Анализ информативности интегральных показателей химического загрязнения почв при оценке состояния территорий

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Охрана окружающей среды


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

[гиена и санитария 1/2012
Таблица 3
Средний эквивалентный уровень звука в салонах вагонов
Тип электросоставов Расположение линии Цк* дБА Превышение L, дБА
ЕЖ-3 Подземное 87,1 ± 4,2 17,1 ± 2,4
Смешанное 83,8 ± 3,6 13,8 ± 4,2
Открытое 79,1 ± 2,7 9,1 ± 3,3
Номерные Подземное 83,9 ± 4,1 13,9 ± 4,0
(81. 714- 81. 717- 81. 717−5М) Смешанное 80,8 ± 1,1 10,8 ± 2,2
Открытое 76,7 ± 2,3 6,7 ± 2,1
& quot-Русич"- Подземное 76,7 ± 2,3 6,7 ± 3,1
(с кондиционером) Смешанное 74,8 ± 2,2 4,8 ± 2,1
Открытое 71,4 ± 0,5 1,4 ± 0,8
& quot-Русич"- Подземное 74,5 ± 3,4 4,5 ± 1,1
(без кондиционера) Смешанное 73,6 ± 1,2 3,6 ± 0,9
Открытое 70,8 ± 0,2 0,8 ± 0,2
& quot-Яуза"- Подземное 77,8 ± 3,1 7,8 ± 1,1
85 и 100 дБА соответственно [3], а по ГОСТ Р 50 850−96 установлено общее ограничение в 90 дБА [1].
Эти различия приводят к тому, что если оценку уровня звука на станциях метрополитена оценивать по СНиП 32−02−2003, то несоответствие требованиям выявляется в 2,5% случаев, по ГОСТ Р 50 850−96 — в 9%, а по СП 2.5. 1337−03 — в 93% всех проведенных исследований.
Различие нормируемых уровней звука в указанных документах способствует тому, что уже на этапе проектирования станций метрополитена и новых подвижных составов закладываются параметры уровня звука, значительно превышающие допустимые значения, указанные в СП 2.5. 1337−03. В итоге даже на новых станци-
ях и в новых составах уровень шума будет превышать нормируемые величины, принятые в стране. выводы
1. Наиболее значимым из физических факторов, влияющих на здоровье пассажиров и персонала метрополитена, является шум, основные источники которого — подвижные составы и пассажиропоток. Превышение допустимых и предельно допустимых уровней звука зависят в основном от частоты движения составов и интенсивности пассажиропотока, типа составов, расположения линий метрополитена.
2. Нормирование шума в метрополитенах по регламентирующим документам имеет существенные различия в определении допустимых и предельно допустимых уровней. Эти различия приводят к завышенному уровню звука при проектировании и строительстве новых станций и производстве подвижных составов.
3. Необходима разработка новых редакций санитарных, строительных норм и правил, стандартов, относящихся к метрополитенам, с позиций унификации требований и соответствия санитарному законодательству Российской Федерации.
Литер атура
1. ГОСТ Р 50 850−96. Государственный стандарт Российской Федерации. Вагоны метрополитена. Общие технические условия. — М., 1996.
2. Кривуля С. Д., Капцов В. а., Суворов С. В. Железнодорожная экогигиена. — М., 2001.
3. СНиП 32−02−2003. Строительные нормы и правила РФ. Метрополитены. — М., 2004.
4. СП 2.5. 1337−03. Санитарные правила эксплуатации метрополитенов. — М., 2003.
5. Gershon R. R., Qureshi К. A., Barrera M. A. // J. Urban. Hlth. -2005. — Vol. 82, N 1. — P 10−20.
Поступила 27. 05. 11
© Н. А. БОГДАНОВ, 2012 УдК 614. 771−07:519. 24
Н. А. Богданов
анализ информативности интегральных показателей химического загрязнения почв при оценке состояния территорий
Институт географии РАН, Москва
Анализом информативности интегральных показателей химического загрязнения почв при диагностике состояния земель разного функционального назначения установлено: наибольшая достоверность сведений о структуре и степени загрязнения территорий обеспечивается показателем, опирающимся на гигиенические нормативы (индекс загрязнения почв — ИЗП). Показатель Zc, ориентированный на фоновое содержание микроэлементов, во многом субъективен и неприемлем в сложных почвенно-геохимических условиях, где невозможен выбор регионального фона (железная дорога, Карельский перешеек). ИЗП учитывает в оценках не только микроэлементы, но и другие гигиенически нормируемые вещества (As, Hg, подвижные формы металлов, углеводороды и др.). Количество гигиенически опасных литохимических аномалий, выявляемых с его помощью, в несколько раз больше, чем фиксируемых Zc (поселки, дельта Волги).
Ключевые слова: почвы, химическое загрязнение, интегральные показатели, оценка состояния территорий
N. A. Bogdanov — ANALYSIS OF THE INFORMATIVE VALUE OF INTEGRAL INDICATORS OF CHEMICAL SOIL CONTAMINATION IN THE EVALUATION OF THE STATUS OF AREAS
Institute of Geography, Academy of Sciences, Moscow
Богданов H. А. — д-р геогр. наук, вед. науч. сотр. лаб. геоморфологии (nabog@inbox. ru).
10
The analysis of the informative value of integral indicators of chemical soil contamination in the diagnosis of the status of lands used for different functional purposes has ascertained that the highest validity of information on the pattern and degree of area pollutions is achieved using by the indicator based on hygienic standards (soil pollution index (SPI)). The Xc index based on the background content of trace elements is largely subjective and unacceptable in complex soil geochemical conditions where the regional background (a railway, the Karelian Isthmus) cannot be chosen. SPI accounts for the values of not only trace elements, but also other hygienically regulated substances (As, Hg, mobile forms of metals, hydrocarbons, etc.). The quantity of hygienically dangerous lithochemical anomalies found by means of SPI is several times greater than that by means of Zc (settlements, the Volga delta).
Key words: soils, chemical contamination, integral indicators, evaluation of the state of areas
В комплексных оценках экологического состояния территорий важным моментом является диагностика химического загрязнения почв по интегральным показателям. Способ нормирования веществ позволяет подразделить показатели на: а) жогеохиминеекие, использующие фоновое содержание (интегральный показатель полиэлементного загрязнения [4], индекс загрязненности почв [5]) — б) эколого-гигиенические, опирающиеся на фон, но с гигиенически обоснованной шкалой опасности загрязнения (суммарный показатель загрязнения почв микроэлементами — Zc [6]) — в) гигиенические — на нормативные лимитирующие показатели (индекс загрязнения почв — ИЗП [3]).
Информативность о степени и структуре химического загрязнения земель показателя [4] во многом не только дублирует Zc, но и ограничена шестью веществами-индикаторами. Сравнение чувствительности оценок загрязнения антропогенно измененных почв в Южном Прибайкалье (всего по региону отобрано 150 поверхностных проб из горизонта 0−10 см) с применением упомянутых выше критериев (кроме ИЗП [3]) дало повод коллективу исследователей [1] отдать предпочтение в информативности показателям, использующим фоновые концентрации веществ.
Цель работы — сравнить информативность интегральных показателей загрязнения почв при оценках гигиенического состояния земель разного функционального назначения.
Объекты сравнения — показатели Zc [6] и ИЗП [3]. Широкое применение Zc не исключает ряда недостатков показателя:
а) изначальная его ориентированность (разработчики — Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов — ИМГРЭ, конец 1980-х годов) на атомно-эмиссионный приближенно-полуколичественный анализ (ПКСА, до 40 микроэлементов, V категория точности: инструкция НСАМ № 227−0, ОСТ 41−09−212−82). В расчеты не могут быть включены количественно определяемые микроэлементы (Hg, Cd, As и др., подвижные формы металлов), а также углеводороды, азотистые соединения и др. -
б) определение понятия «фон» при современной смысловой его размытости («местный», «загрязнения»
и т. п.) не лишено субъективности. Степень ее зависит от многих факторов — правильности выбора фоновых участков, представительности и достоверности отбора проб, квалификации специалиста его производящего, методов расчета фонового содержания (простым осреднением или вычислением генерального среднего) и т. п. В некоторых случаях определение фона и вовсе невозможно в связи со спецификой геологогеоморфологических и почвенно-геохимических условий [3]-
в) выбор расчетного спектра приоритетных микроэлементов, отражающий особенности загрязнения территории, также не лишен субъективизма.
Вычисления ИЗП опираются на нормативные «реперы», имеющие свои недочеты. Они связаны с несовершенством методологии разработок предельно и ориентировочно допустимых концентраций веществ (ПДК и ОДК соответственно). Недостатки подробно обсуждаются в работах [2, 7].
Зонирование по токсикологическим характеристикам грунта позволяет гигиенически обоснованно зонировать территорию по степени опасности проживания. Показатель вычисляется по формуле: ИЗП = 2m (C/ СПдК)/и, где в скобках — отношение содержания вещества в точке отбора пробы к нормативу, n — любое, но фиксированное для оцениваемой площади количество ингредиентов, обеспечивающее сравнимость результатов оценки на данной территории. Значения ИЗП & gt- 1,0 диагностируют «загрязненный» грунт, сигнализируя о неблагополучном состоянии окружающей среды и обосновывая возможную ремедиацию почв [3].
Материалы и методы
Объект № 1 — участок железной дороги «Санкт-Петербург-Выборг-Бусловская» и «Советский-Приморск», где ИЗП успешно апробирован и прошел государственную экологическую экспертизу в составе материалов по экологическому сопровождению проекта реконструкции под скоростное движение поездов (более 100 км пути на Карельском перешейке). Нарушенный грунт полосы отвода (радиус 100 м от полотна балласта пути) и почвы прилегающих окрестностей обследованы на пяти ключевых ландшафтно-геохимических
Таблица 1
Модель зональности эколого-гигиенического состояния полосы отвода участков железной дороги «Санкт-Петербург-Бусловская» и «Советский-Приморск» на Карельском перешейке: средние значения индекса загрязнения поверхностного горизонта почв, иЗП (Ообщ, N^, SO4−2, нефтепродукты, бенз (а)пирен, Hg, Cd, Pb, V, As и подвижные формы Ni, Zn, Cu, Cr)
Железнодорожное полотно Зональность химического загрязнения в полосе отвода
западная часть полосы (наветренная) восточная часть полосы (подветренная)
Зоны, м 100−120 32−47 16−20 5−12 3−10 15−20 25−75 95−120
ИЗП 0,81 0,92 1,34 1,00 1,84 1,85 1,23 1,17
Категория загрязнения грунта Проблемный Загрязненный Загрязненный
11
[гиена и санитария 1/2012
Таблица 2
Соотношение статистических характеристик интегральных показателей загрязнения почвогрунта: урбанизированные территории в дельте волги
Поселок, общее количество проб (N), площадь обследования r * N Характеристики и показатели в рамках категорий загрязнения грунта по традициям значений ИЗП* Количество аномалий с опасным уровнем загряз нения почв, выявленных показателями, шт.
& lt- 0,75 чистый 0,75−1,0 проблемный & gt- 1,0 загрязненный
Мумра, 180 проб, 11 км² ИЗП. = 0,51 средн ' ИЗП = 0,85 средн. ИЗП = 1,59 средн. ИЗП & gt- 1,0 Zc & gt- 32
п = 86% п = 7,3% п = 6,7%
0,95
r = 0,84 r = 0,40 r = 0,93 12 3
Zc = 7,9 (-2,8−19) Zc = 16,7 (10,3−21,6) Zc = 36,2 (4,3−84)
Оранжереи, 102 пробы, 9,2 км² ИЗП = 0,47 средн. ' ИЗП = 0,83 средн. ИЗП = 1,20 средн.
п = 88% п = 6% п = 6%
0,79 65
r = 0,86 r = -0,81 r = 0,52
Zc = 6,9 (-0,6−18,2) Zc = 24 (4,9−65,6) Zc = 32,5 (10,9−44)
Трудфронт, 65 проб, 2,5 км² ИЗП = 0,48 средн. ИЗП = 0,83 средн. ИЗП = 1,29 средн.
п = 78% п = 14% ох ОО II К
0,95 51
r = 0,92 r = 0,52 r = -0,18 п 7
Zc = 7,5 (0,1−16) Zc = 19,7 (12−28) Zc = 30,1 (25,4−38,3)
Примечание. * - парная корреляция значений ИЗП-Zc по всей выборке проб (N) — ** - п — доля проб в данной градации значений ИЗП, %- r — корреляция значений ИЗП-Zc для количества проб п в этой градации ИЗП-
Zc — среднее (амплитуда) значений в пределах выборки проб, п.
профилях (вкрест простирания пути). Всего отобрано 90 проб почвогрунта. Оптимальный спектр поллютантов, характерный для воздействия подвижного состава ж/д, ограничился веществами: Соб, N SO4−2, нефте-
продукты, бенз (а)пирен, As и Hg, Cd, Pb, V, подвижные формы Ni, Cr, Cu, Zn (количественно определены в аттестованных лабораториях ВИМС, ВНИИА им. Д. Н. Прянишникова).
Специфика природных условий в районе работ выразилась в типовой мелкоконтурности, пятнистости механического состава и различиях сорбционных свойств материнских пород и почв (подверженных загрязнению и от внешних источников). Данные обстоятельства исключили возможность как выбора единого регионального уровня фоновых концентраций для обеспечения кондиционности оценок на профилях, так и использования показателя Zc. Но благодаря принципу расчета ИЗП удалось добиться сравнимости результатов оценок загрязнения на столь протяженном участке пути, функционирующего в таких неоднородных условиях. С применением ИЗП построена и обобщенная модель зональности эколого-гигиенического состояния полосы отвода (табл. 1).
Весь подветренный (восточный) сектор этой полосы и часть прилегающих территорий оказались на модели в категории «загрязненного» грунта (на удалении до 120 м от полотна дороги). С наветренной (западной) стороны такое состояние исследованной полосы наблюдалось в ближней к полотну зоне (20 м). На большем удалении от железнодорожного полотна (32−120 м) простиралась вдоль пути зона незагрязненного, но гигиенически «проблемного» грунта в интервале значений ИЗП = 0,75−1,0.
Объект № 2 — 20 поселков городского типа (ПГТ площадью 2,5−11 км2), расположенных по берегам главного дельтовидного рукава р. Волги. На урбанизированных территориях по регулярной сети (200×200 м) отобраны сотни поверхностных проб почв
(табл. 2). Массовое определение в них микроэлементов — методом ПКСА, а Hg и As — количественными методами анализов (в аттестованных лабораториях Бронницкой геолого-геохимической экспедиции, Геологического института РАН, ИМГРЭ). Микроэлементы нормировались как на региональный фон [3], так и на гигиенически обоснованные уровни ПДК, ОДК и лимитирующий показатель 0,3 мг/кг, принятый для Hg в Западной Европе [2]. Загрязнение оценивалось, а его картина сравнивалась по интегральным показателям Zc (MnCrVNiCoCuAgZnPbSn) и ИЗП (VZnPbHgAs). Последний из них, кроме главных ингредиентов Zc, включал и высокотоксичные поллютанты. В трех населенных пунктах проявились статистически значимые количества проб с опасными уровнями загрязнения.
результаты и обсуждение
Исследованием установлено, что (табл. 2, см. рисунок а, б):
а) ориентировочные градации ИЗП соответствуют категориям загрязнения по Zc (средние значения) — допустимой (& lt- 16), умеренно опасной (16−32) и опасной (& gt- 32) —
б) в градациях ИЗП & lt- 0,75 и ИЗП & gt- 1,0 сосредоточено 78−88 и 6−8% проб соответственно независимо от площади ПГТ-
в) между значениями ИЗП и Zc выявлена тесная прямая зависимость (г = 0,79−0,95). Но в градации ИЗП & gt- 1,0 она может и вовсе отсутствовать (г = -0,18), что свидетельствует — о возможном несоответствии количества, местоположения (структуры) гигиенически опасных очагов накопления и степени загрязнения почв в ореолах, выявленных данными показателями-
г) сведения о характере комплексного загрязнения урбанизированной территории с использованием показателя ИЗП более информативны, чем таковые, полученные по значениям Zc (даже при тесной их взаимосвязи r = 0,93). Например, в пос. Мумре и его окрестностях с
12
Структура распределения гигиенически опасных очагов загрязнения почв урбанизированных территорий микроэлементами с использованием интегральных показателей Zc (а) и ИЗП (б): поселки Мумра, Товарный, Бакланий, Зюзино (Икрянинский район Астраханской области). 1 — точки отбора проб почвогрунта и максимальные значения показателей в аномалиях- 2 — котельные- 3 — рабочие зоны промышленных и хозяйственных объектов.
помощью ИЗП выявлено в 4 раза большее количество токсичных литохимических очагов (диаметром до 300 м в значениях ИЗП & gt- 1,0) накопления микроэлементов (см. рисунок, б), чем таковых опасного уровня загрязнения почв, фиксируемых значениями Zc & gt- 32 (см. рисунок, а).
Таким образом, интегральные гигиенические показатели, опирающиеся на нормативы, зачастую безальтернативны для диагностики состояния территорий и обеспечивает большую информативность о степени и структуре химического загрязнения почв, чем экогеохимические и эколого-гигиенические, использующие во многом субъективные данные о фоновом содержании веществ.
Литература
1. Белых Л. и., Рябчикова И. А., Серышев В. А. и др. // Геохимия биосферы: Тезисы докл. Международной науч. конф., Москва). — Смоленск, 2006. — С. 64−65.
2. Бессонов В. в., Янин Е. П. // Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики. — М., 2005. — С. 160−180.
3. Богданов Н. А. Экологическое зонирование: научно-
методические приемы (Астраханская область). — М., 2005.
4. Воронцов А. М. Обобщенные показатели состояния в системе индексов качества природных сред: проблемы и перспективы // Экол. химия. — 2004. — Т. 14,№ 1. — С. 1−10.
5. ГОСТ 17.4.3. 06−86. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ. — М., 1987.
6. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов по их содержанию в снежном покрове и почве. Главное санитарнопрофилактическое управление МЗ СССР: Утв. 15 мая 1990 г. ,№ 5174−90. — М., 1990.
7. Экологическое нормирование, сертификация и паспортизация почв как научная основа рационального землепользования: Материалы докл. Международной науч. -практ. конф. -М., 2010.
Поступила 03. 03. 11
13

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой