Химическое загрязнение городских земель

Химическое загрязнение земель – это изменение их химического состава в результате антропогенной деятельности, способное вызвать ухудшение качества земель, что в конечном итоге отрицательно влияет на здоровье проживающих на территории людей. Оно относится, в соответствии с причиной возникновения, к техногенным негативным процессам. Бывает, в зависимости от территориального охвата, глобальным, региональным и локальным (импактным); оценивается по загрязнению почв или снежного покрова, а в отдельных случаях - и воздуха.

Главными источниками химического загрязнения земель являются выбросы в атмосферу от функционирования стационарных источников (промышленных предприятий и объектов энергетики) и мобильных источников (автомобилей), поэтому существует тесная связь между загрязнением земель, почв и воздуха. Химическое загрязнение земель часто бывает и следствием их захламления.

Этот процесс, в силу своего исключительно важного, хотя и негативного значения для городской среды, имеет развитую нормативно-правовую базу для его оценки и анализа, в том числе и действовавшую на самом высоком уровне - государственные стандарты. В основном процесс загрязнения городских земель (почв и ландшафтов в целом) химическими веществами исследуется в крупных промышленных городах и агломерациях; имеется положительный опыт Великобритании, Германии, Японии, а в нашей стране в городах, имеющих развитый промышленно-экономический потенциал.

Основным методом, применяемым при мониторинге химического загрязнения земель, является повторное картографирование, но в последнее время получает распространение и дистанционное зондирование.

Загрязненные земли и почвы содержат физические, химические и биологические агенты, отрицательно влияющие на окружающую природную среду и здоровье населения. Количество загрязняющих веществ (поллютантов) находится в них выше фоновых или установленных нормативами как предельно допустимая концентрация (ПДК). Эти земли подлежат контролю загрязнения, т.е. для них проводятся периодические проверки соответствия фактического содержания химических загрязняющих веществ в почве установленным нормам и требованиям.

В Российской Федерации гигиенические нормативы содержания химических веществ в почве вводятся в действие постановлением главного государственного санитарного врача РФ. В настоящее время действуют ПДК химических веществ и пестицидов в почве. Федеральным законодательством об охране окружающей среды (Об охране…, 2002) предусмотрено также природоохранное нормирование, но к настоящему времени опыт разработки таких нормативов в части почв практически отсутствует.

Загрязняющее почву химическое вещество, которое подлежит контролю в первую очередь, называется приоритетным. К таким относят для условий города соединения тяжелых металлов (Pb, Hg, Cd, Zn, Cu, Co, Ni), мышьяка, некоторых углеводородов, бенз/а/пирен и др.

Пробоотбор для анализа процесса химического загрязнения земель осуществляется по точкам полностью или случайно упорядоченной схемы опробования. Масштабы выбираемой схемы аналогичны применяемым при анализе подтопления. В каждой точке опробования при оценке загрязнения характеризуется уровень ее загрязнения. Это делается путем расчета суммарного показателя концентраций по формуле:

где Кк_i – коэффициент концентрации i-го элемента относительно фона, Кк_i=С_i/Сф_i; С_i – фактическое содержание i-го элемента в пробе, мг/кг; Сф_i – фоновое содержание i-го элемента, мг/кг; i – номер загрязняющего вещества (i=1,..., n); n – количество загрязняющих веществ.

Таблица 7.3.

Шкала для оценки загрязнения городских земель химическими веществами (по загрязнению почв)

Величина СПК Zc	Уровень загрязнения	Категория загрязнения почв	Оценка экологической обстановки	Показатели здоровья населения в очагах загрязнения
Менее 16	Минимальный (слабый)	Допустимая	Удовлетворительная	Низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота функциональных отклонений
От 16 до 32	Средний	Умеренно опасная	Напяженно критическая	Увеличение общей заболеваемости
От 32 до 128	Сильный (высокий)	Опасная	Кризисная	Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями и нарушениями функционального состояния сердечно-сосудиситой системы
Более 128	Максимальный	Чрезвычайно опасная	Катастрофическая	Увеличение общей заболеваемости детей, нарушение репродуктивных функций женщин (токсикозы беременности, преждевременные роды, гипотрофия новорожденных)

Комплексный анализ загрязнения земель в случае присутствия в почве ряда загрязняющих веществ осуществляется на основании расчета суммарного показателя концентраций химических элементов, находящихся в почве в аномальных количествах (СПК, или Z_С). Известны его апробированные связи с показателями здоровья населения (табл. 7.3.).

По величине Z_С определяется уровень и категория загрязнения (табл. 7.3.), после чего проводится выделение зон с одинаковыми уровнями загрязнения.

Химическое загрязнение земель Москвы охарактеризовано в табл. 7.4. (О состоянии…, 2001). Анализ данных показывает, что свыше половины территории города характеризуется низким уровнем загрязнения и удовлетворительной экологической обстановкой. На почти четверти площадей зафиксирован средний уровень загрязнения и на четверти же - высокий и максимальный уровни загрязнения, сопровождающиеся повышенным риском для здоровья проживающего здесь населения.

Таблица 7.4

Распределение земель с различными уровнями загрязнения на территории г. Москвы (по СПК) 2001г.

Административный округ	Обследованная площадь, км^2	Площадь с соответствующим уровнем СПК, % (км^2)
<16	16-32	32-128	>128
Центральный	64.2	22 (14)	28 (18)	41 (26)	9 (6)
Северный	104.6	58 (60)	20 (21)	20 (21)	2 (2)
Северо-Восточный	100.6	44 (44)	25 (25)	26 (26)	5 (5)
Восточный	152.3	33 (51)	30 (45)	26 (40)	11 (16)
Юго-Восточный	118.0	35 (41)	25 (30)	27 (32)	13 (15)
Южный	130.5	70 (90)	19 (25)	9 (12)	2 (3)
Юго-Западный	110.5	78 (85)	15 (17)	5 (6)	2 (2)
Западный	142.5	73 (104)	13 (19)	12 (17)	2 (2)
Северо-Западный	92.6	38 (36)	26 (23)	25 (23)	11(10)
всего по г. Москве	1015.8	52 (528)	22 (223)	20 (203)	6 (61)

Земли северной части города более стабильны в отношении загрязнения, чем южной части. На значительной части южных территорий проявилась способность почв не только аккумулировать загрязняющие вещества, но и частично самоочищаться. Несколько увеличились площади с удовлетворительной экологической обстановкой, в основном за счет снижения уровня загрязнения в южной и юго-западной частях города. Уменьшилась площадь зон высокого и максимального уровней загрязнения почв. Эти выводы подтверждены и анализом результатов отдельных обследований, проведенных в 2003-2006 г.г.

Наиболее вероятно, что такую ситуацию формирует значительное снижение выбросов промышленными предприятиями, что обусловлено не столько изменением технологий опасного в отношении химического загрязнения производства, сколько его общим спадом в 1990-х - первой половине 2000-х годов. Вместе с тем, наблюдается увеличение интенсивности загрязнения на землях новостроек в северной, северо-западной и других частях города. Таким образом, взаимосвязь между экологическим состоянием городской среды и положением дел в экономике на примере загрязнения проявляется достаточно четко.

Охрана земель от химического загрязнения предусматривает разнообразные меры (Экологические…, 2004; Manual…, 2002). Ведущими профилактическими мерами борьбы с загрязнением земель являются архитектурно-планировочные решения, в результате которых производственные территории, промышленные зоны и земельные участки отдельных производственных предприятий отделяются от селитебных и ландшафтно-рекреационных территорий санитарно-защитными зонами (СЗЗ). Последние служат буферными территориями для снижения отрицательного воздействия предприятий с технологическими процессами, являющимися источниками негативного воздействия на среду обитания и здоровье человека (Санитарно-защитные…, 2003).

Защитными (компенсационными) мероприятиями на стадии эксплуатации производственных предприятий являются внедрение газо- и пылеочистных установок (ГОУ) и модернизация технологии производств на стационарных источниках загрязнения, а также уменьшение выбросов от автотранспорта. К радикальным защитным могут быть отнесены мероприятия по реконструкции и перепрофилированию вредных производств вплоть до их ликвидации или вывода за пределы городской черты. Кроме того, важно вести постоянную локализацию и ликвидацию захламления земель как потенциальных источников загрязнения.

К реабилитационным мероприятиям относится рекультивация земель с полной или частичной заменой загрязненных почв и грунтов на соответствующие нормативам качества. Важной составляющей рекультивации загрязненных земель является ремедиация почв (в т.ч. био- и фиторемедиация) – система мероприятий по восстановлению состояния почв, подвергшихся химическому загрязнению, до нормативного состояния. Выбор технологии ремедиации почв производится с учетом специфических особенностей загрязняющих веществ, путей его переноса, особенностей местоположения и свойств реабилитируемого участка и т.п. Существующие методы ремедиации и детоксикации почв подразделяются на 2 основные группы: деконтаминации и локализации.

Методы деконтаминации подразумевают реальное удаление (уменьшение) загрязняющих веществ как на месте (in situ), так и при извлечении и очистке (утилизации) вне данного участка (ex-situ). Выбор конкретного метода зависит от типа и размеров загрязнения, свойств участка и стоимости работ.

При помощи методов локализации (закрепления) загрязняющее вещество не удаляют из почв и грунтов, грунтовых вод или других объектов, но предотвращают их распространение, контакт с окружающей средой и людьми. При практической реализации данных методов обязательным является организация системы мониторинга загрязненных сред.

Порядок использования земель, подвергшихся химическому и радиоактивному загрязнению, установления охранных зон, сохранения находящихся на этих землях жилых домов, объектов производственного назначения, объектов социального и культурно-бытового обслуживания населения, проведения на этих землях восстановительных работ определяется Правительством РФ с учетом нормативов предельно допустимых уровней химического и радиационного воздействия (Правила…, 2004).

Контрольные вопросы.

1. Что такое процесс химического загрязнения земель, и каковы его последствия?

2. С помощью каких количественных показателей диагностируется химическое загрязнение земель? Какие оценочные шкалы описывают опасность данного процесса?

3. В чем заключается мониторинг негативных процессов (покажите на примере химического загрязнения)?

4. Дайте характеристику способов охраны земель от последствий данного процесса.