Все о ПДК почвы

ПДК в почве — важный показатель в деле охраны окружающей среды

ПДК в почве — максимально возможное количество, не оказывающее негативного воздействия на здоровье человека и на способность почвы к самоочищению. Этот показатель имеет большое значение при оценке текущего положения с/х угодий. Здоровье человека напрямую зависит от качественной работы эколога.

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в почве

При установлении величины ПДК в почве возникают определенные трудности. Она намного более устойчивый и плотный материал, в сравнении с водой или атмосферным воздухом.

В силу этого вредные химические вещества могут накапливаться в грунте, постепенно приближаясь к критическому порогу и, в конце концов, достигая предельно допустимых концентраций.

По этой причине при расчете ПДК выбросов промышленных предприятий главным является временной фактор. То есть, в течение какого времени работы предприятия в грунте прилегающих площадей накопится предельно допустимое количество вредных веществ.

При этом в почве непрерывно идут микробиологические процессы, во время которых происходит расщепление вредных веществ, их трансформация. Работа микроорганизмов зависит от множества факторов.

В некоторых случаях расщепление опасных веществ настолько незначительно, что эти цифры можно не брать в расчет. В других же ситуациях трансформация поступающих в почву посторонних соединений идет так быстро, что наступает баланс между поступлением и расщеплением.

В этом случае предел накопления вредных элементов зависит от равновесия между поступлением и удалением вследствие миграции. Особенности почвы, наряду с токсичностью и химической активностью, определяют ПДК вредных веществ в почве.

Сельскохозяйственные земли весьма многообразны по химическому составу в различных климатических зонах, в отличие от воздуха и воды. Поэтому для почв не могут быть установлены единые значения ПДК для всей страны.

Поступление опасных веществ из почвы к человеку

Вредные компоненты, находящиеся в почве, крайне редко попадают в организм человека непосредственно с почвой. Чаще это происходит через другие источники, контактирующие с почвой — растения, воздух, воду.

Поэтому особое внимание при определении предельно допустимых количеств уделяют тем токсинам, которые способны перемещаться в грунтовые воды и другие водоемы, в атмосферу. Некоторые вещества активно впитываются растениями через корни и накапливаются в различных органах — листьях, плодах, стеблях.

Человек получает вредные вещества из почв по следующим цепочкам:

• почва — растения (пища) — человек;
• почва — вода — человек; ;
• почва — воздух — человек.

ПДК — показатель, который помогает контролировать уровень безопасности почв и предотвращать попадание токсинов в организм человека.

Смотрите видео: Лекция – ПДК. Атмосфера, ее состав и основные загрязняющие вещества

Оценка загрязненности почв

Серьезное внимание уделяется расчету нормативов ПДК для солей тяжелых металлов, которые особенно сильно влияют на плодородие сельскохозяйственных земель, ингибируют жизнедеятельность почвенных обитателей — червей и микроорганизмов. От содержания ТМ зависит качество полученного урожая и его безопасность.

В почву, в отличие от воды и атмосферы, помимо промышленных загрязнителей, атмосферных осадков и поливных вод, поступают токсины и вместе с сельскохозяйственными удобрениями и пестицидами.

Чтобы выявить изменение уровня загрязненности почв, нужны длительные наблюдения. Лишь некоторые ядохимикаты способны быстро распадаться до неопасных элементов под действием внешних факторов.

Загрязненность почв оценивают раздельно в сельскохозяйственных зонах и в населенных пунктах. Определяя степень загрязнения, сравнивают фактическое содержание опасных веществ с ПДК и показателями вредности.

Почва — полноправный компонент биосферы и сложно организованная система. Она является средой обитания для множества организмов. Поэтому так важно следить за ее чистотой и не допускать накопления ядовитых веществ выше норм ПДК.

Все о ПДК почвы

На основе ПДК рассчитывают нормативы выбросов для опасных производств, оценивают ущерб и угрозы при авариях, осуществляют мониторинг экологической ситуации, определяют безопасность грунтов для сельскохозяйственной деятельности. В статье рассмотрим, что означает этот показатель, какие значения установлены для разных веществ и как их оценивают.

Что это и в чём измеряется?

Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в почве – это уровень содержания вещества, ниже которого оно не представляет угрозы для человека, других живых существ и экосистемы. Такой показатель применяется, так как с небольшим количеством техногенных загрязнителей почва может справиться за счёт естественных механизмов самоочищения (процессов разложения, гниения, окисления, минерализации). Но ресурсом почвы нельзя злоупотреблять и необходимо понимать, каковы границы возможного техногенного воздействия на среду. Для этого и необходимы стандарты.

Значение ПДК устанавливают экспериментально для каждого опасного вещества. Оно определяется в мг/кг массы сухого грунта и унифицировано для всех почв и всех видов территорий (сельскохозяйственных, городских, промышленных). Наряду с ним применяют второй важный показатель – ОДК (ориентировочно допустимые концентрации), которые рассчитаны с учётом различных типов почв. При официальном установлении ПДК/ОДК берут уровень в несколько раз больше фактически опасного.

Значения ПДК закреплены законодательно в ГОСТ, гигиенических и санитарных нормах и выступают основными критериями при оценке состояния окружающей среды.

Определение ПДК для почвы имеет свои особенности.

• Токсические вещества обычно попадают не напрямую (как из воздуха или воды), а обычно опосредованно. Различают влияние транслокационное (усваиваются растениями), миграционное (проникают в воду или воздух), общесанитарное (ухудшают качество почвы, влияют на биоценоз). Поэтому ПДК устанавливаются в первую очередь для веществ, не просто способных накапливаться в почве, а мигрировать из неё.
• Наибольшую опасность представляет не столько общий уровень содержания токсичного вещества (валовый показатель) в почве, сколько подвижная форма этого вещества (которую могут усваивать растения). Но на практике подвижную форму установить намного сложнее, чем просто замерить содержание вещества в грунте. Поэтому при замерах определяют обычно валовые значения, и нормативы ПДК рассчитываются для большинства веществ по этому показателю.
• Для разных типов почв фоновое содержание различных элементов сильно различается (например, для подзолистых почв фоновая норма меди – 15,3 мг/кг, а для чернозёмов – 28,9 мг/кг). Различается и способность почв к самоочищению. На состав и свойства почвы влияет также внесение удобрений и ещё множество других факторов.
• Почва способна длительное время накапливать токсиканты, прежде чем будет заметен негативный эффект, поэтому требуются не разовые замеры, а длительные исследования.

Таким образом, метод оценки, основанный на ПДК, имеет свои ограничения, так как не всегда позволяет учесть особенности грунта, климата, совокупное влияние различных опасных веществ. Поэтому в России и в мире ведутся постоянные исследования для совершенствования и расширения стандартов – рассчитываются значения для подвижных фракций веществ, для земель различных видов и назначения. Список веществ, для которых рассчитаны ПДК/ОДК пополняется и уточняется.

Предельно допустимая концентрация разных веществ

Основной документ, регламентирующий уровни ПДК для почвы – ГН 2.1.7.2041-06. В настоящее время он содержит нормы для 49 химических веществ.

Подвижная форма указана для 8-ми веществ 1 и 2 класса опасности. Значение ПДК равняется:

• кобальта – 5,0 мг/кг;
• марганца – от 60 до 700 мг/кг для разных типов почв и pH (валовой формы – 1500 мг/кг);
• меди – 3,0 мг/кг;
• никеля – 4,0 мг/кг;
• свинца – 6,0, валовая – 32,0 мг/кг;
• фтора – 2,8 мг/кг;
• трёхвалентного хрома – 6,0 мг/кг;
• цинка – 23,0 мг/кг.

Для остальных неорганических веществ и соединений веществ указана валовая форма ПДК:

• мышьяка – 2,0 мг/кг;
• ртути – 2,1 мг/кг;
• сурьмы – 4,5 мг/кг;
• ванадия – 150 мг/кг;
• шестивалентного хрома – 0,05 мг/кг;
• серы – 160 мг/кг;
• серной кислоты – 160 мг/кг.

Таким образом, значения с учётом типа почвы рассчитаны только для марганца. Ещё для 6 элементов (мышьяка, свинца, меди, никеля, цинка, кадмия) есть значения для разных грунтов, представленные как ОДК в стандарте ГН 2.1.7.2511-09. В случаях, когда унифицированный норматив ПДК/ОДК создать невозможно, используются отраслевые и региональные стандарты, методические указания регулирующих органов, где определены допустимые уровни различных веществ (например, железа, фенолов, хлоридов и других соединений).

При определении ПДК для органических веществ главная проблема состоит в том, что входящие в их состав соединения являются естественными компонентами почвы. Например, унифицированные стандарты ПДК для суммарного содержания нефти и нефтепродуктов разработать невозможно. В мировой практике существует несколько подходов к решению этой проблемы (учёт содержания органического углерода, разработка региональных стандартов для различных типов почв). Российские официальные стандарты основываются на подходе, в соответствии с которым учитывают неспецифические (неприродные) органические соединения и продукты переработки нефти. Существуют валовые нормативы ПДК для некоторых из них:

• бензапирена – 0,02 мг/кг;
• бензина – 0,1 мг/кг;
• бензола – 0,3 мг/кг;
• этенилбензола (стирола) – 0,1 мг/кг;
• метилбензола (толуола) – 0,3 мг/кг;
• метаналя (формальдегида) – 7,0 мг/кг;
• ксилола – 0,3 мг/кг.

Важным является вопрос разработки ПДК для удобрений и химикатов, многие из которых могут быть токсичными или приводить к ухудшению качества почвы при высоких концентрациях. ГН 2.1.7.2041-06 определяет, что ПДК минеральных удобрений контролируют:

• для комплексных гранулированных удобрений (КГУ) – по уровню нитратов в почве (не более 76,8 мг/кг);
• для жидких комплексных удобрений (ЖКУ) – по уровню подвижных фосфатов (не более 27,2 мг/кг).

Для пестицидов, учитывая их опасность, разработаны отдельные санитарные нормативы – ГН 1.2.3539-18, где определены ПДК для 603 веществ (цианидов, хлоратов, соединений ртути, меди, веществ органического происхождения) для различных сред, включая почву. Например:

• абамектин – 0,01 мг/кг;
• гамма-цигалотрин – 0,04 мг/кг;
• тефлутрин – 0,14 мг/кг;
• флубендиамид – 0,06 мг/кг;
• этилмеркурхлорид (гранозан) – 0,005 мг/кг (для почвы нет данных, установлен максимально допустимый уровень в продукции).

Оценка загрязнения почв

Стандартный перечень включает определение:

• тяжёлых металлов – свинца, кадмия, цинка, ртути, меди, никеля, а также мышьяка (не менее 7 компонентов);
• нефтепродуктов.

Если необходимо, делают расширенный анализ с учётом особенностей источника загрязнения. В некоторых случаях допускается исследование загрязнения только по одному веществу (выброс определённого вещества, авария).

Отбор проб почвы для исследования проводят по методике, которая определена ГОСТ. Для проверки на тяжёлые металлы пробы берут не менее чем раз в 3 года, забирая их с глубины 0-5 и 5-20 см, а для легко мигрирующих веществ – на всю глубину почвенного профиля.

При этом:

• для сельскохозяйственных земель берут пробы с каждых 0,5-20,0 га;
• для приусадебных участков делают 10 заборов проб с разных частей территории;
• для промышленных объектов делают замеры на площади, равной 3-кратной величине санитарной зоны вдоль векторов движения воздушных масс.

Также, в зависимости от типа территории, пробы берут в средах, через которые токсиканты могут попасть в организм человека (транслокационный показатель):

• для сельскохозяйственных земель исследуют ПДК в получаемой продукции (овощах, мясе);
• для городских территорий исследуют опасность заражения воздуха из-за испарения токсикантов с земли;
• для всех территорий оценивают риски загрязнения грунтовых вод.

Для оценки загрязнения почвы, в лаборатории отобранные точечные пробы смешивают и берут из полученного объёма 20 г для изучения.

Для определения тяжёлых металлов используют валовый метод. Подвижные формы определяют, используя различные вытяжки и буферные растворы. Также, если необходимо, могут применяться и другие методы: агрохимический, минералогический, механический, радиологический.

Оценка доли нефтепродуктов может осуществляться с помощью различных вытяжек, а также гравиметрическим, спектрографическим методом.

Определяя степень загрязнения для каждого вещества, сопоставляют его фактическое содержание с ПДК с одной стороны, и с другой – с фоновым содержанием. Для совокупности исследуемых элементов рассчитывают общий показатель загрязнения. В зависимости от полученного значения определяют степень опасности:

• до 16 – допустимая;
• 16-32 – умеренная;
• 32-128 – высокая;
• выше 128 – чрезвычайно высокая.

Дополнительно нужно учитывать, что опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности вещества, площадь и глубина поражения почвы, и чем ниже буферные свойства почвы.

По нормативам, почвы, загрязнённые в чрезвычайно высокой степени, должны быть вывезены и захоронены на специализированных полигонах.

Все о ПДК почвы смотрите в видео ниже.

ПДК в почве — важный показатель в деле охраны окружающей среды

Предельно допустимая концентрация вредных веществ в почве

При установлении величины ПДК в почве возникают определенные трудности. Она намного более устойчивый и плотный материал, в сравнении с водой или атмосферным воздухом.

В силу этого вредные химические вещества могут накапливаться в грунте, постепенно приближаясь к критическому порогу и, в конце концов, достигая предельно допустимых концентраций.

По этой причине при расчете ПДК выбросов промышленных предприятий главным является временной фактор. То есть, в течение какого времени работы предприятия в грунте прилегающих площадей накопится предельно допустимое количество вредных веществ.

Что такое ПДК в экологии? Не знаете? Читайте статью!

При этом в почве непрерывно идут микробиологические процессы, во время которых происходит расщепление вредных веществ, их трансформация. Работа микроорганизмов зависит от множества факторов.

В некоторых случаях расщепление опасных веществ настолько незначительно, что эти цифры можно не брать в расчет. В других же ситуациях трансформация поступающих в почву посторонних соединений идет так быстро, что наступает баланс между поступлением и расщеплением.

В этом случае предел накопления вредных элементов зависит от равновесия между поступлением и удалением вследствие миграции. Особенности почвы, наряду с токсичностью и химической активностью, определяют ПДК вредных веществ в почве.

Сельскохозяйственные земли весьма многообразны по химическому составу в различных климатических зонах, в отличие от воздуха и воды. Поэтому для почв не могут быть установлены единые значения ПДК для всей страны.

Гигиеническая оценка почв населенных пунктов

Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по двум показателям: коэффициенту концентрации отдельного химического вещества Кс

и суммарному показателю загрязнения
Zcпри наличии в почве нескольких загрязняющих компонентов.
Коэффициент концентрации химического вещества определяется отношением

– реальная концентрация данного химического вещества в почве, мг/кг;

– фоновая концентрация в почве данного вещества, мг/кг.

Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций загрязняющих почву химических элементов и выражается следующей формулой:

– число учитываемых химических элементов.

Поступление опасных веществ из почвы к человеку

Вредные компоненты, находящиеся в почве, крайне редко попадают в организм человека непосредственно с почвой. Чаще это происходит через другие источники, контактирующие с почвой — растения, воздух, воду.

Поэтому особое внимание при определении предельно допустимых количеств уделяют тем токсинам, которые способны перемещаться в грунтовые воды и другие водоемы, в атмосферу. Некоторые вещества активно впитываются растениями через корни и накапливаются в различных органах — листьях, плодах, стеблях.

Человек получает вредные вещества из почв по следующим цепочкам:

• почва — растения (пища) — человек;
• почва — вода — человек;
• почва — животные (мясо, молоко, яйца) — человек;
• почва — воздух — человек.

ПДК — показатель, который помогает контролировать уровень безопасности почв и предотвращать попадание токсинов в организм человека.

Смотрите видео: Лекция — ПДК. Атмосфера, ее состав и основные загрязняющие вещества

Свойства и основные функции фосфора для растений

Фосфор в жизни растений играет важную многоплановую роль. Как один из главных элементов питания организма растения он потребляется в виде солей ортофосфорной кислоты и солей полифосфорных кислот. После поступления в растение он сразу же включается в реакцию и включается в состав разных соединений. Наиболее важным моментом здесь выступает включение фосфора в состав кислот отвечающих за построение цитоплазмы и ядра клеток.

Он входит в состав веществ участвующих в процессе прорастания семян, обеспечивающих выделение ферментов отвечающих за рост растения. В тканях растений присутствует не только органический фосфор, здесь имеется большое количество неорганических фосфорных соединений, необходимых для создания резерва фосфора для синтеза других соединений обеспечивающих рост и жизнедеятельность клеток.

Фосфор в почве используется как удобрение

Соединения фосфора выполняют исключительно важную роль в обеспечении энергетического обмена внутри организма, в процессах деления и размножения клеток. Без фосфора невозможен углеводородный обмен, процессы фотосинтеза, поглощения углекислого газа и выделения кислорода.

Оценка загрязненности почв

Серьезное внимание уделяется расчету нормативов ПДК для солей тяжелых металлов, которые особенно сильно влияют на плодородие сельскохозяйственных земель, ингибируют жизнедеятельность почвенных обитателей — червей и микроорганизмов. От содержания ТМ зависит качество полученного урожая и его безопасность.

В почву, в отличие от воды и атмосферы, помимо промышленных загрязнителей, атмосферных осадков и поливных вод, поступают токсины и вместе с сельскохозяйственными удобрениями и пестицидами.

ПДК — Определение и характеристика:

Чтобы выявить изменение уровня загрязненности почв, нужны длительные наблюдения. Лишь некоторые ядохимикаты способны быстро распадаться до неопасных элементов под действием внешних факторов.

Загрязненность почв оценивают раздельно в сельскохозяйственных зонах и в населенных пунктах. Определяя степень загрязнения, сравнивают фактическое содержание опасных веществ с ПДК и показателями вредности.

Почва — полноправный компонент биосферы и сложно организованная система. Она является средой обитания для множества организмов. Поэтому так важно следить за ее чистотой и не допускать накопления ядовитых веществ выше норм ПДК.

Фосфор в природе

Как известно фосфор чрезвычайно подвижный элемент, который в чистом виде практически нигде не встречается. Дело в том, что он легко вступает в химическую реакцию с другими химическими веществами и образует большое количество органических и неорганических соединений

Фосфорные соединения

Самым важным, из ряда фосфорсодержащих соединений, выступает кальциевая соль фосфорной кислоты. Это соединение добывается в виде минералов. К числу фосфорсодержащих минералов относится и апатит. Фосфор входит в состав белковых веществ животного и растительного происхождения. Самое большое количество его содержится в костях позвоночных живых организмов в виде фосфата кальция.

В чистом виде он был впервые выделен в 17 веке Брандом, известным алхимиком.

Фосфор один из важнейших элементов питания растений. Здесь задействуются анионы солей ортофосфорной кислоты. Вторым по важности соединением, в котором содержится полезный для организмов растений фосфор выступает соли полифосфатных кислот, отвечающих за образование новых органических соединений.

Формы фосфора в почве

По разным оценкам содержание фосфора в почве колеблется от 0,01 до 0,3% общей массы. Процентное содержание минерала зависит от состава пород которые были источником почвы. Чем больше фосфорсодержащих минералов в родительской форме породы, тем больше процент его содержания и в современном состоянии почвы.

Фосфор в почве в больших количествах содержится в грунте богатым гумусом. Из этого нетрудно сделать вывод, что наибольшее количество фосфора содержится в богатых черноземах, а наименьшее в песчаных и подзолистых.

Основными формами фосфора в почве выступают минеральная и органическая формы. В минеральной форме фосфор представлен в форме первичных минералов гидроксилапатита и фторапатита. В виде органических соединений входит в состав гумуса и разлагающихся остатков животных, растений и микроорганизмов.

В первом, неорганическом виде в почве фосфор растениями не усваивается, а вот подвижный фосфор в почве, вступающий в реакцию с другими веществами усваивается очень хорошо. Основным продуктом получающимся из первичного соединения в виде минералов является образование солей ортофосфорной кислоты, они и являются основным источником фосфора для питания растений.

По разным оценкам общий баланс фосфора в почвах может составлять 300 кг на 1 гектаре для слабых и истощенных почв и около 9 тонн для богатых черноземов.

ПДК некоторых вредных веществ в почве

Способы оптимизации уровня элемента в почве

Основным действенным способом оптимизации фосфора в почве выступает внесение минеральных и органических удобрений.

Наиболее востребованным удобрением фосфорсодержащей группы является простой или двойной суперфосфат. Этот вид удобрений отлично растворяется в воде и поэтому быстро становится доступным для растений.

Вторым по популярности и действенности видом удобрений выступает класс удобрений слаборастворимых в воде, но хорошо растворимых в кислотах. Примером такого удобрения может быть преципитат, некоторые виды термофосфатов. Несмотря на нерастворимость в воде фосфор в этих удобрениях находится в доступной для растения форме.

Третьим, видом удобрений выступают удобрения, которые плохо растворяются как в воде, так и в кислотах. Эти удобрения имеют специфический долгий срок действия и несмотря на труднодоступность для растений также используются для улучшения качества почв. Костяная мука или фосфоритная мука применяются для комплексного решения проблемы повышения плодородия почв.

Фосфорные удобрения в большинстве своем производятся путем термической обработки природных фосфатов в результате чего получаются соли ортофосфорной кислоты. В большинстве своем фосфорсодержащие удобрения являются концентрированными формами двойного суперфосфата или сложных комплексных удобрений. Аммофос, нитроаммофоска наиболее известные названия этих удобрений.

Другой не менее продуктивный метод повышения содержания фосфора в грунте является внесение органических удобрений

Источник https://strazhchistoty.ru/ecology/pdk/pdk-v-pochve.html

Источник https://stroy-podskazka.ru/pochva/pdk/

Источник https://etnoperm.ru/ekoproblemy/gn-pochva.html