Источники загрязнения территории с/х предприятий

Загрязняющие вещества (поллютанты) - это химические элементы или соединения, повышенное содержание которых в биосфере и ее компонентах вызывают негативную токсико-экологическую ситуацию.

В качестве основных источников загрязнения на землях сельскохозяйственных предприятий выступают:

• рядом расположенные промышленные предприятия;

• трассы автомагистралей, газо-, нефте-трубопроводы;

• складские помещения для хранения нефтепродуктов, удобрений и ядохимикатов, ремонтные мастерские, гаражи и животноводческие фермы;

• загрязненные воды рек и другие источники.

Загрязнение сельскохозяйственных территорий, в основном, осуществляется путем:

• перемещения загрязненных воздушных слоев приземной атмосферы и попадания в почвенный покров, воду и растительность загрязнителей в виде пылевых отложений, дождя или снега;

• использования поливных вод, которые загрязнены промышленными стоками, а также воды, заливающей территорию во время промывки русла и слива воды из водохранилищ;

• выходящих на поверхность в результате подтопления территории грунтовых вод.

12. Основные показатели оценки загрязненности растительного и почвенного покровов.

Влияние загрязнения почвенного покрова на сельскохозяйствен­ное производство. Загрязнение почвенного покрова существенно влияет на сельскохозяйственное производство и агроландшафт территории в следующих направлениях:

1. Изменение качественных характеристик почв, включая по­чвенное плодородие, приводящее к деградации почвенного по­крова.

2. Ослабление и угнетение роста и развития растений.

3. Загрязнение растительного покрова (продукции растение­водства).

4. Поражение жизненно важных органов и нарушение их функ­ций у животных и человека.

Так, загрязнение почв медью уменьшает количество обменных катионов, снижает водопрочность почвенных агрегатов, служит источником заболевания животных анемией и гепатитом.

Повышенное содержание марганца в верхних горизонтах почвы вызывает у некоторых видов растений железистый хлороз, смор-щивание листовой пластинки, неравномерное распределение хло­рофилла в листьях, что резко снижает урожайность растений.

Высокое содержание в почвах цинка снижает биологическую активность микроорганизмов в почве, изменяет физико-хими­ческие свойства почвы, а поступая через растения в организм че­ловека, поражает органы дькания, печень и почки.

Даже при очень слабом загрязнении почв свинцом уменьшает­ся активность ферментов, нарушаются процессы дыхания и кле­точного деления растительных организмов. При его содержании до 40...60 мг на 1 кг почвы значительно замедляется рост карто­феля, ячменя, клевера, сои и гречихи

Значительное влияние на жизнедеятельность живых организ­мов оказывают такие металлы, как селен, литий, олово

Крайне нежелательно присутствие в почве, растениях и воде ртути и мышьяка, являющихся сильнодействующими ядами.

Влияние загрязнения растительного покрова на сельскохозяй­ственное производство. Растения обладают неодинаковой устой­чивостью к накоплению различных химических элементов. На­пример, капуста, обладающая устойчивостью к кадмию, характе­ризуется более низкой устойчивостью к никелю и хрому.

Из культивируемых растений тяжелые металлы активнее погло­щают овощи, особенно обладающие разветвленной корневой сис­темой, в меньшей степени — зерновые и технические культуры.

По уровню накопления тяжелых металлов сельскохозяйствен­ные растения условно делят на четыре группы:

очень высокий: салат, шпинат, лук (перо), укроп, сельдерей, петрушка;

высокий: кормовые травы, кукуруза (зеленая масса), солома зерновых, огурцы, томаты, кабачки;

средний: свекла, морковь, капуста, лук (репка), турнепс, ре­дис, картофель;

низкий: зерно пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, гороха, овса, бобов.

Наиболее легко поглощаются и накапливаются в съедобных частях растения такие элементы, как цинк, кадмий, марганец, молибден; наоборот, поглощение свинца, ртути, хрома довольно ограничено.

Установлено, что наибольшее количество тяжелых металлов накапливается, как правило, в корнях, затем в стеблях, далее в листьях и меньше всего в зерне, а также в корне- и клубнеплодах.

Поглощение тяжелых металлов растениями из почвы оцени­вают коэффициентом биологического поглощения (КБП), который показывает отношение металла в растениях к его содержанию в почве, мг/кг. Например, КБП меди и никеля для салата зеленого составляет соответственно 1,31 и 1,05, щавеля —0,58 и 0,78, ов­сяницы — 0,74 и 0,42, тимофеевки — 0,52 и 0,24, костра — 0,45 и 0,24.

Быстрота проникновения металлов при попадании их на лис­тья растений распределяется в такой последовательности: сви­нец — цинк — марганец — железо, а по их мобильности в расте­ниях: железо — медь — марганец — кадмий — цинк — свинец.

Тяжелые металлы, накапливаясь в различных частях растений в высоких концентрациях, проявляют токсичность.

По степени токсичности тяжелые металлы можно располо­жить в такой последовательности: кадмий — свинец — цинк — медь — марганец — железо.

Показатели оценки загрязненности почвенного покрова. На ос­новании «Порядка определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами» [39] опасность загрязнения почвенного покрова оценивают по таблице 105.

Кроме вышеприведенной пятиуровневой шкалы используют также четырехуровневую шкалу оценки [38].

Категория почв по степени Характеристика загрязненности почв загрязнения

Допустимое загрязнение Содержание химических веществ в почве пре­вышает фоновое, но не выше ПДК

Умеренно опасное загрязнение Содержание химических веществ в почвах превышает ПДК при лимитирующем общеса­нитарном и миграционном показателях вред­ности, но ниже ПДК по транслокационному показателю

Высокоопасное загрязнение Содержание химических веществ в почвах превышает ПДК при лимитирующем трансло­кационном показателе вредности

Чрезвычайно опасное загрязне- Содержание химических веществ в почвах ние превышает ПДК по всем показателям

Согласно нормативному документу Министерства природных ресурсов [28] при оценке загрязненных земель могут быть выде­лены зоны экологического бедствия и зоны чрезвычайной эколо­гической ситуации.

На селитебных территориях (местах непосредственного про­живания населения) эти зоны выделяют согласно критериям, приведенным в таблице 106

На загрязненныхземельных угодьях сельскохозяйсшгшкпх предприятий зоны экологической и чрезвычайной экологичес­кой ситуаций выделяют согласно таблице 107.

Иногда большое значение имеет оценка содержания в почвах обменного калия, легкогидролизуемого азота, подвижных форм фосфора, а также подвижных форм микроэлементов, недостаток или избыток которых отрицательно сказывается на почвенных характеристиках. Классификациюих наличия или отсутствия можно установить на основе сравнения с данными, представлен­ными в таблицах 109-113. Показатели оценки загрязнения растительного покрова. Для проведения землеустроительных действий наряду с оценкой заг­рязненности почвенного покрова большое значение имеет оцен­ка загрязненности растительности и основных продуктов расте­ниеводства.

Для оценки уровня загрязнения растительного покрова основ­ным научно-методическим руководством служат «Критерии оценкиэкологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия» [28].

Однако в указанном нормативном документе разработана, к сожалению, неполная классификация, и между «удовлетвори­тельной ситуацией» и «чрезвычайной» экологической ситуацией имеется пробел. Мы разделили этот пробел на равные части для получения 5-уровневой шкалы экологической оценки загрязнен­ности растительности (табл. 114).

Предлагаемые пять категорий позволяют более дифференци-рованно оценить загрязненность растительности и сопоставить уровни загрязнения почвенного покрова, выполняемого воснов­ном по 5-уровневой шкале, с загрязнением растительности.

Оценка опасности загрязнения растительности основана на превышении фона (алюминий и марганец), на превышении мак­симально доступного уровня (МДУ) (свинец, мышьяк, никель, хром) и на абсолютном содержании вещества в укосах растений и растительных кормах (медь, цинк, железо). Средний фоновый уровень загрязнения составляет, мг/кг сухих растений: для алю­миния — 500, марганца — 630. Принято максимально доступное содержание: свинца—1,5 мг/кг, мышьяка—0,5, никеля—2,5, хрома—0,5 мг/кг. Для хрома предлагается два варианта оценоч­ной шкалы.

С учетом изложенного, используя предложенные выше кате­гории, можно рекомендовать следующие конкретные критерии экологической оценки состояния загрязнения растительности по каждому элементу (см. табл. 114).

К 1-й категории загрязнения отнесены растения, у которых уровень загрязнения каким-либо из перечисленных загрязните­лей (элементов) определен как «очень низкий» либо признаки загрязнения отсутствуют.

Ко 2-й категории загрязнения отнесены растения, у которых их загрязнение определено как «низкое».

К 3-й категории — растения со средним загрязнением одним из перечисленных загрязнителей.

К 4-й категории — растения, характеризующиеся высокой степенью загрязнения. К 5-й категории отнесены растения, характеризуемые очень высокой степенью загрязнения, которое соответствует уровню «экологического бедствия».

13. МЕТОДИКА ВЫЯВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА

На основе обобщения результатов теоретических исследова­ний, а также проведения экспериментальных работ в ряде хо­зяйств страны в ходе экспериментального землеустроительного проектирования автором разработана методика оценки загряз­ненности территорий сельскохозяйственных предприятий для целей землеустройства.

При определении загрязненности территорий сельскохозяй­ственного предприятия оценивают: загрязненность почвенного покрова, растительности и основных продуктов растениеводства, воды, воздушной среды, продукции животноводства.

Такая оценка позволяет получить полную картину экологи­ческого состояния территории для научно обоснованного земле­устройства.

При недостатке денежных средств на проведение комплекса указанных работ в полном объеме можно ограничиться только оценкой загрязнения почвенного покрова и растительности. Ус­тановлено, что загрязнение почвенного покрова неадекватно уровню загрязнения произрастающей растительности. Поэтому, при оценке загрязненности территории сельскохозяйственного предприятия необходимо, как минимум, оценить загрязнение почвы и растительного покрова.

Оценочным работам предшествуют подготовительные — пе­риод сбора необходимых материалов.

Подготовительные работы состоят из предварительного этапа-и двух этапов обследования: рекогносцировочного и завершаю­щего.

На предварительном этапе собирают и обрабатывают материа­лы, определяющие природные и хозяйственные особенности территории предприятия. Собирают данные:о наличии и использовании органических удобрений, дозах и местах внесения органических удобрений и ядохимикатов;размещении сельскохозяйственных культур с повышенной чувствительностью к загрязнению окружающей среды (петруш­ка, сельдерей, овощные и т.д.);местах и видах поражения растительности и животных раз­личными заболеваниями, вызываемыми загрязнением террито­рии;орошаемом земледелии на территории хозяйства.

Устанавливают степень загрязнения вод сохранных зон и при­брежных полос водоемов вдоль автомагистралей и вблизи других объектов загрязнения территории.

Уточняют места потенциальных источников загрязнения тер­ритории сельскохозяйственного предприятия, расположенные как на территории самого сельскохозяйственного предприятия, так и в непосредственной близости от него. К ним относятся промышленные предприятия, военные объекты, автомагистрали, реки, крупные животноводческие фермы, населенные пункты, склады удобрений и ядохимикатов и др.

На выявленные источники загрязнения собирают материалы, характеризующие зоны их влияния, причину и виды вредных выбросов. Составляют карты техногенных нагрузок изучаемой территории, на которую наносят размещенные в пространстве источники техногенных воздействий, зоны их возможного влия­ния, основные виды загрязнителей.

В результате предварительного этапа работ:

устанавливают существующие и потенциальные источники загрязнения территории;

выявляют зоны возможного загрязнения почвенного, расти­тельного покрова, водной и воздушной среды;

определяют возможные виды загрязнителей в зонах;

дают примерную оценку площади и интенсивности загрязне­ния в зонах;

устанавливают участки пашни, многолетних насаждений и кормовых угодий с повышенным загрязнением;

определяют стратегию отбора проб и анализируют их для пос­ледующего этапа обследования.

Задачей рекогносцировочного этапа является выявление заг­рязненных территорий, приблизительное определение ареалов их распространения, а также установление видов загрязняющих веществ, подлежащих количественному определению на втором (завершающем) этапе обследования.

Загрязненные территории выявляют на основе методических и нормативных документов, используя «Методические рекомен­дации по выявлению деградированных и загрязненных земель» [36], а для оценки загрязнения растительного покрова— «Крите­рии оценки экологической обстановки территории для выявле­ния зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологи­ческого бедствия» [23].

В первую очередь выявляют химические вещества, которые ГОСТ 17.4.1.02.—83 относит к классу высокоопасных: мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, фтор, бензопирен.

Схема размещения мест отбора проб зависит от типа источни­ка загрязнения и распределения загрязняющих химических ве­ществ в почвах и растениях обследуемой территории. При этом придерживаются следующих правил: 1.Если источник загрязнения токсичный, путь поступления загрязняющих химических веществ воздушный и предполагается прямо пропорциональная связь между степенью загрязнения и расстоянием до источника, то целесообразно образцы почв и ра­стений отбирать по 4...8 направлениям (румбам) от предприятия, располагая точки отбора проб более часто вблизи промышленно­го предприятия и с большими интервалами на удалении от него. Частота и дальность отбора проб зависят от мощности источника и природно-климатических условий района. В целом рекоменду­ется отбирать пробы по румбам через 0,5; 1; 2; 4; 8; 16 км.

2. Если источник загрязнения линейный, путь поступления загрязняющих веществ воздушный, то размещать точки необхо­димо вдоль источника по линиям на расстоянии 0,1; 0,2; 0,5 км.

3. Если приоритетным загрязняющим химическим веществом является жидкость (нефть и нефтепродукты), то система отбора образцов зависит от сложности ландшафта, геохимической и гидрологической обстановки.

4. В случае, когда на обследуемой территории нет ярко выра­женных точечных источников загрязнения или имеется много источников, влияние которых перекрывается, а также при пло­щадном источнике загрязнения (свалки, полигоны и т.д.), лучше отбирать пробы по равномерной разряженной сетке (размер сет­ки от 1 х 1 до 5 х 5 км).

Опыт показывает, что чаще всего применяют четвертый спо­соб отбора проб, так как практически трудно найти территорию только с единичным источником загрязнения.

Для того чтобы снивелировать локальные особенности рас­пределения загрязняющих химических веществ, целесообразно отбирать не точечные индивидуальные, а смешанные образцы. Смешанный образец составляют не менее чем из 15 индивиду­альных образцов, равномерно размещенных на ключевой пло­щадке. Размер ключевой площадки составляет не менее чем 10 х 10м.

Глубину отбора индивидуальных и смешанных проб для по­чвы устанавливают следующую, см: на пашне—О...20, сеноко­се — 0...15, в лесу без подстилки — О... 10, на территории промыш­ленных предприятий —0...10, на газоне в парке, на детских пло­щадках—О... 10. При загрязнении нефтепродуктами пробы отби­рают до глубины нижнего фронта движения нефтяного потока в почве.

При отборе проб растений для анализа необходимо брать все или основные виды культурной растительности и образцы веду­щих типов дикой растительности, имеющейся в хозяйстве.

Первый этап обследования завершают составлением краткого отчета с оценкой: необходимости конкретных видов работ, объе­мов работ по оценке загрязнения территории и их стоимости, выбора веществ-загрязнителей для последующего (детального) анализа, стратегии и приоритетов второго завершающего (де­тального) этапа обследования.

Задачей завершающего (детального) этапа обследования явля­ется: определение количественного содержания загрязняющих ве­ществ в почве и растениях, а если есть необходимость, то в ат­мосфере и водной среде; установление категорий загрязнения по каждому из анализи­руемых загрязнителей;

составление картограмм, характеризующих степень загрязне­ния каждым из загрязнителей почвы и растительности;

составление сводных картограмм категорий загрязнения почв и растительности;

составление экспликации загрязненных территорий;

разработка заключения по существующему экологическому состоянию территории, дальнейшему ее использованию и приве­дению перечня основных мероприятий по устранению отрица­тельного воздействия загрязненности территории, рекомендаций по ее очистке и использованию.

Определению количественного содержания загрязняющих ве­ществ и составлению картограмм загрязненности предшествует выбор масштаба картографической основы.

Масштаб картографической основы определяется размером обследуемой территории и категорией ее сложности, а также сте­пенью требуемой детальности карты загрязнения. В качестве ос­новного рекомендуют масштаб 1:10 000 или 1: 5000, как прави­ло, совпадающий с масштабом проектирования.

После выбора масштаба определяют схему отбора проб. Неза­висимо от того, является ли источник загрязнения точечным или площадным, на втором этапе пробы отбирают по равномерной случайно упорядоченной сетке (рекомендуемый размер ячейки от 0,1 х 0,1 до 0,5 х 0,5 км). Такой отбор проб в значительной сте­пени облегчает применение методов интерполяции полученных аналитических данных и построение изолиний по уровням со­держания загрязняющих химических веществ, а также позволяет правильно рассчитать площади загрязнения.

Количественное содержание загрязняющих веществ в почве и растительности устанавливают согласно действующим рекомен­дациям [37].

На основе этих рекомендаций составляют картограммы заг­рязненности почвенного покрова и растительности.

Составление картограммы загрязненности почвенного покро­ва или растительности заключается в отнесении той или иной степени загрязнения к определенной категории. Для определе­ния категории загрязнения почвенного покрова используют дан­ные, приведенные ранее в таблице 105, а для растительного по­крова—данные таблицы 114.

Картограммы составляют отдельно для загрязнения почвен­ного покрова и растительности по каждому виду анализируемых загрязняющих веществ.

Сводные картограммы составляют посредством наложения одной на другую с поглощением более высокой категории загряз­нения менее высокой. Сводные картограммы составляют отдель­но для растительного покрова и отдельно для почв.

В связи с тем что пока не разработана методика, позволяющая установить возрастание степени загрязнения в результате совме­стного влияния различных загрязнителей, их учитывают только путем экспертных оценок.

На сводных картограммах указывают не только категорию заг­рязнения того или иного массива, но и наиболее опасный вид загрязнителя, определяющий отнесение этой территории к ука­занной на картограмме категории. Кроме «определяющего заг­рязнителя» на картограмме указывают содержание загрязняющих веществ, отнесенных к высшей категории опасности.

В ряде случаев особо выделяют массивы, где загрязнение по каждому загрязнителю характеризуется только самым высоким уровнем.

Следует иметь в виду, что в оценке загрязненности раститель­ного покрова и почв имеются принципиальные отличия.

Если для почв важно установить лишь категорию загрязнения и «ведущий загрязнитель», то для растительного покрова важно определить также загрязнение различных видов растений, распо­ложенных на одной и той же территории. Поэтому в ряде случаев анализируют загрязнение не растительного покрова «вообще» (путем анализа смешанных проб растений) или одной ведущей культуры, размещаемой в пределах анализируемого массива, а каждую культуру, размещаемую в пределах рассматриваемого массива. Такой анализ потребует многолетних измерений, но даст наиболее полную картину загрязнения растительного по­крова.

С учетом объекта оценки, производственных требований и наличия денежно-материальных средств на ее проведение ис­пользуют различные оценки загрязнения:

трехуровневую — выделение зон экологического бедствия, чрезвычайной экологической ситуации и зоны удовлетворитель­ной ситуации. Для отнесения территории к указанным зонам ис­пользуют данные таблицы 107;

четырехуровневую — с выделением зон чрезвычайно опасного загрязнения, высокоопасного загрязнения, умеренно опасного и допустимого загрязнения (см. с. 387 и табл. 115)

пятиуровневую — очень высокая степень загрязнения, соответ­ствующая зоне экологического бедствия, высокая (чрезвычайная экологическая ситуация), средняя, низкая и зона отсутствия заг­рязнения или очень низкая (табл. 105, 114). Наиболее приемлема для внутрихозяйственного землеустрой­ства, как показал опыт работ, пятиуровневая шкала оценки.

Следует также отметить, что кроме содержания веществ-заг­рязнителей в почве и растениях в ряде случаев необходима оцен­ка содержания в почвах подвижных форм фосфора, обменного калия, легкогидролизуемого азота, подвижных микроэлементов, недостаточное или избыточное содержание которых отрицатель­но влияет на рост и развитие растений. Для определения их уров­ня можно использовать таблицы 109...113. Наличие этих показа­телей используют как дополнительные результаты в оценке эко­логического состояния почв хозяйства.

Завершение этапа обследования должно включать общие ре­комендации, определяющие пути и цели дальнейших разработок (см. табл. 115), которые реализуют при составлении проекта со­вершенствования организации территории (табл. 115).