Основным критерием оценки загрязнения почв химическими веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) или ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) химических веществ в почве.
Химическое загрязнение почвы – изменение химического состава почвы, возникшее под прямым или косвенным воздействием фактора землепользования (промышленного, сельскохозяйственного, коммунального), вызывающее снижение ее качества и возможную опасность для здоровья населения.
Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими веществами проводится по каждому веществу с учетом класса опасности компонента загрязнения, его ПДК и максимального значения допустимого уровня содержания элементов (К мах) по одному из четырех показателей вредности. Оценка степени опасности загрязнения почвы допускается по наиболее токсичному элементу с максимальным содержанием в почве.
В настоящее время в России наиболее токсичные химические элементы разделены на 3 класса опасности (СанПиН 2.1.7.1287-03):
1 класс – мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор, 3,4–бенз(а)пирен;
2 класс – бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром ;
3 класс - барий, ванадий, вольфрам , марганец, стронций, ацетофенон.
По степени опасности в санитарно-эпидемиологическом отношении почвы могут быть разделены на следующие категории по уровню загрязнения: чистая, допустимая, умеренно опасная, опасная и чрезвычайно опасная.
Химическое загрязнение почв комплексом металлов оценивается по суммарному показателю химического загрязнения (Z c), являющемуся индикатором неблагоприятного воздействия на здоровье населения.
Суммарный показатель химического загрязнения определяется как сумма коэффициентов концентрации (К к) отдельных компонентов загрязнения по формуле:
Zc=ΣК к - (n-1) ,
где n - количество определяемых элементов.
Коэффициент концентрации (К к)определяется какотношение содержания элемента (С i) к фоновому его содержанию (С ф) по следующей формуле:
К к = -
По величине суммарного показателя загрязнения (Z c) почвы могут быть разделены на следующие категории:
< 16 усл. ед. - допустимая;
Усл. ед. - умеренно опасная;
Усл. ед. - опасная;
> 128 усл. ед. - чрезвычайно опасная.
В данном отчете оценка качества почвы проведена относительно допустимых уровней (ПДК и ОДК) для почвы населенных мест и относительно фоновых значений определяемых элементов.
Допустимые уровни, фоновые содержания и значения К max приведены в таблице 6.4.
Таблица 6.3 – Оценка степени химического загрязнения почвы органическими и неорганическими соединениями
| Категории загрязнения | Содержание в почве | |||||
| 1 класс опасности | 2 класс опасности | 3 класс опасности | ||||
| Органическое соединение | Неорганическое соединение | Органическое соединение | Неорганическое соединение | Органическое соединение | Неорганическое соединение | |
| Чистая | от фонового значения до ПДК | от фонового значения до ПДК | от фонового значения до ПДК | от фонового значения до ПДК | от фонового значения до ПДК | от фонового значения до ПДК |
| Допустимая | от 1 до 2 ПДК | от 1 до 2 ПДК | от 2 фоновых значений до ПДК | от 1 до 2 ПДК | от 2 фоновых значений до ПДК | |
| Умеренно опасная | от 2 до 5 ПДК | от ПДК до K max | ||||
| Опасная | от 2 до 5 ПДК | от ПДК до K max | от 2 до 5 ПДК | от ПДК до K max | > 5 ПДК | > K max |
| Чрезвычайно опасная | > 5 ПДК | > K max | > 5 ПДК | > K max |
Где K max – максимальное значение допустимого уровня содержания элемента по одному из четырех показателей вредности.
Таблица 6.4 – Параметры оценки степени химического загрязнения
| Элемент | Ед. изм. | Допустимые уровни, мг/кг в зависимости от типа почв и показателя кислотности | K max | Фоновые содержания* | ||
| песчаные и супесчаные | суглинистые и глинистые pH <5,5 | суглинистые и глинистые pH>5,5 | ||||
| Неорганические загрязнители | ||||||
| 1 класс опасности | ||||||
| Ртуть (Hg) | мг/кг | 2,1 | 33,3 | 0,03 | ||
| Свинец (Pb) | мг/кг | 19,11 | ||||
| Мышьяк (As) | мг/кг | 2,62 | ||||
| Кадмий (Cd) | мг/кг | 0,5 | 1,0 | 2,0 | - | 0,17 |
| Цинк (Zn) | мг/кг | - | 43,10 | |||
| 2 класс опасности | ||||||
| Никель (Ni) | мг/кг | - | 15,30 | |||
| Медь (Cu) | мг/кг | - | 18,0 | |||
| Органические загрязнители | ||||||
| Бенз(а)пирен | мг/кг | 0,02 | - | - | ||
| Нефтепродукты | мг/кг | - | - | - |
* - фоновые содержания металлов по Ленинградской области
Пробы почвогрунта отобраны в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» в количестве 12 штук, из них: 4 пробы с глубины 0,0-0,2 м с пробных площадок и послойные пробы из 2 скважин с глубин: 0,2-1,0; 1,0-2,0; 2,0-3,0; 3,0-4,0 м.
Химический анализ проб почвогрунта на содержание тяжелых металлов (Hg, Pb, Cd, Zn, Ni, Cu) и мышьяка (As) в валовой форме, нефтепродуктов и бенз(а)пирена проведен аккредитованным испытательным лабораторным центром ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по железнодорожному транспорту» (Октябрьский дорожный филиал).
Результаты лабораторных исследований приведены в таблице 6.5.
Таблица 6.5 – Результаты определения концентраций неорганических и органических загрязнителей в пробах почвы обследованного участка
Протокол № 8829-8840 от 10.07.2012 г.
| № пробы | Тип почвы | Содержание элемента, мг/кг | pH | Z c | ||||||||
| Hg | Pb | As | Cd | Zn | Ni | Cu | Нефте-про- дукты | Бенз(а)-пирен | ||||
| Глубина отбора 0,0-0,2 м | ||||||||||||
| 1-1-298 | супесь | 0,012 | 15,3 | 0,38 | <0,05 | 32,5 | 2,8 | 10,5 | 26,0 | 0,036 | 7,4 | <1 |
| 2-1-298 | суглинки | 0,048 | 68,8 | 1,0 | 0,25 | 160,0 | 6,0 | 45,0 | 116,0 | 0,113 | 7,0 | 7,7 |
| 3-1-298 | суглинки | 0,021 | 34,0 | 0,74 | 0,16 | 95,0 | 4,0 | 19,8 | 106,0 | 0,042 | 6,4 | 1,3 |
| 4-1-298 | суглинки | 0,017 | 32,0 | 0,77 | 0,11 | 98,0 | 5,0 | 20,0 | 92,0 | 0,033 | 7,1 | <1 |
| Глубина отбора 0,2-1,0 м | ||||||||||||
| 1-2-298 | супесь | 0,035 | 29,0 | 0,63 | 0,12 | 122,5 | 9,0 | 20,5 | 134,0 | 0,412 | 7,5 | 2,2 |
| 2-2-298 | суглинки | 0,037 | 52,0 | 0,97 | 0,25 | 140,0 | 10,0 | 38,0 | 116,0 | 0,235 | 7,4 | 5,8 |
| Глубина отбора 1,0-2,0 м | ||||||||||||
| 1-3-298 | супесь | 0,043 | 40,0 | 0,69 | 0,21 | 110,5 | 16,0 | 25,0 | 87,0 | 0,228 | 7,2 | 4,0 |
| 2-3-298 | суглинки | 0,032 | 45,0 | 0,86 | 0,25 | 97,0 | 19,3 | 24,0 | 134,0 | 0,189 | 7,3 | 4,1 |
| Глубина отбора 2,0-3,0 м | ||||||||||||
| 1-4-298 | супесь | 0,028 | 42,0 | 0,45 | 0,28 | 35,0 | 18,0 | 30,0 | 73,0 | 0,080 | 7,4 | 2,6 |
| 2-4-298 | суглинки | 0,033 | 42,0 | 0,63 | 0,27 | 84,0 | 19,0 | 30,0 | 69,0 | 0,060 | 7,2 | 4,0 |
| Глубина отбора 3,0-4,0 м | ||||||||||||
| 1-5-298 | суглинки | 0,022 | 7,8 | 0,35 | 0,053 | 32,0 | 4,5 | 9,3 | 37,0 | 0,042 | 6,8 | <1 |
| 2-5-298 | суглинки | 0,018 | 12,0 | 0,44 | 0,074 | 76,0 | 4,5 | 10,0 | 40,0 | 0,038 | 7,4 | <1 |
| ДУ | супесь | 2,1 | 2,0 | 0,5 | - | 0,02 | - | <16 | ||||
| ДУ | суглинки | 2,1 | - | 0,02 | - | <16 |
В результате лабораторных исследований проб почвогрунта, отобранных на объекте: «Земельный участок площадью 3,2569 га, предназначенный под строительство жилого комплекса со встроенными-пристроенными помещениями, закрытой автостоянкой и двумя встроенными ТП» по адресу: г. Санкт-Петербург, Выборгский район, Лиственная улица, участок 1 (восточнее дома 1, корпус 2, литер А по улице Есенина), в соответствии с требованиями действующих нормативных документов: СанПиН 2.1.7.1287-03 «Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы»; ГН 2.1.7.2041-06 «Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы»; ГН 2.1.7.2511-09 «Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы», «Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами» отмечается превышение допустимого уровней содержания химических веществ:
Свинца в пробах №№ 1-3-298 в 1,25 раза, 1-4-298 в 1,31 раз;
Цинка в пробах №№ 1-2-298 в 2,22 раза, 1-3-298 в 2,0 раза;
Бенз(а)пирена в пробах №№ 1-1-298 в 1,8 раза, 1-2-298 в 20,6 раза, 1-3-298 в 11,4 раза, 1-4-298 в 4,0 раза, 1-5-298 в 2,1 раза, 2-1-298 в 5,65 раза, 2-2-298 в 11,75 раз, 2-3-298 в 9,45 раза, 2-4-298 в 3,0 раза, 2-5-298 в 1,9 раза, 3-1-298 в 2,1 раза, 4-1-298 в 1,65 раза.
По содержанию химических веществ
пробы почвогрунта № 2-1-298 до глубины
0,0-0,2 м, 1-2-298 и 2-2-298 (глубина отбора 0,2-1,0 м), 1-3-298 и 2-3-298 (глубина отбора 1,0-2,0 м) относятся к «Чрезвычайно опасной»
категории загрязнения, пробы №№ 3-1-298 до глубины 0,0-0,2 м, 1-4-298 и 2-4-298 (глубина отбора 2,0-3,0 м), 1-5-298 (глубина отбора 3,0-4,0 м) – к«Опасной»
категории загрязнения, пробы №№ 1-1-298 и 4-1-298 до глубины 0,2 м, 2-5-298 до глубины 4,0 м – к «Допустимой»
категории загрязнения.
По значению суммарного показателя загрязнения пробы почвы относятся к «Допустимой» категории загрязнения.
Значения нефтепродуктов носят информативный характер и составляют от 26 до 134 мг/кг.
При оценке экологического состояния почв/грунтов очень важным представ¬ляется оценка содержания как естественных элементов и соединений, так и соединений-ксенобиотиков. Оценка загрязненности почв и грунтов проводится путем сравнения (сопоставления) содержания загрязняющих элементов и веществ в изучаемых почвах, с их фоновым содержанием с одной стороны, и с другой - с их предельно-допустимым содержанием (ПДК).
ПДК какого-либо вещества в почве — это концентрация, не вызывающая при длительном воздействии на почву и растения патологических изменений (аномалий) в ходе биологических процессов, не приводящая к накоплению токсических элементов в растениях и не представляющая опасность для здоровья и жизни человека. Значения ПДК определяют экспериментально, как правило, на песчаных почвах, по нескольким показателям вредности, в основном для валовых форм, что не позволяет сделать вывод о мощности потока и доступности загрязняющих веществ растениям. Это делает применение таких стандартов спорным как с экологической, так и экономической точки зрения. Более того, в настоящее время практически везде признается, что покомпонентная оценка экосистем не дает удовлетворительных результатов. Необходимы комплексные экосистемные нормативы, которые могли бы охарактеризовать состояние рассматриваемой экосистемы в целом.
Поскольку гигиеническая опасность той или иной концентрации загрязняющих веществ зависит от почвенных условий, создание унифицированных норм ПДК встречает значительные трудности. Не случайно, в настоящее время установлены ПДК всего лишь немногим более сотни веществ, по которым контролируется качество почв.
Принципы нормирования химических веществ в почвах тоже отличаются от таковых для водоемов, атмосферного воздуха, пищевых продуктов. Это связано, главным образом, с тем, что в основе норматива ПДК для почвы положено опосредованное ее воздействие на организм человека через продукты питания.
Прямое поступление вредных веществ из почвы в организм человека ограничено и чаще всего происходит через другие среды, сопредельные с почвой. Так, поступление загрязняющих веществ в организм человека про¬исходит по путям: почва-растение-человек, почва-растение-животное-человек, почва-вода-человек, почва-атмосферный воздух-человек.
Поэтому вопрос оценки загрязненности почв на основе ПДК весьма непрост. В настоящее время во многих урбанизированных регионах России, и особенно в Москве, состояние почв и грунтов, оцененное по принятым санитарно-гигиеническим методам (ПДК), близко к критическому, когда содержания многих загрязняющих веществ превышают эти ПДК от нескольких до десятков раз. Кроме того, эта ситуация осложняется пространственной неоднородностью содержания загрязняющих веществ и дискретностью источников загрязнения.
Перечень показателей химического загрязнения почв и грунтов определяется исходя из приоритетности компонентов химического загрязнения в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния», СанПиН № 2.1.7.1287-03 «Санитарно-Эпидемиологические требования к качеству почвы», ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».
Классы опасности химических элементов и веществ в почвах и грунтах
В настоящее время в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы» химическое исследование почв и грунтов при проведении инженерно-экологических изысканий включает в себя стандартный и расширенный перечень показателей.
Стандартный перечень химических исследований почв и грунтов включает в себя определение:
- содержания тяжелых металлов 1 и 2 класса опасности: свинца (Pb), кадмия (Cd), цинка (Zn), ртути (Hg), меди (Cu), никеля (Ni) и мышьяка (As);
- содержания 3,4-бенз(а)пирена и нефтепродуктов.
Расширенный перечень исследований проводится при наличии определенных специфических источников загрязнения почв и грунтов путем определения более полной номенклатуры загрязняющих химических веществ. Выбор показателей химического загрязнения зависит от предполагаемого состава загрязняющих веществ с учетом характера источника загрязнения почв и грунтов.
Основным критерием оценки уровня загрязнения почв и грунтов химическими веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) или ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) химических элементов (веществ) в почвах и грунтах (ГН 2.17.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве» и ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве»).
Для эколого-геохимической оценки состояния почв и грунтов используются следующие показатели:
- коэффициент концентрации относительно ОДК (ПДК), характеризующий превышение содержания элемента в почвах и грунтах над его ОДК (ПДК). Коэффициент концентрации относительно ОДК(ПДК) равен отношению содержания элемента в исследуемом объекте к его ОДК(ПДК):
К ОДК(ПДК) =С i /ОДК(ПДК), - коэффициент концентрации (К сi) относительно фона, характеризующий интенсивность техногенной аномалии. Коэффициент концентрации равен отношению содержания элемента в исследуемом объекте к его фоновому содержанию
К сi = С i / С ф, где
С i — фактическое содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг;
С фi — фоновое содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг.
Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (мг/кг)
| Почвы | Zn | Cd | Pb | Hg | Cu | Со | Ni | As |
| Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные | 28 | 0,05 | 6 | 0,05 | 8 | 3 | 6 | 1,5 |
| Дерново-подзолистые суглинистые и глинистые | 45 | 0,12 | 15 | 0,10 | 15 | 10 | 20 | 2,2 |
| Серые лесные | 60 | 0,20 | 16 | 0,15 | 18 | 12 | 35 | 2,6 |
| Черноземы | 68 | 0,24 | 20 | 0,20 | 25 | 25 | 45 | 5,6 |
| Каштановые | 54 | 0,16 | 16 | 0,15 | 20 | 12 | 35 | 5,2 |
| Сероземы | 58 | 0,25 | 18 | 0,12 | 18 | 12 | 40 | 4,5 |
- суммарный показатель загрязнения (Z c), характеризующий эффект воздействия группы элементов. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов
Z с = К ci + … + К cn — (n — 1) , где
n - количество учитываемых химических элементов;
К ci - коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения, превышающий единицу.
Оценка опасности химического загрязнения почв и грунтов тяжелыми металлами и мышьяком проводится по суммарному показателю загрязнения (Zc) (таблица 4.10). Для расчета Z c следует использовать не менее семи химических элементов — Pb, As, Cd, Zn, Hg, Cu, Ni.
Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов тяжелыми металлами и мышьяком по суммарному показателю загрязнения (Zс)
Оценка опасности химического загрязнения почв и грунтов веществами органического происхождения проводится исходя из его ПДК (или допустимого уровня) и класса опасности. Для органических соединений их фоновое содержание в почвах и грунтах приравнивается к 0,1ПДК
Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов веществами органического происхождения
| Содержание | Категория загрязнения почв и грунтов | ||
| Класс опасности
вещества |
1 класс | 2 класс | 3 класс |
| > 5 ПДК | Чрезвычайно опасная | Чрезвычайно опасная | Опасная |
| От 2 до 5 ПДК | Опасная | Опасная | Умеренно опасная |
| От 1 до 2 ПДК | Допустимая | Допустимая | Допустимая |
При многокомпонентном загрязнении оценка уровня химического загрязнения почв и грунтов допускается по наиболее токсичному веществу с максимальным содержанием в почвах и грунтах. В таблице приведен пример установления категории загрязнения с учетом всех показателей загрязнения.
Почвы и грунты, характеризующиеся чрезвычайно опасной категорией загрязнения, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1287-03, подлежат вывозу и утилизации на специализированных полигонах.
Отнесение отходов к классу опасности для окружающей природной среды осуществляется на основании показателя К, который характеризует степень опасности отходов при его воздействии на окружающую природную среду и определяется расчетным путем, в соответствии с Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, утвержденными приказом МПР России от 15.06.2001 № 511, по следующей формуле:
К=К 1 + К 2 +……+ К n ,
где: К – показатель степени опасности отходов для окружающей природной среды;
К 1 , К 2 , К n – показатели степени опасности отдельных компонентов отходов, рассчитанные по уравнению: К i = С i / W i
С i — фактическое содержание загрязняющего химического компонента в почве (грунте), мг/кг;
W i – коэффициент степени опасности i-го компонента опасных отходов, мг/кг;
n — число определяемых загрязняющих химических компонентов.
Решение об отнесении почв/грунтов к классу опасности отходов определяется по величине индекса опасности по таблице 4.12.
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.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
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.);