Основные принципы организации наблюдений за уровнем химического загрязнения почвы
Влияние химических веществ антропогенного происхождения на почвенный покров, особенно вблизи источников загрязнения (вокруг городов, промышленных и сельскохозяйственных комплексов, автомагистралей и т. д.), постоянно возрастает. В составе атмосферных выбросов, загрязняющих почву, рассматриваются макро- и микроэлементы, газы и гидрозоли, сложные органические соединения (пиридин, фенол, бензол и др.).
Негативные последствия антропогенного загрязнения почв уже проявляются на региональном и даже на глобальном уровне. Поэтому в настоящее время разработка программ наблюдения за химическим загрязнением почв является наиболее актуальной задачей. Создание таких программ прежде всего требует адекватной оценки современного состояния почв и прогноза изменений этого состояния. Получение такой информации — задача системы наблюдений за уровнем химического загрязнения почв, т. е. системы наблюдений и оценки состояния почв, испытывающих воздействие анторопогенных загрязняющих веществ.
Содержание и характер проведения наблюдений за уровнем загрязнения почв и их картографирование в сельских и городских условиях имеют свою специфику. В задачи наблюдений входят:
1) регистрация современного уровня химического загрязнения почв, выявление географических закономерностей и динамики временных изменений загрязнения почв в зависимости от расположения и технологических параметров источника загрязнения;
2) прогноз тенденций изменения химического состава почв в ближайшем будущем и оценка возможных последствий загрязнения почв;
3) обоснование состава и характера мероприятий по регулированию возможных отрицательных последствий в результате загрязнения почв и мероприятий, направленных на коренное улучшение уже загрязненных почв;
4) обеспечение заинтересованных организаций информацией об уровне загрязнения почв.
Исходя из вышеперечисленных задач, можно выделить следующие виды наблюдений:
а) режимные наблюдения, т. е. систематические наблюдения за уровнем содержания химических веществ в почвах в течение определенного промежутка времени (например, пятилетки);
б) комплексные наблюдения, включающие исследования процессов миграции загрязняющих веществ в системе атмосферный воздух—почва, почва—растение, почва—вода и почва—донные отложения;
в) изучение вертикальной миграции загрязняющих веществ в почвах по профилю;
г) наблюдения за уровнем загрязнения почв в определенных пунктах, намеченных в соответствии с запросами тех или иных организаций
Источник
Электронная библиотека
Перед осуществлением полевой программы наблюдений за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами в природных и сельскохозяйственных ландшафтах необходимо провести планирование работ, т.е.:
q определить примерное количество точек отбора почв, которые дадут основной физический материал;
q составить схему их территориального размещения;
q наметить полевые маршруты пли последовательность обработки площадей;
q установить календарные сроки исполнения задания.
Помимо этого следует проверить наличие и качество топографического материала, а также тематических карт (почвенных, геоботанических, геологических, геохимических и др.).
Необходимо собрать следующие сведения об источниках загрязнения почв:
q используемое сырье;
q объем производства;
а также установить связь с учреждениями, которые заинтересованы в предполагаемых обследованиях.
Наблюдения за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами в городах и на окружающей территории носят характер экспедиционных работ и поэтому включают в себя все мероприятия по подготовке к ним. Время проведения экспедиционных работ и отбора почв не имеет значения. Однако удобнее сбор материалов проводить в сухое время года, в период уборки урожая основных сельскохозяйственных культур, т.е. летом и в начале осени. При развернутых стационарных наблюдениях отбор проб производится независимо от времени экспедиционных работ. Повторные наблюдения за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами ранее обследованных территорий осуществляются через 5 – 10 лет.
При выборе участков наблюдения на территориях, используемых сельским хозяйством, исходным рабочим документом служит топографическая основа определенного масштаба (обычно 1:10 000). Контуры (схема) города (рабочего поселка) или промышленного комплекса размещаются, как правило, в центре плана местности, который переснимается с топографической основы. Из геометрического центра (города, промышленного комплекса, завода и т.д.) с помощью циркуля наносятся окружности на следующих расстояниях: 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2; 3; 4; 5, 8; 10, 20; 30; 50 км, т.е. обозначается зона возможного загрязнения почв тяжелыми металлами.
Протяженность зоны загрязнения почв определяется скоростью и частотой ветров данного румба (розой ветров), характером выбросов в атмосферу (плотностью вещества, дисперсностью частиц), высотой труб, рельефом территории, растительностью и т.д.
На подготовленный таким образом план местности наносятся контуры многолетней розы ветров по 8 – 16 румбам. Самый большой вектор, соответствующий наибольшей повторяемости ветров, откладывается в подветренную сторону; его длина составляет 25 – 30 см, т.е. 25 – 30 км. Таким образом, в контур, образованный розой ветров, схематически включается территория наибольшей загрязненности тяжелыми металлами (рис. 13.1). В направлении радиусов строятся секторы шириной 200 – 300 м вблизи источников загрязнения с постепенным расширением до 1 – 3 км; в местах пересечения осей секторов с окружностями располагаются ключевые участки, на них располагают сеть опорных разрезов, пункты и площадки взятия проб /1/.
Под ключевым участком понимается участок (1 – 10 га и более), характеризующий типичные, постоянно повторяющиеся в данном районе сочетания почвенных условий и условий рельефа, растительности и других компонентов физико-географической среды. Основную долю ключевых участков следует располагать в направлении двух экстремальных лучей (румбов) розы ветров.
При нечетко выраженной розе ветров участки должны характеризовать территорию равномерно в направлении всех румбов розы ветров. Если есть основание полагать, что миграция тяжелых металлов связана с водными потоками, то направление лучей нужно согласовывать с вектором водной миграции. Общее количество участков должно быть равно 15 – 20.
Чтобы лучше понять взаимосвязь между качеством почв, природными и хозяйственными условиями района, проводится предварительное рекогносцировочное обследование местности. Во время рекогносцировки проверяются и закрепляются почерпнутые из литературы или других источников сведения, формируются личные воззрения и закрепляются в памяти многие важные особенности объекта предстоящих обследований. Рекогносцировочные обследования проводятся маршрутным путем более или менее подробно в зависимости от природной сложности территории, степени ее изученности, площади и масштаба обследований.
При детальных обследованиях загрязнения почв вокруг единичного источника загрязнения достаточно один – два раза пересечь участок (рис. 13.2, а). При больших площадях (обследование сельскохозяйственных полей, местности вокруг городов и т.д.) рекогносцировочное обследование требует значительных усилий и времени. Чтобы охватить маршрутами местность, ее пересекают по главным орографическим элементам (рис. 13.2, б) /1/.
В результате рекогносцировки выявляются:
q основные ландшафтные особенности территории;
q общие закономерности пространственных изменений почвенного покрова;
q главные формы почвообразования и др.
Параллельно идет ознакомление с:
q местным фондовым материалом;
q сведениями о климате и микроклимате;
q погодными условиями последних лет;
q заболеваниями людей, причина которых – повышенное содержание тяжелых металлов в экосистеме.
Некоторая затрата рабочего времени на рекогносцировочное обследование территории до начала основных работ, как правило, окупается экономией сил и времени в последующем проведении полевых работ.
При оценке степени загрязнения территории тяжелыми металлами ввиду чрезвычайно большой трудоемкости и стоимости не всегда применяется сплошная съемка загрязненных почв.
Целесообразнее и экономичнее прослеживать пути воздушного и водного загрязнения почв, анализируя объединенные образцы из верхних слоев почв с площадок. Более детальное исследование нужно проводить на ключевых участках, расположенных в секторах-радиусах вдоль преобладающих воздушных потоков.
Изучение процессов загрязнения почв на ключевых участках проводится более детально, чем на остальной территории; оно довольно трудоемко и требует много времени. Ключевые участки размещают на обследуемой территории так, чтобы они характеризовали все возможные ландшафтно-геохимические условия, разнообразие генезиса, состава и сочетания почв, типичные биоценозы и, конечно, фоновые и техногенные участки.
При наблюдениях за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами большое значение имеет сравнение изменений, происходящих по мере увеличения или уменьшения влияния того или иного фактора, и вызванных этими изменениями закономерных смен степени загрязнения почв различными ингредиентами в пространстве. Наиболее четко эти закономерности можно выявить на почвенно-геоморфологических профилях, секущих всю территорию вдоль преобладающих направлений ветра, что является исключительно ценным методом познания сопряженных связей между распределением загрязняющих веществ в почвах и средой.
Под почвенно-геоморфологическим профилем следует понимать заранее выбранную узкую, стремящуюся к линии полосу земной поверхности, на которой установлена корреляция степени загрязнения почв с одним или несколькими экологическими факторами (рис. 13.3).
Почвенно-геоморфологические профили закладываются по векторам розы ветров. Профили не могут полностью заменить ключевые участки, особенно в тех случаях, когда изменение степени загрязнения почв обусловлено характером микрорельефа, связь которого с загрязнением почв наиболее наглядно проявляется на большой территории. Следовательно, почвенно-геоморфологические профили и ключевые участки должны дополнять друг друга.
Достоверно установлено, что техногенные выбросы, загрязняющие почвенный покров через атмосферу, сосредоточиваются в поверхностных слоях почвы. Тяжелые металлы сорбируются, как правило, в первых 2 – 5 см от поверхности. Загрязнение нижних горизонтов происходит в результате обработки почвы (вспашки, культивации, боронования), а также вследствие диффузионного и конвективного переноса через трещины, ходы почвенных животных и растений. Поэтому наиболее четкая картина загрязненности почвенного покрова тяжелыми металлами может быть получена при отборе проб почв с глубины 0 – 10 и 0 – 20 см на пашне и с глубины 0 – 2,5; 2,5 – 5,0; 5 – 10; 10 – 20; 20 – 40 см на целине или старой залежи.
Объединенная проба составляется, как правило, методом конверта. Все дальнейшие операции с первичной обработкой почв аналогичны операциям, осуществляемым при контроле за загрязнением почв пестицидами.
После отбора проба почвы направляется на анализ в лабораторию. К каждой пробе прилагается талон, содержащий основные необходимые сведения о самой почве и условиях ее отбора.
В сопроводительном талоне указывается:
q порядковый номер образца;
q месяц и год отбора;
q либо фактическое название, либо номер или условное обозначение пункта наблюдения, расшифрованное в рабочем журнале.
При наблюдениях за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами в сопроводительном талоне указываются:
q расстояние от источника загрязнения или внешней границы города, а также направление от источника загрязнения – азимуты по 16 направлениям (север, северо-северо-восток, северо-восток и т.д.);
q показатели рельефа местности:
ü крутизна склонов;
ü их экспозиция (северная, восточная, южная и западная);
ü часть склона (верхняя, средняя или нижняя треть);
ü основные точки и линии рельефа территории, на которой закладывается площадка;
ü вершины, котловины, водоразделы, поймы;
q глубина залегания грунтовых вод, определяемая по глубине колодцев (открытых и артезианских);
q сельскохозяйственная культура (настоящая и предшествующая) или естественная растительность и их состояние (удовлетворительное, хорошее, неудовлетворительное);
q состояние поверхности почвы:
ü наличие или отсутствие микроповышений или микропонижений, борозд, кочек;
ü отмечается качество обработки почвы.
Пробы почв и сопроводительные талоны к ним сохраняются в лаборатории в течение полутора – двух лет.
В целях установления интенсивности поступления тяжелых металлов в почву ежегодно проводится отбор проб снега. Объединенный образец снега с площади 1 га составляется из 20 – 40 точечных проб. Пробы снега следует брать ранней весной до начала подснежного стока талой воды.
В городах естественная почва, как правило, заменена насыпными сильно перекопанными грунтами. Насыпной слой может представлять собой вынутую при строительстве пустую породу и привезенный грунт или дерн, который укладывают на газоны.
Программа наблюдений за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами в городах должна учитывать:
q планировку населенного пункта;
q гипсометрию местности;
q высоту построек;
q густоту расположения построек;
q влияние всего этого на направление потоков воздуха;
q распределение атмосферных осадков и ливневого стока;
q долю участия в загрязнении территории города автотранспорта и местных промышленных предприятий и предприятий энергетики.
Помимо этого, в городах неизбежно бытовое (локальное) загрязнение и наличие неорганизованных старых и современных свалок, сжигание мусора. В этих условиях отбор почв приходится производить:
Содержание тяжелых металлов в отобранных пробах, как правило, имеет высокую дисперсию.
В связи с этим отбор проб почв в городских условиях следует производить по сетке квадратов такого масштаба, который обеспечил бы частоту отбора проб почв не менее 5 – 6 образцов на 100 га. Такая частота проб почв обеспечивает получение данных для составления карт загрязненности почв на территории городов. Отбор проб осуществляется методом конверта со стороной 5 – 10 м с глубины 20 см.
Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00
Источник
Наблюдения за уровнем загрязнения почв
Организация и порядок проведения наблюдений за загрязнением почв токсикантами промышленного происхождения
Дата введения 2009-02-10
1 РАЗРАБОТАН Государственным учреждением «Научно-производственное объединение «Тайфун» (ГУ «НПО «Тайфун») Росгидромета
2 РАЗРАБОТЧИКИ Л.В.Сатаева, канд. физ.-мат. наук, доцент, Г.В.Власова
3 СОГЛАСОВАН с УМЗА Росгидромета от 23.12.2008
4 УТВЕРЖДЕН Заместителем руководителя Росгидромета от 23.12.2008
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦМТР ГУ «НПО «Тайфун» за номером РД 52.18.718-2008 от 24.12.2008
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
1.1 Настоящий руководящий документ (далее — документ) устанавливает требования к организации и порядку наблюдений за загрязнением почв токсикантами промышленного происхождения (ТПП): тяжелыми металлами (ТМ), мышьяком, фтором, нефтью и нефтепродуктами (НП), нитратами, сульфатами, поступающими на почву из точечных, рассеянных и неточечных источников, — и при аварийном разливе НП на почву (далее — наблюдения).
1.2 Документ предназначен для применения в организациях наблюдательной сети (ОНС) и в других организациях, осуществляющих мониторинг загрязнения почв ТПП.
2 Нормативные ссылки
В настоящем документе использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ИСО 11074-1:1996 Термины и определения в области загрязнения и охраны почв
ИСО 11259:1998 Качество почвы. Упрощенное описание почв
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
ГОСТ 8.315-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества, классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения
ГОСТ 17.4.2.03-86 Охрана природы. Почвы. Паспорт почв
ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб
ГОСТ 17.4.3.06-86 Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ
ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 8273-75 Бумага оберточная. Технические условия
ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия
ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Тип, основные параметры и размеры
ГОСТ 27593-88 Почвы. Термины и определения
ГОСТ Р 8.563-96* Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 8.563-2009, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ Р 51652-2000 Спирт этиловый, ректифицированный из пищевого сырья. Технические условия
ГН 2.1.7.2041-06 Гигиенические нормативы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве
ГН 2.1.7.2042-06 Гигиенические нормативы. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве
МИ 2335-2003 Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа
МУ 2.1.7.730-99 Гигиенические требования к качеству почвы населенных мест
РМГ 29-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения
РМГ 60-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Смеси аттестованные. Общие требования к разработке
РМГ 76-2004 Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа
СанПиН 2.1.7.1287-03 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы
СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства
РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы
РД 52.04.567-2003 Положение о государственной наблюдательной сети
РД 52.04.576-97 Положение о методическом руководстве наблюдениями за состоянием и загрязнением окружающей природной среды. Общие требования
РД 52.18.103-86 Методические указания. Охрана природы. Почвы. Оценка качества аналитических измерений содержаний пестицидов и токсичных металлов в почве
РД 52.18.191-89 Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом
РД 52.18.595-96 Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды
РД 52.24.618-2000 Методические указания. Организация и функционирование системы специальных наблюдений за состоянием природной среды в районах развития металлургического производства
РД 52.44.2-94 Методические указания. Охрана природы. Комплексное обследование загрязнения природных сред промышленных районов с интенсивной антропогенной нагрузкой
3 Термины, определения и сокращения
3.1 В настоящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 аккумуляция: Увеличение концентрации вещества в почве вследствие того факта, что поступление вещества выше выноса вещества [ИСО 11074-1-96, статья 2.5].
3.1.2 анализ почвы: Совокупность операций, выполняемых с целью определения состава, физико-механических, физико-химических, химических, агрохимических и биологических свойств почвы [ГОСТ 27593-88, статья 68].
3.1.3 аттестация аттестованной смеси (АС) по расчетно-экспериментальной процедуре приготовления (аттестация АС): Установление значений метрологических характеристик АС расчетным путем на основе использования известных или специально исследованных в процессе разработки АС характеристик и количественных соотношений исходных веществ, применяемых для приготовления АС путем их смешивания (согласно РМГ 60).
3.1.4 аттестованная смесь: Смесь двух и более веществ (материалов), приготовленная по документированной методике, с установленными в результате аттестации по расчетно-экспериментальной процедуре приготовления значениями величин, характеризующих состав смеси (согласно РМГ 60).
3.1.5 аттестуемая характеристика АС: Величина, характеризующая массовую долю определенного компонента вещества (материала) АС, значение которой подлежит установлению при аттестации АС.
3.1.6 вынос вещества: Перемещение вещества из почвы в другие объекты окружающей среды [ИСО 11074-1-96, статья 2.9].
3.1.7 государственный стандартный образец СО; ГСО: Стандартный образец, признанный национальным органом по стандартизации, метрологии и сертификации, применяемый во всех областях народного хозяйства страны, включая сферы распространения государственного метрологического контроля и надзора [ГОСТ 8.315-97, статья 3.4.2].
3.1.8 единичная проба почвы: Проба определенного объема, взятая однократно из почвенного горизонта, слоя [ГОСТ 27593-88, статья 70].
3.1.9 загрязнение почвы: Накопление в почве веществ и организмов в результате антропогенной деятельности в таких количествах, которые понижают технологическую, питательную и гигиеническо-санитарную ценность выращиваемых культур и качество других природных объектов [ГОСТ 27593-88, статья 87].
3.1.10 запас тяжелого металла (ТМ) в почве: Масса ТМ в определенном слое почвы.
3.1.11 кларк (глобальный) в почве; К: Средняя массовая доля элемента в почвах мира.
3.1.12 локально загрязненный участок: Участок, местами с высокой концентрацией вещества, опасного для почвы [ИСО 11074-1-96, статья 4.6].
Примечание — Чаще всего размеры такого участка невелики и градиент концентраций крут.
3.1.13 методика выполнения измерений; МВИ: Совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленной погрешностью (согласно ГОСТ Р 8.563).
3.1.14 методика приготовления АС: Установленная совокупность требований, операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение материала АС с установленными метрологическими характеристиками (согласно РМГ 60).
3.1.15 мониторинг загрязнения почв: Информационная система, основными задачами которой являются: долгосрочные наблюдения за фактическими уровнями загрязнения, оценка негативных последствий фактических и прогностических уровней загрязнения почв, выявление факторов и источников, определяющих эти последствия согласно монографии [1].
3.1.16 наблюдения за загрязнением почв ТПП: Совокупность систематически проводимых мероприятий, направленных на получение достоверной информации об уровнях загрязнения почв ТПП, на получение оценки степени опасности загрязнения почв, на выявление факторов и источников, определяющих эти загрязнения.
3.1.17 неоднородный почвенный покров: Почвенный покров, содержащий менее 70% основной почвенной разности (согласно ГОСТ 17.4.3.01).
3.1.18 номенклатура почв: Наименование почв в соответствии с их свойствами и классификационным положением согласно учебнику [2].
3.1.19 объединенная проба почвы: Проба почвы, состоящая из заданного количества единичных проб [ГОСТ 27593-88, статья 71].
3.1.20 однородный почвенный покров: Почвенный покров, содержащий не менее 70% основной почвенной разности (согласно ГОСТ 17.4.3.01).
3.1.21 окружающая среда; ОС: Совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов согласно Федеральному закону [3].
3.1.22 опасные для почвы вещества: Вещества, которые вследствие их свойств, количества или концентраций отрицательно влияют на функции почв и на их использование [ИСО 11074-1-96, статья 3.11].
Источник