Загрязнение почв токсикантами промышленного происхождения

Почва по сравнению с воздухом и водой является более консервативной средой, и процесс самоочищения почв происходит очень медленно. Поэтому за период времени от 1 года до 5 лет и, возможно, за больший период (особенно на обширных территориях) можно лишь с определенной степенью вероятности утверждать (кроме отдельных исключений) об изменениях уровней загрязнения почв токсикантами промышленного происхождения.

В 2004–2009 гг. наблюдения за загрязнением почв токсикантами промышленного происхождения – тяжелыми металлами, мышьяком, фтором, нефтью и нефтепродуктами, сульфатами, нитратами проводили в республиках Башкортостан, Мордовия, Татарстан, Приморском крае, Иркутской, Кемеровской, Кировской, Московской, Нижегородской, Новосибирской, Омской, Оренбургской, Самарской, Свердловской и Томской областях. Для каждой территории наблюдений определен свой переченьтоксикантов промышленного происхождения, измеряемых в почве.

Загрязнение почв тяжелыми металлами и мышьяком. Наблюдения проводятся в основном в районах источников промышленных выбросов тяжелых металлов в атмосферу. В качестве источника загрязнения может выступать одно предприятие, группа предприятий или город в целом. В почвах измеряются массовые доли алюминия, ванадия, железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, молибдена, никеля, олова, свинца, ртути, хрома, цинка и других элементов в различных формах (валовых, подвижных, кислоторастворимых, водорастворимых).

Основным критерием гигиенической оценки степени загрязнения почв каждым отдельным металлом является его ПДК и (или) ОДК в почве. В очагах загрязнения почв тяжелыми металлами, для которых не разработаны ПДК и ОДК, проводится сравнение с их фоновыми массовыми долями (Ф). Значение массовой доли тяжелых металлов, составляющее от 3 до 5 Ф и (или) более, служит показателем загрязнения почв данным металлом. Опасность загрязнения тем выше, чем выше концентрация металла в почве и выше класс его опасности. Наблюдения за загрязнением почв тяжелыми металлами проводятся, в первую очередь, в районах расположения предприятий цветной и черной металлургии, энергетики, машиностроения и металлообработки, химической, нефтехимической промышленности, по производству стройматериалов.

Согласно показателю загрязнения, к опасной категории загрязнения почв тяжелыми металлами относится 6,5% обследованных за последние 10 лет (2000–2009 гг.) населенных пунктов, их отдельных районов, зон вокруг источников загрязнения; к умеренно опасной – 9,7%. Список населенных пунктов представлен в табл. 3.11. Почвы 83,8% населенных пунктов (в среднем) по показателю загрязнения относятся к допустимой категории загрязнения тяжелыми металлами, хотя отдельные участки населенных пунктов могут иметь более высокую категорию загрязнения, чем в целом по городу.

Таблица 3.11

Список городов и поселков Российской Федерации с различной категорией опасности загрязнения почв комплексом металлов, установленной за последние 10 лет наблюдений

^* По показателю загрязнения Z_к почвы относятся к чрезвычайно опасной категории загрязнения.

^** По показателю загрязнения Z_к почвы относятся к опасной категории загрязнения.

Формирование и динамика ореолов загрязнения почв тяжелыми металлами, поступающими от источников промышленных выбросов, зависят как от объемов выбросов ТМ, так и от многих факторов, связанных с миграцией загрязняющих веществ в атмосферу, поступлением их на почву, с миграцией в почве и из почвы в сопредельные среды. С удалением от источника промышленных выбросов массовые доли тяжелых металлов в почвах уменьшаются до фоновых (примерно на расстоянии от 5 до 20 км в зависимости от мощности источника). Особенно сильно могут быть загрязнены почвы 1-километровой зоны вокруг крупного источника промышленных выбросов тяжелых металлов в атмосферу. Выпадения тяжелых металлов на почву, особенно в ближней зоне от источника выбросов, свидетельствуют о высокой неоднородности (пятнистости) загрязнения почв. Именно этот факт приводит к тому, что, даже осуществляя два независимых друг от друга пробоотбора в один и тот же год на одной и той же территории, но с разными схемами точек отбора, можно получать средние значения массовых долей тяжелых металлов, которые при больших коэффициентах вариации могут достаточно сильно отличаться друг от друга.

В табл. 3.12 представлен список городов, в почвах которых средняя массовая доля каждого определяемого тяжелого металла в валовой или кислоторастворимых формах за последний период наблюдений (2005–2009 гг.) превышает или достигает 1 ПДК, 1 ОДК или 4 Ф.

Таблица 3.12

Список населенных пунктов, обследованных в 2005–2009 гг., в почвах территорий которых средние значения массовых долей, мг/кг, тяжелых металлов равны или превышают 1 ПДК, 1 ОДК или 4 Ф (в зависимости от имеющегося критерия)

^* Значения массовых долей в почвах 5-километровой зоны от населенного пункта.

^** УМН – участок многолетних наблюдений.

В 2009 г. загрязнение почв (средняя массовая доля тяжелых металлов в почвах территории города не ниже 1 ПДК или 4 Ф) подвижными формами кадмия обнаружено в городах (или в 5-километровых зонах вокруг источников, расположенных в этих городах) Первоуральск (6 и 21 Ф), Ревда (14 и 113 Ф); марганца – Первоуральск (1 и 9 ПДК), Ревда (1 и 3 ПДК); меди – Асбест (1 и 3 ПДК), Первоуральск (19 и 91 ПДК), Ревда (47 и 320 ПДК); никеля – Асбест (4 и 9 ПДК); свинца – Владивосток (7 и 53 ПДК), Первоуральск (5 и 15 ПДК); Ревда (12 и 140 ПДК); хрома – Первоуральск (1 и 17 ПДК); цинка – Владивосток (2 и 4 ПДК), Качканар (1 и 12 ПДК), Михайловск (1 и 9 ПДК), Первоуральск (5 и 16 ПДК), Ревда (4 и 12 ПДК).

Уменьшение средних массовых долей подвижных форм ТМ в почвах примерно в 2 раза и более (до 10 раз) в 2009 г. по сравнению с 2005 г. отмечено в городах Асбест (кобальта, марганца, никеля, свинца, хрома), Владивосток (марганца), Качканар (кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца), Михайловск (кобальта, марганца, никеля, свинца, хрома), Первоуральск (кобальта, никеля), Ревда (кобальта). Увеличение средней массовой доли подвижных форм кадмия примерно в 2 раза выявлено в почвах городов Михайловск и Ревда, подвижных форм хрома – г. Первоуральск). Тенденция к увеличению массовых долей водорастворимых форм тяжелых металлов в почвах прослеживается в городах Владивосток (марганца), Качканар (свинца, хрома), Михайловск (кадмия, кобальта, хрома), Первоуральск (свинца), Ревда (кобальта, хрома). Тенденция к уменьшению массовых долей водорастворимых форм тяжелых металлов наблюдается в почвах городов Асбест (кадмия, меди), Качканар (кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля), Михайловск (меди), Первоуральск (кадмия, меди, цинка).

В 2009 г. загрязнение почв водорастворимыми формами меди зафиксировано в городах Первоуральск (4 и 18 Ф), Ревда (4 и 20 Ф, ПМН 8 и 28 Ф); никеля – в г. Асбест (4 и 6 Ф); свинца – в городах Первоуральск (9 и 31 Ф), Ревда (1-километровая зона – 9 и 35 Ф); хрома – в городах Асбест (4 и 6 ф), Первоуральск (4 и 24 Ф); цинка – в городах Владивосток (4 и 6 Ф), Ревда (5 и 13 Ф).

В 2009 г. загрязнение почв мышьяком зафиксировано только на отдельных участках в городах Дзержинск (2 ОДК) и Новосибирск (4 ОДК).

Загрязнение почв фтором. Источниками загрязнения окружающей среды соединениями фтора являются алюминиевые заводы, предприятия по производству фосфорных удобрений и другие. В 2009 г. наибольшее загрязнение почв валовой формой фтора зарегистрировано в г. Братск (с окрестностями). Средняя и максимальная массовые доли фтора в слое почвы от 0 до 5 см составили соответственно 500 мг/кг (21 Ф, Ф = 24 мг/кг) и 1100 мг/кг (46 Ф), в слое почвы от 5 до 10 см – 300 мг/кг (12,5 Ф) и 600 мг/кг (25 Ф) соответственно. С 2008 по 2009 гг. в среднем массовые доли фтора в поверхностном слое почвы от 0 до 10 см в г. Братск уменьшились примерно в 1,5 раза. Наблюдения за атмосферными выпадениями фторидов в городах Братск, Иркутск, Шелехов и Листвянка (фоновый район) показали в среднем сокращение атмосферных выпадений за год на каждом пункте наблюдений от 1,03 (г. Иркутск) до 2,4 раз а (пос. Листвянка). За 2005–2009 гг. зафиксировано загрязнение водорастворимыми формами фтора в целом почв территорий городов Братск, Каменск-Уральский, Краснотурьинск, Шелехов и отдельных участков почв в городах Артем (в 20-километровой зоне вокруг города), Верхняя Пышма, Полевской, Ревда, Черемхово.

Загрязнение почв нефтепродуктами. Наблюдения за массовой долей нефтепродуктов (НП) в почвах и ее динамикой проводят как на участках наиболее вероятных мест импактного загрязнения – вблизи добычи и транспортировки нефти, переработки и распределения нефтепродуктов, так и в населенных пунктах. Наиболее сильно загрязнена НП почва поля площадью 5 га в Сызранском районе Самарской области, в которой средняя и максимальная массовая доля НП составили соответственно 4216 мг/кг (84 Ф, Ф=50 мг/кг) и 7823 мг/кг (156 Ф). Эти значения ниже, чем в 2004 г., в 1,7 раза и в 3,1 раза соответственно. Загрязнены нефтепродуктами почвы г. Медногорск (522 мг/кг или 13 Ф и 5100 мг/кг или 129 Ф), обследованные впервые.

Загрязнение почв нитратами и сульфатами. По результатам наблюдений 2009 г. средняя массовая доля нитратов в почвах городов была в несколько раз меньше ПДК. Загрязнены нитратами на уровне 1 ПДК отдельные участки почв городов Качканар, Первоуральск, Ревда. В почвах городов Западной Сибири средние массовые доли нитратов варьируют в определенных пределах, оставаясь примерно на прежнем уровне, кроме постепенного незначительного возрастания массовой доли нитратов, начиная с 2001 г., в почвах г. Новокузнецк.