Признаки вредности для почвы

Гигиеническая регламентация загрязнения почв

В основу теории и практики санитарно-гигиенического нормирования содержания химических веществ в почвах положен критерий, допускающий возможность поступления и накопления веществ как примесей к естественному (фоновому) составу почв в количестве, безопасном для здоровья человека и окружающей среды. Поэтому считается, что ПДК загрязняющего вещества в почвах – это такая его концентрация, которая на протяжении многих лет не вызывает каких-либо патологических изменений в почвенной биоте и в свойствах ее абиотической части, особенно в почвенном поглощающем комплексе.

Таким образом, при оценке безопасности поступления химических веществ в почву исходят из недопустимости превышения порога адаптационных возможностей почвенных организмов и порога экологической адаптационной (самоочищающей) способности почв. Нормирование проводят в единых экспериментальных условиях при соблюдении принципа экстремальности. Последний означает, что испытывают почвы с максимальной фильтрующей и минимальной сорбционной и поглотительной способностями. Как правило, это песчаные почвы с низкой буферностью. При нормировании должны использоваться не только гигиенические критерии, но и условия безопасности загрязнения для флоры и фауны. Принимаются во внимание все возможные пути негативного воздействия: прямой контакт, поглощение вредных веществ организмом с почвенной пылью, миграция по экологическим цепям (почва-растение, почва-растение-человек, почва-вода). Эксперименты осуществляются на модельных установках, позволяющих создать условия максимальной миграции изучаемого вещества в контактирующие среды (в воздух и воду) и в растения, а также максимальный уровень воздействия на почвенный микробиоценоз.

Естественно, что значение ПДК должно меняться в зависимости от типа почвы. Вариации обусловлены сорбционной способностью почв (содержание ОВ, глинистых минералов, карбонатов, полуторных окислов), кислотно-щелочными условиями и др. На основе математических моделей было показано, что от механического состава, плотности почв, пористости, содержания органического вещества, оксалатно-растворимого железа, алюминия и кремния, а также величины pH более чем на 90% зависит уровень поглощения почвой химических веществ. При установлении ПДК эти факторы учитываются по отношению к некоторым металлам, т. е. значения ПДК дифференцированы по типам почв.

В почвах устанавливается пороговое количество вещества по четырем лимитирующим признакам вредности (ЛПВ): общесанитарному, миграционному водному (способности к водной миграции), миграционному воздушному (возможности перехода в газообразное состояние) и транслокационному (способности к переходу в растения). При этом фитотоксичность зависит от почвенных условий, особенно от величины pH и вида растения. Исходя из пороговых концентраций, определяют лимитирующий признак, по которому назначается ПДК (табл. 4). Существенно, что для группы металлов (Cu, Pb, Cr, Ni, Mn, Co, Zn) ПДК даются по содержанию подвижных форм. Принято, что подвижными являются формы металлов, которые вытягиваются ацетатно-аммонийным (pH 4,8) буфером. Некоторые металлы имеют норматив ПДК по валовому содержанию в почве (ГН 2.1.7.2041-06). Кроме того, разработана система ОДК валовых содержаний металлов и As (ГН 2.1.7.2511-09) (Приложение 2). Существенно, что ПДК нефтяных углеводородов в почве в настоящее время отсутствует, что не позволяет определять степень загрязнения почв этим широко распространенным поллютантом и, соответственно, степень очистки почв при рекультивации. В отдельных субъектах федерации (Санкт-Петербург, НАО и др.) существуют временные предельные концентрации, но они характеризуются широким разбросом величин.

Таблица 4. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в почве по лимитирующим признакам вредности

При обосновании ОДК пестицидов используются расчетно-экспериментальные методы, основанные на принципе приемлемого риска. В частности, применяется система баллов в зависимости от свойств вещества, определяющих его токсичность.

Источник

Нормирование загрязняющих веществ в почве

Основным критерием, определяющим качество почв, является значение предельно допустимой концентрации загрязняющего вещества (ПДК).

Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДК) – это максимальная концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, не вызывающая прямого или косвенного негативного влияния (включая отдаленные последствия) на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также не приводящая к накоплению токсичных элементов в сельскохозяйственных культурах.

ПДК загрязняющих веществ в почвах определяется не только их химической природой и токсичностью, но и особенностями самих почв. В отличие от воздуха и воды почвы настолько разнятся друг от друга по химическому составу и свойствам, что для них не могут быть установлены унифицированные уровни ПДК. Среди факторов, мешающих определению единой концентрации металла, которую можно было бы принять за ПДК, необходимо назвать буферность почв и формы существования элементов в почвах. Вследствие неодинаковой буферности почв в разной степени инактивируются поступающие токсические вещества, а наличие разных форм элементов в почве делает непростым выбор той, которая была бы наиболее пригодной для нормирования. В настоящее время нормируется не только валовое содержания тяжелых металлов, но и содержание их подвижных соединений, причем для некоторых металлов разработаны ПДК или ОДК с учетом гранулометрического состава и реакции почвенной вытяжки.

В основном химические соединения, находящиеся в почве, поступают в организм через другие субстраты, контактирующие с почвой – воду, воздух, растения. Поэтому при определении ПДК загрязняющих веществ в почве особое внимание уделяется тем соединениям, которые могут мигрировать в атмосферу, грунтовые или поверхностные воды или накапливаться в растениях, снижая качество сельскохозяйственной продукции. Для установления ПДК необходим тщательный учет связи и взаимообусловленности концентраций металлов в одновременно действующих системах: атмосфера – почва, атмосфера – растительность, атмосфера – природные воды, почва – растительность, почва – природные воды, а также в пищевых цепях живых организмов. С этой целью при нормировании качества почвы учитывают т.н. показатели (признаки) вредности (ПВ), которые определяют особенности перехода загрязняющего вещества из почвы в сопредельные среды, растениеводческую продукцию, а также влияние этого вещества на микробный ценоз почвы и процессы самоочищения почвы.

Пороговая концентрация вещества по общесанитарному показателю вредности – максимальное количество химического вещества в почве, которое на 5-7-е сутки не вызывает изменений общей численности микроорганизмов основных физиологических групп (спорообразующих бактерий, актиномицетов, грибов) более чем на 50%, а также ферментативной активности почвы более чем на 25% относительно контрольной пробы.

Основными учитываемыми показателями при этом являются динамика общей численности микроорганизмов в пересчете на 1 г абсолютно сухой почвы и динамика ферментативной активности почвы – дегидрогеназной, каталазной, протеазной, уреазной, фосфатазной, нуклеазной, целлюлазной, инвертазной и т.д., которая влияет на формирование окислительно-восстановительного потенциала почвы и трансформацию в ней соединений азота и фосфора, углеводов.

Пороговая концентрация вещества по воздушно-миграционному показателю вредности – максимальное количество загрязняющего вещества в почве, при котором переход вещества из почвы в атмосферный воздух не приводит к превышению среднесуточной ПДК данного вещества для воздуха. Такие пороговые концентрации устанавливаются только для летучих веществ.

Пороговая концентрация вещества по водно-миграционному показателю вредности – максимальное количество загрязняющего вещества в почве, при котором поступление его в грунтовые и поверхностные воды с внутрипочвенным или поверхностным стоком не создает в водных объектах концентраций, превышающих ПДК данного вещества в воде.

Пороговая концентрация вещества по фитоаккумуляционному (транслокационному) показателю вредности – это максимальное количество вещества в почве, при котором накопление вещества фитомассой товарных органов сельскохозяйственных растений к моменту сбора урожая не превысит установленных для продуктов питания ПДК или допустимых остаточных количеств (ДОК).

Пороговая концентрация вещества по санитарно-токсикологическому показателю вредности – это максимальное количество вещества в почве, при котором суммарное поступление вещества в организм теплокровных (человека) при непосредственном контакте с почвой или при миграции с водой, атмосферным воздухом, пищевыми продуктами не сопровождается отрицательным прямым или отдаленным воздействием на здоровье населения.

Пороговая концентрация вещества по органолептическому показателю вредности – максимальное количество химического вещества в почве, которое не оказывает воздействия на пищевую ценность и органолептические свойства пищевых продуктов растительного происхождения, воды и атмосферного воздуха, сформированных в тех же экстремальных условиях.

Обычно определяют пороговые концентрации вещества в почве по фитоаккумуляционному, водно-миграционному, воздушно-миграционному и общесанитарному показателям вредности. После их установления выбирают самый жесткий показатель (самую низкую концентрацию), которую и принимают за ПДК данного вещества в почве, а пороговый показатель, по которому она установлена, называют лимитирующим признаком вредности (ЛПВ). Разница в допустимых уровнях по каждому показателю может быть значительна.

Для гербицидов дополнительно определяются ПДК по фитотоксическому показателю вредности.

Класс опасности вещества в почве определяют не менее чем по трем показателям в соответствии с ГОСТом 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».

По степени опасности вещества, загрязняющие почву, подразделяют на три класса:

Источник

Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в почве по лимитирующим признакам вредности

Почва

Вода

Воздух

Нормирование ПДК в атмосферном воздухе осуществляется по 2 направлениям:

1. ПДК в воздухе рабочей зоны;

2. ПДК в атмосферном воздухе населённых пунктов (более строгие требования).

Для случая (1) устанавливают 2 категории ПДК: максимальные разовые ПДК_мр и среднесменные ПДК_СС. Первая величина базовая (экспериментально установленная), вторая расчётная.

Контроль за этими показаниями ведёт специальная служба предприятия с периодичностью, зависящей от класса опасности вещества (Ι-й класс – не менее 1р/10дк; IV – не реже 1р/квартал).

В настоящее время ПДК для рабочей зоны установлены для 3900 веществ; помимо концентрации указывается агрегатное состояние вещества (газ, аэрозоль, пар их смеси).

Для случая (2) используются несколько видов ПДК:

— ПДК максимальная разовая ПДК_мр – не вызывает рефлекторных реакций в организме;

— ПДК среднесуточная ПДК_СС – не вызывает прямого или косвенного воздействия при круглосуточном вдыхании (контроль 4р. в сутки – берётся среднеарифметическое значение).

Нормативы стандартизированы ГОСТ 17.2. 3.01 – 86. Ещё считают среднемесячные и среднегодовые значения ПДК_см и ПДК_сг, которые не нормируются, поэтому для их контроля используются следующие ориентировочное соотношение:

В настоящее время ПДК в атмосферном воздухе определены более чем для 3000 вредных веществ и для большего числа смесей (по типу эффекта суммации). Единица измерения: [мг/м].

По направлению использования водные объекты делятся на 2 категории:

1. Являющиеся объектами централизованного хозяйственно — питьевого водоснабжения, а также водоснабжения предприятий пищевой промышленности.

2. Водоёмы, которые используются для культурно – бытовых целей населения, рекреации, спорта, а также в пределах населённых пунктов.

ПДК измеряются в мг/л; устанавливают 2 важных показателя:

-ЛПВ лимитирующий признак вредности (наименьшая безвредная концентрация вещества в воде);

ЛПВ для воды хозяйственно – питьевого назначения бывает 3-х типов: санитарно — токсикологический (характеризует воздействие на человека); общесанитарный (отражает санитарное состояние водного объекта); органолептический (свидетельствует о появлении в воде привкуса, запаха, окраски, пены, плёнки);

— класс опасности (I-чрезвычайно опасный; II-высоко опасный; III- опасный; IV-умеренно опасный).

Для питьевой воды установлены ПДК для 1345 веществ. Помимо ПДК вредных веществ в водных объектах культурно — питьевого назначения нормируются санитарные показатели свойства воды:

плавающие примеси; запахи; окраска; t; pH, мин. состав по сухому остатку; растворимый кислород; БПК_полн; ХПК.

Для оценки состояния поверхностных водных объектов применяют

ИЗВ = , где Сi – фактическая концентрация i-го вещества.

Используются 6 ингредиентов: БПК, растворённый кислород,+4 поллютанта с max значениями нормированных показателей.

В зависимости от значения ИЗВ выделяются 7 классов качества воды

Для рыбохозяйственных водоёмов показатели свои определяются ГОСТ 17.1.2.04 – 77; в основном внимание уделяется загрязнению органическими веществами. Оценка качества проводится без использования значений ПДК.

ПДК в почве – это такая его концентрация, которая на протяжении многих лет не вызывает каких-либо патологических изменений в почвенной биоте и в свойствах её абиотической части, особенно в почвенном поглощающем комплексе, т.е. не допускается превышение порога адаптационных возможностей почвенных организмов и порога самоочищающей способности почвы.

ПДК варьирует в зависимости от типа почв (важен механический состав, количество растворённого железа, содержание органического вещества, плотность ρ, пористость, содержание Al и Si, pH).

В почве устанавливают пороговые количества веществ по 4 лимитирующим признакам вредности (ЛПВ): общесанитарному, миграционному, водному, миграционному воздушному (способность к переходу в газообразное состояние), транслокационному ( способность к переходу в растения) (табл. 3)

Таблица 3

При оценке качества почв используется показатель суммарного загрязнения почв , где

Ci – фактическое содержание загрязняющего вещества в почве;

Ciф – фоновое содержание загрязняющего вещества или ПДК;

п – количество аномальных ( >ПДК ) веществ.

Определение категории загрязнения проводится на основании Zс (табл.4).

Источник