Контроль за забрудненням ґрунтів

Контроль за забрудненням ґрунтів важкими металами.

Закономірні зміни ступеня грунтів можна виявити на ґрунтово-геоморфологічних профілях, які січуть усю територію уздовж переважних напрямків вітру, що є цінним методом дослідження сполучених зв'язків між розподілом забруднюючих речовин у ґрунтах і середовищем.

Грунтово-геоморфологічні профілі - це заздалегідь обрана вузька смуга земної поверхні, на якій установлений зв'язок ступеня забруднення ґрунтів з одним чи декількома екологічними факторами. Вірогідно встановлено, що техногенні викиди, які забруднюють ґрунтовий покрив через атмосферу, зосереджуються в поверхневих шарах ґрунту. Важкі метали сорбуються, як правило, у перших 2.5 см від поверхні. Забруднення нижніх горизонтів відбувається в результаті обробки ґрунту (оранки, культивації, боронування), а також унаслідок дифузійного і конвективного переносу через тріщини, ходи ґрунтових тварин і рослин. Тому найбільш чітка картина забруднення ґрунтового покриву важкими металами може бути отримана при відборі проб ґрунтів із глибин 0.10 і 0.20 см на ріллі і 0.2,5; 2,5.5,0; 5.10; 10.20 і 20.40 см на цілині чи старих відкладах.

При спостереженнях за рівнем забруднення ґрунтів важкими металами в супровідному талоні вказуються відстані від джерела забруднення чи зовнішньої границі міста, а також напрямок від джерела забруднення - азимути за 16 напрямкам (північ, північно-північно-схід, північний схід і т.д.), відзначаються показники рельєфу місцевості: крутість схилу, їхнє розташування (північна, східна, південна і західна частина); частина схилу (верхня, середня чи нижня третина); основні точки і лінії рельєфу території, на якій закладається площадка; вершини, улоговини, вододіли, заплави. Крім того, вказується глибина залягання ґрунтових вод, розрахована за глибиною колодязів (відкритих і артезіанських), сільськогосподарська культура (теперішня і попередня) чи природна рослинність і їхній стан (задовільне, гарне, незадовільне), а також стан поверхні ґрунту (наявність чи відсутність мікро підвищень чи мікро знижень, борозен тощо) і якість її обробки. Проби ґрунтів і супровідні талони до них зберігаються в лабораторії протягом півтора-двох років.

Критеріями при складанні переліку забруднюючих ґрунт речовин, що підлягають контролю, є їхня токсичність, поширеність і стійкість.

Контроль за забрудненням ґрунтів пестицидами. Застосування пестицидів сприяє підвищенню врожаю від 20 до 60 % при витратах 1.5 % від загальних витрат. Будучи біологічно активними, вони часто впливають на навколишнє середовище.

Для оцінки площинного забруднення ґрунтів пестицидами звичайно складається вихідна проба ґрунту, у яку входять 25.30 проб (виїмок), відібраних у полі по діагоналі ґрунтовим буром, що занурюється в ґрунт на глибину орного шару (0.20 см). Ґрунт, що потрапив у пробу з підорного шару, відділяється. Маса ґрунту, відібраного буром, складає 15.20 кг. Відбір проб ґрунту можна робити лопатою. Якщо спостереження за забрудненням ґрунту пестицидами здійснюються в садах, то кожна проба відбирається на відстані 1 м від стовбура дерева. Проби-виїмки, з яких складається вихідна проба, повинні бути близькі між собою за кольором, структурою, механічним складом тощо.

З метою вивчення вертикальної міграції пестицидів, як правило, закладаються ґрунтові розрізи, розміри (глибина) яких залежать від потужності ґрунтів. Ґрунтові розрізи являють собою глибокі шурфи, які перетинають усю серію ґрунтових обріїв і підґрунтя, що розкривають верхню частину, тобто незмінні чи слабко змінені материнські породи.

В обраному на поверхні землі місці окреслюють форму шурфу - довгастий чотирикутник зі сторонами приблизно 0,8 х 1,5.2,0 м. Одна з коротких стінок шурфу до моменту опису повинна бути звернена до сонця. Ця стінка буде "лицьовою", робочою, призначеною для вивчення розрізу ґрунту.

Перед узяттям проб ґрунту здійснюється короткий опис місця розташування розрізу і ґрунтових горизонтів (вологість, колір, забарвлення, механічний склад, структура, домішки, новоутворення, включення, розвиток кореневих систем, сліди діяльності тварин, мерзлота). Проби ґрунту беруться на "лицьовій" стороні, починаючи з нижніх горизонтів. З кожного генетичного горизонту ґрунту береться один зразок товщиною 10 см.

Площі поля, забруднення якого характеризує одна вихідна проба ґрунту, для різних категорій місцевості і ґрунтових умов неоднакові.

Відібрані тим чи іншим способом проби зсипаються на крафт-папір, потім ретельно перемішуються і квартуються 3-4 рази. Після квартування ґрунт ретельно перемішується і поділяється на 6.9 частин, з центрів яких береться приблизно однакова кількість ґрунту і насипається в полотняний мішечок чи на крафт-папір. Зразок забезпечується етикеткою і реєструється в польовому журналі, у якому записуються наступні дані: порядковий номер зразка, місце відбору, рельєф, вид сільськогосподарського угіддя, площа поля, дата відбору, хто відбирав.

Вихідні проби ґрунтів повинні аналізуватися в природно-вологому стані. Якщо за якимись причинами зробити аналіз протягом одного дня не можливо, то проби висушуються до повітряно-сухого стану в захищених від сонця місцях. У лабораторії з повітряно-сухого зразка методом квартування береться середня проба масою 0,2 кг. З неї виділяються корені, камені, сторонні включення, потім вона розтирається в порцеляновій ступці і просівається через сито з отворами діаметром 0,5 мм, після чого з неї беруть навіску по 10.50 м для хімічного аналізу.

Контроль за радіоактивним забрудненням ґрунтів.

Радіоактивні випадіння з атмосфери, що потрапили на поверхню ґрунту, затримуються в ній. Радіонукліди з великим періодом напіврозпаду накопичуються в поверхневому шарі ґрунту. Це дозволяє визначати сумарне значення випадінь за тривалий період часу. Дослідження вертикального розподілу радіонуклідів по профілю ґрунту дозволяє не тільки правильно визначити вміст радіоактивних речовин у ґрунті, але й оцінити потужність дози, викликану гамма-випромінюванням того чи іншого радіонукліда, визначити швидкість міграції радіонуклідів у ґрунті, виявити низькі рівні промислового забруднення на тлі глобального чи "свіжі" радіоактивні випадання на тлі "старого" забруднення, а також кількість радіонуклідів у ґрунті.

Для контролю за радіоактивним забрудненням ґрунтів застосовується метод відбору проб ґрунтів з наступним їхнім гамма-спектрометричним аналізом у лабораторних умовах. Крім того, у польових умовах може бути також використаний метод безпосереднього гамма-спектрометричного аналізу гамма-випромінювання що випромінюється ґрунтом, за допомогою портативного гамма-спектрометра (експрес-аналіз за допомогою приладів "Белла" і СРП-88).

Відбір проб варто проводити на відкритих горизонтальних ділянках з непорушеною структурою, при цьому необхідно стежити, щоб на ці ділянки не міг потрапити ґрунт, змитий із сусідньої ділянки.

У результаті міграції радіонукліди проникають у глиб ґрунту. Швидкість такого проникнення залежить від стану поверхні ґрунту і її вологості. Глибина проникнення на легких ґрунтах для глобального цезію-137 може досягати 50 см, а для стронцію-90 - 100 см. Однак основна кількість радіонуклідів зосереджена у верхньому 10-сантиметровому шарі ґрунту, тому необхідно найбільш ретельно проводити дослідження вертикального розподілу забруднення в цьому верхньому шарі ґрунту.

У першому випадку використовують спеціальні пробовідбірники циліндричної форми діаметром 26 см. Для дослідження вертикального розподілу забруднення відібраний моноліт ґрунту поділяють на шари. Товщина перших чотирьох шарів повинна складати 0,5 см, наступних чотирьох шарів - 1 см і останніх двох шарів - 2 см.

Оскільки забруднюючі радіонукліди можуть потрапити в ґрунт і на глибину більш 10 см, для дослідження їхнього вертикального розподілу використовується пробовідбірник, що дозволяє проводити відбір ґрунту на глибині 40.50 см і на орних ділянках. Площа пробовідбірника 100 см², висота 70 см. Пробовідбірник має зменшений діаметр у порівнянні з зазначеним вище. Це зумовлене тим, що на орних ґрунтах і глибинах більш 10 см зміна вмісту радіонуклідів у ґрунті з глибиною значно менше, ніж у поверхневому шарі ґрунту. У зв'язку з цим можна проводити дослідження більш товстих шарів, а отже, лунки для відбору проби можуть бути меншого діаметра. Крім того, зменшення діаметра пробовідбірника дозволяє виключити попадання ґрунту з верхніх шарів у нижні.

Після забивання пробовідбірника в ґрунт, його викопують, розбирають на дві половинки, а відібрану пробу поділяють на шматки висотою 5 см. Проби упаковують у поліетиленові мішки і загортають у крафт-папір, прироблюють етикетки з докладним описом місця відбору проби і стану поверхні ґрунту.