Загрязнение земель тяжелыми металлами и другими элементами

Лекция №6

Тяжелые металлы – цветные металлы с плотностью больше, чем у железа: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть и т.д.

Существует 3 вида загрязнения земель тяжелыми металлами и другими загрязнителями: агрогенный, гидрогенный и аэрогенный.

Аэрогенный перенос загрязнений является наиболее масштабным способом воздействия на природную среду. В связи с тем, что аэрогенный поток является непрерывно действующим, очень важно знать эффекты его непосредственного воздействия на биосферу, а также масштабы, скорость поступления и трансформации загрязнителей в почвах.

Почва в отношении аэрогенного потока техногенных веществ является мощным фильтром, очищающим биосферу, геохимическим барьером, как правило прочно фиксирующим загрязнители в результате процессов трансформации их соединений и существенно ослабляющим поступления их через корневую систему в надземную растительную массу и миграцию в грунтовые воды. В то же время в почве происходит дифференциация форм загрязнителей и перераспределение их с внутрипочвенным и поверхностным стоком с образованием на территориях вторичных техногенных аномалий.

Ареалы повышенных концентраций загрязнителей, фиксируемых по растительности, часто отличаются более высокой интенсивностью и выходят за пределы аналогичных ареалов, фиксируемых по почвам. В связи с этим проведение экологической экспертизы почв должно сопровождаться экологической экспертизой состояния растительного покрова, животного мира и здоровья человека.

Элементы-загрязнители подразделяются по классам опасногсти.

Таблица № 1 – Характеристика элементов по классу опасности

Класс опасности	Елемент
	As(мышьяк); Cd(кадмий); Hg(ртуть); Pb(свинец); Se(селен); Zn(цинк); Ti(титан)
	Co(кобальт); Ni(никель); Mo(молибден); Cu(медь); Sb(сурьма); Cr(цезий)
	Ba(барий); V(ванидий); W(вольфрам); Mn(марганец); Sr(стронций)

С целью познания закономерностей рассеивания техногенных выбросов через атмосферу целесообразно закладывать элементарные участки с отбором проб с двух глубин 0-5 и 5-20(25) см. Раздельное обследование и картографирование уровней загрязненности слоев 0-5 и 5-20(25) см. позволяет вскрыть закономерности переноса и рассеивания техногенных выбросов, а также миграцию элементов в верхних слоях почвы.

Изменение структуры биоценозов связываются с величиной техногенного модуля, характеризующегося массой вещества, выпадающей в единицу времени, на единицу площади, либо коэффициентом концентрации (Кс), равным отношению концентрации ингредиента в загрязненной почве к фоновой концентрации.

При загрязнении почвы несколькими химическими элементами (веществами) оценка степени загрязнения проводится по величине суммарного показателя концентрации Zс.

Zс=

где n – число определяемых ингридиентов.

При величине суммарного показателя Zс менее 16 почва относится к 1 категории наиболее слабого загрязнения, 16 – 32 – ко 2 категории; 32 – 128 – к 3 категории, более 128 – к 4 категории наиболее сильного загрязнения.

Согласно принятой медиками-гигиенистами схеме, нормирование подразделяется на транслокационное (переход нормируемого элемента в растение), миграционное воздушное (переход в воздух), миграционное водное (переход в воду) и общесанитарное, гигиеническое (влияние на самоочещающую способность почвы и почвенный микробиоценоз).

Аналитические данные о степени загрязнения почв оцениваются с учетом показателей, включающих предельно допустимые концентрации (ПДК) этих веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности. В последние годы медики-гигиенисты проводят нормирование не только по общему содержанию, но и по концентрациям их подвижных форм (табл. 2).

Анализ элементов-загрязнителей в почвах, растениях, водах проводится в аналитических лабораториях по утвержденным и аттестованным методикам. Определение элементов-загрязнителей проводятся различными методами: химическими (как наиболее доступными); инструментальными – атомно-абсорционными, атомно-эмиссионными прямыми и с концентрированием; рентген-флюоресцентными; нейтронно-активационными; полярографическими.

Таблица 2 – ПДК химических веществ в почвах и допустимые уровни их содержания по показателям вредности

Вещество	ПДК мг/кг почвы с учетом фона	Показатели вредности
транслокационные	миграционный	общесанитарный
водный	воздушный
Медь	3,0	3,5	72,0	-	3,0
Никель	4,0	6,7	14,0	-	4,0
Цинк	23,0	23,0		-	37,0
Кобальт	5,0	25,0	>100	-	5,0
Сурьма	4,5	4,5	4,5	-	50,0
Марганец				-
Ванадий				-
Марганец+ванадий	1000+100	1500+150	2000+200	-	100+100
Свинец	30,0	35,0		-	30,0
Мышьяк	2,0	2,0	15,0	-	10,0
Ртуть	2,1	2,1	33,3	2,5	5,0
Свинец+ ртуть	20+1	20+1	30+2	-	30+2

Анализ содержания тяжелых металлов следует осуществлять в следующем порядке:

- проведение инвентаризации уровней загрязнения почв тяжелыми металлами и выявление мест, подверженных наибольшему загрязнению;

- разработка принципов и методов нормирования тяжелых металлов в почвах;

- создание методов контроля загрязнения земель и ландшафтов тяжелыми металлами и другими веществами.

Дата добавления: 2014-01-04