Титова В.И., Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Краснов Д.Г

В.И. Титова, М.В. Дабахов, Е.В. Дабахова, Д.Г. Краснов
РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ
И МЕРАМ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ПОЧВ
И ПРИЛЕГАЮЩИХ К СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМ УГОДЬЯМ
КОМПОНЕНТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Н. НОВГОРОД 2005
Титова В.И.
Дабахов М.В.
Дабахова Е.В.
Краснов Д.Г.
Рекомендации по экологической оценке
и мерам снижения загрязнений почв
и прилегающих к сельскохозяйственным угодьям
компонентов окружающей среды
Н. Новгород, 2005
УДК 631.45
Титова В.И., Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Краснов Д.Г. Рекомендации по
экологической оценке и мерам снижения загрязнений почв и прилегающих к
сельскохозяйственным угодьям компонентов окружающей среды / Нижегородская гос. с.-х. академия. – Н. Новгород: НГСХА, Изд-во ВВАГС, 2005. – 60 с.
В работе представлена программа экологического обследования сельскохозяйственных земель и находящихся в зоне их влияния природных вод, рассмотрены методы обработки и оценки полученных результатов. Кроме этого, в пособии
содержатся рекомендации по ведению сельскохозяйственного производства в
экологически проблемных зонах.
Рекомендуется к использованию студентами, обучающимися по специальности «Агроэкология», при освоении курсов «Оценка воздействия на окружающую
среду», «Экологическая экспертиза», «Мониторинг и методы контроля за состоянием окружающей среды» и других, а также специалистами сельского хозяйства и
экологических экспертных организаций.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Нижегородской
государственной сельскохозяйственной академии.
Рецензенты:
Сычев В.Г., директор ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова,
докт. с.-х. наук, профессор, член-корр. РАСХН
Булгаков Д.С., зам. директора Почвенного института
им. В.В. Докучаева, докт. с.-х. наук
 Титова В.И., Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Краснов Д.Г.
 Нижегородская ГСХА
СОДЕРЖАНИЕ
От издателя ……………………………………………………
Аннотация …………………………………………………….
5
6
1. Нормативно-правовое обеспечение проведения
оценки загрязнения окружающей среды и мероприятий
по его снижению в сельском хозяйстве…………………….
7
2. Программа исследований по экологической оценке
почвенного покрова и компонентов окружающей среды,
прилегающих к сельскохозяйственным угодьям ……………
8
2.1. Показатели экологического состояния почв
сельскохозяйственных угодий и их обоснование …………
2.2. Показатели безопасности растительной продукции ……
2.3. Показатели экологического состояния природных вод …
2.4. Периодичность исследования ……………………………
2.5. Полевой этап исследования ………………………………
2.6. Анализ проб …………………………………………………
2.7. Камеральный этап исследования ………………………..
2.8. Математическая обработка результатов …………………
3. Оценка степени загрязнения
сельскохозяйственных земель …………………………………
3.1.
3.2.
3.3.
Определение степени загрязнения почв …………………
Оценка геохимических особенностей
почвенного покрова ……………………………………….
Идентификация источника загрязнения …………………
3
8
12
13
13
14
17
24
24
26
26
28
31
4. Мероприятия по мелиорации загрязненных территорий ……
4.1.
4.2.
Приемы мелиорации загрязненных земель
и их обоснование…………………………………………..
Система мероприятий по снижению степени опасности
загрязнения почв …………………………………………
35
35
41
Литература ……………………………………………………………..
46
Приложения …………………………………………………………….
48
4
От издателя
Производители сельскохозяйственной продукции, обеспечивающие продовольственную безопасность страны, работают в настоящее время в жестких экстремальных
условиях. Общеизвестны экономические проблемы данной отрасли народного хозяйства, обусловленные, отчасти, объективными причинами: низкой закупочной ценой
растениеводческой и животноводческой продукции на фоне высокой стоимости на
технику, горюче-смазочные материалы, удобрения и т.д. Однако в последнее время,
кроме этого, все ощутимее становится комплекс проблем экологического плана, обусловленных неблагоприятным состоянием окружающей среды и, в частности, загрязнением и деградаций почвенного покрова сельскохозяйственных территорий. К сожалению, в последние годы наблюдается устойчивая тенденция к повсеместному увеличению площади загрязненных земель. При этом причиной загрязнения может являться
как сам агропромышленный комплекс, так и другие антропогенные источники (промышленные предприятия, коммунальное хозяйство). Продукция, выращенная на загрязненных площадях, непригодна для употребления, так как опасна для здоровья человека. В такой ситуации либо хозяйства несут огромные потери, либо, в случае реализации загрязненной продукции – не менее серьезный ущерб наносится обществу.
Выход из такой ситуации может быть следующим: сельхозпроизводитель всегда
должен четко знать, в каких условиях он осуществляет свою деятельность. Предупрежден – значит защищен! То есть, получение информации об экологическом состоянии
почвенного покрова должно стать неотъемлемой частью процесса производства сельскохозяйственной продукции. Зная уровень загрязнения земель, можно разработать
план мероприятий, который позволит повысить вероятность получения экологически
безопасной качественной продукции.
Предлагаемое пособие, разработанное специалистами кафедры агрохимии и агроэкологии Нижегородской ГСХА, является первым опытом изданий подобного профиля – методические рекомендации практического назначения для агропромышленного комплекса. С помощью данного издания специалисты-аграрники смогут грамотно
провести обследование территории, оценить уровень загрязнения и выбрать систему
мероприятий по реабилитации загрязненных почв. Кроме этого, пользуясь указанными
рекомендациями, в ряде случаев можно идентифицировать источник загрязнения, т.е.
выявить виновника, что позволит не только привлечь его к экономической ответственности (взыскать ущерб), но и предотвратить дальнейшее негативное воздействие на
природу.
Уважаемые специалисты сельского хозяйства!
Надеемся, что публикация настоящих методических рекомендаций позволит
найти часть ответов на вопросы, которые неизбежно возникают при переходе к экологическому управлению процессами получения сельскохозяйственной продукции.
Желаю Вам трудовых успехов, экономического благосостояния и экологического благополучия.
Председатель Совета директоров Нижегородского Зернового Союза
доктор биол. наук, профессор
А.Г. Самоделкин
5
АННОТАЦИЯ
В условиях возрастающей антропогенной нагрузки на окружающую среду
обеспечение населения качественной и безопасной продукцией растениеводства
и животноводства требует усиления контроля за экологическим состоянием
сельскохозяйственных угодий, в связи с чем оценка уровня загрязнения компонентов агроэкосистемы является неотъемлемой составной частью технологического процесса ее получения.
Для проведения подобной политики в широких масштабах необходимо
выполнение ряда требований:
 создание действенного механизма обеспечения выполнения природоохранного законодательства в области контроля качества сельскохозяйственных угодий;
 материальное и методическое оснащение системы экологического контроля в сельском хозяйстве;
 использование современных научных разработок по сохранению и восстановлению почвенного плодородия, экологической безопасности получаемой продукции растениеводства и животноводства, предотвращению
негативного техногенного воздействия на почвенный покров и ликвидации последствий его загрязнения и деградации;
 информационное обеспечение процедуры принятия управленческих решений в области охраны земель и, в частности, сельскохозяйственных
угодий.
Однако при составлении программы экологического контроля сельскохозяйственных угодий нельзя не принимать во внимание, что почвенный покров
является составной частью ландшафта, оказывающей значительное влияние на
сопредельные среды. В данном случае речь идет о поверхностных и подземных
водах, химический состав которых в немалой степени определяется особенностями состава почв. В связи с этим контроль показателей экологического состояния почвенного покрова должен сопровождаться анализом состояния сопредельных сред, а вывод о фактическом воздействии хозяйственной деятельности человека на экосистему может быть сделан лишь после совокупного рассмотрения
названных компонентов окружающей среды.
Первый раздел настоящей работы посвящен нормативному обеспечению
мониторинга экологического состояния сельскохозяйственных земель, определяемому рядом актов, входящих в природоохранное законодательство Российской
Федерации.
Во втором разделе дается информация о существующих аттестованных методиках эколого-аналитического контроля природных сред, рекомендуемых для
использования в рамках программы мониторинга, обоснование показателей состояния окружающей среды, методы отбора проб и первичной обработки полученного материала.
6
Третий раздел содержит указания по оценке и интерпретации полученных
данных, позволяющие решать задачи в области обеспечения планирования мероприятий по восстановлению загрязненных земель, обеспечению качества продукции сельскохозяйственного производства, оценке направления и интенсивности геохимической трансформации почвенного покрова, а также идентификации
источников загрязнения.
В четвертом разделе предложены рекомендации для территорий различных
почвенных зон по рекультивации загрязненных почв в зависимости от содержания в них токсичных элементов и соединений.
Таким образом, настоящие методические указания охватывают весь комплекс работ по планированию в области экологического контроля сельскохозяйственных земель от этапа постановки задач и их нормативного обоснования до
рекомендаций по системе восстановительных мероприятий.
I. Нормативно-правовое обеспечение
проведения оценки загрязнения окружающей среды
и мероприятий по его снижению в сельском хозяйстве
Правовые основы проведения исследований по оценке степени загрязнения
окружающей среды и мероприятий по его снижению на сельскохозяйственных
землях определены рядом нормативных актов Федерального законодательства.
Федеральным законом Российской Федерации «Об охране окружающей среды» (2002) [1] определены правовые основы государственной природоохранной политики, касающейся, в том числе, охраны почвенного покрова, регулируются отношения в сфере взаимодействия общества и природы, возникающие при осуществлении природопользования, в том числе и в ходе сельскохозяйственного производства.
Законом предусмотрено проведение государственного экологического мониторинга окружающей среды (ст. 63), в том числе степени загрязнения сельскохозяйственных угодий, и обеспечение населения, производителей и государственных органов достоверной информацией об их состоянии в целях разработки
программы мероприятий по устранению неблагоприятных последствий хозяйственной деятельности.
Отдельной статьей (ст. 67) предусмотрено проведение производственного
экологического контроля, который позволяет получить от собственников и пользователей земельных массивов информацию об их экологическом состоянии.
Земельным кодексом Российской Федерации (2001) [2] установлен приоритет охраны земель как компонента окружающей среды и средства производства в сельском и лесном хозяйстве. В качестве одной из задач государственного
мониторинга земель в законе (ст. 67) называется своевременное выявление их
состояния, оценка их изменения, а также выработка рекомендаций о предупреждении и устранении последствий негативных процессов.
7
Законом «О государственном регулировании обеспечения плодородия
земель сельскохозяйственного назначения» (1998) [3] определено, что одним
из направлений агрохимического обслуживания сельского хозяйства является
проведение почвенных, агрохимических, фитосанитарных и экологотоксикологических обследований или мониторинга земель сельскохозяйственного назначения, государственный учет показателей плодородия сельскохозяйственных угодий, включающий в себя сбор и обработку информации о почвенных, агрохимических, фитосанитарных и эколого-токсикологических обследованиях.
В Федеральном законе РФ «О землеустройстве» (2001) [4] устанавливаются правовые основы обеспечения землеустройства в целях рационального использования земель и их охраны, создания благоприятной окружающей среды и
улучшения ландшафтов, предусмотрено выявление земель, подверженных деградации, загрязнению отходами производства и потребления, радиоактивному и
химическому загрязнению и другим негативным воздействиям. Этим же законом
предусмотрено восстановление, консервация и рекультивация нарушенных и загрязненных земель, защита земель от загрязнения отходами производства и потребления, радиоактивными и химическими веществами, а также защита от других негативных воздействий.
Таким образом, выявление, исследование и восстановление загрязненных
земель предусмотрено в ряде нормативных актов федерального законодательства. В то же время нельзя не подчеркнуть: эти работы ведутся с крайне слабой эффективностью, что связано с недостаточностью государственного финансирования этих мероприятий. В связи с этим для реализации природоохранного законодательства в области охраны сельскохозяйственных земель и прилегающих компонентов ландшафта в дальнейшем необходимо предусмотреть дополнительное финансирование. Причем, кроме государственных средств, следует обеспечить более активное привлечение к материально-техническому обеспечению подобных работ собственников и пользователей земель, заинтересованных в повышении качества почв и воспроизводстве их плодородия, а также
виновников загрязнения и деградации сельскохозяйственных угодий.
II. Программа исследований по экологической оценке
почвенного покрова и компонентов окружающей среды,
прилегающих к сельскохозяйственным угодьям
2.1. Показатели экологического состояния почв
сельскохозяйственных угодий и их обоснование
В рамках исследования по оценке экологического состояния почвенного
покрова рассматривается две группы показателей:
1) базовые свойства почв, характеризующие их устойчивость к загрязнению;
8
2) содержание загрязняющих веществ в почвах.
Первая группа включает в себя показатели почвенных свойств, определяющие интенсивность связывания и трансформации органических и минеральных
токсикантов, в результате чего токсичность последних изменяется. Направленность и интенсивность указанных процессов характеризуют подвижность
загрязняющих веществ и, соответственно, возможность их поступления в растительную продукцию и сопредельные среды.
Для оценки экологического состояния почв по их базовым свойствам используется основной (обязательный) и дополнительный (рекомендуемый) перечень показателей.
Основной перечень включает в себя:
 кислотность солевой вытяжки, рНKCl;
 содержание гумуса;
 гранулометрический состав.
В качестве дополнительных показателей рекомендуется определять следующие:
 гидролитическую кислотность;
 сумму обменных оснований;
 степень насыщенности основаниями;
 емкость катионного обмена;
 биологическую активность почв (активность каталазы и инвертазы, целлюлолитическая активность).
Целесообразность установления значений данных показателей определяется их прямым влиянием на подвижность тяжелых металлов в почвах.
Кислотность почв
Увеличение значения рН в почвах сопровождается снижением подвижности ионов тяжелых металлов. В серии лабораторных и полевых исследований
было получено, что увеличение рН почвенного раствора от кислой до нейтральной реакции сопровождается усилением сорбционной способности почв в 2-3 раза на каждую единицу рН [5, 6].
Влияние реакции среды на поведение тяжелых металлов в почве связано с
изменением ряда почвенных характеристик. Установлено, что с ростом показателя рН [7, 8, 9]:
 увеличивается суммарный отрицательный заряд почвы, так как в условиях
дефицита ионов водорода в почвенном растворе возрастает ионизация
функциональных групп гумусовых кислот за счет диссоциации дополнительных ионов Н+, увеличивается отрицательный заряд глинистых минералов, а положительный заряд амфотерных коллоидов (амфолитоидов) меняется на отрицательный. Все это ведет к усилению процесса неспецифической адсорбции катионов тяжелых металлов в почвенном поглощающем
комплексе;
 снижается конкуренции за адсорбционные места со стороны ионов Н+ и
эти места занимают ионы тяжелых металлов;
9
 при недостатке в растворе ионов водорода усиливается процесс гидролиза
(ТМ2++Н2О=ТМОН++Н+), а поскольку гидроксокомплексы имеют меньшую гидратную оболочку, то они адсорбируются более прочно, чем негидратированные катионы;
 стимулируются процессы специфической адсорбции металлов, поскольку
они идут с выделением иона Н+.
Кислотность почвы влияет и на процессы трансформации органических
поллютантов. При этом, как правило, химическое разложение токсичных органических соединений интенсивнее протекает в условиях кислой среды, а микробиологическое – при нейтральной реакции. Учитывая, что микробиологическая
трансформация
является наиболее значимой в самоочищении почв, их
нейтральная реакция будет свидетельствовать о большей устойчивости сельскохозяйственных угодий к загрязнению органическими поллютантами.
Основной целью количественного установления остальных физикохимических показателей почв (гидролитическая кислотность, сумма обменных
оснований, степень насыщенности основаниями, емкость катионного обмена и
т.д.) является определение значимости их при составлении проекта на химическую мелиорацию загрязненных земель.
Содержание гумуса
Ионы тяжелых металлов образуют соединения с рядом органических веществ: цитратами, оксалатами, гуминовыми и фульвокислотами, что в значительной степени влияет на их подвижность в почве, а, следовательно, и доступность растениям. Необходимо, однако, брать в расчет неоднородность органического вещества почвы, отдельные компоненты которого совершенно по-разному
влияют на поведение токсичных элементов.
Связь тяжелых металлов с гумусом осуществляется путем ионного обмена,
комплексообразования и адсорбции. При этом образуются три типа соединений:
 гетерополярные соли - гуматы и фульваты металлов;
 комплексные соединения;
 адсорбционные и хемосорбционные комплексы на поверхности твердых
частиц.
Второй и третий тип соединений при этом обладают наибольшей устойчивостью [10] .
Органическое вещество значительно сильнее фиксирует тяжелые металлы,
чем минеральные компоненты почвы. Тем не менее, все металлы различаются по
характеру взаимодействия с органическим веществом и по прочности образующихся органо-минеральных связей. В частности, емкость катионного обмена гуминовой кислоты по свинцу достигает 400 м-экв. на 100 г. Таким образом, гуминовые кислоты способствуют аккумуляции металлов в верхней части почвенного профиля. Растворимые гумусовые кислоты, напротив, могут стать главным
фактором миграции тяжелых металлов по профилю, вызывая их перераспределение между горизонтами.
10
Степень токсичности органических поллютантов также зависит от содержания гумуса в почве. Сорбируясь молекулами гумуса, загрязнители становятся
менее доступны для микробиологического разложения, но, одновременно с этим,
снижается степень их токсичности, а со временем, в ряде случаев, она полностью
теряется.
В общем случае, чем выше содержание гумуса, тем ниже токсичность
минеральных и органических загрязняющих веществ в почве.
Гранулометрический состав
Состав минеральной части в значительной мере определяет буферную способность почв по отношению к тяжелым металлам (Приложение 1). Наибольшим
содержанием металлов отличаются илистые и предилистые фракции верхних горизонтов почвенного профиля. Практически во всех типах почв максимальная
концентрация металлов наблюдается в более тяжелых по гранулометрическому
составу горизонтах. Повышенное содержание токсических элементов может отмечаться в пылеватых и песчаных фракциях, что связано с присутствием металлов в первичных минералах в качестве изоморфных примесей, а также с поступлением в почву техногенной пыли (чаще наблюдаемое вблизи предприятий).
Глинистые минералы, такие, как монтмориллонит, иллит, вермикулит, обладают большой поглотительной способностью. Например, емкость катионного
обмена на 100 г составляет для каолинита 3-15 м-экв., для иллита и хлорита –
10-40 м-экв., для монтмориллонита – 80-150 м-экв. и для вермикулита – 100 150 м-экв. [11].
Таким образом, почвы, тяжелые по гранулометрическому составу, а
также содержащие глинистые минералы с большой внутренней поверхностью,
способны связывать тяжелые металлы. Это, с одной стороны, снижает вероятность загрязнения растительной продукции и грунтовых вод, но с другой –
повышает вероятность вторичного загрязнения приземного слоя воздуха.
Биологическая активность почв
Биологическая активность является чувствительным индикатором экологического неблагополучия почв, что позволяет использовать эти показатели для
оценки их состояния.
В результате комплексного воздействия техногенных факторов экосистемы
претерпевают следующие изменения:
 ухудшается состояние биологической составляющей экосистем: наблюдается снижение видового разнообразия, общей биомассы и численности организмов; осуществляется техногенная сукцессия, характеризуемая развитием биоценоза в сторону ее пионерных стадий;
 снижается продуктивность биоценоза (в том числе и агрофитоценоза);
 происходит деградация почвенного покрова: уменьшение запасов гумуса и
ухудшение его качественного состава, разрушение почвенного поглощающего комплекса, увеличение почвенной кислотности, снижение биологической активности и др.
11
Токсичные металлы, как один из наиболее значимых техногенных факторов, действуют на почву как прямо, так и опосредованно, путем вмешательства в
биологические циклы. При этом данных о влиянии избытка тяжелых металлов
на почвенные микробоценозы и их функционирование достаточно много [12,
13, 14, 15]. Установлено, что результатом такого воздействия являются изменение общей биомассы, структуры микробного сообщества, его состава и показателей видового разнообразия. Наиболее уязвимыми в микробоценозе являются
нитрифицирующие и целлюлолитические бактерии, в результате чего нарушается прохождение в почве цикла азота и процесс минерализации органического
вещества почвы.
Среди наиболее чувствительных к загрязнению тяжелыми металлами
ферментативных реакций называют каталазную и инвертазную активность, а
также процесс разложения целлюлозы, что позволяет использовать их определение в качестве интегрального показателя экологического неблагополучия почвенной экосистемы.
Для оценки количественного содержания загрязняющих веществ в почве
(вторая группа показателей экологического состояния почв) также необходимо
сформировать их перечень, включаемый в программу исследований.
В каждом конкретном случае набор токсикантов, подлежащих выявлению,
устанавливается в зависимости от характера воздействия на территорию. Во всех
случаях целесообразно определять валовое содержание приоритетных тяжелых
металлов (1го и 2 го классов токсичности), а также содержание их подвижных
форм. Наиболее распространенным перечнем металлов, определяемых в почвах
сельскохозяйственных угодий, является следующий: ртуть, свинец, кадмий,
цинк, медь, никель. Загрязнение органическими токсикантами характеризуется
показателем содержания нефтепродуктов. При необходимости в перечень определяемых веществ включаются отдельные ПАУ (3,4-бенз(а)пирен) и наиболее
устойчивые и токсичные пестициды.
2.2. Показатели безопасности растительной продукции
Перечень показателей, контролируемых в растительной продукции, должен определяться с учетом степени загрязнения почвы. Если содержание токсикантов в почве не превышает 0,5 ПДК (незагрязненная почва), то определение их
в растениях не является обязательным. В противном случае, если почва относится ко второй группе загрязнения и выше, необходимо в продукции контролировать содержание тех элементов, которые присутствуют в почве в повышенных
количествах (тяжелые металлы, остаточные количества пестицидов и т.д.). Кроме этого, во всех случаях для культур, способных к активному нитратонакоплению (овощные, зеленные, кормовые культуры, травы и т.д.), следует определить
содержание нитратов.
12
2.3. Показатели экологического состояния природных вод
Загрязнение почвенного покрова является причиной ухудшения экологического состояния сопредельных сред, к которым относятся поверхностные и подземные воды. К негативным процессам, в результате которых увеличивается
концентрация токсикантов в природных водах, относятся выщелачивание и поверхностный смыв почвы. При этом изменение химического состава вод является причиной ухудшения качества источников питьевого водоснабжения, а также
состояния водных экосистем.
В связи с этим в природных водных резервуарах (поверхностных и подземных) на территории хозяйств, имеющих земли с превышением ПДК (ОДК)
химических элементов и соединений в почвах, производится исследование качественного состава природных вод.
Основными показателями, контроль которых необходим в ходе исследования, являются:
 общий водородный показатель (рН);
 сухой остаток и взвешенное вещество;
 содержание тяжелых металлов (железо, марганец, свинец, кадмий, цинк,
медь, никель, хром);
 анионный состав (сульфаты, хлориды, фториды, нитраты, нитриты, фосфаты);
 содержание аммонийного азота;
 ХПК и БПК05;
 содержание нефтепродуктов.
Перечень контролируемых веществ может корректироваться в зависимости
от специфики загрязнения ландшафта.
2.4.
Периодичность исследования
Периодичность проведения работ по оценке экологического состояния
сельскохозяйственных земель и сопредельных элементов ландшафта определяется близостью потенциальных источников загрязнения и интенсивностью антропогенного воздействия на данной территории. В зависимости от указанных
факторов и связанной с ними степенью экологического риска все сельскохозяйственные земли делятся на три категории (Приложение 2).
Периодичность обследования земель первой категории экологического
риска (относительно удаленных от источников загрязнения) соответствует стандартному циклу агрохимического обследования – 1 раз в 5 лет (максимальная
периодичность).
Отнесение земель ко второй категории экологического риска определяется
близостью крупных источников загрязнения, каковыми являются крупные населенные пункты и промышленные объекты, представляющие собой источники
выбросов в атмосферу, накопления в окружающей среде отходов производства и
потребления, коммунально-бытовых и промышленных стоков. К зоне повышен13
ного экологического риска относятся также участки, прилегающие к магистральным нефте- и продуктопроводам (до 500 м); угодья, на которых производится
использование в качестве органических удобрений осадков сточных вод и компостов из бытового мусора, содержащих повышенные по сравнению с местным
фоновым уровнем в почве концентрации тяжелых металлов и органических токсикантов. Периодичность обследования земель данной категории – не реже одного раза в 3 года.
В ряде случаев работы производятся на территории, имеющей повышенный уровень загрязнения. Основным критерием в данном случае является превышение санитарно-гигиенических нормативов (ПДК, ОДК). Эти земли относятся к третьей категории экологического риска и обследуются ежегодно.
2.5. Полевой этап исследования
В рамках полевого этапа исследования производится отбор и первичная
обработка проб почв, растений и природных вод.
Отбор проб почв
Для эколого-токсикологической оценки почв сельскохозяйственных угодий применяется метод сплошного обследования, в соответствии с которым вся
территория разбивается на элементарные участки. Размер элементарного участка
определяется с учетом почвенно-климатических условий (экономических районов), пестроты почвенного покрова, рельефа, уровня применения удобрений и
группы, к которой относится почва в соответствии с классификацией земель по
степени экологического риска.
Если обследуемая территория по степени экологического риска относится
ой
к 1 группе, то максимальный размер элементарного участка определяется также
как при проведении агрохимического мониторинга [16]. Максимально допустимые размеры элементарных участков, применяемых в этом случае, приведены в
Приложении 3.
В случае обнаружения выраженных понижений на поле (блюдцеобразные
западины, русла временных водотоков и т.д.) с этих участков отбирают отдельную объединенную пробу почвы. Если обследуемый участок расположен на различных элементах рельефа (плато, склон, подножье склона и т.д.), то объединенная проба почвы отбирается с каждого элемента рельефа.
На средне- и сильноэродированных почвах одна объединенная проба отбирается с площади:
 на дерново-подзолистых и серых лесных почвах - не более 1-2 га;
 на черноземах и каштановых - 3 га.
Максимально допустимые размеры элементарных участков на слабоэродированных почвах такие же, как и на соответствующих им типах неэродированных почв. На рекультивированных землях всех зон, а также на землях, относящихся к группам повышенного экологического риска (2 ая и 3я группы), размер
элементарного участка должен составлять 1-2 га.
14
Размеры элементарных участков для отбора почвенных образцов при обследовании почв земельных участков сельскохозяйственного назначения в фермерских и личных подсобных хозяйствах зависит от закрепленной за ними площади сельскохозяйственных угодий, но не должны превышать 50 % размеров их
в крупных сельскохозяйственных предприятиях.
Конфигурация элементарного участка должна иметь форму квадрата или
прямоугольника с соотношением сторон не более 2:1.
В соответствии с установленными размерами элементарных участков на
картографическую основу наносят сетку элементарных участков с учетом типов,
подтипов, разновидностей почв, рельефа и дренажной сети. Каждый элементарный участок характеризуется одной объединенной пробой, которая составляется
из точечных (индивидуальных) проб.
К отбору почвенных проб на каждом конкретном участке следует подходить индивидуально с учетом его размера, конфигурации и других особенностей.
Однако всегда необходимо обеспечивать равномерное взятие точечных проб с
элементарного участка. Для этого следует пользоваться методом маршрутных
ходов. Маршрутный ход прокладывают по середине элементарного участка
вдоль длинной стороны. При этом визуально (шагами, видимыми ориентирами и
т.д.) определяют расстояние между взятием точечных проб. Первую пробу отбирают не на краю обследуемого участка, а на расстоянии, равном половине расстояния между точками отбора.
На пахотных почвах точечные пробы отбираются на глубину пахотного
слоя и из подпахотного слоя (две прикопки на элементарный участок). На кормовых угодьях точечные пробы отбираются на глубину гумусового горизонта: 010 см на дерново-подзолистых и серых лесных почвах; 0-20 см на черноземах,
пойменно-луговых, каштановых и других почвах степного и лесостепного типов
почвообразования.
Каждая объединенная проба составляется:
 в зоне развития почв дерново-подзолистого ряда – из 40 точечных проб;
 в зоне серых лесных почв – из 30 точечных проб;
 во всех остальных зонах – из 20 точечных проб.
Масса точечной пробы должна быть не менее 300 г.
При отборе точечных проб и составлении объединенной пробы должна
быть исключена возможность их вторичного загрязнения. В связи с этим пробы,
предназначенные для определения тяжелых металлов, отбирают инструментом,
не содержащим металлов:
 ножом из полиэтилена или полистирола (ГОСТ 17.4.4.02-84);
 шпателем пластмассовым (ГОСТ 19126-79).
Кроме этого, отбор проб может осуществляться металлическим инструментом:
 буром почвенным (требования ГОСТ не разработаны, в практике почвоведения самым распространенным является бур Качинского, конструкция
которого приспособлена для бурения на глубину до 60 см, а также другие
буры аналогичной конструкции);
15




лопатой (ГОСТ 19596-87);
ножом почвенным (ГОСТ 23707-87);
шпателем металлическим (ГОСТ 19126-79);
совком почвенным.
В случае отбора проб металлическим инструментом он должен соответствовать следующим требованиям:
 не содержать тяжелых металлов, относящихся к 1му, 2 му и 3му классам
опасности,
 должен быть тщательно очищен от ржавчины.
Составление объединенной пробы проводится следующим образом [17]:
точечные пробы ссыпаются на крафт-бумагу или полиэтиленовую пленку, тщательно перемешиваются совком почвенным, шпателем металлическим или шпателем пластмассовым, квартуются 2-4 раза (измельченная вручную почва разравнивается на бумаге или пленке в виде квадрата, делится на четыре части, две
противоположные части отбрасываются, две оставшиеся перемешиваются).
Оставшаяся после квартования почва разравнивается на бумаге, условно делится
на шесть квадратов, из центра каждого берется примерно одинаковое количество
почвы в специальную емкость.
Все смешанные пробы должны быть зарегистрированы в журнале (Приложение 4) и пронумерованы. Каждая проба должна быть снабжена этикеткой.
В процессе хранения и транспортировки почвенных проб должны быть
приняты меры по предупреждению их вторичного загрязнения. В связи с этим
емкости для хранения проб должны быть изготовлены из химически нейтрального материала. При отборе проб для одновременного анализа на тяжелые металлы
и нефтепродукты (последние могут включать летучие фракции углеводородов)
рекомендуется использовать банки стеклянные (желательно из темного стекла)
вместимостью 800 и 1000 см3 широкогорлые с притертыми пробками (ГОСТ
17.4.4.02-84).
В условиях длительного (более месяца) хранения проб при определении
неорганических загрязняющих веществ (тяжелых металлов) в пробу можно добавлять 2-3 капли толуола для подавления развития микроорганизмов.
В целях избежания микробного разложения нефтепродуктов допускается
хранение проб в холодильнике при температуре 4-50 С.
Предупреждение вторичного загрязнения проб в процессе транспортировки достигается соблюдением герметичности емкостей, используемых для хранения проб.
Отбор проб природных вод
В целях контроля качества подземных вод на загрязненных территориях
организуется сеть наблюдательных скважин, проект которой составляется с учетом направления потока грунтовых вод, уровня залегания водоносных горизонтов, площади и конфигурации загрязненных участков.
16
Отбор проб производится 2 раза в год в периоды низкого и высокого стояния уровня подземных вод (весенне-осенний максимум и предвесенний минимум).
Непосредственно перед отбором проб производится прокачка наблюдательных скважин с двух-трех разовой заменой столба воды и последующим восстановлением уровня.
При отборе проб соблюдаются требования и рекомендации по предварительной обработке и срокам хранения, объемам необходимой для анализа воды и
способу консервации согласно ГОСТ 17.1.5.04-81.
Пробы отбираются в бутыли после их предварительной обработки 1% раствором соляной кислоты и тщательного ополаскивания водой (не менее 3 раз).
Объем воды на общий химический анализ – 1,5 л, определение нефтепродуктов –
1 л, определение БПК – 0,5 л.
Не реже одного раза в месяц производятся замеры температуры и уровня
подземных вод.
При наличии в хозяйстве поверхностных водных резервуаров, отбор проб
из них производится четыре раза в год в основные гидрологические фазы (в зимнюю и летнюю межень, сразу после схода льда, перед ледоставом). Глубина отбора проб – 0,5 м. Требования по обработке проб те же, что и при отборе подземных вод.
2.6. Анализ проб
В целях обеспечения единства методов и средств измерения в ходе исследований используются только аттестованные методы количественного химического анализа (табл. 1). Анализы выполняются аккредитованной лабораторией по
методикам, приведенным в таблицах 1-3.
Таблица 1
Перечень методик количественного химического анализа
для контроля экологического состояния почв
№
Показатель
Метод*
Нормативный документ
1
Органическое
вещество
ФМ
ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества
2
рНKCl
П
ГОСТ 26483-85 Почвы. Приготовление
солевой вытяжки и определение ее рН по
методу ЦИНАО
3
Гранулометрический
состав
Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы
исследования физических свойств почв.М.: Агропромиздат, 1981.- 288 с.
17
4
Кислотность
гидролитическая
П
ГОСТ 26212-91 Определение гидролитической кислотности по методу Каппена в
модификации ЦИНАО
5
Нефтепродукты
ИКС
Г
ПНДФ 16.1:2.2.22-98 МВИ массовой доли нефтепродуктов в почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии
ПНДФ 16.1.41-2004 МВИ массовой концентрации нефтепродуктов в пробах почв
гравиметрическим методом.
6
Свинец (вал)
Кадмий (вал)
Цинк (вал)
Медь (вал)
Никель (вал)
Хром (вал)
ААС
ИСП
РД 52.18.191-89 МУ. МВИ массовой доли
кислоторастворимых форм металлов (Cu,
Pb, Zn, Ni, Cd) в пробах почвы атомноабсорбционным анализом.
ПНДФ 16.1:2.2:2.3.36-2002 МВИ валового содержания меди, кадмия, цинка, свинца, никеля и марганца в почвах, донных
отложениях и осадках сточных вод методом пламенной атомно-абсорбционной
спектрометрии.
ПНДФ 16.1.4-97 МВИ массовой доли
кадмия и свинца в почвах и почвенных
вытяжках методом пламенной атомноабсорбционной спектрометрии после проточного сорбционного концентрирования.
ПНДФ 16.1:2:3.11-98 МВИ содержания
металлов в твердых объектах (почва, компосты, кеки, осадки сточных вод, пробы
растительного происхождения) методом
спектрометрии с индуктивно-связанной
плазмой.
7
Ртуть
ААС
ПНДФ 16.1:2.3:3.10-98 МВИ содержания
ртути в твердых объектах (почвы, компосты, кеки, осадки сточных вод, пробы растительного происхождения) методом
атомно-абсорбционной спектрометрии
(«метод холодного пара»).
18
МУК 4.1.007-94 МУ по определению содержания ртути в твердых биоматериалах
животного и растительного происхождения, почвах, придонных отложениях,
осадках.
8
Мышьяк
ААС
ИСП
ФМ
Т
РД 52.18 МУ. Определение массовой доли
мышьяка в пробах почв и донных отложениях методом абсорбционной спектроскопии с беспламенной атомизацией.
ПНДФ 16.1:2:3.11-98 МВИ содержания
металлов в твердых объектах (почва, компосты, кеки, осадки сточных вод, пробы
растительного происхождения) методом
спектрометрии с индуктивно-связанной
плазмой.
ПНДФ 16.1:2.2:3.14-98 МВИ массовой
доли (валового содержания) мышьяка в
твердых сыпучих материалах
фотометрическим методом по молибденовой сини после экстракционного отделения в виде йодного комплекса.
9
10
Свинец подвижный
Кадмий подвижных
Цинк подвижный
Медь подвижная
Никель подвижный
Хром подвижный
Кобальт подвижный
3,4-бенз(а)пирен
ААС
ВЭЖХ
ПНДФ 16.1:2.2:3.16-98 МВИ массовой
доли (валового содержания) мышьяка в
твердых сыпучих материалах фотометрическим и титриметрическим методами с
выделением его гипофосфитом натрия.
РД 52.18.289-90 МУ. МВИ массовой доли
подвижных форм металлов(Cu, Pb, Zn, Ni,
Cd, Co, Cr, Mn) в пробах почвы атомноабсорбционным анализом.
ПНДФ 16.1:2:2.2:3.39-03 МВИ массовой
доли бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложений и твердых отходов
методом высокоэффективной жидкостной
хроматографии с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02» в качестве
флуориметрического детектора.
19
11
α-ГХЦГ
γ-ГХЦГ
n,n-ДДТ
o,n-ДДТ
n,n-ДДЭ
Трифлуралин
Гексахлорбензол
ГЖХ
ХМС
РД 52.18.180-89 МУ. МВИ массовой доли
галоидоорганических соединений пестицидов, α-ГХЦГ, γ-ГХЦГ, n,n-ДДТ, n,nДДЭ, трифлуралина в пробах почв методом ГЖХ.
ПНДФ 16.1:2.2.6-97 МВИ массовой доли
хлорорганических пестицидов в почвах и
донных отложениях методом хроматомасс-спектрометрии
* - ФМ – фотометрия
- ААС – атомно-абсорбционная спектрометрия
- ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография
- ЖХ – жидкостная хроматография
- П – потенциометрия
- ИКС – инфракрасная спектрометрия
- ИСП – спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой
- Т – титриметрия
- Г – гравиметрия
Таблица 2
Перечень методик количественного химического анализа
для контроля экологического состояния природных вод
№
1
Показатели
Водородный
показатель
Метод
Нормативный документ
П
ПНДФ 14.1:2:3:4.121-97 Методика выполнения изменений рН в водах потенциометрическим методом.
2
Нефтепродукты
ИКС
ПНДФ 14.1:2.5-95 МВИ массовой концентрации нефтепродуктах в природных и
сточных водах методом ИКС.
ПНДФ 14.1:2.116-97 МВИ массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных и очищенных сточных вод методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием.
20
3
Мышьяк
ПНДФ 14.1:2.49-96 МВИ массовой концентрации ионов меди в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с диэтилдитиокарбаматом серебра.
4
Ртуть
ААС
ПНДФ 14.1:2.20-95 МВИ массовой концентрации ртути в природных и очищенных сточных водах методом беспламенной
атомно-абсорбционной спектрометрии.
5
Сухой
остаток
Г
ПНДФ 14.1:2.114-97 МВИ массовой концентрации сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом.
6
Взвешенное
вещество
Г
ПНДФ 14.1:2.110-97 МВИ содержания
взвешенных веществ и общего содержания
примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом.
7
ХПК
Т
ПНДФ 14.1:2.100-97 МВИ химического
потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом.
8
БПК
Т
14.1:2:3:4.123-97 МВИ биохимической потребности в кислороде после n-дней инкубации (БПКполн.) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых,
сточных и очищенных сточных водах.
9
Железо
Свинец
Медь
Цинк
Кадмий
Никель
Хром общий
ААС
ФМ
ПНДФ 14.1:2.22-95 МВИ массовой концентрации железа, кадмия, кобальта, марганца, меди, никеля, свинца, цинка и хрома в природных и сточных водах методом
пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии.
21
Марганец
ПНДФ 14.1:2.2-95 МВИ массовой концентрации общего железа в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с сульфасалициловой кислотой.
ПНДФ 14.1:2.50-96 МВИ массовой концентрации железа в природных и сточных
водах фотометрическим методом с 0фенантролином.
ПНДФ 14.1:2.45-96 МВИ массовой концентрации ионов кадмия в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с дитизоном.
ПНДФ 14.1:2.180-2002 МВИ массовой
концентрации ионов кадмия в природных
и сточных водах фотометрическим методом с бромбензтиазо.
ПНДФ 14.1:2.48-96 МВИ массовой концентрации ионов меди в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с диэтилдитиокарбаматом свинца.
ПНДФ 14.1:2.52-96 МВИ массовой концентрации хрома в природных и сточных
водах фотометрическим методом с дифенилкарбазидом.
ПНДФ 14.1:2.54-96 МВИ массовой концентрации ионов свинца в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с дитизоном.
ПНДФ 14.1:2.60-96 МВИ массовой концентрации ионов цинка в природных и
очищенных сточных водах фотометрическим методом с дитизоном.
ПНДФ 14.1:2.195-2003 МВИ массовой
концентрации ионов цинка в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом с сульфарсазеном.
22
ПНДФ 14.1:2.61-96 МВИ массовой концентрации марганца в природных и сточных водах фотометрическим методом с
применением персульфата аммония.
10
Сульфат-ион
Хлорид-ион
Фосфат-ион
Нитрат-ион
Нитрит-ион
ЖХ
ФМ
Т
ПНДФ 14.1:2:4.133-1998 МВИ массовых
концентраций ионов нитритов, нитратов,
хлоридов, фторидов, сульфатов, фосфатов в пробах питьевой, природной и сточной воды методом ионной хроматографии.
ПНДФ 14.1:2.111-97 МВИ массовой концентрации хлорид-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод меркуриметрическим методом
ПНДФ 14.1:2.112-97 МВИ массовой концентрации фосфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод фотометрическим методом восстановлением
аскорбиновой кислотой.
ПНДФ 14.1:2.159-2000 МВИ массовой
концентрации сульфат-ионов в пробах
природной и сточной воды турбидиметрическим методом.
ПНДФ 14.1:2.4-95 МВИ массовой концентрации нитрат-ионов в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с салициловой кислотой.
ПНДФ 14.1:2.179-2002 МВИ измерения
массовой концентрации фторид-ионов в
природных и сточных водах фотометрическим
методом
с
лантан
(церий)ализаринкомплексоном.
ПНДФ 14.1:2.3-95 МВИ массовой концентрации нитрит-ионов в природных и
сточных водах фотометрическим методом
с реактивом Грисса.
23
2.7. Камеральный этап исследования
Результаты анализа проб почвы, растительной продукции и природных вод
заносятся в «Журнал экологического контроля» (Приложение 1). На основании
этой информации с использованием карты отбора почвенных проб и картографической основы (карта внутрихозяйственного землеустройства) составляются
картограммы загрязнения.
Масштаб картирования – 1:10000 – 1:25000. Если на территории хозяйства
имеются земли, относящиеся к 4ой -5 ой группам загрязнения, масштаб картирования должен быть 1:2000 – 1:5000.
Картограммы загрязнения составляются по каждому элементу, причем как
по его валовому содержанию, так и по содержанию подвижных форм. Кроме того, составляется объединенная картограмма загрязнения. Если все почвы исследуемой территории находятся в пределах первой группы загрязнения, то составления картограмм не требуется.
Выделенные контура раскрашиваются различными цветами:
1 группа – синим;
2 группа – зеленым;
3 группа – желтым;
4 группа – оранжевым;
5 группа – красным.
Объединение отдельных элементарных участков в единые контура допускается только в том случае, если они соответствуют одной группе загрязнения.
На объединенной картограмме в отдельных контурах ставится символ элемента
или соединения, по которому имеет место загрязнение.
2.8. Математическая обработка результатов
Анализ результатов обследования предполагает этап усреднения данных,
что позволяет получить обобщенную характеристику по отдельным полям, видам сельскохозяйственных угодий, почвенным типам, хозяйству в целом и т.д.
Подобные параметры дают возможность представить картину в целом и являются основной информацией для принятия управленческих решений. Для этих целей рассчитывают средние арифметические и средневзвешенные величины.
Среднее арифметическое вычисляется по следующей формуле:
Хср.= ΣХi / n,
где ΣХi – сумма индивидуальных значений показателя;
n – объем выборки.
Однако среднее арифметическое не всегда дает объективную характеристику состояния почвы по тому или иному показателю, поскольку при его расчете не учитывается частота встречаемости признака или, применительно к рас24
сматриваемой ситуации, – площадь, занятая почвой со значением показателя Хi.
В связи с этим, наряду со средним арифметическим, следует определить еще и
средневзвешенное значение показателя, которое рассчитывается по формуле:
Хср.вз.= ΣХi Рi / Р,
где Рi – площадь почвы, на которой показатель характеризуется
значением Хi;
Р – общая площадь почвы, учитываемая при расчете.
Кроме этого, характеристики средних величин целесообразно дополнить
таким показателем вариационной статистики, как ошибка среднего, которая вычисляется следующим образом:
SХср.= S / √ n,
где S – стандартное отклонение, которое вычисляется как
S = √ S2,
где S2 – дисперсия, которая в свою очередь вычисляется по формуле
S2 = Σ(Хi - Хср)2 / (n – 1),
Кроме средней величины и ее ошибки важнейшими характеристиками, используемыми при оценке материалов обследования, являются показатели, характеризующие степень варьирования признаков.
Варьирование почвенных свойств может быть обусловлено как природными особенностями территории, так и антропогенным воздействием. При этом,
вычленив природный фактор (например, рассматривая варьирование свойств
внутри одного почвенного типа, подтипа, разновидности), косвенно можно судить о глубине антропогенного воздействия. Как правило, по мере увеличения
нагрузки и выведения почвенной экосистемы из состояния гомеостаза степень
варьирования признаков увеличивается.
Наиболее просто степень варьирования признака отражается с помощью
лимитов, то есть минимального и максимального значения случайной величины,
получаемых в выборке: Хmin ÷ Хmax .
Однако лимиты как показатель варьирования имеют существенный недостаток: они учитывают только крайние значения признака, которые наиболее
легко меняются. Причем с увеличением объема выборки вероятность получить
редко встречающееся значение возрастает. В связи с этим для более объективной
оценки варьирования изучаемых признаков, кроме лимитов, следует определить
коэффициент вариации, расчет которого ведется по следующей формуле:
25
V = S / Хср× 100 %,
При интерпретации коэффициента вариации следует учитывать, что его
величина зависит от специфики показателя. Так, например, V, равный 5 %, совершенно обычен для такого показателя как плотность почвы и очень низок для
показателей, характеризующих содержание подвижных форм элементов питания
или степень кислотности. В целом, для большинства тяжелых металлов и других
загрязнителей характерна высокая вариабельность их содержания в почвах: при
фоновом уровне коэффициент вариации составляет 15-20 %, а в техногенных
ландшафтах – 30-80 % и более, возрастая со степенью загрязнения почв.
III. Оценка степени загрязнения сельскохозяйственных земель
Работа по оценке антропогенного воздействия на состояние почвенного
покрова сельскохозяйственных угодий и степени их загрязнения ведется по следующим направлениям:
 определение степени загрязнения почв с точки зрения оценки возможности
получения экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства;
 оценка геохимических особенностей изменения почвенного покрова сельскохозяйственных угодий;
 идентификация источников загрязнения.
3.1. Определение степени загрязнения почв
Работа по первому из указанных направлений ведется с использованием
имеющегося первичного материала почвенно-экологических обследований путем сопоставления полученных результатов с существующими нормативами. Результаты оценки являются основанием для разработки проекта рекультивации
загрязненных земель.
В рамках данных методических указаний выделено три категории устойчивости почв к химическому загрязнению (Приложение 5), в пределах каждой из
которых имеется пять групп загрязнения, границы которых определены с учетом
существующих санитарно-гигиенических нормативов (ПДК, ОДК) (Приложения
6-8):
 1 группа – незагрязненные;
 2 группа – слабое загрязнение;
 3 группа – среднее загрязнение;
 4 группа – сильное загрязнение;
 5 группа – очень сильное загрязнение.
Почвы, относящиеся к первой группе загрязнения, имеют концентрацию
токсичных элементов не более 0,5 ПДК (ОДК), что предполагает отсутствие возможности их аккумуляции в сельскохозяйственной продукции до значений, превышающих установленные для нее санитарно-гигиенические нормативы. При
26
этом использование ОДК подразумевает учет значимости отдельных показателей
устойчивости почв к загрязнению (уровня кислотности, гранулометрического состава).
Почвы второй группы загрязнения находятся в пределах, установленных
санитарно-гигиеническими нормативами, что в целом позволяют использовать
их для получения экологически безопасной продукции. В то же время в научных
публикациях периодически указывается на получение в растительной продукции
повышенной концентрации токсичных элементов (особенно кадмия) на почвах с
содержанием металлов на уровне ПДК. Кроме того, в условиях возрастания техногенной нагрузки почвы этой группы в ближайшее время могут перейти в группу среднезагрязненных.
Определенную опасность представляет возможное перераспределение металлов между подвижными и связанными формами, связанное с деградацией
почв (потеря сорбционной способности из-за подкисления, дегумификации) и
применения средств химизации (слаборазложенные органические материалы –
солома, свежий навоз и др.). При этом увеличение доли доступных растениям
форм металлов может привести к получению экологически опасной продукции
при содержании металлов в почве несколько ниже ПДК (ОДК).
Таким образом, почвы второй группы нуждаются в проведении предупредительных мероприятий, препятствующих дальнейшему загрязнению и деградации почв.
Сельскохозяйственное производство на почвах, имеющих более высокий
уровень загрязнения (3я - 5 я группы), является рискованным с точки зрения вероятного получения продукции, не соответствующей санитарно-гигиеническим
нормативам. В то же время выведение этих земель из сельскохозяйственного использования экономически нецелесообразно.
Применяемые в настоящее время агротехнические приемы (химическая
мелиорация) и другие организационно-технологические мероприятия (подбор
устойчивых к загрязнению культур, выращивание технических культур и др.),
позволяют использовать земли, имеющие относительно высокий уровень загрязнения, в целях получения растительной продукции. При этом ранжирование
уровней загрязнения позволяет выработать более строгий и эффективный подход
к разработке мероприятий по снижению токсичности почв.
При оценке степени загрязнения с учетом содержания в почвах подвижных
соединений тяжелых металлов необходимо использовать дополнительную градацию, разработанную для этих форм (Приложение 9). Ее применение обусловлено приведенными выше соображениями о возможном перераспределении металлов между группами подвижности при неизменном валовом содержании элементов. В случае несовпадения результатов оценки степени загрязнения почв по
валовому содержанию и содержанию подвижных форм, группу загрязнения
устанавливают по наиболее жесткому показателю.
В случае, если имеет место превышение ПДК (ОДК) более, чем по одному
металлу первого класса опасности (например, по свинцу и цинку), то участок
27
следует отнести к более высокой группе загрязнения. Например, даже если содержание свинца и цинка в почве соответствует 4ой группе загрязнения, данный
участок необходимо отнести к 5 ой группе загрязнения.
3.2. Оценка геохимических особенностей почвенного покрова
Оценка геохимических особенностей изменения состава почвенного покрова сельскохозяйственных угодий производится с целью определения общей
интенсивности и направления трансформации почвенного покрова территории
под воздействием того или иного источника загрязнения.
Для геохимической оценки почв используются коэффициент техногенной концентрации и суммарный коэффициент техногенного загрязнения
[18].
Коэффициент техногенной концентрации элемента (Кс) рассчитывается
следующим образом:
Кс = Кобщ./Кфон ,
где Кобщ. - содержание элемента в исследуемой почве;
Кфон - содержание элемента в фоновой почве.
При загрязнении почвы двумя и более элементами, производится расчет
суммарного показателя загрязнения (Zc):
n
Zc =  Kc - (n-i) ,
i=1
где Kc - коэффициенты техногенной концентрации, превышающие 1;
n - число элементов с Kc>1.
Уровень загрязнения считается низким, если Zc находится в пределах 0-16;
средним (умеренно опасным), если Zc = 16-32; высоким (опасным), если Zc = 32128; очень высоким (чрезвычайно опасным), если Zc >128 [19].
Следует учитывать, что коэффициент концентрации, также как и суммарный коэффициент техногенного загрязнения, неприменим для соединений, которые в фоновых почвах вообще не присутствуют (нефть и нефтепродукты,
бенз(а)пирен, остаточные количества пестицидов и т. д.). Для оценки загрязненности этими веществами следует пользоваться системой соотнесения фактической концентрации загрязнителя с ПДК.
Результаты оценки в значительной степени определяются величиной фоновых концентраций элементов и соединений, поэтому очень важно корректно подобрать фоновую почву.
Прежде всего, в качестве фоновых концентраций содержания тяжелых металлов в почве можно использовать рекомендуемые нормативными документами
фоновые значения. Используются также кларковые значения и обобщенные дан28
ные исследований. Однако названные показатели не учитывают геохимические
особенности провинции и, тем более, локальные особенности почвенного покрова. В связи с этим их использование для определения интегральных показателей
загрязнения оправдано лишь в случае отсутствия других данных.
Более приемлемым является использование фоновых значений, установленных в условиях конкретного региона (региональный фон). В то же время почвы и природные условия конкретного района могут существенно отличаться от
среднестатистических региональных почв, особенно в условиях средней полосы
России, где имеет место большая пестрота почвенного покрова. В связи с этим в
ряде случаев более предпочтительным является использование в качестве фоновых отдельных участков, расположенных на территории данного района (местный фон). При этом каждая почвенная разность характеризуется своим фоновым
значением содержания элемента [20].
Наиболее адекватным методом оценки фонового значения является статистический анализ представительной выборки [21].
В случаях, когда необходимо совмещение геохимической и экологотоксикологической оценки степени загрязнения почв, используется показатель,
рассчитываемый на основе использования ПДК (ОДК) и геохимических показателей (суммарный коэффициент техногенного загрязнения Zс).
Интегральный показатель (приведенный суммарный коэффициент концентрации), учитывающий информацию о содержании в почве токсичных элементов, их фоновом значении и санитарно-гигиенических нормативах, может рассчитываться по следующей формуле [20, 22]:
n
D =  [(Ci/Ci фон)  Кi],
i=1
где D – приведенный суммарный коэффициент концентрации;
Ci – фактическая концентрация i-того элемента;
Ci фон – фоновая концентрация i-того элемента;
n – количество загрязнителей;
Кi – коэффициент относительной опасности i-того элемента,
обратно пропорциональный ПДК (ОДК), то есть 1/ПДК.
При этом принимается, что если содержание элемента или соединения равно или ниже фонового, отношение Ci/Ci фон следует считать равным единице.
Для удобства использования полученный по последней формуле результат
следует перевести в закрытую 100-бальную шкалу. Для этого приведенный суммарный коэффициент концентрации необходимо соотнести с неким идеальным
коэффициентом, соответствующим незагрязненной почве (т.е. почве, имеющей
оценку 100 баллов). Поскольку концентрация элементов в незагрязненной почве
будет равна или ниже фоновой, суммарный коэффициент концентрации для такой (незагрязненной или фоновой) почвы будет рассчитываться по формуле:
29
n
D фон =  Кi
i=1
где D фон – приведенный суммарный коэффициент концентрации
для фоновой почвы (оценочный балл равен 100);
n – количество загрязнителей;
Кi – коэффициент относительной опасности i-того элемента.
Тогда интегральный оценочный балл загрязнения почвы будет определяться следующим образом:
Б = D фон  100 / D ,
где Б – интегральный оценочный балл (от 0 до 100 баллов);
Dфон– приведенный суммарный коэффициент концентрации
для фоновой почвы (оценочный балл равен 100);
D – приведенный суммарный коэффициент концентрации.
Оценка производится в соответствии со следующей градацией:
 75-100 баллов – почва не загрязнена;
 50-75 баллов – слабое загрязнение;
 25-50 – среднее загрязнение;
 10-25 – сильное загрязнение;
 0-10 – чрезвычайно сильное загрязнение.
При определении набора учитываемых в расчетах элементов и соединений
целесообразно учитывать геохимические особенности территории и вводить перечень токсикантов специально для отдельных регионов. В связи с этим используется индекс приоритетности элемента или соединения:
fп = (Ci / ПДК(ОДК)i) / (Сj / ПДК(ОДК)j),
где fп – индекс приоритетности элемента;
Сi – средняя концентрация i-го компонента в почве;
Сj – средняя концентрация j-го компонента в почве.
Если индекс имеет значение выше единицы, то при включении в программу мониторинга компонент i имеет предпочтение перед компонентом j. В расчете учитываются только те элементы, содержание которых в почве не ниже 0,5
ПДК (ОДК). Общее количество элементов, концентрация которых учитывается
при расчете показателя, не должно быть выше шести.
30
3.3. Идентификация источника загрязнения
Идентификация источника загрязнения производится при прогрессирующем загрязнении почв (в течение одного цикла обследования произошел переход
участка из первой во вторую и далее группу загрязнения), что требует его изоляции от сельскохозяйственных территорий в соответствии с программой мероприятий по мелиорации загрязненных земель.
Установление источника поступления загрязняющих веществ в почвенный
покров сельскохозяйственных угодий возможно с помощью учета особенностей
пространственного распределения токсикантов, а также результатов химического
анализа почв.
Накопление избыточного количества токсичных элементов происходит за
счет:
 поступления в качестве примесей со средствами химизации земледелия
(минеральными и органическими удобрениями, осадками сточных вод и
компостами из бытового мусора);
 аварийного поступления (разливы нефти и нефтепродуктов при авариях на
нефтепроводах и продуктопроводах, попадание в почву токсичных отходов
производства и потребления в процессе их транспортировки, нарушения
экологического законодательства по обращению с отходами и т.д.);
 промышленных выбросов предприятий;
 трансграничного переноса загрязняющих веществ.
В ходе идентификации источников загрязнения используются следующие
материалы:
 результаты предыдущих обследований на загрязненной территории;
 карты внутрихозяйственного землеустройства с нанесенными на них локальными источниками загрязнения (транспортными магистралями, площадками размещения отходов, навозо- и пометохранилищами, территориями содержания скота и домашней птицы, гаражами и др.);
 материалы экологической отчетности промышленных предприятий;
 паспорта отходов, используемых в качестве органических удобрений, компонентов дорожных покрытий, строительных материалов;
 паспорта полей;
 ежегодные доклады специально уполномоченных органов в области охраны окружающей среды;
 другие материалы, касающиеся нарушений природоохранного законодательства.
Загрязнение почв средствами химизации, а также в результате аварийных
разливов, выбросов и сбросов, как правило, фиксируется документально, в связи
с чем идентификация загрязнения в данном случае ограничивается работой с
вышеуказанными материалами. В остальных случаях необходима обработка материалов полевых и лабораторных исследований. При этом анализ ситуации требует использования дополнительных критериев [20], например, следующих:
31




использование элементов-индикаторов;
оценка качественного состава загрязняющих веществ и их соотношений;
использование данных по профильному распределению металлов;
определение степени контрастности загрязнения.
1. Использование элементов-индикаторов
Ряд источников загрязнения почвенного покрова имеет в составе атмосферных выбросов и отходов специфичные элементы, не характерные для расположенных поблизости других производств. Наличие в почве исследуемой территории этих веществ является признаком загрязнения почв от конкретного источника (табл. 4).
Таблица 4
Перечень источников загрязнения и химических элементов,
накопление которых возможно в почве в зонах влияния этих источников [19]
Вид
промышленности
Цветная
металлургия
Черная
металлургия
Производственные
объекты
производство цветных металлов непосредственно из руд
и концентратов
вторичная переработка цветных металлов
производство твердых и тугоплавких
цветных металлов
производство титана
производство легированных сталей
железорудное производство
Машиностроение и металлообрабатывающая
промышленность
предприятия с термической обработкой металлов (без
литейных цехов)
32
Химические элементы
приоритетный сопутствующий
свинец, цинк, олово, висмут,
медь, серебро мышьяк, кадмий, сурьма,
ртуть
свинец, цинк, ртуть
олово, медь
вольфрам
молибден
серебро, цинк,
свинец, бор,
медь
кобальт, молибден, висмут, вольфрам, цинк
свинец, серебро, мышьяк, таллий
свинец, цинк
титан, марганец, молибден,
олово, ванадий
свинец, кадмий,
хром, цинк
цинк, вольфрам,
кобальт, ванадий
никель, хром,
ртуть, олово,
медь
Химическая
промышленность
производство аккумуляторов, приборов для электротехнической и электронной промышленности
производство фосфорных удобрений
производство
пластмасс
Промышленность строи- производство цетельных
мента (при испольматериалов
зовании отходов
металлургических
производств возможно накопление
соответствующих
элементов)
Полиграфическая прошрифтолитейные
мышленность
заводы и типографии
Твердые бытовые отходы крупных городов,
используемые в качестве
удобрений
Осадки канализационных сточных вод
Загрязненные
поливочные воды
свинец, никель, кадмий
сурьма, свинец,
цинк, висмут
стронций,
цинк, фтор,
барий
редкие земельные металлы,
медь, хром,
мышьяк, иттрий
сернистые со- медь, цинк, сеединения
ребро
барий
ртуть, цинк,
стронций
свинец, цинк
свинец, кадртуть
мий, олово,
медь, серебро,
сурьма, цинк
свинец, кадртуть, серебро
мий, ванадий,
никель, олово,
хром, медь,
цинк
свинец, цинк медь
2. Оценка качественного состава
загрязняющих веществ и их соотношений
Как правило, металлы в промышленных выбросах и отходах находятся в
определенных соотношениях [23]. При этом, поскольку основная часть металлов
находится в составе фракции пыли, их перенос с атмосферными потоками на
дальние расстояния незначителен, и они выпадают на поверхность почвы вблизи
источника загрязнения. Так как основной геохимической особенностью металлов является низкая миграционная способность, можно ожидать, что в почве со33
отношение данных загрязнителей также может иметь близкое значение. При
этом высокое значение коэффициента корреляции между содержанием различных элементов в почвах, находящихся вблизи промышленных площадок и на исследуемой территории, служит свидетельством загрязнения почвы от конкретного источника.
3. Использование данных
по профильному распределению металлов
С течением времени в условиях сильного загрязнения происходит перемещение металлов вниз по профилю (выщелачивание, лессивирование). Если при
рассмотрении результатов анализов проб, отобранных из разных горизонтов, обнаруживается резкое различие в содержании металлов в верхней и нижней частях профиля, это является свидетельством относительно недавнего загрязнения.
Если же концентрации металлов в пахотном и подпахотном горизонтах относительно выровнены, можно сделать предположение о достаточно давнем их поступлении. Такое заключение является основанием для отказа от поиска действующего источника загрязнения.
4. Определение
степени контрастности загрязнения
Высокая контрастность загрязнения является признаком поступления токсичных веществ в почву от осадков сточных вод, компостов из бытового мусора,
а также других отходов, в отличие от загрязнения, вызванного промышленными
выбросами. В связи с этим степень контрастности является важным признаком,
позволяющим дать предварительное заключение о характере источника загрязнения.
Для оценки степени контрастности ореола загрязнения может использоваться индекс контрастности, рассчитываемый по формуле:
Ic = Ca/(Сb× L)
где Са – концентрация элемента в почве в точке а, мг/кг;
Сb – концентрация элемента в почве в точке b, мг/кг;
L – расстояние между точками а и b, м.
Степень контрастности ореола загрязнения оценивается по следующей
градации:
> 1,0 – чрезвычайно контрастное загрязнение;
0,1-1,0 – контрастное загрязнение;
0,01-0,1 – средняя контрастность загрязнения;
< 0,01 – слабая контрастность загрязнения.
Контрастное и чрезвычайно контрастное загрязнение характерно для территорий, загрязненных свалками токсичных отходов, неочищенными осадками
34
сточных вод, используемыми в качестве органических удобрений, и другими материалами. Площадь таких ореолов относительно невелика. Как правило, это загрязнение предотвращается соблюдением требований природоохранного законодательства, техники безопасности и мер по обеспечению промышленной безопасности. Идентификация источника загрязнения при контрастном загрязнении
относительно проста и чаще всего легко доказуема.
Загрязнение средней степени контрастности формируется за счет промышленных выбросов высокой интенсивности. При этом ореолы загрязнения занимают большие площади. В связи с этим идентификация источника загрязнения
возможна, однако доказательство его влияния на загрязнение почв осложняется
воздействием других источников загрязнения. Кроме того, такие ореолы образуются при попадании в почву отходов производства и потребления меньшей степени токсичности по сравнению с предыдущим случаем.
Источник слабоконтрастного загрязнения связан в основном с выбросами
промышленности и транспорта относительно небольшой интенсивности и практически не поддается идентификации в связи с наличием дополнительных источников загрязнения. Исключением является случай, когда оценивается влияние
комплекса источников (город, населенный пункт, промышленный комплекс) или
одиночного источника (сельскохозяйственные угодья, находящиеся на значительном удалении от хозяйственных объектов, например, более 10 км).
IV. Мероприятия по мелиорации загрязненных территорий
4.1. Приемы мелиорации загрязненных земель и их обоснование
Борьба с загрязнением почв включает в себя два направления.
Первый из них – предотвращение поступления токсикантов в почву. Загрязнение почв может быть предотвращено за счет совершенствования технологий промышленного производства, создания замкнутых технологических систем,
а также за счет ограничения использования в сельском хозяйстве осадков сточных вод, компостов из бытового мусора, а также органических и минеральных
удобрений, имеющих в своем составе высокие концентрации тяжелых металлов.
Второй путь – борьба с уже существующим загрязнением. Применительно
к тяжелым металлам в этом направлении можно рекомендовать технологии,
направленные на перевод подвижных форм токсикантов в нерастворимые (недоступные растениям) соединения.
Способность почв к связыванию токсикантов может быть усилена с помощью ряда агрохимических и агромелиоративных приемов. Для этой цели используются известкование, внесение органических удобрений, искусственных и природных сорбентов [24,25]. Все эти приемы, помимо решения главной задачи в
данном контексте – снижения токсичности тяжелых металлов, направлены на
улучшение таких показателей, как гумусированность, структурное состояние,
емкость катионного обмена, реакция среды и пр., что ведет к окультуриванию
35
почв и общему повышению их плодородия. Однако в редких случаях, при крайне
высоком уровне загрязнения, могут быть использованы и механические приемы
по удалению, засыпке, запахиванию загрязненного слоя, а также вывод земель из
сельскохозяйственного использования. В некоторых случаях хороших результатов позволяет достичь применение фитомелиорации (фитоэкстракции).
Известкование
Защитное действие извести на почвах, имеющих высокий уровень содержания токсичных элементов, проявляется в виде позитивных изменений в почвенной системе на разных уровнях – химическом, физическом и биологическом
[11] и выражается следующими закономерностями:
 известковые материалы образуют с катионами тяжелых металлов труднорастворимые соли: ТМ2+ + СаСО3  ТМСО3 +Са2+;
 при нейтрализации почвенной среды увеличивается катионообменная емкость почвы, возрастает прочность металлоорганических комплексов, усиливаются некоторые физико-химические и химические процессы, способствующие сорбции металлов и, следовательно, увеличивается специфическое и неспецифическое поглощение тяжелых металлов;
 нейтральная, или близкая к нейтральной реакция среды стимулирует активность почвенной микрофлоры, способной включать катионы тяжелых
металлов в состав своей биомассы. Если процесс образования органического вещества идет интенсивнее минерализации, происходит долговременное закрепление токсичных элементов;
 поступающий в почву в результате известкования кальций улучшает физические свойства почв: способствуя коагуляции почвенных коллоидов, он
укрепляет структуру почвы, улучшает водопроницаемость и водоудерживающую способность;
 кальций и другие катионы, содержащиеся в известковых материалах, являются антагонистами катионов тяжелых металлов при поступлении в растение.
Согласно результатам многочисленных исследований, растения, выращенные на известкованном фоне, имеют более низкий уровень содержания тяжелых
металлов, чем на неизвесткованном. По данным ВИУА, увеличение значения рН
на 1,8-2 единицы снижает подвижность кадмия в 4-8 раз, свинца – в 3-6 раз.
Установлено, что уровень рН, обеспечивающий наименьшую растворимость тяжелых металлов, равен 6,5.
При химической мелиорации загрязненных почв можно применять любые
известковые удобрения с учетом активнодействующего вещества в них, а также
при обязательном контроле за содержанием токсичных примесей.
В то же время, при планировании мероприятий по химической мелиорации
загрязненных почв необходимо принимать во внимание свойства металлов, почв
и выращиваемых культур.
Свойства металлов. Влияние реакции среды на подвижность отдельных
тяжелых металлов различно. Например, подвижность хрома и молибдена, в от36
личие от других металлов, при взаимодействии с известью будет однозначно
увеличиваться, что необходимо принимать во внимание при известковании почв
с высоким содержанием данных металлов.
Снижение степени подвижности других металлов при известковании также
достаточно различно. Если в отношении свинца, меди, никеля и других малоподвижных металлов известкование является весьма действенным приемом, то в
отношении кадмия, как показывают экспериментальные данные, результаты не
столь однозначны [26].
Как правило, фитотоксический эффект при внесении агрономически обоснованной дозы извести (5 т/га) снимается практически в любом случае, однако
уровень содержания металлов (особенно кадмия) в растениях все-таки может
превышать санитарно-гигиенические нормативы. В этих случаях прибегают к
повышенным нормам извести: используют в 2, 3 и более раз превышающие нормы, рассчитанные по полной гидролитической кислотности (10, 15, 20 т/га), хотя
и это может оказаться недостаточно эффективным приемом.
Свойства почв. Одним из важных свойств почвы является ее буферность,
т.е. способность сопротивляться внешним воздействиям (например, подкислению). В наибольшей степени этой способностью обладают почвы с тяжелым
гранулометрическим составом и высоким содержанием гумуса. Однако буферность почвы противостоит также и нейтрализующему воздействию (то есть, известкованию) и это надо учитывать при расчете дозы извести, необходимой для
химической мелиорации загрязненных тяжелыми металлами почв.
Для снижения подвижности металлов в кислой дерново-подзолистой песчаной и супесчаной почве, как правило, достаточно дозы извести, рассчитанной
по гидролитической кислотности ( 5 т/га). Если почва имеет тяжелосуглинистый и глинистый гранулометрический состав, доза должна быть увеличена.
При высоком уровне загрязнения на почвах с тяжелым гранулометрическим составом и слабокислой или близкой к нейтральной реакцией среды известкование мало эффективно, что требует применения дополнительных мероприятий по детоксикации почв.
Свойства культур. Растения обладают различной реакцией на известкование, особенно сверхвысокими дозами известковых материалов, которые обычно
рекомендуются при мелиорации загрязненных металлами почв. В связи с этим
некоторые культуры могут страдать от недостатка ряда элементов в почве (бора
и др.). В частности, к чувствительным к известкованию культурам относятся
картофель и лен.
Таким образом, известкование не является универсальным приемом. В ряде
случаев для полной детоксикации тяжелых металлов необходимо внесение
сверхвысоких доз известкового материала, что не всегда экономически оправдано и, кроме того, у некоторых культур может вызвать отрицательную реакцию.
Известкование нецелесообразно на слабокислых и нейтральных почвах, а
также на почвах тяжелого гранулометрического состава. При известковании
37
необходимо обследование почв на предмет содержания в них повышенных количеств хрома и молибдена. Эти элементы более подвижны в нейтральной и слабощелочной среде, чем в кислой, и известкование почв, имеющих повышенные
концентрации данных элементов, может сделать их непригодными для выращивания сельскохозяйственных культур [11].
В случаях, когда известкование оказывается недостаточно эффективным,
следует прибегать к другим приемам.
Внесение органических удобрений
Наименее устойчивыми к загрязнению являются малогумусированные низкоплодородные почвы со слабой буферной способностью. Внесение органических удобрений, способствуя улучшению почвенного плодородия (повышается
биологическая активность, увеличивается запас питательных элементов, емкость
катионного обмена, улучшаются водно-физические свойства почв), приводит
обычно к повышению устойчивости почв к антропогенному воздействию. Компоненты органических удобрений при этом, образуя с ионами тяжелых металлов
органоминеральные соединения различной природы, снижают их подвижность.
Однако эффект от применения различных видов органических удобрений
неоднозначен. Большое влияние на подвижность тяжелых металлов оказывает
степень разложенности органических удобрений. Так, сразу после внесения в
почву неразложившейся соломы происходит повышение подвижности тяжелых
металлов за счет образования низкомолекулярных растворимых органоминеральных комплексов. Затем, по мере разложения органического вещества, начинает проявляться иммобилизующий эффект [10].
По способности различных органических удобрений снижать доступность
растениям кадмия, по данным итальянских исследователей, преимущество имеют в нисходящем порядке: навоз крупного рогатого скота, осадок сточных вод,
птичий помет, компост из бытового мусора, свиной навоз, ржаная солома [10]. В
опытах по сравнительному изучению перепревшего навоза, свежего навоза, зеленого удобрения и торфа в эквивалентных дозах подвижность свинца наиболее
эффективно ограничивал торф.
Таким образом, учитывая, что применение оптимальных доз органических
удобрений улучшает гумусное состояние почвы, а гумус играет важную роль в
связывании токсичных металлов, можно однозначно рекомендовать этот прием. Однако положительный результат при этом, скорее всего, проявится лишь
через некоторое время, поэтому внесение органических удобрений необходимо
применять в комплексе с другими мероприятиями (известкование, фосфоритование, внесение сорбентов и др.).
Из ряда органических удобрений лучше всего применять торф и торфонавозные компосты с высокой степенью разложенности. Солома и слаборазложенный навоз через некоторое время также дадут положительный эффект, но для его ускорения их лучше подвергнуть компостированию, что благоприятно и с агрохимической точки зрения.
38
Использование природных
и искусственных сорбентов
Помимо известкования и внесения органических удобрений существует
ряд других приемов, направленных на сокращение поступления тяжелых металлов в растения. Одним из перспективных природных сорбентов считается цеолит
[10]. Цеолиты – это природные гидроалюмосиликаты каркасного строения,
структура которых включает в себя полости и каналы молекулярного размера,
занятые подвижными катионами и молекулами воды. Эти минералы действуют
по принципу молекулярных сит, разделяя смеси веществ в зависимости от размеров атомов и молекул. Структурные особенности цеолитов определяют участие в ионообменном процессе только катионов, в основном, катионов тяжелых
металлов. Наибольшей емкостью обладает Na-форма цеолита.
Равновесная обменная емкость типичного цеолита клиноптиллолита составляет (м-экв/100 г): для свинца – 96-196, кадмия – 125, ртути – 237, меди – 95107, цинка – 109, кобальта – 44, никеля – 17 [10]. Внесение в почву клиноптиллолита в дозе 15 т/га увеличивает емкость поглощения почвы на 15-20%, последействие длится от 7 до 20 лет [27].
В то же время опыты показали, что существенный положительный эффект
от внесения цеолита имеет место только при норме внесения 100 т/га [28, 29, 30].
Таким образом, для получения необходимого эффекта норма данного сорбента не должна быть ниже 40-50 т/га на низкоплодородных почвах, а на плодородных, имеющих тяжелый гранулометрический состав и относительно высокое
содержание гумуса почвах, норма должна быть еще выше. Чаще всего применение цеолитов оказывается экономически нецелесообразно и возможно лишь в
случае, когда они являются местным сырьем.
Большое влияние на подвижность поллютантов оказывает минералогический и гранулометрический состав почв, поэтому хорошие результаты может
дать глинование легких почв. Внесение глин, содержащих минералы с расширяющейся кристаллической решеткой (монтмориллонит, иллит, вермикулит), позволяет значительно увеличить катионообменную емкость почв. Прочность связи
тяжелых металлов с глинистыми минералами зависит от их строения и возрастает от каолинита к монтмориллониту. Прочность связи также зависит от рН среды
и содержания органического вещества. Отмечено, что почвенные глинистые минералы сорбируют тяжелые металлы тем сильнее, чем больше органического
вещества содержится в почве [10].
Имеют значение и свойства самих металлов. Установлено, что прочность
фиксации глинистыми минералами убывает в ряду:
Pb2+ > Zn2+ > Cd2+
В то же время необходимо подчеркнуть, что для получения эффекта от такого приема снижения токсичности тяжелых металлов в почве норма применяемой глины должна быть очень высокой. Так, для того, чтобы увеличить долю
физической глины на 10% (по классификации Н.А. Качинского) и перевести почву из одной категории (например, супесчаной) в другую (легкосуглинистую),
39
требуется 200-300 т/га глины. При этом необходимо учитывать и ее минералогический состав.
Кроме этого, глинование может вызвать некоторые отрицательные явления
(например, подкисление почв, поскольку глинистые минералы являются источником ионов Н+, или снижение концентрации биогенных элементов в результате
их поглощения минеральными коллоидами). Поэтому оно должно сопровождаться известкованием, внесением органических и минеральных удобрений.
В целом глинование является весьма дорогостоящим мероприятием, которое может проводиться, если месторождение глины находится недалеко.
Фитомелиорация
Фитомелиорацию в настоящее время рассматривают как один из наиболее
перспективных способов реабилитации загрязненных тяжелыми металлами почв.
Данный прием основан на интенсивном выращивании специально подобранных
культур, обладающих способностью концентрирования в своей биомассе токсичных элементов и последующем ее удалении [31].
При восстановлении (рекультивации) загрязненных земель методом фитомелиорации (или фитоэкстракции) выделяют несколько этапов.
Первый этап связан с оценкой степени загрязнения территории и выявления приоритетного загрязнителя. При этом особое внимание уделяется содержанию подвижных форм элементов. Целесообразность этого этапа связана с тем,
что при относительно низкой концентрации токсичных элементов в почве для ее
восстановления достаточно мероприятий по ограничению их подвижности (известкование, внесение сорбентов и др.), без применения фитомелиративных мероприятий.
С другой стороны, при очень высокой концентрации в почве токсичных
элементов использование растений-фитоэкстракторов также не планируется, но
уже по другой причине – фитотоксичность среды не позволит создать приемлемые условия для выращивания растений и, тем более, не даст возможности получить высокую биомассу.
На втором этапе производится подбор культур, способных к экстракции
веществ, загрязняющих данную конкретную почву. При этом основными критериями выбора являются высокая степень аккумуляции токсичных элементов в
растениях, возможность получения больших объемов биомассы при минимальных затратах на ее выращивание и районирование культур к конкретным почвенно-климатическим условиям мелиорируемой территории.
По степени аккумуляции металлов в биомассе предложено выбирать растения, накапливающие более 1% содержания металлов или в 100 раз больше, чем
обычно обнаруживают в растениях [32, 33].
Установлены следующие закономерности по накоплению металлов растениями [31]:
 по кадмию
люпин > вика > клевер > редис > кукуруза > овес > ячмень > озимая пшеница;
40
 по свинцу
люпин > клевер > вика > редис > кукуруза > овес > озимая пшеница > ячмень;
 по цинку
клевер > вика > люпин > редис > кукуруза > овес > озимая пшеница >ячмень;
 по меди
клевер > вика > люпин > редис > кукуруза > овес > ячмень > озимая пшеница.
Кроме того, в качестве гипераккумуляторов предлагается к использованию
ряд дикорастущих видов: горчица сарептская и белая, пырей, ива прутовидная,
ярутка синеватая, рапс и другие. В то же время указывается, что в связи с различной эффективностью отдельных видов по извлечению металлов из почвы, целесообразно использование смеси видов.
Третьим этапом является разработка системы культивирования растенийфитоэкстракторов. При этом основное внимание уделяется поиску эффекторов
фитоэкстракции – веществ, усиливающих подвижность извлекаемых элементов с
целью ускорению процесса фитомелиорации. В противном случае он может затянуться на десятки и сотни лет, в то время как данная технология считается эффективной, если на восстановление загрязненной территории затрачивается не
более 5-10 лет.
В качестве эффекторов предложено использование хелатообразующих
агентов (ЭДТА, ДДДА, ДТПА и др.), эффективность которых в конкретных
условиях предварительно оценивается в вегетационных опытах [34]. В некоторых случаях экстракции способствует сочетание хелатообразующих агентов с
обработкой растений гербицидами или регуляторами роста растений [35].
Последним этапом работ является уборка и утилизация полученной биомассы. В качестве основного приема по утилизации предлагается ее использование как биотоплива или для рекуперации из нее цветных металлов, либо складирование на специальных площадках [35]. В то же время в этих рекомендациях
недостаточное внимание уделяется загрязнению воздушной среды, связанному
со сжиганием (выбросы окислов углерода, азота, серы, других загрязнителей),
технологическим трудностям высушивания материала и другим проблемам.
В целом фитомелиорация может считаться достаточно перспективным
методом очистки загрязненных металлами земель.
4.2. Система мероприятий по снижению степени опасности
загрязнения почв
Для повышения эффективности организационно-технологических мероприятий по снижению степени опасности загрязнения почв отдельные мероприятия применяются в комплексе в зависимости от особенностей почвенного покрова и степени загрязнения (табл. 5).
41
Таблица 5
Организационно-технические мероприятия
по мелиорации загрязненных земель
Категория
почв по
устойчивости к загрязнению
I
Группа
загрязнения
1
2
3
4
Мероприятия
Плановый контроль экологического состояния почв.
Ограничений на использование земель нет.
Плановый контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется исключить из сельскохозяйственного
использования культуры 1-й группы устойчивости к
накоплению загрязнителей.
Известкование* и внесение органических удобрений
(полуперепревший и перепревший подстилочный навоз,
торфонавозный компост, торф) в дозе 60-80 т/га.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется исключить из сельскохозяйственного
использования культуры 1-й группы устойчивости к
накоплению загрязнителей; культуры, идущие на производство детского и диетического питания и ограничить выращивание культур 2-й группы (допустимо при
условии проведения мероприятий по химической мелиорации и усиленном контроле качества продукции).
Известкование и внесение органических удобрений
(полуперепревший и перепревший подстилочный навоз,
торфонавозный компост, торф) в дозе 100-120 т/га.
При наличии местных источников мелиорантов возможно глинование или внесение цеолитов в дозе
150 т/га.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется выращивание только технических
культур (не идущих на производство продуктов питания и кормов), организация питомников, участков по
производству семян и посадочного материала.
Известкование и внесение органических удобрений
42
5
II
1
2
3
(полуперепревший и перепревший подстилочный навоз,
торфонавозный компост, торф) в дозе 120-140 т/га.
При наличии местных источников мелиорантов возможно глинование или внесение цеолитов в дозе
150 т/га.
Перед проведением химической мелиорации в течение 1-3 лет целесообразно проведение мероприятий по
фитомелиорации.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Консервация участка или организация питомников по
производству посадочного материала устойчивых к загрязнению культур.
Для особо ценных участков необходимо проведение
фитомелиорации с последующим известкованием и
внесением высоких доз органических удобрений.
Плановый контроль экологического состояния почв.
Ограничений на сельскохозяйственное использование
земель нет.
Плановый контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется исключить из сельскохозяйственного
использования культуры 1-й группы устойчивости к
накоплению загрязнителей.
Известкование и внесение органических удобрений
(полуперепревший и перепревший подстилочный навоз,
торфонавозный компост, торф) в дозе 80-100 т/га.
При наличии местных источников мелиорантов возможно внесение цеолитов в дозе 150 т/га.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется исключить из сельскохозяйственного
использования культуры 1-й группы устойчивости к
накоплению загрязнителей; культуры, идущие на производство детского и диетического питания, и ограничить выращивание культур 2-й группы (допустимо при
условии проведения мероприятий по химической мелиорации и усиленном контроле качества продукции).
Известкование и внесение органических удобрений
(полуперепревший и перепревший подстилочный навоз,
торфонавозный компост, торф) в дозе 120-140 т/га с
43
4
5
III
1
2
3
глубокой вспашкой (30-50 см).
При наличии местных источников мелиорантов возможно внесение цеолитов в дозе 150 т/га.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется выращивание только технических
культур (не идущих на производство продуктов питания и кормов), организация питомников, участков по
производству семян и посадочного материала.
Известкование и внесение органических удобрений
(полуперепревший и перепревший подстилочный навоз,
торфонавозный компост, торф) в дозе 160-180 т/га с
глубокой вспашкой (30-50 см).
При наличии местных источников мелиорантов возможно внесение цеолитов в дозе 150 т/га.
Перед проведением химической мелиорации в течение 1-3 лет целесообразно проведение мероприятий по
фитомелиорации.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Консервация участка или организация питомников по
производству посадочного материала устойчивых к загрязнению культур.
Для особо ценных участков необходимо проведение
фитомелиорации с последующим известкованием и
внесением высоких доз органических удобрений.
Плановый контроль экологического состояния почв.
Ограничений на сельскохозяйственное использование
земель нет.
Плановый контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется исключить из сельскохозяйственного
использования культуры 1-й группы устойчивости к
накоплению загрязнителей.
Для слабогумусированных почв (менее 4%) внесение
органических удобрений (полуперепревший и перепревший подстилочный навоз, торфонавозный компост,
торф) в дозе 80-100 т/га.
При наличии местных источников мелиорантов возможно внесение цеолитов в дозе 150 т/га.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
44
4
5

Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется исключить из сельскохозяйственного
использования культуры 1-й группы устойчивости к
накоплению загрязнителей; культуры, идущие на производство детского и диетического питания, и ограничить выращивание культур 2-й группы (допустимо при
условии проведения мероприятий по химической мелиорации и усиленном контроле качества продукции).
Для слабогумусированных почв (менее 4%) внесение
органических удобрений (полуперепревший и перепревший подстилочный навоз, торфонавозный компост,
торф) в дозе 120-140 т/га с глубокой вспашкой
(30-50 см).
При наличии местных источников мелиорантов возможно внесение цеолитов в дозе 150 т/га.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Рекомендуется выращивание только технических
культур (не идущих на производство продуктов питания и кормов), организация питомников, участков по
производству семян и посадочного материала.
Для слабогумусированных почв (менее 4%) внесение
органических удобрений (полуперепревший и перепревший подстилочный навоз, торфонавозный компост,
торф) в дозе 160-180 т/га с глубокой вспашкой
(30-50 см).
При наличии местных источников мелиорантов возможно внесение цеолитов в дозе 150 т/га.
Перед проведением химической мелиорации в течение 1-3 лет целесообразно проведение мероприятий по
фитомелиорации.
Усиленный контроль экологического состояния почв.
Идентификация источника загрязнения и по возможности исключение его влияния.
Консервация участка или организация питомников по
производству посадочного материала устойчивых к загрязнению культур.
Для особо ценных участков необходимо проведение
фитомелиорации с последующим известкованием и
внесением высоких доз органических удобрений.
норма известкования определяется, исходя из количества известкового материала, необходимого для достижения почвой значения рНKCl 6,6-7,0. Доза извести определяется методом
инкубирования почвы с известковым материалом (Приложение 11).
45
Литература
1. Федеральный закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» от
10 января 2002 года № 7-ФЗ.
2. Федеральный закон Российской Федерации «Земельный кодекс Российской Федерации» от 25 октября 2001 г. № 136-ФЗ.
3. Федеральный закон Российской Федерации «О государственном регулировании
обеспечения плодородия земель сельскохозяйственного назначения» от 16 июля
1998 г. № 101-ФЗ.
4. Федеральный закон Российской Федерации «О землеустройстве» от 18 июня
2001 г. № 78-ФЗ.
5. Christensen T.N. Cadmium soil sorption at low concentrations. 1. Effect of time,
cadmium load, pH, and calcium. 2. Reversibility effect of changes in solute composition, and effect of soil aging// Water, air, and soil pollution. - 1984. - N 14. - vol.21. p.105-125.
6. Elliott H.A. Adsorption behavior of cadmium in response to soil surface charge// Soil
Science. - 1983.- N 5. - vol.136.- p. 317-321.
7. Горбатов В.С. Трасформация соединений и состояние цинка, свинца и кадмия в
почвах // Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук.- М.: МГУ, 1983. - 24 с.
8. Горбатов В.С., Зырин Н.Г. Адсорбция Zn, Pb, Cd почвой и кислотно-основное
равновесие // Вестник МГУ.-1988. - сер. 17. - № 3.- С. 10-16.
9. Обухов А.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами и мероприятия по их устранению // Поведение поллютантов в почвах и ландшафтах. - Пущино, 1990. - С. 52-59.
10. Сизов А.П., Хомяков Д.М., Хомяков П.М. Проблемы борьбы с загрязнением
почв и продукции растениеводства.- М.: МГУ, 1990. - 19 с.
11. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. - Л.: ВО Агропромиздат, 1987. - 140 с.
12. Бабьева И.П., Левин С.В., Решетова И.С. Изменение численности микроорганизмов в почвах при загрязнении тяжелыми металлами // Тяжелые металлы в
окружающей среде.- М.: МГУ, 1980. - С.115-120.
13. Левин С.В. Микробиологическая диагностика загрязнения почв тяжелыми металлами/ Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук.- М.: МГУ, 1983. - 24 с.
14. Евдокимова Г.А. Эколого-микробиологические основы охраны почв в условиях
промышленного воздействия на Крайнем Севере / Автореф. дисс. … докт. биол.
наук.- М.: МГУ, 1990. - 36 с.
15. Чугунова М.В. Влияние тяжелых металлов на почвенные микробоценозы и их
функционирование / Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук.Лен.ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, 1990. - 17 с.
16. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия
почв земель сельскохозяйственного назначения. - М., 2003. - 195 с.
17. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. – МСХА РФ, ЦИНАО, – 1992.
18. Геохимия окружающей среды. – М.: Недра, 1990. – 335 с.
19. Методические указания МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы
населенных пунктов. - М., 1999.
20. Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Титова В.И. Тяжелые металлы: экотоксикология и
проблемы нормирования. - Н. Новгород, 2005. – 164 с.
46
21. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия.- М.: Логос, 2000.- 627 с.
22. Титова В.И., Дабахов В.И., Дабахова Е.В. Некоторые подходы к экологической
оценке загрязнения земельных угодий // Почвоведение. - 2004. - № 10. - С. 12641267.
23. Импактное загрязнение почв металлами и фторидами / Под ред. Н.Г. Зырина,
С.Г. Махалова, Н.В. Стасюк – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 165 с.
24. Временные рекомендации по использованию пахотных почв, загрязненных тяжелыми металлами// Материалы межведомственной научно-технической конференции по проблемам загрязнения почв. - 1990.- С. 51-62.
25. Садовникова Л.С.. Решетников С.И. Методические основы восстановления низкоплодородных почв, загрязненных тяжелыми металлами// Улучшение и использование малопродуктивных почв. - Новочеркасск, 1991. - С. 109-117.
26. Богомазов Н.П., Акулов П.Г. Микроэлементы и тяжелые металлы в выщелоченных черноземах В Центрально-Черноземной зоне Российской Федерации//
Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах.- М.: МГУ, 1994.- С. 18-22.
27. Григора Т.И. Действие и последействие цеолита-клиноптилло-лита на плодородие дерново-подзолистой почвы // Земледелие (Киев). - 1985. - № 60. - С. 31-35.
28. Байдина Л.М. К использованию цеолитов в качестве поглотителей тяжелых металлов в техногенно загрязненной почве // Сибирский биологический журнал. 1991. - № 6.
29. Цилу Б.К. Эффективность использования природных цеолитов при возделывании земляники с целью повышения ее продуктивности и снижения уровня загрязнения тяжелыми металлами / Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд. с.-х. наук.
- М.: РАСХН, 1992. - 24 с.
30. Овчаренко М.М., Величко В.А., Лебедев С.Н., Графская Г.А., Семенова Н.П.
Влияние извести и цеолитов на поступление Zn, Cd, Pb в корнеплоды моркови//
Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах. - М.: МГУ, 1994. - С. 194201.
31. Стратегия использования осадков сточных вод и компостов на их основе в агрикультуре. Под ред. Н.З. Милащенко.- ВИУА: Агроконсалт, 2002. - 140 с.
32. Summary report of a workshop on phytoremediation research needs. December 1994.
(July 24-26, 1994, Santa Posa, California). U.S.Department of Energy, 1994. 24 p.
33. Salt D.E., Smith R.D., Raskin I. Phytoremediation// Ann. Rev.Plant Mol. Biol. 1998.
V.49. p. 643-668.
34. Huang J.W., Chen J., Berti V.R., Cunningham S.D.
Phytoremediation of leadcontaminaned soils: role of synthetic chelates in lead phytoextraction// Environ. Sci.
Technol. 1997.V.31. N 3. P. 800-805.
35. Галиулин Р.В., Галиулина Р.А. Фитоэкстракция тяжелых металлов из загрязненных почв// Агрохимия. - 2003. - № 3. - С. 77-85.
36. Роуэлл Д.Л. Почвоведение: методы и использование. - М.: Колос, 1998. - 486 с.
47
ПРИЛОЖЕНИЯ
48
Приложение 1
Классификация гранулометрического состава почв
по содержанию физической глины (частиц мельче 0,01 мм)
Наименование почв
Физическая глина, %
Почвы подзолистого типа почвообразования
Глинистые
более 50
Тяжелосуглинистые
40-50
Среднесуглинистые
30-40
Легкосуглинистые
20-30
Супесчаные
10-20
Песчаные
менее 10
Почвы степного типа почвообразования
Глинистые
более 60
Тяжелосуглинистые
45-60
Среднесуглинистые
30-45
Легкосуглинистые
20-30
Супесчаные
10-20
Песчаные
менее 10
Солонцовые почвы, солонцы и солончаки
Глинистые
более 40
Тяжелосуглинистые
30-40
Среднесуглинистые
20-30
Легкосуглинистые
15-20
Супесчаные
10-15
Песчаные
менее 10
Приложение 2
Категории экологического риска сельскохозяйственных земель
Земли
Сельскохозяйственные земли на расстоянии
более 10 км от крупных источников загрязнения (города с населением более 500 тыс. чел.),
промышленные объекты)
Сельскохозяйственные земли на расстоянии
менее 10 км от крупных источников загрязнения, угодья предприятий промышленного животноводства и птицеводства, территории использования ОСВ и компостов из бытового
мусора в качестве органических удобрений
Сельскохозяйственные земли 3-5-й групп загрязнения или земли 2-й группы загрязнения,
перешедшие в эту группу из первой в течение
одного цикла обследования
49
Категория
экологического риска
Периодичность обследования
Площадь
элементарного участка
I
1 раз в 5
лет
II
не реже 1
раза в 3
года
1-2 га
III
ежегодно
1-2 га
Приложение 3
Максимальные площади элементарных участков,
рекомендуемые для использования при обследовании почв
Регионы
и
экономические
районы
Северный, Северно-Западный
Центральный
Волго-Вятский
Центрально-Черноземный:
а) лесостепные районы с преобладание
серых лесных почв и черноземов оподзоленных
б) лесостепные районы с преобладанием
черноземов выщелоченных и типичных
в) степные районы с преобладанием
черноземов обыкновенных и южных
Поволжский:
а) лесостепные районы с преобладание
серых лесных почв, черноземов выщелоченных и типичных
б) степные и сухостепные районы с преобладание обыкновенных, южных черноземов и каштановых почв
Северо-Кавказский:
а) степные равнинные районы с преобладанием черноземов
б) сухостепные равнинные районы с
преобладанием каштановых почв
в) предгорные районы с преобладанием
черноземов
Уральский:
а) таежно-лесные районы с преобладанием дерново-подзолистых почв
б) лесостепные и степные районы
Западно- и Восточно-Сибирский:
а) таежно-лесные районы с преобладанием дерново-подзолистых почв
б) лесостепные и степные районы со
слаборасчлененным рельефом
в) степные районы с равнинным рельефом
Дальневосточный район
Максимально допустимые размеры
элементарных участков, га
уровень применения минераль- на орошаных удобрений, кг д.в./га
емых землях
> 60
60-90
< 90
5
4
2
2
8
5
3
2
15
10
4
2
50
10
8
5
3
15
10
5
3
25
15
5
5
20
15
10
5
40
20
10
5
20
15
10
5
40
25
10
5
10
5
10
2
8
5
4
3
15
10
5
3
10
5
3
-
20
15
5
3
40
25
10
3
10
5
4
2
Приложение 4
ЖУРНАЛ
экологического обследования
сельскохозяйственных угодий
I. Характеристика объекта обследования
1. Область ________________________________________
2. Район __________________________________________
3. Тип хозяйства ___________________________________
4. Наименование хозяйства __________________________
5. Почвенная зона __________________________________
6. Почвенная провинция _____________________________
7. В почвенных пробах определено ___ показателей
Показатели
Метод
Нормативный
документ
Единица
измерения
Количество
проб
Отбор почв проводился в период
с ___________________по ___________________200_ г.
8. В пробах растительной продукции определено ___ показателей
Показатели
Метод
Нормативный
документ
Единица
измерения
Отбор проб растительной продукции проводился в период
с____________________по___________________200_г.
51
Количество
проб
9. В подземных и поверхностных водах определено ___ показателей
Показатели
Метод
Нормативный
документ
Единица
измерения
Количество
проб
Отбор проб подземных вод проводился
«___»_________________ и «___»________________200_г.
Отбор проб поверхностных вод проводился
«___»___________________
«___»___________________
«___»___________________
«___»___________________200_г.
10. Карта-схема расположения внутрихозяйственных источников
загрязнения
……………
11. Внешние источники загрязнения
№
п.п.
Наименование
Расстояние,
км
Направление
Характер воздействия (выбросы,
сбросы, отходы),
приоритетные загрязнители
II. Ведомости химического анализа
…
III. Обобщенная характеристика результатов обследования
…
IV. Пояснительная записка
В пояснительной записке дается заключение по характеру и степени загрязнения
почвенных разностей и типов сельскохозяйственных угодий хозяйства, а также тенденции его изменения в течение истекшего периода наблюдений в связи с характером воздействия внутренних и внешних источников антропогенного воздействия. Кроме того,
указываются площади, нуждающиеся в осуществлении комплекса агротехнических и
организационно-технологических мероприятий по снижению опасности имеющегося
загрязнения.
52
ВЕДОМОСТЬ
химического анализа почв
№ эл.
участ
ка
Тип
почвы
Мех.
состав
Гумус
%
рНKCl
Hg
Pb
вал
Сd
вал
Показатели
Cu
Ni
…
вал
вал
мг/кг
Zn
вал
Pb
подв.
Сd
подв.
Zn
подв.
Cu
подв.
…
Ni
подв.
ВЕДОМОСТЬ
химического анализа растительной продукции
№ поля
№ севооборота
Культура
Урожайность, ц/га
(т/га)
Влажность
%
Hg
Показатели, мг/кг
Pb
мг/кг
Сd
…
ВЕДОМОСТЬ
химического анализа подземных и поверхностных вод
№ скважины
(точки
отбора)
Дата отбора
рН
Сухой
остаток
Взвешенные
вещества
Показатели
БПК05
Раств. О2
ХПК
мг/л
53
Fe
Mn
Pb
…
Обобщенная характеристика экологического состояния почв
(общая характеристика почвы)
………..*
1
Гумус, %
Хср.+ SXср max min
2
3
4
V,%
5
Хср.+ SXср
6
рНKCl
max min
7
8
V,%
9
Физ. глина, %
Хср.+ SXср max min
10
11
12
V,%
13
Физ. ил, %
Хср.+ SXср max min V,%
14
15
16
17
* - обобщение производится: 1) по типу угодий; 2) по почвенным разностям; 3) по севооборотам
Обобщенная характеристика экологического состояния почв
(валовое содержание тяжелых металлов)
………..*
1
Ртуть, мг/кг
Хср.+ SXср max min
2
3
4
Медь, мг/кг
Хср.+ SXср
max min
18
19
20
V,%
21
V,%
5
Свинец, мг/кг
Хср.+ SXср max min
6
7
8
Никель, мг/кг
Хср.+ SXср
max
min
22
23
24
V,%
25
54
V,%
9
Кадмий, мг/кг
Хср.+ SXср max min
10
11
12
Хср.+ SXср
26
Хром, мг/кг
max
min
27
28
V,%
29
V,%
13
Цинк, мг/кг
Хср.+ SXср max min V,%
14
15
16
17
Хср.+ SXср
30
….., мг/кг
max min
31
32
V,%
33
Обобщенная характеристика экологического состояния почв
(содержание подвижных форм тяжелых металлов)
………..*
1
Свинец, мг/кг
Хср.+ SXср max min
2
3
4
Никель, мг/кг
Хср.+ SXср
max min
18
19
20
V,%
21
V,%
5
Хср.+ SXср
22
Кадмий, мг/кг
Хср.+ SXср max min
6
7
8
Хром, мг/кг
max
min
23
24
V,%
25
V,%
9
Цинк, мг/кг
Хср.+ SXср max min
10
11
12
Хср.+ SXср
26
….., мг/кг
max
min
27
28
V,%
29
V,%
13
Медь, мг/кг
Хср.+ SXср max min V,%
14
15
16
17
Хср.+ SXср
30
…, мг/кг
max min
31
32
V,%
33
Обобщенная характеристика экологического состояния почв
(содержание органических токсикантов)
………..*
1
Нефтепродукты, мг/кг
Хср.+ SXср max min V,%
2
3
4
5
Хср.+ SXср
6
…, мг/кг
max min
7
8
55
V,%
9
Хср.+ SXср
10
…, мг/кг
max min
11
12
V,%
13
…, мг/кг
Хср.+ SXср max min V,%
14
15
16
17
Распределение земель хозяйства по группам загрязнения
………..*
I группа
га
%
II группа
га
%
III группа
га
%
56
IV группа
га
%
V группа
га
%
Приложение 5
Категории почв по устойчивости к загрязнению
Почва
Подзолистые песчаные и супесчаные
Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные
Светло-серые лесные песчаные и супесчаные
Серые лесные песчаные и супесчаные
Темно-серые лесные песчаные и супесчаные
Бурые лесные песчаные и супесчаные
Дерново-подзолистые суглинистые и глинистые
Светло-серые лесные суглинистые и глинистые
Серые лесные суглинистые и глинистые
Бурые лесные суглинистые и глинистые
Темно-серые лесные суглинистые и глинистые
Черноземы оподзоленные
Черноземы выщелоченные
Черноземы типичные
Черноземы южные
Светло-каштановые
Каштановые
Темно-каштановые
Категория
I
II
III
Приложение 6
Группировка почв I категории устойчивости для экологической оценки
по валовому содержанию тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг
№
Элемент
п.п.
1
2
3
4
5
6
7
8
Ртуть
Свинец
Кадмий
Мышьяк
Цинк
Медь
Никель
Хром
Класс
опасности
1
1
1
1
1
2
2
2
1
2
Группы
3
< 1,0
< 16,0
< 0,25
< 1,0
< 27,0
< 16,0
< 10,0
< 50,0
1,0-2,1
16,0-32,0
0,25-0,50
1,0-2,0
27,0-55,0
16,0-33,0
10,0-20,0
50,1-100
2,2-4,2
32,1-65,0
0,51-1,00
2,1-4,0
55,1-110
33,1-165
20,1-100
101-500
57
4
5
4,3-6,2
66,1-130
1,1-1,5
4,1-6,0
111-220
166-330
101-200
501-1000
> 6,2
> 130
> 1,5
> 6,0
> 220
> 330
> 200
> 1000
Приложение 7
Группировка почв II категории устойчивости для экологической оценки по валовому
содержанию тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг
№
Элемент
Класс
Группы
п.п.
опас1
2
3
4
5
ности
1 Ртуть
1
< 1,0
1,0-2,1
2,2-4,2
4,3-8,4
> 8,4
2 Свинец
1
< 32,0
32,0-65,0
65,1-130
131-260
> 260
3 Кадмий
1
< 0,50
0,50-1,0
1,1-2,0
2,1-3,0
> 3,0
4 Мышьяк
1
< 2,5
2,5-5,0
5,1-10,0
10,1-15,0
> 15,0
5 Цинк
1
< 55,0
55,0-110
111-220
221-440
> 440
6 Медь
2
< 33,0
33,0-66,0
67,0-330
331-660
> 660
7 Никель
2
< 20,0
20,0-40,0
41-200
201-400
> 400
8 Хром
2
< 90,0
90,0-200
201-500
500-2000
> 2000
Приложение 8
Группировка почв III категории устойчивости для экологической оценки по валовому
содержанию тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг
№
Элемент
Класс
Группы
п.п.
опас1
2
3
4
5
ности
1 Ртуть
1
< 1,0
1,1-2,1
2,1-5,0
5,1-10,0
> 10,0
2 Свинец
1
< 65,0
65,0-130
131-260
261-520
> 520
3 Кадмий
1
< 1,0
1,0-2,0
2,1-4,0
4,1-6,0
> 6,0
4 Мышьяк
1
< 5,0
5,0-10,0
10,1-20,0
20,1-30,0
> 30,0
5 Цинк
1
< 110
110-220
221-440
441-880
> 880
6 Медь
2
< 66,0
66,0-132
133-660
661-1320
> 1320
7 Никель
2
< 40,0
40,1-80,0
80,1-400
441-800
> 800
8 Хром
2
< 90,0
90,0-200
201-500
500-2000
> 2000
Приложение 9
Группировка почв для экологической оценки по содержанию
подвижных форм тяжелых металлов и мышьяка, мг/кг
№
Элемент
Класс
Группы
п.п.
опас1
2
3
4
5
ности
1 Свинец
1
< 3,0
3,0-6,0
6,1-12,0
12,1-18,0
> 18,0
2 Цинк
1
< 10,0
10,0-23,0
23,1-46,0
46,1-69,0
> 69,0
3 Медь
2
< 1,5
1,5-3,0
3,1-15,0
15,1-30,0
> 30,0
4 Никель
2
< 2,0
2,0-4,0
4,1-20,0
20,1-40,0
> 40,0
5 Хром
2
< 3,0
3,1-6,0
6,1-30,0
30,1-60,0
> 60,0
6 Кобальт
2
< 2,5
2,5-5,0
5,1-25,0
25,1-50,0
> 50,0
58
Приложение 10
Устойчивость сельскохозяйственных культур к загрязнению
тяжелыми металлами
№ п.п.
1
2
Устойчивость
Слабая
Средняя
3
Высокая
Культура
Салат, шпинат, свекла столовая, укроп, лук, петрушка
Картофель, морковь, редис, лук, свекла сахарная и кормовая, томаты, огурцы, капуста, соя
Зерновые и технические культуры, кукуруза и травы на
силос, бобовые и злаковые травы на сено, все культуры на
семена
Приложение 11
Определение дозы извести для химической мелиорации
(Роуэлл Д., 1998)
1. Определяется рНKCl почвы (ГОСТ 26483-85).
2. Устанавливается, до какого значения необходимо довести рНKCl почвы.
3. В полиэтиленовые пакеты берутся навески воздушно-сухой почвы массой 100
г с диаметром частиц до 2 мм, которым добавляются возрастающие дозы Са(ОН)2: 0,2,
0,4, 0,6, 0,8, 1,0, 1,2 г/100 г почвы.
4. Навески тщательно перемешиваются встряхиванием и увлажняются до 40%
влагоемкости почвы.
5. Пробы инкубируются в течение 7 дней в незавязанном мешочке и при периодическом встряхивании для хорошей аэрации.
6. В конце периода инкубации измеряется рНKCl каждого образца и строится
кривая зависимости рН от дозы Са(ОН)2.
7. Из построенного графика определяется количество известкового материала,
необходимого для доведения почвы до требуемого значения и производится пересчет
на действующую массу известкового материала и массу почвы на 1 га.
59
Научно-методическое издание
Титова Вера Ивановна
Дабахова Елена Владимировна
Дабахов Максим Владимирович
Краснов Дмитрий Германович
Рекомендации по экологической оценке
и мерам снижения загрязнений почв
и прилегающих к сельскохозяйственным угодьям
компонентов окружающей среды
Печатается в авторской редакции
Лицензия ЛР № 040284
Подписано в печать 23.11.05 Формат 60х80 1/16
Печать офсетная. Усл. печ. листов 5,0
Тираж 200 экз. Заказ № 4199
Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия
603107, г. Н. Новгород, пр. Гагарина, 97
__________________________________________________________________
Издательство Волго-Вятской академии государственной службы
603600, Нижний Новгород-292, пр. Гагарина, 46
тел. 12-33-01