ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни содержания по показателям вредности
РАБОТА 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА И ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Цель работы: определение категории загрязнения почв по наличию в них повышенных концентраций загрязняющих веществ (ЗВ) и, на основе этого, оценка влияния суммарного загрязнения на здоровье населения.
Задание
5.1. Определить категорию загрязнения почвы населенного пункта.
(Приложение 11)
5.2. Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения.(Приложение 12)
5.3. Сделать краткие выводы.
Порядок выполнения работы
5.1. При оценке опасности загрязнения почв загрязняющими веществами (ЗВ) необходимо учитывать следующие закономерности (табл.5.1, 5.2):
1 Опасность загрязнения тем выше, чем больше фактическое содержание ЗВ в почве (обычно выражается концентрацией вещества Сi, мг/кг), т.е., чем больше значение коэффициента Кiпревышает единицу; коэффициент опасности определяется следующим образом:
Кi=Сi / ПДКi (5.1)
2 Опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности ЗВ. Отнесение ЗВ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, к тому или иному классу опасности зависит от свойств ЗВ, в частности, от их способности накапливаться в организме, нарушать работу различных систем и органов, токсичности и др. Примеры ЗВ различных классов опасности приведеныв таблице 5.1;
Отнесение химических веществ, попадающих в почву, к классам опасности (по ГОСТ 17.4.1.02-83)
Таблица 5.1.
| Класс опасности | Химическое вещество |
| I | Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор,бенз(а)пирен |
| II | Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром |
| III | Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенол |
3 Опасность загрязнения тем выше, чем ниже буферные свойства почв. Это свойство почвы поглощать загрязнение из окружающей среды и прочно фиксировать его в почве зависит от содержания в почве органического вещества (гумуса почвы), кислотности почвы, механического состава, водного режима и ряда других свойств почвы. Буферность почвы определяет ее барьерную функцию, которая, в свою очередь, обусловливает уровни вторичного загрязнения химическими веществами сред, контактирующих с почвой: растительности, атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод.
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования, загрязненных химическими веществами
Таблица 5.2.
| Категория загрязненности почв | Характеристика загрязненности | Возможное использование территории | Предлагаемые мероприятия |
| I. Допустимая | 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) |
| II. Умеренно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает ПДК при лимитирующем общесанитарном, миграционном водном и миграционном воздушном показателях вредности, но ниже допустимого уровня по транслокационномупоказателю | Использование под любые культуры при условии контроля качества сельскохозяйственных растений | Мероприятия, аналогичные категории I. При наличии веществ с лимитирующим миграционным водным и миграционным воздушным показателями проводится контроль за содержанием этих веществ в рабочих зонах и в воде местных водоисточников |
| III. Высоко опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК при лимитирующем транслокационном показателе вредности | Использование под технические культуры. Использование под сельскохозяйственные культуры ограничено с учетом растений - концентраторов | Кроме мероприятий, указанных для категории I, обязательный контроль за содержанием токсикантов в растениях- продуктах питания и кормах. При необходимости выращивания растений -продуктов питания - рекомендуется их перемешивание с продуктами, выращенными на чистой почве |
| IV. Чрезвычайно опасная | Содержание химических веществ в почве превышает их ПДК в почве по всем показателям вредности | Использование под технические культуры или исключение из сельскохозяйственного использования. Лесозащитные полосы | Мероприятия по снижению уровня загрязнения и связыванию токсикантов в почве. Контроль за содержанием токсикантов в зоне дыхания сельскохозяйственных рабочих и в воде местных источников |
ЗАДАНИЕ 5.1. Определить категорию загрязнения почвы и возможность её использования.(Приложение 10-11)
ПРИМЕР 5.1 (Варианты задач для задания 5.1 даны в приложении 11).
На определенном участке территории установлено присутствие в почве меди с солесодержанием подвижных форм, равном 3,2 мг/кг, и свинца с концентрацией 25 мг/кг. 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.
Решение
На основании данных приложения 10 находим: ПДК меди с учетом фона - 3,0 мг/кг; ПДК свинца с учетом фона - 30,0 мг/кг. Допустимые уровни содержания:
• по транслокационному показателю вредности - меди - 3,5 мг/кг; свинца- 30,0 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.
На основании полученных данных составим таблицу:
Таблица 5.3.
| Элемент-токсикант | Содержание в почве, мг/кг | ПДК с учетом фона, мг/кг | Лимитирующие показатели вредности (Допустимые уровни содержания, мг/кг) | |||
| по транслокационному показателю | по миграционному водному показателю | по миграционному воздушному показателю | по общесанитарному показателю | |||
| медь | 3,2 | 3,0 | 3,5 | 72,0 | - | 3,0 |
| свинец | 30,0 | 260,0 | - | 30,0 |
Уровень содержания меди в почве превышает ее ПДК (3,0 мг/кг) с учётом фона и допустимый уровень при лимитирующем общесанитарном показателе вредности (3,0 мг/кг), но ниже допустимого уровня по транслокационному показателю вредности (3,5 мг/кг), следовательно, в соответствии с табл.5.2 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.5.2 категория загрязненности почв свинцом - допустимая.
ВЫВОД:Исходя из комплексной оценки загрязненности почвы (по худшему показателю), 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.
ЗАДАНИЕ 5.2.Определить уровень загрязнения почвы населенного пункта и оценить влияние суммарного загрязнения на здоровье населения.(Приложение 12)
Оценка уровня загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: Кс - коэффициенту концентрации отдельного веществаи
Zc - суммарному показателю загрязнения -при наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов.
Коэффициент концентрации ЗВ определяется отношением
Кс = С/Сф (5.2)
где С - реальная концентрация данного химического вещества в почве, мг/кг;
Сф- фоновая концентрация в почве данного вещества, мг/кг.
Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций загрязняющих почву химических элементов:
 | (5.3) |
где п- число учитываемых ЗВ.
Оценка опасности загрязнения почв по найденному суммарному показателюZc проводится с помощью данных табл.5.4.
Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения Zc
Таблица 5.4
| Категория загрязнения почв | Показатель Zc | Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения |
| I. Допустимая | Менее 16 | Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимум функциональных отклонений |
| II. Умеренно опасная | 16-32 | Увеличение общего уровня заболеваемости |
| III. Высоко опасная | 32-128 | Увеличение общего уровня заболеваемости, числа часто болеющих детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционирования сердечнососудистой системы |
| IV. Чрезвычайно опасная | Более 128 | Увеличение заболеваемости детей, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение случаев токсикоза беременности, преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) |
ПРИМЕР 5.2 (Варианты задач для задания 5.2 приведены в приложении 12.)
Необходимо определить категорию загрязнения почвы населенного пункта химическими веществами по суммарному показателю загрязнения, на основании чего дать характеристику показателей здоровья населения, проживающего на данной территории.
Исходные данные приведены в табл.5.5. Фоновые концентрации загрязняющих веществ в почве даны в приложении 12.
Таблица 5.5.
| Загрязняющие вещества | Реальная концентрация в почве С, мг/кг | Фоновая концентрация в почве Сф, мг/кг |
| Фтор | ||
| Бериллий | 4,9 | 1,5 |
| Цинк | 41,3 |
Решение
По формуле (5.2) находим коэффициенты концентрации загрязняющих веществ:
КcF = 470/208 = 2,3;
КсВе = 4,9/1,5 = 3,3;
KcZn= 255/41,3 = 6,2.
По формуле (5.3) определим суммарный показатель загрязнения:
Zc = (2,3 + 3,3 + 6,2) - (3 - 1) = 9,8.
ВЫВОДВ соответствии с данными табл.5.4 рассматриваемые почвы относятся к категории допустимого загрязнения и характеризуются наиболее низким уровнем заболеваемости детей и минимумом функциональных отклонений.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ (необходим письменный ответ)
1. Перечислите основные источники загрязнения почв.
2. Какие виды загрязнений почв наиболее опасны для человека? Для функционирования экосистемы?
3. Дать определение ПДКп.
4. Дать определения понятиям: миграционный водный показатель загрязнения среды, миграционный воздушный показатель загрязнения среды, общесанитарный показатель загрязнения, транслокационный показатель загрязнения.
5. Что такое коэффициент концентрации загрязняющего вещества в почве?
6. Что такое суммарный показатель загрязнения почвы? Зачем он определяется?
Приложение 10
ПДК химических веществ в почве и допустимые уровни содержания по показателям вредности
| Вещество | ПДК почвы с учетом фона, мг/кг | Показатели вредности | |||||
| Транслокационный | Миграционный | Общесанитарный | |||||
| водный | воздушный | ||||||
| Подвижная форма | |||||||
| Сu | 3,0 | 3,5 | 72,0 | - | 3,0 | ||
| Ni | 4,0 | 6,7 | 14,0 | - | 4,0 | ||
| Zn | 23,0 | 23,0 | 7,0 | ||||
| Со | 5,0 | 25,0 | >1000 | - | 5,0 | ||
| Водорастворимая форма | |||||||
| F | 2,8 | 2,8 | - | - | 5,0 | ||
| Валовое содержание | |||||||
| Sb | 4,5 | 4,5 | 4,5 | - | |||
| Mn | - | ||||||
| V | - | ||||||
| Mn+V | 1000+100 | 1500+150 | 2000+200 | - | 1000+100 | ||
| Pb | - | 30,0 | |||||
| As | 2,0 | 2,0 | - | 10,0 | |||
| Hg | 2,1 | 2,1 | 33,3 | 2,5 | 5,0 | ||
| Pb+Hg | 20+1,0 | 20+1,0 | 30+2,0 | - | 30+2,0 | ||
| КСl Нитраты Бенз(а)пирен Бензол Толуол Изопропилбензол Альфаметилстирол Стирол Ксилолы H2S S элементарная H2S04 Отходы флотации угля Комплексные гранулированные удобрения (КГУ) Жидкие комплексные удобрения (ЖКУ) | 0,02 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,3 0,4 | 0,2 3,0 0,3 3,0 3,0 0,3 0,3 >800 | 0,5 10,0 | - - 0,3 0,3 0,5 0,5 0,1 0,4 0,4 - - >800 | 0,02 50,0 50,0 50,0 50,0 1,0 1,0 | ||
Приложение 11
Варианты задач для задания5.1
| Вариант | Токсикант | Концентрация, мг/кг | Вариант | Токсикант | Концентрация мг/кг |
| Никель | 8,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Медь | 75,0 | Никель | 13,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Бензол | 0,25 | ||
| Фтор | 4,0 | Кобальт | 1300,0 | ||
| Кобальт | 12,0 | Толуол | 0,45 | ||
| Ванадий | 120,0 | Марганец | 2000,0 | ||
| Фтор | 1,5 | Изопропилбензол | 2,5 | ||
| Мышьяк | 8,0 | Сурьма | 55,0 | ||
| Сурьма | 46,0 | Изопропилбензол | 4.0 | ||
| Ртуть | 2,8 | Никель | 12,0 | ||
| Марганец | 3000,0 | Альфаметилстирол | 0,4 | ||
| Мышьяк | 3,0 | Нитраты | 400,0 | ||
| Ванадий | 115,0 | Стирол | 0,2 | ||
| Цинк | 38,0 | КГУ | 650,0 | ||
| Свинец | 240,0 | Ксилол | 92,0 | ||
| Никель | 3,5 | Кобальт | 75,0 | ||
| Свинец | 42,0 | Сероводород | 150,0 | ||
| Сурьма | 10,0 | Фтор | 3,0 | ||
| Мышьяк | 4,0 | Элементарная сера | 190,0 | ||
| Свинец | 60,0 | Бенз(а)пирен | 0,4 | ||
| Ртуть | 3,5 | Серная кислота | 145,0 | ||
| Цинк | 20,0 | Сурьма | 5,0 | ||
| Нитраты | 150,0 | ОФУ | 8000,0 | ||
| Медь | 65,0 | Бензол | 44,0 | ||
| Бенз(а)пирен | 0,15 | КГУ | 600,0 | ||
| Свинец | 39,0 | Толуол | 98,0 |
Приложение 12
Варианты задач для задания 5.2
| Вари- ант | Концентрация загрязняющих веществ в почве, мг/кг | |||||||||||
| Li | Be | S | V | Сr | Со | Ni | Сu | Zn | Cd | Hg | Pb | |
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,3 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,1 | ||||||
| - | - | - | - | - | 0,09 | - | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,07 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,15 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | 0,03 | - | ||||||
| - | - | - | - | 0,6 | ||||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,8 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| . | - | - | - | - | - | 0,02 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,4 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | 0,08 | ||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| - | - | - | - | - | - | |||||||
| Фоновые концентрации, мг/кг | ||||||||||||
| все | 23,5 | 1,5 | 63,5 | 8,4 | 23,2 | 15,3 | 41,3 | 0,7 | 0,01 | 11,5 |