Городские почвы. Почвы в результате градостроительной и хозяйственной деятельности подвергаются деградации, отчуждению, загрязнению.
Деградация городских почв - это уничтожение плодородного слоя почвы, частичное или полное разрушение почвенного покрова, сопровождающееся ухудшением его физического и биологического состояния, снижением плодородия.
К процессам деградации относятся:
- эрозии почв – разрушение почв и вынос рыхлых компонентов почвенного материала водой и ветром. Водная эрозия происходит под воздействием поверхностного стока, дождевых и талых вод. Ветровая эрозия (дефляция) представляет собой выдувание мелкозёма из верхних почвенных грунтов.
- Переуплотнение . Почвы города сильно переуплотнены с поверхности, в корнеобитаемом слое. Уплотнение почв приводит к уменьшению их пористости, а значит, к уменьшению влагоёмкости и воздухопроницаемости почв. От величины пор зависит продвижение воды в почве, водоподъёмная способность и мобильность воды.
Земли отчуждаются под жилые здания, промышленные объекты, дороги. Застроенные или замощенные земли в крупных городах занимают до 70-80 % городской территории. Запечатанные асфальтом, жилыми и промышленными постройками почвы практически непроницаемы для осадков и, в меньшей мере, для воздуха. Запечатанные почвы имеют изменённые водный, воздушный и тепловой режимы. Для них характерны условия повышенной влажности, дефицита кислорода, меньшего градиента температуры.
Почвы, запечатанные под зданиями, без естественной аэрации переувлажняются. Это вызывает повышение влажности в подвалах и ведёт к разрушению фундаментов.
Излишнее покрытие почвы асфальтом в лесопарках, скверах, бульварах и прочих аналогичных территориях также неблагоприятно: корни, попадающие под асфальт, гибнут в анаэробных условиях. Часть почв городской территории отчуждается захламлением бытовыми и строительными отходами. При этом свалки становятся источниками химического загрязнения почв, а также атмосферного воздуха и грунтовых вод.
Загрязнение почв в результате антропогенной деятельности приводит к изменению их химического состава и ухудшению качества, вызывает целый ряд негативных последствий вплоть до потери способности к биопродуктивности и самоочищению. Вредные вещества поступают в почвы городов в результате разрушения и строительства зданий, выбросов транспорта, металлургических, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, энергетических станций, слива вод, применения противогололёдных химикатов.
Показатели и оценка экологического состояния почв . Основными загрязняющими веществами почв являются металлы, нефтепродукты, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды. Основными критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами являются их ПДК.
По уровню загрязнения и степени опасности для населения почвы города разделяются на категории: чистая, допустимая, умеренно опасная, опасная, чрезвычайно опасная. Для категории «чистая » содержание химических веществ в почвах допускается от фоновой до 1 ПДК. Для категории загрязнения «допустимая» для 1-го, 2-го, 3-го классов опасности
Органических веществ – от1 ПДК до 2 ПДК;
Неорганических веществ – от 2 фоновых концентраций до 1 ПДК
Суммарный показатель загрязнения Zс определяется как
Zс =Σ Ксi – (n-1), где
N – число загрязняющих веществ; Кс – коэффициент концентрации химического вещества равен отношению реального содержания вредного вещества Сi к фоновому Сф:
Кс = Сi / Сф.
Допустимая при Zс менее 16;
Умеренно опасная – при 16… 32 ;
Опасная – при 32…128;
Чрезвычайно опасная при значении Zс более 128.
На основании установленных категорий загрязнения почв даются рекомендации по их использованию Почва категории
- «чистая » используется без ограничений;
- «допустимая» используется без ограничений, исключая объекты повышенного риска;
- «умеренно опасная» используется, а «опасная » ограниченно используется в ходе строительных работ под отсыпки котлованов и выемок;
- «чрезвычайно опасная » вывозится и утилизируется на специализированных полигонах.
Мероприятия по охране почв включают снятие и сохранение почвенного слоя, противоэрозионные мероприятия, мелиорацию загрязнённых почв.
4.Оздоровительная функция зелёных насаждений в окружающей среде города
- Улучшение качества воздуха зелёными насаждениями происходит за счёт выделения ими кислорода и поглощения углекислого газа. Наибольшее количество кислорода выделяет тополь. Зелёные насаждения способны улавливать пыль, аэрозоли и вредные газы. Наилучшими пылезащитными функциями обладают сирень и вяз, меньше пыли улавливают дуб и ель. Зелёные насаждения поглощают из воздуха тяжёлые металлы. Крона хвойных пород адсорбирует свинец, цинк, кобальт, хром, медь, титан. Свинец поглощается тополем и клёном.
- Уровень шума снижается за счёт погашения звуковых колебаний зелёными насаждениями. Кроны лиственных деревьев поглощают до 26% падающей на них звуковой энергии.
- Улучшение микроклимата происходит за счёт: стабилизации зелёными насаждениями ветрового режима; повышения влажности воздуха; уменьшения суточных и сезонных колебаний влажности.
- Уменьшение поверхностных стоков за счёт растительного покрова.
- Снижение уровня эрозии почв за счёт закрепления растениями сыпучих грунтов.
Нормируемые показатели озеленения в функционально-планироваочной организации жилой застройки :
Удельный вес озеленённых территорий различного назначения в границах территории жилого района должен быть не менее 25%.
Показатель обеспеченности жителей озеленёнными территориями – не менее 12 кв.м, в том числе зелённых насаждений общего пользования – не менее 6 кв.м / чел.
комплекса по коэффициенту концентрации загрязнителя
и суммарному показателю загрязнения
Оценка уровня загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: коэффициенту концентрации отдельного вещества К с и суммарному показателю загрязнения Z c при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов .
Коэффициент концентрации ЗВ определяется отношением
, (5.2)
где С - реальная концентрация данного химического вещества в почве, мг/кг; С ф - фоновая концентрация в почве данного вещества, мг/кг. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций загрязняющих почву химических элементов:
,
(5.3)
где n - число учитываемых ЗВ.
Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателю Z c проводится с помощью табл. 5.4.
Таблица 5. 4
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
|
Показатель Z c |
Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
|
|
I. Допустимая |
Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
|
|
II. Умеренно опасная |
Увеличение общего уровня заболеваемости |
|
|
III. Высоко опасная |
Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы |
|
|
IV. Чрезвычайно опасная |
Увеличение заболеваемости детей нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
Пример 5.2. Определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения; дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории. Исходные данные приведены в табл. 5.5.
Таблица 5.5
Исходные данные
Решение :
По формуле (2) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ:
К с F = 512/208 = 2,46; К сВ e = 3,7/1,5 = 2,47; K cZn = 274/41,3 = 6,63.
По формуле (3) суммарный показатель загрязнения:
Z c = (2,46 + 2,47 + 6,63) (3 1) = 9,56.
В соответствии с табл. 5.4 рассматриваемые почвы относятся к категории допустимого загрязнения и характеризуются наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимумом функциональных отклонений.
Задание 5.2. Определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения; дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории. Исходные данные о содержании загрязняющих веществ в почве приведены в табл. 5.6.
Таблица 5.6
Варианты исходных данных для задания 5.2
|
Концентрация загрязняющих веществ в почве, мг/кг |
|||||||||||||
|
Фоновые концентрации, мг/кг |
|||||||||||||
|
Все варианты | |||||||||||||
Таблица 5.7
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни
|
Вещество |
ПДК почвы с учетом фона, |
Показатели вредности |
||||
|
Транслокационный |
Миграционный |
Общесанитарный |
||||
|
воздушный |
||||||
|
Подвижная форма |
||||||
|
Водорастворимая форма |
||||||
|
Бенз(а)пирен | ||||||
|
Изопропилбензол | ||||||
|
Альфаметилстирол | ||||||
|
Сера элементарная | ||||||
|
Вещество |
ПДК почвы с учетом фона, |
Показатели вредности |
||||
|
Транслокационный |
Миграционный |
Общесанитарный |
||||
|
воздушный |
||||||
|
Отходы флотации угля | ||||||
|
Комплексные гранулированные удобрения | ||||||
|
Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) | ||||||
К.О. Кунаков
Главный специалист
Отдел охраны окружающей среды, Управление экологической экспертизы
Противоречия в законодательстве и оценка категорий загрязнения почв тяжелыми металлами на стадии инженерно-экологических изысканий
Российскую нормативную базу сегодня отличает ряд противоречий в регулировании методических подходов к выполнению инженерно-экологических изысканий, что приводит к отсутствию единых критериев оценки состояния компонентов окружающей среды и неопределенности при принятии проектных решений. В частности, отсутствует единый методический подход к оценке загрязнения почв и грунтов, которая проводится в рамках инженерно-экологических изысканий.
В ходе проведения государственной экспертизы результатов инженерно-экологических изысканий эксперты нередко сталкиваются с ситуацией, когда некорректно определенная категория загрязнения почв и грунтов приводит к принятию необоснованных проектных решений в части рекультивации земель. Проблема оценки загрязнения почв особенно актуальна при разработке проектной документации объектов капитального строительства на территории городов, промышленных предприятий, участков геохимических аномалий на нетронутых территориях, сельскохозяйственных угодьях. Степень загрязненности почв напрямую влияет на их последующее использование. Так, например, загрязненный плодородный слой не подлежит снятию, почвы и грунты с чрезвычайно опасной категорией загрязнения подлежат утилизации или захоронению. В ходе проведения государственной экспертизы результатов инженерно-экологических изысканий эксперты нередко сталкиваются с ситуацией, когда некорректно определенная категория загрязнения почв и грунтов приводит к принятию необоснованных проектных решений в части рекультивации земель. Типичным примером такой ситуации является отнесение почв к допустимой категории загрязнения вместо умеренно опасной, в результате в проектной документации не предусматривается перекрытие данных грунтов слоем чистого грунта. Либо, наоборот, загрязненный слой ошибочно считается незагрязненным, а в объемах работ предусматривается его снятие и складирование в качестве плодородного.
Противоречия, выявленные в нормативной базе, затрагивают такие вопросы, как применение гигиенических нормативов при определении категории загрязнения почв тяжелыми металлами и определение суммарного показателя загрязнения почв (Zc).
Основными нормативными документами, регламентирующими методические подходы к выполнению инженерно-экологических изысканий, в том числе к определению загрязнения почвенного покрова, являются:
- СП 47.13330.2012 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»,
- СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы»,
- СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»,
- МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест».
Стандартный перечень определяемых металлов в почве установлен п. 8.4.13 СП 47.13330.2012 и п. 6.4 СанПиН 2.1.7.1287-03. Он включает тяжелые металлы, нефтепродукты и бенз(а)пирен. К сожалению, методика пробоподготовки и определяемая форма тяжелых металлов (валовая, водорастворимая, кислоторастворимые и подвижные формы) в этих документах не конкретизирована. СанПиН 2.1.7.1287-03 указывает, что определение содержания загрязняющих веществ в почвах проводится методами, использованными при обосновании гигиенических нормативов или другими аттестованными методами.
Согласно статье 21 Федерального закона от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», содержание химических веществ не должно превышать предельно допустимые концентрации (уровни), установленные санитарными правилами. СанПиН 2.1.7.1287-03, в свою очередь, указывают, что содержание тяжелых металлов в почвах жилой застройки не должно превышать предельно-допустимые концентрации (ПДК) или ориентировочно допустимые концентрации (ОДК). Оценка загрязнения почвы в целом проводится согласно Приложению 1 «Оценка степени химического загрязнения почвы» к данным СанПиН с учетом классов опасности элементов. В настоящее время в отношении неорганических загрязнителей природного происхождения (тяжелых металлов) разработаны гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2511-09 (ПДК) и ГН 2.1.7.2041-06 (ОДК).
Принципиальные противоречия возникают в вопросе гигиенической оценки: пункты 3.3 и Приложение 1 устанавливают критерии к определению категорий загрязнения почвы тяжелыми металлами по значениям ПДК (ОДК) и Кmах. При этом, Кmах – максимальное значение допустимого уровня содержания элемента по одному из четырех показателей вредности. То есть, из четырех основных лимитирующих показателей вредности (транслокационный, общесанитарный, водно-миграционный и воздушно-миграционный) Kmax является максимально возможной допустимой концентрацией, когда остальные лимитирующие показатели вредности уже превышены.
ПДК тяжелых металлов стандартного перечня (валовая либо подвижная форма) разработаны только для одного из показателей вредности (транслокационного либо общесанитарного) без разделения на типы почв. ОДК разработаны для валовых форм тяжелых металлов, безотносительно к показателям вредности, и трех литогеохимических групп почв. Значения Кmах приведены только в МУ 2.1.7.730-99, однако этот документ не подлежит государственной регистрации, не относится к санитарным правилам, а указанные в нем уровни допустимого содержания элементов (в том числе, Кmах) не являются гигиеническими нормативами. Отметим, что обязательность государственной регистрации санитарных норм и правил установлена Положением о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 года № 554.
Таким образом, на сегодняшний день в Российской Федерации отсутствуют гигиенические нормативы допустимого уровня содержания тяжелых металлов в почве по всем показателям вредности, которые бы позволяли провести полную оценку качества почвы. По смыслу положений пункта 1 статьи 21 Федерального закона от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и пунктов 3.2, 3.3 СанПиН 2.1.7.1287-03, а также учитывая, что гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций и ориентировочно допустимых концентраций химических веществ в почве, установленные ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09, разработаны для одних и тех же элементов, имеют равную юридическую силу и одинаковую область применения, законодательство не выдвигает однозначного требования определения формы элемента для сравнения исключительно с ПДК при наличии ОДК для другой формы элемента.
Выбор конкретной методики пробоподготовки и определения тяжелых металлов относится к компетенции изыскателя и должен быть основан на характере территории и почвенного покрова, ожидаемой структуре и источниках загрязнения, имеющемся материально-техническом обеспечении. Поскольку единых критериев нет, следует руководствоваться требованиями пункта 4.14 СП 47.13330.2012, согласно которым исполнитель инженерных изысканий обосновывает состав и объемы работ, методику и технологию их выполнения в программе инженерных изысканий. Соответственно, выбор конкретной методики пробоподготовки и определения тяжелых металлов относится к компетенции изыскателя и должен быть основан на характере территории и почвенного покрова, ожидаемой структуре и источниках загрязнения, имеющемся материально-техническом обеспечении. В целом, такой подход должен обеспечивать получение результатов исследований, достаточных для принятия обоснованных решений по дальнейшему обращению с почвой.
Возвращаясь к понятию «предельно допустимые уровни» (ПДУ) в отношении содержания химических веществ, следует отметить, что приложение 1 СанПиН 2.1.7.1287-03 устанавливает критерий отнесения почв к различным категориям загрязнения, в том числе по значению суммарного показателя загрязнения Zc. Для расчета последнего необходимые сведения о фоновых значениях концентраций тяжелых металлов, которые согласно пункту 8.4.13 СП 47.13330.2012 могут быть получены в ходе инженерно-экологических изысканий при отсутствии данных о региональном фоновом содержании элементов. Это - универсальный показатель, который всегда может быть рассчитан изыскателем и для которого имеются однозначные критерии. Необходимость определения суммарного загрязнения почв (Zc) установлена пунктом 8.4.13 СП 47.13330.2012 и пунктом 6.4 СанПиН 2.1.7.1287-03 наряду с химическими веществами.
В приложении 1 к СанПиН 2.1.7.1287-03 указывается, что расчет Zc проводится в соответствии с методическими указаниями по гигиенической оценке качества почвы населенных мест, то есть упомянутых выше МУ 2.1.7.730-99.
Методики расчета данного показателя также имеют разночтения. В ходе рассмотрения отчетов по инженерно-экологическим изысканиям встречаются результаты расчета суммарного показателя загрязнения, который принимает отрицательные значения. Согласно пункту 6.7 МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» приводится следующий способ расчета Zc:
Z c = S (К с i +...+К cn) - (n-1), где
n - число определяемых суммируемых вещества;
К сi - коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения»
Таким образом, дословное прочтение данного пункта подразумевает суммирование всех коэффициентов концентрации тяжелых металлов.
Этот способ расчета в тексте МУ 2.1.7.730-99 практически полностью копирует «Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами», утвержденные приказом Министерства здравоохранения СССР № 4266-87. В соответствии с данными указаниями расчет выполняется следующим образом:
Z с = - (n - 1)
где n - число суммируемых элементов.
коэффициент концентрации химического вещества (К с), который определяется отношением его реального содержания в почве (С) к фоновому (С ф): К с =
Оба документа ссылаются на первоисточник - «Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами» (М., ИМГРЭ, 1982).
Для данной методики, а также в СП 11-102-97 и СП 47.13330 характерно принципиальное отличие от методических указаний, утвержденных органами санитарно-эпидемиологического надзора: при расчете Zc суммируются только те коэффициенты концентраций элемента K i , где измеренная концентрация превышает фоновую и K i >1. Соответственно, слагаемое количество суммируемых коэффициентов n тоже уменьшается, так как он отражает количество не всех определяемых элементов, но только тех, которые имеют превышение над фоном. Элементы, концентрация которых не превышает фоновую, в расчете не участвуют. Отступление от данного положения и суммирование коэффициентов концентрации всех элементов вне зависимости от превышения значения приводит к парадоксальной ситуации: Zc может принять отрицательное значение, что означает потерю смысла данного расчета. Увеличение количества суммируемых элементов может искусственно снизить значение Zc и, в конечном итоге, некорректно определить категорию загрязнения почвы. Например, результат расчета может получиться несколько меньше 16, при этом корректное значение показателя более 16 и категория загрязнения почв фактически умеренно опасная, а не допустимая по неверному расчету.
Подводя итоги, можно сказать, что отсутствие однозначных критериев по оценке качества почвы ведет к неопределенности при принятии проектных решений, что, в свою очередь, например, может приводить к необоснованным затратам застройщика при утилизации грунта, либо, наоборот, к невыполнению мероприятий по сохранению плодородного слоя, размещению на поверхности загрязненных почв, что может повлечь вред для здоровья населения. Поэтому принципиальное значение имеет обоснование конкретной методики лабораторных работ - пробоподготовки и анализа почв на загрязнение. Вместе с тем суммарный показатель загрязнения почв тяжелыми металлами Zc является нормативно обоснованным и достаточно универсальным критерием гигиенической оценки почв. Анализ методик расчета суммарного показателя загрязнения почв Zc показал, что наиболее корректной версией расчета следует признать методику из первоисточника (М.: ИМГРЭ, 1982), которая воспроизведена в СП 47.13330.2012.
В настоящее время специалистами заинтересованных организаций ведется работа по актуализации СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства». Будем надеяться, что разработчики уделят самое пристальное внимание методике исследования и критериям оценки загрязненности почвенного покрова в составе инженерно-экологических изысканий.
Задание 2. Оценка качества природной среды по интегральным геохимическим показателям.
Определение гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ)
Гидрохимический ИЗВ является аддитивным показателем и представляет собой среднюю долю превышения ПДК по строго лимитированному числу индивидуальных ингредиентов и вычисляется по формуле:
где n – число показателей, используемых для расчета индекса; С i – концентрация химического вещества в воде, мг/л; ПДК i – предельно допустимая концентрация вещества в воде, мг/л.
При определении ИЗВ для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового видов водопользования расчет ведут по величине ПДК в для шести компонентов, имеющих наибольшую кратность превышения (С/ПДК в ), т.е. n = 6. В число шести основных, так называемых «лимитируемых» показателей, входят в обязательном порядке концентрация растворенного кислорода и значение БПК 5 .
Учитывая, что показатель биохимического потребления кислорода (БПК 5) является интегральным показателем наличия легкоокисляемых органических веществ (ПДК для БПК полн − 3 мг О 2 /л), а также то, что с увеличением содержания легкоокисляемых органических веществ (уменьшением содержания растворенного кислорода) качество вод снижается более резко, ПДК для этих показателей принимается по табл. 1.6.
Внимание! Для кислорода находится отношение ПДК i к C i .
В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяются по качеству на 7 классов, представленных в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Классификация качества воды водоемов в зависимости от комплексного ИЗВ
| Качественное состояние воды | Значения ИЗВ | Класс качества воды |
| Очень чистые | < 0,2 | |
| Чистые | 0,2 – <1,0 | |
| Умеренно загрязненные | 1,0 – <2,0 | |
| Загрязненные | 2,0 – 4<,0 | |
| Грязные | 4,0 – <6,0 | |
| Очень грязные | 6,0 – <10,0 | |
| Чрезвычайно грязные | ≥ 10,0 |
Задание к работе
Река Т. используется по многоцелевому назначению. На различных участках реки вода используется для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. Загрязнение воды может быть от недостаточно очищенных сбросов сточных вод различных предприятий, а также от смыва с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты. Необходимо определить экологическое состояние и пригодность водоема для указанных видов водопользования, а также предложить способы решения возникающих проблем.
1. Определить индекс загрязнения воды (ИЗВ):
1.1. Используя данные ГН 2.1.5.1315-03 заполнить таблицу 1.4
1.3. Выбрать шесть компонентов для расчета: концентрация растворенного кислорода, значение БПК 5 , а также значения 4 показателей, имеющих наибольшую кратность превышения.
1.5. Результаты расчетов представить в виде таблицы 1.5.
1.6. Указать качественное состояние воды в соответствии с данными таблицы 1.1
1.7. Дать характеристику 3 веществам, наиболее сильно загрязняющим воду (по превышению ПДК)
В табл. 1.2 приведены результаты стандартного анализа воды. В табл. 1.3 и 1.5 приведены данные химического анализа воды по содержанию в ней токсичных металлов и справочные данные для определения величины ИЗВ.
Таблица 1.2
Стандартный анализ воды
| № вар | Показатели | |||||||||
| Коли- индекс | Запах, баллы | БПК 5 , мг О 2 /л | рН | Растворенный кислород, мг/л | Цвет-ность, град | Взвешенные вещества, мг/л | Общая минерализация, мг/л | Хлориды, мг/л | Сульфаты, мг/л | |
| 10 8 | 1,5 | 7,2 | ||||||||
| 10 7 | 9,4 | |||||||||
| 1888 8,3 | ||||||||||
| 3,5 | ||||||||||
| 10 | 5,2 | |||||||||
| 7,1 | ||||||||||
| 10 6 | 9,8 | |||||||||
| 10 6 | 1,5 | 1,5 | ||||||||
| 1,5 | 3,4 | |||||||||
| 0,5 | 5,5 | |||||||||
| 7,6 | ||||||||||
| 10 5 | 9,1 | |||||||||
| 10 8 | 1,8 | |||||||||
| 3,6 | ||||||||||
| 1,5 | 5,4 |
Таблица 1.3
Результаты химического анализа воды по содержанию в ней катионов токсичных металлов
| № вар | Концентрация С, мг/л | ||||||||
| Al 3+ | As 3+ | Cu 2+ | Fe 3+ | Hg 2+ | Mn 2+ | Ni 2+ | Pb 2+ | Zn 2+ | |
| 0,15 | 0,03 | 2,0 | 0,1 | 0,001 | 0,05 | 0,35 | 0,05 | 0,2 | |
| 0,03 | 0,02 | 1,0 | 0,2 | 0,001 | 0,07 | 0,16 | 0,70 | 0,1 | |
| 0,02 | 0,01 | 0,5 | 0,1 | 0,001 | 0,20 | 0,25 | 0,05 | 1,0 | |
| 0,02 | 0,07 | 0,5 | 0,2 | 0,001 | 0,30 | 0,46 | 0,02 | 2,0 | |
| 0,30 | 0,01 | 2,0 | 0,5 | 0,001 | 0,05 | 0,34 | 0,02 | 0,05 | |
| 0,02 | 0,10 | 0,2 | 0,1 | 0,001 | 0,05 | 0,33 | 0,02 | 0,5 | |
| 0,01 | 0,02 | 0,1 | 0,2 | 0,001 | 0,07 | 0,08 | 0,05 | 7,0 | |
| 0,002 | 0,01 | 0,5 | 0,1 | 0,003 | 0,03 | 0,37 | 0,03 | 2,0 | |
| 0,01 | 0,03 | 2,0 | 2,0 | 0,001 | 0,50 | 0,03 | 0,05 | 0,5 | |
| 0,02 | 0,02 | 0,1 | 0,1 | 0,001 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | 0,5 | |
| 0,03 | 0,05 | 1,5 | 0,6 | 0,001 | 0,30 | 0,31 | 0,05 | 1,5 | |
| 0,01 | 0,10 | 1,8 | 0,2 | 0,002 | 0,05 | 0,25 | 0,03 | 1,0 | |
| 0,02 | 0,05 | 0,5 | 0,15 | 0,001 | 0,10 | 0,10 | 0,07 | 0,5 | |
| 0,01 | 0,02 | 0,1 | 0,3 | 0,001 | 0,03 | 0,48 | 0,02 | 1,0 | |
| 0,30 | 0,03 | 0,3 | 1,6 | 0,001 | 0,25 | 0,36 | 0,03 | 0,5 |
Таблица 1.4
Предельно допустимые концентрации и класс опасности химических веществ в воде
Таблица 1.5
Индекс загрязнения воды
| Компоненты | Концентрация С, мг/л | ПДК в, мг/л | С/ПДК в | Участвуют в расчете ИЗВ |
| БПК 5 , мг О 2 /л | ||||
| Растворенный кислород, мг/л | ||||
| Сl - | ||||
| SO 4 2- | ||||
| Al 3+ | ||||
| As 3+ | ||||
| Cu 2+ | ||||
| Fe 3+ | ||||
| Hg 2+ | ||||
| Mn 2+ | ||||
| Ni 2+ | ||||
| Pb 2+ | ||||
| Zn 2+ | ||||
| - | ИЗВ |
Таблица 1.6
Нормативные величины БПК5 и растворенного кислорода
Суммарный показатель химического загрязнения Zc
Химическое загрязнение грунтов и донных отложений оценивают по суммарному показателю химического загрязнения Zc, являющимся индикатором неблагоприятного воздействия на здоровье населения.
Суммарный показатель химического загрязнения Zc характеризует степень химического загрязнения грунтов, обследуемых участков металлов I-III классов опасности, и определяется как сумма коэффициентов концентрации Kc, отдельных компонентов загрязнения по формуле
Zс = Кci + … + Кcn - (n - 1), (2.1)
где: n - количество учитываемых химических элементов;
Кci - коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения, превышающий единицу.
Задание к работе
1.1. Используя данные СанПиН 2.1.7.1287-03, ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09 заполнить таблицу 2.2. В случае отсутствия установленного ПДК (ОДК), указать кларк элемента в городских почвах (по Алексеенко).
1.3. Выбрать для расчета компоненты, Кс которых превышает 1 .
1.5. Результаты расчетов представить в виде таблицы 2.3.
1.6. Сделать вывод об уровне суммарного загрязнения и привести рекомендации по использованию почв в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287–03.
1.7. Дать характеристику 3 веществам, наиболее сильно загрязняющим почву (по превышению ПДК)
Таблица 2.1
Результаты химического анализа почвы по содержанию в ней токсичных металлов
| № вар. | Концентрация вещества в почве, мг/кг | ||||||||
| Pb | Zn | Cu | Ni | Co | Mn | V | As | Sr | |
| 152,3 | 461,1 | 30,0 | 32,3 | 3,7 | 583,1 | 35,0 | 35,5 | 209,5 | |
| 18,7 | 91,0 | 24,7 | 23,9 | 2,8 | 509,9 | 24,3 | 12,2 | 139,9 | |
| 44,8 | 117,7 | 24,4 | 22,5 | 1,9 | 422,2 | 16,7 | 15,8 | 169,6 | |
| 26,3 | 82,7 | 32,3 | 23,5 | 0,9 | 491,4 | 35,0 | 12,7 | 193,1 | |
| 30,4 | 75,0 | 37,9 | 23,9 | 0,9 | 401,0 | 36,7 | 12,8 | 129,3 | |
| 31,2 | 109,1 | 39,4 | 28,2 | 3,5 | 725,1 | 59,1 | 13,1 | 166,0 | |
| 133,7 | 219,6 | 26,8 | 22,1 | 2,7 | 484,4 | 23,4 | 31,9 | 155,1 | |
| 29,0 | 89,5 | 31,5 | 20,4 | 1,5 | 404,5 | 20,4 | 35,0 | 165,8 | |
| 49,6 | 142,3 | 26,8 | 22,8 | 1,8 | 485,8 | 26,3 | 24,3 | 140,4 | |
| 169,8 | 26,8 | 30,1 | 2,1 | 521,3 | 31,4 | 16,7 | 123,8 | ||
| 44,5 | 205,6 | 38,4 | 30,4 | 1,6 | 525,3 | 33,8 | 35,0 | 174,0 | |
| 67,8 | 200,0 | 31,0 | 36,8 | 3,5 | 300,0 | 25,4 | 36,7 | 178,9 | |
| 72,3 | 350,7 | 24,0 | 28,7 | 0,8 | 298,0 | 27,8 | 27,8 | 165,0 | |
| 40,1 | 99,8 | 22,0 | 25,5 | 0,4 | 425,0 | 26,3 | 26,3 | 123,8 | |
| 18,9 | 95,0 | 36,6 | 24,0 | 2,6 | 523,6 | 18,5 | 18,5 | 114,5 |
Таблица 2.2
Предельно допустимые концентрации и класс опасности элементов в почве
Таблица 2.3
Показатель химического загрязнения
| Элемент | Концентрация, мг/кг | ПДК (ОДК), мг/кг | Кс | Участвуют в расчете Zc |
| Pb | ||||
| Zn | ||||
| Cu | ||||
| Ni | ||||
| Co | ||||
| Mn | ||||
| V | ||||
| As | ||||
| Sr | ||||
| Zc | ||||
| Вывод (уровень суммарного загрязнения, рекомендации) |
Примечание:
1) Для Pb, Zn, Cu, Ni, As использовать ОДК. Тип почв – кислые (суглинистые и глинистые), рН КСl<5,5
При оценке качества почв в практике экологического нормирования широко используется показатель суммарного загрязнения почв (Z C). Расчет производится по уравнению
Z C = - (n -1),
где C i – фактическое содержание загрязняющего вещества в почве; C iФ – фоновое содержание вредного вещества в почве или его ПДК (ОДК); n – количество аномальных (превышающих фоновые содержания или ПДК) веществ.
Определение категории загрязнения производится по показателю суммарного загрязнения почвы (табл. 26). Все градации имеют привязку к качественной характеристике здоровья населения, проживающего на изучаемой территории.
Необходимо иметь в виду, что численное значение Z C при условии загрязненности почв зависит от состава и количества ингредиентов, используемых в расчетах. Увеличение количества поллютантов приводит к завышению результата. Первоначально авторами этого показателя (Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др.) предлагался перечень металлов (Cu, Zn, Pb, Cd, Ni, Fe, Co, Hg), содержания которых следует использовать при расчетах. Позже в различных рекомендациях по оценке степени загрязнения почв это условие не учитывалось, что снижает информативность и достоверность рассчитываемого по свободному перечню поллютантов суммарного показателя загрязнения почв, особенно при проведении сравнительного анализа. Кроме того, данный подход не позволяет учитывать современные разработки по токсикологии веществ. Поэтому использование величины Z C в сравнительном плане целесообразно лишь на уровне региональных и территориальных исследований, проводимых по единой методике.
Таблица 26 . Оценка экологического состояния почв
При размещении, проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации объектов различного назначения, в том числе и тех, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на состояние почв, в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы» проводится изучение почв с использованием химических и санитарно-эпидемиологических критериев (табл. 27, 28).
Таблица 27 . Классы опасности химических загрязняющих веществ
Контроль качества почв проводится на стадиях проектирования и строительства. При выборе земельного участка, выполнении проектных работ, строительстве и приемке объекта в эксплуатацию контроль осуществляется с использованием стандартного перечня показателей, который включает тяжелые металлы (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, As, Hg), 3,4-бенз(а)пирен, нефтепродукты, pH, а также рассчитанной величины Z c . Оценка качества проводится в соответствии с данными табл. 28.
Таблица 28 . Оценка степени химического загрязнения почвы и рекомендации по их использованию (по: СанПиН 2.1.7.1287-03)
| Категории загрязнения | Санитарное число Хлебникова | Суммарный показатель загрязнения (Zc) | Содержание в почве (мг/кг) | Рекомендации по | ||||||||||
| I класс опасности | II класс опасности | III класс опасности | использованию почв | |||||||||||
| Органич. соединения | Неорганич. соединения | Органич. соединения | Неорганич. соединения | Органич. соединения | Неорганич. соединения | при строительстве | ||||||||
| Чистая | 0,98 и > | - | от фона до ПДК | от фона до ПДК | от фона до ПДК | от фона до ПДК | от фона до ПДК | от фона до ПДК | Использование без ограничений | |||||
| Допустимая | 0,98 и > | < 16 | от 1 до 2 ПДК | от 1 до 2 ПДК | от 2 фоновых значений до ПДК | от 1 до 2 ПДК | от 2 фоновых значений до ПДК | Использование без ограничений, исключая объекты повышенного риска | ||||||
| Умеренно опасная | 0,85 - 0,98 | 16 - 32 | от 2 до 5 ПДК | от ПДК до К max | Использование в ходе строительных работ под отсыпки котлованов и выемок, на участках озеленения с подсыпкой слоя чистого грунта не менее 0,2 м | |||||||||
| Опасная | 0,7 - 0,85 | 32 - 128 | от 2 до 5 ПДК | от ПДК до К max | от 2 до 5 ПДК | от ПДК до К max | > 5 ПДК | > К max | Ограниченное использование под отсыпки выемок и котлованов с перекрытием слоем чистого грунта не менее 0,5 м. При наличии эпидемиологической опасности – использование после проведения дезинфекции с последующим лабораторным контролем | |||||
| Чрезвычайно опасная | < 0,7 | > 128 | > 5 ПДК | > К max | > 5 ПДК | > К max | Вывоз и утилизация на спе-циализированных полигонах. При наличии эпидемиологической опасности – использование после проведения дезинфекции | |||||||
К max - максимальное значение допустимого уровня содержания элемента по одному из четырех показателей вредности.
В настоящее время разработаны критерии значительного ухудшения экологической обстановки в результате использования земель сельскохозяйственного назначения с нарушением установленных земельным законодательством требований рационального использования земли. К ним относятся два показателя:
Загрязнение почв химическими веществами, при котором суммарный показатель содержания в почве поллютантов, концентрация которых выше установленных для них ПДК, равна или превышает значение 30 (данный показатель – это сумма отношений фактического содержания каждого загрязняющего вещества к величине его норматива ПДК);
Размещение отходов производства и потребления 1–4 классов опасности в пределах земельного участка на суммарной площади от 0,5 гектара и выше.
Значительное ухудшение экологической обстановки дает право изъятия у собственника земельного участка из земель сельскохозяйственного назначения в судебном порядке.