Предельно допустимую концентрацию биологических веществ в почве. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Примечания к разделу II
Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве
ПДК веществ разработаны на основе комплексных экспериментальных исследований опасности опосредованного воздействия вещества - загрязнителя почвы на здоровье человека, а также с учетом его токсичности, эпидемиологических исследований и международного опыта нормирования и в соответствии с Федеральным законом от 30.03.1999 N 52-ФЗ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения"
Основным документом определяющим ПДК вредных веществ в почве является ГН 2.1.7.2041-06 "Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве". Настоящий норматив действуют на всей территории Российской Федерации и устанавливает предельные допустимые концентрации химических веществ в почве разного характера землепользования. Норматив распространяется на почвы населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий, зон санитарной охраны источников водоснабжения, территории курортных зон и отдельных учреждений.
Определение степени опасности веществ, загрязняющих почву
Согласно ГОСТ 17.4.1.02-83 по степени опасности химические вещества подразделяют на три класса:
1 - вещества высоко опасные;
2 - вещества умеренно опасные;
3 - вещества мало опасные.
Класс опасности химических веществ устанавливают не менее, чем по трем показателям таким как токсичность, персистентность в почве, влияние на пищевую ценность сельскохозяйственной продукции ПДК в почве.
Классификацию почв по степени загрязнения проводят по предельно допустимым количествам (ПДК) химических веществ в почвах и их фоновому содержанию.
2. По степени загрязнения почвы следует подразделять на:
1) сильнозагрязненные;
2) среднезагрязненные;
3) слабозагрязненные.
К сильнозагрязненным относят почвы, содержание загрязняющих веществ в которых в несколько раз превышает ПДК, имеющие, под воздействием химического загрязнения, низкую биологическую продуктивность, существенное изменение физико-механических, химических и биологических характеристик, в результате чего содержание химических веществ в выращиваемых культурах превышает установленные нормы.
К среднезагрязненным относят почвы, в которых установлено превышение ПДК без видимых изменений в свойствах почв.
К слабозагрязненным относят почвы, содержание химических веществ в которых не превышает ПДК, но выше естественного фона.
Степень устойчивости почвы к химическим загрязняющим веществам оценивают по отношению к конкретному химическому загрязняющему веществу или группе веществ, которыми загрязнена исследуемая почва. При этом следует различать:
1) педохимически активные вещества, создающие кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия в почвах и воздействующие таким образом на общую почвенно-геохимическую обстановку. Это преимущественно макроэлементы и их соединения, ухудшающие качество почвы и ее плодородие;
2) биохимически активные вещества, воздействующие в первую очередь на организмы (микрофлору, растения, животных);
3) вещества, способные находиться в почве в таких формах, которые ведут к их миграции в атмосферный воздух, растительность, поверхностные, грунтовые и подземные воды.
По степени устойчивости к химическим загрязняющим веществам и по характеру ответных реакций почвы следует подразделять на:
1) очень устойчивые;
2) среднеустойчивые;
3) малоустойчивые.
Степень устойчивости почвы к химическим загрязняющим веществам характеризуют следующие основные показатели:
гумусное состояние почв;
кислотно-основные свойства;
окислительно-восстановительные свойства;
катионно-обменные свойства;
биологическая активность;
уровень грунтовых вод;
доля веществ в почве, находящихся в растворимой форме.
При оценке устойчивости почв к химическим загрязняющим веществам необходимо учитывать следующие показатели:
показатели, характеризующие сезонные или краткосрочные (2-5 лет) изменения свой почв и необходимые для оценки текущего состояния почвенного покрова в связи с прогнозированием урожайности и рекомендациями по сезонному внесению удобрений и пестицидов, поливу и другим мерам повышения урожая текущего года. Краткосрочные изменения свойств почв диагностируются по динамике влажности, величине рН, составу почвенных растворов, дыханию почв, содержанию доступных растениям питательных веществ;
показатели долгосрочных изменений, проявляющихся в течение 5-10 лет и более, отражающие неблагоприятные тенденции изменения свойств в результате загрязнения. Они включают периодические измерения содержания и запаса гумуса, отношение углерода гуминовых кислот к углероду фульвокислот, эрозионные потери почвы, структурное состояние, состав обменных катионов, общую щелочность, кислотность, содержание солей;
показатели ранней диагностики развития (появления) неблагоприятных изменений свойств почв, пригодные для биологических тестов, микроморфологических наблюдений, анализов водно-солевого, окислительно-восстановительного и кислотно-щелочного режимов почвы.
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 (ПДК п) устанавливается с учетом его фоновой концентрации, стойкости и токсичности.
Согласно ГОСТу17.4.1.03 – 84. – «Охрана природы. Почва. Термины и определения химического загрязнения»:
ПДК П – 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 ПДК п в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды:
К тв – транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений;
К ма – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу;
К мв – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные воды и другие водные объекты;
К ос – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценозы.
Нормативы ПДК п разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции. Такие вещества рассмотрены в ГОСТе 17.4.1.02-83 – «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».
Почвы сельскохозяйственного назначения по степени загрязнения химическими веществами разделены на следующие категории: допустимые, умеренно опасные, опасные и чрезвычайно опасные:
– 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;
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 ПДК п 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 ПДК п (табл.2).
Таблица 2 - Предельно допустимые концентрации некоторых химических веществ в почве и допустимые уровни их содержания по показателям вредности
| Наименование вещества | Форма вещества |
ПДК, мг/кг почвы с учетом фона | Показатели вредности K max , мг/кг | Класс опасности | |||
Транс-локационный, |
Миграционный | Обще-санитарный, К ОС | |||||
Водный, |
Воздуш-ный, К МА | ||||||
| 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.
1. ДопустимаяZc < 16наиболее низкий уровень заболевания детей и минимум функциональных отклонений
2. Умеренно опасное 16 -32 увеличение общего уровня заболеваемости
3. Опасное 32 -128 увеличение общего уровня заболеваемости, увеличение числа детей с хроническими заболеваниями, увеличение нарушений сердечно-сосудистой системы
4. Чрезвычайно опасное > 128 увеличение заболеваемости детей, нарушение репродуктивной функции женщин.
Таблица 3 – ПДК химических веществ в почве
| Вещество | ПДК мг/кг почвы с учетом фона (кларка) | Лимитирующий показатель |
| Подвижная форма | ||
| Кобальт | 5,0 | Общесанитарный |
| Фтор | 2,8 | Транслокационный |
| Хром | 6,0 | Общесанитарный |
| Водорастворимая форма | ||
| Фтор | 10,0 | Транслокационный |
| Валовое содержание | ||
| Бенз(а)пирин | 0,02 | Общесанитарный |
| Ксилол | 0,3 | Транслокационный |
| Мышьяк | 2,0 | Транслокационный |
| Отходы флотации угля | 3000,0 | Общесанитарный |
| Ртуть | 2,1 | Транслокационный |
| Свинец | 32 | Общесанитарный |
| Элементарная сера | 160,0 | Общесанитарный |
| Сероводород | 0,4 | Воздушный |
| Серная кислота | 100,4 | Общесанитарный |
| Стирол | 0,1 | Воздушный |
| Формальдегид | 7,0 | Воздушный |
| Хлористый калий | 560 | Водный |
Одновременно с нормированием химических веществ в почве разработаны теоретические и методические основы нормирования пестицидов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, органических соединений и микроэлементов, которые предусматривает ГОСТ 17.4.3.03-85 - «Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определния загрязняющих веществ».
Санитарное состояние почвы оценивается по следующим параметрам: санитарно-химическим , санитарно–эпидемиологическим , санитарно-гельминтологическим , санитарно-бактериологическим , вирусологическим .
1. Оценка санитарного состояния почвы по санитарно-химическим показателям (ГОСТ 17.4.2.01-81 – «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния».
1.1. Санитарно-химическими показателями санитарного состояния почв являются:
Санитарное число С - косвенно характеризует процесс гумификации почвы и позволяет оценить самоочищающую способность почвы от органических загрязнений.
Санитарное число С - это отношение количества "почвенного белкового (гумусного) азота "А" в миллиграммах на 100 г абсолютно сухой почвы к количеству "органического азота "В" в миллиграммах на 100 г абсолютно сухой почвы. Таким образом, частное от деления: С=А/В. Оценка санитарного состояния почвы по этому показателю проводится в соответствии с таблицей 5.
Оценка чистоты почвы по «Санитарному числу»
– практически чистая 0,98 и больше
– слабо загрязненная от 0,85 до 0,98
– загрязненная от 0,70 до 0,85
– сильно загрязненная меньше 0,70
1.2. Химическими показателями процессов разложения азотсодержащего органического вещества в почве являются аммиачный и нитратный азот. Аммонийный азот, нитратный азот и хлориды характеризуют уровень загрязнения почвы органическим веществом. Оценку почв по этим показателям целесообразно осуществлять в динамике или путем сравнения с незагрязненной почвой (контроль).
2. Оценка степени биологического загрязнения почв («Методические указания по санитарно-микробиологическому исследованию почвы» Утв. Минздравом СССР 04.08.1976 №1446-76)
2.1. Санитарно-бактериологические показатели
В загрязненной почве на фоне уменьшения истинных представителей почвенных микробоценозов (антагонистов патогенной кишечной микрофлоры) и снижения ее биологической активности отмечается увеличение положительных находок патогенных энтеробактерий и геогельминтов, которые более устойчивы к химическому загрязнению почвы, чем представители естественных почвенных микробоценозов. Это является одной из причин необходимости учета эпидемиологической безопасности почвы населенных пунктов. С увеличением химической нагрузки может возрастать эпидемическая опасность почвы.
Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны и т.п.) и в санитарно-защитных зонах по санитарно-бактериологическим показателям:
1) Косвенные, характеризуют интенсивность биологической нагрузки на почву. Это - санитарно-показательные организмы группы кишечной палочки (БГКП (Колиндекс) и фекальные стрептококки (индекс энтерококков)). В крупных городах с высокой плотностью населения биологическая нагрузка на почву очень велика, и как следствие, высоки индексы санитарно-показательных организмов, что наряду с санитарно-химическими показателями (динамика аммиака и нитратов, санитарное число), свидетельствует об этой высокой нагрузке.
2) Прямые санитарно-бактериологические показатели эпидемической опасности почвы - обнаружение возбудителей кишечных инфекций (возбудители кишечных инфекций, патогенные энтеробактерии, энтеровирусы).
Почву оценивают как "чистую" без ограничений по санитарно-бактериологическим показателям при отсутствии патогенных бактерий и индексе санитарно-показательных микроорганизмов до 10 клеток на грамм почвы. О возможности загрязнения почвы сальмонеллами свидетельствует индекс санитарно-показательных организмов (БГКП и энтерококков) 10 и более клеток/г почвы.
Концентрация колифага в почве на уровне 10 БОЕ на г и более свидетельствует об инфицировании почвы энтеорвирусами.
Яйца геогельминтов сохраняют жизнеспособность в почве от 3 до 10 лет, биогельминтов - до 1 года, цисты кишечных патогенных простейших - от нескольких дней до 3 - 6 месяцев.
Прямую угрозу здоровью населения представляет загрязнение почвы жизнеспособными оплодотворенными и инвазионными яйцами аскарид, власоглавов, токсокар, анкилостомид, личинками стронгилоидов, а также онкосферами тениид, цистами лямблий, изоспор, балантидий, амеб, ооцистами криптоспоридий; опосредованную - жизнеспособными яйцами описторхисов, дифилоботриид.
Вид возбудителей;
Их жизнеспособность и инвазионность;
2.3. Санитарно-энтомологические показатели
Санитарно-энтомологическими показателями являются личинки и куколки синантропных мух.
Критерием оценки санитарно-энтомологического состояния почвы является отсутствие или наличие преимагинальных (личинки и куколки) форм синатропных мух в ней на площадке размером 20 х 20 см.
Наличие личинок и куколок в почве населенных мест является показателем неудовлетворительного санитарного состояния почвы и указывает на плохую очистку территории, неправильный в санитарно-гигиеническом отношении сбор и хранение бытовых отходов и их несвоевременное удаление.
Все показатели определяются посредством анализа отобранных проб почвы согласно ГОСТ 17.4.4.01-83 «Общие требования к отбору проб почвы»; ГОСТ 17.4.4.02-84 «Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа».
3. Показатели биологической активности почвы (МУ 2.1.7.730-99 – «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест»
Исследования по биологической активности почвы проводятся при необходимости углубленной оценки ее санитарного состояния и способности к самоочищению.
Основными интегральными показателями биологической активности почвы являются: общая микробная численность (ОМЧ), численность основных групп почвенных микроорганизмов (почвенных, сапрофитных бактерий, актиномицетов, почвенных микромицетов), показатели интенсивности трансформации соединений углерода и азота в почве ("дыхание" почвы, "санитарное число", динамика азота аммиака и нитратов в почве, азотфиксация, аммонификация, нитрификация и денитрификация), динамика кислотности и окислительно-восстановительного потенциала в почве, активность ферментативных систем и другие показатели.
На первом этапе исследований целесообразно использование наиболее простых и быстро определяемых информативных интегральных показателей: "дыхание" почвы, общая микробная численность, окислительно-восстановительный потенциал и кислотность почв, динамика азота аммиака и нитратов.
Дальнейшее углубленное исследование проводится в соответствии с полученными результатами и общими задачами исследования.
Методики измерений и оценки биологической активности почвы приведены в "Методических указаниях по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве" от 05.08.82 N 2609-82. Так, почву можно считать "незагрязненной" по показателям биологической активности при изменениях в микробиологических показателях не более 50% и биохимических - не более 25% по сравнению с такими же для контрольных, принятых в качестве чистых незагрязненных почв.
Согласно «Государственному каталогу пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» (утв. Минсельхозом РФ) (по состоянию на 04.04.2008) в почвах сельхозугодий контролируются все применяемые пестициды (гексахлорциклогексан, гранозан, полихлорпропилен, метафос, цирам, севин, гептахлор, карбитион и др) – это группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений и животных, сорными растениями, вредителями сельскохозяйственной продукции, для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев и подсушивания растений. Их содержание определяется сразу после обработок, а также в последующее время, чтобы определить скорость разложения. Продолжается контроль и ДДТ: хотя этот препарат и запрещен к применению, но из-за своей стойкости еще присутствует в почвах и может загрязнять сельскохозяйственную продукцию.Утверждены Минздравом РФ, Минсельхозпродом РФ 29.04.1999 «Правила по хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов».Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (Перечень) предусматривает ГН 1.1.549-96 утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 25.09.1996 № 19 (с изм.от 01.03.2003)Одновременно с этим почвы контролируются на содержание в них тяжелых металлов, бензапирена и других токсичных веществ.Содержание нормируемых примесей зависит от вида сельскохозяйственной продукции (мясная, молочная, растительная). Примеры ПДК п для некоторых веществ приведены в табл. 3.
Таблица 4 – ПДК п некоторых пестицидов и допустимые остаточные концентрации этих веществ в продуктах питания (ДОК), мг/кг
При отсутствии ПДК могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК п), которые определяются по эмпирическим уравнениям регрессии
ВДК п = 1,23+0,48 1g ПДК пр,
где ПДК пр - предельно допустимая концентрация вещества в продуктах питания.
Санитарные правила и нормы «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения» предусматривает СанПиН 2.1.7.573-96 Утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 31.10.1996 №46. Помимо этого, важное значение для понимания процессов загрязнения почв, особенно в результате атмосферного переноса, имеет анализ поступления загрязняющих веществ на поверхность земли. Для этой цели ведется контроль загрязнения атмосферных осадков.
России осуществляют 625 пунктов на площади 15 млн. км2. В пробах определяются ионы сульфата, нитрата аммония, значения рН, а также наличие бензапирена, тяжелых металлов. По сути дела, каждый раз создается карта распределения загрязнения на территории страны. Эти данные служат ценным источником информации и используются при разработке мер, снижающих уровень загрязнения окружающей среды.Объектами сети наблюдений за загрязнением почв являются сельскохозяйственные угодья (поля), отдельные лесные массивы, зоны отдыха (парки, санатории, дома отдыха) и прибрежные зоны. Отбор проб проводится в 234 хозяйствах, расположенных в 123 районах Российской Федерации на площади более 4 тыс. га.
При оценке почв сельскохозяйственных территорий пробы почвы отбирают 2 раза в год (весна, осень) с глубины 0-25 см. На каждые 0-15 га закладывается не менее одной площадки размером 100-200 м2 в зависимости от рельефа местности и условий землепользования.
Российским экологическим законодательством предусмотрен норматив вредного воздействия на окружающую среду – предельно допустимые нормы применения агрохимикатов в сельском хозяйстве.
Агрохимикаты – удобрения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки животных (ст. 1 Федерального закона "О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами" от 19 июля 1997 г. N 109-ФЗ, опубликованного в Собрании законодательства Российской Федерации, 1997, N 29, ст. 3510).
Ранее, при применении минеральных удобрений и ядохимикатов нормы их внесения определялись в основном с учетом экономической потребности. При этом не обеспечивался должный учет экологических факторов. Статья 30 Закона «Об охране окружающей природной среды» предусматривает, что предельно допустимые нормы применения минеральных удобрений, средств защиты растений, стимуляторов роста и других агрохимикатов в сельском хозяйстве устанавливаются в дозах, обеспечивающих соблюдение нормативов предельно допустимых остаточных количеств химических веществ в продуктах питания, охрану здоровья, сохранение генетического фонда человека, растительного и животного мира. Проекты таких норм разрабатываются и представляются в природоохранительные органы и органы госсанэпиднадзора органами государственной агрохимической службы России.
Предельно допустимые нормы применения минеральных удобрений и других агрохимикатов в сельском хозяйстве устанавливаются в дозах, обеспечивающих соблюдение нормативов предельно допустимых остаточных количеств химических веществ.
Согласно СанПиН 1.2.1077-01 Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов применение пестицидов и агрохимикатов в сельскохозяйственном производстве проводится только после предварительного обследования сельскохозяйственных угодий (посевов, производственных помещений) и установления специалистами станций защиты растений или агрохимцентров целесообразности их применения.
Таким образом, в почвах сельских поселений и сельскохозяйственных угодий содержание потенциально опасных для человека химических и биологических веществ, биологических и микробиологических организмов в почвах на разной глубине, а также уровень радиационного фона не должны превышать предельно допустимые концентрации (уровни), установленные санитарными правилами и гигиеническими нормативами. Захоронение радиоактивных отходов предусмотрено ГОСТ 22.8.02-97 - «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Захоронения радиоактивных отходов агропромышленного производства. Общие требования».
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Любые виды загрязнений, попавшие в почву, поступают 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 загрязнений в почвах сельхозугодий учитывается не только та опасность, которую представляет почва при непосредственном контакте с ней, но и главным образом последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. При этом имеются в виду и такие факторы, как тип почвы, механический состав, морфология, микробиоценоз, pH, температура, влажность и т. д.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.СанПиН 1.2.1077-01. Гигиена, токсикология, санитария. Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов.
2. Законодательство о земле и охране природы. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы.
3. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Методические указания МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7 февраля 1999 г.).
4. ГОСТ17.4.1.03 – 84 – «Охрана природы. Почва. Термины и определения химического загрязнения».
5. Федерального закона «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами» от 19 июля 1997 г. N 109-ФЗ (опубликованного в Собрании законодательства Российской Федерации, 1997, N 29, ст. 3510).
6. Закон Российской Федерации от 2 июня 1993 года N 5076-1 «Об охране окружающей природной среды»
7. Комплекс-док [Электронный ресурс]: Нормативные документы © 2010 – Режим доступа: http://complexdoc.ru -Загл. с экрана.
8. Консультант Плюс [Электронный ресурс]: компьютерная справочная правовая система Консультант Плюс содержит свыше 5 300 000 документов © 1997-2010 – Режим доступа: http://www.consultant.ru -Загл. с экрана. - Яз. рус., англ.
РАБОТА 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА И ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Цель работы: определение категории загрязнения почв по наличию в них повышенных концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) и, на основе этого, оценка влияния суммарного загрязнения на здоровье населения.
Задание
(Приложение 11)
5.2. Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения.(Приложение 12)
5.3. Сделать краткие выводы.
Порядок выполнения работы
5.1. При оценке опасности загрязнения почв загрязняющими веществами (ЗВ) необходимо учитывать следующие закономерности (табл.5.1, 5.2):
1 Опасность загрязнения тем выше, чем больше фактическое содержание ЗВ в почве (обычно выражается концентрацией вещества С i , мг/кг), т.е., чем больше значение коэффициента К i превышает единицу; коэффициент опасности определяется следующим образом:
К i =С i / ПДК i (5.1)
2 Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности ЗВ. Отнесение ЗВ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к тому или иному классу опасности зависит от свойств ЗВ, в частности, от их способности накапливаться в организме, нарушать работу различных систем и органов, токсичности и др. Примеры ЗВ различных классов опасности приведеныв таблице 5.1;
Отнесение химических веществ, попадающих в почву, к классам опасности (по ГОСТ 17.4.1.02-83)
Таблица 5.1.
3 Опасность загрязнения тем выше, чем ниже буферные свойства почв. Это свойство почвы поглощать загрязнение из окружающей среды и прочно фиксировать его в почве зависит от содержания в почве органического вещества (гумуса почвы), кислотности почвы, механического состава, водного режима и ряда других свойств почвы. Буферность почвы определяет ее барьерную функцию, которая, в свою очередь, обусловливает уровни вторичного загрязнения химическими веществами сред, контактирующих с почвой: растительности, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод.
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами
Таблица 5.2.
| Категория загрязненности почв | Характеристика загрязненности | Возможное использование территории | Предлагаемые мероприятия |
| I. Допустимая | Содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК | Использование под любые культуры | Снижение уровня воздействия источников загрязнения почвы. Осуществление мероприятий по снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений) |
| II. Умеренно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационномупоказателю | Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений | Мероприятия, аналогичные категории I. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным и миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в рабочих зонах и в воде местных водоисточников |
| III. Высоко опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности | Использование под технические культуры. Использование под сельскохозяйственные культуры ограничено с учетом растений - концентраторов | Кроме мероприятий, указанных для категории I, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях- продуктах питания и кормах. При необходимости выращивания растений -продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве |
| IV. Чрезвычайно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их 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 сельскохозяйственных рабочих и в воде местных источников |
ЗАДАНИЕ 5.1. Определить категорию загрязнения почвы и возможность её использования.(Приложение 10-11)
ПРИМЕР 5.1 (Варианты задач для задания 5.1 даны в приложении 11 ).
На определенном участке территории установлено присутствие в почве меди с солесодержанием подвижных форм, равном 3,2 мг/кг, и свинца с концентрацией 25 мг/кг. Определить категорию загрязненности почвы и возможность ее использования для выращивания сельскохозяйственной продукции; установить характер возможного использования данной территории и мероприятия по снижению токсического воздействия почвенных загрязнений.
Решение
На основании данных приложения 10 находим: ПДК меди с учетом фона - 3,0 мг/кг; ПДК свинца с учетом фона - 30,0 мг/кг. Допустимые уровни содержания:
По транслокационному показателю вредности - меди - 3,5 мг/кг; свинца- 30,0 мг/кг
По миграционному водному показателю вредности - меди - 72,0 мг/кг; свинца - 260,0 мг/кг;
По общесанитарному показателю вредности - меди -3,0 мг/кг; свинца - 30,0 мг/кг.
На основании полученных данных составим таблицу :
Таблица 5.3.
ВЫВОД: Исходя из комплексной оценки загрязненности почвы (по худшему показателю), устанавливаем, что категория ее загрязненности - умеренно опасная .
Данная территория может использоваться под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений и проведения мероприятий по снижению доступности для них имеющихся токсикантов, т.е. меди и свинца.
ЗАДАНИЕ 5.2.Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения. (Приложение 12)
Оценка уровня загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: К с - коэффициенту концентрации отдельного вещества и
Z c - суммарному показателю загрязнения - при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов.
Коэффициент концентрации ЗВ определяется отношением
Кс = С/С ф (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 п - число учитываемых ЗВ.
Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателюZ c проводится с помощью данных табл.5.4.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения Z c
Таблица 5.4
| Категория загрязнения почв | Показатель Z c | Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
| I. Допустимая | Менее 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
| II. Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение общего уровня заболеваемости |
| III. Высоко опасная | 32-128 | Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечнососудистой системы |
| IV. Чрезвычайно опасная | Более 128 | Увеличение заболеваемости детей, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
ПРИМЕР 5.2 (Варианты задач для задания 5.2 приведены в приложении 12 .)
Необходимо определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения, на основании чего дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории.
Исходные данные приведены в табл.5.5. Фоновые концентрации загрязняющих веществ в почве даны в приложении 12.
Таблица 5.5.
Решение
По формуле (5.2) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ:
К cF = 470/208 = 2,3;
К сВе = 4,9/1,5 = 3,3;
K cZn = 255/41,3 = 6,2.
По формуле (5.3) определим суммарный показатель загрязнения:
Z c = (2,3 + 3,3 + 6,2) - (3 - 1) = 9,8.
ВЫВОД В соответствии с данными табл.5.4 рассматриваемые почвы относятся к категории допустимого загрязнения и характеризуются наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимумом функциональных отклонений.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (необходим письменный ответ)
1. Перечислите основные источники загрязнения почв.
2. Какие виды загрязнений почв наиболее опасны для человека? Для функционирования экосистемы?
3. Дать определение ПДКп.
4. Дать определения понятиям: миграционный водный показатель загрязнения среды, миграционный воздушный показатель загрязнения среды, общесанитарный показатель загрязнения, транслокационный показатель загрязнения.
5. Что такое коэффициент концентрации загрязняющего вещества в почве?
6. Что такое суммарный показатель загрязнения почвы? Зачем он определяется?
Приложение 10
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни содержания по показателям вредности
| Вещество | ПДК почвы с учетом фона, мг/кг | Показатели вредности | |||||
| Транслокационный | Миграционный | Общесанитарный | |||||
| водный | воздушный | ||||||
| Подвижная форма | |||||||
| Сu | 3,0 | 3,5 | 72,0 | - | 3,0 | ||
| Ni | 4,0 | 6,7 | 14,0 | - | 4,0 | ||
| Zn | 23,0 | 23,0 | 7,0 | ||||
| Со | 5,0 | 25,0 | >1000 | - | 5,0 | ||
| Водорастворимая форма | |||||||
| F | 2,8 | 2,8 | - | - | 5,0 | ||
| Валовое содержание | |||||||
| Sb | 4,5 | 4,5 | 4,5 | - | |||
| Mn | - | ||||||
| V | - | ||||||
| Mn+V | 1000+100 | 1500+150 | 2000+200 | - | 1000+100 | ||
| Pb | - | 30,0 | |||||
| As | 2,0 | 2,0 | - | 10,0 | |||
| Hg | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 2,5 | 5,0 | ||
| Pb+Hg | 20+1,0 | 20+1,0 | 30+2,0 | - | 30+2,0 | ||
| КСl Нитраты Бенз(а)пирен Бензол Толуол Изопропилбензол Альфаметилстирол Стирол Ксилолы H 2 S S элементарная H 2 S0 4 Отходы флотации угля Комплексные гранулированные удобрения (КГУ) Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) | 0,02 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,3 0,4 | 0,2 3,0 0,3 3,0 3,0 0,3 0,3 >800 | 0,5 10,0 | - - 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,4 0,4 - - >800 | 0,02 50,0 50,0 50,0 50,0 1,0 1,0 | ||
Приложение 11
Варианты задач для задания5.1
| Вариант | Токсикант | Концентрация, мг/кг | Вариант | Токсикант | Концентрация мг/кг |
| Никель | 8,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Медь | 75,0 | Никель | 13,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Бензол | 0,25 | ||
| Фтор | 4,0 | Кобальт | 1300,0 | ||
| Кобальт | 12,0 | Толуол | 0,45 | ||
| Ванадий | 120,0 | Марганец | 2000,0 | ||
| Фтор | 1,5 | Изопропилбензол | 2,5 | ||
| Мышьяк | 8,0 | Сурьма | 55,0 | ||
| Сурьма | 46,0 | Изопропилбензол | 4.0 | ||
| Ртуть | 2,8 | Никель | 12,0 | ||
| Марганец | 3000,0 | Альфаметилстирол | 0,4 | ||
| Мышьяк | 3,0 | Нитраты | 400,0 | ||
| Ванадий | 115,0 | Стирол | 0,2 | ||
| Цинк | 38,0 | КГУ | 650,0 | ||
| Свинец | 240,0 | Ксилол | 92,0 | ||
| Никель | 3,5 | Кобальт | 75,0 | ||
| Свинец | 42,0 | Сероводород | 150,0 | ||
| Сурьма | 10,0 | Фтор | 3,0 | ||
| Мышьяк | 4,0 | Элементарная сера | 190,0 | ||
| Свинец | 60,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Ртуть | 3,5 | Серная кислота | 145,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Сурьма | 5,0 | ||
| Нитраты | 150,0 | ОФУ | 8000,0 | ||
| Медь | 65,0 | Бензол | 44,0 | ||
| Бенз(а)пирен | 0,15 | КГУ | 600,0 | ||
| Свинец | 39,0 | Толуол | 98,0 |
Приложение 12
Варианты задач для задания 5.2
| Вари- ант | Концентрация загрязняющих веществ в почве, мг/кг | |||||||||||
| Li | Be | S | V | Сr | Со | Ni | Сu | Zn | Cd | Hg | Pb | |
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,3 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,1 | ||||||
| - | - | - | - | - | 0,09 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,07 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,15 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,03 | - | ||||||
| - | - | - | - | 0,6 | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,8 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| . | - | - | - | - | - | 0,02 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,4 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,08 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| Фоновые концентрации, мг/кг | ||||||||||||
| все | 23,5 | 1,5 | 63,5 | 8,4 | 23,2 | 15,3 | 41,3 | 0,7 | 0,01 | 11,5 |
ПДКп - предельно допустимая концентрация вещества в пахотном слое почвы, мг/кг. Эта концентрация не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
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 предельно допустимым концентрациям. Поэтому основным фактором определения предельно допустимых выбросов (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 и миграция загрязняющих веществ так мала, что ими можно пренебречь; в других случаях результаты протекания процессов деградации и миграции посторонних химических соединений в почве сопоставимы с темпами поступления, и предел их накопления в почве обусловливается равновесием между процессом поступления загрязняющих веществ и удалением в результате разрушения или миграции. Таким образом, ПДК загрязняющих веществ в почвах определяется не только химической природой и токсичностью, но и особенностями самих почв. В отличие от воздуха и воды, почвы зонально-генетического ряда настолько отличаются друг от друга по химическому составу и свойствам, что для них не могут быть установлены унифицированные уровни ПДК. Эти уровни должны варьировать в зависимости от биоклиматических особенностей природной зоны, свойств почвы, возделываемых культур, системы удобрений, агротехники и т. п.
Принципы нормирования химических загрязнений почвы несколько отличаются от принятых для атмосферного воздуха и природных вод, поскольку поступление вредных веществ в организм человека и животных непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах. В основном химические соединения, находящиеся в почве, поступают в организм через другие субстраты, контактирующие с почвой, - воду, воздух, растения. Поэтому при определении ПДК загрязняющих веществ в почве особое внимание уделяется тем соединением, которые могут мигрировать в атмосферу, грунтовые или поверхностные воды или накапливаться в растениях, снижая качество сельскохозяйственной продукции.
От других компонентов биосферы почва отличается ещё и тем, что загрязняющие вещества поступают в неё не только с атмосферными выпадениями, поливными водами, в составе балластных веществ и различных отходов, но и вносятся как удобрения и ядохимикаты. При этом в почвах сложно проследить тенденции изменения уровней загрязнения, так как для этого требуются длительные наблюдения. Исключение составляет лишь некоторые виды пестицидов, способные быстро разлагаться под воздействием внешних факторов. Установленные в настоящее время нормативы их содержания в почве приведены в табл. 2.1.5.
Особое внимание уделяется разработке нормативов содержания в почве ТМ, негативно влияющих на почвенные процессы, плодородие почв и качество сельскохозяйственной продуктивности почв, загрязненных ТМ, - одна из наиболее сложных проблем охраны биоценозов.
ПДК пестицидов в почве, мг/кг воздушно-сухой почвы
(СанПиН 42-128-4275-87)
Таблица 2.1.5
| Пестициды | ПДК | Пестициды | ПДК |
| Агелон | 0,15 | Иодофенфос | 0,5 |
| Акрекс | 1,0 | Карбофос | 2,0 |
| Атразин | 0,5 | Линурон | 1,0 |
| Базудин | 0,1 | Метатион | 1,0 |
| Бетанал | 0,25 | Метафос | 0,1 |
| Гамма-ГХЦГ (линдан) | 0,1 | Монурон | 0,3 |
| ГХЦГ | 0,1 | Политриазин | 0,1 |
| Гептахлор | 0,05 | Полихлоркамфен | 0,5 |
| Гетерофос | 0,05 | Полихлорпинен | 0,5 |
| Глифосат | 0,5 | Пропанид | 1,5 |
| 2,4 D (кислота) | 0,1 | Ронит | 0,8 |
| 2,4 D (дихлорфенол) | 0,05 | Севин | 0,05 |
| 2,4 D (аминная соль) | 0,25 | Семерон | 0,1 |
| 2,4 D (бутиловый эфир) | 0,15 | Симазин | 0,2 |
| 2,4 D (кротиловый эфир) | 0,15 | Фосфамид | 0,3 |
| 2,4 D (октиловый эфир) | 0,15 | Фталофос | 0,1 |
| | | Хлорофос | 0,5 |
В результате отсутствия объективной оценки почвенноэкологического состояния территории разными исследователями установлены различные уровни фитотоксичности почв (табл. 2.1.6).
Таблица 2.1.6
Суммарные концентрации микроэлементов в поверхностном слое
почв, считающиеся предельными в отношении фитотоксичности,
мг/кг сухой массы (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989)
| Элемент | Концентрация (по данным разных авторов) |
|||||
| Ковальский | />El-Bassam | Linzon | Кабата-Пендиас | Kloke | Kitagischi |
|
| Ag | - | - | 2 | - | - | - |
| As | - | 50 | 25 | 30 | 20 | 15 |
| B | 30 | 100 | - | 100 | 25 | - |
| Cd | - | 5 | 8 | 5 | 3 | - |
| Cr | - | 100 | 75 | 1000 | 100 | - |
| Cu | 60 | 100 | 100 | 100 | 100 | 125 |
| Fe | - | 500 | - | 1000 | 200 | - |
| Hg | - | 5 | 0,3 | 5 | 2 | - |
Реальную угрозу для экосистем представляет не валовое содержание токсикантов, а содержание их подвижных форм, поэтому в последние годы медики-гигиенисты проводят нормирование не только по общему содержанию загрязняющих веществ, но и по концентрации подвижных форм.
В настоящее время для ряда ТМ установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) содержания тяжелых металлов в почвах (табл. 2.1.7, 2.1.8) (Обобщенные..., 1990; ГН 2.1.7.020-94).
Таблица 2.1.7
Предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов в почвах, мг/кг (Обобщенные..., 1990)
| Металл | ОДК (ПДК) | Форма элемента |
| 1 | 2 | 3 |
| Мышьяк | 2,0 | Валовое содержание |
| Ртуть | 2,1 | » |
| Свинец | 32,0 | » |
| Свинец + ртуть | 20,1 + 1,0 | » |
| Хром (VI) | 0,05 | » |
| Марганец | 1500 | » |
| Ванадий | 150 | » |
| Марганец + ванадий | 1000 +100 | » |
| Сурьма | 4,5 | » |
| Медь | 3,0 | Подвижные соединения |
| Никель | 4,0 | » |
| Цинк | 23,0 | » |
| Кобальт | 5,0 | » |
| Хром | 6,0 | » |
Таблица 2.1.8
Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов
и мышьяка в почвах, мг/кг (ГН 2.1.7.020-94)
| Элемент | Группа | ОДК с | Агрегатное | Классы | Особенности |
| | почв | учетом | состояние вещества | опасности | действия на |
| | | фона | в почвах | | организм |
| Ni | А) песчаные | 20 | Твердое: в виде | 2 | Для теплокровных и |
| | и супесчаные | | солей, в | | человека |
| | Б) кислые | 40 | сорбированном | | малотоксичен. |
| | (суглинистые | | виде, в составе | | Ингибитор оксидаз. |
| | и глинистые), | | минералов | | Обладает |
| | рН KCllt;5,5 | | | | мутагенным |
| | В) близкие к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН KClgt;5,5 | 80 | | | действием |
| Cu | А) песчаные | 33 | Твердое: в виде | 2 | Повышает |
| | и супесчаные | | солей, | | клеточную |
| | Б) кислые | 66 | органоминеральных | | проницаемость, |
| | (суглинистые | | соединений, в | | ингибирует |
| | и глинистые), | | сорбированном | | глутатионредуктазу, |
| | рН KCllt;5,5 | | виде, в составе | | нарушает |
| | В)близкие к | 132 | минералов | | метаболизм, |
| | нейтральным, | | | | взаимодействуя с |
| | нейтральные | | | | -SH, -NH2 и -COOH |
| | KClgt;5,5 | | | | группами |
| Zn | А) песчаные | 55 | Твердое: в виде | 1 | Недостаток или |
| | и супесчаные | | солей, | | избыток вызывают |
| | Б) кислые | 110 | органоминеральных | | отклонения в |
| | (суглинистые | | соединений, в | | развитии. |
| | и глинистые), | | сорбированном | | Отравления при |
| | рН KCllt;5,5 | | виде, в составе | | нарушении |
| | В) близкие к | 220 | />минералов | | технологии |
| | нейтральным, | | | | внесения |
| | нейтральные | | | | цинксодержащих |
| | (суглинистые и глинистые), рН KClgt;5,5 | | | | пестицидов |
| As | А) песчаные | 2 | Твердое: в виде | 1 | Ядовитое вещество, |
| | и супесчаные | | солей, | | ингибирующее |
| | Б) кислые | 5 | органоминеральных | | различные |
| | (суглинистые | | соединений, в | | ферменты, |
| | и глинистые), | | сорбированном | | отрицательное |
| Элемент | Группа | ОДК с | Агрегатное | Классы | Особенности |
| | почв | учетом | состояние вещества | опасности | действия на |
| | | фона | в почвах | | организм |
| | рН KCllt;5,5 | | виде, в составе | | действие на |
| | В) близкие к | 10 | минералов | | метаболизм. |
| | нейтральным, | | | | Возможно |
| | нейтральные | | | | канцерогенное |
| | (суглинистые и глинистые), рН KClgt;5,5 | | | | действие |
| Cd | А) песчаные | 0,5 | Твердое: в виде | 1 | Сильно ядовитое |
| | и супесчаные | | солей, | | вещество, |
| | Б) кислые | 1,0 | органоминеральных | | блокирует |
| | (суглинистые | | соединений, в | | сульфгидрильные |
| | и глинистые), | | сорбированном | | группы ферментов, |
| | рН KCllt;5,5 | | виде, в составе | | нарушает обмен |
| | В) близкие к | 2,0 | минералов | | железа и кальция, |
| | нейтральным, | | | | нарушает синтез |
| | нейтральные (суглинистые и глинистые), рН KClgt;5,5 | | | | ДНК |
| Pb | А) песчаные | 32 | Твердое: в виде | 1 | Разностороннее |
| | и супесчаные | /> | солей, | | негативное |
| | Б) кислые | 65 | органоминеральных | | действие. |
| | (суглинистые | | соединений, в | | Блокирует -SH |
| | и глинистые), | | сорбированном | | группы белков, |
| | рН KCllt;5,5 | | виде, в составе | | ингибирует |
| | В)близкие к | 130 | минералов | | ферменты, |
| | нейтральным, | | | | вызывает |
| | нейтральные | | | | отравления, |
| | (суглинистые | | | | поражения нервной |
| | и глинистые), рН KClgt;5,5 | | | | системы |
Принятые фоновые содержания элементов в основных типах почв, согласно письма ЦСИ Госкомприроды РСФСР от 18.12.90 № ЦС- 299/15-73, приводятся в таблице 2.1.9 (Обобщенные..., 1990).
Таблица 2.1.9
Фоновые содержания элементов в почвах, мг/кг (Обобщенные..., 1990)
| Тип почв | V | Cd | Co | Mn | Cu | Mo | Ni | Sn | Pb | Cr | Zn |
| Перегнойно карбонатные, желтоземы, красноземы | 73 | - | - | 440 | 22 | - | 31 | 2,5 | - | 55 | - |
| Дерново подзолистые | 72 | - | - | 650 | 23 | 1,5 | 51 | - | 19 | 140 | 49 |
| Каштановые | 120 | - | 25 | 800 | 28 | 1,7 | 58 | 6 | 30 | 120 | 70 |
| Сероземы | - | - | - | - | - | - | 12 | - | 25 | - | - |
| Черноземы | - | 0,3 | - | - | 18 | - | 54 | - | 18 | - | 37 |
| Серые черноземы | - | 0,6 | - | - | 14 | - | 37 | - | 17 | - | 45 |
| Бурые | 80 | 0,25 | 12 | 860 | 13 | 2 | 14 | 13 | 23 | 54 | 52 |
| Сероземы | 30 | - | - | 300 | 19 | - | 16 | 14 | 20 | 31 | 69 |
| Почвы мира | 50 | 0,5 | 10 | 850 | 20 | 2 | 40 | 10 | 10 | 200 | 50 |
| Черноземы | - | - | - | 300 360 | 12 13 | - | 37 54 | - | - | 440 | 30 80 |
При превышении допустимых значений содержания ТМ в почвах эти элементы накапливаются в растениях в количествах, превышающих ПДК в кормах и продуктах питания.
Тема 5.1.2 Охрана почв
2. Мероприятия по охране почв
Мероприятия по охране почв
Охрана почв от загрязнения неорганическими отходами и выбросами
Нагромождение твердых отходов и выбросов на заселенных площадях - неминуемый результат современной цивилизации. Это могут быть минеральные отходы или отложения пустой породы вблизи действующих шахт, промышленные, городские (хозяйственные, торговые) и сельские отходы, выбросы и мусор.
Доказано, что в настоящее время каждый обитатель Земли ежедневно производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора, а все население земного шара - 8-16 млн. т/сутки, или приблизительно 3-6 млрд., т/год. Предусматривается, что в ближайшее время твердые отходы и выбросы от производства и потребления достигнут 15 млрд., т/год.
Отвалы промышленных отходов занимают значительные площади, которые становятся непригодными для использования, причем они размещены так нерационально, что иногда составляют серьезную угрозу для населения.
В результате деятельности человека образуются отходы и выбросы, которые представлены продуктами разных технологических процессов: металл, металлоиды, химические вещества (кислоты, соли, луги), ил станций с очистки отходов, минеральная пыль, зола, химический шлам, шлаки, стекло, керамика и так далее. К ним также принадлежат отходы и выбросы в результате строительства, благоустройства населенных пунктов и тому подобное. Обнаружено, что в случае загрязнения почв промышленными выбросами происходит выделение углекислоты в течение всего вегетационного периода, а, следовательно, и ослабление интенсивности биологических процессов. Об этом, прежде всего, свидетельствуют изменения численности микроорганизмов в случае загрязнения почв и ослабления их ферментативной активности.
В результате загрязнения почв фенольными соединениями изменяется их структура, разрушаются некоторые минералы, образовывая с металлами, которые содержатся в них, соединения. Все это негативно влияет на жизнедеятельность грунтовой микрофлоры и растений, на ферментативную активность почв и их плодородие.
Почва поддается значительному загрязнению из атмосферы как за счет естественных, так и антропогенных источников. Например, теплоэнергетические станции являются источником загрязнения почв угольной пылью, золой, дымом и некоторыми токсичными твердыми частицами, газами (SO2, SO3, H2S, NO2), некоторыми циклическими углеводами, фтористыми и мышьяковыми соединениями; черная металлургия - рудной и железистой пылью, окислами железа, марганца, мышьяка, золы, сажи, SO2, SO3, NH3, H2S, соединениями свинца; транспорт - углеводами, натрием, свинцом, угольной пылью, золой, SO2, SO3, H2S и так далее.
По официальным данным (К. Реуце, С. Кристе, 1986), ежегодно в земную атмосферу выделяется только в результате деятельности человека приблизительно 1012 тонн разных веществ. В них количество SO2 и H2S составляет 220 и 106 т на год, аэрозоли, - 102 т на год.
Ядовитые вещества из атмосферы попадают на почву и проникают в нее непосредственно или с осадками. Они загрязняют почву и растительную продукцию, снижают урожай и вызывают даже разрушения самой экосистемы.
В последние годы во многих странах большую проблему создают кислотные дожди, которые связаны с выбросами в атмосферу серной и азотной кислот. Кислотные дожди, с одной стороны, приводят к вымыванию из почвы питательных элементов, а со второй - к подкислению почвы. Подкисление в свою очередь влияет на растворимость питательных элементов, а также на рост и на жизнедеятельность микроорганизмов в почве.
Охрана грунта от загрязнения экскрементами животных
Экскременты животных и птицы благодаря высокому содержанию органического вещества, а также питательных элементов (фосфор, калий, микроэлементы) издавна считаются ценным удобрением. Однако внесение их в избыточных количествах, то есть в дозах, которые превышают потребности растений, ведет к нарушению механизма преобразования и может ухудшить свойства грунта (водопроницаемость, влагоемкость, содержимое кислорода, и др.), а, следовательно, и плодородие почвы.
Одновременно с основными питательными элементами (азотом, фосфором и калием), которые содержатся в экскрементах животных, в почву попадают и могут накапливаться в токсичных концентрациях и другие соединения, которые негативно влияют на грунт и растения.
Исследования показывают, что внесение в почву экскрементов животных в дозах, которые превышают оптимальную (45 т/га на год), негативно отражается на плодородии почв и жизнедеятельности микроорганизмов и растений. Например, в грунте появляется избыток растворимых солей, которые могут задерживать рост, или вымываются в грунтовые воды. Вместе с экскрементами в почву попадают медь и мышьяк, которые добавляют в корм для птицы против некоторых заболеваний или для стимуляции роста. Нитраты, присутствующие в почве в избыточном количестве, могут мигрировать через грунтовой профиль к грунтовым водам, а также смываться поверхностными водами в процессе эрозии.
Учитывая это, основными мероприятиями охраны почв от загрязнения экскрементами животных является нормируемое кормление животных и использование органических удобрений в оптимальных количествах.
Охрана почв от засоления
Под засолением понимают избыточное содержимое в верхнем слое грунта солей, которые пагубно действуют на развитие сельскохозяйственных культур. К токсичным солям, которые имеют ядовитое влияние на растительный организм, принадлежат: NACI, CaCI2, Na2SO4, MgSO4, NaHCO3, Na2CO3 и к нетоксичным - CaSO4, CaCO3.
Различают два вида засоления - первичное и вторичное. Первичное засоление почв проявляется в естественных условиях и обусловлено такими факторами, как глубина и минерализация грунтовых вод, гранулометрический состав, строение и складень почвы, водообмен, климатические условия и др.
Вторичное засоление грунта обусловлено производственной деятельностью человека через ненормируемое орошение и отсутствие естественного или искусственного дренажа. В случае этого засоления грунта наблюдается разрушение грунтовых агрегатов и уплотнение почвы, повышения уровня грунтовых вод и поднятия солевых растворов, к поверхности, испарение из поверхности почвы и отложение солей в верхнем слое грунта. Для избежания или уменьшения засоления почв необходимо применять комплекс агротехнических и гидромелиоративных мероприятий, которые включают дренаж, планирование, капиллярную и эксплуатационную промывку почв, капитальное промывание и тому подобное.
Очистка от жидких отбросов
Вывозная система очистки от жидких отбросов включает следующие три звена: 1) сбор и временное хранение, 2) транспортирование, 3) обезвреживание и утилизацию. Первым звеном в системе очистки от жидких отбросов являются уборные и помойницы.
Уборные. Каждое жилое, общественное или производственное здание, а также каждое место временного пребывания или работы людей необходимо обеспечить уборными. Последние должны быть удобными, теплыми и светлыми, устройство их должно исключать загрязнение воздуха, почвы, подземных вод и доступ мух к нечистотам.
В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют уборные, находящиеся в здании, - промывные и люфтклозеты. Наиболее гигиеничны промывные уборные, которые могут быть устроены лишь при наличии водопровода и канализации. При отсутствии последних в зданиях, имеющих не более двух этажей, можно устраивать люфтклозеты, т. е. уборные с вентилируемым выгребом.
Люфтклозет устраивают в помещении, расположенном у наружной стены здания (рис. 41). Из уборной нечистоты по сточной трубе попадают в выгреб. Для того чтобы предупредить загрязнение почвы и подземных вод, выгреба устраивают водонепроницаемыми - из кирпича, бетона или просмоленных деревянных брусков. Для усиления непроницаемости выгреба под его дно и вокруг стенок укладывают 30-40-сантиметровый слой жирной глины.
Рис. 41. Схема устройства люфт-клозета в одноэтажном доме: 1 - люфт-клозет; 2 - кухня; 3 - плита или печь; 4 - выгреб люфт-клозета; 5 - люк выгреба; 5 - вытяжной канал для выгреба
Для того чтобы зловонные газы из выгреба не проникали в помещение уборной, а из него - в жилые комнаты, выгреб вентилируется. Для этого устраивают вытяжной вентиляционный канал, который проходит в стене рядом с дымоходом кухонной печи. Канал выводится выше конька крыши и заканчивается дефлектором для улучшения тяги. Поскольку газы отсасываются из выгреба, воздух из помещения уборной через очко стульчака устремляется в выгреб. Вентиляция выгреба усиливает испарение жидкой части нечистот, отчего их объем значительно уменьшается. Поэтому очистку выгреба люфтклозёта производят не чаще одного раза в 6 месяцев. При отсутствии канализации люфтклозеты можно устраивать и в общественных зданиях (школы, детские сады).
В сельских местностях в одноэтажных жилых домах могут устраиваться уборные с засыпкой. Под стульчаком уборной устанавливается выносной металлический приемник для нечистот. На дно приемника насыпают слой мелкого торфа, сухой земли или золы. Для дезодорации и защиты от мух выделения каждый раз засыпают этими же материалами. Содержимое приемника ежедневно выгружают в устраиваемый на территории усадьбы компост. Для летнего времени устраивают такую же уборную вне здания.
Дворовые уборные с выгребом нужно строить на расстоянии не ближе 20 м от жилых зданий. Выгреб сооружают только водонепроницаемый с вытяжной трубой для удаления газов. Стены должны быть без щелей, а двери - плотно- и самозакрывающимися. Для поддержания чистоты важно обеспечить уборную естественным и искусственным светом. Окна и вентиляционные отверстия следует затянуть мелкой металлической сеткой, преграждающей мухам доступ в уборную. В общественных уборных в теплое время года нечистоты ежедневно засыпают 1-2 кг сухой хлорной извести на 1 м 2 поверхности; это отпугивает мух и предупреждает их развитие, поскольку личинки, находящиеся сверху, погибают. Пол уборной, стены и ручки дезинфицируют путем обильного орошения 3-5% осветленным раствором хлорной извести. Содержимое выгреба должно систематически вывозиться. После очистки выгреба загрязненную поверхность земли у люка обильно поливают хлорным молоком (20% взвесь хлорной извести в воде). С санитарной точки зрения выгребные дворовые уборные уступают люфтклозетам и уборным с засыпкой.
Помойницы. Объем образующихся помоев во много раз больше нечистот, что затрудняет удаление их при вывозной системе. Для сбора помоев устраивают помойницы в виде водонепроницаемого выгреба, над которым установлен ящик с крышкой и решетчатым дном для отделения твердых отбросов. Отбросы, задерживающиеся на решетке, переносят в мусорный ящик или компост, а жидкую часть из выгреба периодически вывозят. Рационально строить дворовую уборную и помойницу с общим выгребом. Разжижение нечистот облегчает выгрузку выгреба с помощью пневматического транспорта. Кроме того, мухи не откладывают яйца в разжиженные нечистоты. В сельских условиях часть мало- загрязненных помоев (после мытья полов, стирки белья и т. п.) можно выливать на специально выделенные для этой цели инсолируемые фильтрационные площадки, периодически перекапывая их верхний слой.
Вывоз жидких отбросов является вторым звеном вывозной системы. При выгрузке выгребов и вывозе нечистот необходимо свести к минимуму загрязнение воздуха зловонными газами, не допускать загрязнения нечистотами транспортных средств и почвы на пути их следования, предупредить возможность загрязнения и инфицирования обслуживающего персонала. Для этого ассенизационный транспорт должен легко загружаться, разгружаться, очищаться и дезинфицироваться, а содержимое его не должно разбрызгиваться. Количество ассенизационного транспорта должно соответствовать потребностям населенного пункта, что легко подсчитать, зная нормы накопления нечистот, число жителей, число возможных рейсов транспорта в сутки и его емкость.
Наиболее приемлемым видом транспорта являются пневматические автоцистерны. В верхней части автоцистерн имеется патрубок для присоединения шланга от насоса, в нижней - патрубок для шланга, опускаемого в выгреб. При действии насоса в цистерне создается вакуум и нечистоты по шлангу подсасываются в нее. Использование пневматических цистерн облегчает и оздоровляет труд рабочих и уменьшает загрязнение почвы и воздуха при очистке выгребов.
Обезвреживание и утилизация нечистот являются третьим и последним звеном вывозной системы. Выбор способа обезвреживания зависит от климатических условий и типа населенного пункта.
Из почвенных методов обезвреживания нечистот чаще применяются поля ассенизации и поля запахивания. На полях ассенизации производится и обезвреживание нечистот, и выращивание сельскохозяйственных культур, а поля запахивания служат лишь для обезвреживания нечистот.
Участок под поля ассенизации или запахивания отводится за пределами населенного пункта с подветренной стороны на расстоянии не менее 1-2 км от жилых районов и водоемов. Участок должен быть ровным, с пористой, хорошо проницаемой для воздуха и воды почвой, сухим, с низким стоянием грунтовых вод. Его ограждают земляным валом, канавой и полосой зеленых насаждений. Территорию полей ассенизации делят на несколько полей. В течение года одно поле заливают, а остальные используют под посев культур. Благодаря самоочищению почвы на полях происходит минерализация органических веществ. Так как минерализация заканчивается в течение 2-3 лет, то обычно устраивают три - четыре поля.
Исследования показали, что в первый год после заливки нечистот в пробах почвы и на овощах можно обнаружить жизнеспособные яйца аскариды, кишечную палочку и патогенные микроорганизмы. На втором году они не обнаруживаются. Поэтому в первые 2 года после залива участки засевают кормовыми травами, злаками или кормовой свеклой, а на 3-й год - овощными культурами. При полях запахивания участок делят на два поля: одно заливают в текущем году, на другом происходит минерализация органических веществ. В следующем году назначение полей меняется.
К числу санитарных недостатков полей ассенизации и запахивания относят неравномерность и несовершенство разливки нечистот, вследствие чего обслуживающий персонал загрязняет обувь и одежду и работает в зловонной атмосфере. В связи с этим все процессы, связанные с эксплуатацией полей, должны быть максимально механизированы.
Что касается сельских населенных мест, то здесь нечистоты обычно используются как удобрение на усадьбах колхозников и колхозных полях. В силу этого необходимо разъяснять, что если в почву вносятся в качестве удобрения необезвреженные нечистоты, то всегда имеется опасность инфицирования овощей и фруктов, произрастающих на данном участке.
Особенно сильно загрязняются огородные культуры при так называемой подкормке, осуществляемой путем поливки грядок разведенными водой нечистотами или навозом. Загрязненные таким путем овощи, ягоды и фрукты могут послужить источником заражения людей даже в том случае, если они перед едой будут вымыты водой; при сильном загрязнении они отмываются с трудом.
Это обусловливает необходимость обеззараживания нечистот перед использованием их для удобрения. Обеззараживание нечистот лучше всего проводить методом компостирования или другими биотермическими методами. Если эти методы по местным условиям неприменимы, то можно обезвредить нечистоты путем годичного выдерживания в выгребе уборной (для этого уборную переносят на новый выгреб).
Санитарные правила разрешают применять необезвреженные отбросы для удобрения участков, на которых выращиваются овощи, употребляемые в пищу в сыром виде, лишь при условии внесения удобрений в почву осенью с последующим перепахиванием почвы и обязательной повторной перепашкой весной перед севом. При этом почва самообезвреживается.
Канализация населенных мест
Наиболее совершенной с гигиенической точки зрения системой очистки населенных мест является канализация.
Канализацией называют систему сооружений, предназначенную для: 1) приема сточных вод непосредственно из мест их образования; 2) удаления сточных вод по сети подземных трубопроводов за пределы населенного пункта; 3) обезвреживания сточных вод и выпуска их в водоем или на земельные участки. Поступая в систему трубопроводов, жидкие отбросы при устройстве канализации не загрязняют ни воздуха, ни почвы, ни подземных вод на территории населенных мест, отчего улучшается санитарное состояние последних и снижается заболеваемость жителей кишечными инфекциями и гельминтозами. В 1919-1924 гг. в районах Москвы, обслуживаемых канализацией, заболеваемость брюшным тифом была на 31% ниже, чем в неканализованных.
Канализация, как и водопровод, является обязательным элементом благоустройства новых социалистических городов.
Сточные воды по их происхождению делят на три категории: 1) хозяйственно-фекальные, или бытовые, 2) производственные и 3) атмосферные.
При общесплавной системе канализации бытовые и атмосферные воды удаляются за пределы населенного пункта по одной системе труб.
При раздельной системе бытовые и атмосферные воды удаляются раздельно по двум самостоятельным системам трубопроводов. Производственные сточные воды спускаются в бытовую канализацию, если они не мешают ее эксплуатации. В противном случае они предварительно очищаются или сплавляются по отдельной системе труб.
Гигиеническим достоинством общесплавной системы канализации является удаление и очистка всех сточных вод, в том числе и дождевых, которые, стекая с территории населенного пункта, значительно загрязняются органическими веществами и микроорганизмами.
При раздельной системе на очистные ссоружения подаются лишь наиболее опасные в санитарном отношении хозяйственно-фекальные, больничные и производственные сточные воды.
Основными элементами канализации являются:
1) домовые приемники;
2) сеть трубопроводов;
3) сооружения для обезвреживания сточных вод.
К домовым приемникам относятся: унитаз промывной уборной, писсуары, раковина умывальника, кухонная раковина, ванна и др. Для защиты воздуха жилых помещений от проникновения дурно пахнущих газов из канализационной сети труба, отводящая жидкость из унитаза, раковины умывальника или других приемников, дугообразно изогнута. В дуге трубы всегда остается часть чистой промывной воды - так называемый водный затвор. Последний изолирует воздух помещения от воздуха канализационной сети.
Из приемников сточные воды по чугунным трубам, называемым стояками, самотеком вытекают в дворовую и уличную канализационную сеть, по которой удаляются за пределы населенного пункта. Стоняки для удаления газов выводятся через крышу наружу (рис. 44).
Рис. 44. Домовая канализация: а - стояки с отверстиями для раковин, унитазов и ванн; б - канализационный коллектор; в - вытяжной канал с дефлектором; г - смотровой колодец
Производственные сточные воды, выпускаемые в сеть фекально-хозяйственной канализации, должны быть предварительно очищены от примесей, нарушающих процессы очистки сточных вод и коррозирующих трубопроводы, а также радиоактивных и взрывоопасных веществ. Для предварительной очистки сточных вод применяют бензиноуловители, жироуловители, отстойники, обработку реагентами с целью осаждения или нейтрализации примесей, фильтрование через мелкопористые, ионoобменные или сорбирующие материалы и другие методы.
Если населенный пункт канализирован не полностью, то вблизи неканализированных районов сооружают сливные станции. Подвозимые сюда нечистоты разбавляют в 2-3 раза водопроводной водой и спускают в канализацию. Сливные станции строят не ближе 300 м от жилых зданий.
Нередко в небольших населенных пунктах имеется водопровод и отсутствует общая канализация. В этих случаях часто сооружают локальную канализацию, т. е. канализируют отдельные здания или группы их, например больницы, казармы, РТС, столовые, несколько общественных зданий, отдельные жилые дома или группы их.
Тема 5.1.2 Охрана почв
1. Нормирование ПДК вредных веществ в почвах
2. Мероприятия по охране почв
3. Организация очистки населенных мест
Нормирование ПДК вредных веществ в почвах
Контроль за санитарным состоянием почвы включает проведение санитарно-физико-химических, санитарно-энтомологических, санитарно-гельминтологических, санитарно-бактериологических и вирусологических исследований.
Общие принципы нормирования химических загрязняющих веществ в объектах окружающей среды изложены в Методических рекомендациях по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве, утвержденных Минздравом СССР в 1982 году.
Санитарно-гигиеническое нормирование учитывает четыре показателя:
Транслокационный (переход загрязняющих веществ из почвы в растения через корневую систему);
Миграционный водный;
Миграционный воздушный;
Общесанитарный (влияние загрязняющего вещества на самоочищающую способность почвы и ее биологическуюактивность).
Основные требования к нормированию содержания вредных веществ в почве следующие :
1. Нормативы основываются на данных, полученных в экстремальных почвенно-климатических условиях с учетом влияния на процессы самоочищения и микробиоценоза.
2. Гигиенические нормативы устанавливаются с учетом лимитирующего показателя вредности: общесанитарного, миграционного водного, воздушного (переход из почвы в воздух или воду), органолептического, фитоаккумуляционного (переход и накопление в растениях) и санитарно-токсикологического. Санитарно-токсикологический норматив учитывает возможность поступления веществ, содержащихся в почве, в организм человека одновременно несколькими путями: с пылью, вдыхаемым атмосферным воздухом, питьевой водой, продуктами питания и др.
3. Экспериментально обоснованную ПДК следует рассматривать как эталонную величину отсчета, используемую для оценки опасности загрязнения почвы в конкретных почвенно-климатических условиях.
Нормирование загрязняющих веществ в почве проводят по трем
направлениям:
1. Нормирование содержания пестицидов в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий.
2. Нормирование накопления токсичных веществ на территории предприятия.
3. Нормирование загрязненности почвы в жилых районах, главным образом в местах временного хранения бытовых отходов.
Загрязняющие вещества в пахотном слое почвы нормируются по двум показателям: предельно допустимым (ПДК п) и временно допустимым концентрациям (ВДК п).
Предельно допустимые концентрации загрязняющего вещества в почве – это максимальное его количество (мг/кг пахотного слоя абсолютно сухой почвы), установленное в экстремальных почвенно-климатических условиях, которое гарантирует отсутствие отрицательного прямого или опосредованного через контактирующие с почвой среды воздействия на здоровье человека, его потомство и санитарные условия жизни .
ПДК п устанавливают, используя данные о фоновых концентрациях загрязняющих веществ, их физико-химических свойствах, параметрах стойкости, токсичности. При этом устанавливают:
Допустимую концентрацию загрязняющего вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит некоторых допустимых остаточных количеств (ДОК) или 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 а.в.);
Допустимую концентрацию, при которой поступление вещества в грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов;
Допустимую концентрацию, которая не влияет на микроорганизмы и процессы самоочищения почвы.
Гигиеническое нормирование предусматривает обоснование пороговых концентраций загрязняющих веществ по шести показателям вредности: органолептическому (изменение запаха, привкуса, пищевой ценности фитотест-растений, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха воды); общесанитарному (влияние на процессы самоочищения почвы); фитоаккумуляционному (транслокационному); водно-миграционному, воздушно-миграционному, санитарно-токсикологическому.
Санитарные нормы допустимых концентраций некоторых химических веществ в почве приведены в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Санитарные нормы допустимых концентраций
химических веществ в почве
| Вещество | ПДК, мг/кг почвы | Лимитирующий показатель |
| Кобальт Фтор Хром Фтор Бенз(а)пирен Ксилолы (орто-, мета-, пара-) Мышьяк Отходы флотации угля Ртуть Свинец Свинец + ртуть Сернистые соединения (S ): - элементарная сера - сероводород -серная кислота Стирол Формальдегид Хлористый калий Хром Ацетальдегид Изопропилбензол + + Альфаметилстирол Суперфосфат (Р 2 О 5) | Подвижная форма 5,0 2,8 6,0 Водорастворимая форма 10,0 Валовое содержание 0,02 0,3 2,0 3000,0 2,0 32,0 20,0 + 1,0 160,0 0,4 160,0 0,1 7,0 560,0 0,05 10,0 0,5 | общесанитарный транслокационный общесанитарный транслокационный общесанитарный транслокационный то же водный и общесанитарный транслокационный общесанитарный транслокационный общесанитарный воздушный общесанитарный воздушный то же водный общесанитарный миграционно-воздушный то же переход в растения |
Более жесткому нормированию подвергаются почвы на содержание в них пестицидов (таблица 5.4).
Предельно допустимые концентрации пестицидов в почве Таблица 5.4 – Предельно допустимые концентрации пестицидов в почве
| Наименование пестицида | ПДК,мг/кг почвы | Лимитирующий показатель |
| Актеллик | 0,5 | Транслокационный |
| Актеллик | 0,1 | Общесанитарный (для почв с рН = 5,5) |
| Атразин | 0,5 | Транслокационный |
| Бетанал | 0,25 | Транслокационный |
| Волатон | 1,0 | Транслокационный и миграционно-воздушный |
| Гамма-изомер ГХЦГ | 0,1 | Транслокационный |
| 2,4-ДА | 0,25 | Транслокационный |
| Золон | 0,5 | Транслокационный |
| Карбофос | 2,0 | Транслокационный |
| Метафос | 0,1 | Транслокационный |
| Прометрин | 0,5 | Транслокационный |
| Раундап | 0,5 | Транслокационный |
| Семерон | 0,1 | Водомиграционный |
| Симазин | 0,2 | Транслокационный |
| Фосфамид | 0,3 | Транслокационный |
| Цинеб | 0,2 | Общесанитарный |
| Эптам | 0,9 | Транслокационный |
Санитарное состояние почвы оценивается по ряду гигиенических показателей, среди них такие, как санитарное число (отношение содержания белкового азота к общему органическому), наличие кишечной палочки (коли-титр) личинок мух, яиц гельминтов. По комплексу данных показателей почва оценивается как чистая или загрязненная.
Загрязненность почвы органическими веществами, в частности отходами производств химических продуктов изуглеводородов нефти и газа, оценивают по комплексному показателю «санитарное число», представляющему собой отношение количеств почвенного белкового и органического азота:
Нормирование содержания вредных веществ в почве предполагает установление таких концентраций, при которых содержание вредных веществ в контактирующих средах не превышает ПДК для водоема и воздуха, а в выращиваемых культурах - допустимых остаточных количеств. В соответствии с методическими рекомендациями нормирование включает три основных направления исследований. Первое направление - определение максимально допустимой концентрации вещества в почве с точки зрения токсикологического действия на человека. Этаконцентрация должна гарантировать накопление вещества в выращиваемых культурах не выше допустимого остаточного количества, а попадание его в воздушную среду и грунтовые воды - не выше ПДК. Второе направление - установление органолептических свойств растений, выращиваемых на данной почве, а также воды и атмосферноговоздуха. Третье направление - изучение характера и интенсивности действия вещества на процессы самоочищения, протекающие в почве.
Из найденных пороговых концентраций выбирают наименьшую, которую и принимают как предельно допустимую. Исследования проводят в лабораторных условиях с модельными почвами и растениями, а полученные результаты уточняют в полевом эксперименте или в натуральных условиях.
По степени опасности вещества, загрязняющие почву, подразделяют на три класса:
1) высокоопасные;
2) умеренно опасные;
3) малоопасные.
Класс опасности определяют не менее чем по трем показателям в соответствии с ГОСТом 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».
В СССР 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 (ПДК п) - 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 ПДК п разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, снижать урожайность или ухудшать качество сельскохозяйственной продукции. Таблицы ПДК п, а также некоторых нормативов, принятых в Германии, приведены в разделе 2.4 Приложения 2.
В настоящее время в Институте экологии человека проводятся исследования, направленные на обоснование индивидуальных нормативов ПДК п 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 К с и суммарный показатель загрязнения Z c .
Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве С к фоновому С ф:
| К с =С/С ф. |
Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы элементов:
где К сi
- коэффициент концентрации i
-ого элемента в пробе;
n
- число учитываемых 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 Z c проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.
Таблица 5. Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю
| Kатегории загрязнения почв | Величина Z с | Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
| Допустимая | меньше 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
| Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение общего уровня заболеваемости |
| Опасная | 32-128 | Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хрони-ческими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы |
| Чрезвычайно опасная | больше 128 | Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза при беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных). |
Мероприятия по охране почв
Почва - основной компонент наземных экосистем, который образовался в течение геологических эпох в результате постоянного взаимодействия биотических и абиотических факторов. Как сложный биоорганоминеральный комплекс почвы являются естественной основой функционирования экологических систем биосферы.
Важным свойством почв является их плодородие. Благодаря нему почвы являются основным средством производства в сельском и лесном хозяйствах, главным источником сельскохозяйственных продуктов и других растительных ресурсов, основой обеспечения благосостояния населения. Поэтому охрана почв, рациональное использование, сохранность и повышение их плодородия, - непременное условие дальнейшего экономического прогресса общества.
Загрязнение почвы - это попадание в почву разных химических веществ, токсикантов, отходов сельского хозяйства и промышленного производства, коммунально-бытовых предприятий в размерах, которые превышают их обычное количество, которое необходимо для участия в биологическом круговороте грунтовых экологических систем. Ниже рассмотрены основные виды загрязнения почв и мероприятия борьбы с ними.
