Лекція 13. Засоби вимірювання рівнів забруднення ґрунтів (2 год)

3. Контроль забруднення ґрунтів пестицидами, шкідливими промисловими відходами

При проведенні ґрунтового моніторингу визначають вологість, вміст гумусу, обмінну здатність ґрунтового вбирного комплексу, рН, забруднення нітратами, пестицидами, нафтопродуктами важкими металами, активність ґрунтової фауни, яка має надзвичайно важливе значення у формуванні ґрунту і забезпечення його родючості, хімічний склад, залягання ґрунтових вод.

Виділяють такі види спостережень за рівнем забруднення ґрунту:

а) системні спостереження за рівнем вмісту хімічних речовин в ґрунтах на протязі визначеного часу;

б) комплексні спостереження, що включають в себе дослідження процесів міграції забруднюючих речовин в системі атмосферне повітряґрунти, ґрунт-рослини, ґрунт-вода, ґрунт-донні відкладення;

в) вивчення вертикальної міграції забруднюючих речовин в ґрунті за профілем;

г) спостереження за рівнем забруднення ґрунтів у відповідних пунктах, зазначених у відповідності за станом тих або інших організмів.

Забруднення ґрунтового покриву міста залежить від розміщення накопичувачів промислових і побутових відходів та шлаків, шкідливих викидів об'єктів промисловості, енергетики і транспорту в атмосферу, розповсюдження пестицидів.

Геохімічні дослідження повітря, ґрунту, донних відкладів, води проводиться з деякими узагальненнями. 1. Відбір проб ґрунту найчастіше здійснюється „по конверту" розміром 5х5м, глибина відбору проб в кутах і центрі конверта вибирається з урахуванням необхідності ярусного вивчення забруднення ґрунту. Середня вага об'єднаної проби повинна складати 300-400 г.

2. Опробування донних відкладень здійснюється по мережі, що відповідає масштабу робіт і залежить від параметрів річки. Для виявлення можливого забруднення донних осаджень береться проба 1-1,5 кг. Техногенні відкладення рекомендується спробувати в інтервалі глибин від 0 до 1 м.

3. Опробування атмосферних опадів у вигляді дощу і снігу здійснюється для вивчення забруднення атмосфери, яке викликає в результаті осадження забруднюючих речовин відповідне забруднення ґрунтів. Більш точні показники дає аналіз снігу. Відбір проб здійснюється за допомогою проходження снігового шурфу на всю глибину снігового покриву. Вага проби 13-15кг.

Екологічний контроль забруднення ґрунтів звичайно орієнтується на визначенні таких компонентів, які відносяться до:

- 1-го класу небезпеки – Аs, Нg Sе, Рb, Р, Ве, Тl.

- 2-го класу небезпеки – В, Со, Nі, Мо, Сu, Сr, Sb.

- 3-го класу небезпеки – Ва, W, Sr.

При екологічних дослідженнях необхідно чітко розмежовувати підходи до вивчення забрудненості ґрунтів промислово-міських агломерацій, с/г угідь і ґрунтів, на території населених пунктів.

1 група – забрудненість ґрунтів промислово-міських агломерацій. Забруднення ґрунтового покриву міста залежить від розміщення накопичувачів промислових і побутових відходів та шлаків, шкідливих викидів об'єктів промисловості, енергетики і транспорту в атмосферу, розповсюдження пестицидів.

2 група – забрудненість с/г, лісових та інших угідь.

Для контролю забруднення ґрунтів в залежності від характеру джерела забруднення, вирощуваної культури і рельєфу місцевості на кожні 0,5-20 га території закладають не менше одного пробного майданчика розміром 10х10 м. Для контролю санітарного стану ґрунтів на території розташування дитячих садків, гральних майданчиків та інших об'єктів, що займають невеликі площі, розмір пробного майданчика повинен бути не більше, ніж 5х5 м. Оцінка ступеню небезпеки забруднення ґрунту хімічними речовинами виконується з урахуванням коефіцієнту переходу «ґрунт-рослинність», «ґрунт-мікроорганізми», «ґрунт-ґрунтові води», «ґрунт-атмосферне повітря».

Контроль забруднення ґрунтів пестицидами У даний час існують визначені правила і методи відбору проб ґрунтів для визначення мікрокількостей пестицидів.

Пестициди різних видів, які широко застосовують для боротьби із шкідниками, бур'янами та хворобами сільськогосподарських рослин на полях, завдають значної шкоди довкіллю. При підготовці до спостережень і контролю за забрудненням ґрунтів у польових умовах, як правило, вивчається наявний матеріал про фізикогеографічні умови об'єкта дослідження, здійснюється детальне ознайомлення з інформацією про тривалість застосування пестицидів у господарствах досліджуваного об'єкта, виявляються, так звані, вибіркові господарства з найбільш інтенсивним (за обсягом) застосуванням протягом останніх 5-7 років, аналізуються матеріали про врожайність сільськогосподарських культур і т.д.

Дослідження забруднення ґрунтів пестицидами проводиться на постійних і тимчасових пунктах спостереження. Постійні пункти створюються в різних господарствах району обстежень не менше ніж на 5- річний період. Чисельність постійних пунктів залежить від кількості і розмірів господарств. Крім вибіркових господарств, до постійних пунктів відносяться території молокозаводів, м'ясокомбінатів, елеваторів, плодоовочевих баз, птахоферм, лісгоспів і т.д.

З метою оцінки фонового забруднення ґрунтів пестицидами вибираються ділянки, вилучені від сільськогосподарського і промислового виробництва, що знаходяться в "буферній зоні" заповідників. На тимчасових пунктах спостереження і контроль за забрудненням ґрунтів пестицидами здійснюється протягом одного вегетаційного періоду або року.

Як правило, у кожному господарстві обстежуються 8-10 полів під основними культурами. У кожній області щорічно потрібно обстежувати кілька господарств, рівномірно розподілених по території (не менше 2). Для оцінки забруднення ґрунтів інсектицидами, гербіцидами, фунгіцидами, дефоліантами й іншими пестицидами, ґрунти відбираються 2 рази в рік: навесні після сівби і восени після збирання врожаю.

При встановленні багаторічної динаміки залишкових кількостей пестицидів у ґрунтах або ж міграції їх у системі ґрунту-рослини спостереження проводяться не менше 6 разів у рік (фонові – перед посівом, 2-4 рази під час вегетації культур і 1-2 рази в період збирання врожаю). Для оцінки майданного забруднення ґрунтів пестицидами звичайно складається вихідна проба ґрунту, в яку входять 25-30 проб, відібраних у полі по діагоналі ґрунтовим буром, що занурюється в ґрунт на глибину орного шару (0-20 см). Ґрунт, який потрапив у пробу з підорного шару, видаляється. Маса ґрунту, відібрана буром, складає 15-20 г. Відбір проб ґрунту можна робити і лопатою.

Якщо спостереження за забрудненням ґрунтів пестицидами проводиться в садах, то кожна проба відбирається на відстані 1 м від стовбура дерева. Проби-виїмки, з яких складається вихідна проба, повинні бути близькі між собою за забарвленням, структурі, механічному складу т.д. З метою вивчення вертикальної міграції пестицидів, як правило, закладаються ґрунтові розрізи, розміри (глибина) яких залежать від потужності ґрунтів. Під ґрунтовим розрізом варто розуміти глибокі шурфи, що перетинають усю серію ґрунтових горизонтів і розташовані у верхній частині підґрунтя, тобто незмінені або слабко змінені материнські породи.

Звіт про стан забруднення ґрунтів пестицидами (довідка й огляд) складається з декількох розділів. Вступ містить відомості за регіонами: назва і кількість обстежених господарств і принципи їхнього вибору; частка обстеженої території в районі; загальна кількість проб і кількість проаналізованих проб; вид робіт: тимчасові і режимні спостереження; аналітичні роботи (внутрішній і зовнішній контроль і т.д. ). У спеціальних таблицях приводяться відомості про застосування пестицидів в обстежуваних господарствах за звітний і попередні роки. Дається коротка характеристика ґрунтів, клімату, рельєфу, рослинності, загальна метеорологічна характеристика.

Дані про рівні забруднення ґрунту пестицидами представляються в таблицях для кожного пестициду окремо, вони повинні характеризувати: середній вміст залишкових кількостей пестицидів, кількість проб і сезон відбору; випадки виявлення пестицидів у кількостях, що представляють визначені частки ГДК, у цілому за районом обстеження за культурами; господарства, у ґрунті яких вміст пестицидів перевищує гранично допустиме.

Відомості про аналітичні роботи також представляються у виді таблиць, де приводяться дані внутрішнього контролю правильності і відтворюваності результатів аналізу. Наприкінці звіту приводяться основні результати і висновки, а також відомості про використання інформації, що представляється, іншими організаціями. Інформація містить дані про середні і максимальні рівні вмісту металу в ґрунтах окремих зон на різній відстані від джерела забруднення (0-1; 1,1- 5,0; 5,0-20,0; 21-50 км).

В окремих таблицях представляються дані про середні і максимальні рівні вмісту металів у ґрунтах у радіусі 20 км із розбивкою по роках і про випадки перевищення допустимого вмісту плюмбуму в ґрунті. Поряд з цим, представляються результати внутрішнього контролю визначення вмісту металів у ґрунті, картосхема розташування пунктів відбору проб ґрунтів, карти забруднення ґрунтів, грунтово-геоморфологічні профілі, а також графіки, що ілюструють розподіл важких металів у ґрунтових горизонтах.

Стан ґрунтів достовірно діагностується при наявності такої інформації: зміни структури ґрунтового покриву, трансформації земельних угідь, оцінки темпів зміни основних властивостей ґрунтів, оцінки інтенсивності прояву ерозії, показників меліоративного стану і, нарешті, оцінки ефективної родючості земель.

Перелік польових і лабораторних аналітичних робіт залежить від мінімально достатньої кількості показників. Періодичність досліджень залежить від динаміки показників у природних і антропогенних умовах. Один повний тур моніторингу триває 5 років. Спостереження ведуться наземними і дистанційними засобами. При виборі місць відбору проб ґрунту і їх первинної оцінки звичайно враховують два головних параметра: 1) розмір елементарної ділянки, з якої відбирають змішану пробу ґрунту, яка відображає середній рівень забруднення ґрунту; 2) «ключову» ділянку, що являється найменшою геоморфологічною одиницею ландшафту, яка в достатній мірі відображає генезис властивостей ґрунту.