CC BY
83УДК 631.4; 502.35; 504.054
МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ХЛОРОРГАНИЧЕСКИМИ ПЕСТИЦИДАМИ В СИСТЕМЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРОДА
О.В. Наместникова
Аннотация. В работе приведены результаты исследований содержания в почвах Северо-восточного административного округа (СВАО) города Москвы дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ), его изомеров и метаболитов. Дана оценка загрязненности территории СВАО для принятия управленческих решений по обеспечению экологической безопасности исследуемого округа.
Ключевые слова: управление экологической безопасностью, загрязнение городских почв, пестициды, ДДТ.
MONITORING CONTAMINATED SOILS
WITH ORGANOCHLORINE PESTICIDES
IN THE CITY'S ENVIRONMENTAL SAFETY SYSTEM
O.V. Namestnikova
Abstract. The article presents the results of research on the content of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT), its isomers and metabolites, of the North- Eastern Administrative District (NEAD) of Moscow. The assessment of the contamination of the NEAD territory for making managerial decisions to ensure the environmental safety of the district is given.
Key words: environmental safety management, pollution of urban soils, pesticides, DDT.
Почвенный мониторинг является основным источником информации для оценки состояния и качества почв и земель, особенно в условиях г. Москвы как мегаполиса. Результаты сбора, постоянной актуализации и анализа наблюдений с созданием картографических материалов как неотъемлемой части работ, повышающих информационную поддержку принятия решений по управлению урботеррито-риями [7], используются для подготовки различных управленческих решений, которые направлены в первую очередь на предотвращение процессов, ухудшающих состояние почвенного покрова. В процессе наблюдения:
- устанавливаются изменения границ города, административно-территориальных образований, земельных участков, зон с различными режимами землепользования;
- определяется изменение площадей земель города различных классификационных единиц и эффективности их использования;
- проводится изучение, оценка и прогноз протекающих процессов на городских землях, а также распространение различных негативных изменений;
- устанавливается состояние отдельных земельных участков и территории города в целом для определения их качества;
- корректируется цель использования и правовой статус земельных участков и пр.
Экологическая оценка городских почв и земель осуществляется в соответствии с принятыми нормативами федерального уровня, которые являются наиболее жесткими в мире. Вместе с тем установленные в России экологические нормативы и стандарты [2-4] не учитывают типы почв и характер использования земель (например, почвы сельскохозяйственных угодий, жилых кварталов, рекреационных зон, промышленных и транспортных зон и пр.) как это принято в зарубежных странах. Нормирование загрязняющих веществ в почвах РФ не является окончательно решенной проблемой и требует применения дифференцированной системы нормативов по оценке состояния земель на территории города в зависимости от свойств почв и их функционально-планировочной принадлежности (таблица 1). При этом более жесткие нормативы необходимо вводить для почв, учитывая наибольший риск негативного воздействия этих зон на человека (жилые зоны, некоторые общественно-деловые зоны, зоны рекреационного назначения и пр.).Объективные условия городской среды приводят к тому, что почвы и земли городов приобретают специфические особенности по сравнению с землями в широком смысле. Основными особенностями являются [10]:
- полифункциональность (многообразие целей использования);
- малый размер городских землепользований;
- высокая пространственная концентрация объектов недвижимости на единицу площади земель;
- повышенное значение подземного пространства, его высокая наполненность строительными и инженерно-техническими коммуникациями;
Таблица 1
Элементы функционально-планировочной структуры территории г. Москвы [1]
Ж» Наименование Характеристика Примечание
1 Функциональные зоны Зоны, для которых установлены функциональное назначение, типы и виды функционально-планировочных образований в пределах таких зон Функциональное назначение установлено Генеральным планом г. Москвы
2 Функционально- планировочные образования Территории жилого, общественно-делового, производственного (в том числе промышленного), рекреационного назначения в пределах которых формируются системы объектов транспортного обслуживания, инженерного обеспечения, социальной инфраструктуры и пр. и связанного с ним населения В соответствии с региональными нормативами
3 Территориальные зоны Жилые, общественно-деловые, производственные (в том числе промышленные) зоны, зоны рекреационного назначения, зоны особо охраняемых природных территорий (ООПТ), зоны спецназначения и пр. Границы зон определяются правилами землепользования и застройки; для них установлены градостроительные регламенты и / или ограничения использования земельных участков
4 Участки территории Кварталы или их части, территория которых отнесена к определенному типу или виду существующего использования или планируемого назначения территории В соответствии с Градостроительным кодексом г. Москвы
5 Территории с особыми требованиями осуществления градостроительной деятельности ООПТ, природные территории, озелененные территории Устанавливаются соответствующим законодательством и его требованиями
Территории объектов культурного наследия
Зоны с особыми условиями использования территорий (зоны, подверженные опасным воздействиям природного и техногенного характера, зоны охраны источников питьевого водоснабжения, санитарно-защит-ные зоны и пр.)
го
О
о
0
1
N3
о
м о
(О
Ж» Наименование Характеристика Примечание
Территории с особыми требованиями Зоны планируемого размещения объектов капитального строительства федерального и регионального значения (в том числе зоны транспортной, инженерной и социальной инфраструктур) В соответствии с Генеральным планом г. Москвы, Градостроительным кодексом г. Москвы
градостроительной деятельности Зоны сохранения и комплексного благоустройства сложившихся территорий В соответствии с Генеральным планом г. Москвы
5 Территории реорганизации (территории комплексного преобразования)
Территории линейных объектов (в том числе транспортных развязок, мостов, эстакад, путепроводов и пр.) В соответствии с Градостроительным кодексом РФ
Территории общего пользования (беспрепятственное использование неограниченным кругом лиц)
Зоны резервирования земель для государственных нужд для размещения объектов федерального и регионального значения В соответствии с Генеральным планом г. Москвы
Земельные участки Застроенные и подлежащие застройке Предназначенные для размещения, строительства и реконструкции объектов капитального строительства
6 Незастроенные и неподлежащие застройке, предназначенные для использования Предназначенные для использования в целях, не связанных с размещением объектов капстроительства
Земельные участки, зарезервированные для государственных нужд Использование ограничено градостроительным и земельным законодательством
- высокая степень техногенного, антропогенного воздействия на городские почвы всех видов функционального назначения: собственно почв (природные и в разной степени нарушенные) и непочвенных поверхностных образований (насыпные, намывные, перемешанных грунтов или грунтов техногенного происхождения);
- высокая степень запечатанности (замощенности) естественной поверхности земель большинства видов функционального назначения;
- жесткая функциональная взаимозависимость состояния земельных участков друг от друга и пр.
К специфическим особенностям земель города Москвы можно отнести крайне неравномерную плотность застройки на периферии и в центре города, повышенную долю земель производственного и коммунального назначения, высокую степень запечатанности земель на фоне низкой интенсивности их использования, неравномерную степень озеленения территорий, крайне низкую обеспеченность жителей жизненным пространством из-за высокой плотности населения. В связи с этим в условиях города наиболее важным является создание на ней благоприятной экологической обстановки.
Важнейшей экологической проблемой в условиях города является загрязнение соединениями, обладающими высокой токсичностью, низкой растворимостью в воде, устойчивостью к естественной деградации и способностью распространяться на большие расстояния [5]. Обострение экологической ситуации в крупных городах России связано с недооценкой опасности остаточных количеств пер-систентных высокотоксичных хлорорганических пестицидов (ХОП), в том числе дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) и его метаболитов, которые крайне медленно подвергаются разложению (в течение десятилетий) под действием различных факторов и являются наиболее характерными глобальными мигрантами [11]. В результате распада ДДТ, как правило, образуются два наиболее значимых метаболита: дихлордифенилдихлорэтан (ДДД) и дихлордифенилдихлорэтилен (ДДЭ), которые обладают схожими с ДДТ физико-химическими свойствами [6]. Все перечисленные вещества обладают высоко выраженными свойствами липофильности, благодаря чему способны
накапливаться в значительных количествах в живых организмах независимо от уровней в пищевой цепи [9, 10].
Неоднородность застройки г. Москвы, различные источники поступления загрязняющих веществ и их вклад в загрязнение окружающей среды даже в рамках одного района подчеркивают необходимость проведения анализа урбанизированной территории в разрезе отдельных административных округов [8].
Исследования включали в себя определение содержания наиболее опасных органических соединений из группы стойких органических загрязнителей - суммы ДДТ, его изомеров и метаболитов с учетом функционального деления территорий (благоустроенные скверы, дворы жилых домов, газоны вдоль автомобильных и железных дорог, пустыри около промышленных предприятий и пр.) Северо-восточного административного округа (СВАО) города Москвы как наиболее густозаселенного округа Москвы с высокой плотностью населения.
В таблице 2 приводятся данные распределения земель СВАО г. Москвы. В нем преобладает использование земель в основном, под жилую (25,19 %) и общественную застройку (22,19 %).
Таблица 2
Распределение земель Северо-восточного административного округа г. Москвы по типам землепользования [10]
№ Тип землепользования Площадь, га Процент от общего
1 Земли жилой застройки 2566,8 25,19
2 Земли общественной застройки 2261,8 22,19
3 Земли промышленного использования 1093,8 10,74
4 Земли улично-дорожной сети 1126,4 11,06
5 Земли внешнего транспорта 743,8 7,30
6 Земли сельскохозяйственного использования 172,1 1,69
7 Земли природного комплекса и озелененные 1478,4 14,51
8 Земли специального использования 284,5 2,79
9 Земли экстенсивного использования 436,4 4,29
10 Водные поверхности 24,5 0,24
Всего 10188,5 100,00
Для оценки степени загрязнения почвенного покрова суммой ДДТ и его метаболитов, с территории СВАО г. Москвы были отобраны пробы с 25 площадок мониторинга. Отбор проб почв проводился в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-03 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб» с глубины 0-5 см почвенного профиля. Количественный анализ образцов проводился методом газовой хроматографии в соответствии с ПНД Ф 6.1:2.2:2.3:3.61-09 «Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовых долей хлорорганических пестицидов и полихлорирован-ных бифенилов в пробах почв, донных отложений, осадков сточных вод, отходов производства и потребления газохроматографическим методом с масс-селективным детектированием» в испытательном лабораторном центре ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ульяновской области».
Оценка содержания ДДТ и его метаболитов проводилась в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы», ГН 1.2.311-13 «Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды».
В почвенных образцах определяли также содержание органического вещества и кислотность солевой вытяжки. Определение рН (солевая вытяжка) проводилось в соответствии с ГОСТ 2648385 «Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО»; определение органического вещества по методу Тюрина в модификации ЦИНАО проводилось в соответствии с ГОСТ 26213-91 «Почвы. Методы определения органического вещества» в лаборатории физико-химического анализа управления научных исследований Ульяновского государственного технического университета.
К полученным данным применялась первичная обработка базовыми методами описательной статистики. Разброс данных исследования оценивался по стандартному отклонению.
В таблице 3 приводятся характеристики мест отбора проб почв с территории СВАО г. Москвы в зависимости от характера использования территории, где функциональная принадлежность территорий указана в соответствии с приложением к Генеральному плану г. Москвы (http://mka.mos.ru/specialists/documents/).
Содержание ДДТ (суммарно) с учетом ПДК данного вещества в почвах СВАО г. Москвы представлено в таблице 4.
Среднее содержание ДДТ (суммарно) в почвах на территории 17 районов СВАО г. Москвы в 2016 г. составляет 1,0345 мг/кг (наблюдаемые уровни содержания данного показателя находятся в диапазоне от 0,0021 до 23,81 мг/кг). Среднее содержание ДДТ (суммарно) в почвах округа без учета значений параметра в пробе № 131, где выявлено превышение нормативных значений почти в 230 раз, составляет 0,08 мг/кг. Наибольшие значения показателя зафиксированы в образцах почв № 67, 109 и 131 (значения соответствуют 4,78; 4,19 и 229,8 ПДК).
По результатам исследования проб почв на содержание суммы ДДТ и его метаболитов одна площадка (№ 131) попадает в категорию чрезвычайно опасного загрязнения (4 % обследованной территории), две площадки (№ 67 и 109) - в категорию опасного загрязнения (8 % обследованной территории) и три площадки (№ 59, 149 и 157) - в категорию допустимого загрязнения (12 % обследованной территории). Остальные 19 площадок (76 %) можно отнести к незагрязненным и чистым территориям.
Взаимосвязь между парными параметрами - содержанием ДДТ (суммарно) со значениями рН и содержанием в поверхностном слое почвы гумуса - отсутствует (коэффициенты корреляции соответственно равны 0,1362 и 0,2200). По всей видимости, повышенные концентрации данных веществ на отдельных участках города связаны с локальными источниками загрязнения.
По результатам аналитических исследований была составлена карта-схема, характеризующая загрязнение городских почв суммой ДДТ и его метаболитов на рассматриваемой территории (рисунок 1).
Таким образом, на основе обширного экспериментального материала по анализу отобранных проб получены данные о содержании ХОП на территории 17 районов СВАО г. Москвы в 2016 г. Установлено, что загрязнение ДДТ и его метаболитами (суммарно) по территории округа распространено практически повсеместно (в том числе в жилых зонах; зонах особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий; многофункциональных общественных зонах; многофункциональных парковых зонах и пр.) и характеризуется крайней неравномерностью. 24 % обследованных территорий СВАО г. Москвы имеют превышения нормативных значений по данному показателю.
Таблица 3
Характеристика мест отбора проб почв с территории Северо-восточного административного округа города Москвы
Же Номер пробы Адрес отбора пробы1 Район СВАО Функциональная принадлежность территории отбора пробы2
1 5 Октябрьская ул., 35 Марьина роща Многофункциональные общественные зоны
2 9 Сущевский вал, с. 13а Марьина роща Специальные зоны
3 25 Аниеиская ул., 9 Марьина роща Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
4 35 Ростокинский акведук3 Ростокино Зоны особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий
5 45 Ростокинская ул., 3 Ростокино Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
6 47 4-я улица Марьинской рощи, 17 Марьина роща Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
7 49 ул. Руставели, 19 Бутырский Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
8 59 Ботаническая улица, 2 с.4 Останкинский Зоны особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий
9 67 Проспект мира, 119, с.186 Останкинский Специализированные культурно-просветительские общественные зоны в составе ООПТ
10 79 3-я Мытищинская улица, 3, к.2, с.2 Алекс еевский Многофункциональные общественные зоны
11 89 Аргуновская улица, 3, к.2 Останкинский Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
12 91 ул. Милашенкова, 12 Бутырский Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
13 95 ул. Комдива Орлова, 4 Марфино Многофункциональные общественные зоны
14 97 Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН4 Останкинский Зоны особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий
15 109 ул. Седова, 7, к. 2 Свиблово Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
16 121 Юрловский проезд, 6 Отрадное Зоны особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий
17 125 Кольская улица,2, к.6 Бабушкинский Многофункциональные общественные зоны
18 131 ул. Вешних вод, 4, к. 2 Ярославский Многофункциональные общественные зоны
19 135 Анадырский проезд, 69 Лосиноостровский Зоны жилых районов и микрорайонов многоквартирной жилой застройки
20 143 Ясный проезд, 4, к.З Южное Медведково Зоны жилых районов и микрорайонов многоквартирной жилой застройки
21 149 Инженерная улица, 5, к. 1. Алтуфьевский Многофункциональные парковые зоны
22 153 Северодвинская улица, 9 Северное Медведково Зоны особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий
23 157 ул. Корнейчука, 36 Бибирево Зоны особо охраняемых природных Территорий, природных и озелененных территорий
24 161 Новгородская улица, 7 Лианозово Зоны жилых микрорайонов и жилых групп многоквартирной жилой застройки
25 171 Район Северный, Дмитровское шоссе5 Северный Зоны особо охраняемых природных территорий, природных и озелененных территорий
1 Адрес отбора проб приводится по отношению к близко расположенным зданиям и строениям.
2 В соответствии с Генеральным планом г. Москвы.
3 Координаты: 55°49>44.1»с.ш.; 37°39>22.64»в.д.
"Координаты: 55°50>26.77>>с.ш.; 37°35>58.16>>в.д.
5 Координаты: 55°55>43.55>>с.ш.; 37°32>58.32>>в.д.
Таблица 4
Содержание суммы ДДТ и его метаболитов в почвах Северо-восточного административного округа г. Москвы в 2016 г.
м Номер пробы рН Содержание гумуса, % Количество ДДТ и его метаболитов в образце почвы Степень загрязнения почв1
Содержание, мг/кг Доли ПДК
1 5 6,79±0,11 6,023±0,090 0,038±0,023 0,38 чистая
2 9 6,51±0,13 3,569±1,042 0,044±0,026 0,44 чистая
3 25 6,22±0,10 5,002±0,262 0,026±0,016 0,26 чистая
4 35 4,99±0,12 9,222±0,332 0,0145±0,0087 0,15 чистая
5 45 6,31±0,12 3,346±0,713 0,020±0,012 0,20 чистая
6 47 6,49±0,11 2,733±0,278 0,0293±0,0176 0,29 чистая
7 49 6,59±0,11 5,227±0,619 0,054±0,033 0,54 чистая
8 59 6,04±0,07 7,730±0,355 0Д25±0,075 1,25 допустимая
9 67 6,91±0,14 4,217±0,641 0,4782±0,2869 4,78 опасная
10 79 5,58±0,09 4,671±0,477 0,0044±0,0026 0,04 чистая
11 89 6,71±0,09 8,623±0,460 0,0197±0,0118 0,19 чистая
12 91 6,54±0,12 7,335±0,402 0,0314±0,0188 0,31 чистая
13 95 6,57±0Д0 1,682±0,283 не обнаружено2 - чистая
14 97 4,31±0,04 0,981±0,234 0,092±0,055 0,92 чистая
15 109 5Д0±0,05 6,038±0Д74 0,419±0,251 4,19 опасная
16 121 6,84±0,08 2,561±0,345 0,0024±0,0014 0,024 чистая
м Номер пробы рН Содержание гумуса, % Количество ДДТ и его метаболитов в образце почвы Степень загрязнения почв1
Содержание, мг/кг Доли ПДК
18 131 6,68±0,18 1,599±0Д97 22,980±13,790 229,80 чрезвычайно опасная
19 135 5,60±0,12 1,759±0,224 0,008±0,005 0,08 чистая
20 143 6,34±0,05 2,086±0,263 0,016±0,009 0,16 чистая
21 149 6,90±0,14 1,932±0,228 0Д55±0,093 1,55 допустимая
22 153 6,28±0,09 8,635±0,683 0,0229±0,0137 0,23 чистая
23 157 6,45±0,06 8,094±0,150 0Д88±0Д13 1,88 допустимая
24 161 5,99±0,12 1,576±0,256 0,0148±0,0089 0,15 чистая
25 171 5,58±0,04 2,496±0,287 0,004±0,0024 0,04 чистая
ПДК3, мг/кг ОД
1В соответствии с СаиПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы;
2 Значения параметра ниже предела обнаружения в соответствии с методикой определения веществ (менее 0,001 мг/кг).
3В соответствии ГН 1.2.311-13. Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды.
Рисунок 1. Карта-схема содержания суммы ДДТ и его метаболитов в почвах на территории Северо-восточного административного округа г. Москвы в 2016 г.
Результаты исследований по отдельным административным округам г. Москвы могут быть включены в базы данных комплексных картографических материалов (экологических карт, экологического атласа). Они позволяют охарактеризовать экологическое состояние и степень нарушенности городских ландшафтов. В дальнейшем эти материалы еще на стадии принятии решений могут быть использованы для корректировки современной структуры использования земель с учетом плотности населения Москвы с целью повышения эффективности управления комплексной безопасностью этого города и других урбанизированных территорий, если там будет осуществлен мониторинг ХОП.
Библиографический список
1. Закон г. Москвы от 25 июня 2008 г. N° 28 (ред. от 15 марта 2017 г.) «Градостроительный кодекс города Москвы» // СПС «КонсльтантПлюс». URL: http://www.consultant.ru/ (дата обращения: 30.07.2017).
2. ГН 2.1.7.2041-06. Гигиенические нормативы. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве // СПС «Гарант». URL: http://base.garant.ru (дата обращения: 30.07.2017).
3. ГН 2.1.7.2511-09. Гигиенические нормативы. Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве // СПС «Гарант». URL: http://base.garant.ru (дата обращения: 30.07.2017).
4. МУ 2.1.7.730-99. Методические указания. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест.
5. Бокрис Дж. Химия окружающей среды. М., 1982.
6. Майстренко В.М., Хамитов Р.З., БудниковГ.К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. М., 1996.
7. Наместникова О.В., Аванесян Н.М. Картографирование результатов эколого-геохимических исследований городских территорий // Технологии техносферной безопасности. 2016. № 3(67). URL: http://ipb.mos. ru/ttb/2016-3/2016-3.html (дата обращения: 28.07.2017).
8. Наместникова О.В. Загрязнение бензапиреном почв Северо-восточного административного округа города Москвы // Развитие современной науки: теоретические и прикладные аспекты / под ред. Т.М. Сигитова. Вып. 13. Пермь, 2017.
9. Ревич Б.А. Стойкие органические загрязнители в местных продуктах питания: риски для здоровья населения. Самара, 2014.
10. СизовА.П. Оценка качества и мониторинг земель сверхкрупного города (на примере Москвы). М., 2012.
11. ЯблоковА.В. Ядовитая приправа. Проблемы применения ядохимикатов и пути экологизации сельского хозяйства. М., 1990.
О.В. Наместникова
кандидат биологических наук, доцент, докторант Академии государственной противопожарной службы МЧС России (г. Москва) E-mail: [email protected]
