Sarcina 2. Evaluarea calității mediului natural folosind indicatori geochimici integrali.
Determinarea indicelui hidrochimic de poluare a apei (WPI)
Hidrochimic WPI este un indicator aditiv și reprezintă ponderea medie a depășirii MPC pentru un număr strict limitat de ingrediente individuale și este calculat folosind formula:
Unde n– numărul de indicatori utilizați pentru calcularea indicelui; C i– concentrația substanței chimice în apă, mg/l; MPC i– concentrația maximă admisă a unei substanțe în apă, mg/l.
La determinarea WPI pentru corpurile de apă de tip economic-potabil și cultural-casnic de utilizare a apei, calculul se efectuează în funcție de valoarea MPC in pentru cele șase componente cu cel mai mare factor de exces ( S/MPC in), adică n= 6. Cei șase indicatori principali, așa-numiți „limitați” includ, fără greșeală, concentrația de oxigen dizolvat și valoarea BOD 5.
Având în vedere că indicatorul consumului biochimic de oxigen (CBO 5) este un indicator integral al prezenței substanțelor organice ușor oxidabile (MPC pentru DBO total - 3 mg O 2 /l), precum și acela cu creșterea conținutului de substanțe ușor oxidabile. substanțe organice (scăderea conținutului de oxigen dizolvat), calitatea apei scade mai brusc, concentrația maximă admisă pentru acești indicatori este luată conform tabelului. 1.6.
Atenţie! Pentru oxigen există o relație MPC i La C i.
În funcție de valoarea WPI, zonele corpurilor de apă sunt împărțite în funcție de calitate în 7 clase prezentate în tabel. 1.1.
Tabelul 1.1
Clasificarea calității apei lacurilor de acumulare în funcție de WPI complex
| Calitatea apei | Valorile WPI | Clasa de calitate a apei |
| Foarte curat | < 0,2 | |
| Curat | 0,2 – <1,0 | |
| Moderat poluat | 1,0 – <2,0 | |
| Contaminat | 2,0 – 4<,0 | |
| Murdar | 4,0 – <6,0 | |
| Foarte murdar | 6,0 – <10,0 | |
| Extrem de murdar | ≥ 10,0 |
Misiunea pentru muncă
Râul T. este folosit în scopuri polivalente. În diferite tronsoane ale râului, apa este folosită pentru nevoile gospodărești, potabile și culturale ale populației. Poluarea apei poate proveni din deversarile de ape uzate insuficient tratate de la diverse intreprinderi, precum si din spalarea unei parti din sol care contine diverse substante agrochimice de pe campuri. Este necesar să se determine starea ecologică și adecvarea rezervorului pentru tipurile specificate de utilizare a apei, precum și să se propună modalități de rezolvare a problemelor emergente.
1. Determinați indicele de poluare a apei (WPI):
1.1. Folosind datele din GN 2.1.5.1315-03, completați Tabelul 1.4
1.3. Selectați șase componente pentru calcul: concentrația de oxigen dizolvat, valoarea BOD 5, precum și valorile a 4 indicatori care au cel mai mare multiplu de exces.
1.5. Rezultatele calculului sunt prezentate sub forma tabelului 1.5.
1.6. Indicați starea de calitate a apei în conformitate cu datele din Tabelul 1.1
1.7. Descrieți cele 3 substanțe care poluează cel mai puternic apa (în ceea ce privește depășirea CPM)
În tabel Tabelul 1.2 prezintă rezultatele unei analize standard a apei. În tabel 1.3 și 1.5 oferă date privind analiza chimică a apei pe baza conținutului de metale toxice din aceasta și date de referință pentru determinarea valorii WPI.
Tabelul 1.2
Analiza standard a apei
| nr. var | Indicatori | |||||||||
| Indexul Coli | Miros, puncte | BOD5, mg O2/l | pH | Oxigen dizolvat, mg/l | Valoarea culorii, grade | Substanțe în suspensie, mg/l | Mineralizare totală, mg/l | Cloruri, mg/l | Sulfati, mg/l | |
| 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 |
Tabelul 1.3
Rezultatele analizei chimice a apei pentru conținutul de cationi metalici toxici din aceasta
| nr. var | Concentrație C, mg/l | ||||||||
| Al 3+ | Ca 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 |
Tabelul 1.4
Concentrațiile maxime admise și clasa de pericol a substanțelor chimice în apă
Tabelul 1.5
Indicele de poluare a apei
| Componente | Concentrație C, mg/l | MPC în, mg/l | S/MPC in | Participați la calculul WPI |
| BOD5, mg O2/l | ||||
| Oxigen dizolvat, mg/l | ||||
| Cl - | ||||
| SO 4 2- | ||||
| Al 3+ | ||||
| Ca 3+ | ||||
| Cu 2+ | ||||
| Fe 3+ | ||||
| Hg 2+ | ||||
| Mn 2+ | ||||
| Ni 2+ | ||||
| Pb 2+ | ||||
| Zn 2+ | ||||
| - | WPI |
Tabelul 1.6
Valori standard pentru BOD5 și oxigen dizolvat
Indicator total al poluării chimice Zc
Poluarea chimică a solurilor și a sedimentelor de fund este evaluată prin indicatorul total al poluării chimice Zc, care este un indicator al efectelor adverse asupra sănătății publice.
Indicatorul total al contaminării chimice Zc caracterizează gradul de contaminare chimică a solurilor, zonelor studiate de metale din clasele de pericol I-III și este determinat ca suma coeficienților de concentrație Kc, componente individuale ale contaminării conform formulei
Zс = Кci + … + Кcn - (n - 1), (2.1)
unde: n este numărul de elemente chimice luate în considerare;
Kci este coeficientul de concentrație al i-a componentă de poluare care depășește unu.
Misiunea pentru muncă
1.1. Folosind datele din SanPiN 2.1.7.1287-03, GN 2.1.7.2041-06, GN 2.1.7.2511-09, completați Tabelul 2.2. Dacă nu există o concentrație maximă admisă stabilită (MAC), indicați clarke-ul elementului în solurile urbane (conform lui Alekseenko).
1.3. Selectați pentru calcul componentele a căror Kc depășește 1 .
1.5. Rezultatele calculului sunt prezentate sub forma tabelului 2.3.
1.6. Trageți o concluzie despre nivelul de poluare totală și oferiți recomandări pentru utilizarea solurilor în conformitate cu SanPiN 2.1.7.1287–03.
1.7. Descrieți cele 3 substanțe care poluează cel mai puternic solul (în ceea ce privește depășirea CPM)
Tabelul 2.1
Rezultatele analizei chimice a solului pentru conținutul de metale toxice din acesta
| Var. nr. | Concentrația substanței în sol, mg/kg | ||||||||
| Pb | Zn | Cu | Ni | Co | Mn | V | La fel de | 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 |
Tabelul 2.2
Concentrațiile maxime admise și clasa de pericol a elementelor din sol
Tabelul 2.3
Indicator de poluare chimică
| Element | Concentrație, mg/kg | Concentrația maximă admisă (MAC), mg/kg | KS | Participă la calculul lui Zc |
| Pb | ||||
| Zn | ||||
| Cu | ||||
| Ni | ||||
| Co | ||||
| Mn | ||||
| V | ||||
| La fel de | ||||
| Sr | ||||
| Zc | ||||
| Concluzie (nivel de poluare totală, recomandări) |
Notă:
1) Pentru Pb, Zn, Cu, Ni, As, utilizați ODC. Tipul de sol – acid (lutos și argilos), pH KCl<5,5
La evaluarea calității solului în practica reglementării mediului, indicatorul poluării totale a solului ( Z C). Calculul se face conform ecuației
Z C = - ( n-1),
Unde C i – conținutul real de poluant din sol; C iФ – conținutul de fond al unei substanțe dăunătoare în sol sau concentrația maximă admisă a acesteia (MAC); n– cantitatea de substanțe anormale (depășind concentrațiile de fond sau MPC).
Categoria de poluare este determinată de indicatorul poluării totale a solului (Tabelul 26). Toate gradațiile sunt legate de caracteristicile calitative ale stării de sănătate a populației care locuiește în zona de studiu.
Trebuie avut în vedere faptul că valoarea numerică Z C în condiția contaminării solului depinde de compoziția și cantitatea ingredientelor utilizate în calcule. O creștere a numărului de poluanți duce la o supraestimare a rezultatului. Inițial, autorii acestui indicator (Saet Yu.E., Revich B.A., Yanin E.P. etc.) au propus o listă de metale (Cu, Zn, Pb, Cd, Ni, Fe, Co, Hg), al căror conținut ar trebui folosit în calcule. Ulterior, în diferite recomandări de evaluare a gradului de poluare a solului nu a fost luată în considerare această condiție, ceea ce reduce conținutul informațional și fiabilitatea indicatorului total al poluării solului calculat dintr-o listă liberă de poluanți, mai ales la efectuarea unei analize comparative. În plus, această abordare nu ia în considerare evoluțiile moderne în toxicologia substanțelor. Prin urmare, utilizarea cantității ZÎn termeni comparativi, este recomandabil doar la nivelul studiilor regionale și teritoriale efectuate folosind o metodologie unificată.
Tabelul 26. Evaluarea stării ecologice a solurilor
La localizarea, proiectarea, construirea, reconstrucția și exploatarea obiectelor în diverse scopuri, inclusiv cele care pot avea un efect negativ asupra stării solurilor, se efectuează studii de sol în conformitate cu SanPiN 2.1.7.1287-03 „Cerințe sanitare și epidemiologice pentru sol. calitate” folosind criterii chimice și sanitar-epidemiologice (Tabelele 27, 28).
Tabelul 27. Clase de pericol ale poluanților chimici
Controlul calității solului se realizează în fazele de proiectare și construcție. Atunci când se selectează un teren, se efectuează lucrări de proiectare, se construiește și se pune în funcțiune instalația, controlul se efectuează folosind o listă standard de indicatori, care include metale grele (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, As, Hg), 3 ,4-benzo(a) )piren, produse petroliere, pH, precum și valoarea calculată a lui Z c . Evaluarea calității se realizează în conformitate cu datele din tabel. 28.
Tabelul 28. Evaluarea gradului de contaminare chimică a solului și recomandări pentru utilizarea acestora (conform: SanPiN 2.1.7.1287-03)
| Categorii de poluare | Numărul sanitar al lui Hlebnikov | Indicele de poluare totală (Zc) | Conținut în sol (mg/kg) | Recomandări pentru | ||||||||||
| Clasa I de pericol | Clasa II de pericol | Clasa III de pericol | utilizarea solului | |||||||||||
| Organic conexiuni | Anorganic conexiuni | Organic conexiuni | Anorganic conexiuni | Organic conexiuni | Anorganic conexiuni | în timpul construcției | ||||||||
| Curat | 0,98 și > | - | de la fond la concentrația maximă admisă | de la fond la concentrația maximă admisă | de la fond la concentrația maximă admisă | de la fond la concentrația maximă admisă | de la fond la concentrația maximă admisă | de la fond la concentrația maximă admisă | Utilizare nelimitată | |||||
| Acceptabil | 0,98 și > | < 16 | de la 1 la 2 MPC | de la 1 la 2 MPC | de la 2 valori de fundal la MPC | de la 1 la 2 MPC | de la 2 valori de fundal la MPC | Utilizați fără restricții, cu excepția obiectelor cu risc ridicat | ||||||
| Moderat periculos | 0,85 - 0,98 | 16 - 32 | de la 2 la 5 MPC | de la concentrația maximă admisă la K max | Utilizare în timpul lucrărilor de construcție pentru rambleul gropilor și săpăturilor, în zonele de amenajare a teritoriului cu adăugarea unui strat de sol curat de cel puțin 0,2 m | |||||||||
| Periculos | 0,7 - 0,85 | 32 - 128 | de la 2 la 5 MPC | de la concentrația maximă admisă la K max | de la 2 la 5 MPC | de la concentrația maximă admisă la K max | > 5 MPC | > K max | Utilizarea limitată a săpăturilor și gropilor pentru rambleu, acoperite cu un strat de pământ curat de cel puțin 0,5 m. Dacă există pericol epidemiologic, se utilizează după dezinfecție cu control ulterioar de laborator | |||||
| Extrem de periculos | < 0,7 | > 128 | > 5 MPC | > K max | > 5 MPC | > K max | Îndepărtarea și eliminarea la depozitele specializate. Dacă există un pericol epidemiologic - utilizați după dezinfecție | |||||||
K max - valoarea maximă a nivelului admis de conținut de element conform unuia dintre cei patru indicatori de pericol.
În prezent, au fost elaborate criterii de deteriorare semnificativă a situației mediului ca urmare a utilizării terenurilor agricole cu încălcarea cerințelor de utilizare rațională a terenurilor stabilite de legislația funciară. Acestea includ doi indicatori:
Poluarea solului cu substanțe chimice, în care conținutul total de poluanți din sol, a căror concentrație este mai mare decât MPC stabilit pentru aceștia, este egal cu sau depășește valoarea de 30 (acest indicator este suma raporturilor dintre conținutul fiecărui poluant la valoarea standardului său MPC);
Eliminarea deșeurilor de producție și consum din clasele de pericol 1-4 pe un teren pe o suprafață totală de 0,5 hectare și mai mult.
Deteriorarea semnificativă a situației mediului conferă dreptul de a confisca un teren de la proprietarul terenului agricol în instanță.
Pamantul
i Compuşii chimici conţinuţi în sol se împart în natural Și străinii .
Substanțele care sunt întotdeauna prezente în solul natural, dar a căror concentrație poate crește ca urmare a activității antropice, includ, de exemplu, metale - plumb, mercur, cadmiu, cupru etc. Creșterea conținutului de plumb poate fi cauzată de absorbția din atmosferă datorată gazelor de evacuare a vehiculelor, ca urmare a aplicării de îngrășăminte, pesticide etc. Arsenicul se găsește în multe soluri naturale la concentrații de aproximativ 100 ppm, dar nivelurile pot crește până la 500 ppm. Mercurul în solurile normale variază de la 90 la 250 g/ha; datorita mijloacelor de pansare a cerealelor, continutul acestuia poate creste anual cu 5 g/ha; aproximativ aceeași cantitate intră în sol cu ploaie.
Modificările calitative și cantitative în timpul prezenței pe termen lung a substanțelor chimice organice străine în sol și mecanismele de redistribuire a acestora în sol nu au fost încă studiate pentru niciuna dintre aceste substanțe.
În procesul de transformare a substanțelor organice (Figura 2) în sol, un rol important joacă atât reacțiile abiotice, cât și cele biotice care apar sub influența organismelor vii din sol, precum și enzimele libere.
Formarea de reziduuri neextractabile sau legate de substanțe străine în sol determină în mare măsură calitatea acestuia pe o perioadă lungă de timp.
În conformitate cu nivelul actual de cunoștințe, sunt posibile următoarele tipuri de conexiuni în reziduurile xenobiotice neextractibile găsite în sol:
¨ includerea materialelor argiloase în structura stratificată;
¨ includerea necovalentă a macromoleculelor humice în goluri; la fel cu participarea legăturilor de hidrogen, forțelor van der Waals, interacțiunea cu transferul de sarcină;
¨ incluziunea covalentă datorită legăturilor cu monomerii și încorporării în macromolecula humică.
Legăturile covalente sunt cel mai probabil pentru substanțele cu grupări reactive similare cu monomerii substanțelor humice, în special pentru fenoli și amine aromatice.
Reziduurile chimice legate din sol pot fi eliberate din nou prin procesul de descompunere microbiologică și transformarea pe termen lung a materialelor humice și, prin aceasta, devin active biologic în raport cu plantele. Până când se mineralizează sau participă într-un fel la metabolismul carbonului, sunt considerați străini mediului.
Deoarece solurile sunt adesea contaminate cu mai multe elemente simultan, acestea sunt calculate indicator de poluare totală Z c, reflectând efectul unui grup de elemente:
Unde K si- coeficientul de concentrare i-al-lea element din probă; n- numărul de elemente luate în considerare.
Indicatorul de poluare totală poate fi determinat atât pentru toate elementele dintr-o probă, cât și pentru o secțiune a teritoriului folosind o probă geochimică.
Evaluarea pericolului de contaminare a solului cu un complex de elemente conform indicatorului Z c se realizează conform unei scale de evaluare ale cărei gradații au fost elaborate pe baza unui studiu al stării de sănătate a populației care locuiește în zone cu diferite niveluri de contaminare a solului (Tabelul 9).
Tabelul 9 - Scala indicativă de evaluare a pericolului de poluare a solului
| Categorii de poluare a solului | Magnitudinea Z | Modificări ale indicatorilor de sănătate a populației în punctele fierbinți de poluare |
| Acceptabil | mai putin de 16 | Cel mai scăzut nivel de morbiditate la copii și un minim de abateri funcționale |
| Moderat periculos | 16-32 | Creșterea ratei generale de morbiditate |
| Periculos | 32-128 | Creșterea nivelului general de morbiditate, a numărului de copii frecvent bolnavi, a copiilor cu boli cronice, a tulburărilor de funcționare a sistemului cardiovascular |
| Extrem de periculos | mai mult de 128 | Morbilitate crescută în rândul copiilor, afectarea funcției de reproducere a femeilor (cazuri crescute de toxicoză în timpul sarcinii, naștere prematură, naștere morta, malnutriție a nou-născuților) |
Una dintre principalele surse de poluare a solului este ploaia acida. De zeci de ani, poluarea acidă afectează capacitatea tampon a solului. Pentru multe soluri, există o leșiere a cationilor importanți pentru nutriția plantelor, legați prin sorbție cu particulele de sol coloidal și, ca urmare, migrează în straturile mai profunde, devenind inaccesibili rădăcinilor plantelor. Prin urmare, chiar dacă pH-ul solului rămâne constant, fertilitatea solului scade. Acidificarea continuă a solului poate fi determinată, de exemplu, de o scădere a concentrației de ioni de Fe 2+ și Mg 2+, precum și de aluminiu Al 3+.
Indiferent de eliberarea de ioni de Al 3+ și alți cationi, inclusiv metale grele, modificările pH-ului solului pot duce la alte modificări. Astfel, o scădere a pH-ului împiedică dezvoltarea microorganismelor în același mod ca și în solurile imature cu humus. Astfel de organisme includ, în special, ciuperci Micoreza, care favorizează absorbția mineralelor de către rădăcinile plantelor. Un rezultat tangibil al distrugerii microorganismelor din sol este perturbarea respirației sale normale. Valorile scăzute ale pH-ului promovează adăugarea de anioni la particulele coloidale care conțin fier din sol, deoarece protonii conferă o sarcină pozitivă complexelor. Fosfații își pot schimba reziduurile acide cu grupări OH de pe suprafața particulelor coloidale, în timp ce reziduurile de fosfat se leagă și absorbția ulterioară a fosforului de către plante devine imposibilă.
Acidificarea solului are un efect major asupra multor metale, dar nu asupra tuturor. Odată cu creșterea acidității, cadmiul, plumbul și zincul devin mobile și sunt cel mai ușor absorbite de plante și animale. Odată cu acidificarea solului și creșterea conținutului de metale grele și pesticide, solurile pot conține bifenili policlorurați în concentrații de până la 100 mg la 1 kg de greutate uscată. Se dezintegrează foarte lent în sol și din acest motiv se acumulează în el.
& Un exemplu de astfel de contaminare este cultivarea culturilor de cereale care sunt în mod natural bogate în seleniu. În acest caz, sulful din aminoacizi precum cisteina și metionina este înlocuit cu seleniu. Aminoacizii „seleniu” rezultați pot duce la otrăvirea animalelor și a oamenilor. Lipsa de molibden în sol duce la acumularea de nitrați în plante; în prezența aminelor secundare naturale, începe o secvență de reacții care poate iniția dezvoltarea cancerului la organismele cu sânge cald.
❐ Astfel, substanțele chimice antropice eliberate în mediu - aer, apă, sol - pot fi indiferente, nedorite sau toxice.
5.2 Clasificarea poluanților străini – xenobiotice
☞ Se numesc substantele straine care patrund in corpul uman odata cu alimentele si au toxicitate mare xenobiotice sau poluanți. Acestea includ:
1) contaminanți metalici (mercur, plumb, cadmiu, arsenic, staniu, zinc, cupru etc.);
I. Indicatori sanitari și chimici ai stării sanitare a solurilor:
Principalul indicator sanitar și chimic este numarul sanitar, care caracterizează indirect procesul de umidificare a solului și permite evaluarea capacității de autocurățare a solului de contaminanți organici.
Numar sanitar- coeficientul de împărțire a cantității de azot proteic din sol (azot humus) în mg în 100,0 sol absolut uscat la conținutul total de azot organic în aceleași unități. Solul este considerat curat dacă numărul sanitar se apropie de 1.
II. Indicatori biogeochimici:
Principalul criteriu pentru evaluarea igienică a contaminării solului cu substanțe chimice este concentrația maximă admisă (MAC) sau concentrația aproximativă admisibilă (APC) a substanțelor chimice din sol (Tabelul 3).
Factorul de concentrație chimic ( K s) . K s este determinată de raportul dintre conținutul real de analit din sol ( C i)
în mg/kg sol la MPC (Tabelul 3) ținând cont de contextul regional (cu MPC):
K c = C i / C maxim
Indicator de poluare totală ( Z s), care este egală cu suma coeficienților de concentrație ai elementelor poluante chimice și se exprimă prin formula: Z c = Σ (K ci + … + K cn) – (n - 1),
Unde n- numărul de substanţe sumabile determinate;
K si- coeficientul de concentrație al i-a componentă de poluare.
Evaluarea gradului de pericol al poluării solului cu substanțe chimice se realizează în funcție de numărul sanitar, indicatorul total al poluării (Tabelul 2).
masa 2
Evaluarea gradului de contaminare chimică a solului
Tabelul 3
Concentrații maxime admise de substanțe chimice exogene
| Denumirea substanțelor | MPC, mg/kg | Clasa de pericol |
| Metalele | ||
| Vanadiu | ||
| Cobalt (formă mobilă) | 5,0 | |
| Cupru (formă mobilă) | 3,0 | |
| Nichel | 4,0 | |
| Mercur | 2,1 | |
| Conduce | ||
| Crom | 6,0 | |
| Zinc | ||
| Compuși anorganici | ||
| Nitrați | ||
| Arsenic | 2,0 | |
| Sulfat de hidrogen | 0,4 | |
| Fosfor (superfosfat) | ||
| Fluoruri (forma solubila in apa) | ||
| Hidrocarburi aromatice | ||
| Benzen | 0,3 | |
| Izopropilbenzen | 0,5 | |
| Xilenii | 0,3 | |
| Stiren | 0,1 | |
| Toluen | 0,3 | |
| Îngrășăminte și agenți tensioactivi (agenți tensioactivi) | ||
| Îngrășăminte complexe lichide cu aditivi de mangan | ||
| Îngrășăminte cu azot-potasiu | ||
| Surfactant | 0,2 | |
| Benz(a)piren | 0,02 | |
| DDT | 0,05 |
Evaluarea indicatorilor de securitate sanitară și epidemiologică a solului
I. Indicatori sanitari si bacteriologici
1. Indirect, caracterizează intensitatea încărcăturii biologice asupra solului. Acestea sunt organisme indicatoare sanitare din grupul Escherichia coli (coli-index) și streptococi fecale (index enterococci).
2. Indicatori sanitari și bacteriologici direcți ai pericolului epidemic al solului - detectarea agenților patogeni ai infecțiilor intestinale (agenți cauzali
infecții intestinale, enterobacterii patogene, enterovirusuri). Concentrația de colifag în sol la un nivel de 10 CFU/g sau mai mult indică infecția solului cu enterovirusuri.
Numărul de ouă de geohelminți (viermi rotunzi, tricocemi, toxocara, anchilostome etc.), ouă de biohelminți (opistorhide, difilobotriide etc.), precum și chisturi ale protozoarelor patogene intestinale (cryptosporidium, isosporus, lamblia, balantidium amobadys).
II.Indicatori sanitari si entomologici
Prezența muștelor sinantropice și a larvelor acestora este un indicator direct al contaminării solului și ne permite să judecăm contaminarea solului cu anumite tipuri de deșeuri și starea nesatisfăcătoare de curățare în general sau anumite etape ale acestuia (Tabelul 4). În zonele populate din gospodării publice și private, întreprinderi alimentare și comerciale, unități de alimentație publică, grădini zoologice, locuri unde sunt ținute animale de serviciu și de sport), fabrici de carne și lactate etc. Cele mai probabile locuri de reproducere pentru muște sunt acumulări de materie organică în descompunere și sol din jurul lor, la o distanță de până la 1 m.
Tabelul 4
Evaluarea gradului de pericol epidemic al solului
| Categoria de poluare a solului | TMC, g | Indice coliform | Titrul anaerob, g | Patogen. bacterii | Ouă de geo-helminți, ind./kg | Larve/pupe de muște în sol cu S20×20 cm |
| Curat | Mai puțin de 1000 | 1 - 10 | ≥ 0,1 | |||
| Moderat periculos | Zeci de mii | 10 - 100 | 0,1-0,001 | la 10 | până la 10/0 | |
| Periculos | Sute de mii | 100 - 1000 | 0,001-0,0001 | pana la 100 | până la 100/10 | |
| Extrem de periculos | Milioane | 1000 și mai sus | < 0,0001 | > 100 | > 100 / > 10 |
Solul sănătos este un sol ușor permeabil, cu granulație grosieră, nepoluat, dacă conținutul de argilă și nisip în el este de 1:3, nu există agenți patogeni sau ouă de helminți, iar microelementele sunt conținute în cantități care nu provoacă boli endemice.
Rezultatele studiilor de sol sunt luate în considerare la elaborarea măsurilor pentru reabilitarea lor, prevenirea bolilor infecțioase și neinfecțioase, schemele de planificare regională și în alte scopuri (Tabelul 5).
| Categorii de poluare a solului | Recomandări pentru utilizarea solului |
| Curat | Utilizare nelimitată |
| Acceptabil | Utilizați fără restricții, cu excepția obiectelor cu risc ridicat |
| Moderat periculos | Utilizare în timpul lucrărilor de construcție pentru umplerea gropilor și săpăturilor, în zonele de amenajare a teritoriului cu adăugarea unui strat de pământ curat de cel puțin 0,2 m. Utilizare pentru orice culturi, sub rezerva controlului calității produselor agricole. |
| Periculos | Utilizarea limitată a săpăturilor și gropilor pentru umplere, acoperite cu un strat de pământ curat de cel puțin 0,5 m. În cazul în care există pericol epidemiologic, se utilizează după dezinfecție (dezinfestare) conform prescripției serviciului sanitar și epidemiologic de stat, urmată de control de laborator. Utilizare pentru culturi industriale. Utilizarea pentru culturile agricole este limitată, ținând cont de plantele hub |
| Extrem de periculos | Îndepărtarea și eliminarea la depozitele specializate. Dacă există pericol epidemiologic - se utilizează după dezinfecție (dezinfestare) conform prescripției serviciului sanitar și epidemiologic de stat cu control ulterior de laborator.Utilizare pentru culturi industriale sau excluse din uz agricol. Centuri de acoperire forestiere |
1. Pe baza datelor sarcinii situaționale, estimați:
1) proprietățile fizice ale solului și capacitatea acestuia de a se autopurifica;
2) gradul de contaminare a solului cu substanțe chimice;
3) starea sanitară a solului.
2. Dați o opinie asupra gradului de contaminare și pericol al solului din această zonă, indicați recomandări privind posibila utilizare a acestui sol.
Sarcini situaționale pentru evaluarea gradului de contaminare a solului și a pericolului
| Opțiunea indicatorului | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Compoziția mecanică | |||||
| Impurități străine, % | |||||
| Particule de nisip >0,01 mm, % | |||||
| Particule de argilă<0,01мм,% | |||||
| Compoziție chimică | |||||
| Plumb, mg/kg | 0,03 | 0,09 | |||
| Cupru, mg/kg | 0,11 | 0,45 | 0,17 | ||
| Fluoruri, mg/kg | 0,8 | 3,2 | 0,1 | ||
| Xilen, mg/kg | - | - | 4,6 | - | 0,6 |
| Nitrați, mg/kg | - | - | |||
| Surfactant, mg/kg | 0,12 | 0,4 | - | 0,28 | - |
| DDT, mg/kg | 0,5 | - | - | - | 0,3 |
| Benz(a)piren, mg/kg | - | 0,14 | 0,7 | 0,02 | 0,08 |
| Numărul total de bacterii în 1 g. | 3 10 4 | 6,8 10 5 | 2 10 5 | 6 10 4 | 2,3 10 3 |
| Titrul de coli, g | 7,6 | 0,05 | 0,012 | 0,01 | |
| Titrul anaerob, g | 0,1 | 1,0 | 0,001 | 0,0005 | 0,3 |
| Numărul de ouă de helminți | - | - | - | ||
| - | - | - | |||
| Opțiunea indicatorului | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Compoziția mecanică | |||||
| Impurități străine, % | 0,5 | 0,9 | |||
| Particule de nisip>0,01 mm,% | |||||
| Particule de argilă> 0,01 mm,% | 12,5 | 17,1 | |||
| Compoziție chimică | |||||
| Conținut total de azot organic în 100,0 g de sol, mg | |||||
| Conținut de azot în humus la 100,0 g | 8,5 | ||||
| Plumb, mg/kg | 2,6 | 24,5 | |||
| Cupru, mg/kg | 0,9 | 0,6 | 0,02 | 2,1 | 3,6 |
| Fluoruri, mg/kg | 0,25 | 5,4 | 0,2 | ||
| Xilen, mg/kg | - | 2,8 | - | 0,05 | |
| Nitrați, mg/kg | |||||
| Surfactant, mg/kg | 0,1 | - | 0,06 | 0,12 | 0,01 |
| DDT, mg/kg | - | - | 3,8 | 0,7 | |
| Benz(a)piren, mg/kg | - | 0,15 | 0,1 | 0,002 | 0,4 |
| Indicatori de securitate sanitară și epidemiologică a solului | |||||
| Numărul total de bacterii în 1 g. | 3,1 10 4 | 4 10 5 | 1,2 10 5 | 5,2 10 3 | 1,3 10 4 |
| Titrul de coli, g | 0,006 | 0,3 | 0,03 | 0,8 | 0,02 |
| Titrul anaerob, g | 0,008 | 0,02 | 0,5 | 0,016 | 0,08 |
| Numărul de ouă de helminți | - | - | |||
| Numărul de larve și pupe de muște pe 25 m² | - | - |
Atunci când se evaluează starea ecologică a solurilor, este foarte important să se evalueze atât conținutul de elemente și compuși naturali, cât și de compuși xenobiotici. Evaluarea contaminării solului se realizează prin compararea (contrastare) a conținutului de elemente și substanțe poluante din solurile studiate, cu conținutul lor de fond pe de o parte și, pe de altă parte, cu conținutul lor maxim admisibil (MAC).
Concentrația maximă admisă a unei substanțe în sol este o concentrație care nu provoacă modificări patologice (anomalii) în timpul proceselor biologice în timpul expunerii pe termen lung la sol și plante, nu duce la acumularea de elemente toxice în plante și nu prezintă un pericol pentru sănătatea și viața umană. Valorile MPC sunt determinate experimental, de obicei pe soluri nisipoase, pe baza mai multor indicatori de nocivitate, în principal pentru formele în vrac, ceea ce nu permite tragerea unei concluzii despre puterea de curgere și disponibilitatea poluanților către plante. Acest lucru face ca aplicarea unor astfel de standarde să fie controversată atât din punct de vedere al mediului, cât și din punct de vedere economic. În plus, acum este aproape universal recunoscut că evaluarea componentă cu componentă a ecosistemelor nu oferă rezultate satisfăcătoare. Sunt necesare standarde cuprinzătoare ale ecosistemului care ar putea caracteriza starea ecosistemului în cauză în ansamblu.
Deoarece pericolul igienic al unei anumite concentrații de poluanți depinde de condițiile solului, crearea standardelor MPC unificate întâmpină dificultăți semnificative. Nu este o coincidență că în prezent au fost stabilite MPC-uri pentru doar puțin mai mult de o sută de substanțe prin care calitatea solului este controlată.
Principiile de reglare a substanțelor chimice din sol diferă și de cele pentru corpurile de apă, aerul atmosferic și produsele alimentare. Acest lucru se datorează în principal faptului că standardul MPC pentru sol se bazează pe impactul său indirect asupra corpului uman prin intermediul alimentelor.
Intrarea directă a substanțelor nocive din sol în corpul uman este limitată și are loc cel mai adesea prin alte medii adiacente solului. Astfel, pătrunderea poluanților în corpul uman are loc pe următoarele căi: sol-plantă-om, sol-plantă-animal-om, sol-apă-om, sol-aer atmosferic-om.
Prin urmare, problema evaluării poluării solului pe baza MPC-urilor este foarte dificilă. În prezent, în multe regiuni urbanizate ale Rusiei, și în special la Moscova, starea solurilor și a solurilor, evaluată conform metodelor sanitare și igienice acceptate (MPC), este aproape de critică, atunci când conținutul multor poluanți depășește aceste MAC de la câteva până la de zeci de ori. În plus, această situație este complicată de eterogenitatea spațială a conținutului de poluanți și de discreția surselor de poluare.
Lista indicatorilor de poluare chimică a solurilor și solurilor este determinată pe baza priorității componentelor poluării chimice în conformitate cu cerințele GOST 17.4.2.01-81 „Conservarea naturii. Solurile. Nomenclatorul indicatorilor de stare sanitară”, SanPiN nr. 2.1.7.1287-03 „Cerințe sanitare și epidemiologice pentru calitatea solului”, GOST 17.4.1.02-83 „Conservarea naturii. Solurile. Clasificarea substanțelor chimice pentru controlul poluării.”
Clasele de pericol ale elementelor și substanțelor chimice din sol și sol
În prezent, în conformitate cu SanPiN 2.1.7.1287-03 „Cerințe sanitare și epidemiologice pentru calitatea solului”, studiul chimic al solurilor și solurilor în timpul anchetelor de inginerie și de mediu include o listă standard și extinsă de indicatori.
Lista standard de studii chimice ale solurilor și solurilor include definiția:
- conținut de metale grele din clasa de pericol 1 și 2: plumb (Pb), cadmiu (Cd), zinc (Zn), mercur (Hg), cupru (Cu), nichel (Ni) și arsen (As);
- conținut de 3,4-benz(a)piren și produse petroliere.
O listă extinsă de studii este efectuată în prezența anumitor surse specifice de poluare a solului și a solului prin determinarea unei game mai complete de substanțe chimice poluante. Alegerea indicatorilor de poluare chimică depinde de compoziția așteptată a poluanților, ținând cont de natura sursei de contaminare a solurilor și a solurilor.
Principalul criteriu de evaluare a nivelului de contaminare a solurilor și a solurilor cu substanțe chimice este concentrația maximă admisibilă (MAC) sau concentrația aproximativă admisibilă (APC) a elementelor (substanțelor) chimice în soluri și soluri (GN 2.17.2041-06 „Maximă admisă). concentrațiile (MAC) ale substanțelor chimice în sol” și GN 2.1.7.2511-09 „Concentrațiile aproximative admisibile (APC) ale substanțelor chimice în sol”).
Pentru evaluarea ecologică și geochimică a stării solurilor și solurilor se folosesc următorii indicatori:
- coeficient de concentrație relativ la concentrația maximă admisibilă (MAC), care caracterizează excesul de conținut al unui element din soluri și soluri peste concentrația maximă admisă a acestuia (concentrația maximă). Coeficientul de concentrație relativ la TPC(MPC) este egal cu raportul dintre conținutul elementului din obiectul studiat și TPC(MPC) al acestuia:
K ODK (concentrație maximă admisă) = C i / ODK (concentrație maximă admisă), - coeficientul de concentrare (Ksi) raportat la fond, care caracterizează intensitatea anomaliei tehnogenice. Coeficientul de concentrație este egal cu raportul dintre conținutul de element din obiectul studiat și conținutul său de fundal
К сi = С i / С f, unde
C i este conținutul real al i-lea element chimic din soluri și soluri, mg/kg;
C phi este conținutul de fond al i-lea element chimic din soluri și soluri, mg/kg.
Conținutul de bază al formelor brute de metale grele și arsen din sol (mg/kg)
| Solurile | Zn | CD | Pb | Hg | Cu | Co | Ni | La fel de |
| Sod-podzolic nisipos și lut nisipos | 28 | 0,05 | 6 | 0,05 | 8 | 3 | 6 | 1,5 |
| Soddy-podzolic lutoasă și argilosă | 45 | 0,12 | 15 | 0,10 | 15 | 10 | 20 | 2,2 |
| Pădure cenușie | 60 | 0,20 | 16 | 0,15 | 18 | 12 | 35 | 2,6 |
| Cernoziomuri | 68 | 0,24 | 20 | 0,20 | 25 | 25 | 45 | 5,6 |
| Castan | 54 | 0,16 | 16 | 0,15 | 20 | 12 | 35 | 5,2 |
| Serozems | 58 | 0,25 | 18 | 0,12 | 18 | 12 | 40 | 4,5 |
- indicator de poluare totală (Z c), care caracterizează efectul expunerii la un grup de elemente. Indicatorul de poluare totală este egal cu suma coeficienților de concentrație ai elementelor chimice
Z c = K ci + ... + K cn - (n - 1) , unde
n este numărul de elemente chimice luate în considerare;
K ci este coeficientul de concentrație al i-a componentă de poluare care depășește unu.
Evaluarea pericolului de poluare chimică a solurilor și a solurilor cu metale grele și arsen se realizează conform indicatorului de poluare totală (Zc) (Tabelul 4.10). Pentru a calcula Zc, trebuie utilizate cel puțin șapte elemente chimice - Pb, As, Cd, Zn, Hg, Cu, Ni.
Scala de evaluare a nivelurilor de contaminare chimică a solurilor și a solurilor cu metale grele și arsen pe baza indicatorului de poluare totală (Zс)
Evaluarea pericolului de poluare chimică a solurilor și a solurilor cu substanțe de origine organică se realizează pe baza concentrației maxime admise (sau a nivelului admis) și a clasei de pericol. Pentru compușii organici, conținutul lor de fond în soluri și soluri este egal cu 0,1 MPC
Scala de evaluare a nivelurilor de contaminare chimică a solurilor și a solurilor cu substanțe de origine organică
| Conţinut | Categoria de sol și poluare a solului | ||
| Clasa de pericol
substante |
1 clasa | clasa a II-a | clasa a 3-a |
| > 5 MPC | Extrem de periculos | Extrem de periculos | Periculos |
| De la 2 la 5 MPC | Periculos | Periculos | Moderat periculos |
| De la 1 la 2 MPC | Acceptabil | Acceptabil | Acceptabil |
În cazul poluării cu mai multe componente, evaluarea nivelului de contaminare chimică a solurilor și solurilor este permisă pe baza celei mai toxice substanțe cu conținutul maxim în soluri și soluri. Tabelul oferă un exemplu de stabilire a unei categorii de poluare luând în considerare toți indicatorii de poluare.
Solurile si terenurile caracterizate printr-o categorie de poluare extrem de periculoasa, in conformitate cu cerintele SanPiN 2.1.7.1287-03, sunt supuse indepartarii si evacuarii la depozitele specializate.
Clasificarea deșeurilor într-o clasă de pericol pentru mediul natural se realizează pe baza indicatorului K, care caracterizează gradul de pericol al deșeurilor atunci când afectează mediul natural și se determină prin calcul, în conformitate cu Criteriile de clasificare. deșeuri periculoase ca clasă de pericol pentru mediul natural, aprobat prin ordin al Ministerului Resurselor Naturale Rusia din 15 iunie 2001 nr. 511, conform următoarei formule:
K=K 1 + K 2 +……+ K n,
unde: K – indicator al gradului de pericol al deșeurilor pentru mediu;
K 1, K 2, K n – indicatori ai gradului de pericol al componentelor individuale ale deșeurilor, calculate conform ecuației: K i = C i / Wi
C i este conţinutul efectiv al componentului chimic poluant din sol (sol), mg/kg;
W i – coeficientul gradului de pericol al i-a componentă a deșeurilor periculoase, mg/kg;
n este numărul de componente chimice poluante determinate.
Decizia de atribuire a solurilor la clasa de pericol pentru deșeuri este determinată de valoarea indicelui de pericol conform Tabelului 4.12.
