Интегральная оценка степени загрязнения почв

В современном мире огромные территории подвергаются постоянным экологическим нагрузкам. Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят боль­шой вред не только человеку, но отрицательно влияют на жи­вотных, состояние растений и экосистем в целом.

При исследовании антропогенного воздействия загрязняющих веществ на почвенный покров необходимым является комплексная оценка степени загрязнения почвы. О химическом загрязнении почвы судят по концентрации тяжелых металлов, соединений серы и азота, хлоридов, карбонатов и гидрокарбонатов, взвешенных частиц и т. д.

Поэтому для оценки экологического состояния территории еще в 1992 году Министерством природы были разработаны критерии оценки качества территории по различным показателям, приведенным в таблице 2.2.

Одним из таких критериев является ПХЗ осадков, который рассчитывается по следующей формуле:

 

,

где К_i – коэффициент концентраций, который вычисляется по формуле:

где:

С_i – концентрация загрязняющего i-го компонента, мг/кг;

С_фон – фоновые концентрации загрязняющего i-го компонента, мг/кг. (таблица 2.4)

 

 

Таблица 2.3 – Критерии оценки качества территории

Показатели	Параметры состояния
ЭБ	ЧЭС	ОУС
рН	5,0 – 5,6	5.7 – 6.5	>7
ПХЗ	>128	32 - 128	<16

 

Таблица 2.4 Фоновые концентрации загрязняющих веществ.

Наименование загрязнителя	Фоновая концентрация, мг\кг
HCo3-	378,2
Cl-	28,37
HS-	4,4
SO42-	19,33
NH4+	76,2
Ca2+	100,2
Mg2+	27,97
Zn2+	0.01

 

 

В ходе анализа по концентрациям загрязняющих веществ нами были рассчитаны коэффициенты концентраций загрязняющих веществ и показатели химического загрязнения, которые приведены в таблице 2.5.

 

Таблица 2.5. Значение коэффициентов концентраций примесей К_i и ПХЗ в атмосферных осадках

Расстояние,м	Значение Кi примесей	ПХЗ
HCO3-	Cl-	HS-	Ca2+	Mg	Zn2+	SO42-	NH4+
1 (300 м)	1,26	4,37	0,96	0,404	0,63		0,16	0,43	109,2
2 (500 м от СЗЗ)	1,1	3,05	0,46	0,475	0,37	85,2	0,22	0,37	91,24

 

По величине коэффициента концентрации приоритетными примесями на расстоянии 300 метров от промышленного предприятия ОАО «ИМЗ» являются ионы цинка (К_Zn =101), среди кислотообразующих ионов приоритетными являются хлорид ионы (К_Cl =4,37), среди металлов также большое значение коэффициента концентрации у магния (K _Mg = 0,63).

На расстоянии 800 метров (500 метров от СЗЗ) по величине коэффициента концентрации приоритетными примесями являются ионы цинка (К_Zn = 85,2), среди кислотообразующих ионов приоритетными являются хлорид ионы (К_Cl =3,05), среди металлов также большое значение коэффициента концентрации у кальция (K _Ca =0,47).

При проведении ранжирования территории по показателю химического загрязнения осадков было установлено, что на всех исследуемых расстояниях от источника загрязнения наблюдается чрезвычайная экологическая ситуация, так как ПХЗ находится в интервале 32-128 (109,2 и 91,24).

Ранжирование территории по показателю рН показало, что исследуемая территории на границе СЗЗ и на расстоянии 500 метров от СЗЗ относится к территории с относительно удовлетворительной ситуацией (рН = 7,7 и рН = 7,8).

 

Выводы по второй главе

Объектом исследования является территория, прилегающая к ОАО «ИМЗ» Республики Башкортостан, город Ишимбай.

Пробы почвы были отобраны на расстоянии 300 (проба № 1) метров и 800 (проба № 2) метров от источника загрязнения (на границе СЗЗ предприятия - 300 метров и на расстоянии 500 метров от СЗЗ предприятия).

В отобранных пробах определялось содержание кислотообразующих веществ, металлов, рН.

В ходе исследования почвы применялись общепринятые методики.

Анализируя полученные данные можно сделать следующие выводы:

1. Приоритетной примесью по концентрации на расстоянии 300 метров являются гидрокарбонат ионы (476,56 мг/кг). На расстоянии 800 метров приоритетной примесью по концентрации являются также гидрокарбонат ионы (419,37 мг/кг).

2. с расстоянием рН увеличивается с 7,7 до 7,8 и соответствует щелочной среде.

3. По величине коэффициента концентрации приоритетными примесями на расстоянии 300 метров от промышленного предприятия ОАО «ИМЗ» являются ионы цинка (К_Zn =101), среди кислотообразующих ионов приоритетными являются хлорид ионы (К_Cl =4,37), среди металлов также большое значение коэффициента концентрации у магния (K _Mg = 0,63).

4. На расстоянии 800 метров (500 метров от СЗЗ) по величине коэффициента концентрации приоритетными примесями являются ионы цинка (К_Zn = 85,2), среди кислотообразующих ионов приоритетными являются хлорид ионы (К_Cl =3,05), среди металлов также большое значение коэффициента концентрации у кальция (K _Ca =0,47).

5. При проведении ранжирования территории по показателю химического загрязнения осадков было установлено, что на всех исследуемых расстояниях от источника загрязнения наблюдается чрезвычайная экологическая ситуация, так как ПХЗ находится в интервале 32-128 (109,2 и 91,24).

6. Ранжирование территории по показателю рН показало, что исследуемая территория на границе СЗЗ и на расстоянии 500 метров от СЗЗ относится к территории с относительно удовлетворительной ситуацией (рН = 7,7 и рН = 7,8).

 

Заключение

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненно важных отраслей промышленности. Почвенный покров является естественной базой для поселения людей, служит основой для создания рекреационных зон. Он позволяет создать оптимальную экологическую обстановку для жизни, труда и отдыха людей. От характера почвенного покрова, свойств почвы, протекающих в почвах химических и биохимических процессов зависят чистота и состав атмосферы, наземных и подземных вод. Почвенный покров – один из наиболее мощных регуляторов химического состава атмосферы и гидросферы. Поэтому непрерывный контроль за состоянием почв и почвенного покрова – обязательное условие получения планируемой продукции сельского и лесного хозяйства.

Из большого объёма промышленных выбросов, попадающих в окружающую среду, на машиностроение приходится лишь незначительная его часть — 1-2%. Однако на машиностроительных предприятиях имеются основные и обеспечивающие технологические процессы и производства с весьма высоким уровнем загрязнения окружающей среды. К ним относятся:

§ внутризаводское энергетическое производство и другие процессы, связанные со сжиганием топлива;

§ литейное производство;

§ металлообработка конструкций и отдельных деталей;

§ сварочное производство;

§ гальваническое производство;

§ лакокрасочное производство.

По уровню загрязнения окружающей среды районы гальванических и красильных цехов как машиностроительных в целом, так и оборонных предприятий сопоставимы с такими крупнейшими источниками экологической опасности, как химическая промышленность; литейное производство сравнимо с металлургией; территории заводских котельных — с районами ТЭС, которые относятся к числу основных загрязнителей.

Таким образом, машиностроительный комплекс в целом и производства оборонных отраслей промышленности, как его неотъемлемая составляющая часть, являются потенциальными загрязнителями окружающей среды:

§ воздушного пространства (выбросы газа, парообразных веществ, дымов, аэрозолей, пыли и т.п.);

§ поверхностных водоисточников (сточные воды, утечка жидких продуктов или полуфабрикатов и т.п.);

§ почвы (накопление твердых отходов, выпадение токсичныхвеществ из загрязнённого воздуха, сточных вод). При всём многообразии подотраслей машиностроения и в том числе военно-ориентированных, оборонных предприятий по специфике загрязнения окружающей среды их можно разделить на две группы: ресурсы и накопление.

При недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы – все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова. Высокая чувствительность, уязвимость почвенного покрова обусловлены ограниченной буферностью и устойчивостью почв к воздействию сил, не свойственных ему в экологическом отношении. Учитывая то, что почва является экологическим узлом биосферы, обеспечивает сопряжение биологических и геологических круговоротов, нарушение микробиологических и биологических процессов в почве неизбежно отражается на функционировании экосистемы в целом.

Все в более широких масштабах проявляется загрязнение почвы тяжелыми металлами, нефтепродуктами, усиливается влияние азотной и серной кислот техногенного происхождения, ведущие к формированию техногенных пустынь в окрестностях некоторых промышленных предприятий. Накопление избыточного количества цинка отрицательно влияет на большинство почвенных процессов: вызывает изменение физических и физико-химических свойств почвы, снижает биологическую деятельность.

Изменение содержания микроэлементов в почве немедленно сказывается на здоровье травоядных животных и человека, при­водит к нарушению обмена веществ, вызывая различные эндеми­ческие заболевания местного характера.

Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Основные цели мониторинга почв должны быть направлены на:

—своевременное выявление изменения качества почв для оценки, предупреждения и устранения негативных процессов, отрицательно влияющих на состояние почв;

—проверку соблюдения землепользователями государственных стандартов качества почв;

—соответствие качества почв функциональному назначению территорий;

—сохранение экологических свойств почвогрунтов, используемых для озеленительных работ;

—влияние качества почв на состояние зеленых насаждений;

—качество почв и почвогрунтов с точки зрения их воздействия на здоровье населения;

—выявление постоянно действующих источников загрязнения, оказывающих негативное воздействие на почвы;

—предотвращение последствий чрезвычайных экологических ситуаций;

—выявление негативных последствий воздействия на почвы антигололедных реагентов;

—получение достоверных данных для разработки обоснованных программ оздоровления почв;

 

—получение достоверных данных для расчета ущерба от загрязнения почв.

Решение этих задач требует детальной информации о состоянии почвенного покрова и применяемых почвогрунтах, в т.ч. данных о степени захламленности, деградированности почв, снижении их агрохимических свойств, распространении загрязнения в глубинные горизонты.

Для исследования степени загрязнения территории прилегающей к ОАО «ИМЗ» были отобраны пробы почвы на границе СЗЗ (300 метров) и на расстоянии 500 метров от СЗЗ (800 метров).

В ходе исследования было установлено, что приоритетной примесью по концентрации на расстоянии 300 метров являются гидрокарбонат ионы (476,56 мг/кг). На расстоянии 800 метров приоритетной примесью по концентрации являются также гидрокарбонат ионы (419,37 мг/кг). С расстоянием рН увеличивается с 7,7 до 7,8 и соответствует щелочной среде.

По величине коэффициента концентрации приоритетными примесями на расстоянии 300 метров от промышленного предприятия ОАО «ИМЗ» являются ионы цинка (К_Zn =101), среди кислотообразующих ионов приоритетными являются хлорид ионы (К_Cl =4,37), среди металлов также большое значение коэффициента концентрации у магния (K _Mg = 0,63).

На расстоянии 800 метров (500 метров от СЗЗ) по величине коэффициента концентрации приоритетными примесями являются ионы цинка (К_Zn = 85,2), среди кислотообразующих ионов приоритетными являются хлорид ионы (К_Cl =3,05), среди металлов также большое значение коэффициента концентрации у кальция (K _Ca =0,47).

При проведении ранжирования территории по показателю химического загрязнения осадков было установлено, что на всех исследуемых расстояниях от источника загрязнения наблюдается чрезвычайная экологическая ситуация, так как ПХЗ находится в интервале 32-128 (109,2 и 91,24).

Ранжирование территории по показателю рН показало, что исследуемая территория на границе СЗЗ и на расстоянии 500 метров от СЗЗ относится к территории с относительно удовлетворительной ситуацией (рН =7,7 и рН = 7,8).

Таким образом, исследование почвенного покрова, отобранного с территории, прилегающей к ОАО «ИМЗ», позволяет:

1) комплексно оценить экологическое состояние, сложившееся на данной территории;

2) дает полную информацию о содержании загрязняющих веществ в почвенном покрове;

3) установить зависимость концентрации от расстояния от источника выбросов;

4) оценить суммарную экологическую нагрузку на территорию.

 

Список литературы

 

1.Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова «Экология» 6-е изд., испр. – М.: Дрофа, 2008 – 622.

2.Тарасова Т.Ф., Гончар Л.Г., Зинюхин Г.Б. / Методические указания к лаборатор­ному практикуму. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 55с.

3.Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв:учебник— М.: Академический Проект; Гаудеамус, 2007. — 237 с.— (Gaudeamus).

4.Голицин А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды: Учебник / А.Н. Голицин. – М.: Издательство Оникс, 2007

5.Степановских А. С. Общая экология, - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000, 510с.

6.Качинский Н.А. Почва, ее свойства и жизнь. Издательство «Наука»: М., 1975

7. Почвоведение. Ред. И.С. Кауричев. М: Колос, 1982