Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Гигиеническая оценка почв населенных пунктов

РАСЧЕТНЫЕ РАБОТЫ №4 И №5

«ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ»

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В современных условиях наряду с естественным неравномерным распределением химических элементов в почвенных слоях во все возрастающих масштабах происходит их искусственное перераспределение.

Выбросы промышленных предприятий, объектов энергетики, транспорта, сельского хозяйства, распространяясь на значительные расстояния, попадают в почву и создают новые комплексы химических элементов. Из почвы эти вещества мигрируют в воздушную и водную среды, в ткани растений и в конечном итоге попадают в организм человека.

Особую опасность представляют тяжелые металлы, характер токсического действия которых иллюстрируется данными таблицы 3.1.

Таблица 3.1

Эффекты избирательной токсичности при загрязнении среды тяжелыми металлами (данные ВОЗ)

Загрязнитель	Главное воздействие на здоровье
Мышьяк	Рак легких, кожные болезни; гематологические эффекты, включая анемию
Бериллий	Дерматиты, язвы, воспаления слизистых оболочек
Кадмий	Злокачественные новообразования; острые и хронические респираторные заболевания; почечная дисфункция
Хром	Рак легких, злокачественные образования в желудочно-кишечном тракте, дерматиты
Свинец	Нарушение процессов кроветворения, повреждение печени и почек, нейро- логические эффекты
Ртуть	Воздействие на нервную систему, включая краткосрочную память, нарушение сенсорных функций и координации, почечная недостаточность
Никель	Респираторные заболевания (астма, нарушение дыхательной системы), пороки рождения и уродства, рак носа и легких
Ванадий	Астма, нервные расстройства; изменения в крови

Основным критерием при оценке уровня загрязнения почвы является предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в пахотном слое, которая устанавливается из условия, что загрязняющее вещество не должно оказывать прямого или косвенного воздействия на соприкасающиеся с почвой среды (воздух, воду), на здоровье человека и на способность почвы к самоочищению. Существуют четыре разновидности ПДК, соответствующие лимитирующим показателям вредности в зависимости от путей миграции загрязняющих веществ в определенные среды. Эти лимитирующие показатели следующие:

транслокационный, характеризующий переход химических веществ из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений;

миграционный воздушный, характеризующий переход химических веществ из почвы в атмосферу;

миграционный водный, характеризующий переход химических веществ из почвы в подземные грунтовые воды и водоисточники;

общесанитарный, характеризующий влияние химических веществ на микробиоценозы и способность почв к самоочищению.

Наименьший из допустимых уровней содержания вещества является лимитирующим и принимается за ПДК вещества, т.к. отражает наиболее уязвимый путь воздействия данного токсиканта. Вместе с тем важнейшим показателем при обосновании ПДК химических веществ в почве является транслокационный показатель вредности, поскольку уровень транслокации определяет степень накопления токсикантов в продуктах питания, а с продуктами питания растительного происхождения в организм человека поступает в среднем 70% вредных химических веществ.

Согласно методическим указаниям [I], при оценке опасности загрязнения почв химическими веществами необходимо учитывать следующие закономерности:

1. Опасность загрязнения тем выше, чем в большей степени фактическое содержание вредных веществ в почве С (мг/кг) превышает ПДК (мг/кг), т.е. чем больше значение коэффициента опасности Ко превышает единицу; коэффициент опасности определяется следующим образом:

К₀=С/ПДК (3.1)

2. Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности вредных веществ. Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов к тому или иному классу опасности проводится в соответствии с данными таблицы 3.2.

3. Опасность загрязнения тем выше, чем ниже буферные свойства почв.

Таблица 3.2

Отнесение химических веществ, попадающих в почву, к классам опасности

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

Под буферностью почвы понимается совокупность свойств почвы, определяющих ее барьерную функцию, которая в свою очередь обусловливает уровни вторичного загрязнения химическими веществами сред, контактирующих с почвой: растительности, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод.

Основными компонентами почвы, создающими буферность, являются тонкодисперсные частицы, определяющие ее механический состав, органическое вещество (гумус), а также реакция среды рН.

Опасность загрязнения при равных прочих условиях будет больше для почв с кислой реакцией (рН < 7), меньшим содержанием гумуса и более легким механическим составом.

Оценка опасности почв, загрязненных химическими веществами, проводится раздельно для территорий сельскохозяйственного использования и для населенных пунктов.

ЗАДАНИЕ К РАСЧЕТНОЙ РАБОТЕ №4

«ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ»

На определенном участке территории установлено присутствие в почве ряда загрязняющих веществ. Зная концентрации данных токсикантов, 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. Исходные данные взять из таблицы 3.5.

Опасность загрязнения почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений, определяется в соответствии с данными таблиц 3.3 и 3.4.

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

Исходные данные:

Загрязняющие вещества - медь с содержанием подвижных форм в почве 3,2 мг/кг и свинец с концентрацией в почве 25 мг/кг.

Таблица 3.3

Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами

Категор. загряз- нености почв	Характеристика загрязненности	Возможное использование территории	Предлагаемые мероприятия
I.До- пусти- мая	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 и т.п.)
II. Уме ренно опас- ная	Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем обшесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю	Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений	Мероприятия, аналогичные категории I. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным или миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в зоне дыхания сельскохозяйственных рабочих и в воде местных водоисточников.
III. Высо- ко опас- ная	Содержание химиче- ских веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокацнонном показателе вредности	Использование под технические культуры. Использование под с/х культу- ры ограничено с учетом растений- концентраторов	I. Кроме мероприятий, указанных для категории I, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях - продуктах питания и кормах. 2. При необходимости выращивания растений - продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве. 3. Ограничение использования зеленой массы на корм скоту с учетом растений-концентраторов.
IV. Чрезвы- чайно опас- ная	Содержание химических веществ превышает ПДК в почве по всем показателям вредности	Использование под технические культуры или исключение из сельско- хозяйственного использования. Лесозащитные полосы.	Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания с/х рабочих и в воде местных водоисточников

Таблица 3.4

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

Наименование вещества	ПДК, мг/кг, почвы с учетом фона	Показатели вредности
транслокационный	миграционный	общесанитарный
водный	воздушный
Подвижная форма
Медь¹	3,0	3,5	72,0	-	3,0
Никель¹	4,0	6,7	14,0	-	4,0
Цинк¹	23,0	23,0	200,0	-.	37,0
Кобальт²	5,0	25,0	Более 1000	-	5,0
Водорастворимая форма
Фтор	2,8	2,8	-	-	-
Валовое содержание
Сурьма	4,5	4,5	4,5	-	50,0
Марганец	1500,0	3500,0	1500,0	-	1500,0
Ванадий	150,0	170,0	350,0	-	150,0
Марганец + ванадий	1000,0+100,0	1500,0+150,0	2000,0+200,0	-	1000,0+100,0
Свинец	30,0	35,0	260,0	-	30,0
Мышьяк	2,0	2,0	15,0	-	10,0
Ртуть	2,1	2,1	33,3	2,5	5,0
Свинец + ртуть	20,0+1,0	20,0+1,0	30,0+2,0	-	30,0+2,0
Хлористый калий	560,0	1000,0	560,0	1000,0	5000,0
Нитраты	130,0	180,0	130,0	-	225,0
Бенз(а)пирен (БП)	0,02	0,2	0,5	-	0,02
Бензол	0,3	3,0	10,0	0,3	50,0
Толуол	0,3	0,3	100,0	0,3	50,0
Изопропилбензол	0,5	3,0	100,0	0,5	50,0
Альфаметилстирол	0,5	3,0	100,0	0,5	50,0
Стирол	0,1	0,3	100,0	0,1	1,0
Ксилолы	0,3	0,3	100,0	0,4	1,0
Сернистые соединения:
сероводород	0,4	160,0	140,0	0,4	160,0
элементарная сера	160,0	180,0	380,0	-	160,0
серная кислота	160,0	180.0	380,0	-	160,0
ОФУ³	3000,0	9000,0	3000,0	6000,0	3000,0
КГУ⁴	120,0	800,0	120,0	800,0	800,0
ЖКУ⁵	80,0	Более 800,0	80,0	Более 800,0	800,0

Примечания:

¹-подвижные формы меди, никеля, цинка извлекаются из почвы аммонийно-ацетатным буфером с pH 4,8 (медь, цинк) и pH 4,6 (никель);

²-подвижная форма кобальта извлекается из почвы аммонийно-натриевым буферным раствором с pH 3,5 для сероземов и pH 4,7 для дерново-подзолистой почвы;

³-ОФУ – отходы флотации угля. ПДК ОФУ контролируются по содержанию бенз(а)пирена в почве, которое не должно превышать ПДК БП;

⁴-КГУ- комплексные гранулированные удобрения состава N:P:K=64:0:15. ПДК КГУ контролируется по содержанию нитратов в почве, которое не должно превышать 76,8 мг/кг абсолютно сухой почвы;

⁵ –ЖКУ- жидкие комплексные удобрения состава N:P:K=10:34:0 ТУ 6-08-290-74 с добавками марганца не более 0,6% от общей массы. ПДК ЖКУ контролируется по содержанию подвижных фосфатов в почве, которое не должно превышать 27,2 мг/кг абсолютно сухой почвы.

Решение

А. На основании данных таблицы 3.4 находим:

1. ПДК меди с учетом фона - 3,0 мг/кг;
ПДК свинца с учетом фона - 30,0 мг/кг.

2. Допустимые уровни содержания:

- по транслокационному показателю вредности: меди - 3,5 мг/кг; свинца -
35,0 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.

Б. Уровень содержания меди в почве превышает ее ПДК (3,0 мг/кг) и допустимый уровень при лимитирующем общесанитарном показателе вредности (3,0мг/кг), но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю вредности (3,5 мг/кг), следовательно, в соответствии с табл. 3.3, 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. 3.3, категория загрязненности почвы свинцом - допустимая.

В. Исходя из комплексной оценки загрязненности почвы, 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.

Таблица 3.5

Варианты исходных данных

Вар.	Токсикант	Концентрация, мг/кг	Вар.	Токсикант	Концентрация, мг/кг
	Никель Мель	8,0 75,0		Бенз(а)пирен Никель	0,4 13,0
	Цинк Фтор	20,0 4.0		Бензол Кобальт	0,25 1300,0
	Кобальт Ванадий	12,0 120,0		Толуол Марганец	0,45 2000,0
	Фтор Мышьяк	1,5 8,0		Изопропилбензол Сурьма	2,5 55,0
	Сурьма Ртуть	46,0 2,8		Изопропилбензол Никель	4,0 12,0
	Марганец Мышьяк	3000,0 3,0		Альфаметилстирол Нитраты	0,4 400,0
	Ванадий Цинк	115,0 38,0		Стирол КГУ	0,2 650,0
	Свинец Никель	240,0 3,5		Ксилол Кобальт	92,0 75,0
	Свинец Сурьма	42,0 10,0		Сероводород Фтор	150,0 3,0
	Мышьяк Свинец	4,0 60,0		Элементарная сера Бенз(а)пирен	190,0 0,4
1 1	Ртуть Цинк	3,5 20,0		Серная кислота Сурьма	145,0 5,0
	Нитраты Мель	150,0 65,0		ОФУ Бензол	8000,0 44,0
	Пемз(а)пирен Свинец	0,15 39,0		КГУ Толуол	600,0 98,0

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: коэффициенту концентрации отдельного химического вещества К_с и суммарному показателю загрязнения Z_c при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов.

Коэффициент концентрации химического вещества определяется отношением:

Кс=С/Сф (3.2)

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 и выражается следующей формулой:

(3.3)

где n - число учитываемых химических элементов.

Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателю Z_c проводится с помощью данных таблицы 3.6:

Таблица 3.6

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения

Категория загрязнения почв	Показатель Z_c	Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая Умеренно опасная Опасная Чрезвычайно опасная	Менее 16 16-32 32-128 Более 128	Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений Увеличение общего уровня заболеваемости Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечно-сосудистой системы Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных)

Воспользуйтесь поиском по сайту: