В условиях современной антропогенной нагрузки на окружающую среду, основным видом техногенного загрязнения почв является загрязнение тяжелыми металлами, источники которых – промышленные предприятия, автотранспорт, жилищно-коммунальное хозяйство.
Для оценки уровня химического загрязнения используют суммарный показатель загрязнения (Zс). Ю.Н. Водяницкий считает, что принятое выражение «суммарное загрязнение почв» надо воспринимать с оговоркой, так как при этом не учитывают другие виды загрязнения, например, органическими поллютантами или радионуклидами. Но даже с этой оговоркой, суммарное загрязнение почв тяжелыми метлами и металлоидами, может быть учтено не полностью в силу несовершенства инструментальной техники [1]. Анализ объективности других способов оценки содержания тяжелых металлов в почве проведен нами ранее [2].
При определении Zс нами выявлены существенные разночтения в имеющихся нормативных документах: Методические указания по оценке городских почв при разработке градостроительной и архитектурно-строительной документации [3]; Методические указания МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» [4]; Письмо Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ 27 декабря 1993 г. № 04-25/61-5678 [5]. В каждом из них приведена формула определения Zс.
, (1)
где Kс=Ci/Сфі – коэффициент концентрации i-го химического элемента; Ci – фактическое содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах, мг/кг; Сфi – фоновое содержание i-го химического элемента в почвах, мг/кг; n – число учитываемых элементов с Kс >1 [3].
Zс2 =Σ(Kа+…Kап) – (n –1), (2)
где Kс=Ci/Сфі – коэффициент концентрации химического вещества; Ci – фактическое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг; Сфi – региональное фоновое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг; n – число определяемых суммируемых веществ [4].
Zс3=C(i) факт/С(i) фон , (3)
где C(i) факт – фактическое содержание i-го токсиканта в почве; С(i) фон – значение регионально-фонового содержания в почве i-го токсиканта.
Под регионально-фоновым содержанием химического вещества понимается их содержание в почвах территории, не испытывающих техногенной нагрузки [5].
Объектом изучения было содержание тяжелых металлов (Pb, Zn, Нg) и металлоида (Аs) в черноземе южном Еланского района. Территория исследования – трасса газопровода-отвода и газораспределительной станции Елань. Нами проведено определение величины Zс по всем выше перечисленным формулам (табл. 1 и 2).
Таблица 1
Суммарный показатель загрязнения (по формулам (1) и (2))
|
Вид фона |
Zс1 |
Zс2 |
|
фон 1 |
1,30 |
0,66 |
|
фон 2 |
1,17 |
0,14 |
|
фон 3 |
1,09 |
-0,15 |
Примечание. Фон 1 – фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Еланского района; фон 2 – фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Волгоградской области; фон 3 – фоновое содержание тяжелых металлов согласно СП 11-102-97.
Таблица 2
Суммарный показатель загрязнения (по формуле (3))
|
Zс |
фон 1 |
фон 2 |
фон 3 |
|
Zс3 (Pb) |
0,80 |
0,47 |
0,38 |
|
Zс3 (Zn) |
1,27 |
0,88 |
0,71 |
|
Zс3 (Cd) |
0,63 |
0,63 |
0,43 |
|
Zс3 (As) |
1,03 |
1,17 |
1,09 |
По формуле (1) мы не можем объективно оценить содержание тяжелых металлов в почве, так как она ограничивает учет тех элементов, Кс для которых меньше 1. Использование формулы 2 в одном случае дает отрицательную величину, в двух других – разночтения в 4,7 раза. Для формулы (3) в определении регионально-фонового содержания химического вещества в почве не учтен тип исследуемой почвы. Формулы (1) и (2) учитывают количество определяемых элементов посредством безразмерного коэффициента n, в то время как в формуле (3) расчет производят для каждого элемента, независимо от того, превышает его концентрация фон или нет. При определении показателя загрязнения для каждого элемента (по формуле 3), считаем нецелесообразным оставлять за ним название «суммарный». Результаты расчета показывают, что эта величина в зависимости от того, что принято за фон, изменяется для свинца в 2,1 раза, цинка – 1,8, кадмия – 1,5, мышьяка – в 1,1 раза (табл. 2). При применении всех формул не оговорено, что понимают под фоновым или регионально-фоновым содержанием элемента – их концентрацию в почвах региона, например Нижнего Поволжья, области, района и т. д.
Из анализа табл. 1 и 2 отчетливо видны существенные разночтения в оценки аккумуляции тяжелых металлов в почвах. С целью повышения объективности оценки содержания в почвах тяжелых металлов, предлагаем учитывать их накопление относительно данного типа ненарушенных, не подверженных деградации почв.
При отсутствии фоновых значений соответствующего типа почв целесообразно оценивать накопление тяжелых металлов по фактическим значениям.