Санитарно-гигиеническое состояние городских почв и грунтов
Почва – это уникальный элемент литосферы, имеющий природное происхождение, сформировавшийся в поверхностном слое земной коры в результате длительного воздействия биотических и абиотических факторов. Почва состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой фаз, имеет специфические генетико-морфологические признаки и свойства, создающие благоприятные условия для роста и развития растений.
Наиболее интенсивное техногенное воздействие на литосферу оказывает градостроительная деятельность, горнодобывающая, перерабатывающая, транспортная, энергетическая промышленность и сельское хозяйство. В результате происходит изменение и гибель ландшафтов, а также загрязнение и деградация почв.
Ландшафт – природный географический комплекс, в котором все основные компоненты (рельеф, климат, вода, растительность, животные) взаимосвязаны. Ландшафты непрерывно развиваются под действием природных и антропогенных факторов. Ландшафты по существу представляют аналоги экосистем, наблюдая и фиксируя изменения, происходящие при антропогенных воздействиях можно оценить степень техногенных влияний на литосферу.
Совокупность почв, покрывающих земную поверхность, образует почвенный покров, толщина которого составляет 150-300 мм. Воздействие природных и техногенных факторов может привести к деградации почвенного покрова – ухудшение свойств почвы, которое выражается уменьшением содержания гумуса, разрушением структуры и снижением плодородия. Гумус – органическое вещество почвы, которое образуется в результате разложения растительных и животных остатков и продуктов жизнедеятельности организмов. Гумус содержит основные элементы, необходимые для развития растений.
Основными и наиболее опасными загрязнителями почв являются пестициды, нитраты, тяжелые металлы, фтор, радионуклиды. В некоторых случаях происходит биологическое загрязнение почв патогенными микроорганизмами, бактериями и другими возбудителями инфекционных заболеваний.
Санитарное состояние почвы - это совокупность санитарно-химических и биологических свойств почвы, определяющих качество и степень ее безопасности в санитарно-эпидемиологическом отношении. Санитарное состояние оценивается по данным экспериментальных исследований проб почвы и сопоставления полученных значений с таблицей 9.
Таблица 9
Оценка санитарного состояния почвы
| Санитарное состояние почв | Бактерии группы кишечной палочки | Яйца гильментов, экз./кг почвы | Патогенные микроорганизмы, в т.ч. сальмонеллы | |
| Титр | Индекс | |||
| Чистая | 1.0 и выше | 1-10 | отсутствуют | |
| Слабо загрязненная | 0.1-0.01 | 10-100 | 1-10 | отсутствуют |
| Умеренно загрязненная | 0.01-0.001 | 100-1000 | 10-100 | отсутствуют |
| Сильно загрязненная | 0.001 и ниже | 1000 и выше | 100 и выше | отсутствуют |
Принцип нормирования химических веществ в почве значительно отличается от принципов, положенных в основу нормирования их в водоемах и атмосферном воздухе. Попавшие в почву химические вещества поступают в организм человека главным образом опосредованно через контактирующие с ней среды: воздух, воду, растения. В последнем случае по биологической цепочке почва-растение-человек. Поэтому при нормировании содержания химических веществ в почве учитываются не опасность, которая возникает при непосредственном контакте, но и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. Опробование почв и грунтов при инженерно-экологических изысканиях для строительства следует выполнять для их экотоксикологической оценки как компонента окружающей среды, способного накапливать значительные количества загрязняющих веществ и оказывать как непосредственное влияние на состояние здоровья населения, так и опосредованное – через потребляемую сельскохозяйственную продукцию.
Химическое загрязнение почв и грунтов оценивается по суммарному показателю химического загрязнения Zc, являющемуся индикатором неблагоприятного воздействия почв приведена в таблице 10.
Таблица 10
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв
по суммарному показателю загрязнения
| Категория загрязнения почв | Значение Zc | Изменения показания здоровья населения в очагах загрязнения |
| Допустимая | Менее 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений |
| Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение уровня общей заболеваемости |
| Опасная | 32-128 | Увеличение уровня общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушением функционального состояния сердечно-сосудистой системы |
| Чрезвычайно опасная | Более 128 | Увеличение уровня общей заболеваемости детского населения, женщин с нарушением репродуктивной функции |
Суммарный показатель химического загрязнения (Zc) характеризует степень химического загрязнения почв и грунтов обследуемых территорий вредными веществами различных классов опасности и определяется как сумма коэффициентов концентрации отдельных компонентов загрязнения по формуле:
Zc=Kci+…+ Kc1+…+Kcn-(n-1), (11)
где: n – число определяемых компонентов;
Kci – коэффициент концентрации i-го загрязняющего компонента.
Фоновое содержание в почвах химического вещества – это уровень содержания вещества, установленный по данным многолетних наблюдений и исследований. Предельно допустимые концентрации и фоновые концентрации веществ, установленные по данным многолетних исследований НИиПИ ЭГ и ИМГРЭ для территорий Москвы и Московской области приведены в таблице 11.
Таблица 11
ПДК и Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (грунтах) Москвы и Московской области , мг/кг
| Химический элемент | ПДК | Почвы, грунты | |
| Песчаные и супесчаные | Суглинистые и глинистые | ||
| Zn | 220.0 | 28,0 | 45,00 |
| Cd | 2.0 | 0,05 | 0,12 |
| Pb | 32.0 | 6,00 | 15,00 |
| Cu | 132.0 | 8,00 | 15,00 |
| Co | 5.0 | 3,00 | 7,20 |
| Ni | 80.0 | 6,00 | 20,00 |
| As | 2.0 | 1,50 | 2,20 |
| Hg | 2.1 | 0,05 | 0,10 |
Для загрязняющих веществ неприродного происхождения коэффициенты концентрации определяются отношением его реального содержания в почве (Сi) к фоновому значению (Сi,f):
Кci=Ci/Сi,f (12)
Необходимо иметь в виду, что при строительстве жилого объекта почва (и грунт) должны быть обследованы по различным параметрам: механический состав, водоемкость, воздухопроницаемость, наличие гумуса; определена возможность самоочищения почв (скорость разложения органических компонентов и выноса водорастворимых соединений); устойчивость к рекреационным нагрузкам; определена биологическая активность по критериям устойчивости к эрозии и плодородия. Далее должен быть определен уровень загрязнения почвы, т.е. содержание тяжелых металлов (Pb, Cu, Cr, Co), пестицидов и др., а в соответствии с ПДК загрязняющих веществ в почве должна быть определена доля подвижных форм химических веществ.
В том случае, если почвенный слой является качественным, он может быть использован для дворового пространства, а если качество почвы низкое, то почвенный слой должен быть удален и рекультивирован. В обязательном порядке должна производиться оценка почвенного слоя на присутствие радионуклидов.
Поверхностный слой урбанизированных почв сильно загрязнен. Часть поверхностных загрязнений образуется от различных нефтепродуктов и рассыпанных химических веществ при эксплуатации транспорта и перемещении грузов. Значительный объем поверхностных загрязнений образуется при ветропереносе и осаждении инградиентов атмосферных выбросов автотранспорта, энергетических и производственных объектов. В сухую погоду поверхностные загрязнения аккумулируются и частично перемещаются при ветропереносе и других воздействиях. Значительная часть поверхностных загрязнений выносится и перераспределяется поверхностными стоками дождевых, талых, поливочных и других вод.
В ходе поверхностного стока ряд инградиентов загрязнений переходит в растворимое состояние и выносится в водные объекты сточными водами. Нерастворенные инградиенты частично выносятся сточными водами, частично повторно аккумулируются в рельефе подстилающих поверхностей, составляя потенциальный источник вторичного загрязнения как поверхностных сточных вод, так и воздушного бассейна города.
В сухую погоду при ветропереносе и механических воздействиях в атмосферу выбрасываются в виде пыли наиболее легкие тонкодисперсные фракции поверхностных загрязнений достаточно сложного состава. О характере этих загрязнений, поступающих в атмосферу с поверхностей городских территорий, достаточно достоверно можно судить по качественным характеристикам поверхностных сточных вод, продуцирующих, транспортирующих и аккумулирующих поверхностные загрязнения различного состав и происхождения. К основным показателям поверхностных сточных вод относятся:
- взвешенные вещества;
- органические окисляемые соединения;
- растворимые примеси;
- нефть и нефтепродукты;
- соли тяжелых металлов;
- патогенные микроорганизмы.
Значительная часть бактерий содержится в твердой фазе стока, поэтому поверхностный сток и его осадок опасны в санитарно-эпидемиологическом отношении.
Многие загрязнители, поступая в окружающую городскую среду, накапливаются в почве, что приводит к серьезным негативным социально-экологическим последствиям. Например, загрязненная почва в аридных природно-климатических условиях представляет не меньшую опасность загрязнения атмосферного воздуха, чем выбросы автотранспорта, промышленности и теплоэнергетики.
Сельскохозяйственные земли пригородных территорий имеют более 30% черных паров, которые в течение 2-3 лет не обрабатываются и часто покрываются сорняками. Ветер с полей приносит в город воздух пониженного качества, содержащий почвенную пыль и пыльцу сорных растений, вызывающую аллергические заболевания населения.
В городах особую опасность представляют биологические загрязнения, наиболее опасные в селитебной застройке, в местах отдыха и перемещения населения, особенно детей. Основной причиной биологического загрязнения в селитебной зоне (помимо биологических процессов) часто становятся места захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах ТБО, несанкционированные свалки, распространение сорной растительности, отсутствие специальных площадок для выгула животных и др. При этом, несмотря на отсутствие в составе почвенной пыли вредных газов, загрязнение почвы существенно ухудшает состав воздуха.
Поэтому почва в пределах крупного города является значительным источником опасного загрязнения атмосферы.
Особенно актуально влияние почвы при низком благоустройстве городской территории. В некоторых городах в жилых группах, не имеющих достаточного озеленения, дорожек с твердым покрытием, с необорудованными хозяйственно-бытовыми площадками, заболеваемость детского населения выше в 1,5 раза по сравнению с более благополучными в плане благоустройства дворовых территорий. Низкий уровень благоустройства: отсутствие газонов, цветников, красивых пород деревьев – вызывает негативную психологическую реакцию жителей города.
В градостроительстве и городском коммунальном хозяйстве России предусмотренные нормы озеленения городов не направлены на сокращение площадных источников загрязнения и представляют возможности контроля за многообразием приемов благоустройства территории.
В целом при оценке воздействия городских почв и грунтов на организм человека как фактора окружающей среды надо учитывать, что при концентрации загрязнений почв до 1,2 ПДК принимается 1 балл, до 2 ПДК – 2 балла, а более 2 ПДК– 3 балла (табл. 2), а коэффициент значимости при окончательном расчете имеет значение КЗН = 1.