Бычинский В.А., Вашукевич Н.В. Тяжелые металлы в почвах в зоне влияния промышленного города

Подождите немного. Документ загружается.

Естественно-антропогенные поверхностно преобразованные почвы в городе

подвергаются поверхностному изменению почвенного профиля менее 50 см от

поверхности. Они сочетают в себе горизонт «урбик» мощностью менее 50 см и

ненарушенную нижнюю часть профиля. Почвы сохраняют типовое название с

добавлением «урбо» (урбо-дерново-подзолистая почва, урбо-аллювиальная и т.д.)

Антропогенно-глубоко преобразованные почвы образуют группу собственно

городских почв - урбаноземов, в которых урбиковый горизонт имеет мощность

более 50 см. Почвы формируются на культурном слое или на насыпных, намывных и

перемешанных грунтах.

Урбаноземы, подразделяются на:

- урбаноземы (собственно) формируются на культурном слое, на насыпных,

перемешанных или намывных грунтах; характеризуются отсутствием генетических

горизонтов до глубины 50 см и более; почвенный профиль состоит из серии

диагностических горизонтов урбик 1Л, Ш и т.д., состоящим из своеобразного пылевато-

гумусного субстрата разной мощности и качества с примесью городского мусора;

могут подстилаться непроницаемым материалом (асфальтом, фундаментом,

бетонными плитами, коммуникациями);

- агроурбаноземы (культуроземы) - городские почвы фруктовых и ботанических

садов, бывших хорошо окультуренных пашен или старых огородов.

Характеризуются большой мощностью гумусового горизонта, наличием перегнойно-

торфо-компостных слоев разной мощности, развивающихся на нижней

иллювиальной части профиля, на культурном слое или на грунтах разного

происхождения.

- индустриоземы (поллютоземы, хемодеграземы) - почвы промышленно-

коммунальных зон, как правило, уплотненные, бесструктурные, с в к люч е ни е м

т о к с и ч н о г о н е п о ч в е н н о г о м а т е р и а л а о б ъ е м о м б о л е е 2 0 % ; с и л ь н о загрязненные

техногенными химическими элементами и другими токсичными веществами вплоть до

уровня чрезвычайно опасных по принятым нормативам; химическое загрязнение

изменяет почвенно-поглощающий комплекс почв, предельно сокращает

биоразнообразие почвенной биоты и часто делает почву абиотичной.

- интруземы (нефтеземы, петролеумные почвы) формируются в результате

проникновения в почвы нефтепродуктов (масел, мазута, б е н з и н а ) п р и авариях

транспортных систем или от бензозаправочных станций и автомобильных стоянок;

это почвы, перекрытые с поверхности или пропитанные в профиле органическими

масляно-бензиновыми жидкостями;

- некроземы - почвы, входящие в комплекс почв городских кладбищ;

перемешанность грунтов более 200 см.

На территории городов формируются почвоподобные техногенные

поверхностные образования (техноземы). Подобные почвы ранее назывались «почва-

грунт», «плодородный грунт». Техноземы различаются по качественному составу,

мощности, свойствам органогенного слоя (гумусированные, перегнойные, торфо-

компостные), составу и свойствам почвообразующего материала.

Т а б л и ц а 1 0 . С и с т е м а т и к а п о в е р х н о с т н ы х т е л г о р о д с к и х т е р р и т о р и й ( С т р о г а н о в а , 1 9 9 7 )

От к ры т ые н е з а пе ч а т а нн ы е территории

П о ч в ы

П о ч в о п о д о б н ы е

т е л а

Г р у н т ы

А н т р о п о г е н н о -пр е о б р а з о в а н н ы е

И с к у с с т в е н н о -с о з д а н н ы е

Е с т е с т в е н н ы е

( н е н а р у ш е н н ы е )

с п р и з н а к а м и

урбо-генеза

П о в е р х н о с т -

н о преобразо-

ванн ы е

Г л у бо к о

п р е о б р а з о в а н н ы е

У р б о п о ч в ы

У р б а н о з е м

Т е х н о з е м

Г р у н т

п р и р о д н ы й

( н а с ы п н о й ,

н а м ы в н о й ,

п е р е м е ш а н н ы й )

Г р у н т

т е х н о г е н н ы й

( ш л а к и , з о л ы ,

о т х о д ы )

П о д з о л и с т а я ,

А л л ю в и а л ь н а я ,

Т о р ф я н а я и п р .

У р бо -п о д з о -

л и с т а я У р б о -

а л л ю в и а л ь н а я

Урб ан оз ем

А г р о у р б а н о з е м

Н е к р о з е м

И н т р у з е м

И н д у с т р и з е м

Р е п л а н т о з е м

К о н с т р у к т о з е м

З а к р ы т ы е з а п е ч а т а нн ы е т ер р и т о р и и

П о д а с ф а л ь т о в ы м и д р у г и м д о р о ж н ы м п о к р ы т и е м п о д ф у н д а м е н т а м и з д а н и й и с т р о е н и й

Почвы и почвоподобные тела

Г р у н т ы и с к у с с т в е н н ы е и

е с т е с т в е н н ы е

З а с т р о е н н ы е

Э к р а н о з е м

З а п е ч а т а н н ы й г р у н т

О н и п о д р а з д е л я ю т с я н а :

- реплантоземы - почвы, состоящие из маломощного гумусового слоя, слоя торфо-

компостной смеси или органо-минерального вещества, нанесенных на поверхность

рекультивируемой породы из смеси насыпных или других свежих грунтов; в

основном формируются в районах городских новостроек, на новых газонах.

- конструктоземы – искусственно и целенаправленно создаваемые путем

конструирования (создания) профиля по природной модели почвы и состоящие из

серии слоев грунта разного гранулометрического состава и происхождения, а

также плодородного насыпного гумусированного слоя.

Кроме этих почвоподобных образований, в городах имеются участки с

безгумусными природными и техногенными открытыми грунтами, а также территории

муниципальных мусорных свалок с минеральными грунтами, частично

задерновывающимися; техногенные грунты промышленного и урбаногенного

происхождения, не встречающиеся в природе, представлены инертными и

токсигенными отходами промышленных производств (шлаки, золы, горелая земля,

иловые осадки со станций аэрации и т.д.) и твердыми бытовыми отходами (Строганова,

1997).

При современном градостроительстве до 70 - 90% территории города закрыто

асфальтобетоном и другим дорожным покрытием, а также зданиями и с т р о е н и я м и ; п о д

покрытиями могут быть запечатаны разнообразные почвы, почвоподобные тела и

грунты.; запечатанные почвы и грунты - неотъемлемая часть города; выделяется

отдельная группа почв, запечатанных под дорожным асфальто-бетонным и

каменными покрытием - экраноземы, экранированные почвы; их называют также

мощеными, запечатанными почвами; при дорожном строительстве часто

происходит срезание почвенного профиля до нижележащих грунтов и (или)

последующее наложение нового материала - в этом случае появляется группа

«запечатанных грунтов».

Большое значение для классификации городских почв имеет

происхождение почвообразующих пород. Различаются три способа образования:

перемешанные (на месте), насыпные (привозные) или намывные грунты.

4.2. Виды и уровни загрязнения городских почв

Загрязнение почвы - привнесение и возникновение в почве новых, обычно

нехарактерных для нее физических, химических или биологических агентов или

превышение в рассматриваемое время естественного среднемноголетнего уровня

(в пределах его крайних колебаний) концентрации перечисленных агентов.

Загрязнение почв меняет ход почвообразовательного процесса (нередко его тормозит),

резко снижает продуктивность, вызывает накопление загрязнителей в растениях

[Выявление деградированных...., 1995; Накопление свинца в городских….., 1981].

М е х а н и ч е с к о е з а г р я з н е н и е . Накопление на поверхности почвы коммунально-бытовых

отходов, отходов производственной деятельности предприятий и транспорта,

строительных материалов, нарушающих ее естественное функционирование приводит к

механическому загрязнению почв; к загрязнению почв относят как поверхностное

захламление, так и привнесение в корнеобитаемый слой строительного и другого

мусора, нарушающих их естественное функционирование - ухудшаются условия

для существования живых организмов и возможности освоения земель.

Поверхностное захламление приводит к уменьшению полезной площади

городских земель, уменьшает их плодородие и продуктивность; при наличии

токсикантов в пределах захламленных территорий происходит химическое загрязнение

всей экосистемы.

П р и х а р а к т е р и с т и к е з а х л а м л е н н о с т и п о в е р х н о с т и п о ч в и с п о л ь з у ю т с я следующи е

г р а д а ц и и :

- не з а х л а мл ена - площадь захламленных участков менее 10%, токсичные вещества

отсутствуют;

- с л а б о з а х л а м л е н а - з а х л а м л е н о 1 0 -2 5 % п л о щ а д и , т о к с и ч н ы е в е щ е с т в а отсутствуют;

- ср е дне за х ла м ле н а - за х ла м ле н о 2 5 -50% площади, токсичные вещества отсутствуют ;

- сильно захламлена - захламлена любая часть поверхности, но в хламе присутствуют

токсичные вещества, которые могут попасть в окружающую среду; или захламлено 50-

75% площади, токсичные вещества отсутствуют;

- очень сильно захламлена - захламлена вся территория, присутствуют токсичные

вещества.

Присутствие в почве щебнисто-каменистого материала приводит к снижению

запасов влаги и питательных веществ; щебнисто-каменистая часть почвы практически

не обладает водоудерживающей способностью. При характеристике каменистости почв,

в слое 50 см используются следующие г р а д а ц и и :

- некаменистая - включения камней < 10%;

- слабокаменистая - включения камней 10 - 25%;

- среднекаменистая - включения камней 25 - 50%;

- сильнокаменистая - включения камней > 50%.

Необходимость проведения рекультивации почв зависит от степени их

захламленности и каменистости (табл. 11)

Т а б л и ц а 1 1 . Р е к у л ь т и в а ц и я п о ч в в з а в и с и м о с т и о т м е х а н и ч е с к о г о з а г р я з н е н и я

Р е к у л ь т и в а ц и я

Х а р а к т е р и с т и к а м е х а н и ч е с к о г о з а г р я з н е н и я п о ч в

О б я з а т е л ь н а

С и л ь н о и о ч е н ь с и л ь н о з а х л а м л е н ы . С и л ь н о к а м е н и с т ы е

Ж е л а т е л ь н а

С р е д н е з а х л а м л е н ы . С и л ь н о к а м е н и с т ы е

В о з м о ж н а

С л а б о з а х л а м л е н ы . С л а б о - и с р е д н е к а м е н и с т ы е

Не т р ебу е т ся

Н е з а х л а м л е н ы . Н е к а м е н и с т ы е

Физическое загрязнение Загрязнения, связанные с изменением физических

параметров среды: температурно-энергетических, волновых, радиационных,

относится к физическому загрязнению почв.

Тепловое загрязнение

. Области тепловых аномалий (превышение температуры

почвы более чем на 5-10°С) приурочены к промышленным объектам, подземным

коммуникациям и к интенсивным утечкам из подземных водонесущих

коммуникаций. Тепловое загрязнение создается при сплошной застройке территории,

покрытии асфальтом или бетоном открытой поверхности. Тепловые аномалии

увеличивают вегетационный период, ускоряют сход снежного покрова. При

повышенном прогревании почвенно-грунтовой толщи происходит ее пересушивание,

что приводит к изменению физико-механических свойств. Один из

неблагоприятных факторов теплового загрязнения - морозное пучение, наблюдается

на территориях, где происходит зимнее промерзание грунта; на участках, оголяемых от

снега, возникают условия аридной холодной пустыни, которым в зрелом состоянии

соответствуют скелетные, примитивные, дефлируемые почвы и разреженная

растительность в «накипной» и «подушечной» формах; в результате усиливаются

процессы мерзлотного пучения почвы и грунта и солифлюкционного оплывания,

в зависимости от литологических и топографических условий; диагностирующие

показатели: отклонения от среднегодовой температуры почвы в корнеобитаемом слое.

Электромагнитное загрязнение.

Возникает в результате изменения

электромагнитных свойств почвы (от линий электропередачи, радио и телевидения,

работы некоторых промышленных установок); «электромагнитный смог»

воздействует на здоровье и на наследственный аппарат человека; блуждающие токи

совместно с нагревом, увлажнением и засолением почвы и фунта резко ускоряют

течение химических и биохимических реакций в почве, подвижность железа и

алюминия; последействия данного типа загрязнения в почве изучены плохо, также не

отработаны нормативы и методики обнаружения явления.

Радиоактивное загрязнение

связано с превышением естественного уровня

содержания радиоактивных веществ в почве. Радиационный контроль в полном объеме

проводится на любых строительных и инженерных сооружениях на соответствие

требованиям норм радиационной безопасности - НРБ-99 (Нормы радиационной

безопасности (НРБ-99). Радиоактивность природных почв оценивается по мощности

экспозиционной дозы на высоте 1 м (Рд) и по величинам удельной (А

уд

) и эффективной

удельной (А

эф

) радиоактивности: А

эф

=А

+ 1,26А

+ 0,086 А

; загрязненность почв

техногенными радионуклидами оценивается в Ku/км

(при весе почв на площади 1 км

– 3 10

кг).

В случае выявления факта сверхнормативного радиоактивного загрязнения

грунта вопросы определения его объема, размещения и необходимости рекультивации

решаются в установленном порядке специализированными подразделениями

МосНПО «Радон» или специализированными предприятиями по переработке

отходов.

Химическое загрязнение Химическое загрязнение городских почв подразделяется на

загрязнение токсичными химическими элементами и нефтепродуктами (в т.ч.

бенз/а/пиреном) и на загрязнение легкорастворимыми солями; в последнем случае

за г ря з не н ие р ас с м ат р и в а ет с я к а к з а со л ен и е п о чв . Ур о вн и з а г р я з н е н и я почв

химическими элементами я их соединениями определяются относительно

разработанных и утвержденных нормативов ПДК (ОДК) или относительно

регионального геохимического фона.

Д л я о ц е н к и х и м и ч е с к о г о з а г р я з н е н и я п о ч в н а и б о л е е р а с п р о с т р а н е н н ы м

комплексным геохимическим показателем является суммарный показатель

загрязнения - Z

Очаги техногенного загрязнения, как правило, представляют

собой избыточные концентрации в почвах всего комплекса определяемых химических

элементов (около 30). Для значений Z

на основе сопоставления данных эколого-

геохимических и медицинских исследований разработана и утверждена шкала оценки

экологической опасности (табл. 8).

Загрязнения почв химическим элементами оцениваются по разработанным

гигиеническим нормативам ПДК (ОДК), которые позволяют вычленить и оценить

индивидуальную роль каждого элемента в загрязнении ( т а б л . 9) .

Показателем засоления почв является наличие в них легкорастворимых солей;

количественными показателями солевого состояния почвы могут служить

электропроводность почвенного раствора; плотный остаток; характер засоления

определяется анионным составом присутствующих с о л е й .

Глава V. ПОВЕДЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ АТМОСФЕРА ВОДА

ПОЧВА В ЗОНЕ ПРОМЫШЛЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

5.1. Выявление деградационных процессов и оценка степени деградации

Наиболее распространено следующее определение термина: «деградация

почвы» – это процесс, преимущественно антропогенный, приводящий к ухудшению

свойств почв по сравнению с предшествующим состоянием.

Данное руководство является руководством, направленным на методическое

обеспечение мероприятий по охране земельных ресурсов. Оно содержит ряд

положений, которые требуют дополнительных пояснений. Основными проблемными

моментами руководства являются: 1) выявление деградированных земель, 2)

определение степени деградации.

Выявление деградированных земель далеко не всегда возможно по разовому

измерению определенных почвенных параметров. Поскольку, для оценки состояния

почв при каждом конкретном типе деградации предлагается использовать

диагностические показатели, многие из которых представляют собой стандартные

характеристики почвы. Например, среди основных диагностических характеристик

предлагается использовать такие, как обеспеченность растений подвижными формами

элементов питания, емкость катионного обмена, сумма и состав поглощенных

оснований, качественный состав гумуса, то целесообразно в качестве критериев

деградации почв использовать изменение показателей (кратность снижения или

увеличения) по отношению к исходному или принимаемому за контроль состоянию

почвы. За норму или эталон почвы при этом может быть использована однотипная

условно ненарушенная почва или данные предшествующих исследований.

Таким образом, при оценке интенсивности протекания негативных изменений в

почвенной экосистеме и влияния предприятия на них, обязательным является

выявление наличия деградационных процессов и оценка степени деградации в баллах

по кратности снижения (увеличения) значения рассматриваемого показателя по

отношению к фоновому, при этом фоном могут служить данные предыдущего

агрохимического обследования. Следует учитывать, что в ряде случаев, при наличии

соответствующих данных, целесообразно не ограничиваться двумя временными

отрезками наблюдений, а использовать сведения о многолетней динамике показателей

исследуемой почвы. Это даст возможность более точно определить время действия

деградационных процессов и показатели свойств недеградированной почвы.

За основу для определения степени деградации в баллах мы предлагаем

использовать соответствующие ей градации по кратности снижения (увеличения)

показателей, предложенных В.В. Снакиным (1995). Содержание гумуса относится к

группе показателей, которая более динамична по сравнению с гранулометрическим и

минералогическим составом и менее – по сравнению с физико-химическими

свойствами почв и содержанием основных элементов питания. Таким образом, являясь

одним из самых стабильных показателей, предлагаемых к рассмотрению, снижение

содержания гумуса будет отражать уровень антропогенного воздействия. Для

определения степени деградации почвы при ее дегумификации мы предлагаем

параметры, указанные в таблице 12. Разработка осуществлялась с учетом литературных

данных, на основании которых можно прямо или косвенно оценить связь между

снижением содержания гумуса в почве и снижением устойчивости агроэкосистем. При

этом принималось, что слабодеградированным почвам соответствует снижение

продуктивности на 5-25, средне деградированным – на 25-50, сильно деградированным

– на 50-75 и очень сильно деградированным – более, чем на 75%.

Таблица 12. Критерии деградации почвы при её дегумификации

Показатель деградации

Степень деградации, в баллах

Кратность снижения содержание гумуса)

<1,2

1,2-1,4

1,5-1,7

1,8-2,0

>2,0

Таким образом, при снижении содержания гумуса более, чем в два раза почва

достигает крайней степени деградации. Преимущество предлагаемой системы

определения степени деградации земель заключается в ее относительной

универсальности, то есть общая система может использоваться практически для любой

почвенно-климатической зоны, независимо от ее особенностей. Следует отметить, что

при определении степени деградации почвы по снижению содержания элементов

питания можно рассматривать как валовое содержание данных элементов, так и

содержание их условно доступных для растений форм.

Поскольку валовое содержание элементов питания, зависит от

кристаллохимических особенностей минералов-носителей фосфора и калия,

унаследованных от почвообразующей породы. Тем не менее, содержание подвижных

форм элементов питания, в ряде случаев менее информативно, поскольку даже при

отрицательном балансе биогенных элементов в почве содержание их подвижных форм

еще более или менее длительное время останется на постоянном уровне за счет

непрекращающегося процесса выветривания. Кроме того, содержание подвижных

форм элементов – показатель, зависящий от погодных условий, фазы развития

растений и других факторов, изменяющихся в течение вегетационного сезона.

В связи с этим, наиболее предпочтительным для определения степени

деградации является использование валового содержания элементов питания.

Существует принципиально другой подход к определению степени деградации

почв, так называемый продукционный. Деградацию почвы предлагается оценивать не

по глубине изменений отдельных свойств, а по ее производительности, то есть

плодородию, в том числе по урожайности сельскохозяйственных культур.

Существенный недостаток продукционного подхода заключается в том, что он является

косвенным по отношению к почве, зависит от вида продукции и имеет сильную

социально-экономическую обусловленность.

Таким образом, основным оценочным показателем антропогенного воздействия

в условиях агроистощения является показатель степени деградации по выбранным

диагностическим показателям.

Научно-методические подходы к оценке степени загрязнения почв.

Химическое

загрязнение почв, вызванное антропогенной деятельностью, может быть связано как с

промышленным, так и сельскохозяйственным производством. Источником тяжелых

металлов в последнем случае являются удобрения, химические средства защиты

растений, а также нефтепродукты.

Минеральные и органические удобрения в своем составе содержат некоторые

естественные примеси, которые, концентрируясь в почве, могут приводить к ее

деградации, загрязнять сельскохозяйственную продукцию и сопредельные среды. Это

возможно, в первую очередь, за счет присутствия в их составе ряда тяжелых металлов.

Органические удобрения содержат существенно меньше тяжелых металлов, чем

минеральные. Однако следует учитывать, что органические удобрения применяются в

гораздо более высоких дозах. Так, в навозе и навозной жиже содержание токсичных

элементов может составлять: Cd – до 40 мг/кг, Pb – 15 мг/кг воздушно-сухого вещества.

При дозе органических удобрений 50 т/га в почву поступает Pb 38 г/га, Cd – 2,3 г/га.

Оценка степени загрязнения включает в себя следующие процедуры:

• оценка санитарно-гигиенического благополучия территории;

• оценка геохимических изменений, произошедших под воздействием предприятия;

• оценка совокупного действия загрязнителей с учетом степени их токсичности.

Последовательно рассмотрим основные принципы и проблемы выполнения

данного вида работ.

Оценка санитарно-гигиенического благополучия территории

В настоящее время при оценке степени загрязнения почв используется система

соотнесения фактически определенной концентрации элемента с предельно

допустимой концентрацией загрязняющего вещества, при которой изучаемые объекты

подразделяются на две категории: соответствующие и не соответствующие

требованиям [Санитарные нормы…, 1988; Гигиенические нормативы ГН…, 1994;

Перечень ПДК и ОДК…, 1995]. Следует отметить, что в мировой практике разработка

ПДК для почв была начата впервые, именно, в России в семидесятых годах прошлого

века [Импактное загрязнение почв металлами….., 1986].

Очевидное преимущество такого способа оценки степени загрязнения

заключается в его простоте. Тем не менее, система единых национальных нормативов

подвергается справедливой критике. По мнению ряда ученых, применение единых

величин ПДК на все территории без учета региональных особенностей недопустимо.

Данный недостаток в некоторой степени сглаживается принятыми в 1992 году

нормативами ОДК (ориентировочно допустимые концентрации), полученными

расчетным путем и учитывающими гранулометрический состав и кислотность почвы

[Перечень ПДК и ОДК…, 1995]. Они рассчитаны для тяжелых металлов и имеют по

три численных значения для различных условий, что делает их применение более

обоснованным и гибким. Следует учитывать, что предельно допустимые концентрации

устанавливаются для каждого элемента в отдельности без учета их совокупного

действия, что делает использование ПДК проблематичным на почвах, загрязненных

двумя или более элементами. И главное, сравнение с ПДК позволяет оценить

санитарно-гигиеническое состояние территории, но не дает возможности выявить

влияние на нее хозяйственной деятельности.

Оценка геохимических изменений, произошедших под воздействием предприятия

Корректно измерить масштабы изменений, произошедших под влиянием

антропогенного фактора, можно, лишь сравнив содержание тяжелых металлов в почве

в настоящий момент времени с исходной их концентрацией на момент начала

функционирования предприятия. По кратности увеличения содержания можно судить о

глубине антропогенного воздействия. Однако, очень часто аналитические данные,

характеризующие исходное состояние агроэкосистемы, отсутствуют, в связи с чем для

сравнения используется фоновая почва (под фоном в данном случае мы понимаем

однотипную, условно незагрязненную почву). Для оценки совокупного действия

поллютантов в качестве интегрального показателя в настоящее время широко

используется суммарный коэффициент техногенного загрязнения, рассчитываемый на

основе сложения коэффициентов техногенного загрязнения отдельных элементов

[Снакин, 1995]:

(/)(1),

cii

ZCCфонn

=−−

∑

где Z

– суммарный коэффициент техногенного загрязнения;

, – фактическая концентрация i-того элемента;

фон – фоновая концентрация i-того элемента;

N – количество загрязнителей.

Данный показатель при использовании его для оценки воздействия предприятия

на окружающую среду является, на наш взгляд, более информативным, так как

отражает относительную динамику показателей и учитывает их совместное

воздействие. В тоже время, использование суммарного коэффициента техногенного

загрязнения, так же, как и система ПДК, имеет ряд ограничений.

Во-первых, при расчете данного показателя не учитывается различная степень

токсичности элементов, что может привести или к недооценке степени экологической

напряженности. Так, предположим, на гипотетической почве №1 наблюдается

пятикратное превышение фоновой концентрации по кадмию и пятикратное – по

свинцу. Суммарный коэффициент техногенного загрязнения составляет при этом 9

единиц. На почве № 2 отмечается пятикратное превышение фона по меди и марганцу.

В этом случае Z

также будет равен 9. То есть, в двух неравнозначных по степени

опасности случаях суммарный коэффициент техногенного загрязнения получился

одинаковым. Между тем совершенно очевидно, что на почве № 1 загрязнение гораздо

более опасно, чем на почве № 2.

Во-вторых, в случае, если территория загрязнена преимущественно одним или

двумя элементами, суммарный коэффициент техногенного загрязнения не отражает

реальной напряженности экологической ситуации. Так, например, при наличии в почве

избыточной концентрации кадмия и содержании остальных элементов на уровне,

близком к фоновому, загрязнение будет считаться низким, даже в том случае, если

содержание элемента достигает значения 5-10 мг/кг почвы, что значительно выше

уровня ПДК и представляет опасность для почвенной экосистемы. В связи с этим

коэффициент техногенного загрязнения может широко использоваться при оценке

общего геохимического воздействия техногенных процессов на ландшафты, однако

попытки найти корреляцию между полученным коэффициентом и экологическим

состоянием почв, а также состоянием здоровья населения, выглядят недостаточно

обоснованными.

Оценка совокупного действия загрязнителей с учетом степени их токсичности.

Для устранения указанных недостатков необходимо при расчете интегрального

показателя совокупного действия элементов учесть степень токсичности каждого

элемента, что можно достичь введением в формулу показателя относительной

опасности вещества. Рекомендуется использовать величину, обратную ПДК (ОДК)

элемента. Интегральный показатель, рассчитываемый на основе информации о

содержании в почве токсичных элементов, их фоновом значении, а также санитарно-

гигиенических нормативах, был назван нами приведенным суммарным коэффициентом

концентрации – D. Рассчитывается он по следующей формуле:

[ ]

(/)

iii

DCCфонK

=×

∑

где D – приведенный суммарный коэффициент концентрации;

, – фактическая концентрация i-того элемента;

фон – фоновая концентрация i-того элемента;

N – количество загрязнителей;

– коэффициент относительной опасности i-того элемента, обратно

пропорциональный ПДК (1/ПДК). При этом принимается: если содержание элемента

или соединения ниже фонового, отношение С

/С

фон следует считать равным единице.

Для удобства использования полученный по формуле (12) результат следует

перевести в 100–балльную шкалу. Для этого приведенный суммарный коэффициент

концентрации необходимо соотнести с идеальным коэффициентом, соответствующим

незагрязненной почве имеющей оценку 100 баллов. Поскольку концентрация

элементов в незагрязненной почве будет равна фоновой, суммарный коэффициент

концентрации для такой почвы будет рассчитываться по формуле:

[ ]

фонi

∑

где D

фон

– приведенный суммарный коэффициент концентрации для фоновой почвы

(оценочный балл равен 100); N – количество загрязнителей;

, – коэффициент относительной опасности i-того элемента. Интегральный оценочный

балл загрязнения почвы будет определяться следующим образом:

Б = D

фон

∙ 100/D

где Б – интегральный оценочный балл, находящийся в пределах от 0 до 100; D

фон

–

приведенный суммарный коэффициент концентрации для фоновой почвы (оценочный

балл равен 100); D – приведенный суммарный коэффициент концентрации.

Таким образом, преимуществом предложенного интегрального показателя по

сравнению с рассмотренным выше суммарным коэффициентом техногенного

загрязнения является учет значимости отдельных элементов и представление конечного

результата оценки в стандартной форме, используемой при бонитировке почв.

Результаты оценки в значительной степени определяются величиной фоновых

концентраций элементов и соединений, поэтому очень важно корректно подобрать

фоновую почву. Прежде всего, в качестве фоновых концентраций содержания тяжелых

металлов в почве можно использовать рекомендуемые фоновые значения, приведенные

в Методических указаниях Министерства охраны окружающей среды (1993). Однако,

данные показатели не учитывают геохимические особенности провинции и, тем более,

локальные природные особенности. В связи с этим их использование для определения

интегральных показателей загрязнения (Z

, D) оправдано лишь в случае отсутствия

других данных.

Более приемлемым является использование фоновых значений, установленных в

условиях конкретного региона. Фоновые значения, учитывающие особенности

конкретного региона, позволят более объективно оценить степень геохимических

изменений, произошедших под влиянием антропогенного фактора. Идеальным случаем

является использование в качестве фона характеристики обследуемой территории до

начала функционирования предприятия. Следует учитывать, что предлагаемый

приведенный коэффициент концентрации, также как и суммарный коэффициент

техногенного загрязнения, неприменим для соединений, которые в фоновых почвах

вообще не присутствуют (нефть и нефтепродукты, бенз(а)пирен, остаточные

количества пестицидов и т. д.). Для оценки загрязненности этими веществами следует

пользоваться системой соотнесения фактической концентрации загрязнителя с ПДК.

После того, как дана количественная оценка степени загрязнения обследованной

территории, необходимо перейти к этапу, включающему в себя интерпретацию

полученных результатов. Данный этап является наиболее сложным. Прежде всего,

необходимо решить вопрос о допустимости воздействия. Несмотря на недостатки,

система ПДК остается основным показателем, свидетельствующим о допустимости

воздействия на окружающую среду.

После решения вопроса о допустимости нагрузки, следует определить глубину

антропогенного воздействия. Под глубиной антропогенного воздействия мы понимаем

степень геохимической трансформации почвы, произошедшей в результате

деятельности человека. В качестве параметров, по которым с той или иной степенью

достоверности можно судить о глубине воздействия предприятия на загрязнение

почвенного покрова, мы предлагаем использовать суммарный коэффициент

техногенного загрязнения и интегральный оценочный балл, рассчитанный на основе

приведенного суммарного коэффициента концентрации.

В зависимости от степени трансформации некоторых химических показателей

почвы, в частности, содержания тяжелых металлов, мы предлагаем выделять