Загрязнение почв тяжелыми металлами, как фактор их деградации

Значимость проблемы

Загрязнение почв тяжелыми металлами представляет большую народнохозяйственную и экологическую проблему. Тяжелые металлы из почв мигрируют в грунтовые воды и водоемы, а затем потребляются человеком с питьевой водой. Они поступают в растения и, в дальнейшем. Попадают в продукты питания растительного и животного происхождения. Частично, тяжелые металлы попадают из почв с испарением и из растений с транспирацией в воздушную среду, а затем через органы дыхания в организм человека. Небезопасны для биоты и человека и физические поля, трансформированные и отраженные скоплениями тяжелых металлов. Под действием тяжелых металлов происходит угнетение практически всего растительного и почвенного мира суши и водоемов. При этом часть изменений накапливается и действует на биоту на генетическом уровне. Считается, что образ жизни определяет 49-53% здоровья и продолжительности жизни, генетические факторы – 18-22%; загрязнение – 17-20%; медицинские факторы – 17-20%.

При этом, к сожалению, уровень загрязнения почв тяжелыми металлами все время возрастает. Считается, что каждый житель Земли ежедневно производит в среднем 2-4 кг отходов и мусора. И эта антропогенная нагрузка будет возрастать, что видно на примере высокоразвитых стран. Для примера, в 1972 году только 6% населения земного шара в США производили 70% твердых отходов и остатков (Commoner, 1972). Большие уровни поступления в почву токсикантов отмечаются и для отдельных районов России. Так, например, в Тульской области ежегодный выброс вредных веществ в атмосферу составлял в 1991 г. 600 тысяч тонн, в реки – 419 млн. м² (Дмитриев А.В., Сычев А.И., 1997).

Значительное количество тяжелых металлов поступает в почву и при их сельскохозяйственном использовании. По оценке ЦИНАО к 1990 году с фосфорными удобрениями, в целом, в СССР внесено в почву 16633 т свинца, 3200 т кадмия, 533 т ртути. Уровень воздействия тяжелых металлов на агроэкосистемы иллюстрируется следующими примерами. Учватовым В.П. (1994) отмечается, что в агроэкосистемах южного Подмосковья суммарная полиметаллическая нагрузка составляет - 441-1162 мг/м² железа, 40-83 – марганца, 44-95 – цинка, 4, 1-9, 6 – никеля, 4, 9-1, 3 – свинца, 0, 15-1, 2 мг/м² – кадмия. В Тульской области ежегодно на 1 м² поверхности с жидкими атмосферными осадками и пылью поступает: в заказнике «Тульские засеки» – 400-540 мг Fe; 36-137 – Mn; 56-69 – Zn; 4-7, 5 – Ni; 1, 7-3, 5 – Pb; 0, 12-0, 15 мг Cd; в агроэкосистемах соответственно 185-620; 12-30; 21-47; 1, 8-5; 4, 3-11 и 0, 1-1, 0 мг. Вблизи источника загрязнения накопление свинца в почве достигает 545 мг/кг, цинка 158 мг/кг; меди –118; а на расстоянии 10 км соответственно 50, 3 и 9 мг/кг (Реуце К., 1986). ПО данным автора, вдоль дорог содержание свинца может достигать 300 мг/кг.

Загрязнение почв по своим последствиям существенно отличается от загрязнения вод и воздуха. 1. В почвах равновесие, нарушенное при загрязнении, восстанавливается значительно медленнее, чем в водной и воздушной среде. 2. При загрязнении почв (деградации почв), как правило, нарушаются их функции и чаще несколько функций. Опасность, вызываемая загрязнением почв тяжелыми металлами, усугубляется еще и слабым выведением их из почв. Так, период полуудаления в условиях почвенных лизиметров варьирует в зависимости от вида металла: для цинка – 70-510 лет, кадмия – 13-1100 лет, меди – 310-1500, свинца 740-5900 лет (Агроэкология, М., Колос, 2000).

В 1996 году в Российской Федерации более 1 млн. га почв сельскохозяйственных угодий было загрязнено особо токсичными (1 класс опасности) и около 2-3 млн. га токсичными (2 класс опасности) элементами. По данным ЦИНАО (Кузнецов А.В., 1998), интенсивность загрязнения пахотных почв России тяжелыми металлами и фтором можно расположить в следующий ряд: Cu > Ni > Co > Pb > Cd > F > Zn > As. В ниже следующей таблице приведены сведения о доле площадей пахотных почв России, загрязненных тяжелыми металлами.

                                                                          Таблица 20

Площади пахотных почв РФ, загрязненных тяжелыми металлами и фтором

(Овчаренко М.М. и др., 1997)

               В % от обследованной территории с содержанием выше ПДК  

  PB: Cd: Ni: Cr: Zn: Co: Cu: As: F

ПДК по валовому содержанию

1, 6        0, 1      0, 1      0, 5      0, 15     1, 0       0, 1      1, 2        -

по содержанию подвижных форм

0, 1        0, 1      0, 6       -         0, 05      -          1, 9            -        0, 5

сумма

1, 7        0, 2      0, 7       0, 5     0, 20     1, 0       2, 0      1, 2       0, 5

Практически все выявленные Центральным институтом агрохимического обслуживания загрязненные почвы, за исключением загрязнения кадмием, представлены почвами неудовлетворительного экологического состояния. Площадь почв неудовлетворительного экологического состояния по кадмию составляет 37, 5% от общей загрязненной. Отсутствуют почвы, относящиеся по уровню загрязнения у зонам чрезвычайной экологической ситуации (4-я группа по кобальту) и экологического бедствия (5-я группа по кобальту и никелю). Незначительные площади почв, относящиеся к зонам чрезвычайной экологической ситуации по никелю, меди, хрому и экологического бедствия – по свинцу, цинку, мышьяку, хрому и меди. Широко распространены почвы, относящиеся к зоне чрезвычайной ситуации по кадмию. Доля таких почв составляет 56, 3% от общей площади загрязненных кадмием. Значительно распространены также почвы, относящиеся к зоне экологического бедствия по кадмию (6, 2%). Доля загрязненных почв, относящихся к зоне чрезвычайной экологической ситуации по свинцу, цинку и мышьяку колеблется в пределах 9, 0-22%.      

Анализ содержания тяжелых металлов в растениеводческой продукции также свидетельствует о значительном варьировании показателей в зависимости от вида растений, почвенно-климатических условий и технологии выращивания. Так, содержание меди в клубнях картофеля колеблется в пределах 3-11 мг/кг, составляя среднем 5, 6 мг/кг, что несколько выше ПДК. Содержание цинка в клубнях картофеля соответственно равно 5-22 мг/кг и 14 мг/кг; свинца – 0-1, 5 и 0, 73 мг/кг; кадмия – 0-0, 21 и 0, 11 мг/кг. На основании вышеприведенных данных можно сделать предварительный вывод о том, что тяжелые металлы, особенно, кадмий, свинец, цинк, а также мышьяк в настоящее время представляют серьезную опасность для растениеводства.

Оценка уровня загрязнения почв

Предельно допустимый уровень состояния почв – это тот уровень, при котором начинают изменяться количество и качество вновь создаваемого живого вещества, т.е. биологической продукции. Для обоснования предельно допустимого уровня состояния почв предложены показатели, которые определяются экспериментально. Для минимально низкой концентрации тяжелого металла определяется критический (самый чувствительный) показатель, характеризующий ущерб или экономические последствия, и по этому показателю устанавливается критический уровень концентрации элемента (Орлов Д.С., Безуглова О.С., 2000).

При оценке степени загрязнения почв учитывают превышение содержания элемента в почве, по сравнению с фоном (кларком) и средним содержанием в земной коре. Однако, природное пространственное варьирование содержания химических элементов очень велико и зависит от конкретной почвенно-экологической ситуации (Прохоров А.Н., Чернова О.В., 1997). Нередко фоновое содержание отдельных элементов в почвах выше принятого уровня ПДК. По ряду элементов существует несогласованность между фоновым содержанием в почвах и уровнем ПДК. Так, для хрома среднее фоновое содержание в почве установлено 100 мг/кг, ПДК – 50 мг/кг. При колебании фонового содержания свинца от 2 до 200 мг/кг ПДК составляет 30 мг/кг.

Для почв с многообразием физико-химических свойств установить единое значение ПДК невозможно (Орлов Д.С., Безуглова О.С., 2000). В связи с этим, по данным Мотузовой Г.В. (1992), при выработке экологических нормативов микроэлементного состава почв следует опираться на природные инварианты содержания микроэлементов в почвах. За уровень предельно допустимой концентрации микроэлементов в почвах следует принять превышение среднего регионального фонового содержания на три средних квадратичных отклонения, при уровне вероятности Р=0, 99.

 Аналогичной точки зрения придерживаются в последнее время и другие авторы. Как указывают Прохоров А.П. и Черникова О.В. (1997), унифицированные средние и допустимые значения концентраций (содержания) загрязняющих веществ в почвах даже одной классификационной принадлежности не могут быть установлены. Это определяется тем, что природное пространственное и временное варьирование содержания химических элементов очень важно и зависит от конкретной почвенно-экологической ситуации (погодно-климатических условий, положения в ландшафте, вида растительности, состава почвообразующих пород, на пахотных землях от вида и сорта культур, системы агротехники и удобрений). Авторы предлагают создание системы региональных и почвенных эталонов. Эталоны должны выбираться из целинных или минимально антропогенно преобразованных почв типичных ландшафтов; с нашей точки зрения, для всех почв и ландшафтов, резко различающихся по своей экологической функции.         

Как отмечают Матвеев Ю.М. и Прохоров А.Н. (1997), экологическое нормирование более правильно проводить на основе природно-географического критерия «фоновое содержание». При этом под фоновым содержанием химических соединений и элементов понимается их содержание в почвах, соответствующее сочетанию естественных факторов почвообразования на территориях, не испытывающих заметного антропогенного воздействия. Фоновое содержание будет отличаться как для отдельных почв и элементов рельефа, так и для определенных регионов с характеристическими параметрами гидротермического режима. Под фоновым содержанием химических элементов в методических рекомендациях 1994 и 1996 г.г. понимается содержание, соответствующее их естественным концентрациям в почвах различных климатических зон. Более правильно оно определяется дополнительно для конкретных типов почв, элементов рельефа, гранулометрического состава, минералогического состава.

Оценка предельно допустимых концентраций по содержанию валовых и

подвижных форм соединений элементов

Предельно допустимый уровень или предельно допустимая концентрация – это максимальное значение фактора, которое воздействуя на человека (изолированно или в сочетании с другими факторами), не вызывает у него и его потомства биологических изменений, даже скрытых и временно компенсируемых, в том числе заболеваний, изменений реактивности, адаптационно-компенсаторных возможностей, иммунологических реакций, нарушений физиологических циклов, а также психологических нарушений. Уровень загрязнения определяется, в основном. По валовому содержанию элементов. В то же время одно и то же валовое содержание элемента в одних случаях будет токсичным, а в других нетоксичным. Это зависит от подвижности токсиканта в конкретных условиях среды.

Степень превышения валового содержания элемента в почве, по сравнению с фоновой почвой, не всегда коррелирует со степенью его токсичности. В том случае, когда элемент прочно связан с твердой фазой почвы (в кристаллической решетке минералов или в виде трудно растворимых осадков), степень его токсичности значительно ниже, чем у подвижных форм. На необходимость разработки ПДК для подвижных форм указывается и в сборнике «Охрана почв» (1996). На растения также действуют не валовые, а подвижные формы токсикантов. Например, даже при значительном содержании свинца и кадмия в почве, но при щелочной реакции среды они находятся в виде трудно растворимых осадков и очень незначительно поглощаются растениями. Очевидно. необходимо составление ПДК по подвижным формам тяжелых металлов (их активности). Такие попытки сделаны Обуховым А.И. (1988) и рядом других авторов.

При более детальной оценке уровень токсичности тяжелого металла в почве определяется не только содержанием его подвижных форм, а активностью, константами устойчивости и размерами образующихся комплексных соединений, реакциями конкурирующего комплексообразования в системе почва-растение и т.д. В частности, уровень токсичности зависит от прочности связи элемента с твердой фазой (гранулометрического и минералогического состава, емкости поглощения, степени гумусированности), от скорости перехода токсиканта из твердой фазы в раствор и т.д. В то же время концентрация токсиканта в любой вытяжке определяется эффективными произведениями растворимости его осадков, эффективными константами ионного обмена в системе твердая фаза почвы – почвенный раствор, эффективными константами нестойкости образующихся комплексов. Эта величина далеко не полностью зависит от содержания токсиканта в почве (валовых или обменных форм). Очевидно, необходимо знать активность токсиканта в почве, количество его подвижных форм и скорость их перехода из твердой фазы в раствор. Важным параметром является миграционная способность токсиканта.

Различают четыре разновидности ПДК_п, в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ – транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы через корневую систему растений в зеленую массу и плоды; МА – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; МВ – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водные источники; ОС – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробиоценоз.

В случае применения новых химических соединений, для которых отсутствует ПДКп, рассчитывают временные допустимые концентрации: ВДК_п = 1, 23 – 0, 48 ПДК_пр, где ПДК_пр – предельно допустимые концентрации для продуктов питания (овощных и плодовых культур), в мг/кг.

Использование для оценки загрязнения почв тяжелыми металлами суммарного

показателя загрязнения  

Оценку экологической опасности, возникающей вследствие устойчивых техногенных нагрузок, проводят двумя способами.

 1. С помощью педогеохимической индикации степени загрязнения почв тяжелыми металлами (Глазовская М.А., 1981). При этом, рассчитывают коэффициенты концентрации К(к) загрязнителей по формуле: К(к) = Сi/Cф, где Сi – концентрация химического элемента в загрязненной пробе, мг/кг; а Сф – фоновое содержание этого элемента, мг/кг. Чаще Сi и Сф берут для валового содержания элементов. Для загрязняющих веществ неприродного происхождения коэффициент концентрации определяют, как частное от деления массовой доли загрязняющего вещества и его предельно допустимой концентрации. Коэффициент К(к) отражает интенсивность загрязнения. При К(к) > 1 < 2 уровень загрязнения минимальный, при К(к) – 2-4 – слабый, 4-8 – средний, 8-16 – сильный, 16-32 – очень сильный, > 32 – максимальный.

2. Для оценки полиэлементных аномалий в ландшафтах используют суммарный показатель загрязнения (Z): = å K(k) – (n – 1), где К(к) – коэффициенты концентрации ТМ > 1; n – число химических элементов с К(к) > 1. Параметр суммарной концентрации Zc отражает совокупную техногенную нагрузку на конкретный ландшафт, обусловленную влиянием всех элементов с аномально высокими концентрациями. Для них Zc > 100-120. Уровни загрязнений почв по величинам суммарного показателя концентраций соответствует таким градациям: Zc < 8 – уровень минимальный, 8-16 – слабый, 16-32 – средний, 32-64 – сильный, 64-128 – очень сильный, больше 128 – максимальный. Ниже приведена шкала опасности загрязнения почв по показателю Zc.

                                                                          Таблица 21

Ориентировочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному

показателю загрязнения (Zc)

Категория загрязнения: Величина: Изменение показателей здоровья населения

почв                        : Zc             :

допустимая                менее 16 наиболее низкий уровень заболеваемости детей и ми-

                                                       нимальная частота встречаемости функциональных

                                                       отклонений

умеренно опасная     16-32     увеличение общей заболеваемости

опасная                       32-128  увеличение общей заболеваемости, числа часто бо-

                                                       леющих детей хроническими заболеваниями, нару-

                                                       шениями функционального состояния сердечно-со-

                                                       судистой системы

чрезвычайно опасная более 128 увеличение заболеваемости детского населения,

                                                       нарушение репродуктивной функции жизни

При одновременном присутствии нескольких вредных веществ однонаправленного действия их совместная допустимая концентрация определяется следующим выражением: / ПДК_i < 1, где С_i – концентрация i-го вещества в жизненном пространстве, ПДК_i – предельно допустимая концентрация вещества в жизненном пространстве, n – число веществ.

С₁ / ПДК₁ + С₂ / ПДК₂ + … С_п /ПДК_п < 1. Предельно допустимый выброс (ПДВ) в атмосферу – С £ ПДК – Сф. Уровень воздействия токсикантов на систему определяет риск их воздействия. Риск – R = (N_ЧС / N_O) £ R_ДОП, где R – риск, N_ЧС – число чрезвычайных событий в году; N_O – общее число событий в году, R_ДОП – допустимый риск. Неприемлемый риск – вероятность негативного воздействия > 10^-3; приемлемый - < 10^-6 («Безопасность жизнедеятельности», 1999).

Для растений и почв допустимые уровни Zc отличаются. Касатиковым В.А. (1989) выявлены следующие градации степени загрязнения растений: слабое – Zc < 3 ед.; среднее – 3-10; сильное – Zc > 10 ед. Суммарный показатель загрязнения рассчитывается для элементов с повышенным уровнем транслокации в растения – Cd, Zn, Ni, Cr, Pb, Mo, Ag.

Очевидно, что отдельные токсиканты могут как увеличивать, так и ослаблять действие друг друга на изучаемый объект. В большинстве случаев, в реальных условиях эффективность действия смеси веществ несколько меньше. Чем сумма эффектов всех веществ и несколько больше, чем эффект каждого вещества. Однако, для почв и биологических объектов достаточно часто проявляется не только аддитивные эффекты взаимодействия токсикантов, но также эффекты синергизма, антагонизма, эффект сенсибилизации, независимого действия.

Аддитивное действие – это суммарный эффект смеси, равный сумме эффектов действующих компонентов. При потенцированном действии (синергизме) компоненты смеси действуют так, что одно вещество усиливает действие другого. Антагонистическое действие – эффект комбинированного действия меньше ожидаемого. Одно вещество ослабляет действие другого. При независимом действии комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого яда в отдельности. Преобладает эффект наиболее токсичного вещества. Сенсибилизация – это состояние организма, при котором повторное воздействие вызывает больший эффект, чем предыдущее. К веществам, вызывающим сенсибилизацию относятся бериллий и его соединения, карбонилы никеля, железа. Кобальта, соединения ванадия и т.д.

Отдельные токсичные вещества модифицируют мутагенный и канцерогенный эффекты основных загрязнителей окружающей среды посредством влияния на их метаболизм. Проницаемость для них мембран и т.д. К числу таких антропогенных факторов следует отнести насыщенность почв агрохимикатами, радиационный фон, атмосферную и магнитную загрязненность, шум, наличие тяжелых металлов, излучения промышленного происхождения. Их сочетание и в пределах допустимых уровней может привести к негативному эффекту в результате совместного воздействия. Отсюда очевидна необходимость дифференциального подхода при определении ПДК в регионах, существенно отличающихся антропогенной нагрузкой.

Буферность почв по отношению к тяжелым металлам

Буферность почв по отношению к тяжелым металлам может быть оценена по увеличению их содержания и подвижности в наиболее корнеобитаемом слое на единицу поступающего извне токсиканта. В данном случае учитываются реально протекающие процессы элюирования, миграции и аккумуляции токсикантов растительностью. С физико-химической точки зрения, буферность зависит от сорбционной емкости почв по отношению к определенным видам и формам соединений тяжелых металлов. Указанные параметры, в значительной степени, зависят от гранулометрического и минералогического состава почв, их рН и Eh, комплексообразующей способности органического вещества. При этом, рН, Eh, константы ионного обмена при поглощении тяжелых металлов почвой, константы нестойкости образующихся комплексов, произведения растворимости образующихся осадков определяют возможность закрепления тяжелых металлов в почвах и трансформацию их соединений. Количество в почве функциональных групп, ответственных за отдельные типы сорбции, определяет количество закрепляемых в почве тяжелых металлов.

В основном, устойчивость почв к загрязнению их тяжелыми металлами увеличивается при наличии в почве карбонатов, сульфатов, образующих с тяжелыми металлами осадки; при утяжелении гранулометрического состава почв, увеличении степени гумусированности, емкости поглощения, при увеличении прочности связи тяжелых металлов в образующихся комплексах, осадках, при поглощении в ППК, при промывном типе водного режима. Устойчивость почв к загрязнению тяжелыми металлами уменьшается при развитии анаэробиозиса, при деградации растительного покрова, в депрессиях, на вогнутых склонах, при развитии эрозии, при подкислении среды.  

Предельно допустимые концентрации и уровни воздействия

Нормирование химического загрязнения почв осуществляется по предельно допустимым концентрациям (ПДК_п). Это концентрация химического вещества в мг в пахотном слое почвы (кг), которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы. Проблеме нормирования посвящены многочисленные работы Глазовской М.А., Важенина И.Г., Зырина Н.Г., Обухова А.И., Пинского Д.Л., Большакова В.А. и др.

Предельно допустимые концентрации токсикантов разработаны для почв, растений, вод (различного характера использования), воздушной среды. Как правило, выделяются ПДК для валовых форм элементов в почве, для подвижных соединений некоторых элементов, для содержания токсикантов в водах. В то же время ПДК, очевидно, будут отличаться для отдельных почв, свойств почв, видов и сортов растений, отдельных процессов метаболизма. Различаются четыре разновидности ПДК в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды: ТВ – транслокационный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в корневую систему, зеленую массу и плоды растений; МА – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу; МВ – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные грунтовые воды и водные источники; ОС – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и микробоценоза. Величины предельно допустимых концентраций токсикантов для почв приведены в следующей таблице.

                                                                          Таблица 22

Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве и

допустимые уровни их содержания по показателям вредности

      Вещество: ПДК, мг/кг:                  Показатели вредности

                           : с учетом: -------------------------------------------------------------------------

                           : фона     : транслокаци-:            миграционный      : общесани-

                           :              : онный      : ----------------------------------------: тарный

                           :              :                  : водный  : воздушный:

подвижная форма

медь                             3             3, 5                 72                    -                  3

никель                         4             6, 7                 14                    -                   4

цинк                           23           23                  200                    -                37

кобальт                        5           25             > 1000                   -                   5

водорастворимая форма

фтор                           10           10                    10                    -                25

валовое содержание

сурьма                         4, 5          4, 5                   4, 5                 -                 50

марганец               1500       3000                1500                    -             1500 

ванадий                   150         170                  350                    -               150

марганец+ванадий 1000+100 1500+150       2000+200                                1000+100

свинец                       30           35                  200                    -                 50

мышьяк                       2             2                    15                    -                 10

ртуть                            2, 1          2, 1                 33, 3               2, 5                 5

свинец + ртуть     20, 0+1, 0 20, 0+1, 0         30, 0+2, 0               -             30, 0+2, 0

хлористый калий

(К₂О)                        560       1000                  560            1000             5000

нитраты                   130         180                  130                                         225

бенз(а)пирен            > 0, 02        0, 2                   0, 5                    -                  0, 02

бензол                          0, 3          3, 0                 10, 0               0, 3               50

толуол                          0, 3          0, 3               100                  0, 3               50

изопропил бензол       0, 5          3, 0               100                  0, 5               50

альфа-метил стирол    0, 5         3, 0                100                 0, 5                50

стирол                          0, 1          0, 3               100                  0, 1                 1, 0

ксилол                          0, 3          0, 3               100                    0, 4                 1, 0

сероводород                0, 4      160                   140                 0, 4             160

элементарная сера  160         180                   380                  -                160

серная кислота        160         180                   380                  -                160

      В то же время, по данным разных организаций и стран, предельно допустимые концентрации токсикантов для почв несколько отличаются. Ниже приведены величины ПДК по ТМ для почв из ГОСТов (№ 443387, №3210-85, №2546-82, №1968-79): по Pb – 3, 2; Hg – 2, 1; As – 2, 0; Sb – 4, 5; Mn – 1500; V – 160 мг/кг. По данным Важенина И.Г. (1985), 1 уровень загрязнения по марганцу соответствует 1600 мг/кг; по хрому – 400; по цинку – 100; по никелю – 80; по меди – 40; по свинцу – 20; по кобальту – 16. По данным Аммосовой Я.М. (1999), для хрома – 0, 05; для кадмия, никеля – 5, 0; для мышьяка – 20.

      Влияние ТМ на почву определяется не только их валовым содержанием, но, в первую очередь, содержанием водорастворимых и подвижных форм, их активностью в почвенном растворе. В связи с этим, показатели загрязнения должны различаться в зависимости от рН и Eh среды, других свойств почв. Пример такой группировки приведен в следующей таблице.

                                                                          Таблица 23

      Шкала экологического нормирования ТМ для геохимической ассоциации почв

      со слабокислой и щелочной реакцией, мг/кг (Обухов А.И., 1988)

     Градации        :                      Содержание, мг/кг

                                  : ------------------------------------------------------------------------------------

                                  :    Pb:   Cd:   Zn:   Cu:   Ni:   Hg   

уровень содержания

очень низкий                   < 5      < 0, 05     < 15       < 5       < 10      < 0, 05

низкий                              5-10 0, 05-0, 10 15-30      5-15    10-20   0, 05-0, 1 

средний                          10-35 0, 10-0, 25 30-70    15-50    20-50   0, 10-0, 25

повышенный                  35-70 0, 25-0, 50 70-100  50-80    50-70   0, 25-0, 50

высокий                          70-100 0, 50-1, 00 100-150  80-100  70-100 0, 50-1, 00

очень высокий             100-150   1-2     150-200 100-150 100-150       1-2

уровень загрязнения

низкий (ПДК)              100-150    1-2    150-200 100-150 100-150      1-2

средний                        150-500    2-5    200-500 150-250  150-300      2-5

высокий                        500-1000 5-10  500-1000 250-500 300-600      5-10

очень высокий              > 1000    > 10     > 1000    > 500   > 600         > 10

      При концентрациях тяжелых металлов в почвах выше ПДК выделяются различные степени загрязнения почв и экологические показатели загрязнения почв, что представлено в следующих таблицах.

                                                                          Таблица 24

      Экологические показатели уровня загрязнения почв, мг/кг

      (по Матвееву Ю.М. и Прохорову А.Н., 1997)

Элемент: Песчаные и супесчаные: Суглинистые и глинистые: Суглинистые и глинистые    

        :                                       : при рН меньше 5, 5        : при рН больше 5, 5

        : ---------------------------------: ----------------------------------: -----------------------------------

        : ЭНС: ПДС: ЭКС: ЭНС: ПДС   : ЭКС: ЭНС: ПДС: ЭКС  

цинк     8, 0       55    510    32     110    2040    40       220   2550

кадмий 0, 04      0, 5      3      0, 06    1          4      0, 07      2         5

свинец  5, 0        3, 2  320    13       65      830    13       130     830

медь     1, 5         3, 3    95    13       66      830    18       132   1150

кобальт 1, 0         4, 0    65    10       40      640   13         72     830

никель  1, 5      20       95    20       40    1280    25         80    1600

мышьяк 0, 5        2, 0    30      1, 5      6        95      1, 7      10     110

хром     1, 5        6, 0    95     18      72    1150    25       100   1600

молибден 2, 5      10     160      3, 8    16      240      4         16     260

ванадий 10, 0      40     640    45     160    2880    45       180   2900

ртуть    0, 05          0, 2      3, 2    0, 1     0, 4       6, 5   0, 7        0, 8    13

*) ЭНС – экологическая норма содержания; ПДС – предельно допустимое содержание, равное 4-кратному значению ЭНС; ЭКС – экологически критическое содержание, равное 64-кратному значению ЭНС.

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: