Вплив природних та соціально-економічних умов на екологічний стан рослинної продукції Борівського району Харківської області

Вплив природних та соціально-економічних умов на екологічний стан рослинної продукції Борівського району Харківської області

Зміст

Вступ

. Вплив різних джерел забруднень на екологічний стан природних компонентів території Борівського району

.1 Характеристика джерел забруднення

1.2 Екологічні дослідження геологічної структури та рельєфу, як складових формування стану довкілля

.3 Екологічні дослідження кліматичних показників як фактора формування стану довкілля

.4 Екологічні дослідження водних об’єктів як складової довкілля, що зазнає впливу забруднення

.5 Екологічні дослідження ґрунтів, що знаходяться під впливом забруднення

.6 Екологічні дослідження флори та фауни, що потерпають від забруднення

. Екологія та охорона природно - територіальних та природно - антропогенних комплексів (ПТК і ПАК), як інтегральних показників екологічного стану території Борівського району Харківської області

.1 Дослідження природно - територіальних комплексів (ПТК)

2.2 Дослідження природно - антропогенних комплексів (ПАК)

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

.1 Якість рослинної продукції та чинники її формування ( стан проблеми)

.2 Методи дослідження ґрунтів та рослинної продукції

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

.4 Прогноз та розрахунки вмісту важких металів

Висновки

Список використаних джерелrezume

Вступ

В сучасних економічних умовах Борівський район Харківської області тяжіє до аграрно-промислової господарської спеціалізації. Це, з одного боку, зумовлено історичними традиціями, які ґрунтуються на високому природному потенціалі даної території, з іншого - є наслідком сучасної економічної ситуації в країні.

Використання значних площ земельних угідь під вирощування сільськогосподарських рослин створює ситуацію, коли ґрунти, вже досить виснажені тривалим використанням, в ряді випадків не можуть задовольнити потреби населення у достатній кількості рослинницької продукції. При цьому її кількісні показники досить часто знаходяться в зворотній протилежності з якісними.

Різноманітні меліоративні заходи, в т.ч. внесення добрив, використання засобів захисту рослин, у купі з постійним антропогенним забрудненням суттєво видозмінює природні властивості усіх компонентів біосфери. Організм людини як останньої ланки у трофічному ланцюгові, є найбільш вразливим щодо впливу різноманітних токсикантів, які надходять з продуктами харчування. Можливих мутагенних, тератогенних, канцерогенних та інших токсичних ефектів можна запобігти, якщо почати вирішення даної проблеми не на рівні організму людини, а на попередніх трофічних рівнях, наприклад, на рівні рослинності.

Метою даного дослідження є визначення головних факторів, що впливають на вміст різних хімічних елементів у рослинній продукції та ґрунтах. Задля досягнення цієї комплексної мети необхідно вирішення цілої низки завдань. Серед них:

·   визначити вплив різних джерел забруднення на екологічний стан природних комплексів Борівського району;

·        визначити вплив антропогенної діяльності на перетворення природних корінних ландшафтів на природно-антропогенні;

·        дослідити особливості концентрації різних хімічних елементів (в тому числі важких металів) у рослинній продукції та ґрунтах на яких вона вирощується;

·        розробити рекомендації підвищення якості рослинницької продукції для державного виробника та приватних господарів.

Об’єктом досліджень є рослинна продукція (картопля, буряк, морква, цибуля), яка була вирощена на приватному городі в смт. Борова.

Предметом досліджень є особливості концентрації різних хімічних елементів, зокрема важких металів, у рослинній продукції, що вирощується на алювіальних лучних ґрунтах смт. Борова.

У роботі використані фондові матеріали Державного управління екології та природних ресурсів в Харківській області, санітарно-епідеміологічної станції (СЕС) Борівського району, фондові матеріали Борівської райдержадміністрації за 2000 - 2006 рр., матеріали статистичної звітності, літературні джерела, а також матеріали власних досліджень автора. Експериментальну частину досліджень було здійснено у ННЦ УкрНДІІГА ім. О.Н.Соколовського.

1. Вплив різних джерел забруднень на екологічний стан природних компонентів Борівського району

1.1 Характеристика джерел забруднення

Борівський район знаходиться в східній частині Харківської області, де переважає сільськогосподарське виробництво з незначною долею промисловості (переважно переробної) та помірно розвинутим транспортом. Він традиційно відноситься до аграрних районів області. На його території розміщені переважно сільськогосподарські підприємства та супутні їм промислові і транспортні підприємства. Порівняна подібність господарської спеціалізації підприємств району обумовлює подібний якісний склад забруднювачів, що надходять до навколишнього середовища району. На 2006 рік в районі було зареєстровано 9 суб`єктів господарської діяльності, що мали платежі за забруднення навколишнього середовища [1,2].

В Борівському районі функціонують 12 промислових та транспортних підприємств [2]. Серед них найбільшим є Борівська харчосмакова фабрика, а також комбікормовий завод, цегельний завод, птахоінкубаторна станція, цех Ізюмського маслозаводу, асфальтобетонний завод, газокомпресорна станція газопроводу „Союз", лінійні шляхоремонтні майстерні [3]. Також вагомий вклад в забруднення району вносять залізниця та автотранспортне підприємство. По території району проходить автотраса обласного значення Куп`янск - Ізюм та залізнична магістраль Валуйки - Красний Лиман.

На підприємствах району зареєстровані джерела викидів забруднюючих речовин. В Борівському районі налічується до 200 організованих та понад 50 неорганізованих джерел забруднення. Щільність викидів складає для Борівського району 2263,72 кг, що у перерахунку обсягів викидів на душу населення складає 90,43 кг. У 2005 році одним підприємством Борівського району було викинуто 282,48 т забруднюючих речовин [2].

Загальний обсяг викидів до атмосферного повітря району у 2005 році становив 2,56 тис.т. забруднюючих речовин. З них викиди від стаціонарних джерел склали 1,89 тис.т. В інгредієнтному відношенні вони представлені переважно двооксидом вуглецю (205,9 тис. т.), сполуками азоту (0,9 тис.т.), метаном (0,657 тис.т.), окисом вуглецю (0,23 тис. т.) та пилом (0,01 тис.т) (рис.1.1) [4].

Слід відзначити, що відповідно до мети даного дослідження представляє інтерес оцінка металевого пресингу на територію Борівського району. Загальний обсяг викидів металів складає 0,087 т. При цьому щільність їх викидів - 0,095 кг, при середній по Харківській області 9,2 кг. В структурі викидів металів переважає залізо (0,07 т.) та алюміній (0,002 т.) [4]. Тобто питома вага металів у загальному обсязі викидів забруднюючих речовин в атмосферу району досить незначна.

Викид від пересувних джерел до атмосферного повітря Борівського району склав у 2005 р. 0,67 тис. т. У структурі викидів у атмосферне повітря Борівського району понад 70% належить стаціонарним джерелам. Але є тенденція повільного зростання викидів від пересувних джерел.

Всі викиди шкідливих речовин, що надходять до атмосферного повітря Борівського району поділені на умовні частини: викиди без очищення та викиди після очищення. У Борівському районі цей поділ вельми умовний тому що 95% викидів надходять без очистки.

Основними водокористувачами та забруднювачами водних об’єктів району є Червонооскільське ДВРСП, ВКД Комунгоспу та Первомайське управління магістральних газопроводів. У 2005 році обсяг скидів у Червонооскільське водосховище від Червонооскільського ДВРСП склав 0,4 млн. м³ неочищених стічних вод, при обсязі забруднюючих речовин у скидах 200,2. ВКД смт. Борова, що підпорядковане Комунгоспу у 2005 році

Рисунок 1.1 Якісний та кількісний склад викидів у атмосферне повітря від стаціонарних джерел Борівського району [4]

скинуло 0,191 млн. м³ недоочищених стічних вод з обсягом забруднюючих речовин 199,8. Підприємство Первомайського управління магістральних газопроводів у 2005 році скинуло у Червонооскільське водосховище 0,004 млн. м³ недоочищених стічних вод [2].

В Борівському районі функціонує 17 підземних водозаборів та 1 водоскид (станом на 2006 рік). В районі є 17 організацій водокористувачів, з них 15 мають дозволи на водокористування [2].

Проблема якості стічних вод гостро стоїть для смт. Борова. Основними підприємствами-забруднювачами р. Борової та Червонооскільського водосховища є Борівська харчосмакова фабрика, цех Ізюмського маслозаводу та інші. На харчосмаковій фабриці функціонують малопотужні локальні очисні споруди на яких здійснюється очистка лише 2% стічних вод з тих, що утворюються у смт.Борова. Значна частина забруднюючих речовин надходить у водні об’єкти району не тільки зі скидами стічних вод, а і з атмосферними опадами (табл. 1.1) [5].

Таблиця 1.1 Надходження забруднюючих речовин до поверхневих вод Борівського району [5]

Головними проблемами забруднення водних об`єктів Борівського району є: замулення річок внаслідок порушення водоохоронного режиму; розорювання земель в прибережних захисних смугах; організація стихійних сміттєзвалищ у зв’язку з незадовільним вирішенням питань з утилізації госппобутових відходів та недостатнє виділення коштів з державного та місцевого бюджетів на реконструкцію діючих та будівництво нових очисних споруд.

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. Максимально можливий обсяг полігону складає 15000 тис.т. На протязі 2006 року на полігон було направлено 4,3 тис.т. відходів [2].

З загального обсягу промислових відходів Борівського району дозволи підприємствам видано лише на 0,134 тис. т.

В цілому забруднення території Борівського району побутовими відходами порівняно незначне. До основних об’єктів забруднення відноситься торгівельна мережа району (близько 50 магазинів), кілька підприємств громадського харчування, медичні заклади (2 лікарні, 15 медичних пунктів і 7 фельдшерських пунктів), мережа навчальних закладів (8 шкіл), де навчається близько 3000 школярів.

Основною проблемою утилізації відходів є відсутність відповідного облаштування полігонів для їх складування. Несанкціоновані смітники зосереджені в прирусловій смузі річок та берегів водосховища. Найбільш небезпечними є несанкціоновані звалища ТПВ біля сіл Богуславка, Горохуватка, Піски-Радьківські. Пріоритетною галуззю господарства, яка обумовлює забруднення навколишнього середовища є сільське господарство (рис.1.2), зокрема тваринництво. У господарствах району налічується більше ніж 7000 голів рогатої худоби, 3000 овець, 12,3 тис. голів свиней, 1200 коней та близько 20 000 птиці.

Рисунок 1.2 Джерела забруднення навколишнього середовища Борівського району

Серед сільськогосподарських підприємств одним з найбільших є „Червоний маяк", що спеціалізується на відгодівлі свиней. Стоки від тваринницьких ферм, в ряді випадків потрапляють у поверхневі та підземні води, спричиняючи погіршення їх якості та розвиток несприятливих біохімічних процесів (зменшення БПК, евтрофікація тощо).

Головні аспекти впливу від рослинництва у Борівському районі можна звести до наступних:

·         хімічне та фізичне забруднення ґрунту (переущільнення, забруднення паливно-мастильними матеріалами, обезструктурення ґрунту тощо);

·        зменшення вмісту гумусу внаслідок внесення добрив, яке не компенсує витрати на отримання врожаю;

·        використання засобів захисту рослин від шкідників, яке в ряді випадків призводить до утворення у ґрунтовому розчині токсичних сполук.

В цілому, 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.

.2 Екологічні дослідження геологічної структури та рельєфу як складових формування стану довкілля

Головними структурними елементами району є Воронезький кристалічний масив та Дніпровсько-Донецька западина. Воронезький кристалічний масив представлений його південно-західним схилом з глибиною залягання докембрійського кристалічного фундаменту від 2.5 до 4.0 тис. м. Породи, що складають фундамент - це переважно граніти, гнейси, кристалічні сланці. Південно-західна частина району розташована в межах північної прибортової частини Дніпровського грабену, де глибина залягання фундаменту сягає 10-12 км [6,7].

На кристалічному фундаменті залягає комплекс осадових порід PZ, MZ та KZ, представлений морськими та континентальними породами.

Найдавнішими серед них є девонські аргіліти, алевроліти, пісковики, вапняки та кам’яна сіль.

На девонських залягають кам’яновугільні відклади, що представлені переважно вапняками, аргілітами, пісковиками з прошарками кам’яного вугілля.

Серед мезозойських відкладів найбільшого поширення набули мергелі, писальна крейда, глини крейдового періоду.

Найдавнішими серед кайнозойських відкладів є глини, піски, пісковики та мергелі палеогену. Вони поширені скрізь в західній (правобережній) частині району та на соді на давніх четвертинних та неогенових терасах р. Оскіл і на межиріччях.

На крайньому заході району (правобережжя Осколу) та на південному сході (верхів’я р. Нітріус) на найвищих ділянках межиріч поширені неогенові піски, глини та пісковики [7].

Майже повсюдно, окрім заплав та перших надзаплавних терас річок, розповсюджені четвертинні лесовидні суглинки. На найбільш низьких за абсолютною висотою геоморфологічних елементах поширені піщано-глинисті (заплава) та піщані (борова тераса) осадки.

Таким чином, 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.

В геоморфологічному відношенні територія Борівського району розташована в межах Приоскільського плато [8], що розчленовується долиною Оскола на дві частини. Західна, правобережна відносно долини Осколу, частина інтенсивно розчленована невеликими правими притоками (р. Горохуватка, верхів’я р. Бахтину). Це межиріччя Осколу та Сів. Дінця з висотами до 190 м, густо розчленоване короткими, глибокими (до 20-30 м) балками, ярами.

Лівобережна (східна частина Приоскільського плато має максимальну для району висоту (днище більше 200 м). Ця частина плато - межиріччя Осколу, Нітріусу та Жеребця. В межах району розчленовується невеликими річками (р.р. Солона, Борова) та порівняно довгими (до 8-10 км), але неглибокими () до 10-15 м) балками. Особливістю розчленування є те, що ці ерозійні форми простягаються зі сходу на захід, розділяючи плато на паралельні смуги-вододіли.

В долині найбільшої річки району Осколу виділяються декілька терасових рівнів, що протягаються в меридіанному напрямку. Паралельно один одному [6]. Найнижчими та наймолодшими з них - заплава зараз затоплений водами Червонооскільського водосховища. Ширина її досягає 3 км. Складина переважно пісками та глинами, потужністю до 8-12 км.

Перша надзаплавна (борова) тераса [6] від заплави відокремлюється добре вираженими в рельєфі уступом висотою до 5-8 м. Ширина тераси досягає 2.5.-.3.км. Складена алювіальними пісками, потужністю до 15-20 м. Своєрідність рельєфу тераси (піщані горби. кучугури) обумовлена геологічною будовою, тобто переважанням в геологічному розрізі пісків.

Наступна, друга надзаплавна тераса простягається східніше борової доволі широкою (до 5 км) смугою. Поверхня її вирівняна з невеликим нахилом в бік борової тераси, розчленована неглибокими балками. Тераса складена алювіальними пісками, потужністю до 20 м на яких залягає 1-2 метрова товща лесовидних суглинків.

За даними атласу Харківської області в межах Борівського району в долині р. Оскіл виділяють наступні геоморфологічні рівні- тераси: вітачевсько-бугська, прилуцько-удайська, лубенсько-тілігульська, широкінсько-приазовська, богданівсько-сіверська, іванківсько-салгірська [9].

Аналізуючи сучасні рельєфоутворюючі (негативні) процеси, слід зазначити, що територія району в цьому відношенні є сприятливою до їх виникнення та поширення. Перш за все, це стосується розвитку ерозії, як площинної, що призводить до руйнування верхнього родючого шару ґрунтів, так і лінійної, яка спричиняє більш глибокі перетворення рельєфу. Значної інтенсивності ці процеси набули на правобережжі, де глибина розчленування рельєфу досягає 50-80 м.

З метою запобігання поширення ерозійних процесів необхідно уникати розорювання крутих схилів, долин балок, необхідно садити захисні лісові смуги, напівкільцеві насадження в верхів’ях діючих ярів.

До негативних фізико-географічних процесів, що також можуть спричиняти поширення екологічного стану території слід віднести розвіювання пісків на боровій терасі, там де вони не закріплені посадкою сосни.

Сучасні суфозійно-просадкові явища спостерігаються на плоских поверхнях лесових терас та межиріч. Вони пов’язані з застійними явищами, утворенням невеликих озер та боліт, внаслідок ущільнення лесових порід при намоканні. Серед сучасних негативних процесів природно-антропогенного походження, що також спричиняють погіршення екологічного стану можна відзначити руйнування берегів Червонооскільського водосховища. Це призводить до вилучення родючих земель, до обміління.

У межах району має місце підтоплення. Це переважно населені пункти, що знаходяться в заплавах річок. У Первомайському районі це м.Первомайський, с. Грушине, с. Жовтневе, с. Дмитрівка [9].

Крім того, негативний вплив на навколишнє природне середовище спричиняє видобування корисних копалин (кар’єри з видобування сировини для виробництва будівельних матеріалів).Серед корисних копалин Первомайського району - кам’яна сіль, природний газ (Єфремівське газоконденсатне родовище), цегляно-черепична сировина, будівельний пісок (Петропавловське родовище), тугоплавкі глини ( Первомайське родовище).

Таким чином, на екологічний стан, його зміну, території району впливають як сучасні природні процеси так і безпосередньо господарська діяльність людини.

.3 Екологічні дослідження кліматичних показників як фактора формування стану довкілля

Територія Борівського району входить до складу південно-східного степового агрокліматичного району Харківської області, який характеризується помірноконтинентальним кліматом [8]. Він характеризується наступними показниками:

1.       найбільшою сумою ефективних температур;

.         тривалістю безморозного періоду при мінімальній кількості опадів;

.         найбільшою повторюваністю засушливо-суховійних явищ

У даному агрокліматичному районі тривалість без морозного періоду складає 160-175 днів, річна кількість опадів складає 450 мм [6,8,10]. Для Борівського району спостерігається найчастіша повторюваність років з інтенсивною атмосферною засухою (70%) у порівнянні з Харківською областю в цілому.

Він характеризується значною амплітудою середньомісячних середніх температур 28⁰С (від +21⁰С в липні, -7⁰ С в січні) (рис.1.3).

Рисунок 1.3 - Річні коливання середньомісячної температури та середньомісячної кількості опадів у Борівському районі [10]

Найбільш холодними місяцями є січень та лютий, найбільш теплими - липень та серпень.

Максимум опадів припадає на теплий період року. При цьому максимум припадає на червень (понад 65мм), мінімум на лютий; мінімум - у лютому (менше 35мм), при середньорічної кількості біля 450 мм;

Радіаційний індекс сухості за Грігор’євим-Будико біля 1, що відповідає умовам оптимального співвідношення тепла і вологи в багаторічному розрізі;

Характерним ходом відносної вологи, яка має виражений мінімум у травні (до 60%) і максимум взимку (грудень-січень до 85%) і абсолютної вологи 1-2гПа взимку до 15гПа влітку у липні;

Незважаючи на невелику площу і рівнинний рельєф, на території району спостерігаються деяка різниця у метеорологічних показниках у відповідності з орографічними умовами.

Ступінь континентальності, проявляється в контрастності сезонних метеорологічних показників. Загалом континентальність збільшується на території району з заходу на схід.

На розподілення амплітуд екстремальних (максимальної і мінімальної) температур не впливають меридіанальні відмінності, які повинні були б проявлятися в результаті різниці широти місця і кута падіння сонячних променів та відповідних радіаційних умов.

У розподіленні річної кількості опадів слабо виражена тенденція щодо зменшення їх суми у напрямку з північного заходу на південний схід.

Холодний період року з середньодобовою температурою повітря нижче 0 С триває десь 160-165 днів. Стійкий сніговий покрив зберігається до 70 днів, але цей показник є звичайно змінним від року до року, і також по території в один і той же рік [10].

Зима починається з середини листопада. Вона характеризується зміною характеру циркуляції повітря-збільшенням ролі горизонтального переносу тепла-холоду (адвекції), яка проявляється у частому проходженні циклонів і фронтів.

Зима характеризується нестійкою погодою: поряд з низькими температурами -20 -25 С, бувають відлиги +4+5 С, що призводить до утворення льодового покриву та інших явищ, що негативно впливають на зимівлю озимини. Зима помірно холодна, непостійна. Після того як температура повітря впаде нижче 0˚С і встановлюється стійкий сніговий покрив, який досягає максимуму в другій половині лютого і утримується приблизно 100-110 днів. Висота снігового покриву не перевищує 18- 20 см, однак в деяких роках максимальна його висота досягає 67 см. [10]

Саме взимку найбільша відбиваюча спроможність підстилаючої поверхні. Морози чергуються з відлигами. Забруднення в цей період як раз найбільше: коли наступає відлига забруднення розповсюджується на великі території.

Глибина промерзання ґрунту: середня -7 4см, мінімальна - 50см, максимальна-115см. Але глибина промерзання ґрунту коливається в дуже широких межах і залежить не тільки від характеру зими (температура, стійкість морозів, глибина і кількість снігу), але в ще більшому ступені - від переносу снігу, експозиції та крутизни схилів і від характеру поверхні. Вона найменша в лісі і найбільша на обголених схилах з важкими суглинистими ґрунтами, які насичені вологою.

В агрокліматичному відношенні важливими показниками зимового сезону року є характер встановлення сніжного покриву (сніг, який ліг на незамерзлий грунт, сприяє випріванню озимини), температура на рівні вузла кущення озимини (лімітує вимерзання озимини), наявність або відсутність глибоких відлиг, і запаси вологи, які потенціально створюються в ґрунтах.

Кількість опадів на початку зими (грудень), є найбільшими в північно-західної частині, і складає біля 25мм. Мінімум зимових опадів складає 10-20 мм [8].

Взимку забруднення повітря порівняно значніше у північній та північно-східній частині району, тому що переважають західні та південно-західні вітри (рис. 1.4), які переносять забруднення на північний схід.

Рисунок 1.4 - Повторюваність вітру у Борівському районі [10]

Весна характеризується переходом середньодобової температури через 0 С, що відбувається 20-21 березня. В деякі роки цей термін може змінюватися.

Весною відбувається зміна режиму циркуляції повітря, часта нестійкість погоди, причому в другій половині весни буває весняний суховій - зсушує грунт, вітер південно-східного напрямку.

Розподіл температури весною (квітень) характеризується збільшенням її з півночі (7 С) на південь (до 8,5 С). Розподіл опадів весною (березень) повторює картину взимку.

Найбільша кількість опадів випадає у літній та частково весняний періоди (травень, червень, липень, серпень), що збігається з періодом максимального росту сільськогосподарських культур, та сівбою озимини.

Відносна вологість повітря у вегетаційний період коливається в межах 48-69%, днів з порівняною посухою у весняно-літній період буває до 20%.

Літо починається з моменту переходу середньодобової температури через 15 С, що припадає на середину травня. Воно триває 130-140 днів, до середини жовтня. Літо помірно тепле, з вологим (червень) і спекотним (липень-серпень) періодами. Найбільш висока середньомісячна температура в липні (20,5 С). Однак реальне розподілення температур не співпадає з градаціями місяців.

Самі високі показники температури спостерігається в кінці липня - на початку серпня, коли температура залежить не тільки від сонячної радіації (максимум у червні), але також від вологості (чим більше вологи, тим більше тепла йде на випаровування і переноситься в атмосферу), адвекції тепла/холоду в процесі горизонтального переносу повітря і від теплової інерції природних акумуляторів тепла: вод, ґрунту, верхнього шару гірських порід. В теплий період переважають вітри південно-східного і південного напрямку (рис.1.4), в холодний період вітри південно-східного і південно-західного напрямку. Середня річна швидкість вітру - 27 м/секунду.

Особливості рельєфу, а саме: порізаність території районів, долинами річок Солона, Борова та Червонооскільським водосховищем, створюють різні умови зволоження та прогрівання ґрунту. Схили південних експозицій більш теплі ґрунти тут швидко позбавляються від снігу, просихають і у більш ранні строки стають придатними для обробітку. Схили північної експозиції навпаки, більш холодні, пізніше висихають в порівнянні з схилами південної експозиції.

У літній час досить часто відбувається вторгнення тропічного повітря. Проходження тропічного фронту супроводиться теплими дощами, після яких встановлюється дуже спекотна погода, волога, а потім суха погода. Це буває в другій половині липня, але може захопити й серпень, а в аномальних випадках - початок вересня.

Конвективні опади характерні виключно для літа. Вони обумовлені вертикальними висхідними рухами (конвекцією) теплого повітря, абсолютний вологовміст якого досягає 20-25 т/м3 водяної пори. Піднімаючись вверх, це повітря охолоджується через розширення (адіабатичний процес), при цьому його здатність утримувати вологу знижується (насичена пара). В кінцевому підсумку частина водяної пари є надлишковою, і вода конденсується. При конденсації виділяється сховане тепло, повітря нагрівається і йде вгору. Утворюються висхідні "стовпи" повітря, які пронизують усю атмосферу.

Кожний стовп повітря, яке йде вгору, являє собою своєрідний тепловий і водяний "насос", який вилучає з повітря, що прокачується через нього, тепло і водяну пару. Якщо краплини вологи в хмарі утворюються швидше, ніж випаровуються, то в кінцевому підсумку вони стануть таким важкими, що впадуть на поверхню у вигляді сильного дощу, граду або крупи.

Вегетація рослин є важливою характеристикою літнього періоду. Вона продовжується 120-210 днів, тобто є досить тривалою і вар’юється в таких широких межах не стільки через різницю територій, скільки по причині різних екологічних властивостей рослин.

Осінь - більш тривалий, ніж другий перехідний сезон - весна період і характеризується деякими тенденціями:

·             зниження циркуляції, яка відбувається дуже рідко, десь в останній декаді серпня і проявляється в різкому зниженні вертикальної конвекції;

·        збільшенням контрастності добових температур, внаслідок цього поступово понижується середня, при незмінній добовій температурі;

·        відставанням в охолодженні земної поверхні відносно повітря, водойм в порівнянні з сушею, у зв’язку з чим часті осінні тумани радіаційного (вихолоджування) і адвективного (приходу більш теплого повітря на поверхню, яка охолонула) походження.

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.

.4 Екологічні дослідження водних об’єктів як складової довкілля, що зазнає впливу забруднення

Гідрологічну сітку утворюють річки басейну Сіверського Донця: Оскіл, з притоками Борова, Солона, Горохуватка, верхів¢я Нетриуса. На Осколі створено Червонооскільське водосховище (рис1.1). Для господарської потреби збудовано близько 20 ставків загальною площею водного дзеркала близько 150 га. Всього у Первомайському районі 102 ставки загальною площею водного дзеркала 698 га, 2 водосховища на р. Берека з площею водного дзеркала 320 га. [3].

Загальна густота річкової сітки у Борівському районі менше 0.15 км/км². Річний стік річок у районі складає менше 2.5-3 л/с з 1 км², об¢єм стоку 55.2 млн.м²/рік. Більша частина стоку приходиться на весняний період (весняний паводок). На цей сезон року приходиться 60-80% об’єму стоку. В інші сезони року стік мало відрізняється, хоча проявляється зимова (грудень-січень) і літня (липень-серпень) межені [10].

Замерзання річок відбувається звичайно в першій-другій декадах грудня. Розкривання від льоду - в другій декаді березня.

Живлення усіх річок району переважно (біля 60%) снігове, при цьому найбільш високий стік весною (70-80% річного стоку). На осінньо-зимовий період приходиться 15-16% річного стоку.

Окрім сезонних коливань річковий стік в межах району характеризується і змінами по роках. Зокрема, в окремі маловодні роки стік зменшується майже наполовину

Червонооскільське водосховище є одним з найбільших в Харківській області. Повний об¢єм складає близько 480 млн.куб.м., площа водного дзеркала 130 км кв. Найбільша глибина - 16.5 м, найменша глибина озера - 3.87 м. Довжина берегової лінії на території району складає 35 км. Водні ресурси Борівського району використовуються для зрошення та обводнення та сільськогосподарського водоспоживання. Живлення водосховища, ставків здійснюється, головним чином, за рахунок весняних річкових паводків. Джерельні і атмосферні води в їх живленні грають підсобну роль

Основними водоносними горизонтами прісних вод, які використовуються для водопостачання на півночі району є комплекси сеноман-нижньокрейдяного горизонту та на півдні району юрський та тріасовий комплекси. Запаси підземних вод у районі складає 2.41 млн. куб.м/рік (ухвалені) та 14.53 млн. куб.м/рік (прогнозні).

Поверхневі води знаходяться під сильним впливом поверхневого стоку з сільськогосподарських угідь. Останні трансформують в річку продукти ерозії ґрунтів разом з залишками агрохімікатів, пестицидів і добрив, що негативно впливає на гідрохімічні показники, сприяє зменшенню русла, утворенню мілководдя і мілини, а також це сприяє порушенню об’єму стоку річок, зменшенню самоочищення річки, що приводить до зменшення кількості вільного кисню.

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.

1.5    Екологічні дослідження ґрунтів, що знаходяться під впливом забруднення

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. В заплавах річок поширенні чорноземи лучні, лучно-болотні, солонцюваті, сильносолонцюваті, засолені, дерново-піщані і глинисто -піщані ґрунти [8].

Ґрунтовий покрив району досить складний, на ґрунтовій карті району виділяється 37 ґрунтових виділів. Це пов’язано з різноманіттям рельєфу, умовами зволоження, ґрунтоутворюючими породами, а також з особливостями природної рослинності.

Звичайні чорноземи сформувались на лесовидних породах під різнотравно-типчаково-ковиловими степами за умов помірно-посушливого клімату і непромивного водного режиму. Вміст гумусу в них становить 5,0-7,2%, вони насичені основами мають нейтральну реакцію ґрунтового розчину. Ці високородючі ґрунти мають високий ступінь опору до антропогенного навантаження, обумовлений їх високою гумусністю та ємністю поглинутих катіонів [11].

Оскільки основною ґрунтоутворюючою породою є лесовидні суглинки, слід відзначити, що вони сприятливо впливають на екологічні функції ґрунтів. Це зумовлено багаті на обмінні іони, мають добру водо- та повітропроникність [12]. Це забезпечує виконання тими ґрунтами, які на них формуються (підвиди чорнозему звичайного) цілої низки біогеоценотичних екологічних функцій.

Усі інші ґрунтоутворюючі породи тою чи іншою мірою мають локальне поширення. Піщані породи (на боровій терасі), а також виходи супіщаних порід на крутих схилах дали початок формування промивних дерново-підзолистих і дерново-піщаних ґрунтів. Вони відрізняються іншим режимом зволоження, бідністю іонами, і, як правило, незначним вмістом гумусу. На таких ґрунтах ростуть переважно соснові ліси, опад яких (хвоя) створює кислу реакцію і тим самим, сприяє винесенню гумусу з гумусового горизонту. Це може негативно впливати на стан підземних вод.

Заплави річок та днища балок вкриті складним комплексом гідроморфних ґрунтів: лучними чорноземами, лучними, лучно-болотними і болотними ґрунтами, часто засоленими і солонцюватими.

За даними відділу землевпорядкування Борівського району площа земель, що використовуються під сільськогосподарські угіддя складає 67 310 га, в тому числі: рілля 50250 га, багаторічні насадження - 5040 га, косовиці - 1820 га, пасовища - 9916 га, господарські будівлі, двори і шляхи - 1739 га [3].

Тривале ведення сільського господарства значно знизило якість ґрунтів району. На території району було внесено велику кількість мінеральних та органічних добрив та пестицидів з яких більше 2/3 складали гербіциди.

Завдяки особливостям рельєфу на території району широко представлені ерозійні процеси (площинний змив), що призводить до змиву родючого шару ґрунтів і знижує їх якість. Через недотримання агротехнічних заходів ці процеси продовжують розвиватися. Загальна площа земель, що потерпають від водної ерозії складає 8,4 тис.га.

Одним із видів сільськогосподарського впливу на ґрунти району є склади отрутохімікатів та мінеральних добрив. Мінеральні добрива, в ряді випадків, зберігаються під відкритим небом, на невлаштованих сховищах. На території району склади мінеральних добрив відремонтовані та паспортизовані лише у 4 господарствах району. У ряді господарств не створені належні умови для збереження отрутохімікатів, приміщення складів не відремонтовані, а в окремих господарствах зруйновані (сс. Калинове, Маліїївка, Вишневе).

Одним із важливих джерел забруднення ґрунтів Борівського району є звалища твердих побутових відходів, що займають площу близько 3,3 га. Здебільшого звалища негативно впливають на склад ґрунтової мікробіоти та гальмують процеси гумосонакопичення. Також можуть проявлятись ознаки зміни складу ґрунтового розчину, що негативно впливає як на стан рослинного покриву, так і на ґрунтові води.

Також негативно впливає на стан ґрунтів практично повна відсутність поновлення полезахисних лісосмуг і навіть їх зведення. Особливо негативним це є в санітарно-захисній зоні Червонооскільского водосховища.

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.

Покращення екологічного стану ґрунтів Борівського району можливо за умови застосування мінеральних та органічних добрив з урахуванням їх агрохімічних властивостей, розробки індивідуальних систем внесення добрив для різних типів ґрунтів тощо. Необхідно впроваджувати нові методи обробки ґрунтів, такі як без відвальна, зокрема плоскорізна, що має переваги у порівнянні з відвальною. Збереження верхнього шару ґрунту при без відвальній обробці знижує втрати ґрунту від ерозії, зменшує її змив у водні об’єкти, слід також, використовувати більш легку техніку для попередження переущільнення ґрунтів.

1.6    Екологічні дослідження флори і фауни, що потерпають від забруднення

Борівський район відносно рослинного районування відноситься до північної частини лівобережного степу України. Ліса і лісові насадження складають 7.6 тис.га. Серед лісових порід переважають сосна (57 % площі лісів) і дуб (32%) є клен, берест, в¢яз. Підлісок складається з ліщини, терену, шипшини. Територія районів в минулому була вкрита степовою рослинністю, між якою подекуди розташовувались островами ліси, які розташовувались не тільки в балках, а й виходили на високі рівні вододілів. На крутих схилах балок залишились невеликі ділянки цілинного степу (ковила, типчак, воронець, пирій тощо) [8].

Рубка лісів здійснюється виключно в санітарних цілях. Ліси мало підпадають захворюванням, із-за слабкого впливу на них викидів промислових підприємств смт. Борова. Більшість ділянок, що вийшла з-під лісу, зараз розорюється і лише крутосхилі балки використовуються під природні кормові угіддя. Чистих дібров залишилось дуже мало, до дубу примішується липа клен (гостролистий, польовий), ясень, груша, яблуня, в’яз та інші.

Трав’яний покрив дібров багато виглядає весною, коли розквітають ефемероїди. Самими першими розквітають проліска сибірська, чистяк весняний. Трохи пізніше квітнуть фіалки, ветрениця дубравна. На початку травня з’являються ясмінник духмяний та інші. З розпусканням листя і затіненням ґрунту в трав’яному покриві переважають осока волосиста, снить. Серед рідкісних рослин можна зустріти кілька видів лісових орхідей: дремник чемерцевидний, любку двохлистову. З ендемів тут росте - хвощ великий.

В місцях з близьким заляганням ґрунтових вод дуже часто зустрічаються березняки і ожинники, де в деревостої серед беріз ростуть окремі сосни і осики, іноді вільха, в підліску черемшина, груша, липа. Можна також побачити конвалію травневу.

В дубово-соснових лісах до основних порід примішуються береза бородавчаста, осина, черемшина, рідко клен гостролистий. Трав’яний покрив дуже добре розвинутий з перевагою злаків - боровий і вузьколистий м’ятними, пирій повзучий. На великих полянах розвинута типово лугова рослинність з перевагою злаків. Добре знайомі такі ендеми, як чабрець або кмін крейдяний, полинь білов’ючна. Не тільки дуже красиві, але й цінні в науковому відношенні такі ендеми і релікти, як лен український, ясменник сіро плідний, левкой духмяний, дрок донський. Багато з них знаходяться під загрозою зникнення і внесені до Червоної книги України.

Рослинність ставків та Червонооскільського водосховища Борівського району представлені болотними травами (осока, рогоза), водними рослинами з плавучими листями (латаття біле, гречиха водяна) і гідрофітів (різні види ряски, роголистник). Паростки підводних рослин багаті молюсками й іншими тваринами. Поблизу річок зустрічаються вологолюбні осоки, калюжниця болотна, ярижник болотний та інші.

Деякі види лікарських рослин підлягають загрозі зникнення, бо їхній збір, який ведеться безконтрольно місцевим населенням для продажу або в особистих цілях, може призвести до зменшення цих видів рослин.

Фауна лісів району дуже багата. Найбільшою видовою різноманітністю є комахи. Жорсткокрилі або жуки, представлені родинами жужелиць і стафілінів - хижаків, що харчуються дрібними комахами, а також молюсками; рогачей - великих жуків з добре розвинутими, личинки яких живуть в гнилій деревині (жук-олень); пластинчатовусих, з яких широко розповсюджені травневий хрущ, золотиста і мраморна бронзівки, жук-носоріг, вусачів - великих жуків з дуже довгими вусами, інколи перевищує їх довжину тіла; божих корівок - добре знайомих хижаків, які їдять тлю і рослиноплідних кліщів; а також короїдів, довгоносиків. В Червону книгу України занесені жук-олень, вусач великий дубовий, вусач мускусний, стафілін волосатий, вусач земляний [8,3].

Загін лускокрилих представлений множиною родин, слід відмітити самих красивих і великих метеликів (махаон, поліксен); білявок, із яких широко розповсюджена лимонниця, німфеолід. Шкідники лісу, такі як злотогузка, пяделиця соснова і медведиць - великих метеликів з яскравим плямистим візерунком. З загіну напівжорсткокрилих, або клопів, зустрічаються червоноклоп безкрилий (клоп-солдатик) і клоп деревинний зелений, суспільні оси (звичайна, чорноморська, лісна, середня, шершень звичайний), дикі бджоли, лісні мурашки.

Павукоподібні представлені різними видами павуків та кліщів.

З земноводних в лісі заселені зелена і сіра жаби. Плазуни представлені вужем звичайним, гадюкою звичайною і мідянкою, які занесені в Червону книгу України.

Тваринний світ Борівського району представлені великим різноманіттям диких тварин і птахів. В останні роки у зв’язку зі зменшенням застосування отрутохімікатів і добрив, відбулось різке збільшення чисельності тварин і птахів (в середньому 200-300%).

Багато птахів, які заселяють ліс від нижнього до верхнього ярусів. На землі гніздяться соловей звичайний, лісний жайворонок, козодій, вівсянка звичайна. В чагарниках будують гнізда славки (садова, сіра), зеленушки. В дуплах дерев гніздяться яскраві дятли, шпак звичайний, синиця (сіра, мала). Крони дерев займають іволга, ворона, сойка, горлиця звичайна, а також деякі хижаки - сокіл, підорлик звичайний.

Із комах для степових біотопів характерні - польовий цвіркун, із жуків слід відмітити хрущика мохнатого, джмеля (мохового, глинистого, духмяного).

Різноманітні представники водно-болотної фауни. У водоймах розвиваються личинки численних комах - комарів.

Найбільш види, які зустрічаються річкових та ставкових риб - карась золотистий і сріблястий, короп. линок, верховодка, лящ, плотва, в’юн, щука, окунь звичайний, йорж звичайний.

Із амфібій розповсюджені звичайний і гребінчастий тритони, озерна, ставкова і трав’яна квакша, із рептилій - болотна черепаха і водяний вуж.

Із водно-болотних птахів зустрічаються кряква, сіра качка, чирки, широконіска, лебідь (крикун і шипун), гусак сірий, чайка озерна.

Із ссавців можна зустріти видру річну.

Для культурного ландшафту сільської забудови характерні домашні тварини. А також це сільська і міська ластівки, домовий і польовий горобець, шпак звичайний, лелека білий, горлиця кільчаста. На території району особливій охороні підлягають особи сірого журавля, а також яструба тюбика, скопа та орла-могильника, які занесені у Червону книгу України бо зникають на території.

У процесі господарської діяльності зазнають суттєвих змін традиційні біоценози, у результаті чого змінюється видовий склад тварин.

2. Екологія та охорона природно-територіальних та природно-антропогенних комплексів (ПТК і ПАК) як інтегральних показників екологічного стану території Борівського району

2.1 Дослідження ПТК

екологічний довкілля антропогенний рослинний

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. За класифікацію природних територіальних комплексів (ПТК) [6], у Борівському районі виділяють наступні ПТК (рис. 2.1.): частина району, що розділена Червонооскільським водосховищем, знаходиться у межах межирічкових та долинних природних комплексів; західна, центральна та північна частина Борівського району знаходиться в межирічкових природних комплексах. Тут вони представлені лесовими рівнинами, відносно вирівняними, що розчленовані ярами і балками на реградованих чорноземних ґрунтах з сільськогосподарськими угіддями на місці лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів, іноді на місці широколистяно-дубових лісів. Оскільки через район з півночі на південь простягається Червонооскільське водосховище для території дослідження характерні також й заплавні рівнинні ландшафти. Вони представлені лучно - болотними, лучноостепненими заплавами та плавнями з характерною лучною та болотною рослинністю [8].

Розглянемо природні територіальні комплекси Борівського району Харківської області;

·   межирічкові ПТК, розташовані на лесових рівнинах, що сформувалися на міоценовому плато і древніх річкових терасах найбільших річок.

Межирічкові ПТК

1 Рівнини лесові відносно вирівняні розчленовані балками і ярами на нижньо-середньоміоценовій основі, з чорноземами звичайними, з сільськогосподарськими угіддями на місці лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів Долинні ПТК

2 Рівнини лесові, розчленовані балками і ярами із западинами на алювії неогенових терас, з чорноземами звичайними середньо гумусними з сільськогосподарськими угіддями на місці лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів

3 Рівнини лесові, плоскі із западинами на алювії давньочетвертинних терас з чорноземами звичайними середньо гумусними і сільськогосподарськими угіддями на місці лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів, рідше з лучними солонцюватими ґрунтами і різнотравно-осоковою рослинністю

4 Рівнини лесові, плоскі із западинами на алювії молодих четвертинних терас з чорноземами звичайними середньо гумусними і сільськогосподарськими угіддями на місці лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів

5 Рівнини піщані, дрібногорбисті на молодих четвертинних піщано-глинистих відкладах з дерновими розвинутими піщаними грунтами, іноді з пісками слабозадернованими, з вигонами та сосново-дубовими лісами

6 Балково-долинні

Рисунок 2.1 Природно-територіальні комплекси Борівського району[6]

Вони характеризуються плоскою, слабкохвильовою і помірно розчленованою (на периферії) поверхнею з чорноземами, частково темно-сірими і сірими лісовими ґрунтами. Знаходяться на крайньому північному сході (с. Богуславка), північному заході та сході території району ( с. Першотравневе). Розрахуємо відсотковий вміст цих ПТК у загальній площі району:

F= ПТК м/S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК м - межирічкові ПТК, ( 0.2 тис.кв.км )

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

F= 200/800 х 100%;

F= 25%

Площа межирічкових ПТК на території Борівського району становить 25%. Межирічкові ландшафти Борівського району змінені під впливом ведення сільськогосподарських робіт: розорені ґрунти, змінений тваринний та рослинний світ. Меншого впливу ландшафти зазнають від транспорту. Відсутність промислових підприємств забезпечує стійких задовільний стан межирічкових ландшафтів. Тому , можна вважати, екологічний стан межирічкових ландшафтів Борівського району, що займають 25% території всього району як задовільний.

Долинні ПТК, розташовані уздовж річкових долин р. Оскіл (на території Борівського району в руслі р. Оскіл створене Червонооскільське водосховище) з притоками: р. Борова, р.Горохуватка, р. Солона та представлені лесовими рівнинами, розчленованими балками і ярами, із западинами на алювії неогенових терас з чорноземами типовими середньо гумусними, вилуженими, чорноземами звичайними середньо гумусними потужними з сільськогосподарськими угіддями на місці широколистяно-дубових лісів, лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів, іноді на місці темно-сірих ґрунтів під-кленово-липовими дубовими лісами [6].

Розрахуємо відсотковий вміст цих ПТК у загальній площі району:

F= ПТК м/S району х 100%, де

F - відсотковий вміст даного ПТК у загальній площі району,

ПТК м - межирічкові ПТК, ( 0.52 тис.кв.км )

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

F= 520/800 х 100%;

F= 64%

Площа долинних ПТК на території Борівського району становить 64%.

Долинні ландшафти Борівського району терасовані і різноманітні у відношенні гірських порід і рельєфу. Верхні і середні тераси р. Оскіл лесові, тому однотипні в ґрунтовому відношенні.

На заплаві панують алювіальні ґрунти різних різновидів. ПТК представлені високими й низькими заплавами на молодих четвертинних піщано-мулових відкладах, з чорноземами супіщаними розвинутими піщаними ґрунтами, іноді з пісками слабозадернованими, з сільськогосподарськими угіддями, вигонами, сосновими лісами; розташовані вздовж Червонооскільського водосховища. Велика частина заплавних земель використовується як малопродуктивне пасовище і косовиця, але в значній більшій мірі вони використовуються як рекреаційна зона районного та обласного значення. 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), ( 48 кв.км )

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

F= 48/800 х 100%;

F= 6%

Площа заплав на території Борівського району становить 6 %.

Перша надзаплавна (піщано-борова) тераса характеризується звичайними легкими грунтоутворюючими породами і примітивними супіщаними ґрунтами, наявністю тільки транзитного стоку і пануванням по- декуди борів.

Верхні та середні тераси ПТК представлені лесовими рівнинами, які розчленовані балками і ярами, із западинами на алювії стародавньочетвертинних терас з чорноземами типовими середньо-гумусними, вилуженими, чорноземами звичайними середньо гумусними потужними з сільськогосподарськими угіддями на місці широколистяно-дубових лісів, лучних і різнотравно-типчаково-ковилових степів, іноді на місці темно-сірих ґрунтів під-кленово-липовими дубовими лісами [6].

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 )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 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)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 )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 )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 )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 )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 )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

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.

)        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

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 = S 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;- 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)

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.

.        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, верхів¢я 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.

.        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.

.        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.

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

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

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

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

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

.        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.

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

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

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

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

.        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.

.         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.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).