Источники и масштабы tеxнoгенного загрязнения биосферы

Нормирование загрязняющих веществ в почве имеет три  направления: во-первых, нормирование содержания ядохимикатов в пахотном (корнеобитаемом) слое почвы сельскохозяйственных угодий; во - вторых, нормирование накопления токсичных веществ на территории; предприятия; в третьих, - нормирование загрязненности почвы в жилых  районах, преимущественно в местах временного хранения бытовых отходов.

В пахотном слое почвы вредные  вещества нормируются по двум показателям: предельно допустимым (ПДК_П) и временно допустимыми концентрациями (ВДКП). Для установления ПДК_П используют данные о фоновых концентрациях исследуемых веществ, их физико-химических свойствах, параметрах стойкости, токсичности. При этом экспериментально устанавливают:

• допустимую концентрацию вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит некоторых, допустимых остаточных количеств (ДОК), иначе называемых ПДК в продуктах питания (ПДК_ПР);
• допустимую (для летучих веществ) концентрацию, при которой поступление вещества в воздух не превысит установленных ПДК для атмосферного воздуха (ПДК_АВ);
• допустимую концентрацию, при которой поступление веществ в грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов;
• допустимую концентрацию, не влияющую на микроорганизм и процессы самоочищения почвы.

Наиболее жесткие из ряда названных показателей принимаются  в качестве ПДК_П, причем сравнение идет по одноименным показателям вредности, т.е. по сходному действию разных веществ.

Таким путем нормируется  содержание в почве пестицидов (веществ, применяемых для уничтожения  вредителей, возбудителей болезней, сорняков) и ряда химических элементов - преимущественно  тяжелых металлов, галогенов (например, хлора), а также микроэлементов. Причем содержание примесей нормируется в  зависимости от вида пищевых продуктов, выращиваемых на данной почве или в данном хозяйстве (мясных, молочных, рыбных, растительных).

По степени загрязненности почвы подразделяются на сильно загрязненные, средне загрязненные и слабо загрязненные. В сильно загрязненных почвах содержание загрязнителей в несколько раз превышает ПДК. Такие почвы характеризуются низкой биологической продуктивностью и существенными изменениями их физико-химических, химических и биологических характеристик.  При выращивании сельскохозяйственной продукции на таких почвах в растениях наблюдается превышение нормы токсичных веществ. Для средне загрязненных почв характерно незначительное превышение ПДК загрязняющих веществ, которое не приводит к заметному изменению их свойств. В слабо загрязненных почвах содержание вредных веществ не превышает ПДК, но превышает фоновую концентрацию.

Для оценки степени загрязнения  почвы используют следующие характеристики:

1. Коэффициент концентрации загрязнения почвы

                    где С - общее содержание загрязняющего вещества, мг/кг;

С_Ф - среднее фоновое содержание загрязняющего вещества, мг/кг;

С_ПДК-предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества,

мг/кг

2. Интегральный показатель  поэлементного загрязнения почвы

                             где С_j- сумма контрольных загрязняющих веществ;

С_Фj - сумма фонового содержания загрязняющих веществ.

3. Коэффициент обратной  реакции почв на динамику загрязнении

       где А, А_Ф - параметры, которые контролируются в загрязненной и фоновой пробах.

 Принципы нормирования  ПДК вредных веществ в почве  значительно отличаются от принципов,  положенных в основу нормирования  их для водоемов, атмосферного  воздуха и пищевых продуктов.  Разница обусловлена тем, что  прямое поступление вредных веществ  через почву в организм человека  невелико и ограничено случаями  прямого контакта с ней (ручная  обработка земли, почвенная пыль, игра детей в песочницах и  т.п.). Химические вещества, попавшие  в почву, могут поступать в  организм человека главным образом  через контактирующие с почвой  среды: воду, воздух и растения; по биологическим цепям: почва  - растение - человек; почва - растение - животное - человек и т.д. Поэтому  при нормировании химических  веществ в почве учитывается  не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но главным образом последствия загрязнения контактирующих с почвой сред.

При этом имеются в виду такие факторы, как тип почвы  механический состав, морфология, микробиоценоз; рН, температура влажность и т.п. Обоснована также необходимость  нормирования таких стабильных химических веществ, как соли тяжелых металлов (свинец ртуть, кадмий, мышьяк) и микроэлементов (цинк, молибден, медь, бор, ванадий), применяемых  как микроудобрения в сельском хозяйстве.

Загрязнение почв, как и  других природных сред, является комбинированным (множественным), поэтому при химическом контроле загрязнения возникает  необходимость выделить приоритетные загрязняющие вещества, подлежащие контролю в первую очередь. При определении  приоритетных загрязняющих веществ  учитывают классы их  опасности.

ПДК разрабатывают главным  образом на основе принципов гигиенического нормирования химических веществ. Для  почвы эти принципы заключаются  в установлении таких концентраций в контактирующих с почвой средах (растениях, воде, воздухе), которые  не представляют опасности для здоровья людей и не влияют отрицательно на общесанитарные показатели почвы. При  этом используют следующие показатели.

Общесанитарный показатель вредности. Для почвы и характеризует  влияние вещества на само очищающую  способность почва почвенный  микробиоценоз в количествах, не изменяющих указанные процессы.

Транслокационный показатель вредности. Характеризует способность  вещества переходит из пахотного  слоя почвы через корневую систему  растений и накапливаться в его  зеленой массе и плодах в количестве, не превышающем ПДК для данного  вещества в пищевых продуктах.

Миграционный воздушный  показатель вредности. Характеризует  способность вещества переходить из пахотного слоя почвы в атмосферный  воздух и поверхностные водоисточники  в количестве, при миграции которого не происходит превышение величины ПДК для атмосферного воздуха.

Систему контроля загрязненности почв на основе гигиенической регламентации  нельзя признать совершенной. Встречаются  большие трудности в интерпретации  и объективной оценке загрязненности комплексом токсичных или других веществ, для которых не разработаны нормативы. В этих случаях уровень химического загрязнения сравнивают с фоновым значением.

Вопрос установления ПДК  загрязняющих веществ в почвах весьма сложен. С одной стороны, почвенный  покров — среда, гораздо менее  подвижная, чем поверхностные воды и атмосфера, и аккумуляция поступающих  в почву химических соединений может  происходить в течение долгого  времени, постепенно приближаясь к  ПДК. Поэтому основным фактором определения  ПДВ для какого-либо предприятия  или группы предприятий должно быть предполагаемое время работы, в течение которого в почве прилегающих территорий накопится количество выбрасываемого загрязняющего вещества, достигающее ПДК. С другой стороны, активная микробиологическая жизнь почвы и протекающие в ней физико-химические процессы способствуют трансформации посторонних веществ,  поступающих в почву, причем направление и глубина этого процесса определяются многими факторами. В ряде случаев разрушение ни загрязняющих веществ и их миграция столь незначительны, что ими можно пренебречь. В других случаях результаты протекания процессов щ деградации и миграции химических соединений в почве сопоставимы с темпами  их поступления, и предел их накопления в почве обусловливается равновесием между процессом поступления загрязняющих веществ и их удалением в результате разрушения или миграции.

Таким образом, ПДК загрязняющих веществ в почвах определяются не только их химической природой и токсичностью, но и особенностями самых почв.

Почва обладает некоторыми свойствами, отсутствующими у воздушной  и водной сред. Частицы почвы образуют «мелкоячеистый фильтр», который весьма эффективно задерживает твердые  взвеси их вод, просачивающихся в  почву. В то же время поры почвы  служат копилкой питательных тельных  веществ. Всю систему «цементируют»  частицы глины и гумуса, которые  адсорбируют целый ряд веществ. Таким образом, почвы в течении  ряда лет или десятилетий могут  удерживать вредные вещества, не давая  последним возможности перейти  в грунтовые воды. По исчерпании абсорбционной емкости наступает  проскок - внешне неожиданное загрязнение  грунтовых вод даже без поступления  вредных веществ. В то же время почвы обладают значительной способностью к регенерации. Многие обитатели почвы служат источником ферментов, в присутствии которых вредные вещества расщепляются быстрее, чем в воде или на в воздухе.

Согласно Госстандарту, ПДК  в почве — это максимальная массовая доля загрязняющего почву  вещества, которая не вызывают прямого  или косвенного влияния, включая  отдаленные последствия, на окружающую среду и здоровье человека.

ПДК пестицидов представляет собой максимальное содержание  остатков пестицидов, при котором  они мигрируют в сопредельные среды в количествах, не превышающих  гигиенических нормативов, а также  не влияют отрицательно на биологическую  активность самой почвы.

Помимо ПДК в нормировании воздействий используют временный  норматив — ВДКП (иногда называемый ОДК - ориентировочно допустимую количество), который получают расчетным путем. ВДКП пересматривают каждые 3 года или  заменяют на ПДК.

ПДК и ВДК химических веществ  для почвы разработаны и утверждены примерно для 130 веществ.

Расчет ВДК, проводится в  настоящее время лишь для пестицидов ВДК„ устанавливаются для тех  препаратов, которые находятся на стадии государственных производственных испытаний, а также для пестицидов допущенных к опытно-производственному  применению, когда ПДК_П для них еще не обоснованы или экспериментальное обоснование их нецелесообразно (ограниченный объем применения, малая - менее 2- х месяцев — стойкость в почве и др.). Обязательным условием утверждение ВДК_П является наличие метода химического контроля остаточных количеств пестицидов в почве.

Расчет ВДК п проводится на основе ПДК соответствующего пестицида  в овощах или плодовых культурах  по следующему уравнений:

ВДК_П=1,23+0,48lgПДК_ПР

Если для овощных и  плодовых культур установлено несколько  нормативов, то в расчет берется  минимальное значение. Уравнение (6.4) позволяет рассчитывать ВДК_П при величине ПДК_ПР или чувствительности метода определения, начиная от 0,003 мг/кг.

Если после установления ПДК_ПР препарата в пищевых продуктов были выявлены отдельные эффекты его действия (эмбриотоксичность мутагенность, канцерогенность), необходимо вводить в расчет коэффициент запаса, в котором учитывается степень выраженности отдельных эффектов и данные о фактическом загрязнении почв остаточными количествами препарата.

Наиболее важной в современных  условиях сельскохозяйственному производства является оценка петициднного загрязнения  почв.

Пестициды включают обширную группу химических веществ различных  классов и химической природы. Ежегодно в мире применяется более 1 млн  т одних только гербицидов, включающих 900 наименований) почти 90% этих веществ, в почву конечном счете, попадает в почву.

Применение пестицидов, наряду с положительным результатом, дает ряд негативных последствий. Многие пестициды обладают кумулятивным эффектом, т.е. накапливаются в почве и  в растениях, в результате чего происходит отравление людей и животных. Полагают, что свои прямые эффекты пестициды  проявляют лишь в течение 1-2% времени  их (нахождения в окружающей среде, тогда как 98% времени они вызывают негативнные эффекты вследствие загрязнения.

Проявление токсических  эффектов пестицидов в почве и  процессы накопление  зависят от ряда фактов: объемов и сроков внесения, свойств пестицида, сорбции, механического  состава и структуры почвы, наличия  органического вещества, рН, влажности  и др.

Ассортимент пестицидов огромен, и установление нормативов ПДК длявсех их наименований требует больших финансовых затрат и времени так, разработка ПДК для одного пестицида может продолжаться 3...5 лет, а затраты на оценку токсичности составляют более 350 тыс. долларов.

нормативы ПДК вредных  веществ в почве приведены  в Приложении 3.

6.1. Санитарные  показатели почвы

Для всех видов земель единого  государственного земельного фонда  проводится контроль под санитарного  состояния почв.

Под санитарным состоянием понимают совокупность физико - химических и биологических свойств почвы, определяющих ее безопасность в эпидемиологическом и гигиеническом отношениях.

Цель контроля - предупреждение загрязнения почв бытовыми и промышленными  выбросами и отходами, а также  веществами, целенаправленно применяемыми в сельском и лесном хозяйстве.