к вопросу об идентификации источников загрязнения почвенного

УДК 631.42
К ВОПРОСУ ОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ
ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА
М.В. Дабахов
Управление экологии ОАО «ГАЗ», Нижний Новгород, Россия
Одной из заметных тенденций в организации природоохранной деятельности в
России стало проявление большого внимания к охране почвенного покрова
сельскохозяйственных угодий, селитебных, промышленных и рекреационных зон. При
этом в существующих нормативных и методических документах декларируется
экономическая ответственность субъектов хозяйственной деятельности за загрязнение,
разрушение, нецелевое использование земель (Закон РФ № 7-ФЗ «Об охране
окружающей среды», Кодекс РФ об административных правонарушениях, Закон РФ №
89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» и др.). В то же время экономические
санкции за загрязнение и деградацию земель фактически распространяются только на
легко выявляемых виновников чрезвычайных ситуаций, связанных с разливом
нефтепродуктов и захламлением территории, тогда как постепенное воздействие
технологических процессов, проходящих в обычном режиме, чаще всего остается без
внимания.
Как правило, высокий уровень загрязнения почв имеет место в индустриальных
районах с высокой концентрацией производственных мощностей с различными
технологиями и уровнями воздействия на окружающую среду. В таких условиях
применение штрафных санкций за загрязнение связано со следующими проблемами:
значительная площадь находится под воздействием двух и более источников
загрязнения, вклад которых в ухудшение экологического состояния почв должен быть
определен дополнительно, причем однозначный ответ возможен лишь в редких случаях;
большинство загрязнителей имеет длительный срок выведения из почвы (тяжелые
металлы), что, учитывая проблемы с уточнением характера воздействия в предыдущие
годы из-за отсутствия мониторинговых наблюдений, не дает возможности связать
современный уровень загрязнения с действующими технологическими процессами;
база данных по естественному и антропогенному фону содержания загрязнителей
в почве крайне мала, а имеющиеся данные чаще всего не соответствуют принципу
методического и метрологического единства, что не позволяет сделать четкое заключение
о наличии или об отсутствии негативного техногенного воздействия.
В связи с этим надежное заключение на современном этапе возможно лишь в
отношении производств, находящихся на значительном удалении друг от друга, а также
крупных предприятий, являющихся, как правило, градообразующими.
Таким образом, вопреки наличию утвержденных нормативно-методических
документов, регламентирующих процедуру экономической оценки экологического
ущерба от загрязнения почвенного покрова, на практике она используется довольно
редко, и загрязнение почв чаще всего остается без последствий для его виновника.
В рамках выполнения работ по производственному экологическому контролю
территории почвенного покрова промышленных площадок ОАО «ГАЗ» и его санитарнозащитной зоны лабораторией экологического мониторинга Управления экологии ОАО
«ГАЗ» были получены данные, позволившие сформулировать ряд принципов,
формирования структуры экспертной оценки в рамках процедуры выявления источника
загрязнения почв тяжелыми металлами.
Сеть отбора проб на главной промплощадке предприятия включает в себя более 40
площадок. Кроме того, 9 площадок расположены в его санитарно-защитной зоне на
расстоянии до 1 км от источника загрязнения. Перечень контролируемых показателей
включает в себя валовое содержание тяжелых металлов (ртути, свинца, кадмия, цинка,
меди, никеля, хрома), их подвижные формы (извлекаемые аммонийно-ацетатным
буфером с рН 4,8), содержание нефтепродуктов, а также базовые почвенные показатели –
обменную кислотность и содержание органического вещества. Отбор проб
осуществляется из слоев 0…5 и 5…20 см один раз в год.
Площадки отбора проб сгруппированы по основным производствам предприятия:
ТЭЦ, литейному, кузнечному, сборочным (легковых и грузовых автомобилей),
производствам отдельных агрегатов, площадкам накопления и временного хранения
промышленных отходов, а также в районе гальванических производств. Кроме того,
наблюдения ведутся за составом почв вблизи основных транспортных магистралей
предприятия.
Анализ полученных данных позволил выявить ряд специфических особенностей
загрязнения вблизи отдельных производств.
На территории промышленной площадки наибольший уровень загрязнения
металлами был зафиксирован на участках, примыкающих к местам размещения и
переработки промышленных отходов. Основным компонентом отходов являлся цинк,
содержание которого в отдельных точках достигало 5000 мг/кг. Имели место также
высокие концентрации свинца (до 1300 мг/кг), меди (до 680 мг/кг) и никеля (до 440
мг/кг). При этом доля подвижных форм элементов составляла для цинка, свинца, меди и
никеля около 28…67, 8…29, 19…27 и 14…20 %, соответственно. На участках хранения
металлолома (черных и цветных металлов) высоких концентраций достигали только медь
(до 690 мг/кг) и цинк (до 425 мг/кг). Обращает на себя внимание повышенное по
сравнению с остальной территорией содержание кадмия, достигающее 0,12…15,8 мг/кг,
что можно связать исключительно с попаданием на поверхность почв отходов очистки
стоков. В то же время повышенное содержание элемента в нижнем горизонте по
сравнению с верхним слоем свидетельствует о сокращении в последнее время его
поступления.
На остальной территории промышленной площадки, где основной вклад в
загрязнение вносят промышленные выбросы, концентрации металлов в почвах имеют
более низкое значение. Из элементов, характерных для отдельных производств, можно
выделить цинк и свинец. Содержание первого из них имело относительно высокое
значение вблизи гальванических участков (до 825 мг/кг), литейного производства и ТЭЦ
(до 430 мг/кг). Второй, что ожидалось, преобладал на территориях, связанных с
транспортом, – вдоль транспортных магистралей и в районе автопарка.
В целом на главной промышленной площадке приоритетным загрязнителем является
цинк. Меньшие концентрации характерны для меди и свинца. Крайне редко встречается
повышенное содержание в почве никеля и хрома и практически отсутствует превышение
фона, за исключением названных ранее случаев, по кадмию.
Рассматривая данные по загрязнению тяжелыми металлами санитарно-защитной
зоны, можно отметить явно более низкое содержание металлов по сравнению с
промышленными площадками, что связано с их низкой воздушно-миграционной
способностью. В связи с этим можно предположить, что заметное превышение фона по
металлам вазможно лишь в зоне локального воздействия источников выбросов. В то же
время определенное влияние выбросов автозавода на границе санитарно-защитной зоны
присутствует, что подтверждается анализом качественного и количественного состава
загрязнителей: приоритетным является цинк (на западной границе зоны его концентрация
в почве достигает 220 мг/кг, на северной – 109…126 мг/кг). Местами имеются
повышенные концентрации свинца, меди и никеля, однако это обусловлено, скорее,
влиянием местных источников.
Основываясь на результатах распределения зон загрязнения и привязки их к
отдельным производствам, был сформулирован ряд принципов, которыми можно
руководствоваться при идентификации источников загрязнения.
1. Использование элементов-индикаторов
Ряд источников загрязнения почвенного покрова имеет в составе атмосферных
выбросов и отходов элементы, не характерные для расположенных поблизости
производств. На территории Автозаводского района г. Н. Новгорода таким элементом
является кадмий. Этот элемент не является необходимым компонентом технологических
процессов и присутствует в них в качестве примесей в незначительных количествах. В то
же время на стадии очистки стоков кадмий концентрируется, и при попадании некоторого
количества этих отходов в почву (при перемещении, транспортировке, размыве и
подтоплении площадок хранения) его содержание может стать довольно высоким. Таким
образом, кадмий является индикатором загрязнения почв отходами (в основном отходами
очистки стоков).
2. Оценка качественного состава загрязнителей и их соотношений
Как правило, металлы в промышленных выбросах и отходах находятся в
определенных соотношениях. 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 соотношение данных загрязнителей также
может иметь близкое значение. В таких случаях даже простые статистические методы, в
частности корреляционно-регрессионный анализ, могут дать интересные результаты.
3. Использование профильного распределения металлов
С течением времени в условиях сильного загрязнения происходит некоторое
перемещение ряда 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 части
профиля, это является свидетельством относительно недавнего загрязнения. Если же
концентрации металлов относительно выровнены, можно сделать предположение о
достаточно давнем их поступлении. Разумеется, это справедливо лишь для почв, которые
в течение длительного времени не подвергались механическому нарушению.
4. Рассмотрение доли подвижных форм элементов от общего их содержания
Данные многих исследований свидетельствуют о большей подвижности металлов в
условиях их интенсивного поступления. С течением времени подвижность металлов,
особенно в городских почвах, отличающихся высоким значением рНKCl, снижается.
Таким образом, большая доля подвижных форм металлов относительно их валового
содержания может являться свидетельством недавнего загрязнения.
Необходимо подчеркнуть, что два последних принципа небесспорны, а
рассмотренные закономерности в значительной степени зависят от ряда дополнительных
условий, однако использование их в качестве дополнительной информации при
экспертной оценке весьма полезно.
В дополнение к вышеизложенному, нужно еще раз указать на необходимость
проведения мониторинговых наблюдений в рамках как государственного, так и
производственного экологического контроля, которые являются основным источником
информации, позволяющим оценить масштабы загрязнения почвенного покрова и
принять на их основе адекватные управленческие решения.