Детальное руководство по оценке эколого-геохимического состояния почв. Рассматриваются суммарный показатель загрязнения (Zc), фоновые концентрации элементов, правила отбора монолитов и проб, а также современные методы спектрометрического анализа.
Роль почвенного покрова в биосфере и механизмы аккумуляции загрязнителей
Почвенный покров представляет собой важнейший депонирующий и средообразующий компонент биосферы, обладающий высокой сорбционной ёмкостью по отношению к широкому спектру антропогенных загрязнителей. В отличие от атмосферного воздуха и поверхностных вод, обладающих сравнительно высокой способностью к самоочищению, почвы и грунты могут накапливать токсичные вещества на протяжении длительного времени. Химические соединения, попадающие в верхние горизонты в результате промышленной деятельности, работы автотранспорта или внесения агрохимикатов, вступают в сложные взаимодействия с органическим веществом и минеральной матрицей. В зависимости от кислотности (pH), окислительно-восстановительного потенциала и влажности грунта вредные вещества могут переходить в устойчивые связанные формы или, напротив, становиться более подвижными, создавая угрозу вымывания в подземные водоносные горизонты и включения в пищевые цепи.
Лабораторные методы и комплексный анализ почв и грунтов
Для объективной оценки экологического состояния грунтов и выявления техногенной нагрузки проводят углублённый комплексный химический анализ почвы и грунта, охватывающий определение ключевых санитарно-гигиенических и геохимических показателей. Лабораторная программа может включать исследование валового содержания тяжёлых металлов, нефтепродуктов, алифатических и ароматических углеводородов, бенз(а)пирена, пестицидов и летучих органических соединений. Не менее важным этапом является определение общих физических и агрохимических показателей: катионно-анионного состава водной вытяжки, содержания подвижного фосфора, обменного калия, общего азота и органического углерода. Такой комплексный подход позволяет установить уровень техногенной трансформации грунтов и оценить миграционный потенциал загрязняющих веществ при изменении гидрогеологических условий.
Нормативные показатели: предельно допустимые и ориентировочно допустимые концентрации
Степень опасности выявленных загрязнителей оценивают путём сопоставления измеренных концентраций с действующими санитарно-эпидемиологическими нормативами. В практике экологических исследований используют два основных вида нормативных величин: предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые концентрации (ОДК). ПДК устанавливают на основании токсикологических и санитарно-гигиенических исследований. ОДК валового содержания ряда веществ дифференцируют с учётом гранулометрического состава почвы и реакции почвенной среды (pH), поскольку эти характеристики влияют на подвижность и доступность токсикантов для растений.
Методология конвертного отбора проб и пробоподготовка
Качество лабораторных испытаний напрямую зависит от правильности выполнения полевых работ. При проведении стандартного анализа почвы особенно важно обеспечить репрезентативность проб. Образцы отбирают по схеме «конверта» или по регулярной сетке точек с обязательной фиксацией координат. Для оценки поверхностного загрязнения объединённую пробу формируют из точечных проб, отобранных из заданного верхнего слоя, например 0–20 см, если такая глубина предусмотрена программой исследований. При инженерно-экологических изысканиях глубины и интервалы отбора определяют программой работ с учётом геологического строения участка и проектных решений; пробы могут отбираться из инженерных скважин по почвенному профилю. В лаборатории образцы высушивают, измельчают, просеивают и, в зависимости от методики, минерализуют, в том числе озоляют, либо экстрагируют целевые компоненты подходящими растворителями.
Интерпретация результатов и расчёт суммарного показателя загрязнения Zc
Заключительным этапом исследований являются математическая обработка экспериментальных данных и подготовка экспертного заключения. При выявлении нескольких загрязняющих веществ может рассчитываться суммарный показатель загрязнения Zc на основе коэффициентов концентрации отдельных компонентов относительно фоновых значений. Показатель используют для отнесения исследуемой территории к одной из категорий загрязнения: допустимой, умеренно опасной, опасной или чрезвычайно опасной. На основании результатов принимают технические решения о возможности целевого использования земельного участка, необходимости рекультивации или вывоза загрязнённого грунта на специализированные объекты.
