Приоритетные вещества - загрязнители почвы

Хозяйственная деятельность человека в настоящее  время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении  их плодородия. 

1.2           Виды загрязнений почвы 

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ  выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают  шесть степеней загрязнения почв (0-5) по признаку снижения их продуктивности, количества производимой биомассы, а  по видам загрязнений различают  четыре класса веществ-загрязнителей: физические, химические, биологические  и радиоактивные.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в  разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая  картина по загрязнению почвы [19, с. 110]:

1) Мусором,  выбросами, отвалами, отстойными  породами. В эту группу входят  различные по характеру загрязнения  смешанного характера, включающие  как твёрдые, так и жидкие  вещества, не слишком вредные  для организма человека, но засоряющие  поверхность почвы, затрудняющие  рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми  металлами. Данный вид загрязнений  уже представляет значительную  опасность для человека и других  живых организмов, так как тяжёлые  металлы нередко обладают высокой  токсичностью и способностью  к кумуляции в организме. Наиболее  распространённое автомобильное  топливо - бензин - содержит очень  ядовитое соединение - тетраэтилсвинец,  содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из  других тяжёлых металлов, соединения  которых загрязняют почву, можно  назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами.  Эти химические вещества в  настоящее время широко используются  в качестве средств борьбы  с вредителями культурных растений  и поэтому могут находиться  в почве в значительных количествах.  По своей опасности для животных  и человека они приближаются  к предыдущей группе. Именно по  этой причине был запрещён  для использования препарат ДДТ  (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который  является не только высокотоксичным  соединением, но, также, он обладает  значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены  исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют  на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами.  Данные загрязнения не являются  антропогенными, потому что они  выделяются некоторыми грибами,  однако, по своей вредности для  организма они стоят в одном  ряду с перечисленными загрязнениями  почвы.

5) Радиоактивными  веществами. Радиоактивные соединения  стоят несколько обособленно  по своей опасности, прежде  всего потому, что по своим  химическим свойствам они практически  не отличаются от аналогичных  не радиоактивных элементов и  легко проникают во все живые  организмы, встраиваясь в пищевые  цепочки. Из радиоактивных изотопов  можно отметить в качестве  примера один наиболее опасный  - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами.

Хотя  существуют природные источники  загрязнений радиоактивными соединениями, но основная масса наиболее активных изотопов с небольшим периодом полураспада  попадает в окружающую среду антропогенным  путём: в процессе производства и  испытаний ядерного оружия, из атомных  электростанций, особенно в виде отходов  и при авариях, при производстве и использовании приборов, содержащих радиоактивные изотопы и. т. д [19, с. 113]. 

2.                Приоритетные вещества – загрязнители  почвы и методы контроля загрязнений  почвы

2.1 Понятие  и виды приоритетных веществ  – загрязнителей почвы 

Приоритетный  компонент загрязнения почвы - вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь.

Перечень  приоритетных веществ – загрязнителей  почвы приводится в методических указаниях МУ 2.1.7.730-99 № МУ 2.1.7.730-99 [6]. Данный документ является нормативно - методической базой для осуществления  государственного санитарно - эпидемиологического  надзора за санитарным состоянием почв населенных мест, сельскохозяйственных угодий, территорий курортных зон  и отдельных учреждений. Опасность  загрязнения почв определяется уровнем  ее возможного отрицательного влияния  на контактирующие среды (вода, воздух), пищевые продукты и прямо или  опосредованно на человека, а также  на биологическую активность почвы  и процессы самоочищения.

Результаты  обследования почв учитывают при  определении и прогнозе степени  их опасности для здоровья и условий  проживания населения в населенных пунктах, разработке мероприятий по их рекультивации, профилактике инфекционной и неинфекционной заболеваемости, схем районной планировки, технических решений  по реабилитации и охране водосборных  территорий, при решении очередности  санационных мероприятий в рамках комплексных природоохранных программ и оценке эффективности реабилитационных и санитарно - экологических мероприятий  и текущего санитарного контроля за объектами, прямо или косвенно воздействующими на окружающую среду  населенного пункта.

Использование единых методических подходов будет  способствовать получению сопоставимых данных при оценке уровней загрязнения  почв.

Оценка  опасности загрязненной почвы населенных пунктов определяется [10, с. 36]:

1) эпидемической  значимостью;

2) ролью  ее как источника вторичного  загрязнения приземного слоя  атмосферного воздуха и при  непосредственном контакте с  человеком.

Санитарная  характеристика почв населенных мест основывается на лабораторных санитарно - химических, санитарно - бактериологических, санитарно - гельминтологических, санитарно - энтомологических показателях.

Определение приоритетности компонентов загрязнения  производится в соответствии со списком  ПДК и ОДК химических веществ  в почве и их класса опасности  по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почва» [3]. Классификация химических веществ  для контроля загрязнения (Таблица 1.) 

Таблица 1. Классификация химических веществ  для контроля загрязнения

Класс опасности

Химическое  вещество

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 

Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического  вещества в почве представляет собой  комплексный показатель безвредного  для человека содержания химических веществ в почве, т.к. используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую  активность почвы и процессы ее самоочищения.

Обоснование ПДК химических веществ в почве  базируется на 4 основных показателях  вредности, устанавливаемых экспериментально:

- Транслокационном, характеризующим переход вещества  из почвы в растение,

- миграционный  водный характеризует способность  перехода вещества из почвы  в грунтовые воды и водоисточники,

- миграционный  воздушный показатель вредности  характеризует переход вещества  из почвы в атмосферный воздух,

- общесанитарный  показатель вредности характеризует  влияние загрязняющего вещества  на самоочищающую способность  почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей  воздействия оценивается количественно  с обоснованием допустимого уровня  содержания вещества по каждому  показателю вредности. Наименьший  из обоснованных уровней содержания  является лимитирующим и принимается  за ПДК.

Основные  приоритетные (обязательные для всех субъектов Российской Федерации) показатели – это ртуть, свинец, кадмий, цинк, мышьяк;

Дополнительные (для территорий с развитой промышленностью, для проведения комплексной гигиенической  оценки на определенных территориях) –  это никель, медь, хром, марганец, кобальт; ванадий, бенз(а)пирен, фтор.

Источники поступления приоритетных загрязнителей  почвы можно представить в  виде таблицы 2. 

Таблица 2. Возможное поступление металлов в биосферу при исчерпании достоверных  запасов руд, угля, торфа, млн. тонн [3]

Элемент

Суммарный техногенный выброс металлов

Содержится  в гумосфере

Отношение техногенного выброса к содержанию в гумосфере

Свинец

207,5

24,0

8,6

Мышьяк

739,0

12,0

61,6

Кадмий

7,4

1,2

6,2

Уран

590,4

2,4

246,0

Ртуть

0,55

0,024

27,1

Олово

295,7

19,0

15,6

Серебро

3,0

0,24

12,5 

2.2 Характеристика  приоритетных веществ – загрязнителей  почвы 

Всевозрастающее внимание к охране окружающей среды  вызвал особый интерес к вопросам воздействия на почву тяжелых  металлов, которые в первую очередь  относятся в приоритетным веществам  – загрязнителям почвы.

С исторической точки зрения интерес к этой проблеме появился с исследованием плодородия почв, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь, цинк, молибден и, возможно, кобальт, очень важны  для жизни растений и, следовательно, для животных и человека.

Они известны и под названием микроэлементов, потому, что необходимы растениям  в малых количествах. К группе микроэлементов относятся также  металлы, содержание которых в почве  довольно высокое, например, железо, которое  входит в состав большинства почв и занимает четвертое место в  составе земной коры (5%) после кислорода (46,6%), кремния (27,7%) и алюминия (8,1%) [12, с. 10].

Все микроэлементы  могут оказывать отрицательное  влияние на растения, если концентрация их доступных форм превышает определенные пределы. Некоторые тяжелые металлы, например, ртуть, свинец и кадмий, которые, по всей видимости, не очень важны  для растений и животных, опасны для здоровья человека даже при низких концентрациях.

Выхлопные газы транспортных средств, вывоз в  поле или станции очистки сточных  вод, орошение сточными водами, отходы, остатки и выбросы при эксплуатации шахт и промышленных площадок, внесение фосфорных и органических удобрений, применение пестицидов и т.д. привели  к увеличению концентраций тяжелых  металлов в почве.

До тех  пор, пока тяжелые металлы прочно связаны с составными частями  почвы и труднодоступны, их отрицательное  влияние на почву и окружающую среду будет незначительным. Однако, если почвенные условия позволяют  перейти тяжелым металлам в почвенный  раствор, появляется прямая опасность  загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а также в организм человека и животных, потребляющие эти растения. Кроме того, тяжелые металлы могут быть загрязнителями растений и водоемов в результате использования сточных ила вод. Опасность загрязнения почв и растений зависит: от вида растений; форм химических соединений в почве; присутствия элементов противодействующих влиянию тяжелых металлов и веществ, образующих с ними комплексные соединения; от процессов адсорбции и десорбции; количества доступных форм этих металлов в почве и почвенно-климатических условий. Следовательно, отрицательное влияние тяжелых металлов зависит, по существу, от их подвижности, т.е. растворимости.