Как рассчитать суммарный показатель загрязнения почв. Оценка химического загрязнения почв и грунтов
Почва
i Химические соединения, содержащиеся в почве, разделяют на естественные и посторонние .
К веществам, всегда имеющимся в естественной почве, но концентрация, которых может возрастать в результате антропогенной деятельности, относятся, например металлы – свинец, ртуть, кадмий, медь и др. Повышенное содержание свинца может быть вызвано поглощением из атмосферы за счет выхлопных газов автотранспорта, в результате внесения удобрений, пестицидов и т.п. Мышьяк содержится во многих естественных почвах в концентрации примерно 100 млн -1 , однако его содержание может увеличиваться до 500 млн -1 . Ртуть в обычных почвах содержится в количестве от 90 до 250 г/га; за счет средств протравливания зерна ежегодно ее содержание может увеличиваться на 5 г/га; примерно такое же количество попадает в почву с дождем.
Качественные и количественные изменения при длительном пребывании в почве посторонних органических химических веществ и механизмы их перераспределения в почве до настоящего времени не изучены ни для одного из таких веществ.
В процессе превращения органических веществ (рисунок 2) в почве большую роль играют как абиотические, так и биотические реакции, протекающие под воздействием, находящихся в почве живых организмов, а также свободных ферментов.
Образование неэкстрагируемых или связанных остатков чужеродных веществ в почве в значительной мере определяет ее качество на длительный период времени.
В соответствии с современным уровнем знаний возможны следующие виды связи в неэкстрагируемых остатках ксенобиотиков, находящихся в почве:
¨ включение в слоистую структуру глинистых материалов;
¨ нековалентное включение в пустоты гуминовых макромолекул; то же при участии водородных связей, ван-дер-ваальсовых сил, взаимодействием с переносом заряда;
¨ ковалентное включение за счет связей с мономерами и встраиванием в гуминовую макромолекулу.
Ковалентные связи наиболее вероятны для веществ с реакционноспособными группами, подобными мономерами гуминовых веществ, в частности для фенолов и ароматических аминов.
Связанные остатки химических веществ в почве в процессе микробиологического разложения и длительного превращения гуминовых материалов могут снова освобождаться и тем самым становиться биологически активными по отношению к растениям. До тех пор пока они не минерализуются или каким-либо образом не будут участвовать в углеродном обмене, их рассматривают как посторонние для окружающей среды вещества.
Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения Z c , отражающий эффект воздействия группы элементов:
где К сi - коэффициент концентрации i -ого элемента в пробе; n - число учитываемых элементов.
Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Z c проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв (таблица 9).
Таблица 9 - Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв
| Категории загрязнения почв | Величина Z | Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
| Допустимая | меньше 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
| Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение общего уровня заболеваемости |
| Опасная | 32-128 | Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы |
| Чрезвычайно опасная | больше 128 | Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза при беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных) |
Одним из основных источников загрязнения почв являются кислотные дожди. В течение десятилетий кислотные загрязнения действуют на буферную емкость почвы. В отношении многих почв отмечается вымывание катионов, важных для питания растений, сорбционно-связанных с коллоидными частицами почвы, и в результате они мигрируют в глубинные слои, становясь недосягаемыми для корней растений. Поэтому, даже если рН почвы остается постоянным, плодородие почвы падает. Продолжающееся закисление почвы можно определить, например, по понижению концентрации ионов Fe 2+ и Mg 2+ , а также алюминия Al 3+ .
Независимо от выделения ионов Al 3+ и других катионов, в том числе и тяжелых металлов, изменение рН почвы может приводить и к другим изменениям. Так, снижение рН препятствует развитию микроорганизмов так же, как это происходит в несозревших гумусовых почвах. К подобным организмам относятся, в частности, грибы Mykorrhiza , которые способствуют усвоению минеральных веществ корнями растений. Ощутимым результатом разрушения микроорганизмов почвы является нарушения ее нормального дыхания. Низкие значения рН способствуют присоединению анионов к железосодержащим коллоидным частицам в почве, так как протоны сообщают комплексам положительный заряд. У фосфатов возможен обмен их кислотных остатков с ОН –группами на поверхности коллоидных частиц, при этом фосфатные остатки связываются и дальнейшее усвоение фосфора растениями становится невозможным.
Закисление почвы оказывает большое влияние на многие, но не все металлы. При увеличении кислотности становятся подвижными кадмий, свинец и цинк, и наиболее легко усваиваются растениями и животными. Наряду с закислением почв и увеличением содержания в них тяжелых металлов и пестицидов, почвы могут содержать полихлорированные бифенилы в концентрациях до 100 мг на 1 кг сухой массы. Они очень медленно распадаются в почве, и по этой причине в ней накапливаются.
& Примером такого загрязнения является выращивание зерновых культур с высоким естественным содержанием селена. В этом случае сера в таких аминокислотах как цистеин, метионин, замещается селеном. Образовавшиеся "селеновые" аминокислоты могут привести к отравлению животных и человека. Недостаток молибдена в почве приводит к накоплению в растениях нитратов; в присутствии природных вторичных аминов начинается последовательность реакций, которые могут инициировать у теплокровных организмов развитие онкологических заболеваний.
❐ Таким образом, антропогенные химические вещества, попадающие в окружающую среду – воздух, воду, почву могут быть индифферентными, нежелательными или токсичными.
5.2 Классификация чужеродных загрязнителей – ксенобиотиков
☞ Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками или загрязнителями . К ним относятся:
1) металлические загрязнения (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, олово, цинк, медь и др.);
комплекса по коэффициенту концентрации загрязнителя
и суммарному показателю загрязнения
Оценка уровня загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: коэффициенту концентрации отдельного вещества К с и суммарному показателю загрязнения Z c при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов .
Коэффициент концентрации ЗВ определяется отношением
, (5.2)
где С - реальная концентрация данного химического вещества в почве, мг/кг; С ф - фоновая концентрация в почве данного вещества, мг/кг. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций загрязняющих почву химических элементов:
,
(5.3)
где n - число учитываемых ЗВ.
Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателю Z c проводится с помощью табл. 5.4.
Таблица 5. 4
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
|
Показатель Z c |
Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
|
|
I. Допустимая |
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
|
|
II. Умеренно опасная |
Увеличение общего уровня заболеваемости |
|
|
III. Высоко опасная |
Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы |
|
|
IV. Чрезвычайно опасная |
Увеличение заболеваемости детей нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
Пример 5.2. Определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения; дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории. Исходные данные приведены в табл. 5.5.
Таблица 5.5
Исходные данные
Решение :
По формуле (2) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ:
К с F = 512/208 = 2,46; К сВ e = 3,7/1,5 = 2,47; K cZn = 274/41,3 = 6,63.
По формуле (3) суммарный показатель загрязнения:
Z c = (2,46 + 2,47 + 6,63) (3 1) = 9,56.
В соответствии с табл. 5.4 рассматриваемые почвы относятся к категории допустимого загрязнения и характеризуются наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимумом функциональных отклонений.
Задание 5.2. Определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения; дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории. Исходные данные о содержании загрязняющих веществ в почве приведены в табл. 5.6.
Таблица 5.6
Варианты исходных данных для задания 5.2
|
Концентрация загрязняющих веществ в почве, мг/кг |
|||||||||||||
|
Фоновые концентрации, мг/кг |
|||||||||||||
|
Все варианты | |||||||||||||
Таблица 5.7
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни
|
Вещество |
ПДК почвы с учетом фона, |
Показатели вредности |
||||
|
Транслокационный |
Миграционный |
Общесанитарный |
||||
|
воздушный |
||||||
|
Подвижная форма |
||||||
|
Водорастворимая форма |
||||||
|
Бенз(а)пирен | ||||||
|
Изопропилбензол | ||||||
|
Альфаметилстирол | ||||||
|
Сера элементарная | ||||||
|
Вещество |
ПДК почвы с учетом фона, |
Показатели вредности |
||||
|
Транслокационный |
Миграционный |
Общесанитарный |
||||
|
воздушный |
||||||
|
Отходы флотации угля | ||||||
|
Комплексные гранулированные удобрения | ||||||
|
Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) | ||||||
РАБОТА 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА И ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Цель работы: определение категории загрязнения почв по наличию в них повышенных концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) и, на основе этого, оценка влияния суммарного загрязнения на здоровье населения.
Задание
(Приложение 11)
5.2. Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения.(Приложение 12)
5.3. Сделать краткие выводы.
Порядок выполнения работы
5.1. При оценке опасности загрязнения почв загрязняющими веществами (ЗВ) необходимо учитывать следующие закономерности (табл.5.1, 5.2):
1 Опасность загрязнения тем выше, чем больше фактическое содержание ЗВ в почве (обычно выражается концентрацией вещества С i , мг/кг), т.е., чем больше значение коэффициента К i превышает единицу; коэффициент опасности определяется следующим образом:
К i =С i / ПДК i (5.1)
2 Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности ЗВ. Отнесение ЗВ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к тому или иному классу опасности зависит от свойств ЗВ, в частности, от их способности накапливаться в организме, нарушать работу различных систем и органов, токсичности и др. Примеры ЗВ различных классов опасности приведеныв таблице 5.1;
Отнесение химических веществ, попадающих в почву, к классам опасности (по ГОСТ 17.4.1.02-83)
Таблица 5.1.
3 Опасность загрязнения тем выше, чем ниже буферные свойства почв. Это свойство почвы поглощать загрязнение из окружающей среды и прочно фиксировать его в почве зависит от содержания в почве органического вещества (гумуса почвы), кислотности почвы, механического состава, водного режима и ряда других свойств почвы. Буферность почвы определяет ее барьерную функцию, которая, в свою очередь, обусловливает уровни вторичного загрязнения химическими веществами сред, контактирующих с почвой: растительности, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод.
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами
Таблица 5.2.
| Категория загрязненности почв | Характеристика загрязненности | Возможное использование территории | Предлагаемые мероприятия |
| I. Допустимая | Содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК | Использование под любые культуры | Снижение уровня воздействия источников загрязнения почвы. Осуществление мероприятий по снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений) |
| II. Умеренно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационномупоказателю | Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений | Мероприятия, аналогичные категории I. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным и миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в рабочих зонах и в воде местных водоисточников |
| III. Высоко опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности | Использование под технические культуры. Использование под сельскохозяйственные культуры ограничено с учетом растений - концентраторов | Кроме мероприятий, указанных для категории I, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях- продуктах питания и кормах. При необходимости выращивания растений -продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве |
| IV. Чрезвычайно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК в почве по всем показателям вредности | Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственного использования. Лесозащитные полосы | Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания сельскохозяйственных рабочих и в воде местных источников |
ЗАДАНИЕ 5.1. Определить категорию загрязнения почвы и возможность её использования.(Приложение 10-11)
ПРИМЕР 5.1 (Варианты задач для задания 5.1 даны в приложении 11 ).
На определенном участке территории установлено присутствие в почве меди с солесодержанием подвижных форм, равном 3,2 мг/кг, и свинца с концентрацией 25 мг/кг. Определить категорию загрязненности почвы и возможность ее использования для выращивания сельскохозяйственной продукции; установить характер возможного использования данной территории и мероприятия по снижению токсического воздействия почвенных загрязнений.
Решение
На основании данных приложения 10 находим: ПДК меди с учетом фона - 3,0 мг/кг; ПДК свинца с учетом фона - 30,0 мг/кг. Допустимые уровни содержания:
По транслокационному показателю вредности - меди - 3,5 мг/кг; свинца- 30,0 мг/кг
По миграционному водному показателю вредности - меди - 72,0 мг/кг; свинца - 260,0 мг/кг;
По общесанитарному показателю вредности - меди -3,0 мг/кг; свинца - 30,0 мг/кг.
На основании полученных данных составим таблицу :
Таблица 5.3.
ВЫВОД: Исходя из комплексной оценки загрязненности почвы (по худшему показателю), устанавливаем, что категория ее загрязненности - умеренно опасная .
Данная территория может использоваться под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений и проведения мероприятий по снижению доступности для них имеющихся токсикантов, т.е. меди и свинца.
ЗАДАНИЕ 5.2.Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения. (Приложение 12)
Оценка уровня загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: К с - коэффициенту концентрации отдельного вещества и
Z c - суммарному показателю загрязнения - при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов.
Коэффициент концентрации ЗВ определяется отношением
Кс = С/С ф (5.2)
где С - реальная концентрация данного химического вещества в почве, мг/кг;
С ф - фоновая концентрация в почве данного вещества, мг/кг.
Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций загрязняющих почву химических элементов:
| (5.3) |
где п - число учитываемых ЗВ.
Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателюZ c проводится с помощью данных табл.5.4.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения Z c
Таблица 5.4
| Категория загрязнения почв | Показатель Z c | Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
| I. Допустимая | Менее 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
| II. Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение общего уровня заболеваемости |
| III. Высоко опасная | 32-128 | Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечнососудистой системы |
| IV. Чрезвычайно опасная | Более 128 | Увеличение заболеваемости детей, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
ПРИМЕР 5.2 (Варианты задач для задания 5.2 приведены в приложении 12 .)
Необходимо определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения, на основании чего дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории.
Исходные данные приведены в табл.5.5. Фоновые концентрации загрязняющих веществ в почве даны в приложении 12.
Таблица 5.5.
Решение
По формуле (5.2) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ:
К cF = 470/208 = 2,3;
К сВе = 4,9/1,5 = 3,3;
K cZn = 255/41,3 = 6,2.
По формуле (5.3) определим суммарный показатель загрязнения:
Z c = (2,3 + 3,3 + 6,2) - (3 - 1) = 9,8.
ВЫВОД В соответствии с данными табл.5.4 рассматриваемые почвы относятся к категории допустимого загрязнения и характеризуются наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимумом функциональных отклонений.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (необходим письменный ответ)
1. Перечислите основные источники загрязнения почв.
2. Какие виды загрязнений почв наиболее опасны для человека? Для функционирования экосистемы?
3. Дать определение ПДКп.
4. Дать определения понятиям: миграционный водный показатель загрязнения среды, миграционный воздушный показатель загрязнения среды, общесанитарный показатель загрязнения, транслокационный показатель загрязнения.
5. Что такое коэффициент концентрации загрязняющего вещества в почве?
6. Что такое суммарный показатель загрязнения почвы? Зачем он определяется?
Приложение 10
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни содержания по показателям вредности
| Вещество | ПДК почвы с учетом фона, мг/кг | Показатели вредности | |||||
| Транслокационный | Миграционный | Общесанитарный | |||||
| водный | воздушный | ||||||
| Подвижная форма | |||||||
| Сu | 3,0 | 3,5 | 72,0 | - | 3,0 | ||
| Ni | 4,0 | 6,7 | 14,0 | - | 4,0 | ||
| Zn | 23,0 | 23,0 | 7,0 | ||||
| Со | 5,0 | 25,0 | >1000 | - | 5,0 | ||
| Водорастворимая форма | |||||||
| F | 2,8 | 2,8 | - | - | 5,0 | ||
| Валовое содержание | |||||||
| Sb | 4,5 | 4,5 | 4,5 | - | |||
| Mn | - | ||||||
| V | - | ||||||
| Mn+V | 1000+100 | 1500+150 | 2000+200 | - | 1000+100 | ||
| Pb | - | 30,0 | |||||
| As | 2,0 | 2,0 | - | 10,0 | |||
| Hg | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 2,5 | 5,0 | ||
| Pb+Hg | 20+1,0 | 20+1,0 | 30+2,0 | - | 30+2,0 | ||
| КСl Нитраты Бенз(а)пирен Бензол Толуол Изопропилбензол Альфаметилстирол Стирол Ксилолы H 2 S S элементарная H 2 S0 4 Отходы флотации угля Комплексные гранулированные удобрения (КГУ) Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) | 0,02 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,3 0,4 | 0,2 3,0 0,3 3,0 3,0 0,3 0,3 >800 | 0,5 10,0 | - - 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,4 0,4 - - >800 | 0,02 50,0 50,0 50,0 50,0 1,0 1,0 | ||
Приложение 11
Варианты задач для задания5.1
| Вариант | Токсикант | Концентрация, мг/кг | Вариант | Токсикант | Концентрация мг/кг |
| Никель | 8,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Медь | 75,0 | Никель | 13,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Бензол | 0,25 | ||
| Фтор | 4,0 | Кобальт | 1300,0 | ||
| Кобальт | 12,0 | Толуол | 0,45 | ||
| Ванадий | 120,0 | Марганец | 2000,0 | ||
| Фтор | 1,5 | Изопропилбензол | 2,5 | ||
| Мышьяк | 8,0 | Сурьма | 55,0 | ||
| Сурьма | 46,0 | Изопропилбензол | 4.0 | ||
| Ртуть | 2,8 | Никель | 12,0 | ||
| Марганец | 3000,0 | Альфаметилстирол | 0,4 | ||
| Мышьяк | 3,0 | Нитраты | 400,0 | ||
| Ванадий | 115,0 | Стирол | 0,2 | ||
| Цинк | 38,0 | КГУ | 650,0 | ||
| Свинец | 240,0 | Ксилол | 92,0 | ||
| Никель | 3,5 | Кобальт | 75,0 | ||
| Свинец | 42,0 | Сероводород | 150,0 | ||
| Сурьма | 10,0 | Фтор | 3,0 | ||
| Мышьяк | 4,0 | Элементарная сера | 190,0 | ||
| Свинец | 60,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Ртуть | 3,5 | Серная кислота | 145,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Сурьма | 5,0 | ||
| Нитраты | 150,0 | ОФУ | 8000,0 | ||
| Медь | 65,0 | Бензол | 44,0 | ||
| Бенз(а)пирен | 0,15 | КГУ | 600,0 | ||
| Свинец | 39,0 | Толуол | 98,0 |
Приложение 12
Варианты задач для задания 5.2
| Вари- ант | Концентрация загрязняющих веществ в почве, мг/кг | |||||||||||
| Li | Be | S | V | Сr | Со | Ni | Сu | Zn | Cd | Hg | Pb | |
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,3 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,1 | ||||||
| - | - | - | - | - | 0,09 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,07 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,15 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,03 | - | ||||||
| - | - | - | - | 0,6 | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,8 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| . | - | - | - | - | - | 0,02 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,4 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,08 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| Фоновые концентрации, мг/кг | ||||||||||||
| все | 23,5 | 1,5 | 63,5 | 8,4 | 23,2 | 15,3 | 41,3 | 0,7 | 0,01 | 11,5 |
Оценка фактического состояния является ключевым направлением в рамках мониторинга окружающей природной среды. Она позволяет определить тенденции изменений состояния окружающей среды ; степень неблагополучия и его причины ; помогает принять решения по нормализации положения . Могут быть выявлены и благоприятные ситуации , указывающие на наличие экологических резервов природы.
Экологический резерв природной экосистемы есть разница между предельно допустимым и фактическим состоянием экосистемы .
Метод анализа результатов наблюдений и оценка состояния экосистемы зависят от вида мониторинга. Обычно оценка осуществляется по совокупности показателей или по условным индексам, разработанным для атмосферы, гидросферы, литосферы. К сожалению, нет унифицированных критериев даже для одинаковых элементов природной среды . Для примера рассмотрим лишь отдельные критерии.
В санитарно-гигиеническом мониторинге обычно используют:
1) комплексные оценки санитарного состояния природных объектов по совокупности измеряемых показателей (таблица 1) или 2) индексы загрязнений.
Таблица 1.
Комплексная оценка санитарного состояния водоемов по совокупности физических, химических и гидробиологических показателей
Общий принцип расчета индексов загрязнений следующий: вначале определяется степень отклонения концентрации каждого загрязняющего вещества от его ПДК, а затем полученные величины объединяются в суммарный показатель, который учитывает воздействие нескольких веществ .
Приведем примеры расчета индексов загрязнения, используемых для оценки загрязненности атмосферного воздуха (ИЗ) и качества поверхностных вод (ИЗВ).
Расчет индекса загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА).
В практической работе используют большое количество различных ИЗА. Некоторые из них основаны на косвенных показателях загрязнения атмосферы, например, на видимости атмосферы, на коэффициенте прозрачности.
Различные ИЗА, которые можно разделить на 2 основные группы:
1.Единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью .
2.Комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веществами .
К единичным индексам относятся:
Коэффициент для выражения концентрации примеси в единицах ПДК (а) , т.е. значение максимальной или средней концентрации, приведенное к ПДК :
а = Сί / ПДКί
Этот ИЗА используется как критерий качества атмосферного воздуха отдельными примесями .
Повторяемость (g) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня по посту либо по К постам города за год . Это процент (%) случаев превышения заданного уровня разовыми значениями концентрации примеси :
g = (m/n) ּ100%
где n - число наблюдений за рассматриваемый период, m - число случаев превышения разовыми концентрациями на посту.
ИЗА (I) отдельной примесью - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая класс опасности вещества через нормирование на опасность SО 2 :
I = (Cг /ПДКсс) Ki
где I - примесь, Ki - константа для различных классов опасности по приведению к степени вредности диоксида серы, Cг - среднегодовая концентрация примеси.
Для веществ различных классов опасности Кi принимается:
Расчет ИЗА основан на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различной скоростью, которая зависит от класса опасности вещества.
Данный ИЗА используют для характеристики вклада отдельных примесей в общий уровень загрязнения атмосферы за данный период времени на данной территории и для сравнения степени загрязнения атмосферы различными веществами .
К комплексным индексам относятся:
Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) - это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого n веществами, присутствующими в атмосфере города :
КИЗА=
где Ii - единичный индекс загрязнения атмосферы i-ым веществом.
Комплексный индекс загрязнения атмосферы приоритетными веществами - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы приоритетными веществами, определяющими загрязнение атмосферы в города, рассчитывается аналогично КИЗА.
Расчеты индекса загрязнения природных вод (ИЗВ) также могут быть выполнены несколькими методами.
Приведем в качестве примера метод расчета, рекомендованный нормативным документом, который является неотъемлемой частью Правил охраны поверхностных вод (1991) - СанПиН 4630-88.
Вначале измеренные концентрации загрязняющих веществ группируют по лимитирующим признакам вредности - ЛПВ (органолептическому, токсикологическому и общесанитарному). Затем для первой и второй (органолептический и токсикологический ЛПВ) групп рассчитывают степень отклонения (А i) фактических концентраций веществ (C i) от их ПДК i , так же, как и для атмосферного воздуха (A i = C i /ПДК i ). Далее находят суммы показателей А i , для первой и второй групп веществ:
где S - сумма А i для веществ, нормируемых по органолептическому (S орг) и токсикологическому (S токс) ЛПВ; n - число суммируемых показателей качества воды.
Кроме того, для определения ИЗВ используют величину растворенного в воде кислорода и БПК 20 (общесанитарный ЛПВ), бактериологический показатель - число лактозоположительных кишечных палочек (ЛПКП) в 1 л воды, запах и привкус . Индекс загрязнения воды определяется в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени загрязнения (табл.2).
Сопоставляя соответствующие показатели (S орг, S токс, БПК 20 и т. д.) с оценочными (см. табл. 2), определяют индекс загрязнения, степень загрязнения водного объекта и класс качества вод. Индекс загрязнения определяют по наиболее жесткому значению оценочного показателя . Так, если по всем показателям вода относится к I классу качества, но содержание кислорода в ней меньше 4,0 мг/л (но больше 3,0 мг/л), то ИЗВ такой воды следует принять за 1 и отнести ее ко II классу качества (умеренная степень загрязнения).
От степени загрязнения воды водного объекта зависят виды водопользования (табл. 3).
Таблица 2.
Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения (по СанПиН 4630-88)
Таблица 3
Возможные виды водопользования в зависимости от степени загрязнения водного объекта (по СанПиН4630-88)
| Степень загрязнения | Возможное использование водного объекта |
| Допустимая | Пригоден для всех видов водопользования населения практически без каких-либо ограничений |
| Умеренная | Свидетельствует об опасности использования водного объекта для культурно-бытовых целей. Использование как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения без снижения уровня химического загрязнения на очистных водопроводных сооружениях может привести к начальным симптомам интоксикации у части населения, особенно при наличии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
| Высокая | Безусловная опасность культурно-бытового водопользования на водном объекте. Недопустимо использование как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения из-за сложности удаления токсических веществ в процессе водоподготовки. Употребление для питья воды может привести к появлению симптомов интоксикации и развитию отделенных эффектов, особенно при присутствии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
| Чрезвычайно высокая | Абсолютная непригодность для всех видов водопользования. Даже кратковременное использование воды водного объекта опасно для здоровья населения |
В службах Минприроды РФ для оценки качества воды используют методику расчета ИЗВ только по химическим показателям, но с учетом более жестких рыбохозяйственных ПДК. При этом выделяют не 4, а 7 классов качества:
I - очень чистая вода (ИЗВ = 0,3);
II - чистая (ИЗВ = 0,3 - 1,0);
III - умеренно загрязненная (ИЗВ = 1,0 - 2,5);
IV - загрязненная (ИЗВ = 2,5 - 4,0);
V - грязная (ИЗВ = 4,0 - 6,0);
VI - очень грязная (ИЗВ = 6,0 - 10,0);
VII - чрезвычайно грязная (ИЗВ более 10,0).
Оценка уровня химического загрязнения почвы проводится по показателям, разработанным в геохимических и геогигиенических исследованиях. Такими показателями являются:
· коэффициент концентрации химического вещества (К i) ,
К i = С i /С фi
где С i – фактическое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг;
С фi – региональное фоновое содержание вещества в почве,мг/кг.
При наличии ПДК i для рассматриваемого типа почв , К i определяют по кратности превышения гигиенического норматива , т.е. по формуле
К i = С i /ПДК i
· суммарный показатель загрязнения Zc , который определяется по сумме коэффициентов концентрации химических веществ :
Zc = ∑ K i – (n-1)
Где n – число загрязняющих веществ в почве, Кi - коэффициент концентрации.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почвы по суммарному показателю представлена в табл. 3.
Таблица 3
Экологический мониторинг имеет особое значение в глобальной системе мониторинга окружающей среды и, в первую очередь, в мониторинге возобновляемых ресурсов биосферы. Он включает наблюдения за экологическим состоянием наземных, водных и морских экосистем .
В качестве критериев , характеризующих изменения состояния природных систем, могут быть использованы: сбалансированность продукции и деструкции ; величина первичной продукции , структура биоценоза; скорость круговорота биогенных веществ и др. Все эти критерии численно выражаются различными химическими и биологическими показателями. Так, изменения в растительном покрове Земли определяются изменением площади лесов.
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР
ГЛАВНОЕ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ
ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ХИМИЧЕСКИМИ
ВЕЩЕСТВАМИ
МОСКВА, 1987 г.
Методические указания разработаны НИИ общей и коммунальной гигиены им. А.Н. Сысина АМН СССР (проф. В.М. Перелыгин, к.м.н. Н.И. Тонкопий, к.б.н. А.Ф. Перцовская, к.х.н. В.Н. Павлов, к. с/х. н. Т.И. Григорьева, Г.Е. Шестопалова, к.б.н. Е.В. Филимонова, Н.Б. Зябкина).
Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства здравоохранения СССР (А.С. Пероцкая).
Институтом минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (к.м.н. Б.А. Ревич, доктор геолого-минералогических наук Ю.Е. Сает, кандидат географических наук P.С. Смирнова).
При участии:
Уфимского НИИ гигиены труда и профзаболеваний (к.м.н. Л.О. Осипова, к.б.н. Р.Ф. Даукаева, С.М. Сафонникова, Г.Ф. Максимова);
Днепропетровского медицинского института (проф. М.Я. Шелюг, к.м.н. Э.А. Деркачев, к.м.н. П.И. Лакиза, к.м.н. Б.Н. Ярошевский);
Грузинского НИИ санитарии и гигиены им. Г.М. Натадзе (д.м.н. Р.Е. Хазарадзе, Н.И. Догоднишвили, Н.Г. Сакварелидзе, Н.А. Менагаришвили, Р.Г. Мжаванадзе);
Научно-исследовательского института краевой патологии. Минздрава Казахской ССР (к.м.н. Н.П. Гончаров, к.м.н. И.А. Снытин).
Утверждаю
Заместитель Главного Государственного
санитарного врача СССР
Э.М. Саакьянц
№ 4266-87
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
ВВЕДЕНИЕ
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986 - 1990 годы и на период до 2000 года подчеркивается необходимость реализации мер по охране окружающей среды и повышения эффективности природоохранных мероприятий («Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986 - 1990 годы и на период до 2000 года», раздел V ).
Для решения этих задач при установлении очередности осуществления гигиенических и природоохранных мероприятий важное значение имеет ранжирование почв до степени опасности их загрязнения химическими веществами и на основании этого определение территорий, требующих первоочередных капиталовложений при осуществлении контроля за загрязнением почв, разработке комплексных мероприятий по их охране, при разработке схем районной планировки, гигиенической оценке почв в районах урбанизации и мероприятий по рекультивации земель.
Результаты гигиенических исследований почв, загрязненных тяжелыми металлами, нефтепродуктами и другими веществами позволили впервые разработать методические подходы для оценки степени опасности загрязнения почвы этими токсикантами по уровню их возможного воздействия на системы «почва - растение», «почва - микроорганизмы, биологическая активность», «почва - грунтовые воды», «почва - атмосферный воздух» и опосредованно на здоровье человека.
Настоящие методические указания предназначены для санэпидстанций, НИИ и учреждений гигиенического профиля, кафедр гигиены медицинских институтов и институтов усовершенствования врачей, учреждений агрохимической службы и других контролирующих организаций.
Использование унифицированных методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровня загрязнения почвы и возможных последствий загрязнения, а также позволит прогнозировать качество пищевых продуктов растительного происхождения. Накопление фактического материала по загрязнению почв и их опосредованного воздействия на человека дает возможность в последующем совершенствовать предлагаемые указания.
Данные указания не распространяются на оценку загрязнения почв пестицидами.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. С гигиенических позиций опасность загрязнения почвы химическими веществами определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.
1.2. Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами является предельно-допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в почве. ПДК представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, так как используемые при их научном обосновании критерии отражают все возможные пути опосредованного воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания веществ по каждому показателю вредности. Наименьшее из обоснованных уровней содержание является лимитирующим и принимается за ПДК вещества, так как отражает наиболее уязвимый путь воздействия данного токсиканта.
1.3. Для оценки опасности загрязнения почв выбор химических веществ - показателей загрязнения - проводится с учетом:
Специфики источников загрязнения, определяющих комплекс химических элементов, участвующих в загрязнении почв изучаемого региона (приложение );
Приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве (табл. ) и их классом опасности (приложение ) («Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве», 1979, 1980, 1982, 1985, 1987 г.г.);
Характером землепользования (приложение ).
1.3.1. При отсутствии возможности учета всего комплекса химических веществ, загрязняющих почву, оценку осуществляют по наиболее токсичным веществам, т.е. относящимся к более высокому классу опасности (приложение ).
1.3.2. В случае отсутствия в приведенных документах (приложение ) класса опасности химических веществ, приоритетных для почв обследуемого района, их класс опасности может быть определен по индексу опасности (приложение ).
1.4. Отбор проб почвы, их хранение, транспортировка и подготовка к анализу осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа».
1.5. Определение химических веществ в почве проводится методами, разработанными при обосновании их ПДК в почве и утвержденными МЗ СССР, которые опубликованы в приложениях к «Предельно допустимым концентрациям химических веществ в почве (ПДК)» (1979, 1980, 1982, 1985 г.г.).
1.6. В общем плане при оценке опасности загрязнения почв химическими веществами следует учитывать:
а). Опасность загрязнения тем больше, чем больше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве (С) превышают ПДК. То есть, опасность загрязнения почвы тем выше, чем больше значение коэффициента опасности (К о) превышает 1, т.е.
К о =
б). Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности контролируемых веществ.
в). Оценка опасности загрязнения любым токсикантом должна проводиться с учетом буферности почвы*, влияющей на подвижность химических элементов, что определяет их воздействие на контактирующие среды и доступность растений. Чем меньшими буферными свойствами обладает почва, тем большую опасность представляет ее загрязнение химическими веществами. Следовательно, при одной и той же величине К о опасность загрязнения будет больше для почв с кислым значением рН, меньшим содержанием гумуса и более легким механическим составом. Например, если К о вещества оказались равными в дерново-подзолистой супесчаной почве, в дерново-подзолистой суглинистой почве и черноземе, то в порядке возрастания опасности загрязнения почвы могут быть расположены в следующий ряд: чернозем Ð суглинистая дерново-подзолистая почва Ð супесчаная дерново-подзолистая почва.
* Под «буферностью почвы» понимается совокупность свойств почвы, определяющих ее барьерную функцию, обусловливающую уровни вторичного загрязнения химическими веществами контактирующих с почвой сред: растительности, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха. Основными компонентами почвы, создающими буферность, являются тонкодисперсные минеральные частицы, определяющие ее механический состав, органическое вещество (гумус), а также реакция среды - рН.
1.7. Оценка опасности почв, загрязненных химическими веществами, проводится дифференцированно для разных почв (разного характера землепользования) и основывается на 2 основных положениях:
1. Хозяйственное использование территорий (почвы населенных пунктов, сельскохозяйственные угодья, рекреационные зоны и т.д.).
2. Наиболее значимые для этих территорий пути воздействия загрязнения почвы на человека.
В связи с этим предлагаются различные схемы оценки опасности загрязнения почв населенных пунктов и почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений.
2. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ СЦЕНКА ПОЧВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ
2.1. Основой оценки опасности загрязнения почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений, является транслокационный показатель вредности, являющийся важнейшим показателем при обосновании ПДК химических веществ в почве. Это обусловлено тем, что: 1) с продуктами питания растительного происхождения в организм человека поступает в среднем 70 % вредных химических веществ; 2) уровень транслокации определяет уровень накопления токсикантов в продуктах питания, влияет на их качество. Существующая разница допустимых уровней содержания химических веществ по различным показателям вредности (табл.) и основные положения дифференциальной оценки степени опасности загрязненных почв позволяют также дать рекомендации по практическому использованию почв загрязненных территорий.
2.2. Опасность загрязнения почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений определяется в соответствии с табл. и . В табл. приведены основные принципы оценки почв и рекомендации по их использованию и снижению неблагоприятного действия загрязнений. Данные табл. являются логическим дополнением табл. и представляют необходимые сведения для ранжирования почв по уровню загрязнения в соответствии с принципами, изложенными в табл. .
Пример. Почвы территорий загрязнены никелем, содержание подвижных форм которого составляет в первой 20 мг/кг (1) и во второй - 5 мг/кг (2). На основании табл. и почва (1) должна быть отнесена к категории «чрезвычайно высокого» загрязнения, т.к. уровень содержания никеля превышает допустимые уровни содержания этого элемента по всем показателям вредности: транслокационному, миграционному водному и общесанитарному. Такая почва может быть использована только под технические культуры или полностью исключена из сельскохозяйственного использования.
Почва 2 может быть отнесена к категории «умеренно загрязненной», т.к. содержание никеля (5 мг/кг) превышает его ПДК (4 мг/кг), но не превышает допустимый уровень по транслокационному показателю вредности (6,7 мг/кг). В этом случае почва может быть использована под любые сельскохозяйственные культуры при одновременном осуществлении мероприятий по снижению доступности токсиканта - никеля - для растений.
Таблица 1
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами
|
Характеристика загрязненности |
Возможное использование территории |
Предлагаемые мероприятия |
|
|
I . Допустимая |
Использование под любые культуры |
Снижение уровня воздействия источников загрязнения почвы. Осуществление мероприятий по снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений и т.п.). |
|
|
II . Умеренно опасная |
Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений |
Мероприятия, аналогичные категории I . При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным или миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в зоне дыхания с/х рабочих и в воде местных водоисточников |
|
|
III . Высоко опасная |
Использование под технические культуры Использование под с/х культуры ограничено с учетом растений-концентраторов |
1. Кроме мероприятий, указанных для категории I , обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях - продуктах питания и кормах. 2. При необходимости выращивания растений - продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве. 3. Ограничение использования зеленой массы на корм скоту с учетом растений-концентраторов |
|
|
IV . Чрезвычайно опасная |
Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственного использования. Лесозащитные полосы |
Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания с/х рабочих и в воде местных водоисточников |
Таблица 2
Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве и допустимые уровни их содержания по показателям вредности
|
ПДК мг/кг почвы с учетом фона (кларк) |
Показатели вредности |
||||
|
транслокационный |
миграционный |
общесанитарный |
|||
|
водный |
воздушный |
||||
|
Подвижная форма |
|||||
|
Медь*) |
72,0 |
||||
|
Никель*) |
14,0 |
||||
|
Цинк*) |
23,0 |
23,0 |
200,0 |
37,0 |
|
|
Кобальт**) |
25,0 |
Более 1000,0 |
|||
|
Водорастворимая форма |
|||||
|
Фтор |
10,0 |
10,0 |
10,0 |
25,0 |
|
|
Валовое содержание |
|||||
|
Сурьма |
50,0 |
||||
|
Марганец |
1500,0 |
3500,0 |
1500,0 |
1500,0 |
|
|
Ванадий |
150,0 |
170,0 |
350,0 |
150,0 |
|
|
Марганец + ванадий |
1000,0 + 100,0 |
1500,0 + 150,0 |
2000,0 + 200,0 |
1000,0 + 100,0 |
|
|
Свинец |
30,0 |
35,0 |
260,0 |
30,0 |
|
|
Мышьяк |
15,0 |
10,0 |
|||
|
Ртуть |
33,3 |
||||
|
Свинец + ртуть |
20,0 + 1,0 |
20,0 + 1,0 |
30,0 + 2,0 |
30,0 + 2,0 |
|
|
Хлористый калий (K 2 O ) |
560,0 |
1000,0 |
560,0 |
1000,0 |
5000,0 |
|
Нитраты |
130,0 |
180,0 |
130,0 |
225,0 |
|
|
Бенз/а/пирен (БП) |
0,02 |
0,02 |
|||
|
Бензол |
10,0 |
50,0 |
|||
|
Толуол |
100,0 |
50,0 |
|||
|
Изопропилбензол |
100,0 |
50,0 |
|||
|
Альфаметилстирол |
100,0 |
50,0 |
|||
|
Стирол |
100,0 |
||||
|
Ксилолы |
100,0 |
||||
|
Сернистые соединения (S ) |
|||||
|
сероводород (Н 2 S ) |
160,0 |
140,0 |
160,0 |
||
|
элементарная сера |
160,0 |
180,0 |
380,0 |
160,0 |
|
|
серная кислота |
160,0 |
180,0 |
380,0 |
160,0 |
|
|
ОФУ***) |
3000,0 |
9000,0 |
3000,0 |
6000,0 |
3000,0 |
|
КГУ****) |
120,0 |
800,0 |
120,0 |
800,0 |
800,0 |
|
ЖКУ*****) |
80,0 |
Более 800,0 |
80,0 |
Более 800,0 |
80,0 |
*) Подвижные формы меди, никеля и цинка извлекаются из почвы аммонийно-ацетатным буфером с рН 4,8 (медь, цинк), рН 4,6 (никель).
**) Подвижная форма кобальта извлекается из почвы аммонийно-натриевым буферным раствором с рН 3,5 для сероземов и рН 4,7 для дерново-подзолистой почвы.
***) ОФУ - отходы флотации угля. ПДК ОФУ контролируются по содержанию бенз/а/пирена в почве, которое не должно превышать ПДК БП.
****) КГУ - комплексные гранулирование удобрения состава N:Р:К = 64:0:15. ПДК КГУ контролируется по содержанию нитратов в почве, которое не должно превышать 76,8 мг/кг абсолютно сухой почвы.
*****) ЖКУ - жидкие комплексные удобрения состава N :P:K = 10:34:0 ТУ 6-08-290-74 с добавками марганца не более 0,6 % от общей массы. ПДК ЖКУ контролируется по содержанию подвижных фосфатов в почве, которое не должно превышать 27,2 мг/кг абсолютно сухой почвы.
3. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
3.1. Оценка опасности загрязнения почвы населенных пунктов определяется: 1) эпидемиологической значимостью загрязненной химическими веществами почвы; 2) ролью загрязненной почвы как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при ее непосредственном контакте с человеком; 3) значимостью степени загрязнения почвы в качестве индикатора загрязнения атмосферного воздуха.
3.2. Необходимость учета эпидбезопасности почвы населенных пунктов обусловливается, как показали результаты наших исследований, тем, что с увеличением химической нагрузки возрастает эпидемическая опасность почвы. В загрязненной почве на фоне уменьшения истинных представителей почвенных микробоценозов (антагонистов патогенной кишечной микрофлоры) и снижения ее биологической активности отмечается увеличение положительных находок патогенных энтеробактерий и геогельминтов, которые были более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных почвенных микробоценозов.
3.3. Оценка уровня эпидемической опасности почвы населенных пунктов проводится по схеме, разработанной на основе вероятностного нахождения патогенных энтеробактерий и энтеровирусов. Критерием эпидемической безопасности является отсутствие патогенных агентов в исследуемом объекте (табл. ).
3.4. Оценка неблагоприятных последствий загрязнения почв при их непосредственном воздействии на организм человека важна для случаев геофагии у детей при их играх на загрязненных почвах. Такая оценка разработана по наиболее распространенному в населенных пунктах загрязняющему веществу - свинцу, содержание которого в почве, как правило, сопровождается увеличением содержания других элементов. При содержании свинца в почве игровых площадок на уровне 500 мг/кг и систематического нахождения его в почве можно ожидать изменений психоневрологического статуса у детей (War en H . V ., 1979; Dyggan M . J ., Willians ., 1977; ? 1983).
3.5. По данным изучения распределения в почве некоторых металлов, наиболее распространенных индикаторов загрязнения городов, может быть дана ориентировочная опенка опасности загрязнения атмосферного воздуха. Так, при содержании свинца в почве, начиная с 250 мг/кг, в районе действующих источников загрязнения наблюдается превышение его ПДК в атмосферном воздухе (0,3 мкг/м 3), при содержании меди в почве, начиная с 1500 мг/кг, наблюдается превышение ПДК меди в атмосферном воздухе (2,0 мкг/м 3).
3.6. Оценка уровня химического загрязнения почв как индикаторов неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются: коэффициент концентрации химического вещества (К с), который определяется отношением его реального содержания в почве (С) к фоновому (С ф): К с = и суммарный показатель загрязнения (Z с ).
Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов и выражен следующей формулой:
Z с = - (n - 1)
где n - число суммируемых элементов.
Анализ распределения геохимических показателей, получаемых в результате апробирования почв по регулярной сети, дает пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и воздушного бассейна с наибольшим риском для здоровья населения (Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами, 1982).
3.7. Оценка опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Z с , отражающему дифференциацию загрязнения воздушного бассейна городов как металлами, так и другими, наиболее распространенными ингредиентами (пыль, окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид), проводится по оценочной шкале, приведенной в табл. . Градации оценочной шкалы разработаны на основе изучения показателей состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.
Определение химических веществ при оценке уровня загрязнения почв рекомендуется проводить методом эмиссионного анализа.
Таблица 3
Схема оценки эпидемической опасности почв населенных пунктов
|
Объекты |
Показатели загрязнения (клеток в г. почвы): |
|||||
|
Кишечные палочки |
Энтерококки |
Патогенные энтеробактерии |
Энтеровирусы |
Гельминты |
||
|
Чистая |
1. Зоны повышенного риска: детские сады, игровые детские площадки, зоны санитарной охраны водоемов |
1 - 9 |
1 - 9 |
|||
|
Загрязненная |
10 и |
10 и |
||||
|
Чистая |
Санитарно-защитные зоны |
1 - 99 |
1 - 99 |
|||
|
Загрязненная |
100 и |
100 и |
||||
Таблица 4
Ориентировочная оценочная шкалы опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (z с )
|
Величина (z с ) |
Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
|
|
Допустимая |
Менее 16 |
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений |
|
Умеренно опасная |
16 - 32 |
Увеличение общей заболеваемости |
|
Опасная |
32 - 128 |
Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечнососудистой системы |
|
Чрезвычайно опасная |
Более 128 |
Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикоза беременности, числа преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных) |
Определение химических веществ при оценке уровня загрязнения почв рекомендуется проводить методом эмиссионного анализа.
Приложение 1
|
Источники загрязнения |
Тип производства |
Коэффициент концентрации (К с)* |
|
|
Более 10 |
От 2 до 10 |
||
|
Цветная металлургия |
Производство цветных металлов непосредственно из руд и концентратов |
Свинец, цинк, медь, серебро |
Олово, висмут, мышьяк, кадмий, сурьма, ртуть, селен |
|
Вторичная переработка цветных металлов |
Свинец, цинк, олово, медь |
Ртуть |
|
|
Производство твердых и тугоплавких цветных металлов |
Вольфрам |
Молибден |
|
|
Производство титана |
Серебро, цинк, свинец, бор, медь |
Титан, марганец, молибден, олово, ванадий |
|
|
Черная металлургия |
Производство легированных сталей |
Кобальт, молибден, висмут, вольфрам, цинк |
Свинец, кадмий, хром, цинк |
|
Железорудное производство |
Свинец, серебро, мышь як |
Цинк, вольфрам, кобальт, ванадий |
|
|
Машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность |
Предприятия с термической обработкой металлов (без литейных цехов) |
Свинец, цинк |
Никель, хром, ртуть олово, медь |
|
Производство свинцовых аккумуляторов |
Свинец, никель, кадмий |
Сурьма |
|
|
Производство приборов для электротехнической и электронной промышленности |
Свинец, сурьма, цинк, висмут |
||
|
Химическая |
Производство суперфосфатных удобрений |
Стронций, цинк, фтор |
Редкие земли, медь, хром, м ышьяк |
|
Производство пластмасс |
итрий, медь, цинк, серебро |
||
|
Промышленность строительных материалов |
Производство цемента (при использовании в производстве цемента отходов металлургических производств возможно накопление в почвах также и других металлов) Производство бетонных изделий |
Ртуть, стронций, цинк |
|
|
Полиграфическая промышленность |
Шрифтолитейные заводы, типографии |
Свинец, цинк, олово |
|
|
Твердые бытовые отходы крупных городов, используемые в качестве удобрений |
Свинец, кадмий, олово, медь, серебро, сурьма, цинк |
Ртуть |
|
|
Осадки канализационных сточных вод |
Свинец, кадмий, ванадий, никель, олово, хром, медь, цинк |
Ртуть, серебро |
|
|
Загрязненные поливочные воды |
Свинец, цинк |
Медь |
|
*) К с - коэффициент концентрации химического элемента определяется отношением его реального содержания в почве (С i ) к фоновому (С ф ): К с = .
Приложение 2
Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к классам опасности (по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения» Госстандарт, М., 1983)
Приложение 3
Химические вещества - оценочные показатели, определяемые по СТ СЭВ 4470-84 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния» для контроля качества почв с учетом характера землепользования
|
Наименование показателей |
Применяемость показателей санитарного состояния почв |
|||||||
|
Населенных пунктов |
Курортов и зон отдыха |
Зон санитарной охраны источников водоснабжения |
Санитарно-защитных зон предприятий |
Транспортных земель |
Сельскохозяйственных угодий |
Лесных угодий |
||
|
Пестициды (остаточные количества)*) , мг/кг -1 |
||||||||
|
Тяжелые металлы**) , мг/кг -1 |
||||||||
|
Нефть и нефтепродукты, мг/кг -1 |
||||||||
|
Фенолы летучие, мг/кг -1 |
||||||||
|
Сернистые соединения**) , мг/кг -1 |
||||||||
|
Детергенты (анионактивные и катионактивные)**) , мг/кг -1 |
||||||||
|
Канцерогенные вещества**) , мкг/кг -1 |
||||||||
|
Мышьяк, мг/кг -1 |
||||||||
|
Цианиды, мг/кг -1 |
||||||||
|
Полихлоридные бифенилы, мкг/кг -1 |
||||||||
|
Радиоактивные вещества |
||||||||
|
Макрохимические удобрения*) , г/кг -1 |
||||||||
|
Микрохимические удобрения*) , мг/кг -1 |
||||||||
*) Выбор соответствующих показателей зависит от химического состава средств химизации сельского хозяйства, применяемых в конкретной местности.
**) Выбор соответствующих показателей зависит от характера выбросов промышленных предприятий.
Примечание:
Знак «+» означает, что существующий показатель обязателен для определения санитарного состояния почв;
Знак «-» - показатель не является обязательным.
Знак « ± » - показатель обязателен при наличии источника загрязнения. Менее 0,1
Не опасны
Формула расчета класса опасности (z )
z = lg
где:
A - атомный вес соответствующего элемента;
М - молекулярная масса химического соединения, в которое входит данный элемент;
S - растворимость в воде химического соединения (мг/л);
a - среднее арифметическое из шести ПДК химических веществ в разных пищевых продуктах (мясо, рыба, молоко, хлеб, овощи, фрукты);
ПДК - предельно допустимая концентрация элемента в почве.