Виды мониторинга загрязненных почв
Виды экологического мониторинга загрязнения почв выделяют по типу контролируемой среды, по дальности и механизмам распространения загрязняющих веществ. В связи со спецификой природных сред различают биотический и абиотический мониторинг (Израэль, 1984). В соответствии с закономерностями распространения загрязняющих веществ выделяют уровни мониторинга: локальный; региональный, глобальный (Герасимов, 1975).
Локальный мониторинг называют еще санитарно-гигиеническим или импактным. Под санитарным состоянием почв понимается совокупность их физико-химических и биологических свойств, определяющих качество и степень безопасности почв в эпидемическом и гигиеническом отношениях. Он направлен на контроль уровня содержания в окружающей среде тех загрязняющих веществ, которые выбрасывает конкретное предприятие. Контролируются в первую очередь природные среды, наиболее чувствительные к данному загрязняющему веществу в реальных условиях. Если отходы сбрасываются в воду — проводится контроль воды, в атмосферу — контроль воздуха. Почвы анализируются в любом случае загрязнения окружающей среды.
Важно как ранее обнаружение экологической опасности, связанной с загрязняющими веществами, так и выявление закономерностей накопления их. Результаты обследования почв учитываются при установлении уровня загрязнения почв и составлении прогноза опасности для здоровья и условий проживания людей в населенных пунктах, при разработке мероприятий по рекультивации почв, при профилактике заболеваний людей, при разработке технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при установлении очередности санационных мероприятий и т. д. В населенных пунктах контроль проводят с учетом их функциональных зон.
В первую очередь обследуются почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (почвы окрестностей детских дошкольных, школьных и лечебных учреждений, селитебные территории, зоны санитарной охраны водоемов, питьевого водоснабжения, земли сельхозугодий, рекреационные зоны).
Точки отбора проб почв располагают с учетом розы ветров, рельефа местности, растительного покрова и гидрологических условий, т. е. условий, которые обеспечивают распространение загрязняющих веществ от источника. Вблизи источника частота размещения точек пробоотбора больше (на расстоянии 50, 100, 200, 300 м), с удалением от него частота снижается. При контроле загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладывают на придорожных полосах с учетом названных факторов. Пробы отбирают с узких полос длиной 200 — 500 м на расстоянии 0—10, 10 —50, 50—100 м от полотна дороги с глубины 0—10 см.
Региональный мониторинг — направлен на оценку влияния на состояние окружающей среды региона всех видов человеческой деятельности (распашка, разведение и вырубка лесов, градостроительство, транспорт, промышленное производство, энергетика, сельское хозяйство, торговая сеть, здравоохранение и пр.). Он представляет собой слежение за взаимодействием природы и человека в процессе природопользования. Контроль осуществляется различными службами: гидрометеослужбой, агрохимслужбой, гидрохимической, лесоустроительной, сейсмологической и другими службами. Этот вид мониторинга И.П. Герасимов называл еще геосистемным, так как в основу контроля распространения загрязняющих веществ в регионе положены принципы распространения природных химических веществ в геосистеме.
Фоновый мониторинг — обязательный вид мониторинга. Цель его — контроль состояния почв территорий, которые могут служить эталонами окружающей среды, своего рода «нулевыми точками отсчета» при проведении локального и регионального мониторинга.
Фоновое содержание химических элементов в почвах характеризуют разными способами:
1) как содержание химических элементов в датированных погребенных почвах, проанализированных в настоящее время (при этом нужно принимать во внимание изменение природных условий, прежде всего климатических, с которыми могли быть связаны выявленные отличия современного состояния от прежнего, например содержания углеводородов);
2) как содержание химических элементов в музейных почвенных образцах с известными датами их отбора и анализа (при этом необходимо сопоставить использованные в настоящем и в прошлом методы анализа);
3) на основе обобщения данных в литературе о прежнем составе почв (учитывая возможности методов их анализа);
4) по составу глубоких почвенных горизонтов (принимая во внимание, что аккумуляция в верхних горизонтах контролируемых веществ может быть связана как с их биогенным накоплением, так и с поступлением из атмосферы).
Более надежная характеристика фонового содержания контролируемых химических веществ в почвах может быть получена при проведении специального обследования фоновых почв. Объектами наблюдения для фонового мониторинга служат почвы, характерные для региона исследования, в минимальной степени подверженные антропогенному воздействию, например почвы в заповедниках или памятниках природы. Однако антропогенное влияние сказывается и на фоновом уровне (табл. 10.1).
Регулярные наблюдения за почвами фоновых территорий позволяют оценить изменение их экологического состояния во времени.
Фоновый мониторинг является подсистемой глобального мониторинга, хотя последний имеет свои специфические задачи.
Глобальный мониторинг — это система контроля за общепланетарным распространением контролируемых, которое происходит за счет дальнего переноса их в атмосфере. Называют этот вид мониторинга также биосферным, так как его результаты характеризуют глобальные изменения состояния живых организмов на планете под влиянием человеческой деятельности.
Как и фоновый мониторинг, глобальный мониторинг проводится в таких же условиях, как и фоновый мониторинг. Различия между этими двумя видами мониторинга состоят в использовании полученных данных. Результаты фонового мониторинга используются как вспомогательные при проведении локального и регионального мониторинга. Глобальный мониторинг направлен на выполнение собственных задач: оценки интенсивности влияния глобального переноса веществ на состояние почв, удаленных от источников загрязнения. Выполняется в заповедниках, получивших от ЮНЕСКО статус биосферных заповедников.
Перечень контролируемых при экологическом мониторинге почв химических элементов обсужден в главе 6.4.
Источник
Контроль загрязнения почвы: методы, инструции
Почва является важнейшим компонентом биосферы. Без нее было бы невозможным существование на Земле. На почву постоянно оказывается антропогенное воздействие. Каждый год в нее из атмосферы попадают сотни тонн разнообразных загрязняющих веществ. Это и выхлопные газы, и выбросы промышленных предприятий. Попав в почву, загрязняющие вещества подвергаются разложению. Некоторые из них проходят путь профильной миграции и попадают в водоемы. Наибольшую экологическую опасность несут в себе диоксиды и тяжелые металлы, летучие органические и неорганические соединения и фенолы.
Почвенный покров является биологическим поглотителем. К тому же он способен разрушить и нейтрализовать различные загрязнения. Однако при большой концентрации токсичных элементов это звено биосферы подвергается разрушению. Такое воздействие может привести к нарушению жизненных ритмов нашей планеты.
Виды загрязнений
При определенных обстоятельствах в почве может произойти повышение концентрации различных веществ. Если данный показатель превысит границы предельно допустимого уровня, то это и будет говорить о загрязнении. О наличии данного явления можно утверждать и в случае присутствия в земле любого количества веществ, не характерных для нее и относимых к категории вредных.
Загрязнение почв классифицируется по шести различным степеням. Каждую из них отличает размер снижения продуктивности плодородного слоя, а также количество производимой биомассы.
Почвы могут быть загрязнены:
— отстойными породами и отвалами, выбросами и мусором;
Источники загрязнения почвы
На «здоровье» этого важнейшего компонента биосферы значительное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. Результатом развития технического прогресса является значительное загрязнение почв, и источники ее загрязнения – это прежде всего промышленные отходы, появляющиеся при производстве цветных и черных металлов, а также различных органических соединений, продуктов неорганической химии и т. д. В значительной мере загрязняют окружающую среду и выбросы в атмосферу. Из дыма промышленных предприятий попадают в воздух, воду и почву зола и сажа, оксид углерода и диоксид серы, нитраты, сульфаты и т. д.
Контроль загрязнения почв указывает и на то, что на их состояние пагубно влияют разнообразные технологические отходы, которые представляют собой продукты, отработанные в процессе производственного цикла. Их состав и количество различны. Однако, как правило, это разнообразные углеводороды, список которых только на транспортных и промышленных предприятиях включает более двухсот наименований.
Источники загрязнений в случае производства высокомолекулярных соединений – растворители, мономеры, катализаторы, красители, стабилизаторы и т. д. «Здоровье» у почвы забирает и сама продукция данной сферы: пластмассы и резина, лакокрасочные материалы и т. п.
В немалой степени загрязняет окружающую среду добыча, а также переработка нефти. Это природное ископаемое постоянно разливается, что приводит к засолению почвы. Загрязнение происходит и при сжигании на месторождениях попутного газа.
Цветные и тяжелые металлы попадают в окружающую среду в результате выбросов таких предприятий:
— нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и многих других отраслей промышленности.
Контроль загрязнения почв дал возможность выяснить тот факт, что в результате обработки полей инсектицидами и пестицидами, а также при внесении удобрений происходит отравление плодородных слоев особо токсичным элементом – мышьяком. Это же вещество попадает в окружающую среду в результате производства стекла, пигментов, дубильных веществ, родентицидов и фунгицидов.
Экологическое положение значительно ухудшается в случае аварий на транспорте и трубопроводах, перемещающих неорганические и органические вещества, а также на АЭС.
Контроль загрязнения почвы позволил выяснить тот факт, что значительным источником вредных веществ являются места, где производится хранение и уничтожение промышленных, фармацевтических и бытовых отходов. Негативно влияют на экологию и хранилища различных отравляющих компонентов.
Необходимость контроля «здоровья» почвы
Атмосферный воздух, а также поверхностные воды периодически самоочищаются от загрязняющих веществ. Почва же обладает рядом специфических особенностей. Она аккумулирует вредные компоненты и не способна очиститься от них в полной мере. Значительный объем токсинов ведет к деградации земляного покрова и к образованию так называемой техногенной пустыни. Это становится причиной нарастания экологической опасности и негативных последствий, несущих в себе прямую угрозу человеческому здоровью. Именно поэтому столь важен контроль загрязнения почвы, целью которого является выявление и предупреждение отрицательного воздействия на биосферу.
Проблема современности
Сегодня вопрос взаимодействия человека с природой находится под пристальным контролем общества. Бесспорно то, что особую остроту приняла проблема загрязнения почв, и методы ее решения позволят сохранить качество жизни населяющих нашу планету людей.
Вопросы экологии должны найти осмысление в человеческом обществе. Это позволит сохранить продуктивность и чистоту природной среды, озоновый слой, биокруговорот веществ и т. д.
Осуществляемый контроль загрязнения почвы показывает, что в ней происходят изменения в содержании микроэлементов. Это сказывается на здоровье человека, приводя к нарушению обменных процессов в его организме и вызывая эндемические патологии местного характера. Так, канцерогенные вещества, попадающие в почву в результате выхлопов, вызывают опухолевые заболевания.
Методы регенерации и охраны почв
Для того чтобы локализовать загрязняющие вещества, используются отстойники и хранилища. Данные сооружения позволяют использовать метод локализации токсинов, ухудшающих экологическую обстановку. Однако контроль загрязнения почвы убедительно доказывает, что лучшим способом борьбы с вредными для нашего здоровья компонентами является их ликвидация. Токсичные продукты можно уничтожать непосредственно в местах их хранения. Для этого применяют такие способы, как сжигание углеводородов, выведение загрязняющих веществ в атмосферу, промывание почв различными минеральными растворами. В том случае, когда токсичными продуктами являются органические элементы, может быть применен биологический метод. Загрязняющие вещества иногда вывозят в специально созданные для их переработки и нейтрализации пункты.
Места осуществления контроля
Исследования состояния почв проводятся в сельскохозяйственных районах. Обязательны они и в зонах, приближенных к городам и промышленным предприятиям. Кроме того, немаловажное значение имеет контроль за загрязнением почвы, производимый на фоновом уровне. Он отражает данные о загрязнении атмосферы, и, как следствие этого, – почвенного слоя.
Основной принцип контрольных мероприятий
Исследования грунта в санитарно-защитной зоне любого предприятия ставят своей целью выявление значений предельно допустимых сбросов и выбросов. Требования к контролю и охране почв от загрязнения предусматривают и проверку на наличие канцерогенных веществ. Их присутствие определяется по наличию бензапирена. Это положение закреплено в ГОСТ 17.4.2.01-81.
Согласно действующим нормативным документам, контроль над загрязнением почв в зонах отдыха, детских садах и лечебно-профилактических учреждениях осуществляется не реже чем два раза в год – осенью и весной. По требованию ГОСТа пробные площадки возле предприятий промышленности должны быть отмечены вдоль существующих векторов розы ветров.
Различными ведомствами составляется собственная инструкция по контролю за состоянием почв, применяемая на предприятиях данной отрасли. Так, Миннефтегазпром разработал рекомендации по охране зон, находящихся в местах добычи нефтепродуктов. Они предусматривают проведение постоянного контроля загрязнения, а также описывают действия, обязательные к выполнению при различных аварийных ситуациях.
Методы контроля
Для того чтобы определить загрязненность изучаемой территории, производят отборы проб грунта. Рекомендации по контролю загрязнения почв, с которыми можно ознакомиться в специально разработанных инструкциях, указывают на необходимость проведения их химического анализа. Он позволит определить предельно допустимую концентрацию токсичных веществ. При этом достаточно эффективно использовать косвенные методы контроля загрязнения почв. В их перечень входит:
— анализ поведения и распространения различных видов микроорганизмов, беспозвоночных и растений, которые являются индикаторами «здоровья» почвенного слоя;
— визуально полученная оценка состояния фитогенеза.
Контроль радиоактивного загрязнения почвы
Радионуклиды, имеющие большой период полураспада, попадают на землю извне, из атмосферы, накапливаются в ее верхних слоях. Данная проблема загрязнения почв и методы ее решения весьма актуальны для человечества. Эти вещества несут в себе опасность для здоровья людей и в значительной степени способны ухудшить экологическую ситуацию. В связи с этим требуется постоянный контроль за радиоактивным загрязнением почв.
Для его осуществления используют метод отбора грунтовых проб, которые подвергаются лабораторному гамма-спектрометрическому анализу. Контроль может быть произведен и в полевых условиях. Для этого также проводится гамма-спектрометрический анализ с применением портативных приборов «Белла» или СРП-88.
Контроль уровня пестицидов
В целях борьбы с сорняками, нежелательными насекомыми и грибковыми болезнями плодородные почвы подвергаются обработке инсектицидами, фунгицидами и инсектицидами. Все они, а также репелленты и фумиганты, повышающие урожайность, относятся к пестицидам. Данные вещества являются биологически активными, и при повышении их концентрации наносится значительный урон окружающей среде.
Именно поэтому необходим постоянный контроль загрязнения почв пестицидами. Сегодня для этого разработаны конкретные инструкции и методы отбора проб. Они дают возможность определить микроколичество гербицидов и пестицидов. Об основных моментах, позволяющих осуществить качественный контроль сельскохозяйственных земель, можно узнать из Правил, разработанных Институтом экспериментальной метеорологии Росгидромета. Этот документ является инструкцией, разъясняющей основные этапы подготовки контроля, а также его проведения и получения необходимых результатов.
Микробиологический контроль почв
Земля территорий городов, поселков, а также сельскохозяйственных угодий не должна содержать в себе несущих опасность для человека микробиологических организмов. Для этого разработаны и действуют конкретные показатели предельно допустимого уровня, которые закреплены в гигиенических нормативах и санитарных правилах.
Применяемые методы микробиологического контроля почвы изложены в методических рекомендациях, составленных сотрудниками Федерального центра госсанэпиднадзора Минздрава России, Федерального научного центра им. Ф. Ф. Эрисмана, а также центра ГСЭН в Краснодарском крае.
Источник