Моделирование загрязнения чернозема свинцом с целью установления экологически безопасной концентрации

Введение

На каждый квадратный метр суши в течение года атмотехногенным путем в среднем выпадает 5.6—9.5 мг свинца [16]. Однако главная опасность для городских ландшафтов заключается не только и не столько в больших концентрациях поступления свинца в почвы. За тот же период к уже имеющимся запасам, например, марганца, прибавляется почти в 2 раза больше, чем свинца. Тем не менее, эко

логическая опасность наличия свинца в почвах в 43 раза больше, чем того же марганца.

Такое, на первый взгляд парадоксальное, свойство свинца связано с его крайне низким исходным содержанием в почвах — 10 мг/кг (среднее содержание марганца в почвах в 85 раз больше и составляет 850 мг/кг). В целом химические элементы с низкими природными концентрациями в почвах (ртуть—0,01 мг/кг, селен— 0,06 мг/кг, кадмий—0,5 мг/кг, мышьяк—5 мг/кг и др.), но широко вовлекаемые в современный техногенный круговорот, являются наиболее экологически опасными. Соответственно, небольшими являются и требуемые техногенные поступления этих элементов, достаточные для глубокого преобразования природы урбанизированных территорий.

Глава 1. Нормирование качества почвы

В России был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными химическими веществами — ПДК для пахотного слоя почвы. Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что поступление их в организм происходит преимущественно через контактирующие с почвой среды. Основные понятия, касающиеся химического загрязнения почв, определены ГОСТом 17.4.1.03-84. Охрана природы. Почвы. Термины и определения химического загрязнения.

Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) — это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Нормативы ПДКп разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции.

В настоящее время в Институте экологии человека проводятся исследования, направленные на обоснование индивидуальных нормативов ПДКп для различных типов почв. Таким образом, в ближайшее время следует ожидать того, что особенности миграции и трансформации вредных веществ в почвах будут отражены в системе нормирования.

Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента Кс и суммарный показатель загрязнения Zc.

Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве С к фоновому Сф:

Кс=С/Сф.

Поскольку часто почвы загрязнены сразу

несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы элементов.

Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке.

Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю Zc проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.

Таблица 1

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю

Глава 2. Загрязнение городских почв свинцом: источник поступления, особенности накопления, перспективы оздоровления

На каждый квадратный метр суши в течение года атмотехногенным путем в среднем выпадает 5.6—9.5 мг свинца [16]. Однако главная опасность для городских ландшафтов заключается не только и не столько в больших концентрациях поступления свинца в почвы. За тот же период к уже имеющимся запасам, например, марганца, прибавляется почти в 2 раза больше, чем свинца. Тем не менее, экологическая опасность наличия свинца в почвах в 43 раза больше, чем того же марганца.

Такое, на первый взгляд парадоксальное, свойство свинца связано с его крайне низким исходным содержанием в почвах — 10 мг/кг (среднее содержание марганца в почвах в 85 раз больше и составляет 850 мг/кг). В целом химические элементы с низкими природными концентрациями в почвах (ртуть—0,01 мг/кг, селен— 0,06 мг/кг, кадмий—0,5 мг/кг, мышьяк—5 мг/кг и др.), но широко вовлекаемые в современный техногенный круговорот, являются наиболее экологически опасными. Соответственно, небольшими являются и требуемые техногенные поступления этих элементов, достаточные для глубокого преобразования природы урбанизированных территорий.

Поэтому неудивительно, что именно вышеназванные химические элементы являются приоритетными загрязнителями городских почв и среди них свинец занимает особое положение. Как показывает выборочный анализ в 14 городах России с высоким уровнем загрязнения, во всех случаях наблюдается достоверная техногенная концентрация свинца и во всех случаях в рядах техногенной концентрации свинец находится в первой тройке приоритетных загрязнителей.

Детерминированность урбопедотехногенных аномалий по отношению к свинцу характерна в том числе и для города Тюмени. Данные экологопедогеохимических исследований с отбором и последующим спектральным и атомно-абсорбционным анализом проб на 999 пунктах наблюдений в пределах городской черты показали, что средняя концентрация свинца в почвах города в 3,5 раза превышает фоновую. В центрах аномалий эта величина может расти до 10—15- кратных размеров.

Основные источники поступления свинца в почвы города

 Скачать реферат