Розподіл важких металів шляхів залежить від інтенсивності та швидкості руху автотранспорту, напряму вітру. Максимальне забруднення ґрунтів спостерігається на відстані 7-10 м від дороги, а в зоні – 30-80 и. відмічається зниження врожайності і різке погіршення якості сільськогосподарської продукції. До забруднювачів ґрунтів належать також мінеральні добрива і хімічні меліорати, істотним недоліком яких є наявність в них баластних речовин, у тому числі токсичних речовин і сполук.
Рівень забруднення ґрунту та закономірності просторового поширення важких металів залежить від потужності підприємств-забруднювачів, тривалості їх діяльності, якості сировини, технології виробництва, ефективності роботи очисних споруд.
За даними А.Є.Басманова і А.В.Кузнецова, кількість важких металів у фосфорних добрив, що випускаються в СНД, коливається в широких межах і в середньому становить, г/т: міді – 127; цинку – 134; кадмію – 3,0; свинцю – 34; нікелю – 92; хрому – 121 (табл. 4.3).
Таблиця 4.3. Вміст важких елементів в мінеральних добривах,
г/т діючої речовини
| Добрива | Мідь | Цинк | Кадмій | Свинець | Нікель | Хром |
| Азотні | 51 | 64 | 1,23 | 21 | 6,38 | 0,38 |
| Фосфорні | 127 | 164 | 3,0 | 34 | 92 | 121 |
| Калійні | 9,4 | 20 | 1,05 | 28 | 9,1 | 0,89 |
| Всі мінеральні добрива | 59 | 77 | 1,62 | 26 | 30 | 33 |
Азотні та калійні добрива забруднені важкими металами меншою мірою. Особливу екологічну небезпеку становить ненормоване застосування хімічних меліорантів і відходів промисловості. Наприклад, при внесенні фосфогіпсу в нормах 5-20 т/га у ґрунт надходить 100-400 кг стронцію. Використання на добриво піритних огарків забруднює ґрунт свинцем. При фосфоритуванні у ґрунт потрапляють фтор і стронцій, при внесенні сечовини – арсен.
Фосфорити містять ртуть від 10 до 1000 мг/кг, калієві сольові відклади – до 10, вапняки – 0,03-0,7 мг/кг.
Небезпечним для ґрунту є систематичне використання як добрива осадів стічних вод, забруднених важкими металами. Шкіряні, годинникові та інструментальні заводи істотно забруднюють осади хромом, електронна промисловість – кадмієм, великі міста з розвинутим автотранспортом – свинцем.
Дернові глинисто-піщані ґрунти здатні в одному лише орному шарі глибиною до 20 см міцно утримувати 40-60 т/га свинцю. Однак у самому ґрунті виникає гостра токсикологічна ситуація. Л.К.Садовнікова виділяє такі основні етапи у реакції ґрунтів на техногенний вплив та їх еволюцію від природного до техногенного порушеного стану:
1) накопичення хімічних забруднювачів до критичного рівня;
2) значна зміна фізичних і хімічних властивостей ґрунтів – несприятливі зміни рН, втрата структури;
3) несприятливий вплив ґрунтових умов на рослинний покрив;
4) розвиток процесів ерозії та дефляції;
5) деградація ґрунтів;
6) утворення техногенної пустелі.
Отже, важкі метали забруднюють не лише ґрунти. До 30-40 % важких металів та їх похідних потрапляє із ґрунту у підґрунтові води. Під дією забруднення гинуть трав’янистий покрив і лісові насадження, знижується врожайність сільськогосподарських культур і погіршується якість продукції.
Внаслідок Чорнобильської катастрофи значна територія України зазнала радіоактивного забруднення. Погіршився екологічний стан сільськогосподарських угідь. Площа забруднених земель збільшується за рахунок радіоактивних викидів діючих атомних електростанцій, що знаходяться в безпосередній близькості. За оцінками спеціалістів, на АЕС лише трохи більше 2 % ядерного палива використовується ефективно. Близько 98 % його йде у відходи, що становить радіоактивні продукти (плутоній, цезій і стронцій), які неможливо скоротити, а тільки можна вічно зберігати у спеціальних могильниках. Технічно складним є питання про демонтаж АЕС, який слід обов’язково проводити через 30-50 років після введення станції у дію.
Особливо небезпечні забруднення радіонуклідами з катастрофічними екологічними наслідками виникають через ядерні вибухи та аварії на об’єктах атомної промисловості і енергетики. Спочатку, потрапивши в атмосферу, радіонукліди випали на ґрунт, рослини, води. У ряді районів тварини і люди зазнали радіоактивного опромінювання. Висока міграційна здатність у харчовому ланцюзі ґрунт → рослина → тварина → продукти тваринництва, обумовила їх надходження до організму людини.
На зовнішнє опромінювання припадає основна частина дози опромінення людини і тварини за короткий період, через те воно обумовлене насамперед випромінюванням радіонуклідами з коротким періодом напіврозпаду (132Ге, 132І, 131І та ін.). Наявність довготривалих радіонуклідів (90Sz, 37Cs, 239Pu, 240Pu та ін.), у харчовому ланцюзі спричинює внутрішнє опромінення людини і тварини.
Особливість радіоактивного забруднення ґрунтового покриву полягає в тому, що маса радіоактивних домішок дуже мала і вони не приводять до кількісних змін основних властивостей ґрунту. Вміст гумусу, елементів живлення, ємність катіонного обміну, рН та інші показники не змінюються. Істотне значення мають розподіл радіонуклідів по профілю ґрунту, їх концентрування у ґрунтовому розчині, ступінь рухомості та доступність рослинам.
За умов жорсткого вітрового режиму, при зменшеній вологості ґрунту та відсутності рослинності існує безпека переносу радіонуклідів потоками вітру. Вони також можуть змиватися зі схилів і з водами поверхневого стоку потрапляти у водойми.
Велику небезпеку являють собою стронцій-90 та цезій-137, що можуть накопичуватись і тривалий час зберігатися у ґрунтах. Маючи подібні хімічні властивості до кальцію і калію, стронцій-90 та цезій-137 інтенсивно поглинаються рослинами. Потім з продуктами рослинного чи тваринного походження вони потрапляють до людського організму, де стронцій накопичується в кісткових, цезій – у м’язових тканинах. Маючи період напіврозпаду відповідно 28,6 та 30,2 року, ці радіонукліди тривалий час зберігаються в зараженому організмі.
Отже, людство використовує мільярди тон сировини, а на корисний продукт перетворює лише 1-2 %. Тобто 98-99 % взятого з природи викидається у вигляді відходів, звалищ, забруднюючи родючі ґрунти. У зв’язку з забрудненням ґрунту доцільно запропонувати рекомендовану систему показників родючості ґрунтово-екологічного моніторингу, особливо при введенні інтенсивного землеробства.
Рекультивація земель – це комплекс робіт, спрямованих на відновлення продуктивності і господарської цінності порушених земель, а також на поліпшення умов довкілля відповідно інтересам суспільства. Будь-яке будівництво, добування корисних копалин, геологорозвідка не починаються доки не буде розроблено проект рекультивації порушеного ґрунтового покриву.
Основне завдання рекультивації полягає в тому, щоб привести порушені землі в придатний стан, для використання в сільському господарстві, лісовому, рибному господарстві для промисловості, цивільного будівництва, створення зон відпочинку або пам’яток природи.
В регламентуючих положеннях «Науково-методичних рекомендацій по рекультивації порушених земель в Україні» вказано, що рекультивація земель – один з ефективних заходів у вирішенні питань раціонального використання земельних ресурсів і проблеми охорони природи в цілому. Рекультивації підлягають усі землі, що зазнають змін у рельєфі, ґрунтовому покриві, материнських не підстеляючих породах, що відбуваються або вже відбулися у процесі гірничих, будівельних, гідротехнічних та інших робіт. Слід рекультивувати також еродовані ґрунти, а при відповідних умовах шляхом землювання – кам’янисті місця і землі з неглибокими і низькопродуктивними ґрунтами. Рекультивація має соціальне значення у справі виховання бережливого ставлення до природних ресурсів і зокрема земельних багатств України.
Роботи з рекультивації порушених земель виконують поетапно і поділяють на технічну та біологічну рекультивацію. Технічна рекультивація є комплекс інженерних робіт.
Порушені землі приводяться в придатний стан в ході проведення технологічних робіт, а при неможливості не пізніше, як за рік після їх завершення. Рекультивація здійснюється поетапно.
Технічний етап рекультивації включає наступний комплекс робіт:
–знімання та складування родючого шару ґрунту і потенційно родючих порід;
–селективне вийняття і формування відвалів розкривних порід;
–формування відвалів шахт, кар’єрів;
–планування поверхні, терасування, закріплення схилів, відкосів, відвалів;
–хімічна меліорація токсичних порід;
–покриття спланової поверхні шаром родючого ґрунту або потенційно-родючих порід;
–інженерне обладнання території (дороги, виїзди);
–планування на та бортів кар’єра при створенні водоймищ.
Комплекс робіт залежить від стану порушених земель та напрямку їх подальшого використання. Селективне формування відвалів та зняття родючого шару ґрунту є обов’язковим при проведенні будь-яких гірничих робіт, промисловому чи цивільному будівництві. Родючий шар використовується для землювання низькородючих та еродованих земель.
При проведенні рекультиваційних робіт обов’язковим є при формуванні відвалів селективне добудування і формування відвалів. Гумусовий шар, потенційно родючі та інші породи добуваються, транспортуються та складуються роздільно.
Якщо гумусовий шар не використовується для рекультиваційних робіт, він зберігається спеціальних відвалах (до 10 м висоти). Поверхня таких відвалів планується і засівається бобовими травами для захисту від ерозії та підтримки достатнього рівня біологічної активності ґрунту.