Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

Кемеровская область входит в число областей, где состояние почвенного покрова можно охарактеризовать как неблагоприятное, что связано с нерациональным использованием земель в сельскохозяйственном производстве, промышленности, с интенсивным развитием горнодобывающей промышленности, и как следствие этого проявление процессов загрязнения окружающей среды, что негативно может сказываться на среде обитания и здоровье человека.

Основной и важной задачей в таких регионах, является поддержание чистых в экологическом понимании курортно-рекреационных зон, где экологическая обстановка окружающей природной среды позволяет повысить жизненный уровень населения. В связи с чем, к таким территориям применяются повышенные экологические и санитарные требования в плане природоохранной деятельности, что напрямую связано со здоровьем населения.

Объект исследований курортно-рекреационная зона санатория «Меркурий» в месте расположения очистных сооружений с выпуском сточных вод. Санаторий с его инфраструктурой расположен в Кемеровском районе Кемеровской области близ с. Журавлево.

Основной задачей проведенных исследований явилось детальное изучение возможного антропогенного влияния на качественный состав почвенный покров места выпуска сточных вод и установление проявления возможных негативных процессов загрязнения почв с развитием эрозионных процессов на поверхности почв в зоне расположения объекта.

В результате полевых почвенных обследований выполненных в сентябре 2010-2011 гг., на территории санатория на участке размещения действующих очистных сооружений и водоотводящего сооружения (выпуска) сточных вод были заложены почвенные разрезы, сделаны почвенные описания контрольных площадок, определены морфологические характеристики почв. Отобраны почвенные образцы для определения физико-химических, агрохимических почвенных анализов. Анализов на загрязнение почв тяжелыми металлами и их санитарное состояние.

Как известно, формирование почвенного покрова, в первую очередь, зависит от почвенно-географической зоны, в которой сформировалась почва под влиянием основных факторов почвообразования (климата, растительности, животного мира, рельефа, почвообразующей породы).

При антропогенном воздействии на почвенный покров первыми нарушаются внутрипочвенные функции, которые отвечают в почве за водо- и газообмен, концентрацию химических элементов в почвенном растворе и др. Динамические почвенно-экологические функции определяют условия формирования почвы, которые обуславливают плодородие почвы, её санитарно-гигиеническое состояние и частично влияют на стабильность почвенно-экологических функций.

Территория исследований согласно почвенно-географическому районированию Кемеровской области (С.С. Трофимов, 1975), расположена на границе двух районов: Б - Мариинско-Ачинского почвенного округа расчлененной лесостепи и лесостепи предгорий и В - почвенного округа «островной» лесостепи и лесостепи Кузнецкой котловины. Зональный почвенный покров представлен - серыми лесными почвами с близким залеганием почвообразующих пород.

На основании выполненных агрохимических анализов почв качественная характеристика состояния почвенного покрова представлена следующими показателями, (табл. 1).

Серые лесные почвы с близким залеганием почвообразующих пород, имеют естественное низкое почвенное плодородие. Емкость поглощения (Еп) по всему почвенному профилю очень низкая и варьирует в пределах (27,4-16,7 м-экв/100 г почвы). Почва имеет слабокислую и кислую реакцию среды почвенного раствора (рН 5,0-5,6 ед.). По содержанию гумуса почва относится к малогумусным её разновидностям, в верхних почвенных горизонтах (А) 5,8 %. Сумма поглощенных оснований в почвенных горизонтах низкая - 22,0-15,0 мг-экв/100 г почвы. По гранулометрическому составу почва относится к средне- и мелко-песчанистому и иловатому суглинку среднему.

Основным источником накопления азота в почве - является поступление его с атмосферными осадками, вымывающими аммонийный и нитратный азот.

Таблица 1

Агрохимическая характеристика почвы

Горизонт,
глубина, см

рН

Гумус

Нгид

S = Са 2+ + Мg 2+

Еп

V

NO3

Р2О5

К2О

%

м-экв/100 г почвы

%

мг/кг

А0 0 - 2

Не опр.

Не опр.

Не опр.

Не опр.

Не опр.

Не опр.

Не опр.

Не опр.

Не опр.

А1 2 - 15

5,0

5,8

5,37

22,0

27,4

80,2

9,3

110

130

А2В 15 - 22

5,6

2,0

1,78

15,5

17,3

89,5

1,7

160

60

В 22 - 70

5,5

1,8

1,70

15,0

16,7

89,8

2,6

160

60

Содержание нитратного азота в почве очень низкое и варьирует в почвенных горизонтах в пределах 9,3-2,6 мг/кг, что не превышает предельно допустимой концентрации (ПДК) величины нитратного азота в почве - 130 мг/кг (ГН 2.1.7.2041-06).

Образование нитратного азота в почве обязано биологическому окислению аммонийного азота до нитратной его формы в результате микробиологического процесса нитрификации (с участием двух групп автотрофных бактерий). Подвижный и адсорбированный нитратный азот, находятся в почвах в виде поглощенных ионов, и не подвергается вымыванию и денитрификации. Поэтому вносимое в почву со сточными водами дополнительное количество нитратного азота (в составе азотной группы) не окажет отрицательного влияния на качество почв и не загрязнит подземные горизонты грунтовых вод.

Обеспеченность почвы подвижным фосфором верхнего гумусового горизонта почвы повышенная (110 мг/кг). Фосфор входит в состав многих органических соединений, растения содержат десятые доли процента подвижного фосфора на сухое вещество. Поглощаясь в больших количествах растениями, фосфор аккумулируется в верхних горизонтах почвы. Наиболее благоприятная реакция среды для усвоения растениями фосфат-ионов слабокислая. В почвах фосфор содержится в органических и минеральных соединениях.

По результатам исследований содержание подвижного фосфора в почве полностью обеспечивает потребность растений в питании.

В почву и другие компоненты биосферы фосфор может проникать техногенным путем. Большое количество фосфорных соединений входит в состав моющих средств, используемых для хозяйственных нужд. Вместе с бытовыми и промышленными стоками эти вещества попадают в почвы и природные воды, часто приводя к эвтрофикации водоемов. Дополнительное незначительное поступление в почву со сточными водами фосфатов не окажет отрицательного влияния на качественный состав почв. Обеспеченность почвы обменным калием верхних гумусовых горизонтов высокая (130 мг/кг), в иллювиальных горизонтах почвы содержание обменного калия средняя (60 мг/кг).

Возможное антропогенное загрязнение окружающей среды может привезти и к накоплению в почве высоких концентраций тяжелых металлов.

Главным источником тяжелых металлов в почве являются породы (магматические и осадочные) и породообразующие минералы.

Тяжелые металлы, поступающие на поверхность почвы, накапливаются в основном в верхних гумусовых горизонтах, и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, эрозии и дефляции.

На характер перераспределения тяжелых металлов в профиле почвы оказывает влияние комплекс почвенных факторов: гранулометрический состав почв, содержание органического вещества (гумуса), катионообменная способность, наличие геохимических барьеров, дренаж. Количество подвижных форм микроэлементов находится в функциональной зависимости от валового их содержания и реакции среды почвенного раствора.

Оценка уровня загрязнения почв тяжелыми металлами связана с доступностью отдельных их форм для растений. Подвижные формы тяжелых металлов характеризуют их накопление и перемещение по почве и являются более опасными для качества их экологического состояния.

По результатам проведенных анализов содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов (свинца, кадмия, меди, цинка, марганца, никеля, кобальта, железа, хрома, ртути) не выявлено превышение ПДК (мг/кг) их содержания в почве (табл. 2).

Для полной характеристики санитарно-эпидемиологического состояния рассматриваемой территории необходимо определение уровня биологического загрязнения почв по санитарно-бактериологическим и санитарно-паразитологическим показателям. Почвы, загрязненные возбудителями паразитарных болезней, повышают риск заражений человека и животных. Прямую угрозу здоровью населения представляет загрязнение почвы жизнеспособными яйцами гельминтов.

Оценка гигиенического состояния почв проводилась на основании визуального обследования отобранных почвенных проб и данных лабораторных исследований почвенных образцов (табл. 3).

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в почве

Наименование показателей

Наименование НД

Ед. измерения

Результаты испытаний, мг/кг

А1

А2В

В

ПДК

Тяжелые металлы (подвижные формы)

Свинец

Методические указания по атомно-абсорбционным методам определения тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства, Москва, 1992

мг/кг

1,74

0,67

1,82

6,0

Кадмий

мг/кг

0,137

0,132

0,109

--

Медь

мг/кг

0,128

0,244

0,271

3,0

Цинк

мг/кг

1,44

1,41

1,35

23,0

Марганец

мг/кг

1,84

2,74

1,71

60-140

Никель

мг/кг

1,82

1,39

1,38

4,0

Кобальт

мг/кг

0,84

0,62

0,83

5,0

Железо

мг/кг

27,3

42,8

35,8

--

Хром

мг/кг

0,93

0,85

1,13

6,0

Ртуть

мг/кг

0,031

0,028

0,042

--

Таблица 3

Результаты санитарно-эпидемиологических показателей почв

Место отбора

Определяемые
показатели

Результаты
исследований;
единицы измерений

Величина
допустимого уровня;
единицы измерений

НД на методы испытаний

Проба почвы

Индекс БГКП

6,2 КОЕ в 1 г

(1-10) КОЕ в 1 г

МУ 1446-76

Фекальные стрептококки (индекс энтерококков)

8,5 КОЕ в 1 г

(1-10) КОЕ в 1 г

МУ 2293-81

Патогенные энтеробактерии, в т.ч. сальмонеллы

Не выделены

Отсутствие

МУ 2293-81

Проба почвы

Жизнеспособные яйца гельминтов

Не обнаружено

Отсутствие

МУК 4.2. 796-99

Личинки гельминтов

Не обнаружено

Отсутствие

МУК 4.2. 796-99

Цисты патогенных кишечных простейших

Не обнаружено

Отсутствие

МУК 4.2.796-99

На основании проведенных исследований бактерии группы кишечной палочки (БГКП) населяют фекалии и несвойственны незагрязненным почвам. Индекс БГКП в исследуемой почвенной пробе равен 6,2 КОЕ в 1 г, и не превышает величины допустимого уровня в почве. Энтерококки населяют кишечник человека и животных, и их присутствие также нехарактерно для незагрязненной почвы. В связи с этим, наличие энтерококков может также служить показателем фекального загрязнения окружающей среды. На исследованном участке в пробе почвы индекс энтерококков в почве равен 8,5 КОЕ в 1 г. и не превышает величины допустимого уровня в почве. Патогенные энтеробактерии (бактерии семейства кишечных) являются возбудителями целого ряда заболеваний человека и животных. В почвенных пробах исследуемого участка патогенных энтеробактерий не обнаружено. В образце почвы яйца гельминтов, цисты патогенных кишечных простейших, патогенных для человека, не обнаружены.

Таким образом, почвенный покров курортно-рекреационной зоны территории санатория «Меркурий» земельного участка места сброса сточных вод с очистных сооружений представлен серой лесной почвой с близким залеганием скальных пород. Почвы имеют среднее и низкое естественное почвенное плодородие. Содержание нитратного азота в почве низкое и не превышает ПДК (нитратного азота) химических веществ в почве. Почва не загрязнена нитратным азотом. Обеспеченность почв элементами питания: подвижным фосфором - повышенная и обменным калием - высокая. Загрязнение почв тяжелыми металлами не выявлено. По показателям степени эпидемиологической опасности почва участка исследований относится к категории «чистая» в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы». Отрицательного влияния на качественный состав и загрязнение почв с территории расположения сброса сточных вод с очистных сооружений не выявлено.

Список литературы

  1. Трофимов С.С. Экология почв и почвенные ресурсы Кемеровской области. - Новосибирск. Наука, Сиб. отд-ние, 1975. - 300с.
  2. СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы».
  3. ГН 2.1.7.2041-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. 2.1.7. Почва, очистка населенных мест, отходы производства и потребления, санитарная охрана почвы.