Нормирование содержания химических элементов в почве

Виды нормирования. Нормирование химических элементов в почве — доста­точно сложная задача. Это объясняется несколькими причинами. Отсутствует, например, единая методология норми­рования, имеются трудности в получе­нии объективной информации о состо­янии экосистем и др. Тем не менее на­копленные материалы могут служить основой для оценки экологического со­стояния в системе почва—растение.

Нормирование содержания химичес­ких веществ в почве означает установление концентрации того или иного эле­мента, снижающей почвенное плодоро­дие, вызывающей повреждение расте­ний и накопление в них элемента выше или ниже определенного уровня.

Уровень загрязнения почв контроли­руется различными нормативами, вхо­дящими в систему стандартов и ГОС­Тов. Постоянно разрабатываются об­щие принципы нормирования содержа­ния химических загрязняющих веществ в почве. Различают санитарно-гигиени­ческое, экологическое и социально-экономическое нормирование.

Санитарно-гигиеническое нормирова­ние. В основе этого вида нормирования лежат предельно допустимые концент­рации (ПДК) веществ (элементов), ха­рактеризующие такое количество вред­ных веществ в среде, которое практи­чески не влияет на здоровье человека и благополучие его потомства. Использу­ют также показатель предельно допус­тимый выброс (ПДВ).

Санитарно-гигиеническое нормиро­вание учитывает четыре основных пока­зателя: 1. транслокационный (переход заг­рязняющих веществ из почвы в расте­ние через корневую систему),

2. миграционно-воздушный (переход загрязня­ющих веществ в воздух),

3. миграционно-водный (переход загрязняющих веществ в воду),

4. общесанитарный (влияние заг­рязняющих веществ на самоочищаю­щую способность почвы и ее биологи­ческую активность).

Поскольку токсиканты поступают в организм человека в основном с про­дуктами питания, очень важно при са­нитарно-гигиеническом нормировании учитывать пути миграции поллютантов в системе почва—растение и отношение растений к загрязняющим веществам.

Миграция загрязняющих веществ в системе почва — растение определяется несколькими факторами; основные из них — миграционная способность ток­сиканта и отношение к нему растения. Миграция загрязняющих веществ в по­чве зависит от их вида, особенностей почвенного покрова (гумусированность, гранулометрический состав и пр.), типа водного режима, темпера­турного фактора. Например, свинец в почве менее подвижен, чем кадмий. Комплексы свинца с гуминовыми кислотами почти в 150 раз прочнее, чем аналогичные комплексы кадмия. Сви­нец и ртуть мигрируют на незначитель­ную глубину (примерно до 10 см); про­никновение же в глубину почвы у кад­мия, меди и цинка выражено сильнее (они мигрируют на глубину до 30 см).

Аналогичные результаты получены и в других исследованиях: 57...74 % свин­ца и ртути при антропогенном загрязне­нии закрепляется в слое 0... 10 см и толь­ко 3...8 % мигрирует до глубины 30...40 см.

Миграция тяжелых металлов по органам растений может быть представ­лена следующим рядом (в порядке убы­вания): корни — стебли — листья — се­мена — плоды — клубни. Причем со­держание тяжелых металлов в тканях корня может увеличиваться в 500...600 раз, что свидетельствует о больших за­щитных (буферных) возможностях это­го подземного органа.

Среди травянистых наибольшая ус­тойчивость отмечается у растений сле­дующих семейств: Злако­вые, Бобовые, Маревые. Например, высокие концентрации РЬ выдерживает ежа сборная. По чувствительности к Си и способности накапливать его растения располагаются (по восходящему ряду) следующим образом: томаты — овес -салат — луговые травы — морковь -редька — фасоль — горох — шпинат.

Пока разработано ограниченное ко­личество нормативов ПДК тяжелых ме­таллов в почве, так как почва в отличие от гомогенных водной и воздушной сред является сложной гетерогенной систе­мой, меняющей поведение токсикантов в зависимости от некоторых свойств.

Трудности обоснованной оценки почвенно-экологического состояния тер­ритории — одна из причин различного уровня фитотоксичности почв, установ­ленного разными исследователями

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 их подвижных форм.

Степень прочности связи токсиканта в почве, т. е. его подвижность, зависит от почвенно-экологических факторов, которые необходимо учитывать при нормировании. Решая задачи нормиро­вания, в первую очередь следует учиты­вать гумусовое состояние почв, по­скольку почвы разного генетического типа заметно различаются по сорбционной способности. Миграционная способность токси­кантов, в частности тяжелых металлов, в значительной степени зависит от кис­лотности почв.

Гранулометрический и минералоги­ческий составы почвы, формируя ем­кость катионного обмена, также влияют на миграционную способность тяжелых металлов.

В почвах тяжелого гранулометричес­кого состава подвижность токсикантов снижается. Уплотнение почвы вызывает увеличение подвижности загрязняющих веществ. Окислительно-восстанови­тельные условия в почвах также влияют на процессы миграции токсикантов. Токсичность того или иного элемента может меняться и в зависимости от микро- и макроэлементного состава по­чвы в окружающей корень среде, что следует учитывать при нормировании содержания загрязняю­щих веществ в почве.

С учетом принятых ПДК загрязняю­щих веществ разработана схема оценки почв сельскохозяйственного назначе­ния. Эта схема предусматри­вает четыре категории оценки почв. Наименьшее антропогенное воздей­ствие (допустимое загрязнение) отно­сится к I категории, наибольшее — к IV категории. В зависимости от категории оценки следует использовать почвы и осуществлять необходимые мероприя­тия для их оздоровления.

При нормиро­вании необходимо также принимать во внимание синергический и антагонис­тический характер взаимовлияния мно­гих соединений.