Загрязнения почвы промышленными выбросами

Контроль загрязнения почв отходами промышленного характера

Промышленное загрязнение почв осуществляется в основном через атмосферу путем осаждения паров, аэро­золей, пыли или растворенных примесей с дождем и сне­гом. Основная доля загрязняющих веществ попадает в воздух из дымовых труб заводов и вентиляционных кана­лов, большая часть их осаждается вблизи (1—2 км) пред­приятий. Некоторая доля выбросов передвигается далее и выпадает в пределах от 3—4 до 8 км. Значительно мень­ше газопылевых выбросов поглощается почвой в зоне 10—50 км.

Протяженность зоны интенсивного загрязнения и на­правление движения потока загрязняющих веществ зави­сят от скорости и частоты ветров данного румба (розы ветров), высоты труб, дисперсности частиц и плотности вещества, рельефа территории, растительного покрова.

В случае промышленного загрязнения почв тяжелыми металламиих основное накопление локализуется в райо­не действия источника выбросов на расстоянии от 1—10 до нескольких десятков километров. С выбросами про­мышленных предприятий в окружающую среду поступает в значительных количествах широкий набор элементов, причем загрязняющие вещества не всегда связаны с ос­новной продукцией предприятий, а могут входить в со­став примесей. Так, вблизи свинцово-плавильного завода приоритетными загрязнителями, кроме РЬ и Zn, могут быть Cd, Cu, Hg, As, Se, а около предприятий, выплав­ляющих алюминий, — F, As, Be. Значительная часть вы­бросов предприятий поступает в глобальный круговорот — до 50-60% Pb, Zn, Cu и до 90% Hg.

Почва служит мощным геохимическим барьером для потока загрязняющих веществ, но лишь до определенного предела. Расчеты показывают, что черноземы способны только в пахотном слое мощностью 0—20 см прочно фиксировать до 40—60 т/га свинца, подзолистые почвы — 2—6 т/га, а почвенные горизонты в целом — до 100 т/га,

но при этом в почве возникает острая токсикологическая ситуация.

Почва как компонент биогеоценоза во многом опреде­ляет устойчивость ландшафта к закислению. Одним из главных негативных последствий загрязнения почв кис­лыми осадкамиявляется повышение мобильности алюми­ния, который обладает свойствами прямого и косвенного фитотоксиканта. Под влиянием кислотных осадков повы­шают мобильность и другие элементы, обладающие фито-токсическими свойствами, — Mn, Zn, Cd, Co, Ni.

Компоненты кислых осадков, а также мобилизован­ные в почве элементы, если они не поглощаются биотой и не связываются в нижележащих горизонтах почвы или слоях подстилающих пород, могут попасть с внутрипоч-венным стоком в систему почвенно-грунтовых и поверх­ностных вод. Подобный сток может привести к закисле­нию слабоминерализованных речных и озерных вод.

Выпадение кислых осадков возможно за сотни кило­метров от источника загрязнения. Основной причиной их образования является выброс в атмосферу диоксида серы S0₂, время жизни которого составляет около 6 дней. За этот период примесь успевает мигрировать от места вы­броса, и в результате происходит загрязнение значительно удаленных от предприятия территорий (трансграничный перенос).

При добыче, транспортировке, переработке и исполь­зовании ежегодно теряется около 50 млн т нефти и нефте­продуктов.В результате значительные территории стано­вятся непригодными для сельскохозяйственного исполь­зования.

В районах нефтеразработок и нефтедобычи происходит интенсивная трансформация морфологических и физико-химических свойств почвы, глубина изменения которых зависит от продолжительности загрязнения, величины и состава загрязняющих веществ нефти, ландшафтно-гео-химических особенностей территории. При этом возрас­тает рН почвы, повышается общее количество углерода в 2—10 раз, углеводородов — в 10—100 раз, возникает

специфическое техногенное осолонцевание исходных почв за счет внедрения ионов натрия в почвенно-погло-щаюший комплекс (ППК).

Обычно содержание нефти в верхнем 20-сантимет­ровом слое на два порядка выше, чем фоновое содержа­ние, лежащее в пределах 50 ррт. Промачивание почвы нефтью достигает 100—200 см. Для разливов нефти и нефтепродуктов характерно локальное загрязнение на расстоянии до 1—2 км от источника.

Автотранспорт, авиация, железнодорожный транс­порт, коксохимические и нефтеперегонные заводы, неф­тепромыслы способствуют загрязнению почвы кан­церогенными веществами,среди которых особенно опас­ны полиароматические углеводороды (ПАУ), например 3,4-бенз-ос-пирен, конечным резервуаром аккумуляции которого является почвенный покров (гумусовый гори­зонт почв 0—50 см). При этом наблюдается тенденция увеличения содержания загрязнителя во всех природных средах. С почвенной пылью, грунтовыми водами, в ре­зультате водной эрозии, с продуктами питания ПАУ пос­тупают в общие биохимические циклы на суше, распрост­раняясь повсеместно. Почва может фиксировать ПАУ и сохранять их, освобождая при сменах влажности, аэрации или реакции среды. Необходимо отметить, что выбросы, например, автотранспорта, обнаруживают на расстоянии 200—500 м от автомагистрали.

Перед осуществлением полевой программы наблюде­ний за уровнем загрязнения почв в природных и сель­скохозяйственных ландшафтах необходимо провести планирование работ, т. е. определить примерное количе­ство точек отбора проб, составить схему их территори­ального размещения, наметить полевые маршруты или последовательность обработки площадей, установить ка­лендарные сроки исполнения задания. Помимо этого следует проверить наличие и качество топографического материала, а также тематических карт (почвенных, гео­ботанических, геологических, геохимических и др.); со-

брать сведения об источниках загрязнения почв на об­следуемой территории (расположение, используемое сы­рье, объем производства, отходы), а также установить связь с учреждениями, которые заинтересованы в пред­полагаемом обследовании.

При выборе участков наблюдения исходным рабочим документом служит топографическая основа определен­ного масштаба (1:10 000). Контуры (схему) города, насе­ленного пункта или промышленного комплекса размеща­ют, как правило, в центре плана местности, который переснимается с топографической основы. Из геометри­ческого центра (город, промышленный комплекс, завод и т. д.) с помощью циркуля наносят окружности радиусом 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 20; 30; 50 см (км — в масш­табе карты), т. е. обозначают зону возможного загрязне­ния почв.

На подготовленный таким образом план местности наносят контуры многолетней розы ветров по 8—16 рум­бам. Самый большой вектор, соответствующий наиболь­шей повторяемости ветра, откладывается в подветренную сторону, его длина должна составлять 25—30 см (25—30 км в масштабе карты). Пропорционально величине этого вектора на карте откладывают остальные векторы. Таким образом, в контур, образованный розой ветров, схемати­чески включается территория наибольшего загрязнения почв компонентами промышленных выбросов предприя­тия. В местах пересечения осей векторов с окружностями располагаются ключевые участки, на которых закладыва­ют сеть опорных разрезов, пункты и. площадки взятия проб.

После отбора нескольких простых проб почвы состав­ляют объединенную пробу (как описано выше), которую отправляют на анализ в лабораторию вместе с сопроводи­тельным талоном.

Наблюдения за промышленным загрязнением почв носят характер экспедиционных работ и поэтому вклю­чают все мероприятия по подготовке к ним. Время про­ведения экспедиционных работ и отбора проб не имеет

значения. Однако удобнее проводить сбор материалов в сухое время года, в период уборки урожая основных сель­скохозяйственных культур, т. е. летом и в начале осени. При развернутых стационарных наблюдениях отбор проб осуществляют независимо от времени экспедиционных работ.

Источник

Промышленное загрязнение почв

И его экологическое значение

Почвенный покров

Почвенный покров Земли образует педосферу– одну из составных частей биосферы. Педосфера выполняет глобальные функции: – обеспечивает существование жизни на Земле и сама является средой обитания для огромного количества живых организмов.

Почва является основным источником продовольствия, обеспечивающим 95 – 97 % продовольственных ресурсов для населения планеты;

– регулирует взаимодействие большого геологического и малого биологического круговоротов (циклов) вещества на земной поверхности. При этом в почвах аккумулируются элементы питания (при выветривании горных пород и др.), которые через трофические цепи возвращаются в почвы (биологический круговорот малый). Одновременно из почвы элементы частично выносятся атмосферными осадками в Мировой океан, где образуются горные породы, которые в продолжение геологической истории могут выйти на поверхность, что составляет большой геологический круговорот вещества;

– поддерживает химический состав атмосферы и гидросферы (почвенное «дыхание» совместно с фотосинтезом и дыханием животных определяют состав приземного слоя атмосферы; через круговорот воды почва влияет на состав веществ, поступающих в гидросферу);

– аккумулирует активное органическое вещество и регулирует биосферные процессы в результате воспроизводства почвенного плодородия, обеспечивая плотность живого вещества на Земле;

– почва – неотъемлемая подсистема всех наземных экосистем и основное средство сельскохозяйственного производства. Вышеизложенное свидетельствует о том, что почвы есть главное достояние народа любой страны, человечества в целом.

Суперфосфатные и азотно-туковые заводы, призванные снабжать сельское хозяйство высококачественными минеральными удобрениями, попутно загрязняют почвы фтором, мышьяком, железом, цинком, медью. Содержание этих элементов в почве превышает фон в 5 – 45 раз на расстоянии до 5 км от завода. Применение калийных удобрений (особенно хлорида калия – КСl) приводит к накоплению в почве ионов хлора. Техногенное подкисление почв вызывает выпадение кислотных дождей, в частности в промышленных регионах страны с осадками в почвы поступает сера (в форме диоксида) 25 – 30 кг/га, а в относительно чистых регионах – 3 – 6 кг/га.

Загрязнение почв тяжёлыми металлами происходит при сжигании ископаемого топлива – угля, нефти, горючих сланцев. Так, исследования содержания тяжёлых металлов в почвах г. Новочеркасска, недалеко от которого функционирует крупная ГРЭС, показали превышение их содержания по сравнению с ПДК, в частности по Zn, Pb, Сu. Как следствие, происходит загрязнение сельскохозяйственной продукции. Содержание тяжёлых металлов в ней превышает ПДК и гигиенические нормы: по никелю в 2 – 20 раз, хрому – 5 – 70 раз, свинцу – 2 – 8 раз, цинку – 2 – 5 раз, кадмию 2 – 3 раза. Продукты с таким содержанием токсичных веществ представляют угрозу здоровью жителей.

В результате неполного сгорания угля и нефти почвы загрязняются бенз(а)пиреном, который, являясь сильным канцерогеном, передвигается по трофическим цепям. Почва становится «мёртвой» при содержании в ней 0,2 – 0,3 % нефти.

Особенно опасно загрязнение почв свинцом и кадмием. При этом основным источником поступления свинца – выхлопные газы автомобилей (ежегодно поступает в почвы около 250 тыс. т свинца).

Содержание тяжёлых металлов в почве

и огородных культурах в зонах действия

мг/л сухой массы (В.Б. Ильин, 1991 г.)

Наиболее сильно загрязнены почвы свинцом на прилегающих к автотрассам и дорогам территориях крупных городов. Естественно, что свинец накапливается и в растениях, выращиваемых вдоль дорог (табл. 5). Вокруг предприятий чёрной металлургии содержание марганца колеблется в пределах 0,5 – 6,0 ПДК. В местах нахождения алюминиевых заводов почвы подвержены загрязнению фтором. Это прослеживается в почвах, расположенных вокруг Красноярска, Минусинска, Братска, где его содержание превышает в 4 – 10 раз фоновые значения.

Источниками загрязнения почв служат свалки, которые занимают сотни тысяч га ценных земель. Неусовершенствованные свалки опоясывают города, и разлагающийся мусор загрязняет почвы.

Радиоактивное загрязнение почв вызывают атомные электростанции, урановые и обогатительные шахты, хранилища радиоактивных отходов и другие источники. Загрязняют почвы долгоживущие антропогенные радионуклиды: 131 I, 226 Ra, 137 Cs, 239 Pu и др. Большая часть радионуклидов, поступивших в почву, остаётся там в течение продолжительного времени, так как скорость их радиоактивного распада составляет десятки, сотни и более лет. Более того, на лёгких почвах радиоактивные вещества за 10 – 15 лет могут проникать на глубину 40 – 50 см и достигать уровня грунтовых вод, что приводит к их горизонтальному переносу. В тяжёлых почвах радионуклиды фиксируются более прочно почвенным поглощающим комплексом, и продукты растениеводства загрязняются в меньшей степени.

Многочисленные загрязнения, поступающие в почвы, меняют ход почвообразовательного процесса, резко снижают урожаи, накапливаются в растениях (прежде всего тяжёлые металлы), из которых напрямую или косвенно (через растительные или животные продукты питания) обязательно попадают в организм человека. Следует иметь в виду также, что загрязнения приводят к ослаблению самоочищения почв от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что создаёт опасность массовых заболеваний. Установлено, что возбудители дизентерии, тифа и паратифа сохраняются в относительно чистых почвах в течение 2 – 3 суток, а в загрязнённых почвах возбудители дизентерии сохраняются несколько месяцев, тифа и паратифа – до полутора лет.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник