Оценка состояния загрязнения почвы населенных пунктов

Практическая работа №3

Цель: освоение методики расчета основных показателей, определяющих качество почвы населенных пунктов.

Общие сведения. Поверхность земли испытывает самую значительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Если в атмосферу выбрасывается менее 1 млрд. тонн вредных веществ (без СО₂), в гидросферу приблизительно 15 млрд. тонн, то на землю ежегодно попадает ежегодно 85-90 млрд. тонн антропогенных отходов. Каждой тонне мусора на стадии потребления соответствует 10 тонн отходов на стадии производства и примерно 100 тонн отходов при получении сырья.

Основные источники антропогенного загрязнения земли: твердые и жидкие отходы добывающей, перерабатывающей и химической промышленности, теплоэнергетики и транспорта; отходы потребления (в первую очередь твердые бытовые отходы – ТБО); сельскохозяйственные отходы и применяемые в агротехнике ядохимикаты; атмосферные выпадения токсичных веществ; аварийные сбросы и выбросы загрязняющих веществ.

Принцип нормирования химических веществ в почве значительно отличается от принципов, положенных в основу нормирования их в водоемах, атмосферном воздухе и пищевых продуктах. Попавшие в почву химические вещества поступают в организм человека главным образом через контактирующие с почвой среды: воду, воздух и растения, в последнем случае по биологической цепи почва – растение – человек. Поэтому при нормировании химических веществ в почве учитывается не только та опасность, которую представляет собой почва при непосредственном контакте с ней, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред.

С гигиенической позиции опасность загрязнения почвы химическими веществами определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и непосредственно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.

По степени возможного отрицательного влияния на почву, растения, животных и другие живые организмы загрязняющие вещества подразделяются на 3 класса:

I – высокоопасные (мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен)

II – умеренно опасные (бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром)

III – малоопасные (барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций).

Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами является ПДК химических веществ в почве. В настоящее время в России действует ПДК для более 100 веществ в почве и для семидесяти веществ установлены расчетным путем ориентировочно допустимые концентрации.

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; приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве и их классов опасности; характером землепользования. Если нет возможности учесть весь комплекс химических веществ, загрязняющих почву, оценку проводят по наиболее токсичным веществам, т.е. относящимся к наиболее высокому классу опасности.

При отсутствии в документах класса опасности химических веществ, приоритетных для почв обследуемого района, их класс опасности J может быть определен по следующей формуле:

, (1)

где А – атомный вес соответствующего элемента; S – растворимость в воде химического соединения, мг/л; М – молекулярная масса химического соединения, в которое входит данный элемент; α – среднеарифметическое из шести ПДК химических веществ в разных пищевых продуктах (мясо, рыба, молоко, хлеб, овощи, фрукты).

В связи с тем, что вредные вещества поступают в организм человека по пищевым цепям, то установлены также допустимые остаточные количества (ДОК) пестицидов в почве, пищевых и кормовых продуктах. В общем плане при оценке опасности загрязнения почв химическими веществами следует учитывать следующее:

1 – опасность загрязнения тем больше, чем выше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве (С_i) по сравнению с ПДК;

2 – опасность загрязнения тем больше, чем выше класс опасности контролируемых веществ;

3 – при оценке опасности загрязнения любым токсикантом следует учитывать буферность почвы, влияющую на подвижность химических элементов, что определяет их воздействие на контактирующие среды.

Оценка опасности загрязнения почвы населенных пунктов определяется: эпидемиологической значимостью загрязненной химическими веществами почвы; ролью загрязненной почвы как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при ее непосредственном контакте с человеком; значимостью степени загрязнения почвы в качестве индикатора загрязнения атмосферного воздуха.

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:

1) коэффициент концентрации химического вещества Кс:

К_с = С_i/С_ф (2)

где С_i – фактическое содержание вещества в почве, мг/кг;

С_ф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в почве, мг/кг.

2) суммарный показатель загрязнения Z_c, равный сумме коэффициентов концентраций химических элементов:

_n

Z_c = Σ · K_Ci – (n – 1) (3)

ⁱ⁼¹

где n – число суммируемых элементов.

Оценка опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Z_с проводится по оценочной шкале, приведенной в таблицы 1. Градации оценочной шкалы разработаны на основе изучения показателей состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.

2. Порядок выполнения работы

В соответствии с данными варианта задания рассчитать следующие показатели:

1) коэффициент концентрации химического вещества К_с в почве (формула 2);

2) суммарный показатель загрязнения Z_c (формула 3) Оценить опасность загрязнения почв по показателю Z_с (таблица 1, 2).

3. Заполнить таблицу оценки почв, сделать выводы.

Контрольные вопросы

1. Назовите и дайте краткую характеристику антропогенно-технических воздействий, способных вызвать ухудшение качества почв.

2. Какими причинами может быть вызвано химическое загрязнение почв?

3. Какие требования предъявляют к контролю за загрязнением почв?

4. Какие выделяют почвы по степени устойчивости их к загрязняющим веществам?

5. Какими показателями характеризуется почва?

6. Основные мероприятия по охране почв.

7. Какие предъявляют требования к охране почв от загрязнения?

8. Какими правовыми документами регулируется охрана почв и почвенного покрова?

Таблица 1

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (Z_c)

Таблица 2