Практическая работа №3 «Оценка состояния загрязнения почвы населенных пунктов»
Цель работы: освоение студентами расчета основных показателей, определяющих качество почвы населенных пунктов.
Общие сведения
Поверхность земли испытывает самую значительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Если в атмосферу выбрасывается менее 1 млрд т вредных веществ (без СО2), в гидросферу приблизительно 15 млрд т, то на землю ежегодно попадает ежегодно 85 – 90 млрд. т антропогенных отходов. Каждой тонне мусора на стадии потребления соответствует 10 т отходов на стадии производства и примерно 100 т отходов при получении сырья.
Основные источники антропогенного загрязнения земли:
твердые и жидкие отходы добывающей, перерабатывающей и химической промышленности, теплоэнергетики и транспорта;
отходы потребления (в первую очередь твердые бытовые отходы – ТБО);
сельскохозяйственные отходы и применяемые в агротехнике ядохимикаты;
атмосферные выпадения токсичных веществ;
аварийные сбросы и выбросы загрязняющих веществ.
Принцип нормирования химических веществ в почве значительно отличается от принципов, положенных в основу нормирования их в водоемах, атмосферном воздухе и 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 – растение – человек. Поэтому при нормировании химических веществ в почве учитывается не только та опасность, которую представляет собой почва при непосредственном контакте с ней, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред.
С гигиенической позиции опасность загрязнения почвы химическими веществами определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и непосредственно на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.
По степени возможного отрицательного влияния на почву, растения, животных и другие живые организмы загрязняющие вещества подразделяются на 3 класса:
I – высокоопасные (мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен)
II – умеренно опасные (бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром)
III – малоопасные (барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций).
Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами является ПДК химических веществ в почве. В настоящее время в России действует ПДК для более 100 веществ в почве и для семидесяти веществ установлены расчетным путем ориентировочно допустимые концентрации.
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;
приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве и их классов опасности;
Если нет возможности учесть весь комплекс химических веществ, загрязняющих почву, оценку проводят по наиболее токсичным веществам, т.е. относящимся к наиболее высокому классу опасности.
При отсутствии в документах класса опасности химических веществ, приоритетных для почв обследуемого района, их класс опасности J может быть определен по следующей формуле:
, (1)
где А – атомный вес соответствующего элемента; S – растворимость в воде химического соединения, мг/л; М – молекулярная масса химического соединения, в которое входит данный элемент; α – среднеарифметическое из шести ПДК химических веществ в разных пищевых продуктах (мясо, рыба, молоко, хлеб, овощи, фрукты).
В связи с тем, что вредные вещества поступают в организм человека по пищевым цепям, то установлены также допустимые остаточные количества (ДОК) пестицидов в почве, пищевых и кормовых продуктах.
В общем плане при оценке опасности загрязнения почв химическими веществами следует учитывать следующее:
1 – опасность загрязнения тем больше, чем выше фактические уровни содержания контролируемых веществ в почве (Сi) по сравнению с ПДК;
2 – опасность загрязнения тем больше, чем выше класс опасности контролируемых веществ;
3 – при оценке опасности загрязнения любым токсикантом следует учитывать буферность почвы, влияющую на подвижность химических элементов, что определяет их воздействие на контактирующие среды.
Оценка опасности загрязнения почвы населенных пунктов определяется:
эпидемиологической значимостью загрязненной химическими веществами почвы;
ролью 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 химического загрязнения почв как индикаторов неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются:
коэффициент концентрации химического вещества Кс:
, (2)
где Сi – фактическое содержание вещества в почве, мг/кг; Сф – фоновая концентрация загрязняющего вещества в почве, мг/кг.
суммарный показатель загрязнения Zc, равный сумме коэффициентов концентраций химических элементов:
, (3)
где n – число суммируемых элементов.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Zс проводится по оценочной шкале, приведенной в табл. 1. Градации оценочной шкалы разработаны на основе изучения показателей состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (Zc)
Категория загрязнения почв
Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений
Увеличение уровня общей заболеваемости
Увеличение уровня общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы
Увеличение уровня общей заболеваемости детского населения, женщин с нарушениями репродуктивной функции (увеличение токсикозов беременности, числа преждевременных родов)
Опасность загрязнения почв, используемых человеком в своей деятельности, определяется в соответствии с данными, приведенными в табл. 2.
Оценка почв, загрязненных химическими веществами
Категория загрязнения почв
Возможность использова-ния территории
Содержание хи-мических ве-ществ в почве превышает фо-новое, но не превышает ПДК
Под любые культуры
Контроль уровня воз-действия источников загрязнения почвы и доступности токси-кантов для растений (известкование, внесе-ние минеральных удоб-рений и т.п.)
Содержание хи-мических ве-ществ в почве превышает их ПДК при лими-тирующем об-щесанитарном, миграционном водном и воз-душном пока-зателях вред-ности, но ниже допустимого уровня по транс-локационному показателю
Под любые культуры при условии контроля их качества
Аналогичные меропри-ятия I категории. При наличии веществ с лимитирующим мигра-ционным водным или воздушном показа-телем контроль этих веществ в зоне дыхания сельскохозяйственных рабочих и в воде местных источников
Продолжение таблицы 2
Содержание хи-мических ве-ществ в почве превышает их ПДК при транс-локационном показателе вред-ности
Под технические культуры. Использование под сельскохозяйственные культуры ограничено учетом растений — концентраторов
Кроме мероприятий, указанных для катего-рии I, обязательный контроль за содержа-нием токсикантов в растениях – продуктах питания и кормах. При необходимости выра-щивания растений – продуктов питания рекомендуется их пере-мешивать с продук-тами, выращенными на чистой почве. Ограни-чение использования зеленой массы на корм скоту с учетом расте-ний – концентраторов.
Содержание хи-мических ве-ществ превы-шает ПДК в почве по всем показателям вредности
Под технические культуры. Лесозащит-ные полосы
Мероприятия по сниже-нию уровня загрязне-ния и связыванию ток-сикантов в почве. Контроль за содержа-нием токсикантов в зоне дыхания сельско-хозяйственных рабочих и в воде местных источников.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Источник
Определить глубину загрязнения почвы
ГОСТ Р 53123-2008
(ИСО 10381-5:2005)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы
Soil quality. Sampling. Part 5. Guidance on the procedure for the investigation of urban and industrial sites with regard to soil contamination
Дата введения 2010-01-01
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии» имени Д.Н.Прянишникова на основе аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 25 «Качество почв и грунтов»
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 10381-5:2005 «Качество почвы. Отбор проб. Часть 5. Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы» (ISO 10381-5:2005 «Soil quality — Sampling — Part 5: Guidance on the procedure for the investigation of urban and industrial sites with regard to soil contamination»).
При этом дополнительные положения и требования, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации, выделены курсивом
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает рекомендации, касающиеся методики исследования городских и промышленных зон, где подтверждено или предполагается загрязнение почвы.
Настоящий стандарт применяется:
— в случае, если необходимо установить уровень загрязнения участка или его экологическое качество для иных целей;
— на участках, где загрязнение почвы не ожидается, но необходимо определить качество почвы (например, чтобы удостовериться в отсутствии загрязнения);
— для оценки загрязнения почвы на любых участках, где необходимо оценить степень и масштаб загрязнения.
1 Загрязнение определяется как результат воздействия человека, однако описанные методы исследования могут также применяться на любых участках с высокими природными концентрациями потенциально опасных веществ.
2 Некоторые цели отбора проб почв приведены в приложении А.
3 Настоящий стандарт не содержит рекомендаций по решениям и мероприятиям, принимаемым на основании полевых исследований (например, по оценке риска и принятию решений о требованиях к ремедиационным мероприятиям).
4 Настоящий стандарт касается только исследований почвы. Необходимо учитывать, что на старых городских и промышленных участках могут находиться заброшенные строения и/или промышленные предприятия, ожидающие сноса, демонтажа или восстановления. Отсутствие исследований этих зданий перед сносом может привести к риску загрязнения рабочих или распространения загрязнения по участку и за его пределами. Исследование заброшенных зданий или остатков фундаментов не предусмотрено.
5 Во многих случаях наблюдается тесная корреляция между загрязнением почвы, грунтовых вод, почвенных газов и, в меньшей степени, поверхностных вод.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ Р 53091-2008 Качество почвы. Отбор проб. Часть 3. Руководство по безопасности
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующий термин с соответствующим определением:
3.1 концептуальная модель: Представление или описание участка, включающее все сведения об участке (например, загрязнение, геологию, свойства почвы, экологическую обстановку) и, при необходимости, указывающее возможные пути загрязнения различных объектов в настоящем и будущем.
4 Цели и задачи исследований
4.1 Общие положения
Настоящий стандарт определяет структуру различных этапов и стадий в исследованиях почв. Определение условий загрязнения используется для оценки риска и, в случае необходимости, выбора и применения соответствующих методов ремедиации. Требования к информации по конкретным вопросам приведены в [2]-[5].
4.2 Цели и задачи исследования могут меняться в широких пределах, однако обычно включают в себя определение и оценку:
— рисков для лиц, использующих участок, и в случае реконструкции, для будущих владельцев или арендаторов;
— рисков для окружающей среды, в том числе окружающих почв, грунтовых вод, экосистем и здоровья населения;
— возможных рисков для сотрудников, участвующих в исследованиях, ремедиации, модернизации или эксплуатации участка;
— возможности неблагоприятных воздействий на строительные материалы.
Основные цели исследования определяют следующие задачи:
— определение необходимости неотложных мер для защиты объектов, подверженных воздействию загрязнения;
— идентификация соединений, которые представляют или могут представлять угрозу для одного или более существующих или будущих объектов загрязнения;
— определение объектов загрязнения (например, людей, экосистем, подземных вод), подвергаемых риску в настоящее время или в будущем;
— определение путей возможного загрязнения конкретных объектов загрязнения;
— сбор информации для оценки рисков;
— сбор информации для обеспечения планирования защитных или ремедиационных мероприятий;
— характеристика загрязненных материалов для обеспечения безопасного и надлежащего обращения и обезвреживания;
— обеспечение контрольных данных для сравнения и оценки проведенных ремедиационных мероприятий;
— обеспечение оценки возможного воздействия продолжающегося использования участка на качество почвы;
— сбор информации для оценки риска ущерба окружающей среде и его влияния на стоимость земли.
Эти обобщенные задачи преобразуют в конкретные требования в зависимости от целей исследования.
Пример — Полевые исследования для поиска участка под жилищное строительство могут иметь одну или несколько целей:
— установление истории участка и возможности загрязнения;
— определение природы, степени и распространения существующего или ожидаемого загрязнения в пределах участка;
— определение возможности миграции загрязнения за границы участка, в том числе в поверхностные и грунтовые воды (что может указывать на наличие легальных источников ущерба окружающей среде);
— определение всех источников непосредственной опасности для здоровья населения и окружающей среды;
— определение ограничений предполагаемого строительства (риски для людей и окружающей среды) и необходимых ремедиационных работ и сбор информации для оценки стоимости строительства;
— сбор информации для составления полного интерпретированного отчета, содержащего выводы, рекомендации и бюджетную стоимость ремедиационных мероприятий.
5 Общая стратегия полевых исследований
5.1 Общие положения
Определение площади загрязненной территории и особенно оценка связанных с загрязнением рисков для людей и окружающей среды могут представлять определенные сложности. В связи с этим определение, качественная и количественная оценка рисков, связанных с загрязнением земель, должны представлять собой последовательный процесс, включающий в себя отдельные этапы (со своими конкретными целями) с тем, чтобы получить значимую информацию о возможных загрязнениях. Цели определяются для каждого этапа, требования к будущим исследованиям пересматриваются по мере продвижения исследований и процесса оценки.
Основными этапами являются:
— предварительные исследования (см. 5.2);
— разведочные исследования (см. 5.3, разделы 7 и 8);
— основные полевые исследования (см. 5.4, разделы 7 и 9).
Соотношение между этими этапами показано на рисунке 1.
Рисунок 1 — Схема этапов исследования участка
После этапа основных полевых исследований могут понадобиться дополнительные исследования с тем, чтобы получить значимую информацию для выбора методов ремедиации или планирования ремедиационных и строительных работ.
По окончании любого этапа исследований составляется отчет.
На любом этапе стратегия исследований определяется целями исследований. Например, различные требования к проведению полевых исследований: с целью продажи участка, выявления возможного загрязнения или его реконструкции будут влиять на размещение точек отбора проб и число отбираемых проб, а следовательно, и на стоимость исследований.
Перед началом любого этапа исследований важно определить требования к типу, объему и качеству (например, аналитическому качеству) полученных данных и другой собираемой информации. Данные требования будут зависеть от характера решений, которые должны приниматься по результатам исследований, и требуемого уровня надежности решений. Отсутствие целей в области качества данных может привести к непроизводительной трате денег, например, в случае, если собранные данные непригодны или недостаточны для надежной оценки риска, или к значительной неопределенности в разработке концептуальной модели для конкретного участка (см. 6.5).
При определении стратегии следует учитывать применимость и использование полевых методов анализа.
5.2 Объем предварительных исследований
Предварительные исследования включают в себя лабораторные исследования и разведку (обзорное обследование) участка. Они осуществляются на основе архивных данных и других источников информации о прошлом и настоящем использовании участка, а также о локальных свойствах почв, геологии, гидрогеологии и экологической обстановке.
На основании предварительных исследований может быть сделан вывод о возможности загрязнения, а также выдвинуты предположения о природе, месте и распределении загрязнения.
Эти предположения являются компонентами общей концептуальной модели, которая должна быть разработана для участка и охватывать не только загрязнение, но также вопросы геологии, почвоведения, гидрогеологии, геотехнических свойств почв и экологической обстановки. Важным аспектом концептуальной модели также является настоящее и предполагаемое использование участка.
Предварительные исследования должны обеспечить получение достаточной информации:
— для окончательного вывода о возможных рисках для людей и других объектов загрязнения в настоящем и будущем;
— для принятия решения о необходимости продолжения исследований.
Количество и характер необходимой информации зависят от целей исследований, а объем необходимых работ будет зависеть от продолжительности использования участка, геологии и др.
Следует предусмотреть, что загрязнение участка может оказаться сложнее, чем было предварительно указано (например, в связи с его использованием в настоящее время), и на стадии предварительных исследований должна быть собрана достаточная информация по истории участка.
Источник