Том 2

Пестициды в почвах

Пестициды — большая группа ядохимикатов, которые применяются в различных отраслях сельского, лесного, рыбного хозяйства, а также в энергетике (для очистки территорий от растительности) и строительстве (для защиты деревянных конструкций). Среди ядохимикатов и средств защиты растений различают гербициды, зооциды, инсектициды, фунгициды, акарициды (вещества, ориентированные на борьбу, соответственно, с сорняками, грызунами, вредными насекомыми, грибными болезнями, растительноядными клещами), а также протравители семян и регуляторы роста растений и т. д.

Накапливаясь в почвах, пестициды угнетающе действуют на биоту, а попадая в живые организмы, в основном по пищевым цепям, являются причиной многих заболеваний. Пестициды чрезвычайно разнообразны по химическому составу (органические и неорганические соединения), классу опасности (от чрезвычайно опасных до малоопасных). Кроме того, многие, первоначально слаботоксичные соединения по мере их разложения в почвах образуют стойкие и токсичные метаболиты. Существенно различаются пестициды по устойчивости в почве: малостойкие сохраняются менее одного месяца, умеренно стойкие — до 6 месяцев, стойкие — 0,5–2 года, очень стойкие — более 2 лет. Наибольшую опасность представляют пестициды последней группы, и они являются главной темой прогнозной карты, где показаны возможности их накопления в разных почвах.

Пестициды отличаются низкой педохимической активностью, т. е. они практически не вступают в химические реакции с почвами и не влияют на их свойства. Особенности поведения пестицидов сильно варьируют в конкретных почвенно-геохимических условиях. Попадая в почвы, пестициды поглощаются корневыми системами растений, переносятся с почвенной влагой, сорбируются органическими и минеральными коллоидами, подвергаются процессам микробиологического и фотохимического разложения; некоторые пестициды улетучиваются с поверхности почвы.

Накопление пестицидов в почвах обусловлено в основном двумя процессами — их сорбцией тонкодисперсной частью почвы, в том числе органическим веществом, и разложением (детоксикацией). Обе группы процессов зависят от свойств и режимов почв, а также от «внешних» по отношению к почве условий.

Сорбция пестицидов почвой ограничивает их доступность для растений, возможность их испарения, миграции по профилю. Оценка интенсивности процессов сорбции основана на учёте гранулометрического состава почв и содержания в них гумуса: чем больше гумуса и тонких частиц (глины), тем выше сорбция. Водно-тепловой режим почв обусловливает возможность миграции пестицидов за пределы корнеобитаемого слоя, их перераспределения или закрепления в этом слое. Большое значение в сохранении пестицидов в почве имеет также вечная мерзлота.

Потенциальная способность почв к детоксикации пестицидов определяется двумя факторами. Главная причина детоксикации — деятельность микроорганизмов, активность которой оценивается по общей численности всех групп микроорганизмов в разных зональных типах почв и средней продолжительности периода с благоприятными для них гидротермическими условиями в почвах. Вторым важным фактором детоксикации является фотохимическое разложение, интенсивность которого зависит от активности солнечной радиации, оцениваемой по величине прямой солнечной радиации и продолжительности солнечного сияния за вегетационный период.

Комбинаторика перечисленных факторов дает прогнозные группы почв с разной потенциальной интенсивностью накопления пестицидов, т.е. потенциал самоочищения природных почв.

Основная легенда карты, отражающая прогноз поведения пестицидов в наиболее распространенных почвах, построена по матричному принципу. С одной стороны, в ней представлены факторы накопления пестицидов, при этом особое внимание уделяется корнеобитаемому слою. Другой «вход» матрицы характеризует условия разложения пестицидов. На пересечении выделяются прогнозные группы почв, различающиеся потенциалом самоочищения от пестицидов.

Прогноз поведения пестицидов в почвах дается не только для земледельческих, но и для лесных территорий. Тундры (равнинные и горные) практически не используются в земледелии и лесном хозяйстве, и потому вероятность их загрязнения пестицидами практически исключена.

Анализируя пространственное разнообразие различных условий накопления пестицидов в почвах, можно отметить, что накопление пестицидов происходит наиболее интенсивно в чернозёмах и чернозёмовидных почвах южных земледельческих районов Европейской части России, Западной Сибири, Забайкалья и юга Дальнего Востока. Условия детоксикации пестицидов в почвах наиболее благоприятны при оптимальном сочетании тепла и увлажнения: в ареалах типичных и обыкновенных чернозёмов в Чернозёмном Центре и Поволжье, на юге Западной Сибири.

Дополнительная легенда предусмотрена для оценки условий самоочищения от пестицидов пойменных почв долин крупных рек. Необходимость выделения пойменных почв связана с их сложным водным режимом — различной длительностью затопления и пестротой литологического состава почв. Поэтому всё разнообразие условий миграции пестицидов в пойменных почвах сведено в 3 большие группы с интегральной оценкой условий их накопления и перераспределения.

Опасность загрязнения почв пестицидами на определенной территории можно оценить при сопоставлении слоя прогнозной информации с конкретными данными о величине и характере нагрузок — количестве внесённых пестицидов на единицу площади. Для пахотных почв, занимающих около 10 % площади страны, приблизительная (экспертная) оценка потенциальной опасности дается для двух уровней доз внесения – высоких и умеренных.

Для лесных территорий, которые, как правило, не подвергаются интенсивной обработке пестицидами, дается два уровня опасности загрязнения.