КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ • Любая почва

КОНТРОЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

• Любая почва - гетерогенная, многофазная система , состоящая из трёх фаз: твёрдой, жидкой и газообразной. • Твердая фаза содержит минеральные, органические и органоминеральные составные части. • Минеральные образования (50… 60 % от общего состава почвы) представлены первичными (кварц, полевые шпаты) и вторичными (глинистые минералы) минералами. • К органическим и органоминеральным составным частям относятся различные органические вещества (до 10 %), в том числе гумус, а также почвенные коллоиды, имеющие органическое, минеральное или органоминеральное происхождение.

Жидкую фазу почвы (почвенный раствор, 25… 30 %) составляет вода с растворёнными в ней органическими и минеральными соединениями, а также газами. Газовую фазу почвы (15… 25 %) составляет «почвенный воздух» , включающий газы, заполняющие свободные от воды поры, а также газы, адсорбированные коллоидными частицами и растворённые в почвенном растворе.

ПРОФИЛЬ ПОЧВЫ

Деградация почв • Деградация почв представляет собой совокупность природных и антропогенных факторов, приводящих к изменению функции почв, к количественному и качественному изменению (ухудшению) свойств и снижению производственно- хозяйственной значимости почв.

Типы антропогенно-технических воздействий, которые могут вызвать разного уровня ухудшения почв • водная и ветровая эрозия; • засоление, подщелачивание, подкисление; • заболачивание; • физическая деградация, включая уплотнение и коркообразование; • разрушение и отчуждение почвы при строительстве и добыче полезных ископаемых; • химическое загрязнение почв

Ветровая эрозия Водная эрозия

Земли, подверженные водной и ветровой эрозии

• заболачивание; • разрушение и отчуждение почвы при строительстве и добыче полезных ископаемых;

физическая деградация почв

Согласно «Методике определения ущерба от деградации почв и земель» (1994), степень деградации определяется с помощью оценки следующих показателей: • мощность абиотического (неплодородного) насоса (см), • увеличение равновесной плотности сложения пахотного слоя (%), • уменьшение мощности почвенного профиля (A+B) (% от исходного), • потеря почвенной массы (т/га/год), • содержание суммы токсичных солей в гумусовом слое (%), • глубина провалов (см) относительно поверхности, • уменьшение содержания физической глины по сравнению с • недеградированными аналогами (%), • коэффициент фильтрации (м/сут), • стабильная структурная пористость (см 3/г), • каменистость (% покрытия), • площадь обнаженной почвообразующей породы (С) или подстилающей породы (D), • глубина размывов относительно поверхности (см), • расчлененность территории оврагами (км/км 2), • проективное покрытие пастбищной растительности (% от зонального) и т. д.

Деградация почв и земель характеризуется пятью степенями • 0 – недеградированные (ненарушенные); • 1 - слабодеградированные; • 2 - среднедеградированные; • 3 - сильнодеградированные; • 4 - очень сильнодеградированные (разрушенные).

химическое загрязнение почв

Динамика фоновых концентраций тяжелых металлов в почве Свердловской области за 1993 -2009 гг.

Средние за 2012 г. концентрации металлов в почве муниципальных образований в сравнении с фоном по Свердловской области

Загрязнение почв Свердловской области тяжелыми металлами

КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА С/Х УГОДИЙ В СОСТАВЕ ЗЕМЕЛЬ С/Х НАЗНАЧЕНИЯ

Согласно ГОСТ 17. 4. 3. 04– 85 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения» Общие требования к контролю и охране от загрязнения: • Охране от загрязнения подлежат почвы сельскохозяйственных и лесных угодий, включая пашню, сенокосы, пастбища, почвы под многолетними насаждениями, а также заповедников, националь- ных природных парков, зон рекреации, населённых пунктов. • Охрана почв от загрязнения должна осуществляться с учётом следующих требований: определение норм, сроков и техники внесения удобрений, химических мелиорантов и других средств химизации с учётом данных агрохимического обследования почв, прогнозов появления вредителей и болезней, фактического засо - рения посевов; использование в качестве удобрений и хими - ческих мелиорантов отходов промышленности и жилищно-комму- нального хозяйства после длительного изучения их химического состава, не допуская внесения в почву отходов, содержащих тяжё - лые металлы и другие токсичные элементы и соединения; включе - ние в проекты на новые предприятия и технологические линии очистных сооружений от всех загрязняющих почву компонентов; утилизация и захоронение выбросов, сбросов, отходов, стоков и осадков сточных вод с соблюдением мер по предотвращению загрязнения почв.

Нормирование химического загрязнения почв • “Методические рекомендации по установлению предельно-допустимых концентраций (ПДК) химических веществ в почве” (1976, 1982). • «Перечнем предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве» (ГЧ 6229 -81), а также гигиеническими нормативами (ГН 2. 1. 7020 -94 и ГН 1. 1. 546 -96). • ПДКп – это такая концентрация химического вещества (в мг на кг почвы в пахотном слое), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на способность почвы к самоочищению • Фоновая концентрация – это средняя концентрация вещества в исследуемых почвах, зависящая от геологических и почвообразующих условий.

ПДКп устанавливается экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – это максимальное количество вещест- ва в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.

Гигиенические нормативы ГН 2. 1. 7. 2041 -06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве

ПДКп в зависимости от путей миграций химических веществ в сопредельные среды делятся на: • ТВ – транслокационный показатель, характеризующий переход вещества из почвы через корневую систему в зелёную массу и плоды растений; • МА – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; • МВ – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники; • ОС – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на способность почвы к самоочищению и на живое население почвы

В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДК, проводят расчёт временно допустимых концентраций (ВДКп) по формуле: ВДКп =1, 23 + 0, 48 ПДКпр, где ПДКпр – предельно допустимая концентрация для продуктов (овощные и плодовые культуры), мг/кг.

Классификация почв по степени загрязнения • сильно-загрязнённые; • средне-загрязнённые; • слабо-загрязнённые.

Коэффициент концентрации загрязнения почвы Нс • где С – общее содержание загрязняющих веществ; • Сф – среднее фоновое содержание загрязняющих веществ; • СПДК – предельно-допустимое содержание загрязняющих веществ.

Оценка чистоты почвы по санитарному числу (число Хлебникова) Санитарное число Хлебникова представляет собой отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы.

По степени устойчивости к химическим загрязняющим веществам и по характеру ответных реакций почвы подразделяют на: • очень устойчивые; • среднеустойчивые; • малоустойчивые.

Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, cбросов, отходов, к классам опасности (по ГОСТ 17. 4. 1. 02– 83) Класс опасно- Химическое вещество сти 1 Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, бенз(а)пирен 2 Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром 3 Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон

ОТБОР ПРОБ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ • При контроле загрязнения почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трёхкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17. 4. 4. 02– 84). • Для контроля санитарного состояния почв детских дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений, зон отдыха отбор проб проводят не менее двух раз в год весной и осенью. Размер пробной площадки должен быть не более 5 × 5 м. • При изучении загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладываются на придорожных полосах с учётом рельефа местности, растительного покрова, метео - и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200… 500 м на расстоянии 0… 10, 10… 50, 50… 100 м от полотна дороги.

ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ МЕТОДОМ КОНВЕРТА • Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоёв или горизонтов методом конверта. • -точки отбора индивидуальных образцов

Отбор проб проводится в соответствии с ГОСТ 17. 4. 4. 02– 84, ГОСТ 17. 4. 3. 01– 83 • Объединённую пробу составляют путём смешива- ния точечных проб, отобранных на одной пробной площадке. • Для химического анализа объединённую пробу состав- ляют не менее, чем из пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса объединённой пробы должна быть не менее 1 кг. • Для контроля загрязнения поверхностно распределя- ющимися веществами – нефть, нефтепродукты, тяжёлые металлы и другие точечные пробы отбирают послойно с глубины 0… 5 и 5… 20 см массой не более 200 г каждая.

• При отборе точечных проб и составлении объединённой пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения. • Точечные пробы почвы, предназначенные для определе- ния тяжёлых металлов, отбирают инструментом, не содер- жащим металлов. • Точечные пробы почвы, предназначенные для опреде- ления летучих химических веществ, следует сразу поместить во флаконы или стеклянные банки с притёртыми пробками, заполнив их полностью до пробки. • Точечные пробы почвы, предназначенные для определе- ния пестицидов, не следует отбирать в полиэтиленовую или пластмассовую тару. • Пробы почвы для химического анализа высушивают до воздушно-сухого состояния. Воздушно-сухие пробы хранят в матерчатых мешочках, в картонных коробках или в стеклянной таре.

Среднюю пробу для анализа следует получить методом квартования (ГОСТ 12536 -79). Для этого распределяют почву тонким слоем по листу плотной бумаги или фанеры, проводят ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность почвы на квадраты, и отбирают понемногу почвы из каждого квадрата.

Устройства отбора проб почвы и грунта • Ручные буры типа АМ-7 для взятия и хранения проб почвы массой до 3, 5 кг по ГОСТ 15150– 69. • Бур-пробоотборник • Ручные буры Эйдельмана (Голландия) • Мотобуры М-10 • Буровая установка УКБ-12/25

Дночерпатель "Океан"

СТРЕЛОЧНЫЙ ПЕНЕТРОМЕТР

ПЕНЕТРОЛОГГЕР

Измеритель влажности с датчиком влажности Thetaprobe

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПОЧВЕННОЙ ВЫТЯЖКИ Различают две формы кислотности почвы: актуальную и потенциальную. • Актуальная кислотность – это активная концентрация ионов водорода (р. Н) в почвенном растворе (водная вытяжка) и определяется потенциометрически. • Потенциальная кислотность – это количество ионов водорода, находящихся в почвенном поглощающем комплексе (ППК). При известных условиях эти ионы могут быть переведены в раствор, т. е. более подвижная часть ионов водорода почвы может быть переведена в раствор при обработке почвы избытком нейтральных солей (например, хлоридом калия).

Наиболее распространенные методы контроля загрязнения почвы Метод Наименование показателей определения Титриметрия Хлориды, обменный кальций и магний, сероводород, железо, ацетальдегид Гравиметрия Влажность, гипс, сухой остаток, сульфаты Флуориметрия Нефтепродукты, бенз(а)пирен Турбидиметрия Сульфаты, сера Фотометрия Удобрения, ПАВ, формальдегид, фосфор, калий, натрий, нитраты, алюминий, азот аммонийный, сера, нитриты, фториды, никель, ванадий, вольфрам, кобальт, кадмий, марганец, магний, медь, молибден, ртуть, цинк, бор, железо, пестициды

Метод определения Наименование показателей Атомно-абсорбционная Подвижные соединения железа, меди, спектрометрия цинка, никеля, кобальта, марганца, хрома, свинца, кадмия, кальция, магния, ртути, свинца, хрома, бора Эмиссионная Калий, натрий пламенная фотометрия Ионометрия р. Н водной и солевой вытяжки, хлориды, кислотность, фториды, нитраты, обменный аммоний Полярография Железо, кобальт, кадмий, медь, молибден, никель, свинец, хром, цинк Хроматография Толуол, ксилол, бензол, углеводородное (ГХ, ГЖХ, ТСХ) топливо, пестициды, стирол, бензол, изопропилбензол, нефтепродукты Потенциометрия Карбонаты, гидрокарбонаты, р. Н

Обобщение материалов наблюдений за загрязнением почв Задачами наблюдений являются: • регистрация современного уровня химического загрязнения почв; • выявление географических закономерностей и ди- намики временных изменений загрязнения почв в зависимости от расположения и технологических параметров источника загрязнения; • прогноз изменения химического состава почв в ближайшем будущем и оценка возможных последствий их загрязнения; • обеспечение заинтересованных организаций информацией об уровне загрязнения почв.

Виды наблюдений • режимные, т. е. систематические наблюдения за уровнем содержания химических веществ в почвах в течение определенного промежутка времени; • комплексные, включающие в себя исследования процессов миграции загрязняющих веществ в сис- темах атмосферный воздух — почва, почва —рас- тение, почва—вода и почва—донные отложения; • изучение вертикальной миграции загрязняющих веществ в почвах по профилю; • за уровнем загрязнения почв в определенных пунктах, намеченных в соответствии с запросами тех или иных организаций.

Информация о загрязнении почв поступает в лаборатории в виде сопроводительных талонов, а анализы почв в виде рабочих таблиц. По этим данным составляют справ- ки и обзоры, а также дают так называемую штормовую информацию. В установленные методиками Росгидромета сроки, данные анализа почвы, наносятся на технохимические карты.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ! БЛАГОДАРЮ за ВНИМАНИЕ!