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, |
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 |
Результаты |
Величина |
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
- Трофимов С.С. Экология почв и почвенные ресурсы Кемеровской области. - Новосибирск. Наука, Сиб. отд-ние, 1975. - 300с.
- СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы».
- 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.