Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.
Глава 2. Критерии оценки состояния природных сред
2.1. Санитарно-гигиенические показатели
2.1.3. ПДК в почве
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.
Таблица 2.1.5
ПДК пестицидов в почве, мг/кг воздушно-сухой почвы
(СанПиН 42-128-4275-87)
Пестициды
|
ПДК
|
Пестициды
|
ПДК
|
Агелон
Акрекс
Атразин
Базудин
Бетанал
Гамма-ГХЦГ (линдан)
ГХЦГ
Гептахлор
Гетерофос
Глифосат
2,4 D
(кислота)
2,4 D
(дихлорфенол)
2,4 D
(аминная соль)
2,4 D
(бутиловый эфир)
2,4 D
(кротиловый эфир)
2,4 D
(октиловый эфир)
|
0,15
1,0
0,5
0,1
0,25
0,1
0,1
0,05
0,05
0,5
0,1
0,05
0,25
0,15
0,15
0,15
|
Иодофенфос
Карбофос
Линурон
Метатион
Метафос
Монурон
Политриазин
Полихлоркамфен
Полихлорпинен
Пропанид
Ронит
Севин
Семерон
Симазин
Фосфамид
Фталофос
Хлорофос
|
0,5
2,0
1,0
1,0
0,1
0,3
0,1
0,5
0,5
1,5
0,8
0,05
0,1
0,2
0,3
0,1
0,5
|
В результате отсутствия объективной оценки
почвенно-экологического 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
As
B
Cd
Cr
Cu
Fe
Hg
Pb
V
Zn
|
-
-
30
-
-
60
-
-
-
-
70
|
-
50
100
5
100
100
500
5
100
-
300
|
2
25
-
8
75
100
-
0,3
200
60
400
|
-
30
100
5
1000
100
1000
5
100
100
300
|
-
20
25
3
100
100
200
2
100
50
800
|
-
15
-
-
-
125
-
-
400
-
250
|
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
Ртуть
Свинец
Свинец
+ ртуть
Хром
(VI)
Марганец
Ванадий
Марганец
+ ванадий
Сурьма
Медь
Никель
Цинк
Кобальт
Хром
|
2,0
2,1
32,0
20,1 + 1,0
0,05
1500
150
1000 + 100
4,5
3,0
4,0
23,0
5,0
6,0
|
Валовое содержание
»
»
»
»
»
»
»
»
Подвижные
соединения
»
»
»
»
|
Таблица 2.1.8
Ориентировочно
допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов
и
мышьяка в почвах, мг/кг (ГН 2.1.7.020-94)
Элемент
|
Группа
почв
|
ОДК
с учетом фона
|
Агрегатное
состояние вещества в почвах
|
Классы опасности
|
Особенности
действия на организм
|
Ni
|
А) песчаные
и супесчаные
Б)
кислые (суглинистые и глинистые), рН KCl<5,5
В) близкие
к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН
KCl>5,5
|
20
40
80
|
Твердое:
в виде солей, в сорбированном виде, в составе минералов
|
2
|
Для
теплокровных и человека малотоксичен. Ингибитор оксидаз. Обладает мутагенным
действием
|
Cu
|
А)
песчаные и супесчаные
Б)
кислые (суглинистые и глинистые), рН KCl<5,5
В) близкие
к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН
KCl>5,5
|
33
66
132
|
Твердое:
в виде солей, органоминеральных соединений, в сорбированном виде, в составе
минералов
|
2
|
Повышает
клеточную проницаемость, ингибирует глутатионредуктазу, нарушает метаболизм,
взаимодействуя с -SH, -NH2
и -COOH группами
|
Zn
|
А)
песчаные и супесчаные
Б)
кислые (суглинистые и глинистые), рН KCl<5,5
В) близкие
к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН
KCl>5,5
|
55
110
220
|
Твердое:
в виде солей, органоминеральных соединений, в сорбированном виде, в составе
минералов
|
1
|
Недостаток
или избыток вызывают отклонения в развитии. Отравления при нарушении
технологии внесения цинксодержащих пестицидов
|
As
|
А)
песчаные и супесчаные
Б)
кислые (суглинистые и глинистые), рН KCl<5,5
В) близкие
к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН
KCl>5,5
|
2
5
10
|
Твердое:
в виде солей, органоминеральных соединений, в сорбированном виде, в составе
минералов
|
1
|
Ядовитое
вещество, ингибирующее различные ферменты, отрицательное действие на
метаболизм. Возможно канцерогенное действие
|
Cd
|
А)
песчаные и супесчаные
Б) кислые
(суглинистые и глинистые), рН KCl<5,5
В) близкие
к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН
KCl>5,5
|
0,5
1,0
2,0
|
Твердое:
в виде солей, органоминеральных соединений, в сорбированном виде, в составе
минералов
|
1
|
Сильно
ядовитое вещество, блокирует сульфгидрильные группы ферментов, нарушает обмен
железа и кальция, нарушает синтез ДНК
|
Pb
|
А)
песчаные и супесчаные
Б)
кислые (суглинистые и глинистые), рН KCl<5,5
В)близкие
к нейтральным, нейтральные (суглинистые и глинистые), рН
KCl>5,5
|
32
65
130
|
Твердое:
в виде солей, органоминеральных соединений, в сорбированном виде, в составе
минералов
|
1
|
Разностороннее
негативное действие. Блокирует –SH группы белков,
ингибирует ферменты, вызывает отравления, поражения нервной 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.
|