Стандарт к проведению анализов почв

Взаимодействие почвы  с минеральными и органическими  удобрениями определяется свойствами почвенного коллоида и величиной  окислительно-восстановительного потенциала и рассмотрено выше. Поведение в почве пестицидов (ксенобиотиков) до настоящего времени полностью не изучено ни для одного вещества.

Высокие концентрации меди приводят к интоксикации, анемии и  заболеванию гепатитом.

Как видно из карты, самые  высокие концентрации меди отмечены в городах Липецк и Рудная Пристань. Повышены также концентрации меди в  городах Кольского полуострова, в Заполярном, Мончегорске, Никеле, Оленегорске, а также в Норильске.

Выбросы меди от промышленных источников снизились на 34%, средние  концентрации - на 42%.

Молибден. Соединения молибдена попадают в поверхностные воды в результате выщелачивания их из экзогенных минералов, содержащих молибден. Молибден попадает в водоемы также со сточными водами обогатительных фабрик, предприятий цветной металлургии. Понижение концентраций соединений молибдена происходит в результате выпадения в осадок труднорастворимых соединений, процессов адсорбции минеральными взвесями и потребления растительными водными организмами.

Молибден в поверхностных  водах находится в основном в  форме МоО₄^2-. Весьма вероятно существование его в виде органоминеральных комплексов. Возможность некоторого накопления в коллоидном состоянии вытекает из того факта, что продукты окисления молибденита представляют рыхлые тонкодисперсные вещества.

В речных водах молибден обнаружен в концентрациях от 2.1 до 10.6 мкг/дм³. В морской воде содержится в среднем 10 мкг/дм³ молибдена.

В малых количествах  молибден необходим для нормального  развития растительных и животных организмов. Молибден входит в состав фермента ксантиноксидазы. При дефиците молибдена фермент образуется в недостаточном количестве, что вызывает отрицательные реакции организма. В повышенных концентрациях молибден вреден. При избытке молибдена нарушается обмен веществ.

Предельно допустимая концентрация молибдена в водоемах санитарно-бытового использования составляет 0.25 мг/дм³.

Мышьяк. В природные воды мышьяк поступает из минеральных источников, районов мышьяковистого оруднения (мышьяковый колчедан, реальгар, аурипигмент), а также из зон окисления пород полиметаллического, медно-кобальтового и вольфрамового типов. Некоторое количество мышьяка поступает из почв, а также в результате разложения растительных и животных организмов. Потребление мышьяка водными организмами является одной из причин понижения концентрации его в воде, наиболее отчетливо проявляющегося в период интенсивного развития планктона.

Значительные количества мышьяка поступают в водные объекты  со сточными водами обогатительных фабрик, отходами производства красителей, кожевенных заводов и предприятий, производящих пестициды, а также с сельскохозяйственных угодий, на которых применяются пестициды.

В природных водах соединения мышьяка находятся в растворенном и взвешенном состоянии, соотношение  между которыми определяется химическим составом воды и значениями рН. В  растворенной форме мышьяк встречается  в трех- и пятивалентной форме, главным образом в виде анионов.

В речных незагрязненных водах мышьяк находится обычно в  микрограммовых концентрациях. В минеральных водах его концентрация может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм³, в морских водах в среднем содержится 3 мкг/дм³, в подземных - встречается в концентрациях n^.10⁵ мкг/дм³. Соединения мышьяка в повышенных концентрациях являются токсичными для организма животных и человека: они тормозят окислительные процессы, угнетают снабжение кислородом органов и тканей.

ПДК_в мышьяка составляет 0.05 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности -- санитарно-токсикологический) и ПДК_вр - 0.05 мг/дм³.

Никель. Присутствие никеля в природных водах обусловлено составом пород, через которые проходит вода: он обнаруживается в местах месторождений сульфидных медно-никелевых руд и железо-никелевых руд. В воду попадает из почв и из растительных и животных организмов при их распаде. Повышенное по сравнению с другими типами водорослей содержание никеля обнаружено в сине-зеленых водорослях. Соединения никеля в водные объекты поступают также со сточными водами цехов никелирования, заводов синтетического каучука, никелевых обогатительных фабрик. Огромные выбросы никеля сопровождают сжигание ископаемого топлива.

Концентрация его может  понижаться в результате выпадения  в осадок таких соединений, как  цианиды, сульфиды, карбонаты или  гидроксиды (при повышении значений рН), за счет потребления его водными  организмами и процессов адсорбции.

В поверхностных водах  соединения никеля находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состоянии, количественное соотношение между  которыми зависит от состава воды, температуры и значений рН. Сорбентами соединений никеля могут быть гидроксид  железа, органические вещества, высокодисперсный карбонат кальция, глины. Растворенные формы представляют собой главным  образом комплексные ионы, наиболее часто с аминокислотами, гуминовыми и фульвокислотами, а также в виде прочного цианидного комплекса. Наиболее распространены в природных водах соединения никеля, в которых он находится в степени окисления +2. Соединения Ni³⁺ образуются обычно в щелочной среде.

Соединения никеля играют важную роль в кроветворных процессах, являясь катализаторами. Повышенное его содержание оказывает специфическое  действие на сердечно-сосудистую систему. Никель принадлежит к числу канцерогенных  элементов. Он способен вызывать респираторные  заболевания. Считается, что свободные  ионы никеля (Ni²⁺) примерно в 2 раза более токсичны, чем его комплексные соединения.

В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах концентрация никеля колеблется обычно от 0.8 до 10 мкг/дм³; в загрязненных она составляет несколько десятков микрограммов в 1 дм³. Средняя концентрация никеля в морской воде 2 мкг/дм³, в подземных водах - n^.10³ мкг/дм³. В подземных водах, омывающих никельсодержащие горные породы, концентрация никеля иногда возрастает до 20 мг/дм³.

Содержание никеля в  водных объектах лимитируется: ПДК_в составляет 0.1 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности – общесанитарный), ПДК_вр – 0.01 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности – токсикологический).

Олово. В природные воды поступает в результате процессов выщелачивания оловосодержащих минералов (касситерит, станнин), а также со сточными водами различных производств (крашение тканей, синтез органических красок, производство сплавов с добавкой олова и др.).

Токсическое действие олова невелико.

В незагрязненных поверхностных  водах олово содержится в субмикрограммовых концентрациях. В подземных водах его концентрация достигает единиц микрограммов в 1 дм³. ПДК_в составляет 2 мг/дм³.

Ртуть В поверхностные воды соединения ртути могут поступать в результате выщелачивания пород в районе ртутных месторождений (киноварь, метациннабарит, ливингстонит), в процессе разложения водных организмов, накапливающих ртуть. Значительные количества поступают в водные объекты со сточными водами предприятий, производящих красители, пестициды, фармацевтические препараты, некоторые взрывчатые вещества. Тепловые электростанции, работающие на угле, выбрасывают в атмосферу значительные количества соединений ртути, которые в результате мокрых и сухих выпадений попадают в водные объекты.

Понижение концентрации растворенных соединений ртути происходит в результате извлечения их многими морскими и  пресноводными организмами, обладающими  способностью накапливать ее в концентрациях, во много раз превышающих содержание ее в воде, а также процессов  адсорбции взвешенными веществами и донными отложениями.

В поверхностных водах  соединения ртути находятся в  растворенном и взвешенном состоянии. Соотношение между ними зависит  от химического состава воды и  значений рН. Взвешенная ртуть представляет собой сорбированые соединения ртути. Растворенными формами являются недиссоциированные молекулы, комплексные органические и минеральные соединения. В воде водных объектов ртуть может находиться в виде метилртутных соединений.

Содержание ртути в  речных незагрязненных, слабозагрязненных  водах составляет несколько десятых  долей микрограмма в 1 дм³, средняя концентрация в морской воде 0.03 мкг/дм³, в подземных водах 1-3 мкг/дм³.

Соединения ртути высоко токсичны, они поражают нервную систему  человека, вызывают изменения со стороны  слизистой оболочки, нарушение двигательной функции и секреции желудочно-кишечного  тракта, изменения в крови и  др. Бактериальные процессы метилирования направлены на образование метилртутных соединений, которые во много раз токсичнее минеральных солей ртути. Метилртутные соединения накапливаются в рыбе и могут попадать в организм человека.

ПДК_в ртути составляет 0.0005 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности – санитарно-токсикологический), ПДК_вр 0.0001 мг/дм³.

Свинец. Естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т.ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д. Существенными факторами понижения концентрации свинца в воде является адсорбция его взвешенными веществами и осаждение с ними в донные отложения. В числе других металлов свинец извлекается и накапливается гидробионтами.

Свинец находится в  природных водах в растворенном и взвешенном (сорбированном) состоянии. В растворенной форме встречается  в виде минеральных и органоминеральных  комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой - главным образом  в виде сульфидов, сульфатов и  карбонатов.

В речных водах концентрация свинца колеблется от десятых долей  до единиц микрограммов в 1 дм³. Даже в воде водных объектов, прилегающих к районам полиметаллических руд, концентрация его редко достигает десятков миллиграммов в 1 дм³. Лишь в хлоридных термальных водах концентрация свинца иногда достигает нескольких миллиграммов в 1 дм³.

Лимитирующий показатель вредности свинца – санитарно-токсилогический. ПДК_в свинца составляет 0.03 мг/дм³, ПДК_вр - 0.1 мг/дм³.

Свинец содержится в  выбросах предприятиями металлургии, металлообработки, электротехники, нефтехимии и автотранспорта.

Влияние свинца на здоровье происходит при вдыхании воздуха, содержащего  свинец, и поступлении свинца с  пищей, водой, на пылевых частицах. Свинец накапливается в теле, в костях и поверхностных тканях. Свинец влияет на почки, печень, нервную систему  и органы кровообразования. Пожилые  и дети особенно чувствительны даже к низким дозам свинца.

 

3. Нормирование загрязняющих веществ в почве.

 

Нормирование загрязняющих веществ в почве имеет три  направления:

·        нормируется содержание ядохимикатов в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий;

·        нормируется накопление токсичных веществ на территории предприятия;

·        нормируется загрязненность почвы в жилых районах, преимущественно в местах хранения бытовых отходов.

 

В пахотном слое ядохимикаты нормируются по двум показателям:

·        предельно допустимым концентрациям (ПДК_П);

·        временно допустимым концентрациям (ВДК_П).

 

Для установления ПДК_П используют данные о фоновых концентрациях исследуемых веществ, их физико-химических свойствах, параметрах стойкости/токсичности. При этом экспериментально устанавливают:

·        допустимую концентрацию вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит некоторых допустимых остаточных количеств (ДОК), иначе называемых ПДК_ПР в продуктах питания (ТВ мг/кг),

·        допустимую (для летучих веществ) концентрацию, при которой поступление вещества в воздух не превысит установленных ПДК для атмосферного воздуха (ПДК_ав) (МА мг/м³),

·        допустимую концентрацию, при которой поступление вещества в не грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов (МВ мг/м³),

·        допустимую концентрацию, не влияющую на микроорганизмы и процессы самоочищения почвы (ОС мг/кг).

Наиболее жесткие из названных  показателей принимаются в качестве ПДК_П, причем сравнение идет по одноименным показателям вредности, то есть по сходному действию разных веществ. Установлены ПДК_П в основном для ядохимикатов, применяемых для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков. (Пестициды, тяжелые металлы…)