Для оценки степени загрязнения почв металлами используется суммарный показатель загрязнения, характеризующий эффект воздействия группы элементов:
Zс = Σ Kci – (n – 1); Kci = Ci/Cфi,
где Kci – коэффициент концентрации i -го элемента, равный отношению фактической концентрации (Ci) к фоновой (Cфi); n – число элементов, характеризующих загрязнение почв, т.е. для которых К ci > 1.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Zс проводится по оценочной шкале, данные которой увязаны с показателями здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв (табл. 4.2.).
Например. В городе N содержание химических элементов в почве паркового участка составляет (мг/кг почвы): As –10; Cd –0,5; Hg – 0,08; Pb – 40; Cu – 90; Zn – 180; Cr – 500; V – 400. Фоновое содержание элементов следующее (мг/ кг почвы): As – 5; Cd – 0,1; Hg – 0,02; Pb – 20; Cu – 30; Zn – 60; Cr – 100; V – 100.
Используя суммарный показатель загрязнения почв, определите, к какой зоне следует отнести парковый участок.
В начале рассчитаем коэффициент концентрации каждого вещества, затем подсчитаем суммарный показатель загрязнения: Zc = (2 + 5 + 4 + 2 +3 + 3 + 5 + 4) – (8-1) = 28 – 7 = 21. Сопоставим полученное значение со шкалой загрязнения почв (табл. 4.2). В данном случае она умеренно-опасная.
В целом суммарный показатель загрязнения может рассчитываться для различных компонентов ландшафта – почв, снега, донных отложений. Этот показатель может определяться как в отдельной пробе, так и для участка территории. В последнем случае исследование ведется по геохимическим выборкам.
Каждая выборка может быть представлена в виде набора относительных характеристик аномальности химических элементов. Такой набор позволяет дать качественную и количественную оценку геохимической ассоциации исследуемого объекта. Например, городская ассоциация может быть представлена следующей формулой накапливающихся элементов: Pb14 – Cu12 – Zn9 – Hg6 – Cr3 – Cd2. Цифры около символов элементов представляют собой коэффициенты концентрации Кci.
Аэрогенное загрязнение принято характеризовать суммарным показателем загрязнения не только почвы, но и снегового покрова. Обычно выделяют 3 уровня загрязнения снегового покрова (табл. 8.1).
Таблица 8.1
Ориентировочная шкала оценки аэрогенных очагов загрязнения по Zc снегового покрова (Сает и др., 1990)
| Уровень загрязнения | ||
| средний | высокий | очень высокий |
| 64-128 | 128-256 | >256 |
При анализе карт суммарных показателей загрязнения почвы и снегового покрова возможно выделение на территории участков с устойчивым, реликтовым и современным загрязнением.
Устойчивое загрязнение характеризуется одинаковой интенсивностью накопления металлов в почве и снеговом покрове. Как правило, площади с этим типом загрязнения располагаются вблизи его источников, действующих до настоящего времени.
Реликтовое загрязнение фиксируется по большей загрязненности почвенного покрова по сравнению со снеговым. Для этого типа загрязнения источник поступления химических элементов либо уже прекратил существование, либо в настоящее время не вносит существенного вклада в загрязнение воздушного бассейна. Являясь остаточным, реликтовое загрязнение может представлять опасность как источник вторичного загрязнения приземных слоев атмосферного воздуха.
Современное загрязнение, сопровождаемое более интенсивным накоплением металлов в снеговом покрове по сравнению с почвой, носит прогрессирующий характер. Очевидно, что оно связано с ныне действующими источниками загрязнения.
Задание Iа. В таблице 3 представлены данные о содержании и распределении по территории крупного промышленного города 10-ти химических элементов в поверхностном горизонте почв. Схема расположения точек опробования приведена на рис. 8.1.
Рис. 8.1. Схема расположения точек опробования поверхностного
горизонта почв
1. Рассчитать суммарный показатель загрязнения с учётом следующих фоновых содержаний элементов: V – 90, Cr – 80, Zn – 60, Ni – 30, Pb – 30, Cu – 25, As – 5, Mo – 2, Cd – 0.1, Hg – 0.03.
2. Построить схему районирования территории по величине Zс и выделить зоны с различными категориями загрязнения на основе рис. 1 с использованием изолиний 16, 32, 128.
3. Описать полученную схему: размещение зон различного уровня загрязнения; их морфология (изометрическая, вытянутая); площадь (в % от общей площади территории).
4. Составить геохимическую формулу для каждой точки опробования.
Задание Iб. В таблице 8.3 представлены данные о площадном распределении суммарного показателя загрязнения снега по территории крупного промышленного города.
1. Построить схемы районирования территории по величине Zc, на основе таблицы 8.3 и рис. 8.1 и выделить зоны с различными категориями загрязнения с использованием изолиний 64, 128, 256.
2. Сравнить полученные схемы загрязнения почвенного и снежного покрова и выделить зоны различные по временному характеру загрязнения.
Вариант 1
Таблица 8.2(1)
Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
| № профиля | № точки | Zn | Cr | V | Cd | Cu | Ni | Pb | Hg | As | Mo |
| I | 0,40 | 0,01 | |||||||||
| 0,50 | 0,02 | ||||||||||
| 0,45 | 0,07 | ||||||||||
| 0,60 | 0,08 | 1,9 | |||||||||
| 0,50 | 0,09 | 2,2 | |||||||||
| II | 0,40 | 0,02 | 1,7 | ||||||||
| 0,30 | 0,05 | ||||||||||
| 0,15 | 0,04 | 1,5 | |||||||||
| 0,35 | 0,15 | 1,9 | |||||||||
| 0,50 | 0,17 | ||||||||||
| III | 0,20 | 0,03 | |||||||||
| 0,40 | 0,05 | ||||||||||
| 0,60 | 0,09 | ||||||||||
| 0,20 | 0,14 | 4,5 | |||||||||
| 0,40 | 0,20 | ||||||||||
| IV | 0,15 | 0,08 | |||||||||
| 0,60 | 0,11 | 3,5 | |||||||||
| 0,70 | 0,22 | ||||||||||
| 0,70 | 0,27 | ||||||||||
| 0,70 | 0,29 | ||||||||||
| V | 0,15 | 0,02 | 2,5 | ||||||||
| 0,40 | 0,10 | 4,4 | |||||||||
| 0,30 | 0,17 | ||||||||||
| 0,60 | 0,19 | ||||||||||
| 0,50 | 0,05 |
Таблица 8.3(1)
Величины суммарного показателя загрязнения снега (Zc) в точках опробования
| №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc |
| I-1 | II-1 | III-1 | IV-1 | V-1 | |||||
| I-2 | II-2 | III-2 | IV-2 | V-2 | |||||
| I-3 | II-3 | III-3 | IV-3 | V-3 | |||||
| I-4 | II-4 | III-4 | IV-4 | V-4 | |||||
| I-5 | II-5 | III-5 | IV-5 | V-5 |
Вариант 2
Таблица 8.2(2)
Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
| № пр. | № т | Zn | Cr | V | Cd | Cu | Ni | Pb | Hg | As | Mo |
| I | 0,50 | 0,02 | |||||||||
| 0,60 | 0,03 | ||||||||||
| 0,55 | 0,08 | ||||||||||
| 0,70 | 0,10 | 2,5 | |||||||||
| 0,60 | 0,10 | 3,5 | |||||||||
| II | 0,50 | 0,03 | 2,2 | ||||||||
| 0,40 | 0,06 | ||||||||||
| 0,20 | 0,05 | 2,3 | |||||||||
| 0,30 | 0,10 | 2,2 | |||||||||
| 0,60 | 0,20 | ||||||||||
| III | 0,30 | 0,04 | |||||||||
| 0,50 | 0,20 | ||||||||||
| 0,70 | 0,05 | ||||||||||
| 0,30 | 0,15 | 3,5 | |||||||||
| 0,50 | 0,25 | ||||||||||
| IV | 0,25 | 0,10 | |||||||||
| 0,80 | 0,10 | 2,5 | |||||||||
| 0,70 | 0,20 | ||||||||||
| 0,80 | 0,25 | ||||||||||
| 0,80 | 0,25 | ||||||||||
| V | 0,25 | 0,03 | 3,2 | ||||||||
| 0,50 | 0,08 | 5,6 | |||||||||
| 0,40 | 0,15 | ||||||||||
| 0,70 | 0,20 | ||||||||||
| 0,60 | 0,06 |
Таблица 8.3(2)
Величины суммарного показателя загрязнения снега (Zc) в точках опробования
| №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc |
| I-1 | II-1 | III-1 | IV-1 | V-1 | |||||
| I-2 | II-2 | III-2 | IV-2 | V-2 | |||||
| I-3 | II-3 | III-3 | IV-3 | V-3 | |||||
| I-4 | II-4 | III-4 | IV-4 | V-4 | |||||
| I-5 | II-5 | III-5 | IV-5 | V-5 |
Вариант 3
Таблица 8.2(3)
Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
| №п | № т | Zn | Cr | V | Cd | Cu | Ni | Pb | Hg | As | Mo |
| I | 0,30 | 0,01 | 2,5 | ||||||||
| 0,20 | 0,02 | 6,5 | |||||||||
| 0,25 | 0,07 | ||||||||||
| 0,50 | 0,09 | ||||||||||
| 0,40 | 0,09 | ||||||||||
| II | 0,20 | 0,02 | |||||||||
| 0,40 | 0,05 | ||||||||||
| 0,40 | 0,04 | ||||||||||
| 0,20 | 0,09 | ||||||||||
| 0,50 | 0,19 | ||||||||||
| III | 0,20 | 0,03 | |||||||||
| 0,40 | 0,19 | ||||||||||
| 0,60 | 0,04 | ||||||||||
| 0,20 | 0,05 | ||||||||||
| 0,40 | 0,15 | 1,5 | |||||||||
| IV | 0,15 | 0,09 | |||||||||
| 0,70 | 0,09 | ||||||||||
| 0,60 | 0,19 | ||||||||||
| 0,70 | 0,15 | 1,5 | |||||||||
| 0,70 | 0,24 | 1,5 | |||||||||
| V | 0,15 | 0,02 | |||||||||
| 0,40 | 0,07 | ||||||||||
| 0,30 | 0,12 | ||||||||||
| 0,60 | 0,10 | ||||||||||
| 0,50 | 0,05 | 1,5 |
Таблица 8.3(3)
Величины суммарного показателя загрязнения снега (Zc) в точках опробования
| №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc |
| I-1 | II-1 | III-1 | IV-1 | V-1 | |||||
| I-2 | II-2 | III-2 | IV-2 | V-2 | |||||
| I-3 | II-3 | III-3 | IV-3 | V-3 | |||||
| I-4 | II-4 | III-4 | IV-4 | V-4 | |||||
| I-5 | II-5 | III-5 | IV-5 | V-5 |
Вариант 4
Таблица 8.2(4)
Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
| № п | № т | Zn | Cr | V | Cd | Cu | Ni | Pb | Hg | As | Mo |
| I | 0,60 | 0,03 | |||||||||
| 0,70 | 0,04 | ||||||||||
| 0,8 | 0,09 | ||||||||||
| 0,80 | 0,11 | ||||||||||
| 0,70 | 0,11 | ||||||||||
| II | 0,60 | 0,04 | |||||||||
| 0,50 | 0,07 | ||||||||||
| 0,30 | 0,06 | ||||||||||
| 0,40 | 0,11 | 1,5 | |||||||||
| 0,70 | 0,21 | ||||||||||
| III | 0,40 | 0,05 | |||||||||
| 0,60 | 0,21 | ||||||||||
| 0,80 | 0,06 | ||||||||||
| 0,40 | 0,16 | ||||||||||
| 0,60 | 0,26 | 1,5 | |||||||||
| IV | 0,35 | 0,11 | |||||||||
| 0,90 | 0,11 | ||||||||||
| 0,80 | 0,21 | ||||||||||
| 0,90 | 0,26 | ||||||||||
| 0,90 | 0,26 | 1,5 | |||||||||
| V | 0,35 | 0,04 | |||||||||
| 0,60 | 0,09 | ||||||||||
| 0,50 | 0,16 | ||||||||||
| 0,80 | 0,21 | ||||||||||
| 0,70 | 0,07 |
Таблица 8.3(4)
Величины суммарного показателя загрязнения снега (Zc) в точках опробования
| №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc | №№ | Zc |
| I-1 | II-1 | III-1 | IV-1 | V-1 | |||||
| I-2 | II-2 | III-2 | IV-2 | V-2 | |||||
| I-3 | II-3 | III-3 | IV-3 | V-3 | |||||
| I-4 | II-4 | III-4 | IV-4 | V-4 | |||||
| I-5 | II-5 | III-5 | IV-5 | V-5 |