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

4. Оцінка забруднення ґрунтів за даними спостережень

Результати гігієнічних досліджень ґрунтів, забруднених важкими металами, нафтопродуктами й іншими речовинами, дозволяють оцінювати ступінь небезпеки забруднення ґрунту цими токсикантами за рівнем їхнього можливого впливу на системи "ґрунт-рослина", "ґрунти-мікроорганізми, біологічна активність", "ґрунт-грунтові води", "ґрунт-атмосферне повітря" і на здоров'я людини.

З гігієнічних позицій небезпека забруднення ґрунту хімічними речовинами визначається рівнем його можливого негативного впливу на контактуючі середовища (вода, повітря), харчові продукти і безпосередньо на людину, а також на біологічну активність ґрунту і процеси його самоочищення.

Основним критерієм гігієнічної оцінки небезпеки забруднення ґрунту шкідливими речовинами є ГДК хімічних речовин у ґрунті. Для оцінки небезпеки забруднення ґрунтів вибір хімічних речовин – показників забруднення – проводиться з урахуванням:

- специфіки джерел забруднення, які визначають комплекс хімічних елементів, що беруть участь у забрудненні ґрунтів досліджуваного регіону;

- пріоритетності забрудників у відповідності зі списком ГДК хімічних речовин у ґрунті і інших класах небезпеки;

- характером землекористування.

Якщо немає можливості врахувати весь комплекс хімічних речовин, що забруднюють ґрунт, оцінку проводять за найбільшими токсичними речовинами, тобто тих, що відносяться до більш високого класу небезпеки.

У загальному плані при оцінці небезпеки забруднення ґрунтів хімічними речовинами варто враховувати таке:

– небезпека забруднення тим більше, чим вище фактичні рівні вмісту контрольованих речовин у ґрунті (С) у порівнянніз ГДК;

– небезпека забруднення тим більше, чим вище клас небезпеки контрольованих речовин;

– при оцінці небезпеки забруднення будь-яким токсикантом варто враховувати буферність ґрунту, яка впливає на рухливість хімічних елементів, що визначає їхній вплив на контактуючі середовища.

Оцінка рівня хімічного забруднення ґрунтів, як індикаторів несприятливого впливу на здоров'я населення, проводиться за показниками, розробленими при геохімічних і геогігієнічних дослідженнях навколишнього середовища міста. Такими показниками є: коефіцієнт концентрації хімічної речовини Кс і сумарний показник забруднення Zc, що дорівнює сумі коефіцієнта концентрації хімічних елементів:

За значенням сумарного показника забруднення Zc розроблена шкала (Ю. Саєт і Б. Равич), що відображає небезпеку забруднення ґрунтів для здоров'я людини.

Згідно з цією шкалою:

1) припустимий ступінь забруднення (Zc < 16);

2) помірний ступінь забруднення (Zc = 16-32);

3) небезпечний ступінь забруднення (Zc = 32-128);

4) надзвичайно небезпечний ступінь забруднення (Zc > 128).

При мінімальному значенні Zc (< 16) небезпеки не виникає, спостерігається низький рівень захворюваності дітей і мінімальна частота функціональних відхилень. При середніх значеннях Zc, (16-32) ситуація помірно небезпечна. Збільшується захворюваність дітей. Сумарна захворюваність досягає 15%. При Zc = 32-64 ситуація характеризується як небезпечна. Зростає захворюваність дітей на хронічні хвороби, порушується діяльність серцевосудинної системи. Сумарна захворюваність досягає 40%. При значеннях Zc від 32-64 до 128 екологічна ситуація характеризується як надзвичайно небезпечна. Збільшення загальної захворюваності, числа дітей, які часто хворіють, дітей із хронічними захворюваннями, порушеннями функціонального стану серцево-судинної системи При значеннях Zc (>128) настає екологічне лихо, захворюваність перевищує 70 %, спостерігається порушення репродуктивної функції жінок, зростає смертність.

Гігієнічна оцінка ґрунтів сільського господарства Оцінка небезпеки забруднення ґрунтів, що використовуються для сільського господарства, заснована на транслокаційному показнику, найважливішому при обґрунтуванні ГДК хімічних речовин у ґрунті. Це обумовлено тим, що:

– з продуктами харчування рослинного походження в організм людини надходить у середньому 70% шкідливих хімічних речовин;

– рівень транслокації визначає рівень нагромадження токсикантів у продуктах харчування, впливає на їхню якість.

Гігієнічна оцінка ґрунтів населених пунктів Оцінка небезпеки забруднення ґрунту населених пунктів визначається:

– епідеміологічною значимістю забрудненого хімічними речовинами ґрунту;

– роллю забрудненого ґрунту як джерела вторинного забруднення приземного шару атмосферного повітря і при його безпосередньому контакті з людиною;

– значимістю ступеня забруднення ґрунту в якості індикатора забруднення атмосферного повітря.

Санітарний стан ґрунтів оцінюється за чотирма напрямками:

1. Санітарні фізико-хімічні дослідження (переважно для ґрунтових фільтратів), що включають визначення: відношення загального нітрогену до органічного, кислотності, біохімічного споживання кисню, окисненості, сухого залишку сульфатів і хлоридів і т.п.

2. Санітарно-ентомологічні дослідження, які включають облік чисельності синантропних мух (ті, що знайшли біля житла людини особливо сприятливі для себе умови життя) у всіх фазах їхнього розвитку (дорослі, личинки, лялечки) у приміщеннях, на відкритому повітрі, у ґрунті і відходах.

3. Санітарно-гельмінтологічні дослідження з метою визначення числа яєць гельмінтів, що паразитують в органах людини, у місцях, часто відвідуваних населенням.

4. Санітарно – бактеріологічні дослідження – найбільш докладні і здійснювані за програмами повного, короткого і спеціального аналізів.

При цих дослідженнях визначають, насамперед, присутність бактерій кишкової групи (наприклад, за допомогою колі-титру). Спеціальні аналізи проводять з метою виявлення представників дизентерійної і тифозної (паратифозної) груп.

Темпи самоочищення ґрунту найбільш низькі в порівнянні з іншими, більш рухливими середовищами. Вони залежать від стану ґрунту, кліматичних умов, виду і масштабу забруднення.

Забруднення може зберігатися на місці протягом тривалого часу, якщо його не переміщають чи цілеспрямовано воно не змивається з полів водою. У зв'язку з цим велике санітарне значення мають процеси самоочищення ґрунту, що відбуваються в результаті біохімічних реакцій, здійснюваних ґрунтовими організмами. Ці реакції забезпечують гуміфікацію (розкладання рослини їх речовин) і мінералізацію органічних сполук.

Засміченість ґрунтів сапрофітними (що харчуються за рахунок готових органічних речовин) мікроорганізмами іноді може служити індикатором забруднення їх органічними речовинами. Показником санітарного стану ґрунтів (їхнього забруднення органічними і біологічними компонентами) може служити вміст у них бактерій і актиноміцетів (мікроскопічних променистих грибків, близьких до бактерій, які іноді викликають захворювання тварин і людини актиномікозом). Виявлений також зв'язок між забрудненням ґрунту та наявністю в ньому бактерії кишкової палички.

Максимальна виживаємість у ґрунті бактерій черевного тифу складає 3 місяці, палички сибірської виразки – 36 місяців. Із зниженням температури і при наявності органічних сполук тривалість існування патогенної мікрофлори в ґрунтах підвищується. Ця обставина призводить до  поширення її в зовнішньому середовищі і є справжньою загрозою для населення поширенням епідемії.

Для характеристики процесу самоочищення ґрунтів важливі такі хімічні показники, як вміст аміаку, нітритів, органічного нітрогену, за якими можна оцінити витрати чи синтез органічного елементу в ґрунті. Забруднення визначається співвідношенням кількості ґрунтового білкового азоту до органічного («санітарне число»).

Незважаючи на встановлені обмеження антропогенного забруднення ґрунтів, погіршення їх якості продовжується. Особливо гостро постала проблема забруднення ґрунтів в районах розташування промислових підприємств та проблема твердих промислових і побутових відходів. Непоодинокі випадки формування індустріальних пустель, а під складування промислових і побутових відходів відводяться значні території. При цьому, проходить не тільки вилучення земель із користування, але і їх забруднення.