Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Критерии экологической оценки состояния почв⇐ ПредыдущаяСтр 22 из 22
При оценке экологического состояния почв учитывают степень воздействия и процент площади деградированных земель. В качестве критериев экологического состояния, используют химические и физико-химические свойства почв, степень загрязнения их тяжелыми металлами, радионуклидами, пестицидами, изменение физических свойств и морфологического строения почв, морфологические показатели и фитотоксичность, ботанические показатели (таблица 25). Таблица 25 Критерии экологической оценки состояния почв (утверждены Министерством охраны окружающей среды и природных ресурсов 30 ноября 1992 г.) Показатели : Экологическое: Чрезвычайная: Удовлетворительная : бедствие : экологическая: ситуация : : ситуация : % площади земель, выведенных из с/х оборота, вследствие деградации более 50 30-50 до 5 уничтожение гумусового горизонта А+В Апах (А1) до 0, 1 А перекрытие поверхности почвы абиотическим наносом более 20 10-20 отсутствует увеличение плотности почвы по отношению к равновесной, % более 40 30-40 до 10 превышение уровня грунтовых вод, % от критического более 50 25-50 допустимый радиоактивное загрязнение, км/км2 цезий-137 более 40 15-40 до 1 стронций-90 более 3 1-3 до 0, 3 сумма изотопов плутония более 0, 1 менее 0, 1 нет мощность экспозиционной дозы на уровне 1 м от поверхности мкР/час более 400 200-400 до 20 потеря гумуса в пахотных почвах за 10 лет (относительные %) более 25 10-25 менее 1 увеличение содержания легкораст- воримых солей, г/100 г более 0, 8 0, 4-0, 8 до 0, 1 увеличение доли обменного натрия % от Е более 25 15-25 до 5 превышение ПДК химических веществ 1 класс опасности более 3 раз в 2-3 раза нет 2 класс опасности более 10 раз в 5-10 раз нет 3 класс опасности (включая нефте- продукты) более 20 раз в 10-20 раз нет Zc более 128 в 32-128 менее 16 Снижение уровня активной микробной массы более 100 раз 50-100 до 5 раз фитотоксичность почв (снижение числа проростков в % к фону) более 200 140-200 до 110 Дополнительные показатели доля загрязненной с/х продукции, % от проверенной более 50 25-50 до 5 число яиц гельминтов в 1 кг почвы более 100 10-100 нет число патогенных микроорганизмов в 1 кг почвы более 10-6 10-6-10-5 менее 10-4 коли-титр (для почвы – наименьшая масса почвы, в которой содержится 1 кишечная палочка) менее 0, 001 0, 01-0, 001 более 1.0 генотоксичность почвы (число мутаций по сравнению с контролем) число раз более 1000 100-1000 менее 2 В то же время, для отдельных показателей почв разработаны более детальные оценки степени деградации и экологической напряженности. Черниковым В.А. предлагаются критерии степени деградации гумусовых кислот почв. Таблица 26 Степень деградации гумусовых кислот дерново-подзолистых почв, % к гумусовым кислотам недеградированных почв (по Черникову В.А.) Диагностические показатели : Степень деградации : ------------------------------------------------------ : слабая : средняя: сильная содержание ат % С 80-90 75-85 75 Н 85-90 80-85 80 степень окисленности 80-85 75-80 75 атомное отношение Н/С 80-85 75-80 75 отношение алифатических аминокислот к сумме ароматических и гетероциклических 80-85 75-80 75 отношение гуматов к гуминовым кислотам 80-85 75-80 75 соотношение неароматических и ароматических соединений 80-85 75-80 75
Таблица 27 Поправочные коэффициенты для оценки степени деградации гумусовых соединений почв Степень деградации : Гранулометрический состав : ---------------------------------------------------------------------- : песок: легкий : средний: тяжелый : : суглинок: суглинок: суглинок недеградированные почвы 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 слабо деградированные почвы 1, 23 1, 1 1, 05 1, 05 средне деградированные почвы 1, 45 1, 2 1, 25 1, 15 сильно деградированные почвы 1, 60 1, 3 1, 35 1, 20 Мосиной Л.В. предлагается оценка степени деградации почв по их микробиологической активности. Таблица 28 Оценка состояния экосистем по микробиологическим критериям Содержание : Наличие актино-: Число видов: Содержание : Уменьшение мик- стерильных акти: мицетов группы: бацилл : фитопатогенных: робной биомассы, % номицетов, % : Niger, % : : : высокая степень устойчивости экосистемы отсутствуют отсутствуют 7-8 отсутствуют отсутствуют средняя степень устойчивости 35-40 отсутствуют - отсутствуют не отмечено слабая степень устойчивости 52-50 > 50 3 18-20 20-50 Разработаны градации деградации почв по фитотоксичности и генотоксичности. Таблица 29 Критерии для выделения зон экологической напряженности генотоксичности почвы (тест Эймса) Рост числа мутаций, по сравнению с: Площадь проявления показателя, % контролем : ----------------------------------------------------------------- : < 5 : 5-10: 20-30: > 50 до 2 раз 1 *) 1 1 1 в 2-10 раз 2 2 2 2 в 10-100 раз 2 3 3 4 в 100-1000 раз 3 3 4 5 более, чем в 1000 раз 3 3 5 5 *) 1 – относительное экологическое благополучие; 2 – риск; 3 – кризис; 4 – бедствие; 5 – экологическая катастрофа. Детально разработана система экотоксикологической оценки пестицидов. Таблица 30 Балльная система экотоксикологической оценки пестицидов по Соколову М.С. и Глазовской М.А. Показатель вторичного эффекта пестицидов : Баллы персистентность в почве, мес. менее 1 2 1-6 4 6-24 - 6 более 24 - 8 влияние на процессы ферментации и биологическую активность почвы не оказывает влияния 0 оказывает на отдельные процессы и популяции 1 влияет на многие процессы и популяции 2 выщелачивание по почвенному профилю, см не мигрируют 0 до 15 см 1 до 50 см 2 глубже 50 см 3 перемещение из почвы в культивируемые растения и фитотоксичное воздействие не адсорбируются растениями 0 адсорбируются, но не имеют вторичного воздействия 1 адсорбируются и снижают качество урожая 2 адсорбируются, снижают качество урожая и оказывают фитотоксичное действие на культуры 3 реакция на фотолиз разлагается фотохимически 0 устойчивы к фотохимическому разложению 1 оценка по предельно допустимой концентрации, мг/кг в сельскохозяйственной продукции – более 1 0 1- 0, 1 - 1 0, 1-0, 01 2 менее 0, 01 3 0 4 в воде - более 1 – 0; (1-0, 1) – 1; (0, 1-0, 01) – 2; менее 0, 01 – 3; 0 – 4 воздействие на органолептические свойства сельскохозяйственной продукции: не воздействуют – 0; воздействуют – 1; питьевой воды, допустимая концентрация, мг/кг – более 0, 1 – 0; (0, 1-0, 01) – 1; (0, 01-0, 001) – 2; менее 0, 001 – 3 летучесть соединения не улетучиваются – 0; улетучиваются, но концентрация насыщения ниже максимально допустимого предела – 1; равна максимально допустимому пределу – 2; равна пределу токсичности – 3 токсичность для холоднокровных животных (ЛД50) мг/кг более 1000 – 1; (200-1000) – 2; (50-200) – 3; менее 50 –4 способность накапливаться в организме теплокровных животных коэффициент бионакопления более 5 – 0; (3-5) – 1; (1-3) –2; менее 1 – 3 При суммарном количестве баллов по всем показателям 21 и более – очень токсичные Препараты; 21- 14 – среднетоксичные; 13 и ниже – относительно слаботоксичные препараты. Значительное изменение свойств почв происходит под влиянием тяжелых металлов, содержащихся в сточных водах и осадках, вносимых на поля. Существующий принцип расчета доз основан на том, что после внесения компонентов на основе осадков сточных вод суммарное содержание токсиканта в почве (с учетом рассеивания в пахотном слое) не должно превышать ПДК – предельно допустимой концентрации валового содержания исследуемых токсикантов. При этом, в ряде случаев. вводятся эмпирические коэффициенты, учитывающие содержание гумуса, рН, гранулометрический состав (Касатиков В.А., 1989). Директивами Европейского сообщества (ЕС) в 1986 году определены обязательные нормы при внесении ила в почвы сельскохозяйственного использования. Таблица 31 Допустимые концентрации тяжелых металлов в почвах и илах (рН=6-7) Элемент: В почве, мг/кг: В иле, мг/кг : Максимальное поступление, кг/га/год Hg 1-1, 5 10-25 0, 10 Cd 1-3, 0 20-40 0, 15 Zn 150-300 2500-4000 30 Pb 50-300 750-1200 15 Cu 50-140 1000-1750 12 Ni 30-75 300-400 3 Cr - - - Наиболее высокие уровни загрязнения почв тяжелыми металлами (цинком до 500-1000 мг/кг) установлены для городов с цветной и черной металлургией. Почвы вокруг перерабатывающих заводов загрязнены углеводородами, сероводородом, серой, вокруг машиностроительных заводов и химических предприятий – свинцом, медью, хромом, железом. Техногенные ореолы в почвах формируются в течение 20-50 лет, при минимальной продолжительности загрязнения 5-10 лет, а для мышьяка и цинка – 1-2 года. Существенные дополнения в предельно допустимые концентрации тяжелых металлов в почвах внесены, в связи с тем, что фоновое содержание их в отдельных почвах отличается. Так, например, фоновое содержание токсикантов в отдельных почвах существенно отличается от среднего в России. Так, например, фоновое – нормальное содержание свинца (в мг/кг) составляет в тундрово-глеевых почвах – 15-29; в дерново-подзолистых – 6-15; серых лесных – 10-25; черноземах – 13-28; каштановых – 18-26; красноземах – 20-28. Корректировка ПДК обусловлена также тем, что, в зависимости от гранулометрического состава, рН среды и других свойств почв, негативное действие тяжелых металлов на биоту отличается. По мнению Важенина И.Г., под ПДК для почвы следует понимать такую концентрацию химического элемента-загрязнителя, которая при длительном (многолетнем) воздействии на почву не вызывает каких-либо патологических изменений в почвенной биоте и в свойствах ее абиотической части, особенно, в ППК. В связи с указанным, оценка степени загрязнения почв тяжелыми металлами проводится не только для валовых форм элементов, но и для их подвижных форм. Таблица 32 Группировка почв по содержанию подвижных форм элементов-загрязнителей, растворимых в 1н растворе НС1 Элемент : Фон: 0: Группы почв и градации уровней загрязненности, мг/кг : : ---------------------------------------------------------------------------- : : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 марганец 100-150 200 400 600 800 1000 1200 хром 15-30 30 60 90 120 150 200 ванадий 10-20 20 40 60 80 100 120 цинк 5-10 16 20 40 60 80 100 никель 4-6 8 16 24 32 40 48 медь 3-5 7 14 21 28 35 42 свинец 2-3 5 10 15 20 25 30 кобальт 1-2 3 6 9 12 15 18 кадмий менее 0, 1 0, 2 0, 5 1 1, 5 2 3 Таблица 33 Группировка почв по содержанию подвижных форм тяжелых металлов, извлекаемых ацетатно-аммонийным буферным раствором (рН=4, 8) Элемент : Фон: 0: Группы почв и градации уровней загрязнения, мг/кг : : ------------------------------------------------------------------------------ : : 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 марганец < 50 50 100 150 200 250 300 хром < 10 10 20 30 40 50 60 ванадий < 10 10 20 30 40 50 60 цинк < 5 5 10 15 20 25 30 никель < 2 2 4 6 8 10 12 медь < 1 1 2 3 4 5 6 свинец < 0, 8 0, 8 1, 5 2, 3 3, 2 4 5 кобальт < 0, 5 0, 5 1 1, 5 2 2, 5 3 молибден < 0, 3 0, 3 0, 5 1 1, 5 2 2, 5 кадмий < 0, 1 0, 1 0, 2 0, 5 1, 0 1, 5 2, 0 *) молибден определяется в оксалатной вытяжке по Григу. Таблица 34 Группировка почв по валовому содержанию химических элементов в окрестностях предприятий цветной металлургии Элемент: Фон: : Знамена-: Группы почв и градации уровней загрязненности, мг/кг : «Кларк»: тель про-: --------------------------------------------------------------------------- : 0 : гресии: 1 : 2 : 3 : 4 : 5 марганец 800 2 1600 3200 6400 12800 25600 хром 200 2 400 800 1600 3200 6400 фтор 200 2 400 800 1600 3200 6400 ванадий 100 2 200 400 800 1600 3200 литий 80 2 160 320 640 1280 2560 цинк 50 2 100 200 400 800 1600 никель 40 3 120 360 1080 3240 9720 медь 20 3 60 180 540 1620 4860 свинец 10 3 30 90 270 810 2480 кобальт 8 3 24 72 216 648 1944 молибден 2 3 6 18 54 162 486 кадмий 0, 5 4 2 8 32 128 512 селен 0, 1 4 0, 4 1, 6 6, 4 25 100 ртуть 0, 02 4 0, 08 0, 32 1, 28 5 20 В последних разработках (дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК №6229-91 – гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020-94) величина ОДК приводится с учетом гранулометрического состава и рН среды. Тяжелые металлы накапливаются в организме человека. Совместно установлены синергизм и антагонизм такого комплексного воздействия. Токсичность иона свинца усугубляется недостатком по кальцию, а лития по натрию. Из-за антагонизма цинка и кадмия введение избыточных количеств первого приводит к уменьшению содержания последнего. Аналогичная ситуация возникает и при действии нескольких токсикантов на почву и растения. Однако, учет эффектов синергизма, антагонизма и других эффектов при выработке ПДК, ОДК и уровней напряженности экологических систем пока не проводятся. Критерии экологической оценки состояния растений Ботанические критерии нарушения экологического состояния систем имеют большое значение, так как они не только чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наилучшим образом прослеживают изменения деградации в пространстве. Ботанические тесты позволяют в ряде случаев оценить извне уровни загрязнения, в связи с накоплением отрицательных воздействий в растениях в течение длительного времени. Негативные изменения учитывают на разных уровнях организации: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудшение видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (изменение соотношения площадей в ландшафте). По Виноградову В.В., ботанические показатели нарушенности экосистем приведены в следующей таблице. Таблица 35 Ботанические показатели нарушенности экосистем Показатели: Зоны экологических : ----------------------------------------------------------------------------------------- : нормы : риска : кризиса : бедствия ухудшение видово- естественная уменьшение смена господст- уменьшеине оби- го состава естест- смена доминан- обилия господ- вующих видов на лия вторичных венной раститель- тов, субдоминан-ствующих, в вторичные, в ос- видов, полезных ности тов и характер- особенности новном непоеда- растений практи- ных видов полезных ви- емые сорные и чески нет дов ядовитые изменение ареалов отсутствие ослабление, разделение, со- исчезновение изреживание кращение повреждение рас- отсутствие повреждение повреждение повреждение тительности наиболее чувст- среднечувстви- слабочувстви- вительных ви- тельных видов тельных видов дов (хвойных (травы, кустар- деревьев, лишай- ники) ников) появление тери- отсутствие редко спорадически массово тологических отклонений уменьшение ин- менее 10 10-20 25-50 более 50 декса разнообра- зия Симпсона, % лесистость % от более 80 60-70 50-30 менее 10 зональной повреждение менее 5 10-30 30-50 более 50 древостоя, % повреждение менее 5 10-30 30-50 более 50 хвои, % био- массы гибель посевов менее 5 5-15 15-30 более 30 в % площади проективное по- более 80 60-80 50-30 менее 10 крытие пастбищ- ной степной и полупустынной растительности % от нормальной В ряде районов отклонение параметров химических и биологических свойств растений от нормы обусловлено не только их антропогенным загрязнением, но и с экстремально высоким или экстремально низким содержанием в литосфере. Такие районы относятся к патогенным геохимическим аномалиям. При этом, развитие патологических изменений у биоты возможно как при избытке элементов (As, Hg, Sr, Pb и т.д.), так и в связи с пониженным содержанием F, I, Ca, Ce, а также при дисбалансе Са/Р. Металлы, поглощаемые организмами, являются как активизаторами действия ферментов (Zn, Mn, Fe, Cd, Co, Ni, Hg, Re, Cs, Li, Ca, Al …), так и ингибиторами (Be, Sr, Ba, Cd, Hg, Ni, Fe). В соответствии с теорией пороговых концентраций Ковальского В.В., организм может регулировать свои функции только в определенных интервалах концентрации и соотношений элементов. Поэтому важным критерием состояния экологических систем являются биохимические критерии состояния растений. Биохимические критерии экологического нарушения основаны на измерениях аномалий в содержании химических веществ в растениях. Эти критерии, по Трофимову В.Т. и Ермакову В.В., приведены в следующей таблице. Таблица 36 Биологические критерии оценки экологического состояния территорий Химический: Степень экологического неблагополучия : Относительно удо- элемент : --------------------------------------------------------------------------: влетворительное : бедствие : кризис : риск : состояние - норма концентрация микроэлементов в укосах, пастбищных растениях в растительных кормах (мг/кг сухого вещества) Zn меньше 2 или 2-10 или 100-500 10-20 или 60-100 2-60 больше 500 Cu меньше 0, 5 или больше 100 0, 5-2 или 80-100 2-20 или 20-80 5-50 Со меньше 0, 01 или больше 50 0, 05-0, 01 или 5-50 0, 05-0, 2 или 5-10 0, 2-1, 0 Мо меньше 0, 2 ил больше 50 0, 2-0, 5 или 10-50 0, 5-1, 0 или 3-10 1-3 В меньше 1 или больше 300 0, 1-0, 5 или 100-300 0, 5-1, 0 или 30-100 1-30 F меньше 1 или больше 200 1-3 или 100-200 3-5 или 100-200 5-30 I меньше 0, 05 или больше 20 0, 05-0, 1 или 5-20 0, 1-0, 2 или 2-5 0, 2-2, 0 Se меньше 0, 01 или больше 50 0, 01-0, 03 или 10-50 0, 03-0, 05 или 2-10 0, 05-1, 0 содержание высокотоксичных химических элементов в кормах и укосах растений (превышение МДУ, раз) As, Cd, Cr, Pb, Hg, Ni, Sb > 10 5-10 1, 5-5 1, 1-1, 5 содержание токсичных химических элементов в растениях и растительных кормах (превышение фоновой концентрации, раз) Ba, Be, Ti > 10 5-10 1, 5-5 1, 1-1, 5 отношение кальция к фосфору в кормах Са: Р менее 0, 1 или более 30 0, 1-0, 4 или 10-30 0, 4-1, 0 или 3-10 1-3 отношение кальция к стронцию в кормах и укосах растений Ca: Sr < 1 1-10 10-50 > 50-100 геохими- ческое воздей- ствие опасное сильное умеренное слабое Для характеристики территориальных особенностей геохимического техногенного воздействия используют региональный суммарный коэффициент ноосферной концентрации -–СnS: CnS = DiCni + … DkCnk, где Di – Dk – техногенное давление различных продуктов на изучаемой территории; Сn – коэффициент ноосферной концентрации. Сn = å C1/N1 + … + Ci / Ni, где С - содержание компонента в данном продукте; Ni – кларки соответствующих аномальных элементов в ноосфере (биосфере). Экологические критерии нарушения животного мира рассматривают на ценотических уровнях (видовое разнообразие, пространственная структура, трофическая структура, биомасса и продуктивность, энергетика) и на популяционных уровнях (пространственная структура, численность и плотность, поведение, демографическая и генетическая структура). |
Последнее изменение этой страницы: 2020-02-16; Просмотров: 364; Нарушение авторского права страницы