Управление природопользованием 4 (стр. 41 из 47)
В результате антропогенного воздействия земли и почвы загрязняются, что приводит к снижению их плодородия, а в некоторых случаях к выводу их из сферы землепользования. Под загрязнением понимается насыщение поверхностных слоев земли физическими, химическими и биологическими компонентами, которые отрицательно влияют на окружающую природную среду и плодородие почв.
Загрязнение земель происходит через сточные воды, воздух, в результате воздействия физических, химических, биологических факторов, вывозимых и сбрасываемых на земли отходов производства. Источниками загрязнения земли служат промышленность, транспорт, энергетика, химические удобрения, хозяйственно-бытовые отходы и другие виды деятельности людей. Всякое искусственное вмешательство в естественные процессы почвообразования приводит к изменениям, которые чаще всего имеют отрицательный эффект.
Уровень загрязнения почв классифицируется на фоновый, локальный, региональный, глобальный. Фоновым принято считать содержание загрязняющих веществ в почве, соответствующее или близкое к ее природному составу.
Локальным считается загрязнение почвы вблизи одного или нескольких источников загрязнений.
Региональное загрязнение возникает вследствие переноса загрязняющих веществ на расстояние не более 40 км от техногенных и более 10 км от сельскохозяйственных источников загрязнения.
Глобальное загрязнение почвы создается вследствие дальнего переноса загрязняющего вещества на расстояние более 1000 км от любых источников загрязнения.
Наибольшую опасность для почв представляют химические загрязнения, эрозия и засоление. По степени опасности химические вещества подразделяются на три класса: класс 1 – вещества высоко опасные; класс 2 – вещества умеренно опасные; класс 3 – вещества малоопасные. Отнесение веществ к классам опасности проводится в соответствии с ГОСТ 17.4.1.02 – 83. класс опасности устанавливается по показателям приведенным в таблице 7.6.
Таблица 7.6.
Показатели и классы опасности химических веществ.
| Показатель | Норма концентрации | ||
| Класс 1 | Класс 2 | Класс 3 | |
| Токсичность ЛД50 (летальная доза для 50% биогеоценоза) | до 200 | от200до1000 | свыше1000 |
| Персистемность (сохраняемость) в почве, мес. | свыше 12 | от 6 до 12 | менее 6 |
| ПДК в почве, мг/кг | менее 0,2 | от 0,2 до 0,5 | свыше 0,5 |
| Персистемность в растениях, мес. | 3 и более | от 1 до 3 | менее 1 |
| Влияние на пищевую ценность сельскохозя- йственной продукции | Сильное | умеренное | нет |
По степени загрязнения почвы подразделяют на сильнозагрязненные, среднезагрязненные, слабозагрязненные.
В сильнозагрязненных почвах количество загрязняющих веществ в несколько раз превышает ПДК. Они имеют низкую биологическую продуктивность и существенное изменение физико-химических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает норму. В среднезагрязненных почвах превышение ПДК незначительно, что не приводит к видимым изменениям их свойств. В слабозагрязненных почвах содержание химических веществ не превышает ПДК, но выше фона.
Для определения степени загрязнения почвы используют следующие характеристики.
1) Коэффициент концентрации загрязнения почвы:
kc=C/Cф или kс=С/СПДК,
где С - общее содержание загрязняющих веществ; Сср – среднее фоновое содержание загрязняющих веществ; СПДК – предельно допустимое количество загрязняющих веществ.
2) Интегральный показатель поэлементного загрязнения почвы:
Кcj=
где Сj – сумма контролируемых загрязняющих веществ; Сфj – сумма фонового содержания загрязняющих веществ.
3) Коэффициент ответной реакции почв на динамику загрязнения:
kр=(А-Аф)/Аф,
где А и Аф – контролируемые параметры свойств в загрязненной и фоновой пробе.
По степени устойчивости к химическим загрязнениям и характеру ответной реакции почвы подразделяют на очень устойчивые, среднеустойчивые, малоустойчивые. Степень устойчивости почв к химическим загрязнениям характеризуется такими показателями, как гумусное состояние почв, кислотно-основные свойства, окислительно-восстановительные свойства, катионнообменные свойства, биологическая активность, уровень грунтовых вод, доля веществ, находящихся в растворенном состоянии.
При оценке устойчивости почв к химическим загрязнениям учитывают показатели, характеризующие краткосрочные (2-5 лет) и долгосрочные (5-10 лет)
изменения почв и показатели ранней диагностики развития изменений в почвах.
Краткосрочные изменения свойств почв определяются по динамике влажности, величине водородного показателя рН, составу почвенных растворов, интенсивности выделения СО2, содержанию питательных веществ.
Долгосрочные изменения свойств диагностируются по содержанию и запасу гумуса, отношению углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот, по обеднению почв из-за эрозии, общей щелочности, кислотности, по содержанию солей.
Основные характеристики почв по самоочищению – время самоочищения и защитные свойства почв, характеризующие их способность к существенному снижению токсичности загрязняющих веществ. Под влиянием самоочищения понимается интервал, в течение которого уменьшается массовая доля загрязняющего почву вещества на 96% от первоначального значения или до его фонового содержания. На самоочищение почв, так же как и на восстановление, требуется достаточно длительное время, которое зависит от характера загрязнений и природных условий. Процесс самоочищения почв продолжается от нескольких дней до нескольких лет, а процесс восстановления разрушенных земель – столетия.
7.6. Нормирование загрязнений почв
В минеральной части почв присутствуют кремний, алюминий, железо, медь, кадмий, кальций, марганец, фосфор, сера и др. элементы. Как правило, химические элементы в почве находятся в виде соединений. Органическая составляющая почв представляет собой продукты распада животного и растительного происхождения (гумус), а также белки, углеводы, органические кислоты, жиры, дубильные вещества. В почвах находится большое количество живых организмов, играющих важную роль в процессе почвообразования.
Из почвы химические вещества в определенных количествах переходят в растения, а из растений с пищей попадают в организм животных и человека. Микроэлементы играют важную роль в развитии растительного и животного мира, в том числе и человека. Недостаток и избыток микроэлементов в почве приводит к нарушению обменных процессов не только у травоядных, но и у плотоядных животных и в организме человека. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, называются эндемическими. Почвы способны накапливать радиоактивные вещества, которые поражают живые организмы, а попадая с пищей в организм животных и человека, приводят к заболеваниям.
Наиболее распространено загрязнение почв канцерогенами типа полициклических ароматических углеводородов. Основные источники канцерогенных загрязнений – выхлопные газы двигателей автомобилей, выбросы котельных и промышленных предприятий. Загрязнение почв канцерогенными веществами наблюдается на расстоянии до 5 км от дорог и источников выбросов.
Проблемы гигиенического регламентирования загрязнения почв возникло в 60-х годах 20–го века, однако нормирование химических веществ в почве началось только в 1976 году, когда были впервые разработаны методические рекомендации по установлению ПДК химических веществ, утвержденные Минздравом СССР. При этом под предельно допустимым количеством загрязняющих почву химического вещества (мг/кг), не вызывающая прямого или косвенного влияния на окружающую среду и здоровье человека. Одновременно с нормированием химических веществ в почве были разработаны теоретические и методологические основы нормирования массы пестицидов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, органических соединений и микроэлементов.
Ниже приведены значения ПДК некоторых химических веществ в почве:
Таблица 7.7
| Наименование веществ | ПДК, мг/кг |
| Металлы | |
| Ванадий | 150 |
| Кобальт (подвижная форма) | 5 |
| Марганец | 700 |
| Медь (подвижная форма) | 3 |
| Никель | 4 |
| Ртуть | 2,1 |
| Свинец | 32 |
| Свинец (подвижная форма) | 6 |
| Хром | 6 |
| Цинк | 23 |
| Неорганические соединения | |
| Нитраты | 130 |
| Мышьяк | 2 |
| Сероводород | 0,4 |
| Фосфор (суперфосфат) | 200 |
| Фториды (водорастворимая форма) | 10 |
| Ароматические углеводороды | |
| Бензол | 0,3 |
| Изопропил бензол | 0,5 |
| Ксилолы | 0,3 |
| Стирол | 0,1 |
| Толуол | 0,3 |
| Удобрения и поверхностно- | |
| активные вещества (ПАВ) | |
| Жидкие комплексные удобрения | 80 |
| Азотно-калийные удобрения | 120 |
| ПАВ | 0,2 |
Номенклатура регламентированных ПДК химических веществ в почве составляет несколько десятков наименований. По степени вредности химических веществ при систематическом их поступлении в почву располагаются в следующей последовательности: пестициды и их метаболиты, тяжелые металлы, микроэлементы, нефтепродукты, сернистые соединения, органические соединения и т.д.