Нормирование качества почвы

Сохранить почву агроландшафта в нативном состоянии в современных условиях практически невозможно, так как вся поверхность земного шара в той или иной мере подвержена воздействию антропогенных продуктов, тем более земли сельскохозяйственного использования. Следовательно, вопрос состоит не в том, чтобы иметь абсолютно чистую почву, а в том, чтобы уровни содержания загрязнений антропогенного происхождения находились в ней в количествах, не приводящих к негативным последствиям. Чтобы экспериментально решить, какое содержание тяжелых металлов можно допустить в почвах сельскохозяйственного использования, необходимо создать условия, наиболее контрастно проявляющие негативные последствия загрязнения корнеобитаемого слоя. Лучшими субстратами в этом случае являются песок или песчаная и супесчаная почвы с кислой реакцией и низким содержанием органического вещества. Из растений необходимо брать виды, обладающие хорошей способностью поглощать тяжелые металлы (Гончарук Е. и Сидоренко Г., 1986). Другим критерием также может служить предельно допустимое содержание металла в растениеводческой продукции. Если при выращивании растений на почве, содержащей тяжелые металлы, их концентрация в растении в фазе технической спелости меньше ПДК, установленного для продуктов питания, то такую почву можно считать пригодной для сельскохозяйственного использования, а содержание металлов в ней будет характеризовать уровень загрязнения, не достигающий предельного значения. Такой подход к определению ПДК является более целесообразным, так как для всех почв с их многообразием физико-химических свойств, практически нельзя установить единого значения ПДК. Кроме того, необходимо знать способности растений, выращиваемых на данной почве, поглощать конкретные поллютанты. Выбор песчаной почвы в качестве среды, на которой определяются предельно допустимые загрязнения, обусловлен ее очень низкой способностью поглощать ионы из почвенного раствора, небольшой буферностью и хорошей водопроницаемостью. Следовательно, загрязнение такой почвы металлами создает весьма благоприятные условия для поступления их в растения, с одной стороны, и мало препятствует вертикальной водной миграции элементов в почве - с другой. Установление значений ПДК на песках дает определенную гарантию их надежности для всех остальных минеральных почвенных разностей. Однако вряд ли будет верным руководствоваться предельной концентрацией, установленной этим способом, так как она значительно ограничивает возможности использования некоторых видов коммунальных и промышленных отходов в сельском хозяйстве. Иногда ПДК, установленные таким способом, приводят к результату, противоречащему здравому смыслу. Так, вероятно, для почв была определена допустимая концентрация мышьяка, равная 2 мг на килограмм, в то время как среднее содержание этого элемента в почвах в природных условиях-6,0, а возможный естественный интервал колебаний - от 0,1 до 40 мг/кг. Правильнее руководствоваться дифференцированными предельно допустимыми концентрациями, разработанными для различных типов почв и почвенных разностей. В опытах Н. Г. Зырина с сотрудниками (1985), в которых изучались различные уровни загрязнения почв свинцом, цинком и кадмием, было установлено, что губительные концентрации металлов и концентрации, приводящие к патологии растений, для разных почв неодинаковы. Варьируют они и в зависимости от времени взаимодействия металлов с почвами. Чем дольше находится металл в почве, тем прочнее закрепляется в ней, тем меньше проявляется его фитотоксичность. [3]

Основные понятия, касающиеся химического загрязнения почв, определены ГОСТ 17.4.1.03-84 «Охрана природы. Почвы. Термины и определения химического загрязнения», СанПиН 2.1.7.1287-03, ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: гигиенические нормативы», а также Федеральным законом Российской Федерации от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». В настоящее время в нормировании качества почвы применяется только один показатель, разработанный для почв, использующихся в сельском хозяйстве. Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) - это концентрация вредного вещества в верхнем пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. 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:

Z_С = ∑K_Сi - (n – 1) , где K_Ci - коэффициент концентрации i-го элемента в пробе; n - число учитываемых элементов.

Суммарный показатель загрязнения почвы 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_С проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.

Таблица 4. Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (Z_c)

Категория загрязнения почв	Показатель сум­марного загряз­нения почв, Zc	Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая	Менее 16	Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функ­циональных заболеваний
Умеренно опасная	16-32	Увеличение общей заболеваемости
Опасная	32-128	Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболе­ваниями, нарушениями функционального со­стояния сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно опасная	Более 128	Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин

[6]

Существует зависимость между содержанием подвижных форм тяжелых металлов в почвах и их концентрациями в тканях растений. Вместе с тем, химический состав растений обладает упорядоченностью и стабильностью, сопротивляясь изменениям. Функцию защиты выполняют, прежде всего, клеточные мембраны, а также некоторые механизмы, регулирующие элементный состав растительной ткани. Поэтому некоторые авторы (Ильин В.Б., Степанова М.Д.) оценку загрязненности почв предлагают проводить по следующим показателям, которые рассчитываются относительно контрольных и исследуемых почв и растений:

1) накоплению элементов в почве (т.е. по уровню их абсолютного содержания); 2) количеству подвижной формы элемента, которая рассматривается как активная форма загрязнения; 3) общему и внутритканевому загрязнению растений, т.е. превышению содержания элемента в тканях растения по сравнению с растением, произросшем на «чистой» местности.[3]

Ниже приведены таблицы ПДК и ОДК тяжёлых металлов на 1991 г.:

[1]