CC BY
31
УДК 631.95:632.95:330.15 Проф. Л.1. Моклячук, д-р с.-г. наук;
пров. наук. ствроб. О.1. Дребот, д-р екон. наук; пров. наук. ствроб. Г.Д. Матусевич, канд. с.-г. наук; астр. Т.О. Моклячук -1нститут агроекологи i природокористування НААН
ЕКОЛОГО-ЕКОНОМ1ЧН1 П1ДХОДИ ДО В1ДНОВЛЕННЯ ЗАБРУДНЕНИХ ПЕСТИЦИДАМИ ГРУНТ1В
Розглянуто сучасний стан проблеми непридатних пестицидiв та етапи II вир> шення в Украшу Визначено два аспекти знешкодження непридатних пестицидiв (НП) - лжвщащя запаав НП та очищення забруднених грунпв. Науково обгрунтова-но доцшьшсть фiторемедiацiI' грунтiв з полiкомпонентним забрудненням пестицидами та наведено алгоритм II здшснення. Представлено еколого-економiчнi шдходи до впровадження заходiв з очищення забруднених грунпв.
Ключовг слова: непридатш пестициди, стiйкi органiчнi забруднювачi, ф1торе-медiацiя.
Пестицидами називають велику групу х1м1чних речовин, як використо-вують для боротьби з1 шкодниками 1 хворобами рослин, бур'янами, шюдниками зернопродукпв, деревини та ш., а також з комахами 1 ктщами - переносника-ми шфекцшних хвороб людини 1 тварини [1]. Як пестициди використовують бшьш тж 700 х1м1чних речовин, з яких виробляегься декшька тисяч препара-тивних форм. Особливють пестицид1в, пор1вняно з шшими х1м1чними речови-нами, полягае у неминучост Iх циркуляцiI в б1осфер1 протягом тривалого часу.
Пестициди, або хiмiчнi засоби захисту рослин, широко використову-ються в УкраIнi. Результатом широкого застосування пестицидiв у господар-ствах Украши в минулi роки стало повсюдне забруднення сшьськогоспо-дарських грунпв, iнших територiй i як наслщок - харчових продуктiв. Водни-ми та повиряними потоками пестициди розповсюдились по всш територiI краIни та за II межами. Внаслщок розкладання багатьох пестицидiв можуть утворюватись метаболии небезпечнi для навколишнього середовища i бiоти.
Застосування пестицидiв також призвело до забруднення тдземних вод (пестициди щентифжоваш в пiдземнiй геосистемi на глибиш до 1000 м). Особливе занепокоення спричиняе забруднення пестицидами грунтових вод та продукпв харчування, а також накопичення деяких пестицидiв у рослинах та тваринах, яке тривае й дось
Непридатш пестициди (НП) складають окрему групу високотоксич-них речовин, як неможливо використовувати за прямим призначенням внас-лiдок втрати ними сво!х властивостей, закiнченням терм^ придатностi, заборони використання, втрати маркування (етикеток) або неконтрольованого перемiшування. Проблема непридатних пестицидiв пов'язана з !х накопичен-ням та вщсутнютю умов для Iх контрольованого збер^ання або безпечного знищення. В Украш накопичення НП почалося в 70-х роках ХХ ст. тсля заборони використання пестицидiв пiд час виробництва продукпв харчування. Парадокс полягав у тому, що при заборош використання не було заборони на виробництво цих пестицидiв, оскiльки воно було одним з елеменпв складного технолопчного процесу продукування речовин для вшськово-промислово-го комплексу. Тому заборонеш для використання пестициди продовжували
надходити в господарства, де i накопичувалися. Ускладненню ситуацп спри-яла також низька культура використання та збершання пестицидiв, що приз-водило до втрати маркування, неконтрольованого перемiшування тощо. На-копичування непридатних пестицидiв переважно вщбувалося в мюцях, не пристосованих для тривалого збершання небезпечних речовин.
1нвентаризащя непридатних пестицидiв, яка е дуже важливою складо-вою вирiшення проблеми НП в Укра!ш, розпочалася в 90-х роках ХХ ст. i тривае до сьогодш, оскiльки точна юльюсть запасiв непридатних пестицидiв у кра!ш з рiзних причин залишаеться невiдомою. Ситуацiя ускладнюеться тим, що тсля розпаду колишнього СРСР власники складiв непридатних пес-тицидiв неодноразово змшювалися, втрачалися вiдомостi та документи щодо наявностi та кiлькостi НП, неналежне зберiгання непридатних пестицидiв призводило до ушкодження тари, упаковки та маркування i до утворення не-вщомих сумiшей НП.
Проблема непридатних пестицидiв безпосередньо пов'язана зi стшки-ми оргашчними забрудниками (СОЗ). Поняття СОЗ об'еднуе групу сполук рiзноl природи, що мають такi властивостi: стшюсть у навколишньому сере-довищц стшюсть до деградацп; гостра i хронiчна токсичнють; бюакумулящя; транскордонний перенос на велик вiдстанi повггрям, водою, або з м^уючи-ми видами. У 2001 р. 129 держав, зокрема й Укра1на, подписали Стокгольмсь-ку Конвенцiю про стiйкi органiчнi забруднювачь У початковий перелiк з 12 хiмiчних речовин, передбачений цим документом, увшшли: альдрин, ен-дрин, дильдрин, хлордан, ДДТ, токсафен, мiрекс, гептахлор, гексахлорбензол (ГХБ), полiхлорованi дифенiли (ПХД), полiхлорованi дiоксини (ПХДД) i фу-рани (ПХДФ) [2]. Це не завершений список СОЗ i Конвенщею передбачена можливiсть розширення даного перетку за рахунок речовин, з характерним для СОЗ властивостями. Зокрема ниш першим кандидатом на внесення у пе-релж СОЗ можна розглядати ГХЦГ [3].
Ще однiею регулюючою угодою з приводу поводження iз СОЗ е Ба-зельська конвенщя про контроль за транскордонним перевезенням небезпечних вiдходiв i !хшм видаленням, пiдписана в 1989 р. [4]. У 1998 р. тд епдою ЮНЕП i Продовольчо1 i сшьськогосподарсько! оргашзацп ООН (ФАО) прийнято Роттердамську конвенцiю, в якiй передбачено процедуру попе-редньо обгрунтовано1 згоди з приводу окремих небезпечних хiмiчних речовин i пестицидiв у мiжнароднiй торгiвлi. У список ще! конвенцп входять 26 пестицидiв, у т.ч. i СОЗ [5]. За результатами попередньо! швентаризацп пестицидiв в Укра!ш, яку проведено у 2005 р. (Проект ГЕФ/ЮНЕП "Забезпе-чення заходiв з розробки Нацiонального плану виконання в Укра!ш Сток-гольмсько! конвенцп про СОЗ"), загальна кшьюсть непридатних пестицидiв в Укра!ш становить 19383,26 т. Найбшьшу кiлькiсть НП вщзначено в Сумськiй областi (2426,46 т), Кшвськш (1932,86 т), Юровоградсьюй (1310,076 т) та За-порiзькiй (1214,0 т) областях. З 2007 р., враховуючи вщсутшсть власних по-тужностей, в Укра!ш розпочалося перезатарювання та вивезення непридатних пестицидiв для знищення за кордон. Так, у 2007 р. шмецькою фiрмою AVG (Abfail-Verwertungs-Geselschaft mbH) м. Гамбург було вивезено 1000 т
непридатних пестицидiв. Протягом 2008-2009 рр. держпiдприeмство "Нащ-ональний центр поводження з небезпечними выходами" (ДП НЦПНВ) на за-мовлення Мiнприроди вивезло на знищення до Польщi близько 2,6 тис. т НП. У вересш 2010 р. ДП НЦПНВ при Мшстерст охорони навколишнього природного середовища почало лiквiдацiю полiгону гексахлорбензолу в Калушг У 2010-2011 р. з полтону вивезли на переробку до Великобританп близько 18 тис. т гексахлорбензолу. 1зра1льська компанiя ТОВ S.I. Group Consort Ltd., починаючи з 2011 р., почала вивiз непридатних до використання пестицидiв та тари вщ них у 22 регюнах Укра1ни: АР Крим, Вiнницькiй, Донецькш, Днiпропетровськiй, Житомирськiй, Закарпатськiй, Запорiзькiй, 1вано-Фран-кiвськiй, Кшвськш, Кiровоградськiй, Луганськiй, Львiвськiй, Микола1вськш, Одеськiй, Полтавськiй, Рiвненськiй, Сумськш, Харкiвськiй, Херсонськiй, Хмельницькiй, Черкаськiй та Чершпвськш областях. Пiсля вивезення за межi кра1ни отруйнi хiмiкати знешкоджеш на спецiалiзованих пiдприeмствах, ана-лопв яким в Украш немае.
В Украш й надалi проводяться роботи з лжвщацп запасiв забороне-них та непридатних пестицидiв, але дослщженню та розробленнi методiв знешкодження Грунту зон забруднення не придшяють достатньо уваги.
На сьогодш е двi альтернативи поводження з такими землями: консер-вацiя або очищення. Поховання, викопування та вилучення, а також юнукта фiзичнi та хiмiчнi технологи потребують значних фiнансових витрат, знищу-ють структуру або змiнюють властивосп Грунту, зменшують його родкчiсть. Мжробюлопчш методи вiдновлення забруднених територiй, зазвичай, перед-бачають попередне вилучення значних об'емiв Грунту (технологи "off-site") i потребують спецiальних штучних умов [6-8]. За ощнками експертiв, очищення 1 акра супщаного Грунту на глибину до 50 см за допомогою рослин кош-туе у 4-7 разiв дешевше, нiж його екскаващя та поховання [9].
Останшм часом у багатьох кра1нах свггу дедалi частiше застосовують бiологiчне очищення антропогенно порушених територiй за допомогою рослин, яю не лише самi активно беруть участь у процесах ремедiацil, але й у багатьох випадках сприятливо дшть на мжрофлору Грунтiв, шдвищуючи ефек-тивнiсть процесiв вiдновлення навколишнього середовища. Вважають, що бь ологiчний споиб вiдновлення антропогенно порушених екосистем е еконо-мiчним i безпечним. Шдраховано, що вартiсть очищення Грунтiв, забруднених важкими металами, радiонуклiдами, нафтою i пестицидами, за допомогою рослин, яю використовують лише енерпю сонця, становить усього 5 % вщ витрат на iншi засоби вщновлення екосистем [10].
Фиотехнологп пропонують ефективнi iнструменти й екологiчно при-вабливi рiшення щодо вiдновлення Грунпв та вод, забруднених металами, ра-дiонуклiдами, пестицидами та iншими оргашчними сполуками, отримання еколопчно безпечно1 продукцп i розвитку вiдновлюваних джерел енергп. Су-часнi фгготехнологл дають змогу отримувати вiдносно чисту сшьгосппродук-щю на забруднених землях, обмежувати горизонтальну та латеральну мшра-цiю лабшьних форм токсикантiв завдяки 1х концентруванню в рослинах та здiйснювати очищення забруднених об'екпв довкiлля [11]. Концепщю засто-
сування рослин для очищення та вщновлення Трунив використовують понад 300 роюв, яка мае таю переваги, як: запобшання вимиванню забруднюваль-них речовин, зменшення ризику незахищеностi Грунту та деструктивного впливу на нього, забезпечення контролю над ерозшними процесами, сприян-ня збереженню бiорiзноманiття, меншi грошовi затрати та об'еми вторинних вiдходiв тощо [12]. Використання рослин, що здатш до гшеракумуляцп по-лютантiв, тривае останш 15 рокiв. Фiторемедiацiя, як одна з фгготехнологш, використовуе зелеш рослини та асоцiйованi з ними ризосферш органiзми для видалення, накопичення та деградацп ксенобiотикiв з Грунту, осадiв стiчних вод, повiтря, тдземних та поверхневих вод [13].
До недолтв та обмежень застосування фiторемедiацiйних технологiй вiдносять [14, 15]: значну тривалiсть у часi, загрозу споживання забруднено! вегетативно1 маси представниками фауни, можливi труднощi з утилiзацiею вирощених рослин, ймовiрнiсть негативного впливу кшматичних умов на ут-ворення бюмаси, що знижуе ефективнiсть технологи, глибину вщновлювано-го шару Грунту (шмпуеться довжиною коренево! системи рослин-ремедiато-рiв). При цьому пiдраховано, що свгговий ринок пропозицiй у галузi фпоре-медiацil у 1998 р. становив 16,5-29,5, а у 2000-му - 55-103 млн дол. [12].
В 1нституп агроекологл i природокористування НААН спiвробiтники вiддiлу екотоксикологп встановили спроможнють однорiчних культурних рослин (Cucurbita pepo L., Cucurbita pepo L., Phaseolus vulgaris L., Glycine max L.) та дикорослих видiв рослин (Taraxacum officinale Wigg., Artemisia vulgaris L., Elytrigia repens L., Artemisia absinthium L.) поглинати хлороргашчш пестициди iз забруднених Грунтiв та розробили алгоритм проведення фпоре-медiацil Грунтiв з полiкомпонентним забрудненням пестицидами (рис.).
Перед проведенням робгт з очищення забруднених Грунпв необхiдно провести економiчну оцiнку запланованих заходiв, яка полягае у визначенш всiх витрат. Загальш витрати (TC) на фiторемедiацiйнi заходи визначаються за формулою
TC = FC + VC,
де: FC - постшш витрати, VC - змшш витрати. До постшних витрат (FC) належать витрати на сплату оренди (якщо орендуються примiщення, основш фонди тощо), витрати на рентш та страховi платежi, сплату вщсотюв за кредит тощо. До змшних витрат (VC) належать витрати на заробгтну плату, си-ровину, матерiали, паливо, електроенергiю.
Постiйнi та змшш витрати визначаються за таким алгоритмом:
FC ^ В.тех^
де: В тех. - витрати на оренду вшх одиниць сшьськогосподарсько! техшки.
VC = В3/п + Всир. + Впал., де: В3/п. - витрати на заробпну плату; Всир. - витрати на сировину; Впал. - вит-рати на паливо.
Пюля проведення робiт з очищення забруднених Грунпв необхiдним е визначення витрат на утилiзацiйнi роботи. Утилiзацiйна робота включае в себе викопування та бетонування ями для скидання в не! зiбраних рослин та поступового !х зброджування. Наявнiсть тако! ями дасть змогу проводити за-
ходи з фiторемедiащi багаторазово. Витрати на утамзацшш роботи включа-ють в себе оренду екскаватора, щну бетонування ями, вартють щебеневоi подушки шд бетонування. Розрахунок цих витрат мае такий вигляд:
Ву.р. Вор.екс. + Вбет. + Вщ.п.,
де: Ву.р- витрати на утаизацшш роботи; В ор.екс. - витрати на оренду техшки; Вбет. - витрати на бетонування ями; В щ.п. - витрати на щебеневу подушку шд бетонування.
Рис. Алгоритм проведення фiторемедiацu фунтiв з полтомпонентним забрудненням пестицидами [16]
Отже, фiторемедiацiйнi технологи е перспективними для вщновлення великих площ сiльськогосподарських угадь, забруднених непридатними пестицидами. На вадм^ вад iнших технологiй очищення забруднених земель, фiторемедiацiя е безпечною тому, що не порушуе екологiчного стану Грунту, не змшюе його агрохiмiчнi характеристики, не знищуе Грунтову бюту. Але впровадження фiтотехнологiй, як i будь-яких iнших заходiв, потребуе превентивно! економiчноl оцiнки.
Висновки. Висвплено стан проблем, пов'язаних i3 непридатними пестицидами в Украш, та можливi шляхи !х вирiшення. Наведено дат щодо ш-вентаризаци непридатних пестицидiв у всiх областях Укра!ни. Розглянуто ме-тоди очищення забруднених Грунпв. На основi спроможностi однорiчних культурних рослин (Cucurbitapepo L., Cucurbitapepo L., Phaseolus vulgaris L., Glycine max L.) та дикорослих видiв рослин (Taraxacum officinale Wigg., Artemisia vulgaris L., Elytrigia repens L., Artemisia absinthium L.) поглинати хлорор-гашчш пестициди iз забруднених Грунтiв, розроблено алгоритм проведення фiторемедiацil Грунтiв з полжомпонентним забрудненням пестицидами.
Запропоновано еколого-економiчний пiдхiд до вiдновлення забруднених сшьгоспугадь.
Л1тература
1. Словник-довщник з агроекологи i природокористування / наук. ред. О. Фурдичко. -Вид. 2-ге, [перероб. та доп.]. - К. : Вид-во Д1А, 2012. - 335 с.
2. Стокгольмська конвенщя про стшга оргашчш забруднювач1 : текст та додатки. - К. : СП "Вальд", 2004. - 43 с.
3. Решение КРСОЗ-1.6: Линдан // Программа ООН по окружающей среде : матер. совещания комитета по рассмотрению СОЗ. - 7-11 ноября 2005, Женева. - 41 с.
4. Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением. - UNEP, 1989. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.pops.int/ docu-ments/implementation/nips/submissions/default.htm).
5. Роттердамская конвенция о процедуре предварительного обоснованного согласия в отношении отдельных опасных химических веществ и пестицидов в международной торговле. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.unitar.org/cwm/publications/cbl/ synergy/pdfcat3/convention_rotterdam/convention/convention_ru.pdf.
6. Пат. 2002053734 Укра!на, МПК В 09 С 1/08, С 09 К 17/00. Спошб очистки Грунту вщ залишкових юлькостей ДДТ / В.П. Патика, Л.1. Моклячук, Н.А. Макаренко та ш.; замовник та патентовласник 1н-т агроекологи та бютехнологи УААН, № 50678 А; замовл. 07.05.02; опубл. 15.10.02. Бюл. 10.
7. Пат. 2002075718 Укра!на, МПК' В 09 С 1/08, С 09 К 17/00. Споаб очистки Грунту вщ залишкових кшькостей гексахлорциклогексану / В.П. Патика, Л.1. Моклячук, Н.А. Макаренко та ш.; замовник та патентовласник 1н-т агроекологи та бютехнологи УААН, № 53530 А; замовл. 11.07.02; опубл. 15.01.03. Бюл. № 1.
8. Treating Chlorinated Wastes with the KPEG Process: Project Summary, EPA/600/ S2-90/026/ M.L. Taylor, J.A. Wentz, M.A. Dosani and oth. - Cincinnati : USEPA, 1990. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.com.
9. Recent Developments for In Situ Treatment of Metal Contaminated Soils. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.org/techfocus, 6 June, 2000.
10. Prasad M.N.V. Trees, industrial crops, grass and legume based phytotechnologies to promote sustainable land use / M.N.V. Prasad // Phytotechnologies to promote sustainable land use and improve food safety: 1st Scientific Workshop COST Action 859. - 14-16 June, 2005. - Pisa, Italy. -Pp. 177-178.
11. Сорочинський Б.В. Бютехнолопчш аспекти фггоремед1аци об'ек™ навколишнього середовища вщ радюнуклщних забруднень / Б.В. Сорочинський, Н.О. Козировська // Агро-еколопя i бютехнолопя. - 1998. - Вип. 2. - С. 123-131.
12. Henry J.R. An Overview of the Phytoremediation of Lead and Mercury / J.R. Henry. - Washington: U.S. Environmental Protection Agency, Office of Solid Waste and Emergency Response, Technology Innovation office. - 2000. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.org.
13. Chappell J. Phytoremediation of TCE using Populus: Status Report / J. Chappell. - Washington: U.S. Environmental Protection Agency, Technology Innovation Office. - 1997. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.com/phytoTCE.htm.
14. Electrokinetic and Phytoremediation In Situ Treatment of Metal-Contaminated Soil: State-of-the-Practice, EPA/542/R-00/XXX. - Washington: US Environmental Protection Agency, Office of Solid Waste and Emergency Response, Technology Innovation Office. - 2000. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.org.
15. Introduction to Phytoremediation, EPA 600/R-99/107. - Cincinnati: U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development. - 2000. [Electronic resource]. - Mode of access http://www.clu-in.org.
16. Науково-методичш рекомендаци з фiторемедiацil Грунпв з псшкомпонентним заб-рудненням пестицидами / О.1. Фурдичко, Л.1. Моклячук, О.А. Слободенюк та ш. / за ред. О.1. Фурдичка. - К. : Вид-во Д1А, 2009. - 28 с.
Моклячук Л.И., Дребот О.И., Матусевич Г.Д., Моклячук Т.О. Эко-лого-экономические подходы к восстановлению загрязненной пестицидами почв
Рассмотрено современное состояние проблемы непригодных пестицидов и этапы ее решения в Украине. Определены 2 аспекта обезвреживания непригодных пестицидов (НП) - ликвидация запасов НП и очистка загрязненных почв. Научно обоснована целесообразность фиторемедиации почв с поликомпонентным загрязнением пестицидами и приведен алгоритм ее осуществления. Представлены эколого-эконо-мические подходы к внедрению мероприятий по очистке загрязненных почв.
Ключевые слова: непригодные пестициды, стойкие органические загрязнители, фиторемедиация.
Moklyachuk L.I., Drebot O.I., Matusevich G.D., Moklyachuk T.O. Ecological-economic approaches for regenerating polluted soils with pesticides
Current state of obsolete pesticides problem and stages of its solution in Ukraine are observed. Two main aspects of obsolete pesticides (OP) disposal - liquidation of OP reserves and polluted soils cleanup - are highlighted. Expediency of phytoremediation of soils with polycomponent pesticide pollution is scientifically grounded; algorithm of phytore-mediation is provided. Ecological-economic approaches to the implementation of soil cleaning measures are presented.
Keywords: obsolete pesticides, persistent organic pollutants, phytoremediation.
УДК 598.2.892:591.5 Ст. науч. сотр. Т.В. Шупова, канд. биол. наук -
Научный центр экомониторинга и биоразнообразия мегаполиса НАН
Украины, г. Киев
РАКШЕОБРАЗНЫЕ ПТИЦЫ (CORA CIIFORMES) КАК РЕГУЛЯТОР ЧИСЛЕННОСТИ ФИТОФАГОВ
Дан анализ питания золотистой щурки и сизоворонки в условиях Степи Украины. Золотистая щурка эффективна для борьбы против вредителей родов Anisoplia, Oxythyrea, Anacridium, Oedipoda, доля которых составляет от 30 % до 53,4 % рациона птиц. Вред пчеловодству щурки приносят лишь осенью за счет пролетных стай. Сизоворонка уничтожает крупных фитофагов. В пищевых пробах сизоворонки доля Coleoptera - 56,7 %, а Orthoptera - 19,5 %. Рекомендуется привлекать этих птиц в культурный ландшафт в качестве естественного врага фитофагов и охранять места их обитания.
