Тема 2. Визначення антропогенного впливу на літосферу і гідросферу

2.1. Забруднення ґрунтів важкими металами

На території міст ведучим фактором у ґрунтоутворенні є антропогенний фактор, тому для міст характерні так званні техногенези - ґрунти, що створені в процесі господарського освоєння ділянок земель і в процесі рекультивації тих чи інших об'єктів.

На території міст ґрунти піддаються забрудненню: 1) механічному, що впливає на механічні властивості ґрунтів; 2) хімічному, у результаті чого концентрації хімічних елементів перевищують норму та змінюються фізико-хімічні властивості ґрунтів; 3) біологічному, що спричиняє привнесення в ґрунт і розмноження в ньому небезпечних бактерій, хробаків, комах.

Ґрунт є головним нагромаджувачем металів. Він не тільки акумулює важкі метали, але і виступає буфером - природним фільтром, що контролює перенос хімічних елементів, і з'єднує атмосферу, гідросферу і живі організми. Дуже небезпечними токсичними елементами є свинець, ртуть, кадмій і хром.

Рівень забруднення ґрунтів характеризується коефіцієнтом аномалії концентрації метала:

, (1)

де С_і – фактична концентрація забруднювачів у ґрунті, мг/кг;

С_ф – фонова концентрація забруднюючої речовини, мг/кг.

Для оцінки поліелементного забруднення ґрунтів металами, розраховують сумарний показник забруднення:

, (2)

де п – число елементів.

Якщо коефіцієнт концентрації , то , що говорить про загрозу, спричинену техногенезові забруднюючими речовинами, ступінь якої градуюється наступним чином:

• Z_c<16 – рівень загрози забруднення території оцінюється як допустимий;

• 16<Z_c<32 – помірно загрозливий;

• 32< Zc<128 – загрозливий;

• Zc≥128 – надзвичайно загрозливий.

Задача 2.1. Порівняйте оцінку забруднення ґрунтів у місті Кривий Ріг по сумарному показникові забруднення. Концентрації мікроелементів у ґрунтах надані в таблицях 2.1.

Таблиця 2.1.

Концентрації мікроелементів, мг/кг	Варіант 11	Фонове значення, мг/кг
Cr	45	30
Mn	730	600
Fe	62672	22000
Co	11	9
Ni	45	10
Cu	15	20
Zn	83	30
Cd	3	1
Pb	17	10

Оскільки, рівень забруднення ґрунтів характеризується коефіцієнтом аномалії концентрації метала, то визначаємо його за формулою (1):

;

Рис. 1. Спектр забруднення важкими металами ґрунтів м. Кривий Ріг

Сумарний показник забруднення ґрунтів важкими металами території м. Кривого Рогу розраховується за формулою (2) та дорівнює:

Висновок: З отриманого показника забруднення ґрунтів робимо висновок, що рівень загрози забруднення території міста Кривого Рогу оцінюється як доступний Z_{c <} 16=11,51.

Задача 2.2. Порівняйте спектр забруднення ґрунтів важкими металами на ділянках випробування. Концентрації мікроелементів у ґрунтах надані в таблицях 2.2.

Таблиця 2.2.

Концентрації мікроелементів, мг/кг	Варіант 11
Cr	84
Mn	732
Co	14
Ni	54
Cu	36
Zn	79
Cd	6
Pb	47

Розв’язування: Спектр забруднення ґрунтів важкими металами будують за даними розрахунків коефіцієнта аномалії концентрації кожного окремого метала. Область знаходження спектру пристосовується до кратності перевищення концентрації фонового значення окремого мікроелементу в ґрунтах.

Значення коефіцієнтів аномалії концентрації мікроелементів у ґрунтах ділянки №2, розраховані за формулою (1), наступні:

Рис. 2. Спектр забруднення важкими металами ґрунтів ділянки №2

Сумарний показник забруднення ґрунтів важкими металами території м. Дніпропетровська розраховується за формулою (2) та дорівнює:

Висновок: З отриманого показника забруднення ґрунтів робимо висновок, що рівень загрози забруднення території міста Дніпропетровська оцінюється як помірно загрозливий 16<Z_c<32=19,11