Кислоторастворимые формы тяжелых металлов это

Обновлено: 05.07.2024

Общую загрязненность почвы характеризует валовое количество тяжелого металла. Доступность же элементов для растений определяется их подвижными формами. Поэтому содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов - важнейший показатель, характеризующий санитарно-гигиеническую обстановку и определяющий необходимость проведения мелиоративных детоксикационных мероприятий.
В зависимости от применяемого экстрагента извлекается различное количество подвижной формы тяжелого металла, которое с определенной условностью можно считать доступным для растений. Для экстракции подвижных форм тяжелых металлов используются различные химические соединения, обладающие неодинаковой экстрагирующей силой: кислоты, соли, буферные растворы и вода. Наиболее распространенными экстрагентами являются 1н HCl и ацетатно-аммонийный буфер с pH 4.8. В настоящее время еще накоплено недостаточно экспериментального материала, характеризующего зависимость содержания в растениях тяжелых металлов, экстрагируемых различными химическими растворами, от их концентрации в почве. Сложность этого положения обусловливается еще и тем, что доступность для растений подвижной формы тяжелого металла зависит во многом от свойств почвы и специфических особенностей растений. При этом поведение в почве каждого элемента имеет свои конкретные, присущие ему закономерности.
Для изучения влияния свойств почв на трансформацию соединений тяжелых металлов провели модельные опыты с резко различающимися по свойствам почвами (табл. 8). В качестве экстрагентов использовали сильную кислоту - 1н HNO3, нейтральную соль Ca(NO3)2, ацетатно-аммонийный буферный раствор и воду.

Решающую роль в распределении тяжелых металлов в системе почва-раствор играют процессы сорбции-десорбции на твердой фазе почвы, определяемые свойствами почвы и не зависящие от формы внесенного соединения. Образующиеся соединения тяжелых металлов с твердой фазой почвы термодинамически более устойчивы, чем внесенные соединения, и они определяют концентрацию элементов в почвенном растворе (Р.И. Первунина. 1983).
Почва мощный и активный поглотитель тяжелых металлов, она способна прочно связывать и тем самым снижать поступление токсикантов в растения. Активно инактивируют соединения металлов минеральные и органические компоненты почвы, но количественные выражения их действия зависят от типа почв (B A. Большаков и др., 1978, В.Б. Ильин, 1987).
Накопленный экспериментальный материал свидетельствует о том. что наибольшее количество тяжелых металлов из почвы извлекается 1 н кислотной вытяжкой. При этом данные близки к валовому содержанию элементов в почве. Эту форму элементов можно считать общим запасным количеством, способным переходить в мобильную подвижную форму. Содержание тяжелого металла при извлечении из почвы ацетатно-аммонийным буфером характеризует уже более мобильную подвижную часть. Еще более мобильной является обменная форма тяжелого металла. экстрагируемая нейтральным солевым раствором. В.С. Горбатов и Н.Г. Зырин (1987) считают, что наиболее доступной для растений является обменная форма тяжелых металлов, селективно извлекаемая растворами солей, анион которых не образует комплексов с тяжелыми металлами, а катион обладает высокой вытесняющей силой. Именно такими свойствами обладает Ca(NO3)2, используемый в нашем эксперименте. Наиболее же агрессивные растворители - кислоты, чаще всего используемые 1н HCl и 1н HNO3, извлекают из почвы не только усвояемые растениями формы, но и часть валового элемента, которые являются ближайшим резервом, для перехода в подвижные соединения.
Концентрация в почвенном растворе тяжелых металлов, извлекаемых водной вытяжкой, характеризует наиболее активную часть их соединений. Это самая агрессивная и динамичная фракция тяжелых металлов, характеризующая степень подвижности элементов в почве. Высокое содержание воднорастворимых форм TM может приводить не только к загрязнению растительной продукции, но и к резкому снижению урожая вплоть до его гибели. При очень высоком содержании в почве водно-растворимой формы тяжелого металла, она становиться самостоятельным фактором, определяющим величину урожая и степень его загрязненности.
В нашей стране накоплена информация о содержании в незагрязненных почвах подвижной формы TM, главным образом тех из них, которые известны как микроэлементы - Mn, Zn, Cu, Mo. Co (табл. 14). Для определения подвижной формы чаще всего использовались индивидуальные экстрагенты (по Пейве Я.В. и Ринькису Г.Я.). Как видно из таблицы 14, почвы отдельных регионов значительно различались по количеству подвижной формы одного и того же металла.

Причиной могли быть, как считает В.Б. Ильин (1991 г.), генетические особенности почв, прежде всего специфика гранулометрического и минералогического составов, уровень гумусированности, реакция среды. По этой причине могут сильно различаться почвы одного природного региона и более того, даже одного генетического типа в пределах этого региона.
Различие между встреченным минимальным и максимальным количеством подвижной формы может находиться в пределах математического порядка. Совершенно недостаточно сведений о содержании в почвах подвижной формы Pb, Cd, Cr, Hg и других наиболее токсичных элементов. Правильно оценить подвижность TM в почвах затрудняет использование в качестве экстрагента химических веществ, сильно различающихся по своей растворяющей способности. Так, например, 1 н HCl извлекала из пахотного горизонта подвижных форм в мг/кг: Mn - 414, Zn - 7,8 Ni - 8,3, Cu - 3,5, Pb - 6,8, Co - 5,3 (почвы Западной Сибири), тогда как 2,5% CH3COOH извлекала соответственно 76; 0,8; 1,2; 1,3; 0,3; 0,7 (почвы Томского Приобья, данные Ильина. 1991). Эти материалы свидетельствуют о том, что 1 н HCl извлекала из почвы за исключением цинка около 30% металлов от валового количества, а 2,5% CH3COOH - менее 10%. Поэтому экстрагент 1н HCl, широко используемый в агрохимических исследованиях и при характеристике почв, обладает высокой мобилизующей способностью в отношении запасов тяжелых металлов.
Основная часть подвижных соединений тяжелых металлов приурочена к гумусовому или корнеобитаемому горизонтам почвы, в которых активно происходят биохимические процессы и содержится много органических веществ. Тяжелые металлы. входящие в состав органических комплексов, обладают высокой мобильностью. В.Б. Ильин (1991) указывает на возможность накопления тяжелых металлов в иллювиальном и карбонатном горизонтах, в которые попадают мигрирующие из вышележащего слоя тонкодисперсные частицы, насыщенные тяжелыми металлами, и воднорастворимые формы элементов. В иллювиальном и карбонатном горизонтах металлосодержащие соединения выпадают в осадок. Этому в наибольшей степени способствует резкое повышение pH среды в почве указанных горизонтов, обусловленное наличием карбонатов.
Способность тяжелых металлов накапливаться в нижних горизонтах почв, хорошо иллюстрируют данные по профилям почв Сибири (табл. 15). В гумусовом горизонте отмечается повышенное содержание многих элементов (Sr, Mn, Zn, Ni и др.) независимо от их генезиса. Во многих случаях четко прослеживается увеличение содержания подвижного Sr в карбонатном горизонте. Общее содержание подвижных форм в меньшем количестве характерно для песчаных почв, в значительно большем - для суглинистых. То есть, имеется тесная связь между содержанием подвижных форм элементов и гранулометрическим составом почв. Аналогичная положительная зависимость прослеживается между содержанием подвижных форм тяжелых металлов и содержанием гумуса.

Содержание подвижных форм тяжелых металлов подвержено сильным колебаниям, что связано с изменяющейся биологической активностью почв и влиянием растений. Так, по данным исследований, проведенных В.Б. Ильиным, содержание подвижного молибдена в дерново-подзолистой почве и южном черноземе в течение вегетационного периода изменялось в 5 раз.
В некоторых научно-исследовательских учреждениях в последние годы изучаюсь влияние длительного применения минеральных, органических и известковых удобрений на содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов.
На Долгопрудной агрохимической опытной станции (ДАОС, Московская область) проведено изучение накопления в почве тяжелых металлов, токсичных элементов и их подвижности в условиях длительного применения фосфорных удобрений на известкованной дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве (Ю.А. Потатуева и др., 1994 г.). Систематическое применение балластных и концентрированных удобрений в течение 60 лет, разных форм фосфатов в течение 20 лет и фосфоритной муки различных месторождений в течение 8 лет не оказало существенного влияния на валовое содержание в почве тяжелых металлов и токсических элементов (ТЭ), но привело к увеличению подвижности в ней некоторых TM и ТЭ. Содержание подвижных и водорастворимых форм в почве возрастало примерно в 2 раза при систематическом применении всех изученных форм фосфорных удобрений, составляя, однако, только 1/3 ПДК. Количество подвижного стронция возрастало в 4,5 раза в почве, получившей простой суперфосфат. Внесение сырых фосфоритов Кингисепского месторождения привело к увеличению содержания в почве подвижных форм (ААБ pH 4,8): свинца в 2 раза, никеля - на 20% и хрома на 17%, что составило соответственно 1/4 и 1/10 ПДК. Увеличение содержания подвижного хрома на 17% отмечено в почве, получавшей сырые фосфориты Чилисайского месторождения (табл. 16).

Сопоставление экспериментальных данных длительных полевых опытов ДАОС с санитарно-гигиеническими нормативами по содержанию подвижных форм тяжелых металлов в почве, а при их отсутствии с предлагаемыми в литературе рекомендациями, свидетельствует о том, что содержание подвижных форм этих элементов в почве было ниже допустимых уровней. Эти эксперементальные данные свидетельствуют о том, что даже очень длительное - в течение 60 лет применение фосфорных удобрений не привело к превышению уровня ПДК в почве ни в отношении валовых ни по подвижным формам тяжелых металлов. В то же время эти данные свидетельствуют о том, что нормирование тяжелых металлов в почве только по валовым формам недостаточно обосновано и должно быть дополнено содержанием подвижной формы, которая отражает как химические свойства самих металлов, так и свойства почвы, на которой выращиваются растения.
На базе длительного полевого опыта, заложенного под руководством академика Н.С. Авдонина на экспериментальной базе МГУ "Чашниково", проведено исследование влияния длительного в течение 41 года применения минеральных, органических, известковых удобрений и их сочетания на содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве (В.Г. Минеев и др., 1994). Результаты исследований, проведенные в таблице 17, показали, что создание оптимальных условий для роста и развития растений существенно снижало содержание подвижных форм свинца и кадмия в почве. Систематическое же внесение азотно-калийных удобрений, подкисляя почвенный раствор и снижая содержание подвижного фосфора, удваивало коцентрацию подвижных соединений свинца и никеля и в 1,5 раза увеличивало содержание кадмия в почве.

Содержание валовых и подвижных форм TM в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве Беларуси, изучалось при длительном применении осадков городских сточных вод: термофильно-сброженных с иловых полей (ТИП) и термофильно-сброженных с последующим механическим обезвоживанием (ТМО).
За 8 лет исследований насыщенность севооборота OCB составило 6,25 т/га (одинарная доза) и 12,5 т/га (двойная доза), что приблизительно в 2-3 раза выше рекомендуемых доз.
Как видно из таблицы 18, четко прослеживается закономерность повышения содержания валовых и подвижных форм TM в результате трехразового внесения ОСВ. Причем наибольшей подвижностью отличается цинк, количество которого в подвижной форме возросло в 3-4 раза по сравнению с контрольной почвой (Н.П. Решецкий, 1994 г.). При этом содержание подвижных соединений кадмия, меди, свинца и хрома изменялось не существенно.

Исследования ученых Белорусской с.-х. академии показали, что при внесении осадков сточных вод (СИП-осадок сырой с иловых полей, ТИП, ТМО) происходило заметное повышение содержания в почве подвижных форм элементов, но наиболее сильно кадмия, цинка, меди (табл. 19). Известкование практически не повлияло на подвижность металлов. По мнению авторов. использование вытяжки в 1 н HNO3 для характеристики степени подвижности металлов не является удачным, так как в нее переходит свыше 80%, от общего содержания элемента (А.И. Горбылева и др., 1994).

Следовательно, для снижения содержания в почве подвижных форм свинца и меди необходимо проводить повторное известкование почв.
Изучение подвижности тяжелых металлов в черноземах Ростовской области показало, что в метровом слое обыкновенных черноземов количество цинка, извлекаемого ацетатноаммонийной буферной вытяжкой с pH 4,8, колебалось в пределах 0.26-0,54 мг/кг. марганца 23,1-35,7 мг/кг, меди 0,24-0,42 (Г.В Агафонов, 1994), Сопоставление этих цифр с валовыми запасами микроэлементов в почве тех же участков показало, что подвижность различных элементов существенно различается. Цинк на карбонатном черноземе в 2,5-4,0 раза менее доступен растениям, чем медь и в 5-8 раз, чем марганец (табл. 21).

Таким образом, результаты проведенных исследований показывают. что проблема подвижности тяжелых металлов в почве является сложной и многофакторной. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве зависит от многих условий. Главный прием, приводящий к уменьшению содержания этой формы тяжелых металлов - это повышение плодородия почв (известкование, увеличение содержания гумуса и фосфора и др.). В то же время общепринятой формулировки по подвижным металлам пока нет. Мы в этом разделе предложили наше представление о различных фракциях подвижных металлов в почве:
1) общий запас подвижных форм (извлекаемые кислотами);
2) мобильная подвижная форма (извлекаемая буферными растворами):
3) обменная (извлекаемая нейтральными солями);
4) воднорасторимая.

Форум для экологов

Почвенные исследования, исследования почв на загрязненность

Модератор: Ecolog-Julia

Почвенные исследования, исследования почв на загрязненность

Все зависит от цели исследований, при этом в соответствии с ГОСТ 17.4.2.02-83 "Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей пригодности нарушенного плодородного слоя почв для землевания" определяется как валовая, так подвижная форма.

Если для расчета суммарного показателя загрязнения почв, то только валовую. При разработке этого показателя учитывались валовые формы концентраций тяжелых металлов. Об этом же свидетельствует таблица из СП 11-102-97, где приведены эти же величины для ряда почвенных профилей, но в фоновых условиях. Подвижные формы металлов важны при оценках земель сельхозназначения, а также в зонах воздействия от объектов размещения отходов.

Советую всем: думайте, думайте, думайте! И ещё - если есть проблемы с обоснованиями обьемов исследований либо с ответами на вопросы экспертиз, то обращайтесь в личку или через контакты, что обозначены в профиле, и обсудим.

Это все зависит от экспертизы - вот честно! Объекты одного направления, но одну экспертизу устраивают валовая форма, вторую только подвижная, а в третьей должно быть и то и то. Грамотно объясняли, доказывали - нет, как я хочу.

Уважаемая Ecolog-Julia, здравствуйте!
В отношении валовых форм. В СП 11-102-97 (пункт 4.21) речь идет о использовании фоновых значений. А следом в п. 4.22 того же СП 11-102-97 объясняется как получить данные по фоновым концентрациям контролируемых химических веществ в почве. При этом одновременно ссылаются на таблицу 4.1 этого же СП 11-102-97, а там указаны именно валовые содержания тяжёлых металлов и мышьяка в почвах. Еще из истории. Суммарный показатель загрязнения разрабатывался в Москве именно по связи валовых концентраций тяжёлых металлов в почвах с гигиенической обстановкой населения. В конце 80-х начале 90-х годов прошлого века этим показателем активно этим занимался институт ИМГРЭ, а именно Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. Ими в 1990 г. ещё выпущена монография "Геохимия окружающей среды". Точно уже не помню, но по моему там появился этот показатель и обоснования по его применению. Правда ими для расчета Zc учитывались несколько десятков тяжёлых металлов, определяемых спектральным методом анализа. А сейчас многие используют его чисто арифметически по пяти - семи - десяти элементам (кто сколько захочет!) без увязки с сутью тех исследований, когда появились критерии уровней Zc. Умудряются даже посчитать часть по валу, а часть по подвижным формам. Никто не задумывается, что бумага все стерпит, а результат по факту никому не нужен.
Что касается понятий почвенный профиль и тип почвы - извиняюсь, допустил оговорку. Речь шла именно о типах почв. Хотя по сути, сам показатель используют для расчета загрязнения разных горизонтов почвенного профиля (системы горизонтов).

В продолжение темы хотел бы рассмотреть такой вариант.
Первостепенным для оценки загрязнения у нас является ПДК, при его отсутствии мы используем ОДК. Но не на все стандартные компоненты есть ПДК в валовой форме, на свинец, цинк, медь, хром, никель и кобальта его нет, ПДК есть для подвижной формы. Так, может все таки для этих компонентов стоит проводить анализ по подвижной форме?
Вопрос этот щекотливый и беспокоит давно, и были случаи когда приходили замечания от экспертизы, с претензией - почему использовалось ОДК когда есть ПДК, и требовали переделать анализ и все пересчитать.

sfenvl , думаю, что контроль формы нахождения тяжелых металлов (ТМ) в почве в первую зависит от целей ее использования, а не от того есть - либо нет ПДК. Если земли для сельхозназначения, то в первую очередь определяют подвижные либо водорастворимый формы. Если жилье, соцкультбыт - то валовая вследствие возможности пыления почв и изымаемых грунтов. Если же объекты складирования отходов, то мы обычно делаем и те и другие формы нахождения ТМ. Что касается остальных случаев, то считаю первоначально валовая форма и уж если есть ее превышение, то в каких-то случаях и другие формы. Кстати то же надо бы делать и в донных осадках. Но никак объемы работ и геолого-экологическое опробование не могут зависеть от того - есть ПДК на данный тяжелый металл или нет (мое мнение). Собственно для этого и придумали ОДК, что пока не могут "порешать" с нормативами ПДК отдельных тяжелых металлов.

Кстати не понятно, почему Вы утверждаете, что на свинец в почвах нет ПДК? Еще почему в стандартный перечень включили кобальт, хром? Предлагаю посмотреть пункт 6.4 СанПиН 2.1.7.1287-03 о тяжелых металлах, включенных в стандартный перечень.

sfenvl писал(а): вопрос этот щекотливый и беспокоит давно, и были случаи когда приходили замечания от экспертизы, с претензией - почему использовалось ОДК когда есть ПДК, и требовали переделать анализ и все пересчитать.

А что надо пересчитывать? Ведь делается просто сопоставление полученного результата с тем или иным нормативом. По идее если есть и ПДК и ОДК (как у свинца и только - пока), то конечно надо сравнивать и то и другое.

Ну а с экспертами. - работайте, объясняйте и даже спорте (они же не законодатели) - пусть объясняют и свои позиции нормативными документами, а не "хотелками".

Со свинцом согласен, ПДК есть вал и подвижной формы, кобальт внесен потому, что он присутствует в таблице 4.1 СП 11-102-97, ну а хром для массовки :)

я имел ввиду, что пришлось заново отбирать пробы и проводить анализ требуемых показателей по подвижной форме. ПДК подвижной формы не натянешь на результаты по валу, и пересчитать вал в подвижную нельзя, зависимости нет.

Ну а с экспертами. - работайте, объясняйте и даже спорте (они же не законодатели) - пусть объясняют и свои позиции нормативными документами, а не "хотелками"

Согласен, работать с экспертами можно и нужно, и лесом их можно послать, но для этого нужно опираться на что-то, ГОСТ, СП, СанПиН и т.д. просто так не скажешь " вы не правы, потому что я считаю так".
Нашел вот что, приложение №3 ГН 2.1.7.2042-09:
- При контроле за состоянием почв преимущество следует отдавать ПДК.
- Для контроля за состоянием почв могут быть использованы нормативы, установленные для различных форм химических веществ в почве: валовых, подвижных или водорастворимых.
- При оценке состояния почв фактическое содержание вещества сравнивается с их ОДК (ПДК) для той формы вещества в почве, которая определялась при проведении исследования.
- При наличии аналитических данных по разным формам содержания вещества (валовые, подвижные, водорастворимые) оценку проводят по более «жесткому» нормативу

Если я правильно понял, то как хочешь так и делай, можно вал, можно подвижку, а можно и все вместе, но при этом ПДК главный :)

Эта таблица именуется как "Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (мг/кг). Прямого отношения к контролю качества почв, нормируемому СанПиН 2.1.7.1287-03 для населенных мест и сельскохозяйственных угодий, она практически не имеет (кроме как исходник для расчета суммарного показателя и определения самого уровня фона)? Но именно в только что отмеченном СанПиН 2.1.7.1287-03 впервые установлено, что на стадии выбора земельного участка и выполнения проектных работ, а также строительства и приемки объекта в эксплуатацию контроль почв осуществляется с использованием стандартного перечня показателей. При этом стандартный перечень химических показателей включает определение содержания:
- тяжелых металлов: свинец, кадмий, цинк, медь, никель, мышьяк, ртуть;
- 3,4-бензапирена и нефтепродуктов;
- рН;
- суммарный показатель загрязнения.
Собственно они же все продублированы уже позже в п. 8.4.13 СП 47.13330-2012. И в обоих документах говорится, что этот стандартный перечень конечно может быть расширен, но с учетом санитарно-эпидемиологической ситуации и хозяйственного освоения территории. Если есть, например, предпосылки для хрома или кобальта - пожалуйста, а так "до кучи" - это не серьёзно либо у кого-то есть свои (не обсуждаемые здесь) мотивы.

sfenvl писал(а): Если я правильно понял, то как хочешь так и делай, можно вал, можно подвижку, а можно и все вместе, но при этом ПДК главный :)

Не правильно! Чуть выше уже говорил, что есть три документа: СП 11-102-97, СП 47.13330-2012, СанПиН 2.1.7.1287-03, которые включают также обязательность оценки загрязнения почв (грунтов) по суммарному показателю, но для расчета которого надо учитывать только валовые формы (смотрите мой пост в этой теме от 23.07.2015) и нигде не сказано о иных, то есть все остальное вторично. В подавляющем числе случаев изначально важно знать валовое содержание, а уже потом думать как его концентрации будут распределяться в подвижном и водорастворимом состоянии. Хотя, например, для корнеплодов и иных сельхоз. культур конечно первично как раз последнее. Если на участке застройки ничего не собираются высаживать, то каким образом подвижные формы металлов попадут в организм? А вот ветровой перенос валового содержания ТМ с пылью опасен, если их очень много. То есть нужно изначально знать характера землепользования и для чего проводится контроль почвенного загрязнения (смотрите п. 1.2 ГН 2.1.7.2041-06).

По свинцу еще есть и ОДК и именно его имел ввиду ранее, что надо сравнивать и то и другое, а не забегать вперед сразу к подвижным формам. Предлагаю обратить внимание на пункт 2 Примечания к таблице с нормативами ПДК из ГН 2.1.7.2041-06. Там, в документе для ПДК, прописано, что есть еще нормативы для свинца для разных типов почв, представленные как ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) в другом документе, а отсюда и следует, что их надо также учитывать.

sfenvl писал(а): Нашел вот что, приложение №3 ГН 2.1.7.2042-09:
- При контроле за состоянием почв преимущество следует отдавать ПДК.
- Для контроля за состоянием почв могут быть использованы нормативы, установленные для различных форм химических веществ в почве: валовых, подвижных или водорастворимых.
- При оценке состояния почв фактическое содержание вещества сравнивается с их ОДК (ПДК) для той формы вещества в почве, которая определялась при проведении исследования.
- При наличии аналитических данных по разным формам содержания вещества (валовые, подвижные, водорастворимые) оценку проводят по более «жесткому» нормативу

Этот документ утратил силу с 1 июля 2009 года на основании постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 18 мая 2009 года N 32. Сейчас действует ГН 2.1.7.2511-09.

Противоречия в законодательстве и оценка категорий загрязнения почв тяжелыми металлами на стадии инженерно-экологических изысканий

Российскую нормативную базу сегодня отличает ряд противоречий в регулировании методических подходов к выполнению инженерно-экологических изысканий, что приводит к отсутствию единых критериев оценки состояния компонентов окружающей среды и неопределенности при принятии проектных решений. В частности, отсутствует единый методический подход к оценке загрязнения почв и грунтов, которая проводится в рамках инженерно-экологических изысканий.

В ходе проведения государственной экспертизы результатов инженерно-экологических изысканий эксперты нередко сталкиваются с ситуацией, когда некорректно определенная категория загрязнения почв и грунтов приводит к принятию необоснованных проектных решений в части рекультивации земель. Проблема оценки загрязнения почв особенно актуальна при разработке проектной документации объектов капитального строительства на территории городов, промышленных предприятий, участков геохимических аномалий на нетронутых территориях, сельскохозяйственных угодьях. Степень загрязненности почв напрямую влияет на их последующее использование. Так, например, загрязненный плодородный слой не подлежит снятию, почвы и грунты с чрезвычайно опасной категорией загрязнения подлежат утилизации или захоронению. В ходе проведения государственной экспертизы результатов инженерно-экологических изысканий эксперты нередко сталкиваются с ситуацией, когда некорректно определенная категория загрязнения почв и грунтов приводит к принятию необоснованных проектных решений в части рекультивации земель. Типичным примером такой ситуации является отнесение почв к допустимой категории загрязнения вместо умеренно опасной, в результате в проектной документации не предусматривается перекрытие данных грунтов слоем чистого грунта. Либо, наоборот, загрязненный слой ошибочно считается незагрязненным, а в объемах работ предусматривается его снятие и складирование в качестве плодородного.

Противоречия, выявленные в нормативной базе, затрагивают такие вопросы, как применение гигиенических нормативов при определении категории загрязнения почв тяжелыми металлами и определение суммарного показателя загрязнения почв (Zc).

Основными нормативными документами, регламентирующими методические подходы к выполнению инженерно-экологических изысканий, в том числе к определению загрязнения почвенного покрова, являются:

СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»,
СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы»,
СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»,
МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест».

Стандартный перечень определяемых металлов в почве установлен п. 8.4.13 СП 47.13330.2012 и п. 6.4 СанПиН 2.1.7.1287-03. Он включает тяжелые металлы, нефтепродукты и бенз(а)пирен. К сожалению, методика пробоподготовки и определяемая форма тяжелых металлов (валовая, водорастворимая, кислоторастворимые и подвижные формы) в этих документах не конкретизирована. СанПиН 2.1.7.1287-03 указывает, что определение содержания загрязняющих веществ в почвах проводится методами, использованными при обосновании гигиенических нормативов или другими аттестованными методами.

Согласно статье 21 Федерального закона от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», содержание химических веществ не должно превышать предельно допустимые концентрации (уровни), установленные санитарными правилами. СанПиН 2.1.7.1287-03, в свою очередь, указывают, что содержание тяжелых металлов в почвах жилой застройки не должно превышать предельно-допустимые концентрации (ПДК) или ориентировочно допустимые концентрации (ОДК). Оценка загрязнения почвы в целом проводится согласно Приложению 1 «Оценка степени химического загрязнения почвы» к данным СанПиН с учетом классов опасности элементов. В настоящее время в отношении неорганических загрязнителей природного происхождения (тяжелых металлов) разработаны гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2511-09 (ПДК) и ГН 2.1.7.2041-06 (ОДК).

Принципиальные противоречия возникают в вопросе гигиенической оценки: пункты 3.3 и Приложение 1 устанавливают критерии к определению категорий загрязнения почвы тяжелыми металлами по значениям ПДК (ОДК) и Кmах. При этом, Кmах – максимальное значение допустимого уровня содержания элемента по одному из четырех показателей вредности. То есть, из четырех основных лимитирующих показателей вредности (транслокационный, общесанитарный, водно-миграционный и воздушно-миграционный) Kmax является максимально возможной допустимой концентрацией, когда остальные лимитирующие показатели вредности уже превышены.

ПДК тяжелых металлов стандартного перечня (валовая либо подвижная форма) разработаны только для одного из показателей вредности (транслокационного либо общесанитарного) без разделения на типы почв. ОДК разработаны для валовых форм тяжелых металлов, безотносительно к показателям вредности, и трех литогеохимических групп почв. Значения Кmах приведены только в МУ 2.1.7.730-99, однако этот документ не подлежит государственной регистрации, не относится к санитарным правилам, а указанные в нем уровни допустимого содержания элементов (в том числе, Кmах) не являются гигиеническими нормативами. Отметим, что обязательность государственной регистрации санитарных норм и правил установлена Положением о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 года № 554.

Таким образом, на сегодняшний день в Российской Федерации отсутствуют гигиенические нормативы допустимого уровня содержания тяжелых металлов в почве по всем показателям вредности, которые бы позволяли провести полную оценку качества почвы. По смыслу положений пункта 1 статьи 21 Федерального закона от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и пунктов 3.2, 3.3 СанПиН 2.1.7.1287-03, а также учитывая, что гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций и ориентировочно допустимых концентраций химических веществ в почве, установленные ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09, разработаны для одних и тех же элементов, имеют равную юридическую силу и одинаковую область применения, законодательство не выдвигает однозначного требования определения формы элемента для сравнения исключительно с ПДК при наличии ОДК для другой формы элемента.

Выбор конкретной методики пробоподготовки и определения тяжелых металлов относится к компетенции изыскателя и должен быть основан на характере территории и почвенного покрова, ожидаемой структуре и источниках загрязнения, имеющемся материально-техническом обеспечении. Поскольку единых критериев нет, следует руководствоваться требованиями пункта 4.14 СП 47.13330.2012, согласно которым исполнитель инженерных изысканий обосновывает состав и объемы работ, методику и технологию их выполнения в программе инженерных изысканий. Соответственно, выбор конкретной методики пробоподготовки и определения тяжелых металлов относится к компетенции изыскателя и должен быть основан на характере территории и почвенного покрова, ожидаемой структуре и источниках загрязнения, имеющемся материально-техническом обеспечении. В целом, такой подход должен обеспечивать получение результатов исследований, достаточных для принятия обоснованных решений по дальнейшему обращению с почвой.

Возвращаясь к понятию «предельно допустимые уровни» (ПДУ) в отношении содержания химических веществ, следует отметить, что приложение 1 СанПиН 2.1.7.1287-03 устанавливает критерий отнесения почв к различным категориям загрязнения, в том числе по значению суммарного показателя загрязнения Zc. Для расчета последнего необходимые сведения о фоновых значениях концентраций тяжелых металлов, которые согласно пункту 8.4.13 СП 47.13330.2012 могут быть получены в ходе инженерно-экологических изысканий при отсутствии данных о региональном фоновом содержании элементов. Это - универсальный показатель, который всегда может быть рассчитан изыскателем и для которого имеются однозначные критерии. Необходимость определения суммарного загрязнения почв (Zc) установлена пунктом 8.4.13 СП 47.13330.2012 и пунктом 6.4 СанПиН 2.1.7.1287-03 наряду с химическими веществами.

В приложении 1 к СанПиН 2.1.7.1287-03 указывается, что расчет Zc проводится в соответствии с методическими указаниями по гигиенической оценке качества почвы населенных мест, то есть упомянутых выше МУ 2.1.7.730-99.

Методики расчета данного показателя также имеют разночтения. В ходе рассмотрения отчетов по инженерно-экологическим изысканиям встречаются результаты расчета суммарного показателя загрязнения, который принимает отрицательные значения. Согласно пункту 6.7 МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» приводится следующий способ расчета Zc:

n - число определяемых суммируемых вещества;

К_сi - коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения»

Таким образом, дословное прочтение данного пункта подразумевает суммирование всех коэффициентов концентрации тяжелых металлов.

Этот способ расчета в тексте МУ 2.1.7.730-99 практически полностью копирует «Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами», утвержденные приказом Министерства здравоохранения СССР № 4266-87. В соответствии с данными указаниями расчет выполняется следующим образом:

где n - число суммируемых элементов.

коэффициент концентрации химического вещества (К_с), который определяется отношением его реального содержания в почве (С) к фоновому (С_ф): К_с =

Оба документа ссылаются на первоисточник - «Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами» (М., ИМГРЭ, 1982).

Для данной методики, а также в СП 11-102-97 и СП 47.13330 характерно принципиальное отличие от методических указаний, утвержденных органами санитарно-эпидемиологического надзора: при расчете Zc суммируются только те коэффициенты концентраций элемента K_i, где измеренная концентрация превышает фоновую и K_i>1. Соответственно, слагаемое количество суммируемых коэффициентов n тоже уменьшается, так как он отражает количество не всех определяемых элементов, но только тех, которые имеют превышение над фоном. Элементы, концентрация которых не превышает фоновую, в расчете не участвуют. Отступление от данного положения и суммирование коэффициентов концентрации всех элементов вне зависимости от превышения значения приводит к парадоксальной ситуации: Zc может принять отрицательное значение, что означает потерю смысла данного расчета. Увеличение количества суммируемых элементов может искусственно снизить значение Zc и, в конечном итоге, некорректно определить категорию загрязнения почвы. Например, результат расчета может получиться несколько меньше 16, при этом корректное значение показателя более 16 и категория загрязнения почв фактически умеренно опасная, а не допустимая по неверному расчету.

Подводя итоги, можно сказать, что отсутствие однозначных критериев по оценке качества почвы ведет к неопределенности при принятии проектных решений, что, в свою очередь, например, может приводить к необоснованным затратам застройщика при утилизации грунта, либо, наоборот, к невыполнению мероприятий по сохранению плодородного слоя, размещению на поверхности загрязненных почв, что может повлечь вред для здоровья населения. Поэтому принципиальное значение имеет обоснование конкретной методики лабораторных работ - пробоподготовки и анализа почв на загрязнение. Вместе с тем суммарный показатель загрязнения почв тяжелыми металлами Zc является нормативно обоснованным и достаточно универсальным критерием гигиенической оценки почв. Анализ методик расчета суммарного показателя загрязнения почв Zc показал, что наиболее корректной версией расчета следует признать методику из первоисточника (М.: ИМГРЭ, 1982), которая воспроизведена в СП 47.13330.2012.

В настоящее время специалистами заинтересованных организаций ведется работа по актуализации СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства». Будем надеяться, что разработчики уделят самое пристальное внимание методике исследования и критериям оценки загрязненности почвенного покрова в составе инженерно-экологических изысканий.

Читайте также: