Анализ степени химического загрязнения почвенного покрова
Целью работы является оценка степени химического загрязнения почвы анализируемой территории.
В задачи работы входит:
1. Сравнение содержания загрязняющих веществ в почве с ПДК;
2. Расчёт коэффициентов содержания химических элементов почве (Кс) и суммарного показателя загрязнения (Zc);
3. Определение степени загрязнения, анализируемой территории;
4. Определение культур, которые можно выращивать на данной территории и мероприятий, необходимых для снижения степени загрязнения.
Методические материалы.Оценка загрязнённости почв проводится раздельно для территорий, где выращивают сельскохозяйственные растения, и для населённых пунктов.
Для определения степени загрязнения почв сельскохозяйственных угодий фактическое содержание в них химических загрязняющих веществ сравниваются с ПДК и транслокационным коэффициентом. ПДКП – это концентрация химического вещества в пахотном слое почвы (мг/кг почвы), которая не должна оказывать прямого или косвенного – отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, здоровье человека и на самоочищающуюся способность почвы. Допустимая концентрация веществ в почвенном слое (ПДКп) устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности. Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты.
ГОСТ 17.4.3.06-86 – «Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ» определяет четыре разновидности ПДКп в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды:
Ктв – транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений;
Кма – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу;
Кмв – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные воды и другие водные объекты;
Кос – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценозы.
Почвы сельскохозяйственного назначения по степени загрязнения химическими веществами разделены на следующие категории: допустимые, умеренно опасные, опасные и чрезвычайно опасные. По схеме оценки почв устанавливается категория загрязнения и возможность сельскохозяйственного использования (таблица 9).
Оценка уровня химического загрязнения почв населённых пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряжённых геохимических и гигиенических исследованиях окружающей среды городов. К таким показателям относятся коэффициент концентрации химического элемента Кс и суммарный показатель загрязнения Zс. Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве Ci к фоновому Сф:
где Ci - концентрация вещества, Сфi - фоновая концентрация вещества.
Так как почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывается суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы элементов:
,
где, n - количество загрязнителей
На основании расчета Zc существует оценочная шкала градации степени загрязнения почвы. В ее основе - исследования о состоянии здоровья человека.
Выделяют следующие категории загрязнения почвы (таблица 9):
1. Допустимое Zc < 16 - наиболее низкий уровень заболевания детей и минимум функциональных отклонений.
2. Умеренно опасное 16≤ Zc < 32 - увеличение общего уровня заболеваемости.
3. Опасное 32 ≤ Zc < 128 - увеличение общего уровня заболеваемости, увеличение числа детей с хроническими заболеваниями, увеличение нарушений сердечно-сосудистой системы.
4. Чрезвычайно опасное Zc ≥128 - увеличение заболеваемости детей, нарушение репродуктивной функции женщин.
Контрольные вопросы
1. Как рассчитывается коэффициент концентрации химического элемента для оценки уровня химического загрязнения почв?
2. Как рассчитывается суммарный показатель загрязнения длч оценки уровня химического загрязнения почв?
3. Оценочная шкала степени загрязнения почв (суммарные показатели загрязнения и состояние здровья человека.
4. Сущность показателя допустимой концентрации загрязняющих веществ (ПДКп )
5. Перечислите четыре разновидности ПДКп в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды.
Таблица 9
Гигиеническая оценка почв сельскохозяйственного назначения и рекомендации по их использованию
| Категория загрязненности почв | Характеристика загрязненности почв | Возможное использование территории | Рекомендации по оздоровлению почв |
| 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 и т.п.) |
| Умеренно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном пока-зателях вредности, но не ниже допустимого уровня по транслокационному показателю | Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений | Мероприятия аналогичные категории 1. 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 |
| Высоко опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокацион-ном показателе вредности | Использование под технические культуры, использование под с/х культуры с учетом растений-концентраторов | 1. Кроме мероприятий, указных для категории 1, 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 |
| Чрезвычайно опасная | Содержание химических веществ превышает ПДК в почве по всем показателям вредности | Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственного использования. | 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 |
Пример задания. Дать анализ степени загрязнения почвы тяжёлыми металлами, исходя из данных, приведённых в таблице 10.
Таблица 10
Данные по содержанию тяжёлых металлов для задания (пример)
| Загрязняющее вещество | Pb | Cd | Cu | Zn | Ni | Co |
| Фоновое содержание, мг/кг | 9,0 | 1,5 | 19,0 | 61,8 | 13,8 | 5,3 |
| Валовое содержание, мг/кг | 16,2 | 1,7 | 72,4 | 29,2 | 8,4 | |
| ПДК, мг/кг | 2,0 |
Пример выполнения задания
1. Сравнив валовое содержание тяжёлых металлов с ПДК, можно сделать вывод, что содержание всех металлов выше фонового, но не превышает ПДК. Значит, уровень загрязнения сельскохозяйственных земель допустимый. На данных землях можно выращивать любые культуры. Рекомендуется проведение известкования, внесения органических и минеральных удобрений, по возможности – цеолитов.
2. Пользуясь формулой расчёта Кс, получаем следующие значения:
Кс (Pb) = 16,2/9,0 = 1,8; Кс (Cd) = 1,7/1,5 = 1,1; Кс (Cu) = 72,4/19,0 = 3,8;
Кс (Ni) = 29,2/13,8 = 2,1; Кс (Co) = 8,4/5,3 = 1,6.
Отсюда Zc = (1,8+1,1+3,8+2,3+2,1+1,6)-(6-1) = 7,7.
Согласно полученным данным, уровень загрязнения почв населённого пункта допустимый.
Материалы для задания.
Для выполнения задания предоставляются данные аналогичные содержанию таблицы 10.
Задание № 14