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

1. Класифікація приладів, методів і засобів дослідження ґрунтів

Важлива група засобів екоаналітичного контролю є прилади призначені для аналізу ґрунтів, донних відкладів та інших твердих речовин, мінералів і поверхонь. У порівнянні з аналізаторами рідин і газів, вони поширені в меншій мірі, що зумовлено не так їх необхідністю, як складністю аналізу. Відомо кілька портативних аналізаторів вітчизняного та іноземного виробництва. Це зокрема аналізатори меркурію. Крім того, в геологорозвідці застосовується рентгено-радіометричний газоаналізатор хімічних елементів РПП-105, який ґрунтується на рентгенофлуоресцентному методі аналізу.

За літературними даними для масового контролю параметрів ґрунтів практично застосовуються тільки універсальні лабораторні прилади стаціонарного типу. До їх числа входять лабораторні і портативні прилади, які призначені для вимірювання концентрації забруднюючих речовин і прилади для контролю фізико-хімічних, механічних і мікробіологічних параметрів ґрунту. Класифікація цих приладів є традиційною.

На сьогодні відомо і застосовується близько 80 методик дослідження ґрунту за допомогою цих приладів. Застосування методик з такими приладами (у відсотковому співвідношенні):

- фотометричні прилади – 26 %;

- спектрометричні (ААС або АЕС) – 21 %;

- хроматографічні – 40 %;

- електрохімічні – 11 %;

- титратори – 7 %;

- хроматомасспектрометри – 5 %;

- спектрометри – 2,5 %;

- всі інші – близько 3-4 %.

Ця динаміка показує, що лідерами в дослідженні ґрунтів є все ті ж фотометри, атомні спектрометри і хроматографи, які в сумі складають близько 70 % від усіх кількісних вимірювань.

Не дивлячись на те, що в ґрунті знаходиться велика кількість елементів, визначається їх значно менше, ніж у повітрі і у воді. Так, в переліку досліджень елементів визначають 108 елементів і їх значень ГДК і 70 елементів з ОДК і ще додаткових 6 величин ОДК речовин у ґрунті, що в сумі становить близько 180 нормованих речовин. В основному, це різні пестициди (їх приблизно 140), мінеральні добрива (біля 10), 10 важких металів (Рb, Cd, Hg, Cu, Cr, Ni, Co, Mn, Zn, V, Аs, Sb), деякі неорганічні аніони (нітрати, сульфати, фосфати, хлориди, флуориди), сульфур і гідрогенсульфур, а також більше 10 органічних сполук, які не відносяться до числа отрутохімікатів (ацетальдегід, бензин, бензол, ізопропілбензол, ксилол, стирол, толуол, формальдегід).

Для дослідження ґрунту найчастіше використовуються засоби вимірювання універсального призначення (лабораторні прилади). Це ті прилади, які в основному застосовуються і для аналізу рідин. Але є і специфічні. Основні засоби вимірювання: - фотометри; - флуориметри; - спектрофотометри; - хроматографи; - атомно-абсорбційні спектрометри; - емісійні спектрометри; - прилади на основі електрохімічних методів аналізу (вольтамперометри, йономіри). Застосовуються звичайні засоби хімічної лабораторії: - аналітичні ваги; - хімічний посуд; - реактиви.

2. Засоби експрес-вимірювання вологості, температури, рН ґрунту

Нейтронний вологомір ВНП-1. Принцип дії цього приладу оснований на здатності атомів водню уповільнювати рух швидких нейтронів, переводячи їх у ранг повільних. В складі приладу – електронний цифровий вимірювальний блок з індикатором на рідких кристалах і датчик, суміщений в одному корпусі з джерелом швидких нейтронів.

Технічні дані ВНП-такі: - діапазон вимірювання вологості становить 0,05–0,5 г/см3 (або 5–50 %), - похибка вимірювання – 0, 025 г/см3 (або 2,5 %). Загальна вага комплекту без обсадних труб 5 кг.

Задум засновників цього методу був такий: вода складається з двох атомів водню і одного атому кисню; якщо занурити датчик приладу в ґрунт і потім виміряти енергію нейтронів, уповільнених атомами водню, то на базі цих даних можна дуже точно визначити вміст води в ґрунті.

Спочатку при впровадженні цього методу навіть вважалось, що це ідеальний метод, розрахований якраз на такі об’єкти, як ґрунт. Однак, як пізніше з’ясувалось, при цьому не було враховано багато супутніх факторів, які вносять суттєві помилки при визначенні вологості ґрунту цим методом. Перш за все, атоми водню входять не тільки до складу води, але й до складу органічної частини ґрунту (гумусу, перегнилих і не перегнилих решток рослин, органічних добрив та мікрофлори). Органічна фракція ґрунту, за літературними даними, може досягати 20 відсотків від всієї маси ґрунту.

Таким чином, при абсолютній вологості ґрунту в 20 %, максимальна похибка може сягати 100 % тільки за рахунок неврахування органіки і мікрофлори. По-друге, сфера дії нейтронного методу має радіус 30 см. Це означає, що ним можна виміряти концентрацію повільних нейтронів у сфері діаметром 60 см (тобто в шарі ґрунту висотою 60 см), а це в свою чергу означає, що у верхніх шарах ґрунту 0-10 і 0-20 см цим методом визначати вологість просто не можливо. При зануренні датчика на глибину 10 см прилад ВНП-1 завжди показує нуль, навіть при повному насиченні ґрунту водою, а на глибині 20 см дані вологості ґрунту мають в 1,5-2 рази менші значення в порівнянні з глибиною 30 см. Це явище пов`язане з тим, що на глибинах до 20 см сфера дії нейтронного методу включає також не тільки ґрунт, але й повітря, де концентрація атомів водню в одиниці об’єму значно нижча, ніж у ґрунті.

Тому ВНП-1 рекомендують застосовувати починаючи з глибини не менше 30 см. Це суттєвий недолік даного методу, бо вологість орного шару ґрунту найбільш мінлива, а інформація про неї найбільш необхідна.

По-третє, потреба закладання на полях обсадних труб створює певні незручності для господарників. Такі труби могли б стояти на полях з колосовими культурами і травами в період між останнім обробітком (боронуванням посівів, підкормкою, тощо) і збиранням. Щодо просапних культур, то тут період, коли обсадні труби можуть знаходитись на полі ще коротший. В той же час, термостатно-ваговий метод гідрометстанції використовують весь вегетаційний період і навіть частково зимою. Окрім того, похибки цього методу, як і будь-якого іншого, пов`язані також з неврахуванням щільності, температури, механічного і хімічного складу ґрунту, інших факторів.

Прилад “Агротестер” має ту основну перевагу над ВНП-1, що він значно краще пристосований до технології землеробства. Для його використання не потрібно закладати в ґрунт стаціонарні обсадні труби. Датчик “Агротестера” занурюється в ґрунт і виймається після завершення вимірювань і поле вільне для проведення наступних робіт, пов`язаних з сівбою (посадкою) культур і доглядом за ними. Цінним є також і те, що датчик “Агротестера” з телескопічною трубою кріпиться до вимірювального пристрою і становить з ним єдине ціле, що створює додаткові зручності при користуванні приладом у полі.

Прилад “Агротестер” має декілька недоліків, серед яких треба, особливо, відзначити те, що через надто великі розміри шнекоподібних лопатнів, датчик фізично не можна занурити глибше 20 см.

Вимірювач параметрів ґрунтів ВПҐ-1. В приладі ВПҐ-1 використано принцип вимірювання комплексної електропровідності Y в змінному струмі низької частоти (до 10 кГц). Основні його технічні дані такі: діапазон вимірювання вологості ґрунту 2-40 % від сухої маси ґрунту; діапазон вимірювання температури ґрунту - 0…+50°С; Середньоквадратичне відхилення від даних ТВ-методу 2,5 %. Маса вимірювального пристрою – 2 кг, маса датчика – 1, 5 кг; споживає прилад 70 мВт від батареї типу “Крона” напругою 9 В.

В комплект приладу входять вимірювальний пристрій на базі звичайного мікроамперметра, датчиксвердло і з’єднувальний шнур між ними.

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.

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.