Методы оценки загрязнения почв имеют большое практическое значение в хозяйственном, агротехническом и экологическом отношении. Почва, содержащая токсичные элементы, тяжелые или радиоактивные металлы может представлять угрозу для человека, животных и растений. Поэтому в целях экологической безопасности и перед сельскохозяйственным использованием почвы обязательно следует проводить оценку качества почвы.
Полезный сервис: Прием металлолома в Екатеринбурге .
Какие существуют методы оценки почв?
Для городских территорий применяются следующие методы оценки качества почв:
1) Методика ПДК (предельно допустимая концентрация химических веществ).
Это метод, позволяющий выявить опасность загрязнения почвы. Уровень химических веществ не должен превышать экспериментально подобранных нормативов, тем самым он не будет представлять какой-либо угрозы для человеческого организма — как прямого, так и косвенного. Благодаря способности к самоочищению почва имеет возможность обезвреживать некоторое количество вредных элементов, и метод ПДК позволяет выявить, находится ли концентрация этих веществ в допустимых пределах, или же превышает их.
Метод ПДК является основным показателем при санитарно-гигиенической оценке загрязненности почвы вредными веществами.
2) Методика ОДК (ориентировочно допустимая концентрация химического вещества).
С помощью этого расчетного метода выявляется уровень загрязненности почвы. В основе методики исследования заложены нормативы, рассчитанные для оценки безопасности продуктов питания.
Такой подход обусловлен тем, что вредоносные вещества из почвы имеют тенденцию переходить в растения, которые в дальнейшем могут попадать в организм человека.
Полезный сервис: Макулатура в Нижнем Новгороде .
3) Методика биотестирования.
Особенностью метода является то, что для выявления уровня токсичности почвенной пробы используются живые организмы. Это могут быть животные, микроорганизмы или растения.
Как определить степень загрязненности почвы методом биотестирования? Для растений используется следующая оценка:
- уровень всхожести семян
- длина зародышевых корешков
- измерение длины побегов
Полученные показатели сравниваются с нормой, и на основе полученных сравнительных данных определяется степень загрязненности почвы. Этот тест показывает фитотоксические характеристики почвы.
Также могут использоваться водоросли. Для определения токсических свойств почвы применяются микроорганизмы.
Другим вариантом тестирования является использование дождевых червей для оценки токсичности почвы.
4) Методика биодиагностики.
Биологическая активность почвы находится на определенном уровне, зафиксированном многочисленными исследованиями. Основные показатели загрязнения при исследовании:
- радиоактивные элементы
В основе метода лежит исследование почвенных ферментов, содержащихся в гумусе. Их химическая активность значительно меняется под воздействием загрязняющих факторов. Другой фактор — влияние на почвенные микроорганизмы.
Комплексная оценка степени загрязненности почвы методом биодиагностики базируется на интегральном показателе биологического состояния (ИПБС).
Минусом метода является потребность использования дорогостоящего оборудования для полноценного исследования.
Полезный сервис: Прием пластмассы .
Что такое бонитировка почвы?
Бонитировка почвы — это метод сравнительной оценки плодородия. Иными словами, с помощью этого метода можно выяснить, какая почва обладает более высокими плодородными показателями, в сравнении с другой. Среди показателей качества почвы учитывается уровень влажности, количество гумуса, кислотность, фанулометрический состав, элементы питания и др.
В результате исследования формируется такой показатель как балл бонитета почв. Максимальный уровень по шкале бонитета — 100 баллов. Практическое значение метода бонитировки проявляется при экономической оценке почвы, если она предназначается для сельскохозяйственной деятельности.
Предлагаем посмотреть видео о загрязнении почвы:
Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации
Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы
БЫТОВЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ,
САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ
Методические указания
МУ 2.1.7.730-99
Минздрав России
Москва-1999
1. Методические указания разработаны: НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сыстина РАМН (Н. В. Русаков, Н. И. Тонкопий, Н. Л. Великанов), ИМПИТМ им Е. И. Марциновского МЗ РФ (Н.А. Романенко, Г. И. Новосильцев, Л. А. Ганушкина, В. П. Дремова, Е. П. Хроменкова, Л. В. Гримайло, Т. Г. Козырева, В. И. Евдокимова, О. А. Землянский, В. В. Евдокимов, А. Н. Волищев, В. В. Горохов), ООО «РАДОН» (В. Д. Симонов), ВНИИ природы (Ю. М. Матвеев).
2. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 5 февраля 1999г.
3. Введены впервые
4. С выходом настоящих методических указаний утрачивают силу в части проведения гигиенической оценки степени биологического и химического загрязнения почв «Методические указания по санитарно-микробиологическому исследованию почвы» от 04.08.76 № 1446-76 и «Методические указания по оценки степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» от 13.03.87 № 4266-87, а также « Оценочные показатели санитарного состояния почвы населенных мест» от 7 июля 1977 г. № 1739-77.
«УТВЕРЖДАЮ»
Главный государственный санитарный врач
Российской Федерации
Г. Г. Онищенко
МУ 2.1.7.730-99
Дата введения: 05.04.99
2.1.7.ПОЧВА, ОЧИСТКА
НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ,
БЫТОВЫЕ И ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ,
САНИТАРНАЯ ОХРАНА ПОЧВЫ
Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест
Hygienic evaluation of soil in residential areas
Методические указания
1. Область применения
Настоящий документ является нормативно-методической базой для осуществления государственного санитарно-эпидемиологического надзора за санитарным состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон и отдельных учреждений. Документ предназначен для учреждений Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации и специальных служб федеральных органов исполнительной власти, осуществляющий надзор.
Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или опосредовано на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы самоочищения.
Результаты обследования почв учитывают при определении и прогнозе степени их опасности для здоровья и условий проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при решении очередности санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно-экологических мероприятий и текущего санитарного контроля за объектами прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду населенного пункта.
Использование единых методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровней загрязнения почв.
Оценка опасности загрязненной почвы населенных пунктов определяется: 1) эпидемической значимостью; 2) ролью ее как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при непосредственном контакте с человеком.
Санитарная характеристика почв населенных мест основывается на лабораторных санитарно-химических, санитарно-бактериологических, санитарно - гельминтологических, санитарно-энтомологических показателях.
2. Нормативные ссылки
1. Закон Российской Федерации «Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан».
3. Термины и определения
Санитарное состояние почвы - совокупность физико-химических и биологических свойств почвы, определяющих качество и степень ее безопасности в эпидемическом и гигиеническом отношениях.
Химическое загрязнение почвы - изменение химического состава почвы, возникшее под прямымили косвенным воздействием фактора землепользования (промышленного, сельскохозяйственного, коммунального), вызывающее снижение ее качества и возможную опасность для здоровья населения.
Биологическое загрязнение почв - составная часть органического загрязнения, обусловленного диссеминацией возбудителей инфекционных и инвазионных болезней, а также вредными насекомыми и клещами, переносчиками возбудителей болезней человека, животных и растений.
Показатели санитарного состояния почв - комплекс санитарно-химических, микробиологических, гельминтологических, энтомологических характеристик почвы.
Буферная способность почвы - способность почвы поддерживать химическое состояние на неизменном уровне при воздействии на почву потока химического вещества.
Приоритетный компонент загрязнения почвы - вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь.
Фоновое содержание (загрязнение) - содержание химических веществ в почвах территорий, не подвергающихся техногенному воздействию или испытывающих его в минимальной степени.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического вещества в почве представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, т. к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнения на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспериментально: транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение, миграционный водный характеризует способность перехода вещества из почвы в грунтовые воды и водоисточники, миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмосферный воздух, и общесанитарный показатель вредности характеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания вещества по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК.
4. Обозначения и сокращения
ПДК - предельно допустимая концентрация загрязнителя.
ОДК - ориентировочно допустимая концентрация вещества.
5. Общие положения
5.1. Программа обследования почвы определяется целями и задачами исследования с учетом санитарно-эпидемического состояния района, уровня и характера технологий нагрузки, условий землепользования.
5.2. При выборе объектов в первую очередь обследуют почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (детские дошкольные, школьные и лечебные учреждения селитебные территории, зоны санитарной охраны водоемов, питьевого водоснабжения, земли занятые под сельхозкультуры, рекреационные зоны и т. д.)
Контроль за загрязнением почв населенных пунктов проводится с учетом функциональных зон города. Места отбора проб предварительно отмечаются на картосхеме, отражающей структуру городского ландшафта. Пробная площадка должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте. При неоднородности рельефа площадки выбирают по элементам рельефа. На территорию, подлежащую контролю, составляют описание с указанием адреса, точки отбора, общего рельефа микрорайона, расположение мест отбора и источников загрязнения, растительного покрова, типа почвы и других данных, необходимых для правильной оценки и трактовки результатов анализов образцов.
5.3.1. При контроле за загрязнением почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000, м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17.4.4.02-84).
5.3.2. Для контроля санитарного состояния почв детских дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений, игровых площадок и зон отдыха отбор проб проводят не менее 2 раз в год - весной и осенью. Размер пробной площадки должен быть не более 5
´ 5 м. При контроле санитарного состояния почв территорий детских учреждений и игровых площадок отбор проб проводится отдельно из песочниц и общей территории с глубины 0-10 см.5.3.3. С каждой песочницы отбирается одна объединенная проба, составленная из 5 точечных. При необходимости возможен отбор одной объединенной пробы из всех песочниц каждой возрастной группы, составленной из 8-10 точечных проб.
Пробы почвы отбирают либо с игровых территорий каждой группы (одна объединенная из не менее пяти точечных), либо одна объединенная проба с общей территории из 10 точечных, при этом следует учитывать наиболее вероятные места загрязнения почв.
5.3.4. При контроле почв в районе точечных источников загрязнения (выгреба, мусоросборники и т. п.) пробные площадки размером не более 5
´ 5 м закладываются на разном расстоянии от источника и в относительно чистом месте (контроль).5.3.5. При изучении загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладываются на придорожных полосах с учетом рельефа местности, растительного покрова, метео - и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200-500 м на расстоянии 0-10,10-50,50-100 м от полотна дороги. Одна смешанная проба составляется из 20-25 точечных, отобранных с глубины 0-10 см.
5.3.6. При оценке почв сельскохозяйственных территорий пробы отбирают 2 раза в год (весна, осень) с глубины 0-25 см. На каждые 0-15-га закладывается не менее одной площадки размером 100-200 м 2 в зависимости от рельефа местности и условий землепользования ().
5.3.7. Геохимическое картирование территории крупных городов с многочисленными источниками загрязнения проводится по сети апробирования ( ,). Для выявления очагов загрязнения геохимиками рекомендуется плотность отбора 1-5 проб/км 2 с расстоянием между точками отбора 400-1000 м. Для дальнейшего выделения территории с максимальной степенью загрязнения сеть апробирования сгущается до 25-30 проб/км 2 и расстоянием между точками отбора около 200 м. Пробы рекомендуется отбирать с глубины 0-5 см. Размер сети апробирования может меняться в зависимости от масштаба картирования, характера использования территории, требований к уровню их загрязнения (), а также пространственной вариабельностью содержания загрязнения на отдельных участках обследуемых территорий.
Картирование осуществляется специализированными организациями.
5.3.8. Точечные пробы отбирают в соответствии с ГОСТом (), с соблюдением стерильности для санитарно-микробиологического и гельминтологического анализов и в доверху заполненные контейнеры с притертыми крышками при определении загрязнения летучими веществами,на пробной площадке методом конвертов. Объединенную пробу составляют из равных по объему точечных (не менее 5), отобранных на одной площадке. Объединенные пробы должны быть упакованы в чистые полиэтиленовые пакеты, закрыты, маркированы, зарегистрированы в журнале отбора проб и пронумерованы. На каждую пробу составляется сопроводительный талон, вместе с которым проба вкладывается во второй внешний пакет, что обеспечивает целостность и безопасность их транспортирования. Время от отбора проб до начала их исследований не должно превышать 1 суток.
Подготовка проб к анализу проводится в соответствии с видом анализа (). В лаборатории проба освобождается от посторонних примесей, доводится до воздушно-сухого состояния, тщательно перемешивается и делится на части для проведения анализа. Отдельно оставляется контрольная часть от каждой анализируемой пробы (около 200 г) и хранится в холодильнике 2 недели на случай арбитража.
5.4. Перечень показателей химического и биологического загрязнения почв определяется исходя из:
· целей и задач исследования;
·характера землепользования ();
· специфики источников загрязнения, определяющих характер (состав и уровень) загрязнения изучаемой территории ( ,);
· приоритетности компонентов загрязнения в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83 . «Охрана природы. Почва. Классификация химических веществ для контроля загрязнения» ().
5.5. Определение концентраций химических веществ в почве проводится методами, использованными при обосновании ПДК (ОДК) или методами, метрологически аттестованными ( , , , ).
Таблица 1
Методические принципы отбора почвы санитарного состояния почв
|
Характер анализа |
Частота отбора проб |
Размещение пробных площадок |
Необходимое количество пробных площадок |
Размер пробных площадок |
Количество объединенных проб с одной площадки |
Глубина отбора проб, см |
Масса объединенной пробы |
|
санитарно-химический |
не менее 1 раз/год |
на разных расстояниях от источника загрязнения |
не менее одной в каждом месте контроля |
одна из не менее чем 5 точек по 200 г каждая |
послойно |
||
|
в т. ч. на тяжелые металлы |
не менее 1 раза в 3 года |
||||||
|
бактериологический |
не менее 1 раз/год |
в местах возможного нахождения людей, животных, загрязнения органическими отходами |
10 из 3-х точечных по 200-250 г каждая |
послойно |
|||
|
гельминтологический |
2-3 раза/год |
то же, что и для бактериологии |
на площади 100 м 2 одна площадка |
4-10 каждая из 10 точечных по 20 г каждая |
послойно |
||
|
энтомологический |
не менее 2раз/год |
мусоросборники разных типов, свалки, иловые, площадки |
вокруг одного объекта 10 площадок |
0,2´ 2 м |
1 из 10 площадок |
||
|
Оценка биологической активности почв (динамика самоочищения) |
в течение 3 мес. (вегетационный период) 1-й мес. еженедельно, затем 1 раз/месяц |
не менее 1 экспериментальной и 1 контрольной площадки |
1 объединенная из не менее, чем 5 точечных по 200 г |
||||
6.6. При полиэлементном загрязнении оценка степени опасности загрязнения почвы допускается по наиболее токсичному элементу с максимальным содержанием в почве.
Таблица 3
Критическая оценка степени загрязнения почвы органическими веществами
6.7. Оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов с действующими источниками загрязнения. Такими показателями являются: коэффициент концентрации химического вещества (К с). К с определяется отношением фактического содержания определяемого вещества в почве (С
i ) в мг/кг почвы к региональному фоновому (С f i ):К с =C i C f i ;
и суммарный показатель загрязнения ( Z c ) Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов-загрязнителей и выражен формулой:
Z c = S (К с i +...+К cn ) - (n -1), где
n - число определяемых суммируемых вещества;
К с i - коэффициент концентрации i -го компонента загрязнения.
Анализ распределения геохимических показателей, полученных в результате апробирования почв по регулярной сети, дает пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и воздушного бассейна, и позволяет выделить зоны риска для здоровья населения ( ,).
6.8. Оценка степени опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Z c , отражающему дифференциацию загрязнения воздушного бассейна городов как металлами, так и другими наиболее распространенными ингредиентами (пыль, окись углерода, окись азота, сернистый ангидрид), проводится по оценочной шкале, приведенной в таблице 4.
Определение химических веществ при оценке уровня загрязнения почв населенных пунктов по Z c проводят методом эмиссионного анализа в соответствии с методическими указаниями ( ,).
6.9. Оценка неблагоприятных последствий загрязнения почв при их непосредственном воздействии на организм человека важна для случаев геофагии у детей при играх на загрязненных почвах. Такую оценку проводят по наиболее распространенному в населенных пунктах загрязняющему веществу - свинцу, повышенное содержание которого в почвах города, как правило, сопровождается увеличением содержания и других элементов. При систематическом нахождении свинца в почве игровых площадок в пределах 300 мг/кг можно ожидать изменение психоневрологического статуса у детей (). Безопасным считается загрязнение свинцом на уровне ПДК в почве.
6.10. Оценка почв сельскохозяйственного использования проводится в соответствии с принципиальной схемой, приведенной в .
6.11. Для принятия административных решений о характереиспользования земель в разной степени загрязненных химическими веществами рекомендуется руководствоваться РД «Порядок определения ущерба от загрязнения земель химическими веществами» () с учетом характера землепользования.
|
Величина Z c |
Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
|
|
Допустимая |
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений |
|
|
Умеренно опасная |
Увеличение общей заболеваемости |
|
|
Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального сердечно-сосудистой системы |
||
|
Чрезвычайно опасная |
Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикозов беременности, числа преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
7. Оценка санитарного состояния почвы по санитарно-химическим показателям
7.1. Санитарно-химическими показателями санитарного состояния почв является:
Санитарное число С - косвенно характеризует процесс гумификации почвы и позволяет оценить самоочищающую способность почвы от органических загрязнений.
Санитарное число С - это отношение количества «почвенного белкового (гумусного) азота «А» в миллиграммах на 100 г абсолютно сухой почвы к количеству «органического азота «В» в миллиграммах на 100 г абсолютно сухой почвы. Таким образом, частное от деления: С = А/В. Оценка санитарного состояния почвы по этому показателю проводится в соответствии с .
Оценка чистоты почвы по «Санитарному числу» (по Н. И. Хлебникову) ()
7.2. Химическими показателями процессов разложения азотсодержащего органического вещества в почве являются аммиачный и нитратный азот. Аммонийный азот, нитратный азот и хлориды характеризуют уровень загрязнения почвы органическим веществом. Оценку почв по этим показателям целесообразно осуществлять в динамике или путем сравнения с незагрязненной почвой (контроль).
8 Оценка степени биологического загрязнения почв
8.1. Санитарно-бактериологические показатели
8.1.1. В загрязненной почве на фоне уменьшения истинных представителей почвенных микробоценозов (антагонистов патогенной кишечной микрофлоры) и снижения ее биологической активности отмечается увеличениеположительных находок патогенных энтеробактерий и геогельминтов, которые более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных почвенных микробоценозов. Это является одной из причин необходимости учета эпидемиологической безопасности почвы населенных пунктов. С увеличением химической нагрузки может возрастать эпидемическая опасность почвы.
8.1.2. Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады. игровые площадки, зоны санитарной охраны и т.п.) и в санитарно-защитных зонах по санитарно-бактериологическим показателям:
1) Косвенные, характеризуют интенсивность биологической нагрузки на почву. Это - санитарно-показательные организмы группы кишечной палочки. (БГКП (Колииндекс) и фекальные стрептококки (индекс энтерококков)). В крупных городах с высокой плотностью населения биологическая нагрузка на почву очень велика, и как следствие, высоки индексы санитарно-показательных организмов, что наряду с санитарно-химическими показателями (динамика аммиака и нитратов, санитарное число), свидетельствует об этой высокой нагрузке.
2) Прямые санитарно-бактериологические показатели эпидемической опасности почвы - обнаружение возбудителей кишечных инфекций (возбудители кишечных инфекций, патогенные энтеробактерии, энтеровирусы).
8.1.3. Результаты анализов оцениваются в соответствии с .
8.1.4. При отсутствии возможности прямого определения в почвах энтеробактерий и энтеровирусов оценка безопасности может быть проведена ориентировочно по индикаторным микроорганизмам.
8.1.5. Почву оценивают как «чистую» без ограничений по санитарно-бактериологическим показателям при отсутствии патогенных бактерий и индексе санитарно-показательных микроорганизмов до 10 клеток на грамм почвы.
О возможности загрязнения почвы сальмонеллами свидетельствует индекс санитарно-показательных организмов (БГКП и энтерококков) 10 и более клеток/г почвы.
Концентрация колифага в почве на уровне 10 БОЕ на г и более свидетельствует об информации почвы энтевирусами.
8.1.6. Санитарно-бактериологические исследования проводятся в соответствии с нормативно-методической литературой, приведенной выше в ( , ,).
Яйца геогельминтов сохраняют жизнеспособность в почве от 3 до 10 лет, биогельминтов - до 1 года, цисты кишечных патогенных простейших - от нескольких дней до 3-6 месяцев.
8.2.3. Прямую угрозу здоровью населения представляет загрязнение почвы жизнеспособности оплодотворенными и инвазионными яйцами аскарид, власоглавов, ткосокар, анкилостомид, личинками стронгилоидов, а также онкосферами тениид, цистами лямлий, изоспор, балантидий, амеб, ооцистами криптоспоридий; опосредованную - жизнеспсобными яйцами описторхисов, дифилоботриид.
· вид возбудителей;
· их жизнеспособность и инвазионность;
8.3.1. Санитарно-энтомологическими показателями являются личинки и куколки синантропных мух.
Синантропные мухи (комнатные, домовые, мясные и др.) имеют важное эпидемиологическое значение, как механические переносчики возбудителей ряда инфекционных и инвазионных болезней человека (цисты кишечных патогенных простейших, яйца гельминтов и др.).
8.3.2. На территории населенных мест в общественных и частных домовладениях, пищевых и торговых предприятиях, пунктах частного и общественного питания, в зоопарке, местах содержания служебных и спортивных животных (лошади, собаки), мясо - и молочные комбинаты и т.п. наиболее вероятными местами выплодов мух являются скопления разлагающихся органических веществ (мусоросборники разных типов, уборные, свалки, иловые площадки и др.) и почвы вокруг них на расстоянии до 1 м.
8.3.3. Критерием оценки санитарно-энтомологического состояния почвы является отсутствие или наличие преимагинальных (личинки и куколки) форм синантропных мух в ней на площадке размером 20 х 20 см.
8.3.4. Оценка санитарного состояния почв по наличию в ней личинок и куколок мух проводится в соответствии с .
Наличие личинок и куколок в почве населенных мест является показателем неудовлетворенности санитарного состояния почвы и указывает на плохую очистку территории, неправильный в санитарно-гигиеническом отношении сбор и хранение бытовых отходов и их несвоевременном удаление.
8.3.5. Санитарно-энтомологические исследования проводятся в соответствии с методическими указаниями ().
9. Показатели биологической активности почвы
9.1. Исследования по биологической активности почвы проводятся при необходимости углубленной оценки ее санитарного состояния и способности к самоочищению.
9.2. Основными интегральными показателями биологической активности почвы являются: общая микробная численность (ОМЧ), численность основных групп почвенных микроорганизмов (почвенных сапрофитных бактерий, актиномицетов, почвенных микромицетов), показатели интенсивности трансформации соединений углерода и азота в почве («дыхание» почвы, «санитарное число», динамика азота аммиака и нитратов в почве, азотофиксация, аммонификация, нитрификация и денитрификация), динамика кислотности и окислительно-восстановительного потенциала в почве, активность ферментативных систем и другие показатели.
9.3. Перечень показателей определяется целями исследования, природой и интенсивностью загрязнения, характером землепользования.
На первом этапе исследований целесообразно использование наиболее простых и быстро определяемых информативных интегральных показателей: «дыхание» почвы, общая микробная численность, окислительно-восстановительный потенциал и кислотность почв, динамика азота аммиака и нитратов.
Дальнейшее углубленное исследование проводится в соответствии с полученными результатами и общими задачами исследования.
9.4. Методики измерений и оценки биологической активности почвы приведены в «Методических указаниях по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве» от 05.08.82 № 2609 82. Так, почву можно считать «незагрязненной» по показателям биологической активности при изменениях в микробиологических показателях не более 50% и биохимических не более 25% по сравнению с такими же для контрольных, принятых в качестве чистых незагрязненных почв.
10 Заключение о санитарном состоянии почв
Заключение о санитарном состоянии обследуемой территории дается на основании результатов проведенных комплексных исследований ( , , , , ) с учетом:
· санитарно-эпидемиологической ситуации в районе обследования;
· требований, предъявляемых к уровням загрязнения почв в зависимости от их хозяйственного использования;
· общих закономерностей, приведенных в , определяющих поведение химических элементов и соединений загрязнителей в почве.
Приложение 1
Классификация участков обследуемой территории по хозяйственному использованию и требованиям к уровню загрязнения почв ()
|
Использование |
Требования |
Картирование |
|
|
Приусадебные хозяйства, огороды, прибрежные территории, детские и лечебные учреждения |
1: 200-1: 10000 |
||
|
Сельхозугодия, зоны рекреации |
Повышенные |
1: 10000-1: 50000 |
|
|
Леса, бросовые земли, крупные промышленные объекты, городские зоны промышленной застройки |
Умеренные |
1: 50000-1: 100000 |
Нефть и нефтепродукты, мг/кг
Фенолы летучие, мг/кг
Мышьяк,мг/кг
Полихлорированные бифенилы, мкг/кг
Лактозоположительные кишечные палочки (Коли формы) , индекс
Энтерококки (фекальные стрептококки), индекс
Патогенные микроорганизмы (по эпидпоказаниям), индекс
Яйца и личинки гельминтов (жизнеспособных), экз/кг
Цисты кишечных патогенных простейших, экз/100 г
Личинки и куколки синантропных мух, экз/в почве площади 20´ 20 см
Примечания: * выбор конкретного показателя зависит от характера используемых средств химизации сельского хозяйства ; ); *** допускается определение фекальных форм
Знак «+» означает обязательность определения показателя при определении санитарного состояния почв, знак «-» - показатель необязательный, знак « ± » - показатель обязательный при наличии источника загрязнения..
Приложение 3
Перечень источников загрязнения и химических элементов,
накопление которых возможно в почве в зонах влияния этих источников
|
Вид промышленности |
Производственные объекты |
Химические элементы |
|
|
Приоритетный |
Сопутствующий |
||
|
Цветная металлургия |
Производство цветных металлов непосредственно из руд и концентратов |
Свинец, цинк, медь, серебро |
Олово, висмут, мышьяк, кадмий, сурьма, ртуть, селен |
|
Вторичная переработка цветных металлов |
Свинец, цинк, олово, медь |
||
|
Производство твердых и тугоплавких металлов |
Вольфрам |
Молибден |
|
|
Производство титана |
Серебро, цинк, свинец, бор, медь |
Титан, марганец, молибден, олово, ванадий |
|
|
Черная металлургия |
Производство легированных сталей |
Кобальт, молибден, висмут, вольфрам, цинк |
Свинец, кадмий, хром, цинк |
|
Железорудное производство |
Свинец, серебро, мышьяк, таллий |
Цинк, вольфрам, кобальт, ванадий |
|
|
Машиностроение и металлообрабатывающая промышленность |
Предприятия с термической обработкой металлов (без литейных цехов) |
Свинец, цинк |
Никель, хром, ртуть, олово, медь |
|
Производство аккумуляторов, производство приборов для электротехнической и электронной промышленности |
Свинец, никель, кадмий |
Сурьма, свинец, цинк, висмут |
|
|
Химическая промышленность |
Производство суперфосфатных удобрений |
Стронций, цинк, фтор, барий |
Редкие земли, медь, хром, мышьяк, иттрий |
|
Производство пластмасс |
Сернистые соединения |
Медь, цинк, серебро |
|
|
Промышленность строительных материалов |
Производство цемента (при использовании отходов металлургических производств возможно накопление соответствующих элементов) |
Ртуть, цинк, стронций |
|
|
Полиграфическая промышленность |
Шрифтолитейные заводы и типографии |
Свинец, цинк, олово |
|
|
Твердые бытовые отходы крупных городов, используемые в качестве удобрений |
Свинец, кадмий, олово, медь, серебро, сурьма, цинк |
||
|
Осадки канализационных сточных вод |
Свинец, кадмий, ванадий, никель, олово, хром, медь, цинк |
Ртуть, серебро |
|
|
Загрязненные поливочные воды |
Свинец, цинк |
||
|
Источник загрязнения |
Черная и цветная металлургия |
Приборостроение |
Машиностроение |
Химическая промышленность |
Автотранспорт |
|||||||||
|
Молибден |
||||||||||||||
Примечание. «О» - обязательный контроль, « W » - факультативный контроль.
Промышленность: А - завод легированных сталей;В - завод цветных металлов; C - завод сплавов; D - переработка вторцветмет; Е - аккумуляторное производство; F - радиаторное производство; G - электротехническое производство; Н - точное машиностроение; I - производство бытовых изделий; J - тяжелое машиностроение; К - легкое машиностроение; L - производство пластмасс; M - производство лакокрасок; N - сеть автодороги заправочныхстанций. Приложение 6
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами ()
|
Характеристика загрязненности |
Возможное использование |
Предлагаемые мероприятия |
|
|
1. Допустимая |
Использование без ограничений под любые культуры |
Снижение уровня воздействия источников загрязнения. Осуществление мероприятий по снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений и т.п.) |
|
|
2. Умеренно опасная |
Использование под любые культуры при условии контроля качества с/х продукции |
Мероприятия, аналогичные категории 1. При наличии веществ с лимитирующим водным или воздушным миграционным показателем проводится контроль за содержанием этих веществ в зоне дыхания с/х рабочих и в воде местных водоисточников |
|
|
3. Высоко опасная |
Использование под технические культуры. Использование под с/х культуры ограничено с учетом растений концентраторов |
1. Кроме мероприятий, указанных для категории 1, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях - продуктах питания и кормах 2. При необходимости выращивания растений - продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами питания, выращенными на чистой почве 3. Ограничение использования зеленой массы на корм скоту с учетом растений - концентраторов |
|
|
4. Чрезвычайно опасная |
Использовать под технические культуры или исключить из с/х использования. Лесозащитные полосы |
Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания с/х рабочих и воде местных водоисточников |
Приложение 7
Предельно допустимые концентрации (ПДК) неорганических химических веществ в почве и допустимые уровни их содержания по показателям вредности
|
Наименование вещества |
ПДК в-ва мг/кг почвы с учетом фона |
Уровни показателей вредности (К1 - К4) и максимальный из них - (К мах) в мг/кг |
Классопасности |
||||
|
Транслокационный (К1) |
Миграционный |
Общесанитарный |
|||||
|
Воздушный (К3) |
|||||||
|
Подвижные формы, извлекаемые из почвы ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8 |
|||||||
|
Подвижные формы, извлекаемые из почвы ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8 |
|||||||
|
Подвижные формы, извлекаемые из почвы ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8 |
|||||||
|
Марганец чернозем |
Подвижные формы, извлекаемые из почвы ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8 |
||||||
|
Марганец дерново-подзолистая почва с рН 1,4-5,6 |
|||||||
|
Марганец дерново-подзолистая почва с рН > 6 |
|||||||
|
Марганец черноземы |
Извлекаемый 0,1 и Н 2 SO 4 |
||||||
|
Марганец дерново-подзолистая почва с рН 4 |
|||||||
|
рН> 6 |
|||||||
|
Аммонийно-натриевый буфер рН 3,5 для сероземов и 4,7 дерново-подзолистой почвы |
> 1000 |
||||||
|
Водорастворимый |
|||||||
|
Марганец |
|||||||
|
Марганец + ванадий |
|||||||
|
Свинец + ртуть |
|||||||
|
Хлористый калий (К 2 О) |
|||||||
|
Сернистые соединения (S): Элементарная сера |
|||||||
|
Сероводород (Н 2 S) |
|||||||
|
Серная кислота |
|||||||
|
Отходы флотации угля (ОФУ)1 Комплексные гранулированные удобрения (КГУ) 2 NPK(64:0:15) |
|||||||
|
Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) 3 NPK (10:4:0) |
> 800 |
> 8000 |
|||||
|
Бенз(а)пирен |
|||||||
Примечания. ПДК должны корректироваться в соответствии с вновь разрабатываемыми документами.
1) ПДК ОФУконтролируются по содержанию бенз (а) пирена в почве, которое не должно превышать ПДК бенз(а)пирена.
2) ПДК КГУ состава NPK (64:0:15) контролируются по содержанию нитратов в почве, которое не должно превышать 76,8 мг/кг абс. сухой почвы.
3) ПДК ЖКУ состава NPK (10:4:0) ТУ 6-08-290-74 с добавками марганца не более 0,6% от общей массы контролируются по содержанию подвижных фосфатов в почве, которое не должно превышать 27,2 мг/кг абс. сухой почвы. 5 . ГОСТ 17.4.4.02 -84 «Охрана природы. Почва. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа».
6 . ГОСТ 17.4.3.06 -86 (СТ СЭВ 5101-85) «Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ».
7. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами № 4266-87. Утв. МЗ СССР 13.03.87.
8. Оценочные показатели санитарного состояния почв населенных мест № 1739-77 Утв. МЗ СССР 7.07.77.
9. Методические указания по санитарно-микробиологическому исследованию почвы № 1446-76. Утв. МЗ СССР 4.08.76.
10. Методические указания по санитарно-микробиологическому исследованию почвы № 2293-81. Утв. МЗ СССР 19.02.81.
11. Методические указания по гельминтологическому исследованию объектов внешней среды и санитарным мероприятиям по охране от загрязнения яйцами гельминтов и обезвреживанию от них нечистот, почвы, ягод, овощей, предметов обихода № 1440-76. Утв. МЗ СССР.
12. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. - М.: ИМГРЭ, 1982.
13. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в почве № 6229-91. Утв. МЗ СССР 19.11.91.
14 . Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах: ГН 2.1.7.020-94 (Дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК № 6229-92). Утв. ГКСЭН РФ 27.12.94.
15. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве № 5174-90. Утв. МЗ СССР 15.05.90.
16 . Методические указания по борьбе с мухами № 28-6.3. Утв. МЗ СССР 27.01.84.
18 . Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве (ПДК): МЗ СССР. - М., 1979, 1980, 1982, 1985, 1987.
19. Методика выполнения измерений массовой доли кислото-растворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбиционным анализом: Методические указания: РД 52.18.191-89 . Утв. ГКГМ СССР. - М., 1989.
20. Дмитриев М.Т., Казнина Н.И., Пинигина И.А.: Справочник: Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде. - М.: Химия, 1989.
21. Методы почвенной микробиологии и биохимии./ Под ред. проф. Д.Г. Звягинцева. - М.: МГУ, 1980.
22 . ГОСТ 26204-84, 26213-84 «Почвы. Методы анализа».
23. ГОСТ 26207-91 «Почвы. Определение подвижных форм фосфора и калия по методу Кирсанова в модификации ЦИНАО».
24 . Порядок определения параметров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. Утв. Председателем Комитета Федерации по земельным ресурсам и землеустройству 10.11.93 Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов 18.11.93. Согласовано: 1-й замминистра сельского хозяйства РФ 6.09.93, Председатель ГКСЭН РФ 14.09.93 и Президент Российской академии сельскохозяйственных наук 8.09.93.
2.6. Оценка уровня загрязнения почвы
Существуют разные подходы к оценке уровня загрязнения почвы.
Для неорганических загрязняющих веществ деление почв по категориям (классам) загрязнения проводят с учетом класса опасности компонента загрязнения, его ПДК и максимального значения допустимого уровня содержания элемента (Кmax) по одному из четырех показателей вредности. Для органических загрязняющих веществ деление почв по категориям (классам) загрязнения проводят с учетом класса опасности вещества и кратности превышения его ПДК в почве.
По санитарно-гигиеническому состоянию почв сельскохозяйственного назначения содержание химических веществ в почве подразделют на допустимое; умеренно опасное; высоко опасное и чрезвычайно опасное, причем очень важной является ПДК по транслокационному признаку вредности.
В основе группировки почв, загрязненных тяжелыми металлами, по методике Почвенного института им. В.В. Докучаева, лежит кларковое содержание элемента. По этой методике уровень загрязнения почвы устанавливают с использованием арифметической или геометрической прогрессии кларка элемента.
Для оценки техногенных аномалий, имеющих полиэлементный состав, используют суммарные показатели загрязнения Z C , характеризующие степень загрязнения ассоциацией элементов относительно фона и отражающие эффект воздействия группы элементов:
где К сi – коэффициент концентрацииi -го элемента в пробе;
n – число учитываемых элементов.
Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве к фоновому, причем он должен быть больше единицы (иначе элемент не концентрируется, а рассеивается). При отсутствии фоновых значений для сравнения загрязнения ландшафтов вместо них берут кларк элемента или ПДК.
2.7 . Нормирование качества сельскохозяйственной продукции
При нормировании качества продуктов питания используют такой показатель как ПДК вредного вещества в продуктах питания, иначе называемый допустимое остаточное количество (ДОК).
Предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДК, ДОК) - это максимальная концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека.
Для каждого вида продукта нормируется ПДК определенных загрязнителей, которые могут накапливаться в нем при получении сельскохозяйственной продукции, при ее переработке и хранении. Иногда ПДК также зависит от условий и времени получения продукции. Например, содержание нитратов в овощной продукции нормируется с учетом вида культуры, условий выращивания (открытый или защищенный грунт) и времени уборки урожая (ранняя или поздняя продукция). Содержание некоторых тяжелых металлов в консервах нормируется с учетом возможного поступления их из металлической тары.
Нормирование качества продукции производится на основании допустимой суточной дозы загрязняющего веществ или предела его годового поступления с учетом рациона питания населения.
Допустимая суточная доза (ДСД) – это максимальное количество загрязняющего вещества, которое может поступать в организм человека со всеми продуктами питания и водой в среднем в сутки в течение всей жизни и при этом не оказывать влияния на здоровье человека и его потомства. ДСД устанавливается в единицах массы загрязняющего вещества на кг массы тела (мг/кг, нг/кг) или просто в единицах массы загрязняющего вещества (мг, нг), при этом масса среднестатистического человека принимается равной 70 кг. Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) разработаны ДСД для тяжелых металлов, нитратов и т.д.
Предел годового поступления (ПГП) – это максимальное количество загрязняющего вещества, которое может поступать в организм человека со всеми продуктами питания и водой в среднем в год в течение всей жизни и при этом не оказывать влияния на здоровье человека и его потомства. ПГП установлен, например, для антропогенных радионуклидов.
Разработаны определенные лимитирующие показатели (признаки) вредности веществ, которые приходится учитывать при нормировании качества сельскохозяйственной продукции:
– органолептический, характеризующий влияние вещества на изменение свойств продукта, определяемых органами чувств человека (вкус, привкус, запах, цвет, мутность, наличие пены и пленок и др.);
–токсикологический, характеризующий токсичность вещества для человека;
– технологический, характеризующий способность вещества ухудшать качество продукта в результате тех или иных реакций при его производстве;
– гигиенический, характеризующий способность вещества ухудшать полезные свойства продукта в результате тех или иных реакций с полезными веществами, содержащимися в продукте.
Контрольные вопросы.
1. Что такое принцип раздельного нормирования? Как он используется при оценке качества воздуха и воды?
2. Какие показатели (признаки) вредности используют при нормировании качества воздуха, воды, почвы, продукции? Что такое лимитирующий показатель (признак) вредности (ЛПВ)?
3.Что такое эффект суммации? Как он используется при оценке качества воздуха и воды?
4. Что такое ИЗА, ИЗВ? Как они рассчитываются?
5 Что такое суммарный показатель загрязнения почвы тяжелыми металлами? Как он рассчитывается?
6. Что такое ДСД? ПГП? Как они влияют на ПДК загрязняющих веществ в продуктах питания в разных странах?
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ульяновский государственный технический
университет
Реферат
на тему: «Анализ методов оценки загрязнения почв»
Выполнила:
Студентка 2 курса
дневного отделения
Ульяновск
Введение
1. Оценка опасности загрязнения почв
2. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы
3. Биодиагностика техногенного загрязнения почв
Заключение
Введение
Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.
Оценку способностей почвы выполнять функции, обеспечивающие стабильность отдельных биоценозов и биосферы в целом получают при помощи специальных методов исследования загрязненных почв. Рассмотрим некоторые из них.
Методы оценки загрязнения почв
1. Оценка опасности загрязнения почв
Прежде чем рассмотреть методы оценки загрязнения почв необходимо познакомиться с некоторыми показателями и положениями, определяющими степень опасности загрязняющих веществ, а также дающих оценку опасности загрязнения почв.
Принцип нормирования химических веществ в почве значительно отличается от принципов, положенных в основу нормирования их в водоемах, атмосферном воздухе, пищевых продуктах. Попавшие в почву химические вещества поступают в организм человека главным образом через контактирующие с почвой среды: воду, воздух и растения (в последнем случае по биологической цепи почва - человек). Поэтому при нормировании химических веществ в почве учитывается не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред.
Установление ПДК загрязняющих веществ в почве находится в первоначальной стадии, поэтому к настоящему времени установлены ПДК лишь для 30 вредных веществ, преимущественно ядохимикатов.
В связи с тем, что вредные вещества поступают в организм человека по пищевым целям, установлены допустимые остаточные количества (ДОК) пестицидов в почве, пищевых и кормовых продуктах (таблица 1).
Таблица 1 «ПДК и ДОК некоторых веществ в почве»
Результаты гигиенических исследований загрязненных почв позволяют оценивать степень опасности загрязнения вредными веществами по уровню их возможного воздействия на системы «почва - растение», «почвы - микроорганизмы, биологическая активность», «почвы - грунтовые воды», «почва - атмосферный воздух» и опосредованно - на здоровье человека. С гигиенической позиций опасность загрязнения почвы определяется уровнем возможного ее отрицательного влияния на контактирующие среды, пищевые продукты и непосредственно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.
И именно ПДК химических веществ в почве является основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почв вредными веществами.
Для оценки загрязнения опасности почвы выбор химических веществ - показателей загрязнения - проводится с учетом:
- специфики источников загрязнения, определяющих комплекс химических элементов, участвующих в загрязнении почв изучаемого региона (таблица 1);
- приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве и их классов опасности;
- характер землепользования.
Если нет возможности учесть весь комплекс химических веществ, загрязняющих почву, оценку проводят по наиболее токсичным веществам, то есть относящиеся к наиболее высокому классу опасности.
При отсутствии в документации класса опасности химических веществ, приоритетных для почв исследуемого района, их класс опасности J может быть определен по следующей формуле:
где А - атомный вес соответствующего элемента; S - растворимость в воде химического соединения, мг / л; М - молекулярная масса химического соединения, в которое входит данный элемент; a - среднее арифметическое из шести ПДК химических веществ в разных пищевых продуктах (мясо, рыба, фрукты, хлеб, овощи).
При оценке опасности загрязнения почв химическими веществами следует учитывать следующее:
- опасность загрязнения тем больше, чем выше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве по сравнению с ПДК;
- опасность загрязнения тем больше, чем выше класс опасности контролируемых веществ;
- буферность почвы, влияющую на подвижность химических элементов, что определяет их воздействие на контактирующие среды.
Оценка опасности загрязнения почвы населенных пунктов в свою очередь определяется:
- эпидемиологической значимостью загрязненной химическими веществами почвы;
- роль загрязненной почвы как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при ее непосредственном контакте с человеком;
- Значимостью степени загрязнения почвы в качестве индикатора загрязнения атмосферного воздуха.
Оценка уровня загрязнения почв как индикаторов неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводится по показателям, разработанных при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического вещества К с и суммарный показатель загрязнения Z с, равный сумме коэффициентов концентраций химических элементов:
где n - число суммируемых элементов.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Z с, отражающую дифференциацию загрязнения воздушного бассейна городов, как металлами, так и другими наиболее распространенными ингредиентами (пыль, оксид углерода, оксиды азота), проводится по оценочной шкале, приведенных в таблице 2. Градации оценочной шкалы разработаны на основе изучения показателей состояния здоровья населения, проживающего на территории с различным уровнем загрязнения почв.
Таблица 2. Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения Z с
|
Значение Z с |
Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
|
|
Допустимая |
Наиболее низкий уровень заболевания детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений |
|
|
Умеренно опасная |
Увеличение уровня общей заболеваемости |
|
|
Увеличения уровня общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы |
||
|
Чрезвычайно опасная |
Увеличения уровня общей заболеваемости детского населения, женщин с нарушением репродуктивной функции (увеличение числа преждевременных родов и др.). |
2. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы
Предельно допустимая концентрация ядовитых веществ (ПДК) в воде, почве, продуктах питания в настоящее время является основой мониторинга вредных веществ в окружающей среде. Однако следует отметить, что превышение ПДК химических веществ в исследуемых субструктурах служит лишь косвенным показателем их токсичности. Не всегда удается установить прямую зависимость между содержанием загрязнителя в среде и ее пригодностью для обитания живых организмов. Почва может быть сильнозагрязненной, но нетоксичной или слаботаксичной и, наоборот, слабозагрязненной, но сильнотоксичной. Токсичное действие одних компонентов может быть нейтрализовано или усилено присутствием других, поэтому токсичность почвы не определяется токсичностью отдельных соединений, содержащихся в ней. Необходимо оценивать интегральную токсичность почвы, отражающую влияние всего комплекса.
Наиболее целесообразным методом определения интегральной токсичности почвы является биотестирование. Показателем степени токсичности при биотестировании служит изменение выбранной тест-функции биоиндикаторного организма при его взаимодействии с пробой среды. Успешное применение биотестирования для диагностики состояния экосистемы во многом зависит от правильного подбора тест-объекта.
В качестве биоиндикаторов могут быть использованы животные, растения, микроорганизмы. Уровень организации тестируемой биологической системы может варьировать от доклеточного (макромолекулы) до надорганизменного (сообщества). Большенство исследователей полагает, что применение единственного биологического параметра для целей биотестирования ненадежно из-за разнообразных механизмов отклика тест-организма на различные антропогенные загрязнения. Наиболее полный анализ интегральной токсичности достигается при применении набора биотестов с использованием различных тест-организмов при контроле их биологических параметров.
Наиболее очевидными критериями выбора тест-организмов являются простота работы и точность получаемых в результате тестирования данных. Под простотой понимается легкость выделения тест-организма из природных источников, его хранения, размножения, постановки пробы на токсичность, обработки и интерпритации полученных результатов. Точность в данном случае - это наличие однозначных, ярко выраженных изменений тестируемой функции индикаторного организма в результате воздействия интересующего загрязнителя.
Во некоторых случаях для оценки токсичности почвы необходимо в качестве тест-объектов брать микроорганизмы. Достоинства микробиологических тестов обусловлены следующими причинами. Благодаря небольшим размерам микробные клетки имеют относительно большую поверхность контакта с окружающей сркдой, что определяет их высокую чувствительность к происходящим в ней изменениям. Высокие скорости роста и размножения микроорганизмов дают возможность за сравнительно короткий срок проследить за воздействием любого неблагоприятного фактора на протяжении десятков и даже сотен поколений. К тому же они компактны и в большинстве случаев не требуют значительных материальных затрат для поддержания жизнедеятельности. Применение микроорганизмов для оценки интегральной токсичности почвы и создание на их основе комплексной системы чувствительных, достоверных и экономичных биотестов является перспективной областью исследований.
К недостаткам микробиологических тестов следует отнести достаточно высокую способность микроорганизмов к образованию устойчивых мутантных штаммов, что может в некоторых случаях приводить к получению недостоверных результатов.
Один из простых в исполнении и информативных способов оценки микроботоксичности загрязненных почв - это учет численности микроорганизмов, которая, как правило, достаточно легко отражает микробиологическую активность почвы, скорость разложения органических веществ и круговорота минеральных элементов. Так, к примеру, в случае загрязнения почвы нефтью на основе данного показателя можно не только судить о степени загрязненности, но и о потенциальной возможности почвы к восстанолению. Но определение общей численности бактерий в этом случае в качестве показателя токсичности может быть рекомендовано для сильнозагрязненных почв, так как в зависимости от своей концентрации, нефть способна как стимулировать, так и угнетать развитие микроорганизмов.
В природных экосистемах микроартроподы, являющиеся почвенными безпозвоночными, широко используются для мониторинга на уровне комплекса видов. На территории с интенсивной антропогенной нагрузкой они часто остаются единственной группой, по которой можно судить о степени воздействия на почву. Почвенные ногохвостки (коллемболы) очень чувствительны к воздействию органических веществ, поэтому их можно с успехом применять при определении интегральной токсичности загрязненных почв, в частности тест-показателем может служить процент выживщих особей коллембол, продолжительность их жизни, поведенческие реакции.
Описанные выше тесты доступны и просты в исполнении, не требуют сложного лабораторного оборудования и могут быть рекомендованы исследователям разных уровней подготовки. Их преимущество является также то обстоятельство, что работы ведуться с объектами, типичными для почвенной среды обитания в естественных условиях. Набор тест-объектов из семян растений, микроорганизмов, почвенных беспозвоночных и ферментов можно использовать как в полном объеме, так и частично в зависимости от целевого назначения исследований. Если пробы с почвенными ногохвостками и активность ферментов дают хорошую колличественную характеристику токсичности почвы при низкой и средней степени ее загрязнения, то микробиологические тесты удобны для описания состояния сильнозагрязненных высокотоксичных почв.
3. Биодиагностика техногенного загрязнения почв
Высокая чувствительность почвы к любым негативным и позитивным воздействиям позволяет использовать биологические показатели в качестве параметров биомониторинга.
Биологическая активность — производная совокупности абиотических, биотических и антропогенных факторов почвообразования. В почве зоо- и микробоценозы объединяются в единую систему с продуктами их жизнедеятельности— внеклеточными и внутриклеточными ферментами, а также с абиотическими компонентами почвы.
Основные положения предлагаемой методологии следующие:
- одновременное изучение показателей биологической активности почвы;
- выявление наиболее информативных эколого-биологических показателей и возможного интегрального показателя экологического состояния почвы;
- учет пространственной и временной вариабельности биологических свойств почвы;
- использование сравнительно-географического и профильно-генетического подходов для оценки состояния почвы.
Исследование состояния деградированных почв будет наиболее полным в том случае, если будут определены:
- прямые показатели загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами (валовое содержание тяжелых металлов, содержание их подвижных форм, содержание нефтепродуктов, мощность загрязненного слоя);
- показатели устойчивости к загрязнению тяжелыми металлами и нефтепродуктами (емкость катионного обмена, степень насыщенности основаниями, содержание гумуса, реакция среды);
- Биологические показатели изменения свойств почвы под воздействием металлов-загрязнителей и нефтепродуктов (активность почвенных ферментов, например инвертазы, каталазы, интенсивность выделения углекислого газа, целлюлозоразлагающая способность, общая численность почвенных микроорганизмов, структура микробоценоза и др.).
Для практических целей определение всего комплекса показателей весьма трудоемко и требует дорогостоящего оборудования. Более целесообразно определять показатели, объективно отражающие уровень и последствия загрязнения.
Общие закономерности изменения свойств почвы по мере возрастания содержания загрязняющих веществ могут быть сформулированы только на основе экспериментальных материалов. В результате многолетних исследований установлены наиболее информативные показатели биологической активности почвы для биодиагностики и биомониторинга. К ним относятся, прежде всего, биохимические показатели, поскольку они лучше коррелируют с уровнем загрязнения и имеют меньшее варьирование в пространстве и во времени по сравнению с микробиологическими. Из изученных рекомендуется использовать ферментативную активность—активность каталазы, которая является одним из показателей стабилизации почвенных условий. Ее изменение связано с загрязненностью и буферной способностью почвы (рис. 1).
При слабом загрязнении происходит стимуляция окислительно-восстановительных процессов.
В проведенных исследованиях активность каталазы была максимальной при коэффициенте Zc концентрация загрязняющих веществ, равном 2 - 8, при Zc = 32 и более она практически не проявлялась.
При коэффициенте Zc равном 2 - 8, уровень загрязнения является допустимым, при 8 - 32 - средним, при 32 - 64 - высоким, при Zc > 64 - очень высоким.
Из всех изученных ферментов каталаза наиболее чувствительна, поэтому ее активность может быть использована в качестве критерия оценки восстановления функций почв.
Было установлено, что наиболее информативным показателем экологического состояния техногенно загрязненных почв является интегральный показатель биологического состояния (ИПБС). При расчете ИПБС максимальное значение каждого показателя в выборке принимается за 100 % и по отношению к нему в процентах выражается значение этого же показателя в других пробах, то есть относительный показатель
Б 1 = Б / Б max ´ 100%,
где Б - значение показателя в пробе; Б max - максимальное значение показателя.
Затем определяется среднее значение показателя
Б ср = (Б 1 + Б 2 + Б 3 + … + Б n) / n,
где n - число показателей.
Интегральный показатель биологической активности рассчитывается по формуле
ИПБС = (Б ср / Б ср max) ´ 100%,
При диагностике за 100% принимается значение каждого показателя в незагрязненной почве.
Интегральный показатель биологического состояния почвы для всех уровней загрязнения находится в прямой зависимости от содержания в ней тяжелых металлов (рис. 2).
Влияние степени загрязнения на биологические процессы в почве целесообразно определять по отклонению активности внеклеточных биологических процессов от контроля согласно экотоксикологическим нормативам: 50% - очень опасный уровень влияния.
Различные типы почв при одинаковом характере и степени загрязнения проявляют различную устойчивость. Для серой лесной почвы средний уровень загрязнения уже очень опасен, в этом случае восстановление биоценотических функций затруднено или практически невозможно. В черноземе выщелоченном снижение ИПБС на 50% происходит только при высоком уровне загрязнения.
Результаты биомониторинга техногенно загрязненных почв могут широко применяться при оценке воздействия на окружающую среду, экологическом нормировании загрязнения почв, прогнозировании экологических последствий какой-либо хозяйственной деятельности на данной территории, проведение экологической экспертизы, аудита и сертификации предприятий.
Заключение
Почвы загрязняются различными вредными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий. Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие. В связи с тем, что почва является неотъемлемым звеном биосферы и играет важнейшую роль в жизни общества всей планеты чрезвычайно важно изучение ее современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности.
Таким образом, в настоящее время необходимо иметь такие методы оценки загрязнения почв, которые могли бы дать объективное представление о состояние почвы, то есть о том, насколько она способна выполнять отведенные ей функции. Рассмотренные методы, такие как биотестирование и биодиагностика загрязненных почв выполняют требования современности по исследованию загрязненных почв.
Биотестирование является наиболее целесообразным методом определения интегральной токсичности почв. Он доступен и прост в применении, не требует сложного лабораторного оборудования и может быть рекомендован исследователям разных уровней подготовки. В свою очередь и биодиагностика техногенного загрязнения почв является достаточно простым методом, который способен дать реальную оценку состояния почв. Это стало возможным после долгих лет исследований, когда были обнаружены наиболее информативные показатели, объективно отражающие уровень и последствия загрязнения и не требующие для своего определения дорогостоящего оборудования. В настоящее же время, когда обострено противоречие между экономикой и экологией, важно, чтобы методы оценки загрязнения почв могли не только давать объективное представление о состоянии почв, но, и были доступны в материальном плане.
Список использованной литературы
- Буторина М. В., Дроздова Л. Ф., Иванов Н. И. Инженерная экология и экологический менеджмент: Учебник. - М.: Логос, 2004. - 520с.: ил.
- Демина Т. А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды. - М.: изд-во Аспект-пресс, 1995.
- Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. - М.: Наука, 2001.
- Исмаилов Н. М. Нефтяное загрязнение и биологическая активность почв. - М.: Наука, 1991.
- Коробкин В. И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2003. - 576с.
- Бурлака В. А., Казарин В. Ф. Восстановление плодородия почв, загрязненных высокоминерализованными пластовыми водами // Экология и промышленность России. 2005. Февраль. - С. 21 - 25.
- Девятова Т. А. Биодиагностика техногенного загрязнения почв // Экология и промышленность России. 2006. Январь. - С. 36 - 37.
- Киреева Н. А., Новоселова Е. И, Ямалетдинова Г. Ф. Диагностические критерии самоочищения почвы от нефти // Экология и промышленность России. 2001. Декабрь.
- Киреева Н. А., Тарасенко Е. М. Биотестирование как метод оценки загрязнения почв нефтью // Экология и промышленность России. 2004. Февраль. - С. 26 - 29.
- Смирнова Н. В., Шведова А. В. Влияние свинца и кадмия на фитотоксичность почвы // Экология и промышленность России. 2005. Апрель. - С. 32 - 35.
Использование унифицированных методических подходов будет способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровня загрязнения почвы и возможных последствий загрязнения, а также позволит прогнозировать качество пищевых продуктов растительного происхождения. Накопление фактического материала по загрязнению почв и их опосредованного воздействия на человека даст возможность в последующем совершенствовать предлагаемые указания.
Данные указания не распространяются на оценку загрязнения пестицидами.
1. Общие положения
1.1. С гигиенических позиций опасность загрязнения почвы химическими веществами определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и опосредованно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.
1.2. Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в почве. ПДК представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, так как используемые при их научном обосновании критерии отражают все возможные пути опосредованного воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания веществ по каждому показателю вредности. Наименьшее из обоснованных уровней содержание является лимитирующим и принимается за ПДК вещества, так как отражает наиболее уязвимый путь воздействия данного токсиканта.
1.3. Для оценки опасности загрязнения почв выбор химических веществ - показателей загрязнения проводится с учетом:
Специфики источников загрязнения, определяющих комплекс химических элементов, участвующих в загрязнении почв изучаемого региона (приложение 1);
Приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве (табл. 2) и их классом опасности (приложение 2) ("Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве", 1979, 1980, 1982, 1985, 1987 гг.);
Характером землепользования (приложение 3).
1.3.1. При отсутствии возможности учета всего комплекса химических веществ, загрязняющих почву, оценку осуществляют по наиболее токсичным веществам, т.е. относящимся к более высокому классу опасности (приложение 2).
1.3.2. В случае отсутствия в приведенных документах (приложение 2) класса опасности химических веществ, приоритетных для почв обследуемого района, их класс опасности может быть определен по индексу опасности (приложение 4).
1.4. Отбор проб почвы, их хранение, транспортировка и подготовка к анализу осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 "Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа".
1.5. Определение химических веществ в почве проводится методами, разработанными при обосновании их ПДК в почве и утвержденными МЗ СССР, которые опубликованы в приложениях к "Предельно допустимым концентрациям химических веществ в почве (ПДК)" (1979, 1980, 1982, 1985 г.).