В соответствии со стандартом ИСО 11074-1 Качество почв «Почва – это верхний слой земной коры, состоящий из минеральных частиц, органического вещества, воды, воздуха и живых организмов».
Различают три класса веществ-загрязнителей: химические, биологические и радиоактивные.
Загрязняющие вещества нормируются: в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий; в почве территорий предприятий; в почвах жилых районов и в местах хранения бытовых отходов.
Гигиенические требования к почвам сельскохозяйственных угодий основываются на ПДК химических веществ в почве с учетом их лимитирующего показателя вредности и приоритетности транслокационного показателя согласно ГН 2.1.7.2511-09 Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве.
Принцип, определяющий содержание химических веществ в почве, основан на том, что поступление вредного вещества из почвы непосредственно в организм происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах, а в основном – через контактирующие с почвой среды (воздух, воду), и через разные звенья пищевых цепей.
Допустимая концентрация веществ в почвенном слое (ПДКп) устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности.
Согласно ГОСТу17.4.1.03 – 84. – «Охрана природы. Почва. Термины и определения химического загрязнения»:
ПДКП – это концентрация химического вещества в пахотном слое почвы (мг/кг почвы), которая не должна оказывать прямого или косвенного – отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды, здоровье человека и на самоочищающуюся способность почвы.
ГОСТ 17.4.3.06-86 – «Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ» определяет четыре разновидности ПДКп в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды:
Ктв – транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений;
Кма – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу;
Кмв – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные воды и другие водные объекты;
Кос – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценозы.
Почвы сельскохозяйственного назначения по степени загрязнения химическими веществами разделены на следующие категории: допустимые, умеренно опасные, опасные и чрезвычайно опасные:
– допустимая категория почв - содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК;
– умеренно опасная категория почв - содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю вредности;
– опасная категория почв - содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности;
– чрезвычайно опасная категория почв - содержание химических веществ превышает ПДК по всем показателям вредности.
Таблица 1 - Гигиеническая оценка почв сельскохозяйственного назначения и рекомендации поих использованию
Категория загрязненности почв | Характеристика загрязненности почв | Возможное использование территории | Рекомендации по оздоровлению почв |
1. Допустимая | Содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК | Использование под любые культуры | Снижение уровня воздействия источников загрязения почвы. Осуществление мероприятий по снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений и т.п.) |
2. Умеренно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но не ниже допустимого уровня по транслокационному показателю | Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений | Мероприятия аналогичные категории 1. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным или миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в зоне дыхания с/х рабочих и в воде местных водоисточников |
3. Высоко-опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности | Использование под технические культуры, использование под с/х културы с учетом растений-концентраторов | 1. Кроме мероприятий, указных для категории 1, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях продуктах питания и кормах.2. При необходимости выращивания растений продуктов питания рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве.3. Ограничение использования зеленой массы на корм скоту с учетом растений-концентраторов |
4. Чрезвычайно опасная | Содержание химических веществ превышает ПДК в почве по всем показателям вредности | Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственного использования. Лесозащитные полосы | Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания с/х рабочих и в воде местных водоисточников |
Опасность загрязнения почв определяется уровнем ее возможного отрицательного влияния на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты.
ПДК устанавливают экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК - это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.
Для установления ПДКп экспериментально определяют:
1) допустимую концентрацию вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит нормативов ПДК для продуктов питания;
2) допустимую (для летучих веществ) концентрацию, при которой поступление вещества в воздух не превысит установленное ПДК для атмосферного воздуха;
3) допустимую концентрацию при которой поступление вещества в поверхностные грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов;
4) допустимую концентрацию, не влияющую на микроорганизмы и процессы самоочищения почвы.
Наиболее жесткие из названных показателей принимаются в качестве ПДКп (табл.2).
Таблица 2 - Предельно допустимые концентрации некоторых химических веществ в почве и допустимые уровни их содержания по показателям вредности
Наименование вещества | Формавещества | ПДК, мг/кг почвы с учетом фона | Показатели вредности Kmax, мг/кг | Класс опасности | |||
Транс-локационный,КТ | Миграционный | Обще-санитарный, КОС | |||||
Водный, КМВ | Воздуш-ный, КМА | ||||||
Медь | Подвижная | 3.0 | 3.5 | 72.0 | – | 3.0 | 2 |
Хром | –//– | 6.0 | 6.0 | 6.0 | – | 6.0 | 2 |
Никель | –//– | 4.0 | 6.7 | 14.0 | – | 4.0 | 2 |
Цинк | –//– | 23.0 | 23.0 | 200.0 | – | 37.0 | 1 |
Кобальт | –//– | 5.0 | 25.0 | >1000.0 | – | 5.0 | 2 |
Фтор | Водорастворимая | 10.0 | 10.0 | 10.0 | – | 25.0 | 1 |
Марганец | –//– | 1500.0 | 3500.0 | 1500.0 | – | 1500.0 | 3 |
Ванадий | –//– | 150.0 | 170.0 | 350.0 | – | 150.0 | 3 |
Свинец | –//– | 30.0 | 35.0 | 260.0 | – | 30.0 | 1 |
Мышьяк | –//– | 2.0 | 2.0 | 15.0 | – | 10.0 | 1 |
Ртуть | –//– | 2.1 | 2.1 | 33.0 | 2.5 | 5.0 | 1 |
Нитраты | –//– | 130.0 | 180.0 | 130.0 | – | 225.0 | 2 |
Бенз(а)пирен | –//– | 0.02 | 0.2 | 0.5 | – | 0.02 | 1 |
Бензол | –//– | 0.3 | 3.0 | 10.0 | 0.3 | 50.0 | 2 |
Толуол | –//– | 0.3 | 0.3 | 100.0 | 0.3 | 50.0 | 2 |
Ксилол | –//– | 0.3 | 0.3 | 100.0 | 0.4 | 1.0 | 2 |
Сероводород | –//– | 0.4 | 160.0 | 140.0 | 0.4 | 160.0 | 3 |
Серная кислота | –//– | 160.0 | 180.0 | 380.0 | – | 3000.0 | 1 |
Комплексные гранулированные удобрения (N:P:K=64:0:15) | –//– | 120.0 | 800.0 | 120.0 | 800.0 | 800.0 | 3 |
N, P, K - азот, фосфор и калий.
Оценка уровня химического загрязнения проводится по специально разработанным методикам. Один из параметров, по которому судят о загрязнении - коэффициент концентрации химического элемента.
Ci - концентрация вещества;
Сфi - фоновая концентрация вещества.
Суммарный коэффициент загрязнения:
n - количество загрязнителей.
На основании расчета Zc создается оценочная шкала градации загрязнения почвы. В ее основе - исследования о состоянии здоровья человека.