CC BY
27
УДК 504.064
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ПОЧВ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ Г. АБАКАНА
Ел. В. Шанина*, Ек. В. Шанина**
*Хакасский государственный университет им. Н. Ф. Катанова **ООО «ХакасСТРОЙИЗЫСКАНИЯ»*
В статье даётся характеристика современного состояния почв одной из улиц города Абакана. Оценивается санитарно-химическое состояние почв (загрязнение подвижными формами тяжёлых металлов) и санитарно-эпидемиологическое состояние почв, определяющих качество и степень их безопасности в эпидемическом и гигиеническом отношениях.
Ключевые слова: почва, проба, тяжёлые металлы, химический анализ, микробиологическое загрязнение, окружающая среда.
Современные города с развитой промышленностью и обширной транспортной инфраструктурой являются центрами экологических проблем. Городские почвы испытывают на себе техногенное и антропогенное влияние, даже если они находятся в отдалении от промышленных предприятий и автомагистралей. Почвенный покров городских территорий представлен обычно урбанозёмами с отсутствием или нарушенностью генетических горизонтов. По сравнению с зональными почвами урбанозёмы характеризуются уплотнением, более щелочной реакцией среды, снижением буферности и гумусированности. Одним из ведущих факторов техногенного загрязнения городских почв являются тяжёлые металлы.
Целью данной работы является изучение экологического состояния урбанизированных почв одной из улиц республиканского центра Хакасии (ул. Пирятинская), результаты которого позволят дать оценку их качества и соответственно определить степень их безопасности в эпидемическом и гигиеническом отношениях.
Объектом исследования послужили урбанизированные почвы указанного района города, предметом - образцы почв, взятые в разных участках исследуемой территории, которая испытывала негативное воздействие военной техники дислоцировавшейся здесь воинской части.
Абакан - столица Республики Хакасия, общая площадь территории, на которой он располагается, составляет 112,38 км2. Площадка изыскательских работ находится в юго-западной части города, на бывшей территории воинской части (ул. Пирятинская); площадь экологического исследования составила 0,3 км2.
В геоморфологическом отношении изучаемая территория представляет собой надпойменную террасу одноимённой реки Абакан с абсолютными отметками рельефа от 247 до 251 м. Ландшафт описываемого района открытый, степного характера с травянистым покровом. В 310 м к северу от площадки исследования проходит железная дорога, к югу (в 400-450 м) - автомобильная дорога регионального значения (трасса А 161).
Долгое время (более 30 лет) исследуемая территория подвергалась антропогенному воздействию военной техники расположенной здесь воинской части. Несоблюдение экологических нормативов негативно сказалось на состоянии почвенного покрова и привело к его загрязнению.
В связи с реформами в вооружённых силах России данный участок был передан частным застройщикам под многоэтажное строительство. Для оценки экологического состояния почвы в апреле - июле 2012 г. совместно с ООО «ХакасСТРОЙИЗЫСКАНИЯ» были проведены физические, химические, бактериологические и гельминтологические исследования.
Пробы для проведения анализов отбирались с глубины 0-5, 5-20 см следующим образом:
- на химический анализ и паразитологию в 16 точках (т. е. 32 пробы);
- для микробиологического исследования в 28 точках (т. е. 56 проб).
Схема отбора проб представлена на рисунке 1.
Отбор проб почв, их консервация, хранение и транспортирование осуществлялись в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 4979-49 и ГОСТ 12071-2000.
В качестве фоновой пробы служили образцы почв, отобранные за пределами городской черты, а именно в 5 км от г. Абакана по Аскизскому тракту (трасса А 161).
Содержание подвижных форм кадмия, цинка, свинца, железа, меди и никеля в образцах отобранных почв определялось на атомно-абсорбционном спектрометре «СПЕКТР-5-4». Предварительно воздушно-сухие почвенные образцы подверглись экстрагированию аммонийно-ацетатным буфером (рН 4,8) [1]. Значения рН почвенной вытяжки измерялись потенциометрически на рН-метре [2]. Определение остаточных нефтепродуктов в почвах осуществлялось по методике [3]. Механический состав почвы определялся «мокрым» методом.
Экспериментальные данные обрабатывались стандартными методами статистического анализа с использованием пакета программ Excel.
Согласно инженерно-геологическим изысканиям, которые проводило ООО «ХакасСТРОЙИЗЫСКАНИЯ» в 2012 году, почвенный профиль площадки был представлен несколькими слоями:
1. Песок - пылеватый коричневого цвета, маловлажный, средней плотности, с примесью органических веществ, незасоленный. Распространён незначительно и залегает в верхней части разреза в форме линз мощностью 0,25-1,9 м.
2. Супесь - светло-коричневая, твёрдой консистенции, незасоленная, с содержанием органических веществ 0,02 д. е. Залегает с поверхности в форме слоя мощностью 0,50-1,10 м.
3. Гравийный грунт с песчаным заполнителем от 32 до 46 % (среднее содержание 39 %), маловлажный. Гравий изверженных и метаморфических пород. Грунт имеет ограниченное распространение в верхней части разреза с глубины 0,6-1,25 м. Мощность элемента составляет 1,95-2,6 м.
4. Галечниковый грунт с песчаным заполнителем от 16 до 28 % (среднее содержание 22 %). Имеет преимущественное распространение на площадке с глубины 1,3-3,5 м и залегает слоем вскрытой мощностью 5,7-8,6 м.
5. Галечниковый грунт с глинистым (супесчаным, суглинистым) заполнителем 19-26 %. Элемент вскрыт на северо-восточной окраине площадки в форме линз. Мощность элемента - 1,2-3,0 м [4].
Рис 1. Схема расположения точек отбора проб почв
Анализ почв с целью установления химического загрязнения проводился по 10 компонентам, таким как: свинец, никель, цинк, кобальт, марганец, медь и бенз(а)пирен. Содержание ртути на всех глубинах отбора проб составляло не более 0,005 ПДК во всех точках. Содержание нефтепродуктов на участке различно: от менее 5 мг/кг до 9,15 ± 4,12 мг/кг. В пробах в незначительных количествах присутствуют цинк и свинец (значительно ниже ПДК). Наибольшее количество цинка (15,0 ± 5,5 мг/дм3) зафиксировано в пробе № 13 на глубине 0-5 см.
Из 32 проб семь по санитарно-химическим показателям не соответствуют СанПиН 2.1.7.1278-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почв». В них обнаружено превышение ПДК по бенз(а)пирену и цинку (табл. 1).
Таблица 1
Пробы, не соответствующие по санитарно-химическим показателям СанПиН 2.1.7.1278-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы»
Номер пробы Превышение ПДК по
(глубина отбора, см) по бенз(а)пирену по цинку
17/0-5 8,9 3,3
17/5-20 2,9 0,8
18/0-5 4,3 0
20/5-20 1,7 0
22/0-5 2,1 0
22/5-20 1,2 0
27/0-5 4,4 0
Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими веществами проводилась по каждому веществу с учётом следующих общих закономерностей:
- Опасность загрязнения тем выше, чем больше фактическое содержание компонентов загрязнения почвы, превышающих ПДК, что может быть выражено коэффициентом Ко = С/ПДК, т. е. опасность загрязнения тем выше, чем больше Ко превышает единицу.
- Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности контролируемого вещества, его персистент-ность, растворимость в воде, подвижность в почве и глубина загрязнённого слоя.
- Опасность загрязнения тем больше, чем меньше буферная способность почвы, которая зависит от механического состава, содержания органического вещества, кислотности почвы. Чем ниже содержание гумуса, рН почвы и легче механический состав, тем опаснее её загрязнение химическими веществами [5].
Оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводилась по суммарному показателю загрязнения (2с). Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов-загрязнителей и выражен формулой:
гс = 8 (Кс1 +...+Ксп) - (п-1), где п - число определяемых суммируемых вещества;
Ка - коэффициент концентрации ьго компонента загрязнения.
Оценочная шкала опасности загрязнения почв по 2с приведена в таблице 2.
Таблица 2
Оценочная шкала опасности загрязнения почв
Категории загрязнения почв Величина 2с
Допустимая Менее 16
Умеренно опасная 16-32
Опасная 32-128
Чрезвычайно опасная Более 128
Таким образом, почва пробы № 17 с глубины 0-5 см может быть оценена как «чрезвычайно опасная». Почвы всех остальных проб с превышением ПДК от 2 до 5 раз относятся к категории «опасная» (СанПиН 2.1.7.1287-03).
Согласно СанПиН 2.1.7.1287-03 «опасная почва» может быть использована для отсыпки выемок и котлованов с перекрытием слоем чистого грунта не менее 0,5 м. «Чрезвычайно опасная» почва подлежит вывозу и утилизации на специализированных полигонах.
Отбор и анализ проб почв для микробиологических исследований проводился в 28 точках, которые анализировались по следующим показателям:
- индекс энтерококков;
- патогенные бактерии, в том числе сальмонеллы;
- индекс бактерии группы кишечных палочек (БГКП);
- яйца и личинки гельминтов и цисты кишечных патогенных простейших.
В двух пробах (№ 4, глубина 5-20 см и № 13, глубина 5-20 см) обнаружены единичные жизнеспособные яйца токсокары, что характеризует почвы как «умерено опасные». Согласно СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы», они могут быть использованы в ходе строительных работ под отсыпки котлованов и выемок, на участках озеленения с подсыпкой слоя чистого грунта не менее 0,2 м.
На исследуемые пробы были даны экспертные заключения ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Республики Хакасия», согласно которым пробы в основном соответствуют микробиологическим и санитарно -паразитологическим требованиям.
Полученные результаты не противоречат общей тенденции загрязнения почвы селитебных территорий Хакасии, однако установлено, что г. Абакан является неблагополучным по микробиологическим показателям.
В 2011 году состояние почв на селитебных территориях несколько улучшилось: 29,7 % (31,7 % в 2010 г., 31,0 % в 2009 г.). Не отвечают гигиеническим нормативам по паразитологическим показателям 9,6 % проб почв (Ср.: 11,59 % - в 2010 г.; 11,9 % - в 2009 г.) [6] (табл. 3).
Таблица 3
Доля проб почвы, не отвечающих гигиеническим нормативам по микробиологическим, паразитическим показателям (%) за 2007-2011 гг.
Территория 2007 г. 2008 г 2009 г. 2010 г. 2011 г. Тенденция
Микробиологические показатели
Республика Хакасия 22,7 25,5 31 31,7 29,7 уменьшение
г. Абакан 3,9 7,9 70,3 25,1 44,4 увеличение
Паразитические показатели
Республика Хакасия 6 6 8,3 6,3 5,6 уменьшение
г. Абакан 10,6 8,4 11,8 11,59 9,6 уменьшение
По результатам проведённого исследования можно сделать следующие выводы:
1. Почвы на исследуемой площадке подвержены сильному антропогенному воздействию. Механический состав грунтов изменяется по глубине и представлен песком, супесью, гравием.
2. На площадке обнаружено превышение ПДК по бенз(а)пирену и цинку. Из 32 проб семь по санитарно-химическим показателям не соответствуют санитарно-эпидемиологическим требованиям к качеству почв. По микробиологическим исследованиям почвы характеризуются как «умерено опасные».
3. Почвы большей части площадки могут быть использованы для отсыпки выемок и котлованов с перекрытием слоем чистого грунта не менее 0,5 м. «Чрезвычайно опасная» почва подлежит вывозу и утилизации на специализированных полигонах. При проведении данных мероприятий площадка может быть использована под многоэтажную застройку.
Библиографический список
1. Методика по определению тяжёлых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продуктах животноводства. - Изд. 2-е. - М., 1992. - 64 с.
2. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение её рН по методу ЦИНАО. Введ. 1986 - 07 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 20 с.
3. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в почве в донных отложениях методом ИК-спектрометрии. - М: Аг-ропромиздат, 1998. - 15 с.
4. Технический отчёт об инженерно-геологических изысканиях «г. Абакан ул. Пирятинская, 50-16, ул. Пирятинская, 54-2, ул. Пирятин-ская, 56-12», ООО «ХакасСТРОЙИЗЫСКАНИЯ», 2012. - 13 с.
5. МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населённых мест: методические указания. - М.: Минздрав России, 1999. - 26 с.
6. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Хакасия в 2011 году. - Абакан: ООО «РИЦ ОРИН», 2012. -126 с.
© Шанина Ел. В., Шанина Ек. В., 2012
