Экологический мониторинг

Достоверно установлено, что техногенные выбросы, загрязня¬ющие почвенный покров через атмосферу, сосредоточиваются в поверхностных слоях почвы. Тяжелые металлы сорбируются, как правило, в первых 2...5 см от поверхности. Загрязнение нижних горизонтов происходит в результате обработки почвы (вспашки, культивации, боронования), а также вследствие диффузионного и конвективного переноса через трещины, ходы почвенных живот¬ных и растений. Поэтому наиболее четкая картина загрязненности почвенного покрова тяжелыми металлами может быть получена при отборе проб почв с глубин 0... 10 и 0...20 см на пашне и 0...2,5; 2,5...5,0; 5... 10; 10...20 и 20...40 см на целине или старой залежи.

Объединенная проба составляется, как правило, методом так называемого «конверта». Все дальнейшие операции с первичной обработкой почв аналогичны операциям, осуществляемым при контроле за загрязнением почв пестицидами. После отбора проба почвы направляется на анализ в лабораторию. К каждой пробе при¬лагается талон, содержащий основные необходимые сведения о самой почве и условиях ее отбора. В сопроводительном талоне ука¬зываются порядковый номер образца, число, месяц и год отбора, а также либо фактическое название, либо номер или условное обо¬значение пункта, расшифрованное в рабочем журнале.

При наблюдениях за уровнем загрязнения почв тяжелыми ме¬таллами в сопроводительном талоне указываются расстояния от источника загрязнения или внешней границы города, а также на¬правление от источника загрязнения — азимуты по 16 направле¬ниям (север, северо-северо-восток, северо-восток и т.д.), отмеча¬ются показатели рельефа местности: крутизна склона, их расположение (северная, восточная, южная и западная); часть склона (верх¬няя, средняя или нижняя треть); основные точки и линии релье¬фа территории, на которой закладывается площадка; вершины, котловины, водоразделы, поймы. Кроме того, указываются глу¬бина залегания грунтовых вод, определяемая по глубине колод¬цев (открытых и артезианских), сельскохозяйственная культура (настоящая и предшествующая) или естественная растительность и их состояние (удовлетворительное, хорошее, неудовлетвори¬тельное), а также состояние поверхности почвы (наличие или отсутствие микроповышений или микропонижений, борозд, ко¬чек) и качество ее обработки. Пробы почв и сопроводительные талоны к ним сохраняются в лаборатории в течение полутора-двух лет.

Критериями при составлении перечня загрязняющих почву ве¬ществ, подлежащих контролю, являются их токсичность, распро¬страненность и устойчивость.

 

12.2 Контроль загрязнения почв  пестицидами

 

В настоящее время существуют конкретные правила и методы отбора проб почв для определения микроколичества пестицидов и гербицидов, разработанные Институтом экспериментальной ме¬теорологии (ИЭМ) Росгидромета. В соответствии с этими прави¬лами наблюдения и контроль за загрязнением почв пестицидами и гербицидами включают в себя несколько важных моментов, на которые следует обратить внимание.

При подготовке к наблюдениям и контролю за загрязнением почв в полевых условиях, как правило, изучается имеющийся ма¬териал о физико-географических условиях объекта исследования, осуществляется детальное ознакомление с информацией о дли¬тельности применения пестицидов в хозяйствах изучаемого объек¬та, выявляются так называемые выборочные хозяйства с наиболее интенсивным (по объему) применением пестицидов в течение по¬следних 5... 7 лет, анализируются материалы об урожайности сельскохозяйственных культур и т.д.

Исследование загрязнения почв пестицидами проводится на постоянных и временных пунктах наблюдения. Постоянные пунк¬ты создаются в различных хозяйствах района обследований не ме¬нее чем на 5-летний период. Число постоянных пунктов зависит от числа и размеров хозяйств. Кроме выборочных хозяйств, постоян¬ные пункты создаются на территориях молокозаводов, мясоком¬бинатов, элеваторов, плодоовощных баз, птицеферм, рыбхозов и лесхозов и т.д. Для оценки фонового загрязнения почв пестицида¬ми выбираются участки, удаленные от сельскохозяйственного и промышленного производства, находящиеся в «буферной зоне» заповедников. На временных пунктах наблюдение и контроль за загрязнением почв пестицидами осуществляются в течение одного вегетационного периода или года.

 

12.3 Контроль загрязнения почв  вредными веществами промышленного  происхождения

 

Перед выполнением полевой программы наблюдений за уров¬нем загрязнения почв в природных и сельскохозяйственных ланд¬шафтах необходимо провести планирование работ, т. е. определить примерное количество точек отбора почв, которые дадут основ¬ной физический материал, составить схему их территориального размещения, наметить полевые маршруты или последовательность обработки площадей, установить календарные сроки исполнения задания. Помимо этого следует проверить наличие и качество то-пографического материала, а также тематических карт (почвен¬ных, геоботанических, геологических, геохимических и др.). Кро¬ме того, необходимо собрать сведения об источниках загрязнения почв на территории (расположение, используемое сырье, объем производства, отходы), а также установить связь с учреждениями, которые заинтересованы в предполагаемых обследованиях.

Наблюдения за уровнем загрязнения почв тяжелыми металла¬ми в городах и на окружающей территории носят характер экспе¬диционных работ и поэтому включают в себя все мероприятия по подготовке к ним. Время проведения экспедиционных работ и от¬бора почв не имеет принципиального значения. Однако удобнее всего сбор материалов проводить в сухое время года, в период уборки урожая основных сельскохозяйственных культур, т. е. летом и в начале осени. При развернутых стационарных наблюдениях от¬бор проб производится независимо от времени экспедиционных работ. Повторные наблюдения за уровнем загрязнения почв тяже¬лыми металлами ранее обследованных территорий осуществляют¬ся через 5... 10 лет.

 

12.4 Контроль радиоактивного загрязнения почв

 

Радиоактивные выпадения из атмосферы, попавшие на поверх¬ность почвы, задерживаются в ней. Радионуклиды с большим пе¬риодом полураспада накапливаются в поверхностном слое почвы. Это позволяет определять суммарное значение выпадений за про¬должительный период времени. Исследование вертикального рас¬пределения радионуклидов по профилю почвы позволяет не толь¬ко правильно определить содержание радиоактивных веществ в почве, но и оценить мощность дозы, вызванную гамма-излучени¬ем того или иного радионуклида, определить скорость миграции радионуклидов в почве, выявить низкие уровни промышленного загрязнения на фоне глобального или «свежие» радиоактивные выпадения на фоне «старого» загрязнения, а также количество радионуклидов в почве.

Для контроля за радиоактивным загрязнением почв применя¬ется метод отбора проб почв с последующим их гамма-спектро¬метрическим анализом в лабораторных условиях. Кроме того, в полевых условиях может быть также использован метод непосред¬ственного гамма-спектрометрического анализа гамма-излучения, испускаемого почвой, с помощью портативного гамма-спектрометра (экспресс-анализа с помощью приборов «Белла» и СРП-88).

 

12.5 Обобщение результатов мониторинга  почв

Негативные последствия антропогенного загрязнения почв про¬являются на региональном и на глобальном уровнях. Поэтому в настоящее время разработка программ наблюдения за химическим загрязнением почв является наиболее актуальной задачей. Созда¬ние таких программ требует прежде всего правильной оценки со¬временного состояния почв, т.е. организации системы наблюде¬ний и оценки состояния почв, испытывающих воздействие антропогенных загрязняющих веществ.

Содержание и характер проведения наблюдений за уровнем загрязнения почв и их картографирование в сельских и городских условиях имеют свою специфику. Задачами наблюдений являются:

- регистрация современного уровня  химического зягрязнения почв, а  также выявление географических  закономерностей и ди¬намики  временных изменений загрязнения  почв в зависимости от расположения  и технологических параметров источника загряз¬нения;

- прогноз изменения химического  состава почв в ближайшем бу¬дущем  и оценка возможных последствий  их загрязнения;

- обеспечение заинтересованных  организаций информацией об уровне  загрязнения почв.

С учетом перечисленных выше задач можно выделить следующие виды наблюдений:

- режимные, т. е. систематические наблюдения  за уровнем содер¬жания химических  веществ в почвах в течение  определенного про¬межутка времени;

- комплексные, включающие в себя  исследования процессов ми¬грации загрязняющих веществ в системах атмосферный воздух — почва, почва — растение, почва — вода и почва — донные отложе¬ния;

- изучение вертикальной миграции  загрязняющих веществ в поч¬вах  по профилю;

- за уровнем загрязнения почв  в определенных пунктах, наме¬ченных в соответствии с запросами тех или иных организаций.

Таким образом, при наблюдениях за уровнем загрязнения поч¬вы необходимо получить представление не только о степени ее химического загрязнения в настоящее время, но и о путях разви¬тия происходящих процессов в будущем, и в частности в период, когда будут проводиться мероприятия, направленные на умень¬шение химического загрязнения почвы, существенно изменяю¬щие ее водный, тепловой, солевой, биологический и другие ре¬жимы.

В то же время состояние и прогноз загрязнения почвы не может базироваться только на анализах проб. Почва — это элемент ланд¬шафта, поэтому ее исследование неотделимо от изучения всех ком¬понентов природного и антропогенного комплексов, всех путей накопления загрязняющих веществ в природных, сельских и го¬родских условиях. Информация о загрязнении почв поступает в лаборатории в виде сопроводительных талонов, а анализы почв — в виде рабочих таблиц. По этим данным составляют справки и обзо¬ры, а также дают так называемую штормовую информацию. В уста¬новленные методиками Гидромета сроки данные анализа почвы наносятся на технохимические карты.

 

29. Деградация почв - процесс постепенного снижения плодородия почвы вследствие изменения климата, растительного покрова, воздействия человека, неблагоприятного водного режима, а также ее возрастающего выщелачивания.

30. Хим загрязнение почв

Загрязнение почвы

 

Почва — среда обитания многочисленных низших животных и микроорганизмов, в том числе бактерий, плесневых грибов, вирусов и др. Почва является источником заражения сибирской язвой, газовой гангреной, столбняком, ботулизмом.

 

Наряду с естественным неравномерным распространением тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и их искусственное перераспределение. Выбросы промышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производства, рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новые сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате различных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почва — растения — человек, почва — атмосферный воздух — человек, почва — вода — человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные металлы (железо, медь, алюминий, свинец, цинк) и другие химические загрязнители.

 

Почва обладает способностью накапливать радиоактивные вещества, поступающие в нее с радиоактивными отходами и атмосферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и поражают живые организмы.

 

К числу химических соединений, загрязняющих почву, относятся и канцерогенные вещества — канцерогены, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний. Основными источниками загрязнения почвы канцерогенными веществами являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы промышленных предприятий, тепловых электростанций и т. д. В почву канцерогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пылевыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Основная опасность загрязнения почвы связана с глобальным загрязнением атмосферы.

 

Нормирование химического загрязнения почв проводится по предельно допустимым концентрациям ПДКп в соответствии с ГН 6229-91 “Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных допустимых количеств химических веществ в почве”.Загрязнение атмосферы

 

Атмосферный воздух — один из важнейших компонентов среды обитания. Главными источниками загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции и теплоцентрали, сжигающие органическое топливо; автотранспорт; черная и цветная металлургия; машиностроение; химическое производство; добыча и переработка минерального сырья; открытые источники (добычи сельскохозяйственного производства, строительства).

 

В современных условиях в атмосферу попадает более 400 млн. т частиц золы, сажи, пыли и разного рода отходов и строительных материалов. Кроме приведенных выше веществ в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: пары минеральных кислот (серной, хромовой и др.), органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу.Источники выбросов загрязняющих веществ в атфосферу

Примеси Основные источники Средняя концентрация в воздухе мг/м3

Ествественные Ангропогенные

Пыль Вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары Сжигание топлива в промышленных и бытовых условиях в городах 0,04 — 0,4

Диоксид серы Вулканические извержения, окисление серы и сульфатов, рассеянных в море Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках в городах до 1,0

Оксиды азота Лесные пожары Промышленность, автотранспорт, теплоэлектростанции В районах с развитой промышленностью до 0,2

Оксиды углерода Лесные пожары, природный метан Автотранспорт, испарение нефтепродуктов В районах с развитой промышленностью до 0,3