2.3 Почва
В настоящее время в России для оценки загрязнения почв тяжелыми металлами (ТМ) используется как официально одобренные, так и не имеющие официального статуса нормативы. Основное их назначение – не допустить поступления в избыточном количестве антропогенно накапливающихся в почве ТМ в организм человека и тем самым избежать их негативного влияния. Почва в отличие от гомогенных водной и воздушной сред является сложной гетерогенной системой, меняющей поведение токсикантов в зависимости от её свойств . трудности обоснованной оценки почвенно-экологического состояния – одна из причин различного уровня фитотоксичности почв, установленного разными исследователями (табл. 2.4)
Таблица 2.4
Суммарные концепции микроэлементов в поверхностном слое почв, считающиеся предельными в отношении фитотоксичности мг/кг сухой массы [9]
Элемент | Концентрация (по данным разных авторов) | |||||
Ковалевский | El-Bassam | Linzon | Кабата-Пендкас | Kloke | Kita-gischi | |
As B Cd Cr Cu Fe Hg Pb V Zn | - 30 - - 60 - - - - 70 | 50 100 5 100 100 500 5 100 - 300 | 25 - 8 75 100 - 0.3 200 60 400 | 30 100 5 1000 100 1000 5 100 100 300 | 20 25 3 100 100 200 4 100 50 800 | 15 - - - 125 - - 400 - 250 |
Оценку почв можно проводить с учетом интенсивности и характера загрязнений. В этом случае загрязнение почвы оценивают по четырем уровням: допустимое, умерено-опасное, высоко-опасное и чрезвычайно опасное.
Суммарный показатель ZC предложен Ю.Э. Саэтом [10] и рассчитывается по формуле:
где n – число определяемых ингредиентов; KС – коэффициент концентрации элемента (вещества), определяемый отношением его содержания в загрязненной почве к фоновому.
Если ZС<16 , почва относиться к I категории загрязнения; ZС=16–32 – ко II категории; ZС=33–128 – к III категории; ZС>128 – к IV категории.
Однако расплывчивость классификационных диапазонов концентраций ТМ в почве ограничивает применение данного показателя. С его помощью возможна лишь самая общая оценка экологической ситуации на изучаемой территории.
Степень загрязнения почв можно оценивать на основе учета предельно-допустимых концентраций (ПДК) химических веществ. Согласно этой схеме нормирование в почвах подразделяется на транслокационное (переход нормируемого элемента в растение) и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почвы и почвенный микробиоценоз). Значение ПДК представлены в табл.2.5 [11]
Недостатком этой разработки является ограниченность информации по элементам. Кроме этого значение ПДК и ОДК для некоторых металлов(например для цинка и свинца)не учитывают наличие у растений защитных механизмов, которые могут существенно ограничить поступление избытка химических элементов в надземные органы [12]
Таблица 2.5
Предельно-допустимые концентрации тяжелых металлов в почве и ориентировочно допустимые концентрации их в почвах с различными физико-химическими свойствами, утвержденные Госкомсанэпиднадзором России, ГН 2.1.7.020-94
Наименование вещества | Величина ПДК (мг/кг) почвы с учетом фона | Лимитирующий показатель вредности |
1 | 2 | 3 |
Предельно допустимые концентрации (ПДК) Валовое содержание | ||
Ванадий Ванадий + марганец Мышьяк Ртуть Свинец Свинец + ртуть Сурьма | 150 100+1000 2,0 2,1 32,0 120,0+1,0 4,5 | Общесанитарный Общесанитарный Транслокационный Транслокационный Общесанитарный Транслокационный Воздушномиграционный |
Подвижная среда | ||
Кобальт* Марганец (извлекаемый 0,1н H2SO4) черноземы дерново-подзолистые почвы: pH 4,0 pH 5,1-6,0 pH > 6,0 (извлекаемый ацетатно-аммонийным буфером с pH 4,8) черноземы дерново-подзолистые почвы: pH 4,0 pH 5,1-6,0 pH > 6,0 | 5,0 700 300 400 500 140 60 80 100 | Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный |
Медь** Никель** Свинец** Цинк** Хром** | 3,0 4,0 6,0 23,0 6,0 | Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Транлокационный Общесанитарный |
Ориентеровочно-допустимые концентрации (ОДК) Валовое содержание мг/кг | ||
Никель Медь Цинк Мышьяк Кадмий Свинец | а)20 б)40 в)80 а)33 б)66 в)132 а)55 б)110 в)220 а)2 б)5 в)10 а)0,5 б)1,0 в)2,0 а)32 б)65 в)130 | Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный |
Примечание: *- подвижная форма кобальта извлекается из почвы ацетатно-натриевым буферным раствором с рН 3,5 для сероземов и ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 для остальных типов почв;
**- подвижная форма элемента извлекается из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8; а) для почв песчаных или супесчаных; б) для почв кислых (суглинистых и глинистых) рН<5,5; в) для почв с кислотностью близкой к нейтральной (суглинистых и глинистых) рН>5,5
В работе [13] был предложен подход к экологическому нормированию на основе природно-географического критерия “фоновое содержание”, под которым понимают содержание загрязняющих элементов и соединений в почвах, соответствующих сочетанию естественных факторов почвообразования на территориях, не испытывающих заметного антропогенного воздействия.
С целью выявления закономерностей варьирования показателя различные типы почв были сгруппированы на основании сходства-различия их физико-химических свойств. Введены понятия “экологическая норма содержания - ЭНС”, соответствующая фоновому содержанию химических элементов, седиметационная или иная нагрузка на которые не превышает интенсивности выноса поступающих элементов за границы ландшафта; “предельно-допустимое содержание - ПДС” равное приблизительно 4-х кратному значению ЭНС; “экологически критическое содержание - ЭКС”, равное в среднем 64 кратному значению ЭНС (табл. 2.6)
Таблица 2.6
Экологические показатели уровня загрязнения почв, мг/кг [14]
Элемент | Песчаные и супесчаные | Суглинистые и глинистые при рН<5,5 | Суглинистые и глинистые при рН>5,5 | ||||||
ЭНС | ПДС | ЭКС | ЭНС | ПДС | ЭКС | ЭНС | ПДС | ЭКС | |
Zn Cd Pb Cu Ni Cr As Co | 8,0 0,04 5,0 1,5 1,5 1,5 0,5 1,0 | 55 0,5 32 33 20 6 2 4 | 510 3 320 95 95 95 30 65 | 32 0,06 13 13 20 18 1,5 10 | 110 1 65 66 40 72 6 40 | 2040 4 830 830 1280 1150 95 640 | 40 0,07 13 18 25 25 1,7 13 | 220 2 130 132 80 100 10 72 | 2550 5 830 1150 1600 1600 110 830 |
Однако среды многих исследователей существует убеждение, что наиболее объективную оценку загрязнения почв ТМ можно получить при определении в почве содержания подвижной формы ТМ. Классификация почв по степени загрязнения подвижными формами ТМ приведена в табл. 2.7 [14, 15].
Таблица 2.7
Классификация почв по содержанию и степени загрязнения подвижными формами ТМ , мг/кг воздушно-сухой почвы , ацетатно-аммонийный буфер, рН 4,8
Градации | Pb | Cd | Zn | Cu | Ni | Co |
Содержание | ||||||
Очень низкое Низкое Средне Высокое | <0.2 0,2-0,5 0,5-1,5 1,5-5,0 | <0,02 0,02-0,05 0,05-0,10 0,10-0,50 | <1 1-2 2-5 5-20 | <0.2 0,2-0,5 0,5-2,0 2,0-5,0 | <0.2 0,2-0,5 0,5-1,5 1,5-5,0 | <0.1 0,1-0,2 0,2-0,5 0,5-3,0 |
Загрязнение | ||||||
Слабое (ПДК) Среднее Сильное Очень сильное | 5-10 10-50 50-100 >100 | 0,5-1,0 1,0-3,0 3,0-5,0 >5,0 | 20-50 50-100 100-200 >200 | 5-10 10-50 50-100 >100 | 5-10 10-50 50-100 >100 | 3-5 5-25 25-50 >50 |
Недостатком данной классификации является не учет совместного отрицательного эффекта, поскольку почвы загрязняются одновременно несколькими химическими элементами. Следует учитывать не только ингибирующее , но и стимулирующее действие ТМ.
Таким образом, можно сделать вывод, что система нормирования содержания ТМ в почвах еще далека от совершенства. Даже если содержание ТМ ниже ПДК, остается опасность загрязнения почв, растений и сопредельных ландшафтов, что вызывает необходимость проведения регулярного контроля состояния ТМ в агроценозах и осуществления агротехнических и агрохимических мероприятий, снижающих подвижность ТМ и возможность их поступления в растения [16] .
... контроля за состоянием окружающей среды, при контроле состояния окружающей среды недостаточно полно используются современные информационные технологии, в связи с чем основные направления совершенствования системы управления охраной окружающей среды в Юго-Западном районе должны быть сосредоточены именно в сфере информатизации данного процесса. 2. Исследование методов оценки загрязнения окружающей ...
... года № 545 принят "Порядок разработки и утверждения экологических нормативов выбросов и сбросов загрязняющих веществ в окружающую природную среду, лимитов использования природных ресурсов, размещения отходов". Нормирование качества воздуха Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов ...
... столбняка, сибирской язвы, газовой гангрены, бруцелл при наличии поврежденных участков кожи у животных или человека. Таблица 1. ПДК тяжелых металлов и мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах, мг/кг (СанПиН 42-123-4089—86) Пищевые продукты растительного происхождения Элемент хлеб овощи фрукты Ртуть 0,02 0,02 0,02 Кадмий ...
... , должны учитывать и синергетические, т.е. перекрестные эффекты. Однако этого, по-видимому, недостаточно. Для эффективной защиты окружающей среды необходимо законодательно ввести принцип ограничения вредных техногенных воздействий, в частности выбросов и сбросов опасных веществ. По аналогии с принципами радиационной защиты человека, упомянутыми выше, можно сказать, что принципы защиты окружающей ...
0 комментариев