Середній вміст в органах рослин: зерно – 0,2-4 мг/кг; солома – 0,1-12 мг/кг. Фітотоксичність Cd пояснюється його близькістю за хімічними властивостями до Zn. Може виступати у ролі Zn у багатьох біохімічних процесах, порушуючи роботу ферментів. Це призводить до цинкової недостачі і, як наслідок, пригнічення рослини та її гибелі.
Токсичний вплив на тварин і людину, токсичність кадмію проявляється досить сильно. Є дані про ембріофобну і канцерогенну дію кадмію. Цей метал здатен заміщувати цинк у ензиматичних системах, необхідних для формування кісткової тканини, що супроводжується важкими захворюваннями. Відоме гостре захворювання, що вражає кісткову систему (хвороба ітаї-ітаї). Негативний вплив на тварин виявляється не відразу після поїдання корму, що містить надмірну кількість кадмію, а через деякий час.
Кадмій знижує здатність організму протистояти хворобам. Він має мутагенні і канцерогенні властивості, негативно впливає на спадковість, а також руйнує еритроцити крові, сприяє захворюванням нирок і сім'яних залоз, викликає гастрит і анемію (МінєєвВ.Г. та ін., 1981) [19, 264].
Для людини допустима доза Cd становить 70 мкг на добу для дорослих і повністю виключає його присутність у питній воді та їжі для дітей.
Як свідчить багаторічний досвід з цього питання, що зона істотного забруднення ґрунтового покриву навколо промислових підприємств охоплює територію в напрямку пануючих вітрів до 20-30 км і із інших напрямків 10-15 км. Розподіл атмосферних викидів по площі довкола відбувається в певній закономірності на промисловій площадці підприємства переважають викиди, що надходять із заводських труб і вентиляційної системи: в радіусі 0,5-1 км випадають найбільш великі і важкі частки; на відстані 1,5-2,5 км знаходиться зона максимального і різноманітного забруднення; на відстані 2,5-5,0 км при високих заводських трубах розташована зона такого ж різноманітного забруднення, але викиди мають більш тонкий гранулометричний склад; у смузі 5-10 км зосереджуються газопилові викиди різноманітного складу, однак щільність покриття ними тут значно менша.
Перед обстеженням забрудненості ґрунтового здійснюють рекогностировочний об'їзд територій під час якого уточняють розміщення населених пунктів напрямок сільськогосподарського виробництва та випадки захворювання жителів населених пунктів. Обстежуючи умови забруднення навколишнього середовища промисловими викидами, необхідно підтримувати зв'язок з державними органами охорони природи, місцевими установами санітарно-епідеміологічної та гідрометеорологічними службами, які мають пункти контролю за станом повітря, води, ґрунту. Ступінь забруднення ґрунтового покриву попередньо оцінюється за показниками кислотності, лужності, засоленості, співвідношення C/N в гумусі, вмісту сірки тощо. Висновок про дальність переносу техногенних викидів робиться на підставі всієї зібраної інформації, яка використовується також при виготовленні прогнозної (загальної) картосхеми. Вона обов'язково потрібна на початковому етапі обстеження, як первісна основа. Загальну картосхему виготовляються у такий спосіб: на плані місцевості навколо підприємства забруднювача в радіусі 10 км по периметру проводять зовнішню мережу території підвищеного вмісту важких металів, після чого намічають виїзні маршрутні лінії для відбору зразків ґрунту, а також орієнтовні місця розташування, розмір і конфігурацію ключових, та елементарних ділянок і пробних (робочих) площадках.
Розуміти терміни і назви ділянок потрібно так:
Ключова ділянка – це найменша геоморфологічна одиниця ландшафту, що в достатній мірі відображає тип, підтип тобто генезис і властивості ґрунту, ґрунтотворної породи, а також рельєф території, гідрологію, рослинність і т. д. В її межах виділяють елементарні ділянки.
Елементарна ділянка – це частина площі ключової ділянки, яка досить однорідна за мезорельєфом і ґрунтовим покривом на рівні виду і різновиду. В межах ключової ділянки їх може бути одна або декілька. Розмір елементарної ділянки величина не постійна і збільшується по мірі віддалення від джерела забруднювача. Чим далі від підприємства, тим більше елементарних ділянок.
Робоча (пробна) площадка. В межах елементарної ділянки виділяється робоча площадка, яка призначена безпосередньо для відбирання проб ґрунту з яких складається гніздова проба, основний розмір ділянки 1 га, але якщо її ґрунтовий покрив різноманітний виділяють 2-3 робочі ділянки.
На плані місцевості орієнтовне розміщення пробних площадок здійснюється за такою схемою: безпосередньо навколо підприємства намічають пробні площадки по 8 румбах; в радіусі 1,5-2,5 км (зона найбільшого забруднення) – по 10-12; в радіусі 2,5-5,0 км – по 12-16; в радіусі 5-10 км – по 16-24 румбах і так далі. В полі місця розташування, як пробних площадок так і елементарних та ключових ділянок, уточнюють з урахуванням ландшафтно-геохімічних особливостей території, що обстежується. При розміщенні за румбами відстань між пробними площадками становитиме 1,5-2 км, а їх загальна кількість складатиме на орних землях 100-200, а з урахуванням площ під лісами, луками пасовищами – приблизно 200.
Кількість точкових проб ґрунту, необхідних для складання гніздової проби, повинна бути тим більше чим сильніше варіювання (строкатість) вмісту важких металів. На великій відстані від джерела забруднення, де рівень забруднення і вміст важких металів мало відрізняється від фонового (природного), кількість точкових проб може бути такою як при картографуванні мікроелементів – 20-30 проб. З наближенням до підприємства для складання гніздової проби беруть 40-60 точкових проб ґрунту. Час відбору ґрунтових проб не має істотного значення, але господарської точки зору дану роботу краще виконувати до сівби на весні, або восени після збирання врожаю.
За літературними даними зона істотного забруднення ґрунтового покриву навколо промислових підприємств охоплює територію в напрямку пануючих вітрів до 20 - 30 км, а з інших боків – 10-15 км. В 2008 році розпочато обстеження сільгоспугідь на вміст важких металів в ґрунті навколо ВАТ «Рівнеазот». У викидах цього підприємства залежно від сировини можуть знаходитись солі важких металів. За десятки років у відвалах підприємства накопичилось тисячі тонн промислових відходів, основним з яких є фосфогіпс.
Методи досліджень Для вивчення забруднення ґрунтів викидами ВАТ «Рівнеазот» було закладено пробні площадки розміром 1га по 8-ми напрямках рози вітрів в радіусі 1 км, 2,5 км, 5 км, 10 км. Змішаний зразок складався з 20-40 індивідуальних проб відібраних на пробних площадках розміщених на віддалі 5 і 10 км і 40-60 проб відібраних на віддалі 1 і 2,5 км буром на глибину 20 см.
Визначення міді, цинку, кадмію та свинцю проводилось у витяжці 0,1н азотної кислоти з послідуючою атомно-абсорбційною спектрофотометрією на С-115. Визначення ртуті проводилось у витяжці суміші концентрованих азотної та сірчаної кислоти в співвідношенні 1:1 методом безполум'яної атомної абсорбції на приладі «Юлія-2» [10].
В таблицях 2.1. – 2.5 наведено визначення вмісту важких металів в ґрунті сільгоспугідь поблизу ВАТ «Рівнеазот».
Дослідження показали, що вміст ртуті (табл. 2.1) в орному шарі ґрунту за всіма напрямками не перевищує ГДК (2,1 мг/кг). Максимальні значення цього елементу складають 0,05 мг/кг. Розподіл забруднення рівномірний незалежно відстані та напрямку і не пов'язане з викидами підприємства.
Рівні забруднення ґрунтів кадмієм (табл. 2..2) значно вищі як ртуттю, але не перевищують допустимих значень (3,0 мг/кг), Забруднення ґрунтів кадмієм найбільше на відстані 1 км. Максимальні значення відмічаються у південно-східному, північно-східному та північно-західному напрямках і складають 2,05- 2,28 мг/кг.
Вміст свинцю (табл. 2.3) в ґрунті складає 3,48-20,6 мг/кг і не перевищує ГДК (30 мг/кг). В східному, північному, північно-східному та північно-західному напрямках він зменшується з віддаленістю від підприємства. За іншими напрямками спостерігається зворотна тенденція. Максимальні значення відмічаються на відстані 2,5 км в південно-східному і південно-західному напрямках, на відстані 5 і 10 км в південному напрямку.
Вміст цинку (таблиця 2.4) в ґрунті складає 0,98 - 16,68 мг/кг, значно нижче гранично-допустимих значень (100,мг/кг). При цьому, відмічається збільшення концентрації елементу з віддаленістю від підприємства в південному та південно-східному напрямку, де спостерігаються максимальні значення.
Що стосується забруднення ґрунтів міддю (таблиця 2.5), слід відмітити, що вміст її в ґрунті складає 2,5 - 33,55 мг/кг (ГДК – 55 мг/кг).Слід відмітити, що концентрація елементу зростає лише в північно-східному і південно-західному напрямку. Максимальні рівні зустрічаються на віддалі 2,5 та 10 км від підприємства в південному та північно-східному напрямку.
Таблиця 2.1.
Вміст ртуті в ґрунті навколо ВАТ «Рівнеазот»
| Напрямок | Віддаль від підприємства, км | |||
| 1 | 2,5 | 5 | 10 | |
| Схід | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| Захід | 0,03 | 0,04 | 0,03 | 0,04 |
| Північ | 0,04 | 0,04 | 0,03 | 0,03 |
| Південь | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,04 |
| Північний схід | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| Північний захід | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,05 |
| Південний схід | 0,04 | 0,04 | 0,03 | 0,05 |
| Південний захід | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
Таблиця 2.2.
Вміст кадмію в ґрунті навколо ВАТ «Рівнеазот»
| Напрямок | Віддаль від підприємства, км | |||
| 1 | 2,5 | 5 | 10 | |
| Схід | 1,82 | 1,08 | 0.7 | 2.2 |
| Захід | 1,62 | 1,75 | 1,43 | 1,03 |
| Північ | 1,52 | 1,25 | 1,66 | 1,57 |
| Південь | 1,89 | 0,70 | 1,3 | 0,72 |
| Північний схід | 2,28 | 1,75 | 2,05 | 1,42 |
| Північний захід | 2,05 | 1,5 | 1,03 | 2,16 |
| Південний схід | 2,09 | 0,51 | 0,78 | 1,29 |
| Південний захід | 1,49 | 1,65 | 1,21 | 1,68 |
Таблиця 2.3.