Анализ тяжелых металлов в почве

Обновлено: 04.10.2024

Для оценки общего состояния уровня загрязнения грунта, насыщенности питательными веществами, уровня кислотности, наличия тяжелых металлов необходимо проведение химического анализа почвы. Исследование показывает не только насколько безопасна земля или пригодна для определенной деятельности, но и позволяет своевременно внедрить меры по ее очистке, удобрению, внесению корригирующих добавок, исключения дальнейших загрязнений.

Зачем делать химический анализ почвы

Для защиты окружающей среды и предотвращения негативных воздействий работы промышленных и прочих предприятий на здоровье и жизнь населения разработаны ГОСТы, предусматривающие периодическое проведение контроля состояния грунта.

Химанализ почвы проводят на всех стадиях проектирования и строительства:

  • для выбора участка под застройку;
  • для изменения целевого назначения земли;
  • в рамках инженерно-экологических изысканий с целью обоснования проектной документации;
  • после ввода в эксплуатацию объекта повышенного риска;
  • для определения кадастровой стоимости участка.

Предприятия, которые относятся к крупным и средним источникам загрязнений, обязаны проводить исследования:

  • в рамках производственно-экологического контроля;
  • при сверхнормативных выбросах;
  • при выяснении последствий техногенных катастроф, чрезвычайных ситуаций;
  • для оценки уровня экологического менеджмента.

Производственный регулярный контроль почв предусмотрен для свалок, полигонов и других мест для хранения ТБО.

Наблюдение за санитарным состоянием почв (периодический мониторинг загрязнений) предусмотрено также в зонах:

  • жилых, в том числе на территориях повышенного риска;
  • влияния автотранспорта;
  • захоронения и временного хранения промышленных отходов;
  • складирования ТБО;
  • сельскохозяйственных угодий;
  • санитарно-защитных зон (СЗЗ).

Общественные некоммерческие организации или отдельные граждане вправе проводить экологический контроль для предоставления сведений в надзорные госорганы.

Химический анализ грунта в аграрном деле необходим землевладельцам, потенциальным покупателям участков для определения плодородности и безопасности почвы.

Как используются результаты

За несоблюдение экологических требований при эксплуатации предприятий по ст. 8.2 КоАП РФ руководителя и ответственный персонал могут оштрафовать. А за отравление, загрязнение или иную порчу земли виновные, согласно ст. 25 УК РФ, несут уголовную ответственность.

Поэтому юридические лица заинтересованы в проведении замеров, чтобы принять меры для устранения возможных последствий их деятельности. Кроме этого, своевременное выявление нарушений позволяет:

  • оптимизировать затраты на экологические мероприятия;
  • избежать штрафных санкций со стороны инспекторов после проведения государственного контроля;
  • получить сертификат ISO 14001 и вывести предприятие на современный уровень ведения бизнеса.

Разработчикам документации в рамках ИЭИ замеры помогут доказать, что почва пригодна для строительства, и закончить проект, на основании которого получают разрешения.

В фермерском, сельском, подсобном хозяйстве результаты используют для:

  • контроля изменений агрохимических показателей;
  • рационального применения удобрений;
  • снижения негативного влияния химизации;
  • своевременной рекультивации;
  • правильного выбора культур для посадки.

Анализ расскажет не только почему отсутствуют урожаи или начали болеть растения, но и о причинах ухудшения здоровья населения.

Анализ содержания тяжелых металлов в почве


Тяжелые металлы относятся к самым токсичным и опасным веществам, оказывающим крайне негативное воздействие на здоровье людей и окружающую среду. Загрязнение почвы тяжелыми металлами ведет к ухудшению ее качества, сужению возможностей хозяйственного использования. Каждая организация или предприниматель, использующие или планирующие использовать почву в экономической или иной деятельности, должны исследовать ее на предмет содержания вредных веществ. Анализ почвы на содержание тяжелых металлов позволяет оценить степень ее безопасности, подтвердить соблюдение хозяйствующим субъектом требований экологического законодательства, помогает принять верные управленческие решения.

Источники и причины загрязнения почвы тяжелыми металлами

Тяжелые металлы поступают в окружающую среду в основном в результате деятельности человека. Источниками загрязнения становятся:

  • выбросы предприятий – преимущественно тяжелой промышленности;
  • сжигание топлива и горючих ископаемых;
  • гидрогенное загрязнение от поступления промышленных сточных вод в водоемы;
  • внесение комплексных удобрений, мелиорантов, средств защиты растений;
  • отвалы золы, шлака, руд, шламов;
  • разливы нефти и нефтепродуктов;
  • свалки ТБО.

Распространение тяжелых металлов зависит от источника, метеорологических условий, направления ветра, рельефа местности, особенностей вещества. ПДК металлов в почве устанавливаются с учетом фоновых концентраций. В некоторых случаях за предельно допустимую концентрацию принимают самое высокое содержание тяжелых металлов, наблюдаемое в незагрязненных почвах.

Для чего выполняют анализ содержания тяжелых металлов в почве

Оценка степени загрязнения почв тяжелыми металлами необходима:

  • для определения пригодности почвы для того или иного вида деятельности, городского озеленения, рекультивации;
  • оценки воздействия предприятия на природные объекты;
  • установления стоимости земельного участка;
  • разработки мероприятий по оздоровлению почвы;
  • перевода земель из одной категории в другую при изменении их целевого назначения.

Лабораторные анализы позволяют оценить состояние почвенного покрова, его экологическую безопасность, уровень загрязнения. Результаты используются для принятия решений по использованию земельного участка, восстановлению почвы.

Перечень тяжелых металлов, выявляемых при лабораторном исследовании почв

К тяжелым металлам относят 58 элементов с атомной массой более 50. По степени опасности они подразделяются на 4 класса:

  1. Высокоопасные – мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор.
  2. Умеренноопасные – бор, кобальт, никель, молибден, медь, хром, сурьма.
  3. Малоопасные – барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций.

Стандартный анализ почвы на содержание тяжелых металлов определяет концентрацию свинца, кадмия, ртути, меди, никеля, цинка, мышьяка (мг/кг). Перечень веществ может быть расширен в зависимости от цели исследования и специфики предприятия.

Отбор проб почвы на определение тяжелых металлов в почве

Исследование почвы на содержание тяжелых металлов проводят не реже 1 раза в 3 года, на территориях дошкольных учреждений, школ, лечебных учреждений, рекреационных зон – дважды в год: в теплый и холодный сезон. Образцы почв отбирают в районах воздействия источников загрязнения согласно требованиям ГОСТ 17.4.4.02-2017г. Места пробоотбора намечают с применением системы концентрических окружностей и «метода конверта». Инструменты, используемые при отборе проб, должны быть изготовлены из инертных к действию образцов и реагентов материалов, иметь гладкую, легко очищаемую поверхность.

Не допускается использование оцинкованных и эмалированных емкостей, окрашенных инструментов. Образцы для анализа содержания тяжелых металлов отбираются почвенным буром или лопатой, запаковываются в мешочки из натуральной ткани. После транспортировки в лабораторию пробы немедленно просушивают.

Определение содержания тяжелых металлов в пробах почвы

Выделяют 3 основных группы аналитических методов определения тяжелых металлов в почве:

  • Электрохимические – потенциометрия, кондуктометрия, вольтамперометрия.
  • Экстракционно-фотометрические – спектрофотометрия, атомно-абсорбционная спектроскопия, колориметрия.
  • Тонкослойная хроматография – физико-химический метод, позволяющий обнаружить искомое вещество в ничтожно малых количествах.

Для анализа почв на тяжелые металлы используют оборудование с высокой абсолютной чувствительностью и возможностью идентификации и количественного определения токсичных форм веществ. Средства измерения подготавливают к работе согласно руководству по эксплуатации и аттестованной методике измерений. По окончанию исследования составляют протокол.

Наши преимущества

Анализ тяжелых металлов в почве

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ СЕЛЬХОЗУГОДИЙ И ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

(издание 2-е, переработанное и дополненное)

Зам. Министра сельского хозяйства Российской Федерации А.Г.Ефремов

10 марта 1992 г.

B настоящих методических указаниях изложены методы отбора проб, подготовки их к анализам и определения тяжелых металлов (цинка, меди, свинца, кадмия и ртути) в пробах почв, продукции растениеводства и кормах.

Методические указания предназначены для использования в работе проектно-изыскательских станций химизации сельского хозяйства и их филиалов и других учреждений, определяющих содержание тяжелых металлов в указанных объектах.

При переработке методических указаний учтены замечания Калининградской, Красноярской, Сумской, Херсонской, Хабаровской областных и Эстонской республиканской станций химизации.

Методические указания подготовили: канд. хим. наук А.В.Кузнецов, канд. с.-х. наук А.П.Фесюн, канд. с.-х. наук С.Г.Самохвалов (ЦИНАО); канд. физ.-мат. наук Э.П.Махонько (НПО "Тайфун").

Первая редакция методических указаний утверждена заместителем Председателя Госагропрома СССР Г.А.Романенко 16.01.89 г.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В последние годы уделяется особое внимание проблеме загрязнения окружающей природной среды тяжелыми металлами (ТМ) и другими токсичными элементами.

В связи с возрастающими масштабами техногенного загрязнения окружающей среды ряд тяжелых металлов и токсичных элементов включен в международные и отечественные списки загрязняющих веществ, подлежащих контролю.

По степени опасности химические элементы подразделяются на три класса (ГОСТ 17.4.1.02-83) [1]:

1 - вещества высокоопасные;

2 - вещества умеренноопасные;

3 - вещества малоопасные.

Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к классам опасности

Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен

Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром

Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон

Класс опасности химических веществ устанавливается не менее чем по трем показателям в соответствии с приложением 1.

1.2. Специалисты агрохимической службы, научно-исследовательских институтов, проектно-изыскательских станций химизации сельского хозяйства и их филиалов, районных и межрайонных агрохимических лабораторий осуществляют систематический контроль за загрязнением почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства тяжелыми металлами в следующих случаях:

1.2.1. При использовании отходов промышленности и коммунального хозяйства в качестве средств химизации сельского хозяйства - известьсодержащие отходы, фосфогипс, осадки сточных вод, компосты из твердых бытовых отходов (ТБО);

1.2.2. При комплексной природоохранной оценке технологий использования средств химизации, в первую очередь при комплексном агрохимическом окультуривании полей;

1.2.3. При интенсивном загрязнении почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства выбросами промышленных отходов предприятий, определенном на основании данных инвентаризации источников загрязнения;

1.2.4. При использовании сточных вод, содержащих ТМ и другие токсичные примеси, для орошения сельскохозяйственных угодий.

1.3. Работы по контролю за использованием отходов сточных вод и загрязнением почв сельскохозяйственных угодий техногенными выбросами (п.1.2.1-1.2.3.) проводятся, как правило, по договорам с предприятиями, являющимися источниками загрязнения, а при проведении природоохранной оценки технологий использования средств химизации сельского хозяйства (п.1.2.4.) - по договорам с областными (краевыми, АССР) агропромышленными объединениями.

2. ПЛАНИРОВАНИЕ РАБОТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ, ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА И КОРМАХ

2.1. Работы по определению содержания ТМ в почвах, продукции растениеводства и кормах проводятся проектно-изыскательскими станциями химизации сельского хозяйства и их филиалами по программам, согласованным с республиканскими объединениями "Сельхозхимия", республиканскими и региональными научно-методическими центрами и областными (республиканскими, краевыми) агропромышленными объединениями.

Работа включается в производственно-финансовый план станции химизации и оплачивается в соответствии с утвержденными нормами выработки и расценками.

2.2. Для обоснованного планирования работ по выявлению и предотвращению накопления ТМ и других токсичных элементов в почве сельскохозяйственных угодий, продукции растениеводства и кормах с целью безопасного и высокопроизводительного ведения сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения проектно-изыскательские станции химизации должны располагать полной информацией о предприятиях - источниках загрязнения и используемых и планируемых к использованию в качестве средств химизации отходах.

2.3. В первую очередь обращается внимание на известь и гипссодержащие отходы (их смеси), отходы промышленности и коммунального хозяйства, используемые в качестве органических удобрений, отходы, применяемые как макро- и микроудобрения. При этом учитывается значимость каждого вида отхода для использования в условиях области (АССР, края, зоны обслуживания).

Проводится максимально возможный сбор информации о физических свойствах, химическом составе отходов, наличии токсичных элементов.

2.4. Планирование работ по изучению загрязнения почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства токсичными выбросами предприятий осуществляется на основании следующих показателей:

- снижения урожайности и ухудшения качества урожая сельскохозяйственных культур;

- изменения роста и развития растений;

- негативного влияния выбросов на состояние почвенного плодородия (физико-химические свойства почвы, воздействие на почвенную микрофлору и фауну и др.).

С этой целью проводится сбор информации о выбросах промышленных предприятий. Материалы по запросу областного (краевого, АССР) агропромышленного объединения получают на предприятиях-источниках загрязнения, областных (районных) санитарно-эпидемиологических станциях.

Возможно использование материалов областных (краевых, АССР) территориальных схем охраны природы (ТЕРСКОП), которые в настоящее время составлены для многих областей (материалы имеются в облисполкомах, санэпидемстанциях).

2.5. Проводится оценка существующих условий воздушного переноса промышленных выбросов за длительный период, для чего по данным местных метеостанций строится "роза ветров", а также за период вегетации растений.

Особое внимание уделяется предприятиям цветной и черной металлургии, энергетики, горнодобывающей и химической промышленности.

3. ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ И РАСТЕНИЙ ПРИ ОБЩИХ И ЛОКАЛЬНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЯХ

3.1. Общие положения

Термины и определения, используемые в методических указаниях, и их пояснения приведены в приложении 2.

Отбор проб почвы и растений проводится в районах воздействия промышленных, сельскохозяйственных, хозяйственно-бытовых и транспортных источников загрязнения при контроле санитарно-гигиенического состояния с.-х. угодий и растительной продукции.

3.2. Аппаратура, материалы, реактивы:

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 19596-87. - Примечание изготовителя базы данных.

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 23707-95. - Примечание изготовителя базы данных.

- ножи из полиэтилена или полистирола;

- сита почвенные с диаметром отверстий 2 мм по ГОСТ 3584-73*;

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 6613-86. - Примечание изготовителя базы данных.

- ступки и пестики фарфоровые по ГОСТ 9147-80;

- банки стеклянные широкогорлые с притертыми пробками вместимостью 500, 800, 1000 см;*

* Текст соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

- банки или коробки из пищевого полиэтилена, полистирола;

- шпатели металлические по ГОСТ 19126-79*;

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 19126-2007, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

- шпатели пластмассовые по ГОСТ 19126-79;

- бумага оберточная по ГОСТ 8273-75;

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 892-89. - Примечание изготовителя базы данных.

- пакеты или пленка полиэтиленовая;

- сушильный шкаф, обеспечивающий поддержание заданного температурного режима 40-150 °С с погрешностью ±5 °С;

- вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Инструменты, используемые при отборе проб, должны быть тщательно очищены от ржавчины. Не следует употреблять оцинкованные ведра, медные изделия, эмалированные тазы, окрашенные инструменты, содержащие тяжелые металлы.

Особого внимания заслуживает правильный выбор упаковочного материала для предотвращения загрязнения тяжелыми металлами проб, взятых в поле. Пробы почв помещают в мешочки из отбеленной хлопчатобумажной ткани. Мокрые пробы отбирают в полиэтиленовые мешочки и после доставки с поля незамедлительно сушат в проветриваемом помещении.

3.3. Отбор проб почвы

3.3.2. Образцы почв отбираются два раза в год: весной - после схода снега и осенью - во время уборки урожая. Для контроля загрязнения ТМ отбор проб почв проводят не менее 1 раза в 3 года.

3.3.3. В каждом хозяйстве обследуется 3-5 полей занятых основными культурами. Размер пробной площадки при однородном почвенном покрове колеблется от 1 до 5 га, а при неоднородном почвенном покрове - от 0,5 до 1 га. С каждой из этих площадок отбирается не менее 1 объединенной пробы.

3.3.4. На пахотных почвах точечные пробы отбирают на глубину пахотного слоя, на сенокосах и пастбищах - на глубину до 25 см через интервалы 0-5, 5-10, 10-20 (25) см. Для контроля загрязнения легкомигрируюшими веществами точечные пробы отбирают по генетическим горизонтам на всю глубину почвенного профиля [3]. При отборе проб под зерновыми и пропашными культурами, а также под виноградниками необходимо в равной мере захватить рядки и междурядья. В садах пробы отбирают примерно в 1 м от ствола дерева.

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИОНОВ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ ПРИ ПОМОЩИ МЕТОДА ТОНКОСЛОЙНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуализация

Специалисты по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделили приоритетную группу, в которую входят свинец, ртуть, кадмий, никель, хром, цинк, мышьяк как элементы более опасные для здоровья человека и животных. Главный путь опадания тяжелых металлов в организм (до 70 %) – поступает через пищевые продукты, вдыхаемый воздух, реже – через кожу и слизистые. Эти элементы способны накаливаться во всех органах и тканях, сохраняться там месяцами и достигая определенной концентрации, начинают свое губительное воздействие – вызывают отравление организма, мутации. Можно сказать, что они его засоряют даже чисто механически – ионы тяжелых металлов оседают на стенках тончайших систем организма и снижают фильтрационную способность почечных каналов, каналов печени. В свою очередь, это приводит к накоплению токсинов и продуктов жизнедеятельности в клетках нашего организма, т.е. происходит его самоотравление, так как именно печень отвечает за переработку продуктов жизнедеятельности и попадающих в нас ядовитых веществ, а в почки – за их выведение наружу

Поступление тяжелых металлов в биосферу также осуществляется разнообразными путями. Основная их часть их часть поступает в почву из атмосферы, которая насыщена промышленными выбросами. Важнейшим является выброс при высокотемпературных процессах в чёрной и цветной металлургии, при обжиге цементного сырья, сжигании минерального топлива. Кроме того, источником загрязнения биоценозов могут служить орошение почвы водами с повышенным содержанием тяжёлых металлов, внесение осадков бытовых сточных вод в почву в качестве удобрения. Свой вклад в загрязнение металлами вносят также транспорт и коммунально-бытовые объекты. Почва накапливает тяжелые металлы, поскольку они поглощаются почвенным гумусом с образованием труднорастворимых соединений

Работа состоит из двух практических частей.

Цель 1-й части работы

1. Провести экспериментальный анализ образцов почвы, взятой из трёх разных мест (сад, поле, дорога)

2. Провести качественный анализ ионов металлов, содержащихся в указанных образцах почвы.

Цель 2-й части работы

Экспериментально определить влияние солей тяжёлых металлов, содержащихся в образцах почвы, на живой организм.

Методика проведения эксперимента

Определить содержание тяжелых металлов в почве можно при помощи метода тонкослойной хроматографии. Это один из эффективных методов исследования, который не требует сложного оборудования и дефицитных реактивов. Он позволяет обнаружить вещества в ничтожно малых количествах. Исследуем наличие в почве ионов тяжелых металлов, используя этот метод.

Обнаружение ионов тяжелых металлов в почве с помощью метода тонкослойной хроматографии

Определить содержание тяжелых металлов в почве можно с помощью метода тонкослойной хроматографии

Хроматография – физико-химический метод разделения и анализа смесей, основанный на разделении их компонентов между двумя фазами – неподвижной и подвижной

Неподвижная фаза представляет собой сорбент с развитой поверхностью, а подвижная – поток газа или жидкости. Поток подвижной фазы фильтруется через слой сорбента или перемещается вдоль слоя сорбента.

В 1910–1930 годы метод был незаслуженно забыт и практически не развивался

В 1931 году Р. Кун, А. Винтерштейн и Е. Ледерер при помощи хроматографии выделили из сырого каротина α и β фракции в кристаллическом виде, чем продемонстрировали препаративную ценность метода

В 1941 году А.Дж.П. Мартин и Р.Л.М. Синг разработали новую разновидность хроматографии, в основу которой легло различие коэффициентах распределение разделяемых веществ между двумя несмешивающимся жидкостями. Метод получил название «распределительная хроматография».

В 1947 году Т.Б. Гапон, Е.Н. Гапон и Ф.М. Шемякин разработали метод «ионообменной хроматографии»

В 1952 году Дж. Мартину и Р. Сингу была присуждена Нобелевская премия в области химии за создание метода «распределительной хроматографии»

С середины ХХ века и до наших дней хроматография интенсивно развивалась и стала одним из наиболее широко применяемых аналитических методов.

Метод хроматографии – это один из эффективных методов исследования, который не требует сложного оборудования и дефицитных реактивов. Он позволяет обнаружить вещества в ничтожно малых количествах.

Для проведения эксперимента были взяты образцы почвы из трёх разных мест: в поле, в саду, у дороги

С целью обнаружения в почве ионов тяжелых металлов была проведена бумажная хроматография. Для этого сухую измельчённую почву (каждый образец массой 10 г) залили 50 мл 1 М раствора азотной кислоты и оставили на сутки. Затем смесь профильтровали и выпарили фильтрат до 3 мл.

Для проведения опытов были использованы 2 растворителя:

- смесь, содержащую 87 % ацетона, 5 % воды и 8 % концентрированной соляной кислоты;

- смесь, содержащую 18 мл этанола, 18 мл пропанола и 4 мл 20 %-ной соляной кислоты.

В качестве проявителей использовали K 4[ Fe ( CN )6], NH 4 SCN и Na 2 S .

Для проведения хроматографии использовали полоски фильтрованной бумаги шириной 2 см и длиной 11 см. На полоске бумаги была проведена стартовая линия на расстоянии 2 см от края, на которую в центре нанесли каплю исследуемого раствора. Пятно обвели простым карандашом и высушили.

В стеклянный цилиндр мы налили 15 мл растворителя. Полоску бумаги с нанесённой на неё каплей анализируемого раствора опустили в сосуд так, чтобы её конец был погружён в растворитель не более чем на 0,5 см. при этом пятно не касалось растворителя, а полоска бумаги – стенок цилиндра

Далее растворителю давали подняться на 10 см. после этого мы вынимали полоску, отмечали карандашом фронт растворителя и высушивали. Затем опрыскивали полоску проявителем и снова высушивали. Окрашенные зоны указывали на присутствие того или иного катиона.

V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

ОБЪЕКТИВНОСТЬ ОЦЕНКИ НАКОПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ

В условиях современной антропогенной нагрузки на окружающую среду, основным видом техногенного загрязнения почв является загрязнение тяжелыми металлами, источники которых - промышленные предприятия, автотранспорт, жилищно-коммунальное хозяйство.

Для оценки уровня химического загрязнения используют суммарный показатель загрязнения (Zс). Ю. Н. Водяницкий считает, что принятое выражение «суммарное загрязнение почв» надо воспринимать с оговоркой, так как при этом не учитывают другие виды загрязнения, например, органическими поллютантами или радионуклидами. Но даже с этой оговоркой, суммарное загрязнение почв тяжелыми метлами и металлоидами, может быть учтено не полностью в силу несовершенства инструментальной техники [1]. Анализ объективности других способов оценки содержания тяжелых металлов в почве проведен нами ранее [2].

При определении Zс нами выявлены существенные разночтения в имеющихся нормативных документах: Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации[3]; Методические указания МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» [4]; Письмо Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 27 декабря 1993 г. № 04-25/61-5678 [5]. В каждом из них приведена формула определения Zс.

Zс1 = Кс –( n-1)(1)

где, Кс=Ci/Сфі – коэффициент концентрации i-го химического элемента;

Ci – фактическое содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг;

Сфi – фоновое содержание i-го химического элемента в почвах, мг/кг;

n – число учитываемых элементов с Кс>1 [3].

где, Кс=Ci/Сфі – коэффициент концентрации химического вещества;

Ci – фактическое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг;

Сфi – региональное фоновое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг;

n – число определяемых суммируемых веществ [4].

где, C(i) факт – фактическое содержание i-го токсиканта в почве;

С(i) фон – значение регионально-фонового содержания в почве i-го токсиканта.

Под регионально-фоновым содержанием химического вещества понимается их содержание в почвах территории, не испытывающих техногенной нагрузки [5].

Объектом изучения было содержание тяжелых металлов (Pb, Zn, Нg) и металлоида (Аs) в черноземе южном Еланского района. Территория исследования – трасса газопровода-отвода и газораспределительной станции Елань. Нами проведено определение величины Zс по всем выше перечисленным формулам (табл. 1 и 2).

Таблица 1. Суммарный показатель загрязнения (по формулам 1 и 2)

Вид фона

Zс1

Zс2

Примечание: фон 1 – фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Еланского района; фон 2 – фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Волгоградской области; фон 3 – фоновое содержание тяжелых металлов согласно СП 11-102-97.

Таблица 2. Суммарный показатель загрязнения (по формуле 3)

Zс

фон 1

фон 2

фон 3

По формуле (1), мы не можем объективно оценить содержание тяжелых металлов в почве, так как она ограничивает учет тех элементов, Кс для которых меньше 1.Использование формулы 2 в одном случае дает отрицательную величину, в двух других – разночтения в 4,7 раза. Для формулы (3) в определении регионально-фонового содержания химического вещества в почве не учтен тип исследуемой почвы. Формулы (1) и (2) учитывают количество определяемых элементов посредством безразмерного коэффициента n, в то время как в формуле (3) расчет производят для каждого элемента, независимо от того, превышает его концентрация фон или нет.При определении показателя загрязнения для каждого элемента (по формуле 3), считаем нецелесообразным оставлять за ним название «суммарный». Результаты расчета показывают, что эта величина в зависимости от того, что принято за фон, изменяется для свинца в 2,1 раза, цинка – 1,8, кадмия- 1,5, мышьяка – в 1,1 раза (табл. 2). При применении всех формул не оговорено, что понимают под фоновым или регионально-фоновым содержанием элемента – их концентрацию в почвах региона, например Нижнего Поволжья, области, района и т. д.

Из анализа таблиц 1 и 2 отчетливо видны существенные разночтения в оценки аккумуляции тяжелых металлов в почвах. С целью повышения объективности оценки содержания в почвах тяжелых металлов, предлагаем учитывать их накопление относительно данного типа ненарушенных, не подверженных деградации почв.

При отсутствии фоновых значений соответствующего типа почв целесообразно оценивать накопление тяжелых металлов по фактическим значениям.

Литература

1 Водяницкий, Ю. Н. Формулы оценки суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами и металлоидами/ Ю.Н. Водяницкий // Почвоведение. 2010. № 10.- С. 1276-1280.

2 Спиридонова, И.В. Динамика изменения содержания валовых форм тяжелых металлов в почвах Волгограда / И.В. Спиридонова, А.А. Околелова, Н.Г. Кокорина, А.С. Иванова // Плодородие. - 2010. № 4. С. 42-44. .

3 Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации. М.: 2003.- 33 с.

4 Методические указания «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест». Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7.02.1999 № 2.1.7.730-99. М.: 2003

5 Письмо Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 27 декабря 1993 г. № 04-25/61-5678.

Читайте также: