ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни содержания по показателям вредности

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

5.1. Определить категорию загрязнения почвы населенного пункта.

(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_iпревышает 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.

Класс опасности	Химическое вещество
I	Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор,бенз(а)пирен
II	Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
III	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенол

 

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.

Элемент-токсикант	Содержание в почве, мг/кг	ПДК с учетом фона, мг/кг	Лимитирующие показатели вредности (Допустимые уровни содержания, мг/кг)
по транслокационному показателю	по миграционному водному показателю	по миграционному воздушному показателю	по общесанитарному показателю
медь	3,2	3,0	3,5	72,0	-	3,0
свинец		30,0		260,0	-	30,0

 

Уровень содержания меди в почве превышает ее ПДК (3,0 мг/кг) с учётом фона и допустимый уровень при лимитирующем общесанитарном показателе вредности (3,0 мг/кг), но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю вредности (3,5 мг/кг), следовательно, в соответствии с табл.5.2 категория загрязненности почв ме­дью - умеренно опасная.

Уровень содержания свинца в почве не превышает ПДК и допустимые уровни по всем лимитирующим показателям вредности, следовательно, в соответствии с табл.5.2 категория загрязненности почв свинцом - допустимая.

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 веществаи

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 Zc	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.

Загрязняющие вещества	Реальная концентрация в почве С, мг/кг	Фоновая концентрация в почве Сф, мг/кг
Фтор
Бериллий	4,9	1,5
Цинк		41,3

 

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.

ВЫВОДВ 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 H2S S элементарная H2S04 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