Хората подлагат планетата Земя на голема експлоатация със своя безотговорен начин на живот. През 20-ти век, светът увеличи потреблението си на изкопаеми горива 12 пъти и използва 34 пъти повече материални ресурси. Според футуристите търсенето на храна, храна за животни и фибри може да се увеличи със 70% до 2050г. Ако продължим да използваме ресурси, при сегашната скорост на използване, ще имаме нужда от повече от две планети, които да ни поддържат. Почвата става все по-замърсена поради бързия растеж на населението, ускореното икономическо развитие и все по-често се използва както за производство на храни, така и като източник на основни суровини. В същото време, голяма част от отпадъчните вещества, които се генерират при многобройните човешки дейности, се отлагат във почвата. Всичко това влияе на нормалното функциониране на почвата и причинява замърсяване и различни форми на щети.
Замърсяването на почвата може да доведе до нейното разграждане, унищожаване, както и до временно или постоянно изключване на нейните фукнции като почва. Замърсителите, открити на почвената повърхност във вътрешните слоеве, могат да бъдат продукт на природни и човешки дейности на Земята. Естествените източници на замърсяване включват: рудни находища, минерализация, скали със специфичен състав, горски пожари, вулкани, земетресения, бури и пясъчни бури, ерозия, порои, наводнения. Антропогенните източници на замърсяване включват: минно дело, промишленост, селско стопанство, урбанизация и комунални дейности, трафик и транспорт, горски пожари причинени от хора, наводнения, ерозия. Когато замърсителите достигнат до почвата по някой от тези начини, по-нататъшната им съдба зависи от редица физически, химични и биологични фактори, чието въздействие е преплетено. В резултат на различните причини на замърсяване, могат да се разграничат следните процеси:
- биологично замърсяване (инфектиране) означава внасянето в почвата на различни паразити, вируси, бактерии, гъби и др., които пребивават в почвата и могат пряко или косвено да заразят животни и хора чрез растенията;
- химическо замърсяване означава внасянето в почвата на различни вредни органични и неорганични вещества в различни форми (твърди, течни, газообразни), като: тежки метали, органични замърсители, радионуклиди, пестициди, минерални торове и др. Най-високото ниво на замърсяване, обикновено се среща в районите на индустриални зони, в непосредствена близост до пътища и до сметища.
- антропогенната деградация представлява увреждане на почвата при редовна употреба в растениевъдството. Възниква в резултат на нерационално използване на почвата и се проявява чрез: увреждане на структурата на почвата, свиване на почвата, намаляване на физиологичната дълбочина, поява на ерозия на повърхността и в браздите, почвени свлачища и намаляване на почвеното плодородие.
Смята се, че 275 хектара земеделски земи в Европейския съюз се "унищожават" всеки ден.[1] По- голямата част от земя в света е в задоволително, лошо или изключително лошо състояние. Например, в страните от ЕС ситуацията е следната: в Италия около 45% от брега е павиран, а в Испания особен проблем представлява оттичането на почвата. От друга страна, в източноевропейските страни има значителна ерозия на почвата, така че около 35% от почвите от типа Подзол са прекомерно вкислени, а в 40% от почвата в Литва има висока концентрация на тежки метали. Приблизително 45% от земята в Европа има много ниско съдържание на органични вещества (0 - 2% органичен въглерод) [2], а 45% от земята има средно ниво (2 - 6%). Проблемът е особено забележим в страните от Южна Европа, но също и в части от Франция, Великобритания, Германия и Швеция.
През първото десетилетие на 21-ви век Министерството на Околната Среда и Водите на Република България, утвърждава програма за почвен мониторинг, която изцяло е съобразена с изискванията на ЕК (Европейската Комисия) и ЕАОС (Европейската Агенция по Околна Среда), с добрите практики в редица европейски страни, както и с националното законодателство. Програмата за мониторинг е организирана на 3 нива:
- Ниво I се отнася до оценката на почвените условия според следните показатели: съдържание на 9 тежки метала и металоиди, общ азот, фосфор, органичен въглерод, активна почвена реакция (pH), електропроводимост, нитратен азот, общ въглерод и устойчиви органични замърсители;
- Ниво II е ориентирано към регионални прояви на деградационни процеси, като вкисляване, засоляване и ерозия, свиване на почвата (проект Корин Земно покритие);
- Ниво III е насочено към идентифициране и инвентаризиране (изброяване) на местното замърсяване на почвата.
Периодичността на наблюденията е различна в зависимост от процесите. Изпитванията на почвените проби се извършва в 15 Регионални лаборатории на ИАОС/ Изпълнителната Агенция по Околна Среда/, които са акредитирани.
В проектния регион, влиянието на антропогенния фактор върху замърсяването на почвата е особено подчертано чрез нередовна оран, лоша селекция на селскостопански култури и насаждения, принудително отглеждане на култури, които се отглеждат на наклонен терен, обезлесяване и други фактори, довели до ерозивни процеси. Ерозията унищожава големи площи от най-плодородната земя, намалява нейния производствен капацитет и постепенно влошава климатичните условия и заплашва околната среда.
[1] www.agroklub.rs: ЕС всеки ден губи 275 хектара земеделски земи!?
[2] www. poljoprivreda.info: Каролиц, Р.: Борбата за обработваема земя (I): Деградация на земеделските земи в Европейския съюз.
2.1 Причини и рискове за околната среда, които засягат почвата
Качеството на почвата е от съществено значение за замеделието и системата за производство на храни и е жизненоважно за бъдещето на хранителната индустрия и селското стопанство. Всяко унищожаване на почвата под каквато и да е форма застрашава бъдещето на хранителните източници, както и на човечеството.
Деградацията на почвата може да настъпи под много форми в резултат на засилването на различни човешки дейности, като: ерозия, вкисляване, свиване, засоляване, опустяване на почвата.
Ерозията е най-разпространената и най-тежка форма на деградация на почвата. Вятърът или водата със своята кинетична енергия преместват повърхностните частици на земята от едно място на друго.
Ерозията някога е била естествен процес, при който количеството на премахнатата почва е било равно на количеството на новосъздадената почва и е служило за подмладяване на почвата. В последно време, ерозията се ускорява поради интензивното обезлесяване, унищожаване на растителността, неконтролирана паша и неадекватна оран. Основната причина, поради която площта на обработваемата почва се губи и намалява, е на първо място ерозия, поради която почти 25 000 хектара се губят годишно само в Сърбия, докато в света се счита, че ерозията поглъща повече от 50 милиона хектара годишно. Борбата с ерозията и проливните наводнения трябва да се приема сериозно, тъй като те са много опасни. Сърбия е една от страните, които са много уязвими откъм ерозия.
Свиването на почвата често възниква поради неправилна употреба на различни селскостопански машини по време на подготовката на почвата за отглеждане на растения.
Почвата губи порестността си, намалява количеството вода и въздух в нея, компрометира биоразнообразието и следователно качеството на почвата.
Засоляването е процесът на преминаване на водата през почвата за дълъг период от време с висока концентрация на сол и това води до нейното натрупване след изпаряване на водата.
Високите концентрации на почвени соли влияят неблагоприятно върху развитието на растенията.
Опустяването на почвата е следствие от взаимодействието на непредвидими климатични изменения и неподходящо използване на почвата, което води до изчезването или увреждането на биологичния потенциал на почвата.
С течение на времето, поради необратимостта на процеса, почвата се трансформира в пустинна почва.
Вкисляването се получава в резултат на прекомерната употреба на азотни торове в селското стопанство, изсушаването на почвата и замърсяване на въздуха, като този естествен процес се ускорява напоследък. С течение на времето, вкисляването води до намаляване на почвеното плодородие и промяна в буферния и капацитет.
През последните години, така наречените "киселинни дъждове" се очертаха като много опасен враг на почвата. В последните години се изчислява, че над 10 милиона хектара са били напоени в Европа и Северна Америка. По дефиниция, киселинният дъжд е валеж от атмосферна киселина под формата на дъжд. Още по-точното определение е, че киселинните валежи са валежи, които имат по-висока киселинност (по-малко pH) от нормалните валежи в незамърсените райони на Земята. Терминът киселинен валеж обхваща всички киселинни валежи, които поглъщат газове, частици, както и течната фаза, така че всички киселинни вещества от атмосферата да се съдържат в киселинния валеж. Ето защо, тривиалното наименование „киселинен дъжд“ все повече се заменя с много по- обикновеното „атмосферен валеж“, който покрива всички киселинни вещества, както и всички други замърсители, открити в атмосферата.
Така, например, измерванията на киселинността на дъждовната вода в Северна Америка достигнаха pH 3, като най-ниската стойност за pH на дъждовната вода в САЩ, измерена някога, е била 2,1 в северните части на Съединените Щати през 1964г. В Европа, най-ниската стойност, измерена някога е била pH 2,4 в Шотландия през 1974г.[1] В Сърбия, киселинността на дъждовете в гр. Бор също достига много ниски стойности на pH между 2 и 3. Между другото, незамърсеният дъжд също е киселинен, но стойността му на pH е около 5.6.
[1] https://www.chem.bg.ac.rs: Gržetić, I.: Атмосферна утайка и киселинен дъжд.
2.2 Почвени замърсители: причини и последици в краткосрочен, средносрочен и дългосрочен план
За разлика от други ареали на околната среда (вода, въздух), почвата е статична и има голям капацитет да приема големи количества замърсители, които остават в нея в продължение на много години, така че ефектите от замърсяването са скрити дълго и е необходим един вид "спусък" за преместване на замърсителите от почвата в други ареали на околната среда. Най-големите източници на замърсяване на почвата днес са промишлеността, домакинствата и селскостопанското производство.
Тежките метали са естествено открити в почвата, но напоследък концентрацията им в почвата се увеличава бързо, поради много различни човешки дейности. В почвата, металите обикновено са свързани с минерални частици, от които се отделят при определени условия (напр. с вкиселяване на почвата). Те могат да вземат участие в хранителната верига и да имат токсични ефекти.
Пестицидите, поради интензивната им употреба в селското стопанство, правят почвата силно замърсена. Пестицидите са много устойчиви (упорити) и остават в почвата за дълго време. Наличието им в почвата, влияе неблагоприятно върху флората и фауната на почвата, намалява плодородието на почвата и води до замърсяване на подземните води.
Нитратите и фосфатите, т.е. азотът (N) и фосфорът (P) са съществени елементи за растежа на растенията, но прекомерната им употреба в селското стопанство води до замърсяване на почвата. Повишената им концентрация в почвата води до замърсяване на подземните и повърхностните води. Ако фосфорът се използва в големи количества, той може да бъде в количество в почвата, което е токсично за растенията. В Сърбия, например, 60-70% от почвата е бедна на фосфор. С увеличаване на съдържанието на фосфор, което трябва да бъде около 20-30мг. в почвата, се постигат максимални добиви. В Сърбия, имаме над 2 милиона хектара, където съдържанието на фосфор е в границите 2 или 5мг.
Радиоактивното замърсяване по произход и източник на радиация може да бъде естествено и изкуствено. По-голямата част от общата радиация, погълната от човека, идва от природни източници като космическо излъчване, земно или такова идващо от планетата и радиация от радиоактивни източници, намиращи се в тъканите на живите същества. Земното излъчване произхожда от естествени радиоактивни елементи, намиращи се в почвата, особено в глинените субстрати и скалите, и е различно в различните части на Земята и е особено голямо над находищата на уранова руда. В наши дни, много се говори и пише за увеличаването на радиоактивния радий, който навлиза в почвата чрез наторяване с изкуствени торове, особено фосфор. Естествените фосфорити, внесени от фабриките за минерални торове, съдържат радиоактивен радий. Радиоактивните вещества могат да се натрупват във водата, почвата, отлаганията или във въздуха, но концентрациите обикновено са по-високи във водните, отколкото в сухоземните екосистеми, тъй като течението, е по-бързо във водата, отколкото в почвата. От друга страна, широкото използване на радиоактивност, използването на ядрена енергия и все по-честите инцидентни ситуации в последно време, тревожно показват сериозните последици за околната среда и съответно значителното влияние на околната среда върху почвата.
2.3 Примери за причини и техники за анализ на резултата, прилагани в селското стопанство
Основните показатели за почвеното плодородие са: общ азот, лесно достъпен фосфор и калий, съдържание на хумус и калциев карбонат, рН във водата и калиев хлорид, всички те се определят въз основа на почвени анализи. Тези показатели за плодородие, подлежат на промяна през периода на експлоатация на почвата в процеса на земеделското производство. Следователно, наблюдението им е от голямо значение за правилното управление на почвата. Проверки за плодородието, трябва да се извършват на всеки четири години.
В този процес на контрол на плодородието, най-отговорен сегмент, със сигурност е процесът на вземане на проби от почвата. Процесът на вземане на проби от почвата се състои от няколко етапа: определянето на времето за вземане на проби, подготовката за вземане на проби, вземането на проби, подготовката и опаковането на почвената проба.
Най-доброто време за събиране на проби от почвата е след прибирането на реколтата. Почвата в този момент е равна, с необезпокоени структури и движението по такива участъци е значително улеснено. Вземане на проби от почвата може да се извършва и по време на вегетация, като най- честата причина е дефицитът на някои хранителни вещества в култивираните растения.
В процеса на вземане на проби от почвата, целта е да се формира средна извадка в съответствие с определени разпоредби и правила. Средностатистическата проба на почвата се взема от площ с максимални размери от 5 до 10 хектара в зависимост от хомогенността на парцела.
Средната проба на почвата от тази област се състои от 20 до 25 отделни бода (куха тръба се забива вертикално в земята) и съответно толкова на брой GPS координати. При връщане към парцела отново, след 4-5 години, е желателно да се вземат почвени проби от същите позиции, за да се открие евентуална промяна в почвеното плодородие.
След приключване на процеса на вземане на проби, почвата трябва да бъде добре смляна, смесена и поставена в полиетиленови или платнени торбички и изпратена заедно с етикета с цялата необходима информация до акредитирана лаборатория за анализ.
По този начин се създават предпоставки, за получаване на адекватни резултати от анализа на почвата. След това е възможно,точно да се определят количествата минерални торове, които ще се прилагат, и да се определи потенциалът за плодородие на всеки парцел.
Област Зайчар
Според данните от анализите на земята, с които Центърът за Селскостопански и Технологични Изследвания в Зайчар е започнал да работи, от 1986г. до 2010г., (направени са повече от 10 000 анализа), както и данните от Центъра за Подпомагане на Селското Стопанство в Неготин (в периода от 1990г. до днес), на цялата територия на Източна Сърбия има голяма промяна в почвеното плодородие [1]. Очевидно е постоянно намаляване на хумуса, варовика и основните макро и микроелементи, както и силно вкисляване на почвата.
Тези промени ясно се виждат в следния пример. Взети са проби земя от 11 обекта, от парцели, собственост на ЗД Зайчар (Пример 1). При приети показатели на макро и микроелементите в диапазона на pH 6 - 7, резултатите показват, че от 11 проби, само в 2 (проби 4 и 6), почвата осигурява задоволителни условия за отглеждане и развитие на култивирани растения и положително реакция от страна на растенията в отговор на мерките за допълнителна грижа (подхранване и хранене на растенията с минерални и органични торове).
Въз основа на резултатите от химичния анализ на почвата са извършени възстановителни мерки на почвата през селскостопанската година 2016/2017г., преди засаждането на пшеничните и слънчогледовите култури. Възтсановяването на почвата беше извършено чрез въвеждане на 1000 кг/ха неорганична обработка на почвата с „pH PLUS“ (35% СаО + 13,5% MgO + 0,2% В) и 1000 кг /ха с органичен гранулиран тор „БиоФерт“ (NPK 4:3:3). През м. Септември (таблици в пример 2) след прибиране на реколтата бе направен анализът на земята, която бе подложена на възстановителна интервенция. Резултатите показват, че възстановителните мерки през първата година дават известна промяна и че мерките трябва да се извършват регулярно в период от 3 до 5 години.
Пример 1.
Резултати от химичния анализ на почвата, направен от ЗД „Зайчар” от 11 локации през 2016 г. преди извършване на възстановителни мерки.
Основни химични свойства на почвата
Лаб. No | pH | CaCO3 | Хумос % |
Общо N % |
AL-P2O5 мг/100г |
AL-K2O |
|
в KCI | в H2O | ||||||
1 | 3,79 | 5,17 | 0,00 | 2,07 | 0,154 | 7,8 | 25,5 |
2 | 4,17 | 5,59 | 0,00 | 2,33 | 0,173 | 5,7 | 24,1 |
3 | 4,10 | 5,47 | 0,00 | 2,56 | 0,190 | 4,4 | 22,7 |
4 | 4,63 | 6,15 | 0,00 | 1,71 | 0,147 | 7,9 | 16,4 |
5 | 4,43 | 5,77 | 0,00 | 2,36 | 0,176 | 8,1 | 30,9 |
6 | 5,47 | 7,03 | 0,00 | 1,73 | 0,149 | 3,1 | 15,0 |
7 | 4,40 | 5,85 | 0,00 | 1,74 | 0,150 | 5,2 | 29,5 |
8 | 4,04 | 5,32 | 0,00 | 1,59 | 0,137 | 9,4 | 20,0 |
9 | 3,80 | 5,10 | 0,00 | 1,80 | 0,155 | 6,0 | 20,0 |
10 | 4,59 | 5,98 | 0,00 | 1,90 | 0,164 | 4,0 | 20,5 |
11 | 4,60 | 5,99 | 0,00 | 2,64 | 0,196 | 3,1 | 26,8 |
Съдържание на микроелементи (в EDTA)
Лаб. No | Cu мг/кг |
Zn мг/кг |
Fe мг/кг |
Mn мг/кг |
1 | 19,3 | 1,2 | 195,9 | 128,2 |
2 | 21,8 | 1,1 | 157,7 | 134,1 |
3 | 19,6 | 2,7 | 180,6 | 136,9 |
4 | 18,5 | 1,5 | 111,6 | 80,9 |
5 | 22,2 | 2,3 | 193,7 | 137,5 |
6 | 16,0 | 5,0 | 119,8 | 195,2 |
7 | 20,3 | 1,9 | 166,7 | 191,7 |
8 | 13,9 | 10,0 | 114,1 | 123,8 |
9 | 15,2 | 0,8 | 212,5 | 158,7 |
10 | 17,9 | 0,6 | 146,9 | 239,2 |
11 | 6,3 | 0,8 | 141,2 | 226,5 |
Съдържание на Бор (в топла вода)
Лаб. No | B мг/кг |
1 | nd |
2 | 0,088 |
3 | 0,157 |
4 | 0,028 |
5 | 0,108 |
6 | nd |
7 | nd |
8 | nd |
9 | nd |
10 | 0,050 |
11 | 0,065 |
Резултати от химичен анализ на почвата след извършване на възстановителни мерки (BioFert 4: 3.3 1000 kg/ha + pH Plus 1000 kg/ha) през зимата и пролетта на 2017 г.
Основни химични свойства на почвата
Лаб. No | pH | CaCO3 |
Хумус |
Общо N % |
AL-P2O5 |
AL-K2O |
|
in KCI | in H2O | ||||||
1 | 4,14 | 5,65 | 0,00 | 1,55 | 0,133 | 2,4 | 18,2 |
2 | 3,91 | 5,40 | 0,00 | 1,49 | 0,128 | 7,0 | 20,0 |
3 | 3,92 | 5,41 | 0,00 | 1,77 | 0,152 | 10,0 | 33,2 |
4 | 4,12 | 5,59 | 0,00 | 1,50 | 0,129 | 3,2 | 18,2 |
5 | 4,49 | 5,62 | 0,00 | 2,39 | 0,178 | 12,8 | 38,2 |
6 | 4,16 | 5,33 | 0,00 | 2,09 | 0,155 | 10,8 | 35,0 |
7 | 4,28 | 5,43 | 0,00 | 3,06 | 0,210 | 12,8 | 44,0 |
8 | 4,17 | 5,38 | 0,00 | 2,04 | 0,152 | 14,9 | 30,0 |
9 | 4,77 | 6,17 | 0,00 | 2,12 | 0,158 | 3,3 | 19,5 |
10 | 4,32 | 5,58 | 0,00 | 1,93 | 0,166 | 3,9 | 21,4 |
11 | 5,88 | 6,82 | 0,00 | 2,03 | 0,151 | 15,2 | 34,1 |
Съдържание на микроелементи (в EDTA)
Лаб. No | Cu мг/кг |
Zn мг/кг |
Fe мг/кг |
Mn мг/кг |
1 | 20,18 | 2,01 | 201,3 | 100,8 |
2 | 20,67 | 3,42 | 217,3 | 129,7 |
3 | 23,19 | 1,97 | 456,9 | 173,0 |
4 | 21,69 | 5,32 | 185,5 | 118,2 |
5 | 25,48 | 2,28 | 390,5 | 200,6 |
6 | 26,56 | 3,62 | 266,3 | 183,2 |
7 | 31,78 | 13,50 | 249,9 | 210,7 |
8 | 22,15 | 4,10 | 202,8 | 136,8 |
9 | 25,69 | 4,04 | 179,1 | 211,1 |
10 | 26,04 | 1,67 | 208,8 | 247,4 |
11 | 12,38 | 2,04 | 163,5 | 207,8 |
Съдържание на Бор (в топла вода)
Lab. No | B мг/кг |
1 | 0,5099 |
2 | 0,4281 |
3 | 0,5056 |
4 | 0,3563 |
5 | 0,5587 |
6 | 0,3821 |
7 | 0,5795 |
8 | 0,2911 |
9 | 0,3513 |
10 | 0,3374 |
11 | 0,4368 |
Област Видин
Проблем за района представлява поречието на река Тимок и преносът на замърсители от мини РТБ "Бор“ (Сърбия), което е довело до химична деградация на почвите в прилежащите земи. Средното съдържание на мед е особено голямо в района на селата Ракитница и Брегово (300-500 мг/кг), като най-замърсени са излужените ливадни черноземи. Друг район в тази област със силно замърсени почви е този на Балей-Куделин, където най-замърсени са алувиално-ливадните карбонатни почви. Известно замърсяване с олово има и на входната магистрала на град Видин. Общо в района земите с концентрации на замърсители главно тежки метали са 8 хиляди ха., от тях около 6 хиляди ха. с мед.[2]
[1] Град Зайчар (2012): Екологична програма на територията на град Зайчар за периода от 2012г. до 2019г., Зайчар.
[2] Атанасова Ирена, Згорелец Желка, Симеонова Цецка, Симеомова Чечка, Величкова Николая, Атанасова Димитрова Ирена (2018): Разтворимост и наличие на мед, цинково олово и желязо в технозоли под въздействието на повишаване нивото на медта. Международен журнал по хидрология, том 2, брой 3.
2.4 Приложени техники за анализ на оценка на риска и предотвратяване на замърсяването на почвата
Единствено анализът на почвеното плодородие, дава вярна индикация дали е имало нарушение на физикохимичните характеристики на почвата, нарушаване на рН стойността, съдържанието на хумус, излишъкът или липсата на елемент. Недостигът е проблем, но излишъкът също е опасен. Този проблем се забелязва от периода, когато започват да се прилагат по-големи количества минерални торове и по-малко количество органични торове. Киселинността на почвата се характеризира с нарушен баланс на катиони, предимно калций и магнезий в почвата, което води до повишено усвояване (поглъщане) на алуминий. Натрупването на алуминий в почвата води до натрупване в растенията, което причинява бързото им гниене, тъй като алуминият е изключително токсичен. Например, според последните данни от 3,5 милиона хектара обработваема земя в Сърбия, почти 1,5 милиона хектара имат рискова, киселинна земя. [1]
Промените в съдържанието на хумус, както и в pH на почвата, настъпват и се засилват от началото на интензивната употреба на минерални торове. Тъй като хумусът започва да се разгражда микробиологично, започва добавянето на хранителни вещества, които са необходими на микроорганизмите. Също така, там където върху остатъците от прибирането на реколтата е било разоравано, както предполагат добрите земеделски практики, няма значително намаляване на хумуса. Органичната материя не изчезва веднага, а постепенно. В страни като Холандия, където има много добитък и оборски тор, органичната материя е напълно запазена. За съжаление животновъдният запас непрекъснато намалява на територията на Сърбия, което значително влияе върху отлагането на органична материя (оборски тор) в земеделските земи. Според експерти, нивото на хумус в почвата в Сърбия вече е под 3%, което е на границата на оптимума и със сигурност не добър резултат. Органичната материя, преди началото на интензивното земеделие в полетата на Войводина през втората половина на 20-ти век е била над 5%, а през последните двадесет години е намаляла от 3,5% на 3%. [2]
[1] https://poljoprivreda.info. Земеделската почва постоянно намалява
[2] Дневник (2018): Без тор в сръбското поле няма да се стигне до безплодна почва - необходимо е спешно увеличаване на добитъка, Нови Сад
2.5 Най-често срещаните фактори на замърсяване в трансграничния район Зайчар и Видин
Област Зайчар
РТБ Бор. Производството на мед в Бор от 1903г. е важен източник на замърсяване на околната среда. Прах, отпадни води и замърсители на въздуха влияят на качеството на почвата, водата и въздуха. С постоянното разливане на пиритни хвости от флотационните хвостохранилища на РТБ Бор в река Бор и от река Бор в точката на потока му (Вражогрнац) към Тимок, плодородната земеделска земя в долината на Тимок е унищожена. Този процес на замърсяване на почвата, но също и на водните течения и подземните води на площ от над 2000 хектара започва през 50-те години на миналия век с драстично увеличаване на експлоатацията на медна руда и по- нататъшната й обработка. Дълбочината на пиритния слой, който от години се натрупва в крайбрежната зона на река Бор и Тимок, варира от няколко десетки сантиметра до един метър дълбочина. Наред с преките щети, косвените щети са причинени и от изчерпването на изсушения пирит под въздействието на вятъра върху непиритни повърхности, което причинява увреждане на посевите и замърсяване на околната среда на голяма площ. През 70-те години в РТБ Бор е изградено флотационно хвостохранилище и по-нататъшното прилагане на пирит върху вече унищожената земя е преустановено, но щетите остават непоправими и до днес.
Химическа промишленост Прахово. ИХП „Прахово» е основана през 1960г. като фабрика от суперфосфати, тоест като химическа част от металургичния комплекс на Борския басейн. Оттогава ИХП „Прахово» разширява своя капацитет и продуктова гама. Първият етап беше Фабриката за Суперфосфати (SF/PAF), след това Фабриката за Фосфорни Киселини 1 и 2, Фабриката за Сложни Торове (NKP), след това Фабриката за Натриев Триполифосфат, Фабриката за Криолит, Фабриката за Моноамониев Фосфат (MPF), Фабриката за Алуминиев Трилуорид, концентрацията на фосфорна киселина и накрая фабриките на сярна киселина. Почвата се замърсява от утаяването на замърсители, които се изпускат във въздуха от технологичния процес, но в много по - голяма степен, от разпространението на изгарянето на пиритите от депото за отпадъци в Прахово, както и от проникването на атмосферна вода от депото за отпадъци за фосфогипс. Освен почвите под депата за отпадъци, околният район се замърсява в резултат на действието на вятъра, предимно земеделска почва в околните кадастрални общини Прахово и Радуевац, а понякога замърсяването има трансграничен характер, тъй като се пренася чрез вятъра в съседната гранична зона на Румъния и България. Предишни проучвания показват, че повечето проби надвишават максимално допустимите стойности за съдържание на никел, мед, арсен и кадмий.
Други замърсители на почвата. Местното замърсяване на почвата е най-разпространено в индустриалните зони, където се извършват дейности, които лесно биха могли да замърсят почвата.
Експлоатацията на минерални ресурси, която е интензивна в района на Зайчар, особено на повърхностните/откритите мини, води до пълно разграждане на почвата не само на мястото на експлоатация, но и в много по-широка зона около полето на експлоатация, включително транспортните пътища до крайното местоназначение на минералните ресурси. Такъв е случаят и с въглищните мини „Връшка Чука”, Прилица (Зайчар), „Любница” (Зайчар), „Соко” Читлук (Сокобаня), кариерите “Рготски Карст” край Рготина и “Коконяр” (Зайчар). като експлоатацията на кварцов пясък в района на Рготина.
Осемдесетте и деветдесетте години на миналия век бяха белязани от Фабриката за кристал "Кристал" Зайчар. Тя излъчваше значително количество вредни елементи в атмосферата (арсен, живак, кадмий) в определени зони на тогавашната община Зайчар, но също така и в други общини от нашата страна, както и в съседни страни.
Неефективното изхвърляне на отпадъци със сигурност е един от основните замърсители на почвата. Голяма част от замърсяването на почвата идва от нерегламентираните сметища в близост до градове и села. Замърсяването на почвата има във всяко провинциално населено място, особено в компакните населени места, поради нерегулирани отпадни води от септични и оборски ями.
През последните две-три десетилетия животновъдните стопанства се превърнаха в основни замърсители на почвата, предимно поради неефективно и неконтролирано изхвърляне на твърди и течни отпадъци върху земеделска почва. Наред с много от така наречените лични стопанства (20- 50 глави добитък), В област Зайчар има две ферми с голям капацитет (над 2000 глави добитък), Свиневъдна ферма за угояване „Халово“ (Зайчар) и ферма за угояване на овце „Алапин“ (Зайчар).
Област Видин
През 2017г. е направено проучване, използващо най - модерни мрежи за мониторинг, за да се оцени физико-химичното състояние на почвата в област Видин и да се предложат оптимални практики за използване на земята. В наблюдаваната територия преобладаващите почви са карбонатни, типични и излужени черноземи. Стойностите на почвената реакция са от неутрални до слабо алкални. Поради процесите на излужване в някои проби рН в повърхностния хоризонт е слабо алкален до неутрален (6,0-6,6).
Въз основа на резултатите от последния анализ, извършен между 1-ви Септември и 15-ти Октомври 2018г., не са открити тежки метали над ЛК (летална концентрация).
Извършва се мониторинг на почвите за замърсяване с три групи органични съединения: полициклични ароматни въглеводороди (PAH16), полихлорирани бифенили (PCB6) и органохлорни пестициди. От тестовете е видно, че съдържанието на устойчивите органични замърсители е под максимално допустимите концентрации (МДК). Едни от основните устойчиви органични замърсители са хлорорганичните пестициди, които са били масово използвани в земеделието през 60-те години на миналия век. В рамките на Българо-Швейцарската Програма за сътрудничество е одобрен проект "Екологосъобразно обезвреждане на негодни за употреба пестициди и други препарати за растителна защита", който се реализира през 2019г.
Анализът на наличната информация показва, че на този етап не е регистрирана почва, замърсена с PAH и PCB.
Ерозията, се определя като най-сериозната заплаха за деградацията на почвата в България. Голяма част от контролираната от РИОСВ-Монтана територия, има наклон над 18-20%, което е основна предпоставка за развитието на ерозия. Въпреки това, няма големи проблеми с ерозията на почвата в наблюдавания район.
Почвите под контрола на РИОСВ-Монтана са в добро екологично състояние по отношение на биогенните резерви/органичните вещества, съдържанието на тежки метали и металоиди, както и на устойчиви органични замърсители.
2.6 Селскостопанската продукция като причина за замърсяване на почвата
Земеделското производство е една от най-старите човешки дейности. Постоянната нужда на човека от храна преди хиляди години, го е накарала да събира плодове, семена и зелени листа, което се счита за една от примитивните връзки и форми на земеделие. С развитието на цивилизациите в Месопотамия, Египет, Индия и Китай също се развиват и методи за обработка на почвата, чак до т.нар. първата „аграрна революция“ през 18-ти век, довела до радикални промени. Започнала е обработка на почвата по механичен начин и се е увеличила възможността да се изхранват все повече и повече хора. Днес, съвременното земеделие отговаря на все по- взискателните изисквания, както в производството на храни, така и в опазването на околната среда, въпреки огромния технологичен и производствен напредък.
През първата половина на 20-ти век, човекът въвежда използването на пестициди, минерални торове и високопродуктивни растителни генотипове в селското стопанство и започва да използва тежки машини за обработка на почвата. Гладът е намалял, но човечеството е изправено пред сериозна екологична криза. В допълнение към производството на изкопаеми горива, интензивното земеделие се счита за едно от най-агресивните въздействия на човека върху природата.
Отрицателните ефекти на интензивното земеделско производство върху околната среда са особено очевидни в селските райони, тъй като по-голямата част от тяхната територия се използва за производството на храни. Според проучване от 1991г. на Организацията на Обединените Нации, различните практики за управление на почвата, водят до деградация на 38% от обработваема почва и причинно-следствената връзка между интензивното земеделие и ерозията на почвата е очевидна. Последиците от свръхексплоатацията на почвата, се проявяват още в началото на 20-ти век, когато еоловата ерозия възниква на големи площи в южните части на САЩ, след десетилетия на интензивно култивиране и хиляди семейства трябваше да напуснат.
Трябва да се отбележи, че фокусът на земеделското производство към края на 20-ти и началото на този век се насочва към принципите на биологичното земеделие, защитата на плодородна почва, водата и въздухът, намалявайки въздействието върху изменението на климата и адаптирането към тези промени.
Поради интензивното земеделско производство, обработваемата земя се превръща в пустиня със скорост от 2300 квадратни километра годишно. Ако температурите се повишат, процесите на разлагане на органичната материя се ускоряват, особено на интензивно обработваните почви, което води до ускорено разграждане, намаляване на производствения потенциал и структурен срив на почвата. В резултат на прекомерното напояване, водата мобилизира солните отлагания и ги извежда до повърхностните слоеве и създава солена почва. Тъй като повечето растения не понасят високи концентрации на сол, такава почва става неизползваема за селскостопанско производство. Изчислено е, че глобалните загуби, причинени от засоляването на земеделската почва, възлизат на около 20% от общата поливна площ или около четиридесет и пет милиона хектара почва.
В земеделието, най-често срещаните замърсители са агрохимикалите: пестициди, торове и соли. Селскостопанското производство използва изкопаеми горива за производството на торове и пестициди, например във Великобритания и САЩ, те представляват около 2,4% от общото им потребление. В началото на двадесет и първи век, годишната стойност на пестицидите на световния пазар е била двадесет и пет милиарда долара, около три милиарда от които са генерирани от продажби в развиващите се страни.
All this clearly shows that increasing agricultural productivity has a significant impact on environmental pollution. Only 10-15% of the applied pesticides reach the target pests, and the rest ends up in air, water and soil.
Всичко това ясно показва, че увеличаването на производителността на земеделието оказва значително влияние върху замърсяването на околната среда. Само 10-15% от прилаганите пестициди достигат целевите вредители, а останалата част се озовава във въздуха, водата и почвата.
Най-често срещаните замърсители, пестицидите, имат дълга история. В исторически план, първо се развиват фунгицидите, след това инсектициди и накрая хербицидите. По-конкретно, през 1755г. арсеновият и живачен сублимат са препоръчани и използвани за третиране на семена от пшеница, а медния-сулфат от 1761г. От 1824г. се препоръчва употребата на сяра и оттогава започва т.нар.
„Сярна ера“ и в средата на деветнанадесети век сярно-варовиковия “бульон”/разтвор е използван за предотвратяване на плесен при гроздето. Медта и нейните съединения най-накрая са разпознати през деветдесетте години на 19-ти век (1885г.), чрез действието на смес от меден-сулфат и вар, така наречената бордоска смес, при потискането на причинителите на вреда при лозята. Тази година се приема и като начало на индустриалното производство на пестициди и навлизането в "медната ера". Така наречената Органична ера, синтетични фунгициди започват съществуването си през 40-те години и продължават до днес.
Що се отнася до инсектицидите, през 30-те години на миналия век е разработена група органохлорни не-системни инсектициди и сред първите е хексахлороциклохексан, по-известен като Линдан (1942г.), а след това са разработени Алдрин, Ендрин, Диелдрин и Ендосулфан. Поради своите токсикологични характеристики, повечето от инсектицидите от тази група са изтеглени изцяло или частично от приложение, чрез така наречената Стокхолмска Конвенция от 2001г., инсектицидите Алдрин, Хлордан, Диелдрин, Ендрин, Хептахлорид от тази група, както и ДДТ, Мирекс и Токсафен от други групи бяха включени в списъка на постоянни органични замърсители, чието производство и употреба бяха забранени. В по-късния период са създадени органо-фосфати, пиретроиди, неоникотиноиди.
Първата информация за въздействието на някои предимно неорганични съединения, които унищожават растенията, се появява в края на 19-ти век. Използват се феросулфат, меден сулфат, натриев нитрат, натриев хлорат. Напредъкът на науката насърчава обширни изследвания, затова през 30-те години на миналия век се изследват химични съединения, които регулират растежа на растенията, особено плевелите. В Обединеното Кралство и Съединените Американски Щати 2,4D е открит през 1942г., който е един от най-широко използваните хербициди до момента. През следващите петдесет години, производството на хербициди се увеличава двадесет или повече пъти, така че през 1973г. хербицидите представляват около 39% от общото производство на пестициди в света. Една от най-значимите, добре познати и добре използвани групи хербициди са така наречените почвени хербициди от групата на Триазина (Амитрол 1954г., Симазин 1956г., Прометрин 1957г., Атразин 1958г. и Тербутилазин 1966г.). Вследствие на неблагоприятните ефекти върху живия свят, както във водата, така и в почвата, в края на първото десетилетие на този век повечето от тези хербициди бяха забранени за употреба. През последните две десетилетия се развиват сулфонилно-карбамидните групи, феноксните групи и др.
Внесените в почвата пестициди могат, в зависимост от дозата и вида на използвания препарат, да променят състава на почвената микрофлора. Почвените фунгициди и фумиганти обикновено имат отрицателен ефект върху почвената микрофлора. Общ показател за ефекта на пестицидите върху микрофлората е биологичната активност на почвата или интензивността на дишане на почвата (сорбция на O2/кислород, отделяне на CO2/въглероден диоксид). Хербицидите се разлагат сравнително бързо в почвата и прилагането им в препоръчителни дози не влияе неблагоприятно върху микрофлората на почвата. При въвеждането им в почвата в увеличени дози, се появява временно прегрупиране на състава на микрофлората. Характерът и степента на действие върху фауната се обуславят от свойствата на препарата, съдържанието му в почвата, състава на фауната, почвата и климатичните условия.
В същото време, научните изследвания сочат, че интензивното земеделие е довело до много опростена структура на агроекосистемите по света, така че днес във всички климатични зони, се отглеждат общо 12 вида зърнени култури, 23 вида зеленчуци и 35 вида плодове. Общо 70 вида на около хиляда четиристотин и четиридесет милиона хектара обработваема почва в света, са голям контраст на разнообразието спрямо разнообразието в тропическите дъждовни гори, където един хектар може да има сто вида само от дървесни растения.
В земеделието доминират на пет култури - пшеница (200 милиона хектара), царевица (140 милиона хектара), соя (100 милиона хектара), ориз (92 милиона хектара) и ечемик (55 милиона хектара) – това показва, че земеделските системи са определени като значителни замърсители на екосистемата, което, също се счита за последица от интензивното земеделие. Днес, тези пет култури заемат 38% от общата обработваема земя. Тези монокултури са заместили естествените екосистеми, които са били местообитание за стотици, дори хиляди видове растения, насекоми и множество видове гръбначни животни. Изчезването на горите, което най-често е причинено от обезлесяването им и превръщането им в земеделска почва и натрупването на парникови газове, особено въглероден диоксид, са необратими процеси и последствията ще се усещат за период от стотици години.
2.7 Селскостопанско замърсяване на почвите в Европа
Околната среда на Европейските държави е изправена пред сериозни глобални предизвикателства, които включват нарастващо население както в страните от ЕС, така и в страните кандидатки за членство в ЕС, последвано от повишаването на броя на средната класа с високи нива на потребление, бърз икономически растеж в развиващите се икономики, непрекъснато нарастваща нужда от енергия и засилена глобална конкуренция за ресурси. Страните от Европейския Съюз разполагат със значителни източници на информация и технологии, нови методи за управление на ресурсите, утвърдена култура на предпазливост и превенция, история на поправяне на щети от самия източник и начини да накарат замърсителите да плащат. Управлението на околната среда може да бъде по-ефективно чрез по-голям ангажимент за мониторинг на околната среда и актуализиране на докладите за замърсители и отпадъци, като се използват най-добрата налична информация и технологии.
Въпреки, че определени селскостопански технологии значително допринесоха за повишаване на производителността на селскостопанската продукция, като например използването на пестициди и минерални торове, сега те застрашават екологичната устойчивост на селското стопанство.
Прогнозите за щетите от деградацията на почвата в Европа варират, като щетите само от ерозия на почвата ще варират от 0,7 до 14 милиарда евро годишно, а загубата на почвена органична материя между 3,4 и 5,6 милиарда евро годишно.[1] Общата стойност на изчислените щети за 28-те държави- членки на ЕС от деградацията на почвата е около 38 милиарда евро годишно. Въпреки това, има и положителни случаи, например в Румъния съществуват така наречените "пресни почви", почви, които не са много наторени, където съдържанието на хумус е останало около 5-7% дори днес.
Деградацията на почвата в ЕС включва няколко аспекта, като най-важните са: ерозия, намаляване на органичните вещества в почвата, свиване и втвърдяване на почвата, засоляване.
Засегнатата от вода почвена ерозия обхваща площ от около 112 милиона хектара, или 12% от общата почва в Европа, а 42 милиона хектара почва са засегнати от вятърна ерозия - 2% от които е тежка ерозия. Общо, около 1/6 от общата почвена площ на ЕС е засегната от ерозионни процеси.
Почвената органична материя играе основна роля във въглеродния цикъл на почвата. В същото време почвата е източник на парникови газове (засягащ климатичните промени, като въглероден диоксид и метан), а също така е и най-големият склад, съдържащ около 1500 гигатона органичен и неорганичен въглерод. Приблизително 45% от почвата в Европа има много ниско съдържание на органични вещества (което означава 0-2% органичен въглерод), а 45% от почвата е със средно ниво на въглерод (което означава 2-6% органичен въглерод). Проблемът е особено забележим в страните от Южна Европа, но също така и в части от Франция, Великобритания, Германия и Швеция.
Оценките за общата площ на почвата, която е изправена пред риск от свиване, варират. Някои автори считат, че около 36% от Европейската почва е подложена на висока или много висока степен на свиване. Други автори смятат, че 32% от почвата е силно изложена на този процес, а 18% от почвата ще бъде умерено засегната от свиване.
Засоляването е процес на натрупване на разтворими соли в почвата, главно на натрий, магнезий и калций, на които са изложени около 3,8 милиона хектара почва в Европа.
Първата част от проучването за социалната устойчивост на алтернативните хранителни системи (производство на органична храна, биологично земеделие) в региона на Балтийско море, в който имат излаз Германия, Полша, Литва, Латвия, Естония, Финландия, Швеция и Дания, осигурява ясно предупреждение за лошото състояние на околната среда в басейна на Балтийско море, както и предложени мерки за подобряване на ситуацията. [2] Екологичната ситуация в региона на Балтийско море е резултат от специализацията в земеделското производство, промишленото замърсяване, неправилното управление на отпадъците и неустойчивите начини на живот, които са преобладаващи в страните около Балтийско море. Намаленото използване на енергия от невъзобновяеми ресурси, както и намаленото използване на други природни ресурси и елиминирането на пестициди, би намалило замърсяването на въздуха, водата и почвата. Повишеното рециклиране на хранителни вещества в рамките на селскостопанските системи чрез интегриране на растениевъдството и животновъдството в стопанството би намалило разлива на вредни вещества от полето.
Непрекъснато нарастващата деградация на околната среда води до по-активна роля на правителствения и неправителствения сектор в страните от ЕС. Също така почвата сега, повече от всякога, е изправена пред риск от необратими щети, причинени от вятърна и ламинарна ерозия, замърсяване, засоляване, изчерпване на почвената органична материя и намаляване на биологичното разнообразие. Всичко това, както и възгледите на редица неправителствени организации (Грийнпийс, Католически агенции за развитие), които критикуваха земеделските политики на развитите страни досега и ги смятаха за много не устойчиви в много отношения, водят до приемането на резолюция от Европейския Парламент през 2009г. относно влошаването на земеделската почва в Европейския Съюз. Резолюцията предполага, че селското стопанство е икономически сектор, който е силно зависим от природните явления, но в същото време предлага много възможности за намеса и най-добрите средства за предотвратяване на влошаването.
Наред с анализа на настоящата ситуация са предложени мерки за подобряване на екологичната ситуация:
- създаване на добре разработена стратегия за поддържане на тази дейност;
- като се има предвид ролята на Европейските фермери в борбата срещу опустиняването, ключовата роля на Европейските производители е в опазването на повърхностната растителност в райони, засегнати от честа суша, и особените ползи от трайните култури, ливадите и горите при събирането на вода;
- счита се, че инструкциите и методите за управление на Общата Земеделска Политика (ОЗП) трябва ясно да включват принципите и инструментите за защита на климата (т.е. защита на климата, както и смекчаване на изменението на климата), както и намаляване на щетите, причинени от деградацията на почвата;
- призоваването на ЕС да прилага мерки за информация и обучение, насочени конкретно към младите селскостопански производители с цел насърчаване на земеделски техники, които подкрепят опазването на почвата, особено във връзка с влиянието на изменението на климата и въздействието на земеделската продукция върху климата,
- призоваването на Съвета и Комисията да проучат стратегии за възстановяване на повредена почва, като използват стимулиращи мерки, за да се ограничи влошаването на почвата.
В отговор на горепосочените искания, на срещата на Министрите на Земеделието на индустриализираните страни, проведена през 2009г., така наречената група Г8/G8, съставена от най-индустриализираните и икономически мощни държави в света, САЩ, Канада, Германия, Обединеното Кралство, Франция, Италия, Япония и Русия поеха ангажимент, за по-големи инвестиции в устойчиво земеделско производство и развитие на селските райони с цел гарантиране на хранителната сигурност в света.[3]
През Юни 2012г. Министрите на Околната среда на ЕС приеха политики за развитие на околната среда с цел постигане на „амбициозна визия за зелена Европа 2050г.“, в която икономическият растеж няма да наруши околната среда. Въпреки това, те призоваха за по-добро прилагане на съществуващите закони, вместо за приемане на нови, тъй като заключенията трябва да дават насоки на Европейската Комисия при подготовката на следващата стратегия за опазване на околната среда с изтичането на Шестата Програма за Действия в областта на Околната среда [4]. След това, Европейската Комисия [5] през 2016г. на срещата на Министрите на Земеделието на Г-20, дава подкрепата си за устойчивото земеделие и подчертава своята подкрепа за основните глобални споразумения, включително Насоките за Устойчиво Развитие, Парижкото Климатично Споразумение и Споразумението на СТО от Найроби.
[1] Jones, A., Panagos, P., Barcelo, S., Bouraoui, F., Bosco, C., Dewitte, O., Gardi, C., Erhard, M., Hervas de Diego, F., Hiederer, R ., Jeffery, S., Lükewille, A., Marmo, L., Montanarella, L., Olazabal, C., Petersen, J., Penizek, V., Strassburger, T., Toth, G., Van den Eeckhaut , М., Van Liedekerke, M., Verheijen, F., Viestova, E., Yigini, Y. (2012). Състояние на почвата в Европа. Служба за публикации на Европейския Съюз. JRC, Италия
[2] www.poljoprivreda.info (2010): Икономически ефекти от локализацията на храните (3)
[3] Каролич, Р. (2015): Оран земя (I): Деградация на земеделските почви в Европейския съюз, www.agroekonomija.rs
[4] EurActiv.rs (2012): ЕС подготви нова стратегия за околна среда.
[5] www.akademijaart.hr (2016): Министрите на земеделието на Г-20 са ангажирани с устойчивото земеделие и борбата срещу антибиотичната резистентност.