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.

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.

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.

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).

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.

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.

Все о ПДК почвы смотрите в видео ниже.