Показатели загрязнения почв органическими веществами

Показатели загрязнения почвы

Длительность сохранения патогенных микроорганизмов в почве.

Почва может загрязняться остатками умерших растений и животных, различными отходами человеческой жизнедеятельности, промышленных предприятий, а/м. В этих отходах могут быть кремний, свинец, цинк, мышьяк, снижающие скорость процессов минерализации органических веществ. На химический состав большое влияние оказывает химизация сельского хозяйства (ДДТ, гексахлоран), которые в конечном итоге проникают в организм человека.

Показатели загрязнения почвы: установить факт загрязнения почвы в населенном пункте путем сравнения почвы данной (ее физических и химических свойств) с чистой почвой.

Методы:

Химические показатели – сравнение с контрольной почвой по содержанию органического азота, углерода, аммиака, нитратов, хлоридов, веществ промышленных выбросов. Предложено санитарное число – это отношение азота гумуса к органическому азоту почвы. По мере самоочищения число приближается к единице.

Бактериологический метод– титр E.Coli и наличие Cl.perfringes. Если есть кишечные палочки, но нет клостридий, то это свежее загрязнение; присутствие клостридий должно навести на мысль, что загрязнение старое. При оценке почвы населенных мест большое значение имеет загрязнение ее геогельминтами и личинками мух.

Характеристики почвы:

4. Сильно загрязненная

Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: МУ 2.1.7.730-99

Существуют методические указания по гигиенической оценке качества почв: СанПиН 2.17.730-99.

САМООЧИЩЕНИЕ ПОЧВЫ. Для почвы существует своя система защиты, которая относится к процессам самоочищения почвы. Самоочищение почвы — это способность почвы минерализовать органические вещества, превращая их в безвредные в санитарном отношении органические и минеральные формы, которые способны усваиваться растительностью. Процесс проходит в 2 стадии: первая стадия распада ( разложения). Органические вещества распадаются на простые, по большей части минеральные вещества. Вторая стадия — синтез новых органических веществ (гумус). Минерализация органических веществ очень сходна с аналогическм процессов происходящим в воде из продуктов распада белков образуется аммиак, аммонийные соли — из них нитриты и из нитритов нитраты, которые считаются конечными продуктами самоочищения, они способны усваиваться почвой. Параллельно идет процесс синтеза гуминовых кислот, также безвредных в санитарном отношении. Самоочищение почвы сложный процесс. Жидкая часть фильтруется, а взвешенные вещества, микроорганизмы, яйца гельминтов задерживаются в порах. Затем микроорганизмы под влиянием неблагоприятных факторов частично погибают или перерождаются. Яйца гельминтов частично гибнут или теряют жизнеспособность.

Процесс самоочищения почвы протекает в два этапа:

Минерализация органических веществ может идти в аэробных и анаэробных условиях. В анаэробных условиях органические вещества распадаются под действием гнилостных микроорганизмов и в процессе брожения:

В результате из углеводов (патока, отходы сахарных производств) образуется вода и углекислый газ;

из жиров – глицерин и жирные кислоты;

растительная клетчатка превращается в гумус;

сложные белки в аминокислоты и азот;

сера в сероводород.

При наличии кислорода происходит нитрификация под действием нитробактерий:

Из азота образуется азотистая кислота и нитраты.

Из сероводорода при окислении образуются серная кислота и сульфаты.

Углекислый газ превращается в карбонаты;

Фосфор – фосфорная кислота и фосфаты.

То есть, образуются такие вещества, которые хорошо усваиваются растениями, образуется гумус, который не издает зловония, отдает растениям все необходимые вещества и не сохраняет микроорганизмов, кроме спороносных.

Комплекс почвенных организмов (почвенная биота) более

устойчив функционально, чем структурно. Поэтому, в первую очередь,

нарушается биоразнообразие, происходит его обеднение, идет

перегруппировка популяций, изменяются доминирующие и часто

встречающиеся виды, некоторые виды вообще исчезают, могут появляться и

Источник

Оценка химического загрязнения почв и грунтов

При оценке экологического состояния почв/грунтов очень важным представ¬ляется оценка содержания как естественных элементов и соединений, так и соединений-ксенобиотиков. Оценка загрязненности почв и грунтов проводится путем сравнения (сопоставления) содержания загрязняющих элементов и веществ в изучаемых почвах, с их фоновым содержанием с одной стороны, и с другой — с их предельно-допустимым содержанием (ПДК).

ПДК какого-либо вещества в почве — это концентрация, не вызывающая при длительном воздействии на почву и растения патологических изменений (аномалий) в ходе биологических процессов, не приводящая к накоплению токсических элементов в растениях и не представляющая опасность для здоровья и жизни человека. Значения ПДК определяют экспериментально, как правило, на песчаных почвах, по нескольким показателям вредности, в основном для валовых форм, что не позволяет сделать вывод о мощности потока и доступности загрязняющих веществ растениям. Это делает применение таких стандартов спорным как с экологической, так и экономической точки зрения. Более того, в настоящее время практически везде признается, что покомпонентная оценка экосистем не дает удовлетворительных результатов. Необходимы комплексные экосистемные нормативы, которые могли бы охарактеризовать состояние рассматриваемой экосистемы в целом.

Поскольку гигиеническая опасность той или иной концентрации загрязняющих веществ зависит от почвенных условий, создание унифицированных норм ПДК встречает значительные трудности. Не случайно, в настоящее время установлены ПДК всего лишь немногим более сотни веществ, по которым контролируется качество почв.

Принципы нормирования химических веществ в почвах тоже отличаются от таковых для водоемов, атмосферного воздуха, пищевых продуктов. Это связано, главным образом, с тем, что в основе норматива ПДК для почвы положено опосредованное ее воздействие на организм человека через продукты питания.

Прямое поступление вредных веществ из почвы в организм человека ограничено и чаще всего происходит через другие среды, сопредельные с почвой. Так, поступление загрязняющих веществ в организм человека про¬исходит по путям: почва-растение-человек, почва-растение-животное-человек, почва-вода-человек, почва-атмосферный воздух-человек.

Поэтому вопрос оценки загрязненности почв на основе ПДК весьма непрост. В настоящее время во многих урбанизированных регионах России, и особенно в Москве, состояние почв и грунтов, оцененное по принятым санитарно-гигиеническим методам (ПДК), близко к критическому, когда содержания многих загрязняющих веществ превышают эти ПДК от нескольких до десятков раз. Кроме того, эта ситуация осложняется пространственной неоднородностью содержания загрязняющих веществ и дискретностью источников загрязнения.

Перечень показателей химического загрязнения почв и грунтов определяется исходя из приоритетности компонентов химического загрязнения в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния», СанПиН № 2.1.7.1287-03 «Санитарно-Эпидемиологические требования к качеству почвы», ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».

Классы опасности химических элементов и веществ в почвах и грунтах

В настоящее время в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы» химическое исследование почв и грунтов при проведении инженерно-экологических изысканий включает в себя стандартный и расширенный перечень показателей.
Стандартный перечень химических исследований почв и грунтов включает в себя определение:

• содержания тяжелых металлов 1 и 2 класса опасности: свинца (Pb), кадмия (Cd), цинка (Zn), ртути (Hg), меди (Cu), никеля (Ni) и мышьяка (As);
• содержания 3,4-бенз(а)пирена и нефтепродуктов.

Расширенный перечень исследований проводится при наличии определенных специфических источников загрязнения почв и грунтов путем определения более полной номенклатуры загрязняющих химических веществ. Выбор показателей химического загрязнения зависит от предполагаемого состава загрязняющих веществ с учетом характера источника загрязнения почв и грунтов.
Основным критерием оценки уровня загрязнения почв и грунтов химическими веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) или ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) химических элементов (веществ) в почвах и грунтах (ГН 2.17.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве» и ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве»).

Для эколого-геохимической оценки состояния почв и грунтов используются следующие показатели:

• коэффициент концентрации относительно ОДК (ПДК), характеризующий превышение содержания элемента в почвах и грунтах над его ОДК (ПДК). Коэффициент концентрации относительно ОДК(ПДК) равен отношению содержания элемента в исследуемом объекте к его ОДК(ПДК):
  К_{ОДК(ПДК)} =С_i /ОДК(ПДК),
• коэффициент концентрации (К_сi) относительно фона, характеризующий интенсивность техногенной аномалии. Коэффициент концентрации равен отношению содержания элемента в исследуемом объекте к его фоновому содержанию
  К_сi = С_i / С_ф, где
  С_i — фактическое содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг;
  С_фi — фоновое содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг.

Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (мг/кг)

• суммарный показатель загрязнения (Z_c), характеризующий эффект воздействия группы элементов. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов
  Z_с = К_ci + … + К_{cn — (n — 1)}, где
  n — количество учитываемых химических элементов;
  К_ci — коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения, превышающий единицу.

Оценка опасности химического загрязнения почв и грунтов тяжелыми металлами и мышьяком проводится по суммарному показателю загрязнения (Zc) (таблица 4.10). Для расчета Z_c следует использовать не менее семи химических элементов — Pb, As, Cd, Zn, Hg, Cu, Ni.

Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов тяжелыми металлами и мышьяком по суммарному показателю загрязнения (Zс)

Оценка опасности химического загрязнения почв и грунтов веществами органического происхождения проводится исходя из его ПДК (или допустимого уровня) и класса опасности. Для органических соединений их фоновое содержание в почвах и грунтах приравнивается к 0,1ПДК

Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов веществами органического происхождения

При многокомпонентном загрязнении оценка уровня химического загрязнения почв и грунтов допускается по наиболее токсичному веществу с максимальным содержанием в почвах и грунтах. В таблице приведен пример установления категории загрязнения с учетом всех показателей загрязнения.

Почвы и грунты, характеризующиеся чрезвычайно опасной категорией загрязнения, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1287-03, подлежат вывозу и утилизации на специализированных полигонах.

Отнесение отходов к классу опасности для окружающей природной среды осуществляется на основании показателя К, который характеризует степень опасности отходов при его воздействии на окружающую природную среду и определяется расчетным путем, в соответствии с Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, утвержденными приказом МПР России от 15.06.2001 № 511, по следующей формуле:

где: К – показатель степени опасности отходов для окружающей природной среды;
К₁, К₂, К_n – показатели степени опасности отдельных компонентов отходов, рассчитанные по уравнению: К_i = С_i / W_i
С_i — фактическое содержание загрязняющего химического компонента в почве (грунте), мг/кг;
W_i – коэффициент степени опасности i-го компонента опасных отходов, мг/кг;
n — число определяемых загрязняющих химических компонентов.
Решение об отнесении почв/грунтов к классу опасности отходов определяется по величине индекса опасности по таблице 4.12.