Конвертный метод отбора проб почвы

Более 300 площадок наблюдения: как в столице проводят экологический мониторинг почв

В Москве осенью завершился ежегодный отбор проб почв. Специалисты Мосэкомониторинга не только постоянно следят за состоянием воздуха и воды в мегаполисе, но и исследуют образцы почвы. Учитывая масштабы столицы, их отбирают по всему городу, в каждом округе и в разных функциональных зонах — от парков до промышленных территорий.

Мониторинг почв позволяет выяснить, какие вещества содержатся в земле, отслеживать состояние окружающей среды и оценивать эффективность природоохранных программ. Рассказываем, как и где проводят отбор почв, как проверяют образцы и какие тенденции наблюдаются в последние годы.

В столице создана огромная сеть мониторинга почв, которая охватывает всю территорию города и включает 1333 площадки постоянного наблюдения. Они расположены в общественных, жилых, производственных зонах, на особо охраняемых природных территориях, вблизи объектов транспортной инфраструктуры. Ежегодно специалисты Мосэкомониторинга отбирают пробы примерно с 300 площадок.

Метод конверта, или Как проводят отбор

Отбор проб специалисты Мосэкомониторинга проводят так называемым методом конверта. На площадке размечают квадрат со стороной пять метров (если участок небольшой, то этот размер сокращают до одного метра) и по углам квадрата, а также в центре отбирают пять точечных проб. Затем их смешивают и получается так называемая объединенная проба. Ее масса должна быть не менее одного килограмма. Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром.

Метод конверта позволяет получить более объективную характеристику исследуемой территории.

«Городские почвы очень мозаичны, поскольку существует много факторов, определяющих их состав и свойства. Например, в одной точке мы можем обнаружить высокие концентрации какого-то элемента, а буквально в трех метрах они будут уже совершенно другими, и, чтобы получить более объективную характеристику участка, нам нужно взять несколько проб и смешать их», — отмечает Алена Гавриленко.

Пробы обычно берут начиная с конца мая и до осени. В этом году отбор провели на 313 площадках постоянного наблюдения на разных типах территорий города во всех округах Москвы.

На что проверяют почву

Во время исследований специалисты изучают основные агрохимические свойства почв: рН, содержание органического углерода, макроэлементов питания растений — азота, фосфора, калия. Также контролируют возможные процессы засоления, определяют общее содержание тяжелых металлов и органических загрязнителей — бенз(а)пирена и нефтепродуктов. Химическое загрязнение почв оценивают по содержанию химических элементов и соединений.

Кроме того, в лаборатории оценивают уровень загрязнения почв тяжелыми металлами. Полученные концентрации сравнивают с утвержденными в России гигиеническими нормативами, а для комплексной оценки есть специальный геохимический показатель — суммарный показатель загрязнения (Zc).

«Все загрязняющие вещества разделены на три класса опасности, которые определяют их возможное отрицательное воздействие на почву, растения, животных и человека. Например, мы смотрим содержание в почве элементов первого класса опасности: ртути, свинца цинка, мышьяка и кадмия — и второго класса: меди, никеля, хрома. В целом мы отмечаем снижение загрязнения металлами. Например, за последние четыре года содержание свинца в московских почвах снизилось в среднем в 1,6 раза — это достаточно много», — рассказывает представитель Мосэкомониторинга.

По словам эксперта, это снижение связано в том числе с запретом на использование этилированного бензина. Кроме того, в Москве при благоустройстве и озеленении применяются экологичные почвогрунты с определенными характеристиками, в них лимитировано содержание тяжелых металлов.

Качественное топливо и общественный транспорт: есть результаты

Мониторинг почв — важный индикатор эффективности городской политики в сфере транспорта и благоустройства, он показывает, какой природоохранный эффект дают те или иные решения. Например, повышение связанности дорожно-транспортной сети, улучшение качества моторного топлива, ограничение движения грузовиков, популяризация экологичного общественного транспорта и запуск электробусов, улучшение технологий санитарного содержания города, благоустройство и озеленение. Эти меры позволили снизить негативную нагрузку на столичную экологию, что положительно отразилось в том числе и на состоянии городских почв.

«Например, существует такой показатель, как содержание нефтепродуктов. После того как стали реализовывать мероприятия новой транспортной политики, мы отмечаем стойкое снижение загрязнения почв нефтепродуктами. Если сравнить период, когда мы только начинали мониторинг — это 2005 год, и нынешнее время, то уровень загрязнения почв снизился более чем в пять раз. И сейчас он в 10 раз ниже так называемого нормативного допустимого уровня», — говорит Алена Гавриленко.

Основным источником загрязнения в Москве остается автотранспорт, поэтому проблемные территории, как правило, находятся вблизи крупных транспортных узлов. Также факторами загрязнения являются промышленные предприятия и талые воды: когда снег тает, все вредные вещества, которые он накопил, поступают в почву.

Важная задача мониторинга — также оценить пригодность почв для растений. В целом московские почвы хорошо обеспечены элементами питания: азотом, фосфором, калием. Содержание органических веществ варьируется, но оно достаточно для того, чтобы растения чувствовали себя комфортно.

«Естественные почвы в Москве сохранились только на особо охраняемых природных территориях. В основном в городе почвы представлены так называемыми урбаноземами — это искусственно созданные почвы, почвогрунты. Тем не менее в целом они обладают теми же свойствами, что и естественные, и подвергаются воздействию тех же факторов почвообразования», — объяснила эксперт.

Она добавила, что система мониторинга почв в Москве практически уникальна. Несмотря на то что многие зарубежные страны имеют национальные стандарты качества почв, большее внимание при исследовании уделяется сельскохозяйственным и лесным землям, индустриальным комплексам. Мониторинг городских почв ведут в Нью-Йорке, но такой развитой сетью, как в Москве, где наблюдения осуществляются на государственном уровне, могут похвастаться немногие города.

Результаты мониторинга почв этого года войдут в состав государственного доклада о состоянии окружающей среды в Москве. Он будет опубликован в следующем году на официальных сайтах Мосэкомониторинга и Департамента природопользования и охраны окружающей среды.

Источник

1. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ, РЕАКТИВЫ

Ножи почвенные по ГОСТ 23707-79.

Ножи из полиэтилена или полистирола.

Холодильник, поддерживающий температуру от 4 до 6 ° С.

Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24101-80 с предельной нагрузкой 200 и 1000 г.

Сита почвенные с сеткой 0,25; 0,5; 1; 3 мм по ГОСТ 3584-73.

Спиртовки лабораторные стеклянные по ГОСТ 10090-74.

Ступки и пестики фарфоровые по ГОСТ 9147-80.

Ступки и пестики яшмовые, агатовые или из плавленого корунда.

Флаконы или банки стеклянные широкогорлые с притертыми пробками вместимостью 300, 500, 800, 1000 см 3 .

Банки или коробки из пищевого полиэтилена или полистирола.

Шпатели металлические по ГОСТ 19126-79.

Шпатели пластмассовые по ГОСТ 19126-79.

Бумага оберточная по ГОСТ 8273-75 .

Калька по ГОСТ 892-70.

Пакеты и пленка полиэтиленовые.

Пергамент по ГОСТ 2995-73.

Тампоны ватно-марлевые стерильные.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, ч.д.а, раствор с массовой долей 3 и 10%.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Спирт этиловый ректификационный технический по ГОСТ 18300-72.

Формалин технический по ГОСТ 1625-75, сорт высший, раствор с массовой долей 3%.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77 , изотонический раствор с массовой долей 0,85%.

2. ПОДГОТОВКА К ОТБОРУ ПРОБ

2.1. Отбор проб проводят для контроля загрязнения почв и оценки качественного состояния почв естественного и нарушенного сложения. Показатели, подлежащие контролю, выбирают из указанных в ГОСТ 17.4.2.01-81 и ГОСТ 17.4.2.02-83 .

Отбор проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализов проводят не менее 1 раза в год. Для контроля загрязнения тяжелыми металлами отбор проб проводят не менее 1 раза в 3 года.

Для контроля загрязнения почв детских садов, лечебно-профилактических учреждений и зон отдыха отбор проб проводят не менее 2 раз в год – весной и осенью.

При изучении динамики самоочищения отбор проб проводят в течение первого месяца еженедельно, а затем ежемесячно в течение вегетационного периода до завершения активной фазы самоочищения.

2.2. На территории, подлежащей контролю, проводят рекогносцировочные выезды. По данным рекогносцировочного выезда и на основании имеющейся документации заполняют паспорт обследуемого участка в соответствии с обязательным приложением 1 и делают описание почв в соответствии с рекомендуемым приложением 4 .

При контроле загрязнения почв предприятиями промышленности пробные площадки намечают вдоль векторов «розы ветров».

При неоднородном рельефе местности пробные площадки располагают по элементам рельефа.

На карты или планы наносят расположение источника загрязнения, пробных площадок и мест отбора точечных проб. Пробные площадки располагают в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83 .

2.3. Пробные площадки закладывают на участках с однородным почвенным и растительным покровом, а также с учетом хозяйственного использования основных почвенных разностей. Описание пробной площадки делают в соответствии с обязательным приложением 2 .

2.3.1. Для контроля загрязнения почв сельскохозяйственных угодий в зависимости от характера источника загрязнения, возделываемой культуры и рельефа местности на каждые 0,5-20,0 га территории закладывают не менее 1 пробной площадки размером не менее 10 ´ 10 м.

2.3.2. Для контроля санитарного состояния почвы в зоне влияния промышленного источника загрязнения пробные площадки закладывают на площади, равной 3-кратной величине санитарно-защитной зоны.

2.3.3. Для контроля санитарного состояния почв на территории расположения детских садов, игровых площадок, выгребов, мусорных ящиков и других объектов, занимающих небольшие площади, размер пробной площадки должен быть не более 5 ´ 5 м.

3. ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ

3.1. Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоев или горизонтов методом конверта, по диагонали или любым другим способом с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа почвы. Количество точечных проб должно соответствовать ГОСТ 17.4.3.01-83 .

Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром.

3.2. Объединенную пробу составляют путем смешивания точечных проб, отобранных на одной пробной площадке.

3.3. Для химического анализа объединенную пробу составляют не менее, чем из пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг.

Для контроля загрязнения поверхностно распределяющимися веществами – нефть, нефтепродукты, тяжелые металлы и др. – точечные пробы отбирают послойно с глубины 0-5 и 5-20 см массой не более 200 г каждая.

Для контроля загрязнения легко мигрирующими веществами точечные пробы отбирают по генетическим горизонтам на всю глубину почвенного профиля.

3.3.1. При отборе точечных проб и составлении объединенной пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения тяжелых металлов, отбирают инструментом, не содержащим металлов. Перед отбором точечных проб стенку прикопки или поверхность керна следует зачистить ножом из полиэтилена или полистирола или пластмассовым шпателем.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения летучих химических веществ, следует сразу поместить во флаконы или стеклянные банки с притертыми пробками, заполнив их полностью до пробки.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения пестицидов, не следует отбирать в полиэтиленовую или пластмассовую тару.

3.4. Для бактериологического анализа с одной пробной площадки составляют 10 объединенных проб. Каждую объединенную пробу составляют из трех точечных проб массой от 200 до 250 г каждая, отобранных послойно с глубины 0-5 и 5-20 см.

3.4.1. Пробы почвы, предназначенные для бактериологического анализа, в целях предотвращения их вторичного загрязнения следует отбирать с соблюдением условий асептики: отбирать стерильным инструментом, перемешивать на стерильной поверхности, помещать в стерильную тару.

3.5. Для гельминтологического анализа с каждой пробной площадки берут одну объединенную пробу массой 200 г, составленную из десяти точечных проб массой 20 г каждая, отобранных послойно с глубины 0-5 и 5-10 см. При необходимости отбор проб проводят из глубоких слоев почвы послойно или по генетическим горизонтам.

3.6. Все объединенные пробы должны быть зарегистрированы в журнале и пронумерованы. На каждую пробу должен быть заполнен сопроводительный талон в соответствии с обязательным приложением 3 .

3.7. В процессе транспортировки и хранения почвенных проб должны быть приняты меры по предупреждению возможности их вторичного загрязнения.

3.8. Пробы почвы для химического анализа высушивают до воздушно-сухого состояния по ГОСТ 5180-75 . Воздушно-сухие пробы хранят в матерчатых мешочках, в картонных коробках или в стеклянной таре.

Пробы почвы, предназначенные для определения летучих и химически нестойких веществ, доставляют в лабораторию и сразу анализируют.

3.9. Пробы почвы, предназначенные для бактериологического анализа, упаковывают в сумки-холодильники и сразу доставляют в лабораторию на анализ. При невозможности проведения анализа в течение одного дня пробы почвы хранят в холодильнике при температуре от 4 до 5 ° С не более 24 ч.

При анализе на кишечные палочки и энтерококки пробы почвы хранят в холодильнике не более 3 сут.

3.10. Пробы почвы, предназначенные для гельминтологического анализа, доставляют в лабораторию на анализ сразу после отбора. При невозможности немедленного проведения анализа пробы хранят в холодильнике при температуре от 4 до 5 ° С.

Для исследования на яйца биогельминтов почву без обработки хранят не более7 сут., для исследования на яйца геогельминтов – не более 1 мес. При хранении проб для предотвращения высыхания и развития личинок в яйцах геогельминтов почву увлажняют и аэрируют один раз в неделю, для чего пробы вынимают из холодильника и оставляют на 3 ч при комнатной температуре, увлажняют водой по мере потери влаги и снова помещают для хранения в холодильник.

При необходимости хранения проб почвы более месяца применяют консервирующие средства: почву пересыпают в кристаллизатор, заливают раствором формалина с массовой долей 3%, приготовленным на изотоническом растворе натрия хлористого с массовой долей 0,85% (жидкость Барбагалло), или раствором соляной кислоты с массовой долей 3%, а затем ставят в холодильник.

4. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

4.1. Для определения химических веществ пробу почвы в лаборатории рассыпают на бумаге или кальке и разминают пестиком крупные комки. Затем выбирают включения – корни растений, насекомых, камни, стекло, уголь, кости животных а также новообразования – друзы гипса, известковые журавчики и др. Почву растирают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Отобранные новообразования анализируют отдельно, подготавливая их к анализу также, как пробу почвы.

4.1.1. Для определения валового содержания минеральных компонентов из просеянной пробы отбирают представительную пробу массой не более 20 г и растирают ее в ступке из агата, яшмы или плавленого корунда до пудрообразного состояния.

4.1.2. Для анализа на содержание летучих веществ навески почвы берут без указанных в п. 4.1 предварительных операций.

4.2. Для бактериологического анализа подготовку проб почвы проводят как описано в п. 4.1 , но со строгим соблюдением условий асептики: почву рассыпают на стерильную поверхность, все операции проводят стерильными инструментами, просеивают почву через стерильное сито с диаметром ячеек 3 мм, накрытое стерильной бумагой. Растирают почву в стерильной ступке.

4.3. Для гельминтологического анализа почву готовят как описано в п. 4.1 .

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПАСПОРТ ОБСЛЕДУЕМОГО УЧАСТКА

1. Номер участка __________________________________________________________

2. Адрес участка и его привязка к источнику загрязнения _________________________

3. Дата обследования _______________________________________________________

4. Размер участка ___________________________________________________________

5. Название почв ___________________________________________________________

6. Рельеф __________________________________________________________________

7. Уровень залегания грунтовых вод ___________________________________________

8. Растительный покров территории ___________________________________________

9. Характеристика источника загрязнения (характер производства, используемое сырье, мощность производства, объем газопылевых выбросов, жидких и твердых отходов, удаление от жилых зданий, игровых площадок, мест водозабора и т.д.) ______________

10. Характер использования участка в год обследования (предприятие, сельскохозяйственное угодье, полоса отчуждения дороги, детская площадка и др.)

11. Сведения об использовании участка в предыдущие годы (мелиорация, севообороты, применение средств химизации, наличие свалок, очистных сооружений и т.д.)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

БЛАНК ОПИСАНИЯ ПРОБНОЙ ПЛОЩАДКИ

«____» ________________ 19 ___ г.

1. Номер обследуемого участка ________________________________________________

2. Номер пробной площадки __________________________________________________

3. Адрес пробной площадки __________________________________________________

4. Рельеф __________________________________________________________________

5. Название почвы с указанием механического состава ____________________________

6. Растительный покров ______________________________________________________

7. Угодье и его культурное состояние __________________________________________

8. Характерные особенности почвы (заболоченность, засоленность, карбонатность и др.) _______________________________________________________________________

9. Наличие почвенно-грунтовых вод ___________________________________________

10. Характер хозяйственного использования ____________________________________

11. Наличие включений антропогенного происхождения (камни, резина, стекло, строительный и бытовой мусор и др.) __________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

1. Дата и час отбора пробы ___________________________________________________

2. Адрес ___________________________________________________________________

3. Номер участка ____________________________________________________________

4. Номер пробной площадки __________________________________________________

5. Номер объединенной пробы, горизонт (слой), глубина взятия пробы ______________

6. Характер метеорологических условий в день отбора пробы ______________________

7. Особенности, обнаруженные во время отбора пробы (освещение солнцем, применение средств химизации, виды обработки почвы сельскохозяйственными машинами, наличие свалок, очистных сооружений и т.д.) _________________________

8. Прочие особенности _______________________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

БЛАНК ОПИСАНИЯ ПОЧВЫ

«____» ________________ 19 ___ г.

1. Разрез № ________________________________________________________________

2. Адрес ___________________________________________________________________

3. Общий рельеф ___________________________________________________________

4. Микрорельеф ____________________________________________________________

5. Положение разреза относительно рельефа и его экспозиция _____________________

6. Растительный покров _____________________________________________________

7. Угодье и его культурное состояние __________________________________________

8. Признаки заболоченности, засоленности и другие характерные особенности _______

9. Глубина и характер вскипания от соляной кислоты:

10. Уровень почвенно-грунтовых вод __________________________________________

11. Материнская и подстилающая порода _______________________________________

12. Название почвы _________________________________________________________

Схема почвенного разреза

Горизонт и мощность, см

Описание разреза: механический состав, влажность, окраска, структура, плотность, сложение, новообразования, включения, характер вскипания, характер перехода горизонта и другие особенности

Источник