Оценка фактического состояния окружающей среды. Состояние почв. Загрязнение почв по суммарному показателю Суммарный показатель загрязнения почвы zc отрицательный
Лабораторная работа
«Определение уровня суммарного загрязнения почв Санкт-Петербургского региона»
При санитарно-гигиенической оценке загрязнения почвенного покрова территории применяется показатель Zc — суммарный показатель загряз-нения. Zc представляет собой сумму коэффициентов концентрации (Kc) токсикантов (загрязнителей) I, II и III классов токсикологической опасности (табл. 1) по отношению к фоновым значениям. Он рассчитыва-ется по формуле:
Zc = (Σ Kc) - (n - 1),
где Kc — коэффициент концентрации i-го химического элемента, n — число, равное количеству элементов, входящих в геохимическую ассоциа-цию.
Коэффициент концентрации (Kc) рассчитывается по формуле:
Кс = Сi/Сфон,
где Ci — фактическое содержание элемента; Сфон. — геохимический фон.
Задания:
1. Используя данные таблиц 1-3, подсчитайте суммарный показатель загрязнения почв (Zc) предложенных участков и профилей. Определите уровни загрязнения почв, результаты представьте в виде таблиц:
|
Участок, профиль |
Коэффициенты концентрации элементов, Кс |
|||||||||
|
Центр Санкт-Петербурга |
||||||||||
|
Пр.I. СПб-Калище |
||||||||||
|
Пр. II. СПб-Выборг |
||||||||||
|
Пр. III. СПб-Кузнечное |
||||||||||
|
Пр. IV. СПб-Луга |
||||||||||
|
Пр. V. СПб-Волхов |
||||||||||
|
Кронштадт |
||||||||||
|
Участок, профиль |
Суммарный показатель загрязнения, Zc |
Уровень суммарного за-грязнения почв |
|
Центр Санкт-Петербурга |
||
|
Пр.I. СПб-Калище |
||
|
Пр. II. СПб-Выборг |
||
|
Пр. III. СПб-Кузнечное |
||
|
Пр. IV. СПб-Луга |
||
|
Пр. V. СПб-Волхов |
||
|
Кронштадт |
2. Используя знания по физической и социально-экономической гео-графии Санкт-Петербурга и Ленинградской области, сделайте выводы о факторах, определяющих уровень загрязнения почвенного покрова пред-ложенных участков и профилей.
Таблица 1. Классы опасности (токсичности) элементов
Источник: СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. — М., 2003.
Таблица 2. Результаты рентгенофлюоресцентного анализа проб почвенного покрова Санкт-Петербургского региона, 2008 г., мг/кг
|
Химический элемент |
|||||||||||
|
Центр Санкт-Петербурга |
|||||||||||
|
Пр.I СПб-Калище |
|||||||||||
|
Пр. II СПб-Выборг |
|||||||||||
|
Пр. III СПб-Кузнечное |
|||||||||||
|
Пр. IV СПб-Луга |
|||||||||||
|
Пр. V СПб-Волхов |
|||||||||||
|
Пр. VI Кронштадт |
|||||||||||
|
Геохимический фон, Сфон |
|||||||||||
Оценка фактического состояния является ключевым направлением в рамках мониторинга окружающей природной среды. Она позволяет определить тенденции изменений состояния окружающей среды ; степень неблагополучия и его причины ; помогает принять решения по нормализации положения . Могут быть выявлены и благоприятные ситуации , указывающие на наличие экологических резервов природы.
Экологический резерв природной экосистемы есть разница между предельно допустимым и фактическим состоянием экосистемы .
Метод анализа результатов наблюдений и оценка состояния экосистемы зависят от вида мониторинга. Обычно оценка осуществляется по совокупности показателей или по условным индексам, разработанным для атмосферы, гидросферы, литосферы. К сожалению, нет унифицированных критериев даже для одинаковых элементов природной среды . Для примера рассмотрим лишь отдельные критерии.
В санитарно-гигиеническом мониторинге обычно используют:
1) комплексные оценки санитарного состояния природных объектов по совокупности измеряемых показателей (таблица 1) или 2) индексы загрязнений.
Таблица 1.
Комплексная оценка санитарного состояния водоемов по совокупности физических, химических и гидробиологических показателей
Общий принцип расчета индексов загрязнений следующий: вначале определяется степень отклонения концентрации каждого загрязняющего вещества от его ПДК, а затем полученные величины объединяются в суммарный показатель, который учитывает воздействие нескольких веществ .
Приведем примеры расчета индексов загрязнения, используемых для оценки загрязненности атмосферного воздуха (ИЗ) и качества поверхностных вод (ИЗВ).
Расчет индекса загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА).
В практической работе используют большое количество различных ИЗА. Некоторые из них основаны на косвенных показателях загрязнения атмосферы, например, на видимости атмосферы, на коэффициенте прозрачности.
Различные ИЗА, которые можно разделить на 2 основные группы:
1.Единичные индексы загрязнения атмосферы одной примесью .
2.Комплексные показатели загрязнения атмосферы несколькими веществами .
К единичным индексам относятся:
Коэффициент для выражения концентрации примеси в единицах ПДК (а) , т.е. значение максимальной или средней концентрации, приведенное к ПДК :
а = Сί / ПДКί
Этот ИЗА используется как критерий качества атмосферного воздуха отдельными примесями .
Повторяемость (g) концентраций примеси в воздухе выше заданного уровня по посту либо по К постам города за год . Это процент (%) случаев превышения заданного уровня разовыми значениями концентрации примеси :
g = (m/n) ּ100%
где n - число наблюдений за рассматриваемый период, m - число случаев превышения разовыми концентрациями на посту.
ИЗА (I) отдельной примесью - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, учитывающая класс опасности вещества через нормирование на опасность SО 2 :
I = (Cг /ПДКсс) Ki
где I - примесь, Ki - константа для различных классов опасности по приведению к степени вредности диоксида серы, Cг - среднегодовая концентрация примеси.
Для веществ различных классов опасности Кi принимается:
Расчет ИЗА основан на предположении, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека, а при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с различной скоростью, которая зависит от класса опасности вещества.
Данный ИЗА используют для характеристики вклада отдельных примесей в общий уровень загрязнения атмосферы за данный период времени на данной территории и для сравнения степени загрязнения атмосферы различными веществами .
К комплексным индексам относятся:
Комплексный индекс загрязнения атмосферы города (КИЗА) - это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, создаваемого n веществами, присутствующими в атмосфере города :
КИЗА=
где Ii - единичный индекс загрязнения атмосферы i-ым веществом.
Комплексный индекс загрязнения атмосферы приоритетными веществами - количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы приоритетными веществами, определяющими загрязнение атмосферы в города, рассчитывается аналогично КИЗА.
Расчеты индекса загрязнения природных вод (ИЗВ) также могут быть выполнены несколькими методами.
Приведем в качестве примера метод расчета, рекомендованный нормативным документом, который является неотъемлемой частью Правил охраны поверхностных вод (1991) - СанПиН 4630-88.
Вначале измеренные концентрации загрязняющих веществ группируют по лимитирующим признакам вредности - ЛПВ (органолептическому, токсикологическому и общесанитарному). Затем для первой и второй (органолептический и токсикологический ЛПВ) групп рассчитывают степень отклонения (А i) фактических концентраций веществ (C i) от их ПДК i , так же, как и для атмосферного воздуха (A i = C i /ПДК i ). Далее находят суммы показателей А i , для первой и второй групп веществ:
где S - сумма А i для веществ, нормируемых по органолептическому (S орг) и токсикологическому (S токс) ЛПВ; n - число суммируемых показателей качества воды.
Кроме того, для определения ИЗВ используют величину растворенного в воде кислорода и БПК 20 (общесанитарный ЛПВ), бактериологический показатель - число лактозоположительных кишечных палочек (ЛПКП) в 1 л воды, запах и привкус . Индекс загрязнения воды определяется в соответствии с гигиенической классификацией водных объектов по степени загрязнения (табл.2).
Сопоставляя соответствующие показатели (S орг, S токс, БПК 20 и т. д.) с оценочными (см. табл. 2), определяют индекс загрязнения, степень загрязнения водного объекта и класс качества вод. Индекс загрязнения определяют по наиболее жесткому значению оценочного показателя . Так, если по всем показателям вода относится к I классу качества, но содержание кислорода в ней меньше 4,0 мг/л (но больше 3,0 мг/л), то ИЗВ такой воды следует принять за 1 и отнести ее ко II классу качества (умеренная степень загрязнения).
От степени загрязнения воды водного объекта зависят виды водопользования (табл. 3).
Таблица 2.
Гигиеническая классификация водных объектов по степени загрязнения (по СанПиН 4630-88)
Таблица 3
Возможные виды водопользования в зависимости от степени загрязнения водного объекта (по СанПиН4630-88)
| Степень загрязнения | Возможное использование водного объекта |
| Допустимая | Пригоден для всех видов водопользования населения практически без каких-либо ограничений |
| Умеренная | Свидетельствует об опасности использования водного объекта для культурно-бытовых целей. Использование как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения без снижения уровня химического загрязнения на очистных водопроводных сооружениях может привести к начальным симптомам интоксикации у части населения, особенно при наличии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
| Высокая | Безусловная опасность культурно-бытового водопользования на водном объекте. Недопустимо использование как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения из-за сложности удаления токсических веществ в процессе водоподготовки. Употребление для питья воды может привести к появлению симптомов интоксикации и развитию отделенных эффектов, особенно при присутствии веществ 1-го и 2-го классов опасности |
| Чрезвычайно высокая | Абсолютная непригодность для всех видов водопользования. Даже кратковременное использование воды водного объекта опасно для здоровья населения |
В службах Минприроды РФ для оценки качества воды используют методику расчета ИЗВ только по химическим показателям, но с учетом более жестких рыбохозяйственных ПДК. При этом выделяют не 4, а 7 классов качества:
I - очень чистая вода (ИЗВ = 0,3);
II - чистая (ИЗВ = 0,3 - 1,0);
III - умеренно загрязненная (ИЗВ = 1,0 - 2,5);
IV - загрязненная (ИЗВ = 2,5 - 4,0);
V - грязная (ИЗВ = 4,0 - 6,0);
VI - очень грязная (ИЗВ = 6,0 - 10,0);
VII - чрезвычайно грязная (ИЗВ более 10,0).
Оценка уровня химического загрязнения почвы проводится по показателям, разработанным в геохимических и геогигиенических исследованиях. Такими показателями являются:
· коэффициент концентрации химического вещества (К i) ,
К i = С i /С фi
где С i – фактическое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг;
С фi – региональное фоновое содержание вещества в почве,мг/кг.
При наличии ПДК i для рассматриваемого типа почв , К i определяют по кратности превышения гигиенического норматива , т.е. по формуле
К i = С i /ПДК i
· суммарный показатель загрязнения Zc , который определяется по сумме коэффициентов концентрации химических веществ :
Zc = ∑ K i – (n-1)
Где n – число загрязняющих веществ в почве, Кi - коэффициент концентрации.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почвы по суммарному показателю представлена в табл. 3.
Таблица 3
Экологический мониторинг имеет особое значение в глобальной системе мониторинга окружающей среды и, в первую очередь, в мониторинге возобновляемых ресурсов биосферы. Он включает наблюдения за экологическим состоянием наземных, водных и морских экосистем .
В качестве критериев , характеризующих изменения состояния природных систем, могут быть использованы: сбалансированность продукции и деструкции ; величина первичной продукции , структура биоценоза; скорость круговорота биогенных веществ и др. Все эти критерии численно выражаются различными химическими и биологическими показателями. Так, изменения в растительном покрове Земли определяются изменением площади лесов.
СУММАРНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ характеристика загрязнения почвы несколькими загрязняющими веществами (разработана преимущественно в отношении тяжелых металлов). С.п.з.п. (zc) оценивается по формуле: zc=Skci - (n-1), где kci - коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества, равный частному от деления его концентрации в загрязненной и фоновой почвах; n - число определяемых ингредиентов.
- - отношение разности числовых значений влажности образца п. и предела раскатывания к числу пластичности...
Толковый словарь по почвоведению
- - показатель загрязнения атмосферы совместно несколькими загрязняющими веществами...
Экологический словарь
- - показатели, отражающие вероятность миграции загрязняющих веществ из почвы в атмосферный воздух, в воду, растения, а также степень воздействия на почвенные микроорганизмы...
Экологический словарь
- - величина, характеризующая степень неблагоприятного изменения свойств почвы под воздействием внешних факторов, приводящих к снижению ее плодородия или ухудшению качества растительной...
Экологический словарь
- - количественная и качественная характеристики загрязнения атмосферы...
Экологический словарь
- - отношение содержания загрязняющего вещества в почве к его ПДК. ...
Экологический словарь
- - показатель загрязнения атмосферы одним загрязняющим веществом...
Экологический словарь
- - вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь...
Экологический словарь
- - Показатель загрязнения атмосферы одним загрязняющим веществом...
Словарь бизнес терминов
- - Показатель загрязнения атмосферы совместно несколькими загрязняющими...
Словарь бизнес терминов
- - "...Приоритетный компонент загрязнения почвы- вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь..." Источник: "ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОЧВЫ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. МУ 2...
Официальная терминология
- - "... - проверка соответствия химического загрязнения почвы установленным нормам и требованиям.....
Официальная терминология
- - "... - активность единицы площади поверхности почвы, в Бк/м2 или Ки/км2. Этот термин используется для характеристики радиоактивного загрязнения территорий..." Источник: Приказ Рослесхоза от 16.03...
Официальная терминология
- - ".....
Официальная терминология
- - СУММА́РНЫЙ, -ая, -ое; -рен, -рна. 1. Получившийся в результате сложения, представляющий собой сумму. Суммарное количество. 2. перен. Обобщённый, итоговый, без подробностей. С. обзор событий. Суммарно описать...
Толковый словарь Ожегова
- - СУММА́РНЫЙ, суммарная, суммарное; суммарен, суммарна, суммарно. 1. Получившийся в результате сложения, исчисления суммы чего-нибудь. Суммарное количество. Суммарные показатели. Суммарные данные. 2. перен...
Толковый словарь Ушакова
"СУММАРНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ" в книгах
Воздействие загрязнения вод на лосося
Из книги Лососи, бобры, каланы автора Кусто Жак-ИвВоздействие загрязнения вод на лосося (Из: «Изучение лосося пресных вод Франции…», Луи Руль, Париж, 1920 г.)«Загрязнение проточных вод является новой причиной их обеднения. Оно производит сильное и неблагоприятное действие, даже если влияет косвенным путем. Результат его
4.4.7.5. Загрязнения более не поднимаются
Из книги О различении сознания и изначального осознавания. О сущности Татхагаты автора Дордже Третий Кармапа Ранджунг4.4.7.5. Загрязнения более не поднимаются [Кармапа] говорит: Загрязнения более не поднимаются, Поскольку свободно от концептуального Мышления, приписывающего разделейность. Могут подумать: «Даже пройдя путь до конца, не поднимаются (ldang ba) ли, по прежнему, загрязнения –
Защита воды от загрязнения
Из книги Современный квартирный сантехник автора Бейкер Гленн И.Защита воды от загрязнения Вакуумный прерыватель. В настоящее время некоторые стандарты требуют установки вакуумных прерывателей на все ниппели и краны для подключения шлангов. Это маленькое устройство, которое прикручивается между шлангом и ниппелем.Если вдруг в
Процесс суммарный
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ПР) автора БСЭСуммарный процесс
Из книги Большая Советская Энциклопедия (СУ) автора БСЭЛандшафты и загрязнения
Из книги Я познаю мир. Арктика и Антарктика автора Бочавер Алексей ЛьвовичЛандшафты и загрязнения Меняются климаты, меняются и ландг шафты. Глубокие изменения, подобные оледенениям, происходят медленно и захватывают гигантские территории. Такие изменения мы не можем почувствовать непосредственно – слишком велика разница во времени жизни
Глава 4 Загрязнения и чистка
Из книги Мобильник: любовь или опасная связь? Правда, которой не расскажут в салонах мобильной связи автора Инджиев Артур АлександровичГлава 4 Загрязнения и чистка Предположу, и думаю, наверняка буду прав, что мобильный телефон - то, без чего практически невозможна жизнь современного человека, на данный момент является предметом наиболее активного пользования - даже больше, чем компьютер, вскоре после
Загрязнения
Из книги Восстановление данных на 100% автора Ташков Петр АндреевичЗагрязнения Каждому известно, что, если лазерный диск не читается, его, прежде всего, нужно протереть. Протирание диска первым попавшимся под руку платком, рукавом или полотенцем – верный способ в дополнение к имеющейся грязи нанести на диск еще и царапины. При очистке
Из книги Кодекс о Правонарушениях Республики Молдова в силе с 31.05.2009 автора Автор неизвестенСтатья 118. Необработка земельных участков, непринятие обязательных мер по их мелиорации, по защите почвы от эрозии, вызванной воздействием ветра и воды, по предупреждению других процессов, ухудшающих состояние почвы Необработка земельных участков, непринятие
40. Атмосфера. Последствия загрязнения
автора Алексеев Виктор Сергеевич40. Атмосфера. Последствия загрязнения Основными загрязнителями атмосферыявляются промышленные предприятия (особенно металлургические, химические заводы), а также тепловые электростанции, транспорт всех видов (особенно автомобильный – большегрузный, работающий на
42. Почва. Последствия загрязнения почвы
Из книги Безопасность жизнедеятельности автора Алексеев Виктор Сергеевич42. Почва. Последствия загрязнения почвы Почваявляется важным компонентом биосферы, неотъемлемой частью любого наземногобиогеоценоза. При этом она выполняет ряд экологических функций, в том числе глобальных биосферных, обеспечивающих стабильность биосферы и саму
25. Атмосферные загрязнения и их классификация
Из книги Общая гигиена автора Елисеев Юрий Юрьевич25. Атмосферные загрязнения и их классификация Загрязнение окружающей среды, и в особенности воздуха, выбросами промышленных предприятий, автомобильного транспорта вызывает в последние годы все большее беспокойство во многих странах.Значительная часть этих выбросов,
Полевые загрязнения
автора Малахов Геннадий ПетровичПолевые загрязнения Не судите, да не судимы будете, ибо каким судом судите, таким будете судимы; и какой мерою мерите, такою и вам будут мерить. От Матфея, 7:1-2 Причины полевых загрязнений сложны и многообразны. Я расскажу вам о тех, которые больше всего влияют на наше
Загрязнения в физическом теле
Из книги Без очищения нет исцеления автора Малахов Геннадий ПетровичЗагрязнения в физическом теле Источники шлаковАнализируя жизненный процесс человека, можно выделить три большие группы источников шлаков и токсинов: уровень развития самосознания человека и общества, наследственные заболевания и детские болезни, заражение организма
Определение степени загрязнения
Из книги Правила устройства электроустановок в вопросах и ответах [Пособие для изучения и подготовки к проверке знаний] автора Красник Валентин ВикторовичОпределение степени загрязнения Вопрос. Какая изоляция может применяться в районах, не попадающих в зону влияния промышленных источников загрязнения (леса, тундра, лесотундра, луга)?Ответ. Может применяться изоляция с меньшей удельной эффективной длиной пути утечки, чем
РАБОТА 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА И ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Цель работы: определение категории загрязнения почв по наличию в них повышенных концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) и, на основе этого, оценка влияния суммарного загрязнения на здоровье населения.
Задание
(Приложение 11)
5.2. Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения.(Приложение 12)
5.3. Сделать краткие выводы.
Порядок выполнения работы
5.1. При оценке опасности загрязнения почв загрязняющими веществами (ЗВ) необходимо учитывать следующие закономерности (табл.5.1, 5.2):
1 Опасность загрязнения тем выше, чем больше фактическое содержание ЗВ в почве (обычно выражается концентрацией вещества С i , мг/кг), т.е., чем больше значение коэффициента К i превышает единицу; коэффициент опасности определяется следующим образом:
К i =С i / ПДК i (5.1)
2 Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности ЗВ. Отнесение ЗВ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к тому или иному классу опасности зависит от свойств ЗВ, в частности, от их способности накапливаться в организме, нарушать работу различных систем и органов, токсичности и др. Примеры ЗВ различных классов опасности приведеныв таблице 5.1;
Отнесение химических веществ, попадающих в почву, к классам опасности (по ГОСТ 17.4.1.02-83)
Таблица 5.1.
3 Опасность загрязнения тем выше, чем ниже буферные свойства почв. Это свойство почвы поглощать загрязнение из окружающей среды и прочно фиксировать его в почве зависит от содержания в почве органического вещества (гумуса почвы), кислотности почвы, механического состава, водного режима и ряда других свойств почвы. Буферность почвы определяет ее барьерную функцию, которая, в свою очередь, обусловливает уровни вторичного загрязнения химическими веществами сред, контактирующих с почвой: растительности, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод.
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами
Таблица 5.2.
| Категория загрязненности почв | Характеристика загрязненности | Возможное использование территории | Предлагаемые мероприятия |
| I. Допустимая | Содержание химических веществ в почве превышает фоновое, но не выше ПДК | Использование под любые культуры | Снижение уровня воздействия источников загрязнения почвы. Осуществление мероприятий по снижению доступности токсикантов для растений (известкование, внесение органических удобрений) |
| II. Умеренно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационномупоказателю | Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений | Мероприятия, аналогичные категории I. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным и миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в рабочих зонах и в воде местных водоисточников |
| III. Высоко опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности | Использование под технические культуры. Использование под сельскохозяйственные культуры ограничено с учетом растений - концентраторов | Кроме мероприятий, указанных для категории I, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях- продуктах питания и кормах. При необходимости выращивания растений -продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве |
| IV. Чрезвычайно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК в почве по всем показателям вредности | Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственного использования. Лесозащитные полосы | Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания сельскохозяйственных рабочих и в воде местных источников |
ЗАДАНИЕ 5.1. Определить категорию загрязнения почвы и возможность её использования.(Приложение 10-11)
ПРИМЕР 5.1 (Варианты задач для задания 5.1 даны в приложении 11 ).
На определенном участке территории установлено присутствие в почве меди с солесодержанием подвижных форм, равном 3,2 мг/кг, и свинца с концентрацией 25 мг/кг. Определить категорию загрязненности почвы и возможность ее использования для выращивания сельскохозяйственной продукции; установить характер возможного использования данной территории и мероприятия по снижению токсического воздействия почвенных загрязнений.
Решение
На основании данных приложения 10 находим: ПДК меди с учетом фона - 3,0 мг/кг; ПДК свинца с учетом фона - 30,0 мг/кг. Допустимые уровни содержания:
По транслокационному показателю вредности - меди - 3,5 мг/кг; свинца- 30,0 мг/кг
По миграционному водному показателю вредности - меди - 72,0 мг/кг; свинца - 260,0 мг/кг;
По общесанитарному показателю вредности - меди -3,0 мг/кг; свинца - 30,0 мг/кг.
На основании полученных данных составим таблицу :
Таблица 5.3.
ВЫВОД: Исходя из комплексной оценки загрязненности почвы (по худшему показателю), устанавливаем, что категория ее загрязненности - умеренно опасная .
Данная территория может использоваться под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений и проведения мероприятий по снижению доступности для них имеющихся токсикантов, т.е. меди и свинца.
ЗАДАНИЕ 5.2.Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения. (Приложение 12)
Оценка уровня загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: К с - коэффициенту концентрации отдельного вещества и
Z c - суммарному показателю загрязнения - при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов.
Коэффициент концентрации ЗВ определяется отношением
Кс = С/С ф (5.2)
где С - реальная концентрация данного химического вещества в почве, мг/кг;
С ф - фоновая концентрация в почве данного вещества, мг/кг.
Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций загрязняющих почву химических элементов:
| (5.3) |
где п - число учитываемых ЗВ.
Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателюZ c проводится с помощью данных табл.5.4.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения Z c
Таблица 5.4
| Категория загрязнения почв | Показатель Z c | Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
| I. Допустимая | Менее 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
| II. Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение общего уровня заболеваемости |
| III. Высоко опасная | 32-128 | Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечнососудистой системы |
| IV. Чрезвычайно опасная | Более 128 | Увеличение заболеваемости детей, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
ПРИМЕР 5.2 (Варианты задач для задания 5.2 приведены в приложении 12 .)
Необходимо определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения, на основании чего дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории.
Исходные данные приведены в табл.5.5. Фоновые концентрации загрязняющих веществ в почве даны в приложении 12.
Таблица 5.5.
Решение
По формуле (5.2) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ:
К cF = 470/208 = 2,3;
К сВе = 4,9/1,5 = 3,3;
K cZn = 255/41,3 = 6,2.
По формуле (5.3) определим суммарный показатель загрязнения:
Z c = (2,3 + 3,3 + 6,2) - (3 - 1) = 9,8.
ВЫВОД В соответствии с данными табл.5.4 рассматриваемые почвы относятся к категории допустимого загрязнения и характеризуются наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимумом функциональных отклонений.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (необходим письменный ответ)
1. Перечислите основные источники загрязнения почв.
2. Какие виды загрязнений почв наиболее опасны для человека? Для функционирования экосистемы?
3. Дать определение ПДКп.
4. Дать определения понятиям: миграционный водный показатель загрязнения среды, миграционный воздушный показатель загрязнения среды, общесанитарный показатель загрязнения, транслокационный показатель загрязнения.
5. Что такое коэффициент концентрации загрязняющего вещества в почве?
6. Что такое суммарный показатель загрязнения почвы? Зачем он определяется?
Приложение 10
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни содержания по показателям вредности
| Вещество | ПДК почвы с учетом фона, мг/кг | Показатели вредности | |||||
| Транслокационный | Миграционный | Общесанитарный | |||||
| водный | воздушный | ||||||
| Подвижная форма | |||||||
| Сu | 3,0 | 3,5 | 72,0 | - | 3,0 | ||
| Ni | 4,0 | 6,7 | 14,0 | - | 4,0 | ||
| Zn | 23,0 | 23,0 | 7,0 | ||||
| Со | 5,0 | 25,0 | >1000 | - | 5,0 | ||
| Водорастворимая форма | |||||||
| F | 2,8 | 2,8 | - | - | 5,0 | ||
| Валовое содержание | |||||||
| Sb | 4,5 | 4,5 | 4,5 | - | |||
| Mn | - | ||||||
| V | - | ||||||
| Mn+V | 1000+100 | 1500+150 | 2000+200 | - | 1000+100 | ||
| Pb | - | 30,0 | |||||
| As | 2,0 | 2,0 | - | 10,0 | |||
| Hg | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 2,5 | 5,0 | ||
| Pb+Hg | 20+1,0 | 20+1,0 | 30+2,0 | - | 30+2,0 | ||
| КСl Нитраты Бенз(а)пирен Бензол Толуол Изопропилбензол Альфаметилстирол Стирол Ксилолы H 2 S S элементарная H 2 S0 4 Отходы флотации угля Комплексные гранулированные удобрения (КГУ) Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) | 0,02 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,3 0,4 | 0,2 3,0 0,3 3,0 3,0 0,3 0,3 >800 | 0,5 10,0 | - - 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,4 0,4 - - >800 | 0,02 50,0 50,0 50,0 50,0 1,0 1,0 | ||
Приложение 11
Варианты задач для задания5.1
| Вариант | Токсикант | Концентрация, мг/кг | Вариант | Токсикант | Концентрация мг/кг |
| Никель | 8,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Медь | 75,0 | Никель | 13,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Бензол | 0,25 | ||
| Фтор | 4,0 | Кобальт | 1300,0 | ||
| Кобальт | 12,0 | Толуол | 0,45 | ||
| Ванадий | 120,0 | Марганец | 2000,0 | ||
| Фтор | 1,5 | Изопропилбензол | 2,5 | ||
| Мышьяк | 8,0 | Сурьма | 55,0 | ||
| Сурьма | 46,0 | Изопропилбензол | 4.0 | ||
| Ртуть | 2,8 | Никель | 12,0 | ||
| Марганец | 3000,0 | Альфаметилстирол | 0,4 | ||
| Мышьяк | 3,0 | Нитраты | 400,0 | ||
| Ванадий | 115,0 | Стирол | 0,2 | ||
| Цинк | 38,0 | КГУ | 650,0 | ||
| Свинец | 240,0 | Ксилол | 92,0 | ||
| Никель | 3,5 | Кобальт | 75,0 | ||
| Свинец | 42,0 | Сероводород | 150,0 | ||
| Сурьма | 10,0 | Фтор | 3,0 | ||
| Мышьяк | 4,0 | Элементарная сера | 190,0 | ||
| Свинец | 60,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Ртуть | 3,5 | Серная кислота | 145,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Сурьма | 5,0 | ||
| Нитраты | 150,0 | ОФУ | 8000,0 | ||
| Медь | 65,0 | Бензол | 44,0 | ||
| Бенз(а)пирен | 0,15 | КГУ | 600,0 | ||
| Свинец | 39,0 | Толуол | 98,0 |
Приложение 12
Варианты задач для задания 5.2
| Вари- ант | Концентрация загрязняющих веществ в почве, мг/кг | |||||||||||
| Li | Be | S | V | Сr | Со | Ni | Сu | Zn | Cd | Hg | Pb | |
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,3 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,1 | ||||||
| - | - | - | - | - | 0,09 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,07 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,15 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,03 | - | ||||||
| - | - | - | - | 0,6 | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,8 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| . | - | - | - | - | - | 0,02 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,4 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,08 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| Фоновые концентрации, мг/кг | ||||||||||||
| все | 23,5 | 1,5 | 63,5 | 8,4 | 23,2 | 15,3 | 41,3 | 0,7 | 0,01 | 11,5 |
Задание 2. Оценка качества природной среды по интегральным геохимическим показателям.
Определение гидрохимического индекса загрязнения воды (ИЗВ)
Гидрохимический ИЗВ является аддитивным показателем и представляет собой среднюю долю превышения ПДК по строго лимитированному числу индивидуальных ингредиентов и вычисляется по формуле:
где n – число показателей, используемых для расчета индекса; С i – концентрация химического вещества в воде, мг/л; ПДК i – предельно допустимая концентрация вещества в воде, мг/л.
При определении ИЗВ для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового видов водопользования расчет ведут по величине ПДК в для шести компонентов, имеющих наибольшую кратность превышения (С/ПДК в ), т.е. n = 6. В число шести основных, так называемых «лимитируемых» показателей, входят в обязательном порядке концентрация растворенного кислорода и значение БПК 5 .
Учитывая, что показатель биохимического потребления кислорода (БПК 5) является интегральным показателем наличия легкоокисляемых органических веществ (ПДК для БПК полн − 3 мг О 2 /л), а также то, что с увеличением содержания легкоокисляемых органических веществ (уменьшением содержания растворенного кислорода) качество вод снижается более резко, ПДК для этих показателей принимается по табл. 1.6.
Внимание! Для кислорода находится отношение ПДК i к C i .
В зависимости от величины ИЗВ участки водных объектов подразделяются по качеству на 7 классов, представленных в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Классификация качества воды водоемов в зависимости от комплексного ИЗВ
| Качественное состояние воды | Значения ИЗВ | Класс качества воды |
| Очень чистые | < 0,2 | |
| Чистые | 0,2 – <1,0 | |
| Умеренно загрязненные | 1,0 – <2,0 | |
| Загрязненные | 2,0 – 4<,0 | |
| Грязные | 4,0 – <6,0 | |
| Очень грязные | 6,0 – <10,0 | |
| Чрезвычайно грязные | ≥ 10,0 |
Задание к работе
Река Т. используется по многоцелевому назначению. На различных участках реки вода используется для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд населения. Загрязнение воды может быть от недостаточно очищенных сбросов сточных вод различных предприятий, а также от смыва с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты. Необходимо определить экологическое состояние и пригодность водоема для указанных видов водопользования, а также предложить способы решения возникающих проблем.
1. Определить индекс загрязнения воды (ИЗВ):
1.1. Используя данные ГН 2.1.5.1315-03 заполнить таблицу 1.4
1.3. Выбрать шесть компонентов для расчета: концентрация растворенного кислорода, значение БПК 5 , а также значения 4 показателей, имеющих наибольшую кратность превышения.
1.5. Результаты расчетов представить в виде таблицы 1.5.
1.6. Указать качественное состояние воды в соответствии с данными таблицы 1.1
1.7. Дать характеристику 3 веществам, наиболее сильно загрязняющим воду (по превышению ПДК)
В табл. 1.2 приведены результаты стандартного анализа воды. В табл. 1.3 и 1.5 приведены данные химического анализа воды по содержанию в ней токсичных металлов и справочные данные для определения величины ИЗВ.
Таблица 1.2
Стандартный анализ воды
| № вар | Показатели | |||||||||
| Коли- индекс | Запах, баллы | БПК 5 , мг О 2 /л | рН | Растворенный кислород, мг/л | Цвет-ность, град | Взвешенные вещества, мг/л | Общая минерализация, мг/л | Хлориды, мг/л | Сульфаты, мг/л | |
| 10 8 | 1,5 | 7,2 | ||||||||
| 10 7 | 9,4 | |||||||||
| 1888 8,3 | ||||||||||
| 3,5 | ||||||||||
| 10 | 5,2 | |||||||||
| 7,1 | ||||||||||
| 10 6 | 9,8 | |||||||||
| 10 6 | 1,5 | 1,5 | ||||||||
| 1,5 | 3,4 | |||||||||
| 0,5 | 5,5 | |||||||||
| 7,6 | ||||||||||
| 10 5 | 9,1 | |||||||||
| 10 8 | 1,8 | |||||||||
| 3,6 | ||||||||||
| 1,5 | 5,4 |
Таблица 1.3
Результаты химического анализа воды по содержанию в ней катионов токсичных металлов
| № вар | Концентрация С, мг/л | ||||||||
| Al 3+ | As 3+ | Cu 2+ | Fe 3+ | Hg 2+ | Mn 2+ | Ni 2+ | Pb 2+ | Zn 2+ | |
| 0,15 | 0,03 | 2,0 | 0,1 | 0,001 | 0,05 | 0,35 | 0,05 | 0,2 | |
| 0,03 | 0,02 | 1,0 | 0,2 | 0,001 | 0,07 | 0,16 | 0,70 | 0,1 | |
| 0,02 | 0,01 | 0,5 | 0,1 | 0,001 | 0,20 | 0,25 | 0,05 | 1,0 | |
| 0,02 | 0,07 | 0,5 | 0,2 | 0,001 | 0,30 | 0,46 | 0,02 | 2,0 | |
| 0,30 | 0,01 | 2,0 | 0,5 | 0,001 | 0,05 | 0,34 | 0,02 | 0,05 | |
| 0,02 | 0,10 | 0,2 | 0,1 | 0,001 | 0,05 | 0,33 | 0,02 | 0,5 | |
| 0,01 | 0,02 | 0,1 | 0,2 | 0,001 | 0,07 | 0,08 | 0,05 | 7,0 | |
| 0,002 | 0,01 | 0,5 | 0,1 | 0,003 | 0,03 | 0,37 | 0,03 | 2,0 | |
| 0,01 | 0,03 | 2,0 | 2,0 | 0,001 | 0,50 | 0,03 | 0,05 | 0,5 | |
| 0,02 | 0,02 | 0,1 | 0,1 | 0,001 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | 0,5 | |
| 0,03 | 0,05 | 1,5 | 0,6 | 0,001 | 0,30 | 0,31 | 0,05 | 1,5 | |
| 0,01 | 0,10 | 1,8 | 0,2 | 0,002 | 0,05 | 0,25 | 0,03 | 1,0 | |
| 0,02 | 0,05 | 0,5 | 0,15 | 0,001 | 0,10 | 0,10 | 0,07 | 0,5 | |
| 0,01 | 0,02 | 0,1 | 0,3 | 0,001 | 0,03 | 0,48 | 0,02 | 1,0 | |
| 0,30 | 0,03 | 0,3 | 1,6 | 0,001 | 0,25 | 0,36 | 0,03 | 0,5 |
Таблица 1.4
Предельно допустимые концентрации и класс опасности химических веществ в воде
Таблица 1.5
Индекс загрязнения воды
| Компоненты | Концентрация С, мг/л | ПДК в, мг/л | С/ПДК в | Участвуют в расчете ИЗВ |
| БПК 5 , мг О 2 /л | ||||
| Растворенный кислород, мг/л | ||||
| Сl - | ||||
| SO 4 2- | ||||
| Al 3+ | ||||
| As 3+ | ||||
| Cu 2+ | ||||
| Fe 3+ | ||||
| Hg 2+ | ||||
| Mn 2+ | ||||
| Ni 2+ | ||||
| Pb 2+ | ||||
| Zn 2+ | ||||
| - | ИЗВ |
Таблица 1.6
Нормативные величины БПК5 и растворенного кислорода
Суммарный показатель химического загрязнения Zc
Химическое загрязнение грунтов и донных отложений оценивают по суммарному показателю химического загрязнения Zc, являющимся индикатором неблагоприятного воздействия на здоровье населения.
Суммарный показатель химического загрязнения Zc характеризует степень химического загрязнения грунтов, обследуемых участков металлов I-III классов опасности, и определяется как сумма коэффициентов концентрации Kc, отдельных компонентов загрязнения по формуле
Zс = Кci + … + Кcn - (n - 1), (2.1)
где: n - количество учитываемых химических элементов;
Кci - коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения, превышающий единицу.
Задание к работе
1.1. Используя данные СанПиН 2.1.7.1287-03, ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09 заполнить таблицу 2.2. В случае отсутствия установленного ПДК (ОДК), указать кларк элемента в городских почвах (по Алексеенко).
1.3. Выбрать для расчета компоненты, Кс которых превышает 1 .
1.5. Результаты расчетов представить в виде таблицы 2.3.
1.6. Сделать вывод об уровне суммарного загрязнения и привести рекомендации по использованию почв в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287–03.
1.7. Дать характеристику 3 веществам, наиболее сильно загрязняющим почву (по превышению ПДК)
Таблица 2.1
Результаты химического анализа почвы по содержанию в ней токсичных металлов
| № вар. | Концентрация вещества в почве, мг/кг | ||||||||
| Pb | Zn | Cu | Ni | Co | Mn | V | As | Sr | |
| 152,3 | 461,1 | 30,0 | 32,3 | 3,7 | 583,1 | 35,0 | 35,5 | 209,5 | |
| 18,7 | 91,0 | 24,7 | 23,9 | 2,8 | 509,9 | 24,3 | 12,2 | 139,9 | |
| 44,8 | 117,7 | 24,4 | 22,5 | 1,9 | 422,2 | 16,7 | 15,8 | 169,6 | |
| 26,3 | 82,7 | 32,3 | 23,5 | 0,9 | 491,4 | 35,0 | 12,7 | 193,1 | |
| 30,4 | 75,0 | 37,9 | 23,9 | 0,9 | 401,0 | 36,7 | 12,8 | 129,3 | |
| 31,2 | 109,1 | 39,4 | 28,2 | 3,5 | 725,1 | 59,1 | 13,1 | 166,0 | |
| 133,7 | 219,6 | 26,8 | 22,1 | 2,7 | 484,4 | 23,4 | 31,9 | 155,1 | |
| 29,0 | 89,5 | 31,5 | 20,4 | 1,5 | 404,5 | 20,4 | 35,0 | 165,8 | |
| 49,6 | 142,3 | 26,8 | 22,8 | 1,8 | 485,8 | 26,3 | 24,3 | 140,4 | |
| 169,8 | 26,8 | 30,1 | 2,1 | 521,3 | 31,4 | 16,7 | 123,8 | ||
| 44,5 | 205,6 | 38,4 | 30,4 | 1,6 | 525,3 | 33,8 | 35,0 | 174,0 | |
| 67,8 | 200,0 | 31,0 | 36,8 | 3,5 | 300,0 | 25,4 | 36,7 | 178,9 | |
| 72,3 | 350,7 | 24,0 | 28,7 | 0,8 | 298,0 | 27,8 | 27,8 | 165,0 | |
| 40,1 | 99,8 | 22,0 | 25,5 | 0,4 | 425,0 | 26,3 | 26,3 | 123,8 | |
| 18,9 | 95,0 | 36,6 | 24,0 | 2,6 | 523,6 | 18,5 | 18,5 | 114,5 |
Таблица 2.2
Предельно допустимые концентрации и класс опасности элементов в почве
Таблица 2.3
Показатель химического загрязнения
| Элемент | Концентрация, мг/кг | ПДК (ОДК), мг/кг | Кс | Участвуют в расчете Zc |
| Pb | ||||
| Zn | ||||
| Cu | ||||
| Ni | ||||
| Co | ||||
| Mn | ||||
| V | ||||
| As | ||||
| Sr | ||||
| Zc | ||||
| Вывод (уровень суммарного загрязнения, рекомендации) |
Примечание:
1) Для Pb, Zn, Cu, Ni, As использовать ОДК. Тип почв – кислые (суглинистые и глинистые), рН КСl<5,5
