В результате вымывания питательных веществ из почв и удобрений их концентрация значительно увеличивается в дренажных и грунтовых водах. По степени вымывания и инфильтрующейся воде минеральные элементы располагаются в следующий ряд: катионы - кальций, магний, натрий, калий, аммоний; анионы - соляной, азотной, серной, угольной и фосфорной кислот.
Инфильтрация в известных пределах кальция, калия, магния, сульфат- и хлор-ионов менее опасна для загрязнения вод, чем нитратов. Фосфор дренажными водами почти не вымывается, его вынос не превышает 1,2 кг/га в год.
Вымывание кальция из почвы преобладает над остальными катионами. На размеры его потерь с инфильтрационными водами существенно влияют удобрения. В лизиметрических водах на черноземах мощных без применения удобрений обнаружено 33 мг кальция на 1 л фильтрата, а при внесении 50 т/га жидкого свиного навоза - 50 мг/л. Увеличение концентрации нитратов в грунтовых водах на дерново-подзолистых почвах полесья сопровождается повышением содержания кальция. При интенсивном использовании продуктов биологической очистки животноводческих стоков здесь его обнаружено 150-450 мг/л.
Нитраты являются одним из основных загрязнителей окружающей среды. Токсикологическая опасность загрязнения ими обуславливается независимо от того, проникают они в грунтовые воды или поглощаются растениями и перемещаются в их надземные части. Предельно допустимое содержание нитратов в питьевой воде в нашей стране составляет 10 мг/л по азоту или около 50 мг/л в форме иона N03 . Избыточное содержание нитратов и нитритов в питьевой воде, в кормах и пище может вызывать серьезные расстройства у животных и человека.
Нитраты вредны, а нитриты, их первая фаза восстановления, в 10 раз вреднее.
На вымывание нитратов из почвы влияют нормы удобрений, количество атмосферных осадков, нормы поливной воды, механический состав почвы, система использования земли и другие факторы.
Приток питательных веществ из животноводческих отходов может быть источником нитратного загрязнения окружающей среды. При внесении возрастающих норм жидкого навоза концентрация нитратов в почвенном растворе повышается. В опытах земледелия на черноземах мощных малогумусных в лизимитрических водах под однолетними травами за весенне-летний период обнаружено следующее количество нитратов: без удобрений - 28,6 мг/л, при внесении 50 т/га жидкого навоза свиней - 58, при внесении его под предшественник в норме 250 т/га - 190 мг/л.
Опасным источником нитратов является скопление отходов животноводства вблизи ферм, откормочных и моечных площадок. Это так называемые «точечные» источники загрязнения. Они в результате локализации образуют высокие концентрации нитратов, которые не используются растениями, а целиком вымываются в грунтовые воды.
В специальной литературе отмечаются случаи достаточно высокой концентрации нитратов в грунтовых водах около крупных животноводческих комплексов. Исследователи указывают, что содержание нитратов здесь может составлять зимой 0-80 мг/л, летом - 0-17, вблизи ферм - 54-216 мг/л, а в районах интенсивного животноводства этот показатель может достигать 400-500 мг/л.
Загрязнение окружающей среды часто обуславливается не только в связи с внесением отходов животноводства, но оно может возникать и при транспортировке бесподстилочного навоза неприспособленными транспортными средствами, вследствие чего загрязняются территории ферм, населенных пунктов, дороги.
Кроме отходов животноводства и азотных удобрений, на повышение концентрации нитратов могут влиять и другие факторы, например, запаханные растительные остатки, недостаток калия или некоторых микроэлементов в почве и т. д.
Сведение до минимума потерь питательных веществ из почвы неразрывно связано с внедрением высокой агротехники, направленной на повышение коэффициентов использования питательных веществ из удобрений. Научно обоснованные севообороты и рациональная система применения удобрений предотвращает инфильтрацию питательных веществ из почвы.