ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2004, № 10, с. 1264-1267
ДЕГРАДАЦИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЕ И ОХРАНА ПОЧВ
УДК 631.4
НЕКОТОРЫЕ ПОДХОДЫ К ЭКОЛОГИЧЕСКОМ ОЦЕНКЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬНЫХ УГОДИЙ
© 2004 г. В. И. Титова, М. В. Дабахов , Е. В. Дабахова
Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, 603107 Н. Новгород, пр. Гагарина, 97 Поступила в редакцию 24.09.2002 г.
Предложен показатель экологического состояния земель, который может использоваться для интегральной оценки загрязнения почв с учетом превышения фоновых значений содержания элементов и соединений, а также их токсичности, и для учета степени загрязнения в процессе эколого-эко-номической оценки земель.
Одним из наиболее сильных факторов деградации почв является техногенное загрязнение, обусловленное воздействием промышленности, транспорта, а также другими видами деятельности как связанными с сельскохозяйственным производством, так и не имеющими с ним прямой взаимосвязи. По ориентировочным расчетам, сделанным в Почвенном институте им. В.В. Докучаева [5], площадь территорий, загрязненных промышленными выбросами, в 90-е годы достигала 31.4 млн. га, из них около 15 млн. сельскохозяйственных угодий, в том числе более 5 млн. га пашни. При этом наблюдается не только значительный недобор урожая (зерна и кормов 20-25%, овощей 27-32%), но и резкое ухудшение качественных показателей продукции [5]. В этих условиях стоит вопрос о разработке системы показателей, адекватно отражающей степень загрязнения почв, и в то же время пригодной для использования в процессе эколого-экономической оценки земель.
Цель данной работы - представление метода оценки степени загрязнения почвенного покрова, разработанного на кафедре агрохимии и агроэкологии Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии, с привлечением данных агроэкологических исследований сельскохозяйственных угодий ОАО "Птицефабрика Сеймов-ская" (Нижегородская обл.).
В настоящее время используются следующие показатели загрязнения почв.
1. Содержание токсичных элементов в почве с оценкой по санитарно-гигиеническим критериям. Данные химических анализов позволяют с достаточной степенью обоснованности судить о качестве земель и о динамике содержания токсичных элементов. В то же время существующие критерии разделения загрязненных и незагрязненных земель вызывают обоснованные нарекания. Их суть состоит в том, что используемая система предельно допустимых концентраций
(ПДК), основанная на сравнении содержания элементов в почве с предельными значениями, разработанными в экспериментах на песчаном субстрате [2], не учитывает свойств реальных почв, в которых фоновое содержание ряда элементов (в основном относимых к тяжелым металлам) может превышать существующие ПДК. Обоснования необходимости запаса прочности нормативов при определении предельных концентраций, представленные разработчиками, в данном случае не выглядят убедительными.
Еще одним заметным недостатком данной системы являются проблемы оценки степени загрязнения при наличии нескольких загрязняющих веществ, влияние которых в комплексе может быть существенным, даже если концентрация каждого из них будет несколько ниже ПДК.
Кроме того, в условиях, когда расширяются работы по экологическому мониторингу, государственному и производственному контролю качества земель, оценке воздействия на окружающую среду в рамках экологической экспертизы и экологического аудита, имеет место нехватка специалистов, способных правильно оценить состояние земель по содержанию каждого элемента или соединения, их динамике во времени и пространстве с учетом свойств почвы. При этом даже обоснованная оценка не дает возможности в сжатой форме представить показатель, который мог бы использоваться в ходе принятия решения по конкретной проблеме.
2. Использование суммарного коэффициента техногенного загрязнения. В настоящее время нормативно закреплен и получил значительное распространение в качестве интегрального показателя суммарный коэффициент техногенного загрязнения (¿с), рассчитываемый на основе суммирования коэффициентов техногенного накопления (Кс) элементов (отношений содержания
элемента в изучаемой почве С к фоновым значениям С фон) [1]:
= £ Кс - (п-1).
I = 1
(1)
Б = £[( С/ С фон) К ],
(2)
1 = 1
элементов и соединений, обратно пропорциональный ПДК (ОДК) - 1/ПДК;.
Если содержание элемента или соединения равно или ниже фонового, отношение С/С фон принимается равным 1, то
Этот показатель более удобен для использования и лишен ряда недостатков, рассмотренных в предыдущем случае. Однако его применение также ограничено по следующим соображениям.
Все загрязняющие вещества имеют различную токсичность, которая отражена в значении их ПДК в природных средах. В то же время, рассматриваемый интегральный показатель не учитывает этот важный фактор оценки экологического состояния объекта. Разумеется, он может широко использоваться при оценке общего геохимического воздействия техногенных процессов на ландшафты, однако попытки найти корреляцию между полученным коэффициентом и экологическим состоянием почв, а также состоянием здоровья населения выглядят недостаточно обоснованными.
В ходе работы по оценке экологического состояния почвенного покрова ОАО "Птицефабрика Сеймовская", расположенного в Володарском р-не Нижегородской обл., был использован интегральный показатель, более удобный, по мнению авторов данной статьи, для оценочных работ, при разработке которого была сделана попытка свести к минимуму недостатки ранее рассмотренных показателей.
Для оценки была использована закрытая 100-балльная шкала, которая имеет широкое применение и, в частности, в системе бонитировки почв. Как известно, в процессе бонитировки на основе ряда более или менее независимых показателей рассчитывается балл, который широко используется в экономических и производственных целях. Однако в процессе бонитировки не используются показатели загрязнения почв. В связи с этим целесообразно рассмотреть показатели, характеризующие содержание в почвах токсичных элементов, на предмет их включения в систему оценки земель. Балл, характеризующий степень загрязнения почвы, рассчитывался на основе имеющейся информации о содержании в почве токсичных элементов и соединений, их фоновом значении, а также санитарно-гигиенических нормативах:
Б
фон
= IК
(3)
где Бфон - приведенный суммарный коэффициент концентрации для фоновой почвы (оценочный балл равен 100).
Б = Бфон х 100/Б ,
(4)
где Б - приведенный суммарный коэффициент концентрации; С - содержание элемента в изучаемой почве, мг/кг; С фон - фоновое содержание элемента, мг/кг; К - коэффициент значимости
где Б - интегральный оценочный балл, находящийся в пределах от 0 до 100.
Преимуществом предложенного интегрального показателя по сравнению с рассмотренным выше коэффициентом Хс [1] является представление конечного результата оценки в стандартной форме, используемой при бонитировке почв, а также учет значимости отдельных элементов. Так, в двух случаях при использовании коэффициента Хс этот показатель может оказаться одинаковым, даже если в первом случае коэффициент возрастает за счет загрязнения почвы, например, ртутью, а во втором - цинком, хотя очевидно, что в первом случае загрязнение более опасно. Предлагаемый в данной работе показатель Б учитывает различия в токсичности загрязнителей.
Переходя к рассмотрению данных об экологическом состоянии почв сельскохозяйственных угодий ОАО "Птицефабрика Сеймовская", необходимо указать на основной источник поступления загрязняющих элементов и соединений на данной территории. Характер воздействия на окружающую среду здесь связан, главным образом, с утилизацией птичьего помета в качестве органического удобрения. В целом по области среднегодовая насыщенность пашни органическими удобрениями имеет очень низкое значение - около 2.7 т/га [4]. Однако предприятие, на котором ежегодно накапливается 45 тыс. т твердого птичьего помета (из них 25 тыс. т реализуется населению) и 17.9 тыс. т жидких стоков, имеет весьма ограниченную площадь пашни (1595 га). Это обуславливает высокую ее насыщенность органическими удобрениями, превышающую 20 т/га в год. Наряду со всеми своими положительными качествами, высокие дозы органических удобрений ставят и ряд проблем, связанных с загрязнением почв тяжелыми металлами.
Исследователями отмечается, что даже если содержание примесей опасных металлов (РЬ, Сё, 2и, Си и др.) в удобрениях невелико, за счет внесения больших доз данных удобрений этот вклад в баланс металлов может быть достаточно высок [3]. Для оценки степени опасности загрязнения
N
N
N
1266 ТИТОВА и др.
Содержание тяжелых металлов в пахотном горизонте основных почвенных разностей хозяйства
№ площадок РЬ Cd 7п N1 Си Сг гс [1] Балл
1 14.9 0.73 42.6 36.9 8.7 8.3 5.7 63
2 7.7 0.21 24.5 25.6 2.9 2.4 2.1 98
3 6.1 0.21 19.8 10.3 2.8 1.7 1.0 100
4 19.8 0.83 54.0 29.3 16.2 16.2 8.8 55
Фон 8.8 0.47 24.2 12.4 6.4 6.1 1.0 100
ПДК/ОДК 32/65* 0.5/1.0 55/110 20/40 33/66 90
* ОДК для песчаных и супесчаных почв/для кислых суглинистых.
почв тяжелыми металлами производилось изучение их накопления в пахотном горизонте основных почвенных разностей, встречающихся в хозяйстве: дерново-подзолистой легкосуглинистой (площадка 1), дерново-подзолистой супесчаной (площадки 2 и 3), аллювиально-дерновой тяжелосуглинистой (площадка 4).
В таблице приведены данные содержания кис-лоторастворимых форм приоритетных тяжелых металлов в почве (вытяжка 5 н. ЫК03 с кипячением), определенных методом атомно-абсорбцион-ной спектрометрии. Содержание практически всех тяжелых металлов в почвах находится в пределах, установленных санитарно-гигиеническими нормативами, хотя и следует отметить некоторое превышение содержания никеля в дерново-подзолистой супесчаной почве (площадка 2), близкое к предельному значение содержания никеля в дерново-подзолистой легкосуглинистой почве и кадмия в аллювиальной. В целом очевидно относительно высокое содержание металлов в почвах, более тяжелых по гранулометрическому составу. Кроме этого, определенное влияние, по-видимому, оказывает водный режим и положение
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.