CC BY
12
УДК 631.421
Вытовтова Т. А. студент 2 курса магистратуры факультет «Естественно-географический» Курский государственный университет
Россия, г. Курск
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОГО
ПОКРОВА
Аннотация. В работе представлены данные обзора литературы по вопросу оценки экологического состояния почвенного покрова в России. Приведены основные показатели оценки экологического состояния почв и данная их характеристика.
Ключевые слова: экологическая оценка, запасы веществ, почвенный покров.
UDC 631.421
Vitovtova T. A. the student of 2 course of a magistracy, the faculty of "Natural geography" Kursk state University Russia, Kursk
EVALUATION OF THE ECOLOGICAL STATE OF SOIL COVER
Abstract. The paper presents a critical review of the literature on the evaluation of the ecological state of soil cover in Russia. The main indicators for assessing the ecological state of soils and their characteristics.
Key words: ecological estimation, inventory of substances, soil.
В последнее время главным критерием оценки уровня загрязнения почвенного покрова химическими соединениями является предельно допустимая концентрация. Эта методика создана на соотнесении фактической концентрации элемента с ПДК загрязняющего вещества. Как следствие, изучаемые объекты делятся на две категории: не соответствующие и соответствующие требованиям.
ПДК (предельно допустимая концентрация) называется максимальное значение фактора, которое, влияет на человека, не вызывает у человека и его потомства биологических модификаций, даже временно компенсируемых и скрытых, в том числе заболеваний, изменение реактивности, иммунологических реакций, адаптационно-компенсаторных возможностей, психологических нарушений и нарушений физиологических циклов.
Необходимо отметить, что в мировой практике разработка предельно допустимых концентраций для почвенного покрова была начата впервые в СССР в 70-х годах прошлого века. Достоинством этого способа оценки является простота применения данного метода. Тем не менее, подвергается критике система единых национальных нормативов. По мнению некоторых
специалистов, использование величины предельно допустимой концентрации на всей территории страны без учета местных особенностей недопустимо. Для того чтобы сгладить этот недостаток был принят в 1992 году норматив ОДК (ориентировочно допустимая концентрация), который был получен расчетным путем и учитывающий кислотность почв и гранулометрический состав. Ориентировочно допустимые концентрации рассчитаны для тяжелых металлов и имеют по три значения для разных условий, что делает применение данного норматива наиболее обоснованным и гибким.
Нужно учитывать, что предельно допустимые концентрации устанавливаются для конкретного элемента, не учитывая их совокупное влияние, что делает применение предельно допустимых концентраций проблематичным на почвах, которые загрязнены несколькими элементами. Следует отметить, что сравнение с предельно допустимой концентрацией помогает оценить санитарно-гигиеническое состояние какой-либо территории, но не позволяет обнаружить на нее хозяйственной деятельности.
Применяют следующие показатели при эколого-геохимической оценке состояния почвенного покрова и грунтов:
• коэффициент концентрации относительно предельно допустимой концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимой концентрации (ОДК);
• коэффициент концентрации, который характеризуется интенсивностью техногенной аномалии;
• суммарный показатель загрязнения (7е).
Коэффициент концентрации относительно предельно допустимой концентрации или ориентировочно допустимой концентрации характеризуется превышением концентрации данного элемента в почвенном покрове или грунте над его предельно допустимой концентрацией или ориентировочно допустимой концентрацией. Данный коэффициент численно равен отношению концентрации элемента в объекте исследования к предельно допустимой концентрации данного элемента:
кпдк(одк)=сшдк(одк)
Коэффициент концентрации равен отношению концентрации элемента в объекте исследования к его фоновому содержанию:
Кш=а/Сф^
где О-фактическая концентрация 1-го химического элемента в почвенном покрове и грунтах, мг/кг; Сф^фоновая концентрация ьго химического элемента в почвенном покрове и грунтах, мг/кг.
Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов:
7с=Кш+. ..+Ксп-(п-1),
где п-число учитываемых химических элементов; Кс - коэффициент концентрации ьго компонента загрязнения, превышающий единицу.
В санитарно-гигиеническом отношении почвенный покров территорий городов делят по уровню почвенного химического загрязнения на категории:
чистая; допустимая; умеренно опасная; опасная; чрезвычайно опасная.
Для чистой категории почвенного загрязнения и грунтов не допускается превышение предельно допустимой концентрации (ориентировочно допустимой концентрации). По суммарному показателю загрязнения проводится оценка опасности почвенного химического загрязнения мышьяком и тяжелыми металлами (Таб. 1).
Таблица 1
Оценочная шкала уровней почвенного химического загрязнения мышьяком и тяжелыми металлами по суммарному показателю
Категория загрязнения почв Величина Zc
Допустимая <16
Умеренно опасная 16-32
Опасная 32-128
Чрезвычайно опасная >128
Оценка опасности почвенного химического загрязнения веществами органического происхождения проводится на основе предельно допустимых концентраций (ориентировочно допустимых концентраций) и класса опасности (Таб. 2).
Таблица 2
Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов
веществами органического происхождения
Содержание в почвах и грунтах, мг/кг Категории загрязнения почв и грунтов
Класс опасности 1 класс 2 класс 3 класс
>5 ПДК (доп. уровня) Чрезвычайно опасная Чрезвычайно опасная Опасная
От 2 до 5 ПДК (доп. уровня) Опасная Опасная Умеренно опасная
От 1 до 2 ПДК (доп.уровня) Допустимая Допустимая Допустимая
В случае загрязнения несколькими компонентами оценка уровня почвенного химического загрязнения проводится по самому токсичному веществу, который имеет максимальную концентрацию в почвенном покрове.
Почвы, которые характеризуются чрезвычайно опасной категорией загрязнения, подлежат утилизации на специальных полигонах. К этим почвам применяются требования в области обращения с отходами[1, 2, 4].
Применяемая сегодня методология оценки почвенного покрова взята из практики исследования сопредельных сред (воздуха, воды). Можно сказать, что данный подход справедлив, но с другой стороны, чтобы оценить загрязнение воды или воздуха достаточно измерить концентрацию в одной точке. Данное значение будет репрезентативно для всего объема. Как отмечает Смагин А.В., что для почвенного покрова не приемлем такой подход, потому что почвы имеют систему функциональных и генетических горизонтов. Поэтому, вместе с показателем содержания загрязняющего
соединения в образце, нужно применять интегральные характеристики, которые позволят отразить запасы вещества в толще почвы в целом на единицу площади. Смагин А.В. предложил дополнение к действующей системе предельно допустимых концентраций (ориентировочно допустимых концентраций), которые учитывают особенность почвенного покрова -изменение плотности сложения почв с глубиной. Эта методика позволяет оценить почвенный покров не по массовому содержанию загрязняющего элемента, а по объемным концентрациям. При оценке почвенного покрова этот подход помогает отразить не только сложность строения почвы, но и позволяет унифицировать показатели загрязнения компонентов окружающей среды. Экологическая оценка состояния почвенного покрова базируется на данных массового содержания загрязняющих веществ, в то время как для того чтобы оценить состояние воды и воздуха применяют значения объемных концентраций.
Если есть информация о профильном распределении загрязняющих веществ, то можно быстро оценить в целом почвенные ресурсы, для чего вводится новый показатель - запасы загрязняющих веществ в расчетной толще почвы. По действующей системе ориентировочно допустимые концентрации и предельно допустимые концентрации рассчитывают нормативные запасы, а по профильному распределению загрязнителя в нормативной метровой толще рассчитывают реальные запасы загрязняющих веществ. Единица измерения запасов - г/см2. То есть, сколько загрязняющих веществ находится в почвенной толще на единице площади. При плотности почвы в 1 г/см3=1000 кг/м3 нормальный запас в метровой толще численно равен предельно допустимой концентрации в мг/кг: норма=ЦДКмг/кгх1000кг/м3х1м=ПДКмг/м2. Так как средняя плотность минеральных почв в метровой толще равна 1,5 г/см3, допустимо при нормировании использовать величину, которая равна 1,5ПДК (в мг/м2).
Возможность оценить реальное количество сосредоточенных в метровой толще загрязняющих веществ (в мг/м2), часть которых после перехода в почвенный раствор при увлажнении почвы может оказывать воздействие на рост и развитие растений, почвенных организмов, которые находятся в метровой толще и служить источником загрязнения подземных вод дает расчет запасов в метровой толще. Также информация о запасе загрязняющих веществ в условно нормальной толще и характере их профильного распределения нужна для обоснования проектов по ремедиации и рекультивации загрязненных городских почв и экологического нормирования поступления поллютантов на поверхность почв с применением балансовых расчетов.
По данным о профильном распределении концентраций в почве (С), плотности почвы (рЬ), мощности слоя (^ рассчитывается запас тяжелых металлов по формуле:
н
ЗВ = j (pbc)dh о
Для оценки некоторых показателей почвенных свойств, которые меняются под влиянием антропогенной деятельности, сейчас применяется ряд методических рекомендаций. Тем не менее, в последнее время все полнее осознается нужда комплексного подхода, который позволит получить однозначную оценку экологической ситуации ПБК (почвенно -биологического комплекса на основании интеграции ряда показателей. Сейчас не существует общепринятых методик похожей оценки, но поиск путей, которые позволят разработать подобную методику, ведется [3, 5, 6].
Использованные источники:
1. Методические указания МУ 2.1.7.730-99 "Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест". - М., 1999.
2. Муравьев А.Г., Каррыев Б.Б., Ляндзберг А.Р. Оценка экологического состояния почвы. Практическое руководство. / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьева. Изд. 2-е, перераб. и дополн. - СПб.: Крисмас+, 2008. —216 с.
3. Неведров Н.П., Вытовтова Т.А., Пученкова А.В. Профильное распределение массовых концентраций и запасов свинца и кадмия в урбопочвах Курска. Auditorium. Электронный научный журнал Курского государственного университета. 2016. № 2 (10).
4. Оценка степени загрязнения почв химическими веществами. - Ч.1. Тяжелые металлы и пестициды. - М.: Минприроды РФ, 1982.
5. Смагин А.В. Основные требования и применяемые технологии при создании плодородного слоя почв при проведении земляных работ в ходе создания и реконструкции объектов благоустройства// Городские почвы: проблемы и решения. - М.: НИиПИЭГ. «Прима Пресс», 2004.
6. Смагин А.В., Шоба С.А., Макаров О.А. Экологическая оценка почвенных ресурсов и технологии их воспроизводства (на примере г. Москвы). - М.: Изд-во МГУ, 2008. - 360с.
