижельчик, О. А. Крамаренко, Ю. П. Соколов и др. под ред. И. Г. Черванева - Х.: УкрНИИНТИЗ, 2001. - 242 с.

10. Фондові матеріали Харківського обласного центру з гідрометеорології. - 2006 р.

11. Земельні ресурси України /За ред. В.В.Медведєва, Т.М.Лактіонової. - К.:Аграрна наука, 1998. - 150 с.

12. Назаренко І.І., Польчина С.М., Нікорич В.А. Ґрунтознавство: Підручник. - Чернівці: Книги - ХХІ, 2004. - 400 с.

13. Мильков Ф.Н. Рукотворные ландшафты. М.: Мысль, 1978. - 88 с.

14. Мильков Ф.Н. Человек и ландшафты. - М.: Мысль, 1973. - 224 с.

15. Геохимия окружающей среды / Сает Ю. Е., Раевич Б. А., Янин Е. П. - М.: Наука, 1990. - 335 с.

16. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение. - Новосибирск: Наука, 1991. - С. 150 с.

17. Ильин В. Б., Степанова М. Д. Химические элементы в системе почва - растения. - Новосибирск, 1982. - С. 73-91.

18. Добровольский В. В. Глобальные циклы миграции тяжелых металлов в биосфере // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы. - М.: Мысль, 1988. - С. 4-13.

19. ГОСТ 17.4.3.06-86 та 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ, Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа

20. Ґрунтово-геохімічне обстеження урбанізованих територій. Методичні рекомендації./Укладачі: чл.-кор. УААН докт.с.-г.наук проф.С.А.Балюк, докт. с.-г. наук А. І. Фатєєв, канд. с.-г. наук М. М. Мірошниченко. - Х.: ННЦ "ІГА ім. О. Н. Соколовського" УААН, 2004. - 54 с.

21. Визначник еколого-генетичного статусу та родючості ґрунтів України: Навчальний посібник. - М.І. Полупан, В.Б. Соловей, В.І. Кисіль, В.А. Величко. -К: Колообіг. - 2005. - 133-138с.

The rezume

The Borivsk`s district in the economic-geographical attitude is agrarian, has a ultra low part of industrial production in the general structure of a facilities. Low volumes of emissions and dumps of polluting substances are connected with it in surrounding habitat from stationary sources.

The purpose of work are definitions of influence of natural and social and economic conditions on formation of an ecological condition of vegetative production of the Borivsk`s district of the Kharkiv region.

For research of the maintenance of heavy metals in biological objects (the ground and vegetables - a potato, carrots, onions) on the research platform placed on a personal plot of a valley of the river Borovaya.

Following results are received:

­ еxceed a level of the maintenance of mobile forms of heavy metals in research ground it is not revealed;

­ in investigated carrots it is revealed excess of a level of the maintenance of heavy metals behind such elements: Pb (2,4 maximum concentration limits), Cd (2,0 MCL), Zn (1,5 MCL);

­ in an investigated potato it is revealed excess of maximum concentration limit behind Zn (2,0 MCL), Pb (1,5 MCL).

Размещено на Allbest.ru