Контроль пестицидного загрязнения сельхозугодий

Являясь объектом хозяйственной деятельности человека, почва как компонент биосферы, из года в год подвергается воздействию пестицидов, причем многократно в течение одного сезона. При этом создаются предпосылки для миграции применяемых веществ в смежные с почвой среды (растения, воздух, воду), что представляет собой особую опасность для естественных биоценозов, а, следовательно, для среды обитания человека. Остатки этих веществ обнаруживаются в растительных и мясомолочных продуктах питания, в открытых водоемах, в подземных водах, питьевой воде, в рыбе, тканях диких птиц и животных, органах и тканях человека. По данным американских исследователей, каждую неделю в организм человека поступает примерно 1 мг: пестицидов, причем более половины - с продуктами животного происхождения. В организме накапливается большое количество ядохимикатов, что может вызывать различные заболевания. Одним из наиболее важных свойств, обусловливающих миграцию пестицидов, является их сравнительно низкая растворимость. Это свойство связано со строением молекулы пестицидов. Пределы, в которых изменяются значения растворимости пестицидов как органических соединений, очень широки, от тысячных долей миллиграмма на 1 л до десятков граммов на 1 л. При этом хлорорганические пестициды сравнительно плохо растворимы в воде, а фосфорорганические пестициды имеют хорошую растворимость. Важным показателем поведения пестицидов в почвах и в других природных системах являются скорость и характер изменения их концентрации во времени. Уменьшение содержания препаратов в почве и растениях со временем выражается периодом полураспада вещества (таблица 12.1). Значение этого показателя определяется временем, необходимым для того, чтобы препарат потерял не менее 95 то своей активности при нормальных условиях и обычной интенсивности применения.

Основным физическим фактором, определяющим поведение пестицидов в почве, является сорбция почвенными частицами. Характер и интенсивность сорбции пестицидов зависят как от почвенно-климатических условий (типа почвы, влажности, температуры), так и от химической природы пестицида. На прочность взаимодействия пестицидов с почвенными минералами существенное влияние оказывает температура: с ее повышением прочность снижается и наблюдается процесс десорбции. Пестициды, сорбированные почвенными частицами, обладают большей устойчивостью к факторам, способствующим их превращению, и менее токсичны, чем пестициды, находящиеся в почвенном растворе. При подготовке к наблюдениям и контролю за загрязнением почв в полевых условиях, как правило:

• изучается имеющийся материал о физико-географических условиях объекта исследования;

• осуществляется детальное ознакомление с информацией о длительности применения пестицидов в хозяйствах изучаемого объекта;

• выявляются так называемые выборочные хозяйства с наиболее интенсивным (по объему) применением в течение последних 5-7 лет;

• анализируются материалы об урожайности сельскохозяйственных культур и т.д.

Исследование загрязнения почв пестицидами проводится на постоянных и временных пунктах наблюдения. Постоянные пункты создаются в различных хозяйствах района обследований не менее чем на 5-летний период. Численность постоянных пунктов зависит от количества и размеров хозяйств. Кроме выборочных хозяйств, к постоянным пунктам относятся территории молокозаводов, мясокомбинатов, элеваторов, плодоовощных баз, птицеферм, рыбхозов и лесхозов и т.д. В целях оценки фонового загрязнения почв пестицидами выбираются участки, удаленные от сельскохозяйственного и промышленного производства, находящиеся в «буферной зоне» заповедников. На временных пунктах наблюдения и контроль за загрязнением почв пестицидами осуществляется в течение одного вегетационного периода или года. Как правило, в каждом хозяйстве обследуется 8-10 полей под основными культурами. В каждой республике, крае и области ежегодно нужно обследовать несколько хозяйств (не менее 2), равномерно распределенных по территории. Для оценки загрязнения почв инсектицидами, гербицидами, фунгицидами, дефолиантами и другими пестицидами почвы отбираются 2 раза в год:

1) весной после сева;

2)осенью после уборки урожая.

При установлении многолетней динамики остаточных количеств пестицидов в почвах или же миграции их в системе «почва - растения» наблюдения проводятся не менее б раз в год: фоновые - перед посевом, 2-4 раза во время вегетации культур и 1 - 2 раза в период уборки урожая. Для оценки площадного загрязнения почв пестицидами обычно составляется исходная проба почвы, в которую входят 25 – 30 проб (выемок), отобранных в поле по диагонали тростевым почвенным буром, который погружается в почву на глубину пахотного слоя (0 - 20 см). Почва, попавшая в пробу из подпахотного слоя, удаляется. Масса почвы, отобранной тростевым буром, составляет 15 - 20 г. Отбор проб почвы можно производить и лопатой. Если наблюдения за загрязнением почв пестицидами производится в садах, то каждая проба отбирается на расстоянии 1 м от ствола дерева. Пробы-выемки, из которых составляется исходная проба, должны быть близки между собой по окраске, структуре, механическому составу и т.д. В целях изучения вертикальной миграции пестицидов, как правило, закладываются почвенные разрезы, размеры (глубина) которых зависят от мощности почв. Под почвенным разрезом следует понимать глубокие шурфы, пересекающие всю серию почвенных горизонтов и вскрывающие верхнюю часть подпочвы, т.е. неизмененные или слабо измененные материнские породы. В выбранном месте на поверхности земли очерчивают форму шурфа - продолговатый четырехугольник со сторонами примерно 08 х 1,5 х 2,0 м. дна из коротких стенок шурфа к моменту описания должна быть обращена к солнцу.

Эта стенка будет «лицевой», рабочей, предназначенной для изучения разреза почвы.

Перед взятием проб почвы производится краткое описание места расположения разреза и почвенных горизонтов, а именно:

􀂉 влажность;

􀂉 цвет;

􀂉 окраска;

􀂉 механический состав;

􀂉 структура; сложение;

􀂉 новообразования;

􀂉 включения;

􀂉 развитие корневых систем;

􀂉 следы деятельности животных;

􀂉 мерзлота.

Пробы почв берутся на «лицевой» стороне, начиная с нижних горизонтов. С каждого генетического горизонта почвы берется один образец толщиной 10 см.

Исходные пробы почвы для разных категорий местности и почвенных условий берутся с площадей разных размеров (табл. 9.1.).

Таблица 9.1.

Категория местности и почвенных условий при выборе площади поля для наблюдения за уровнем загрязнения почв пестицидами

Категория местности и почвенных условий	Площадь поля, характеризуемая одной исходной пробой, га
Лесная зона, а также районы с волнистым рельефом, с разными почвообразующими породами и комплексным почвенным покровом	1-3
Лесостепные и степные с расчлененным рельефом	3-6
Степные районы с равнинным или слаборасчлененным рельефом и однообразным почвенным покровом	10-20
Горные районы со значительной микрокомплексностью почвенного покрова и незначительными размерами	0,5-3 1
Орошаемая зона	2-3

Отобранные любым способом пробы-выемки ссыпаются на крафт-бумагу, затем тщательно перемешиваются и квартуются 3 - 4 раза. Почва после квартования тщательно перемешивается и делится на 6 - 9 частей, из центров которых берется примерно одинаковое количество почвы в полотняный мешочек или крашт-бумагу.

Масса полученного исходного образца почв составляет 400 - 500 г.

Образец снабжается этикеткой и регистрируется в полевом журнале, в котором записываются следующие данные:

􀂉 порядковый номер образца;

􀂉 место отбора;

􀂉 рельеф;

􀂉 вид сельскохозяйственного угодья;

􀂉 площадь поля;

􀂉 дата отбора;

􀂉 кто отбирал.

Исходные пробы почв должны анализироваться в естественно-влажном состоянии. Если по каким-либо причинам произвести анализ в течение одного дня не представляется возможным, то пробы высушиваются до воздушно-сухого состояния в защищенных от солнца местах. Из воздушно-сухого образца методом квартования в лаборатории берется средняя проба массой 0,2 кг. Из нее удаляются корни, камни, инородные включения. Отобранная проба почвы растирается в фарфоровой ступке и просеивается через сито с отверстиями диаметром 0,5 мм, после чего из нее берутся навески для химического анализа по 10-50 г.