способ подразделения территории исследования на классы экологогеологического состояния.
Интегральная оценка состояния ландшафта с учетом современных методических подходов может формироваться на базе использования комплекса показателей, в частности:
I.Санитарно-гигиенический подход на величинах нормативных предельно допустимых концентраций.
II. Геохимический подход на величинах суммарных показателей химических загрязнений Zс для литогеохимических аномалий и почв.
III. Биогеохимический подход – на значениях пороговых концентраций.
I. Санитарно-гигиенический подход оценки состояния эколого-геохимических условий
Санитарно-гигиенический подход базируется на величинах нормативных ПДК согласно ГН 2.1.7.020 94 (табл. 10).
|
|
|
|
Таблица 10 |
|
Предельно и ориентировочно допустимые концентрации |
|||||
|
|
|
|
|
|
Элемент |
Класс |
Кларковое |
ПДК* (ОДК**) |
||
|
опасности |
содержание в |
Группа почв |
|
|
|
|
почвах, |
песчаные |
суглинистые |
|
|
|
мг/кг |
|
|
|
Рb |
1 |
35 |
32 |
130 |
|
Zn |
1 |
90 |
55 |
220 |
|
Сг |
2 |
70 |
100 |
100 |
|
Сu |
2 |
30 |
33 |
132 |
|
Ni |
2 |
50 |
20 |
80 |
|
Мо |
2 |
10 |
5 |
10 |
|
Примечания:
*– ПДК химических веществ в почве.
**– ОДК (ориентировочно допустимые концентрации) тяжелых металлов
имышьяка в почвах.
31
Оценка ландшафта по санитарно-гигиеническим критериям осуществляется с учетом класса опасности элементов и величины превышения ПДК (ОДК). Общая схема оценки уровня загрязнения почв в зависимости от величины превышения ПДК приведена в табл. 11.
Таблица 11
Классификация уровня загрязнения почв в зависимости от величины превышения ПДК химических веществ
Класс |
|
Класс состояния ландшафта |
|
||
опасности |
|
|
|
|
|
Удовлетво- |
Условно |
Неудовле- |
Катастрофическое |
||
элементов |
|||||
|
рительное |
удовлетворительное |
творительное |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
До 1 ПДК |
1…2 ПДК |
2…3 ПДК |
Более 3 ПДК |
|
|
|
|
|
|
|
II |
До 1 ПДК |
1…5 ПДК |
5…10 ПДК |
Более 5 ПДК |
|
|
|
|
|
|
|
II. Геохимический подход оценки состояния эколого-геохимических условий
В качестве критерия оценки эколого-геохимического состояния компонентов природной среды и экологической обстановки территории чаще всего используют суммарный показатель содержания токсикантов Zc, так как геохимические аномалии имеют полиэлементный состав.
Для количественной характеристики геохимических аномалий используются коэффициенты концентрации Кс в почвах, растительности и донных отложениях, характеризующие степень накопления химических элементов в перечисленных средах по отношению к фону, которые рассчитываются по формуле
Кс= Сi/Сф,
где Сi – содержание химического элемента в оцениваемом объекте; Сф – фоновое содержание этого элемента (табл. 12).
32
Таблица 12
Фоновые концентрации элементов в почвах и растительности Сф, мг/кг
Компоненты экосистемы |
|
Химический элемент |
|
||||
анализируемые |
почвообразующие |
Сu |
Zn |
Рb |
Ni |
Сr |
Мо |
Почвы |
Карбонатные |
37 |
63 |
18 |
30 |
105 |
0,5 |
|
Терригенные |
42 |
63 |
14 |
38 |
97 |
0,91 |
Листья дуба |
Карбонатные |
10,44 |
20,57 |
0,72 |
2,41 |
1,01 |
0,15 |
|
Терригенные |
10,49 |
23,30 |
0,81 |
2,66 |
1,59 |
0,17 |
Травянистая |
Карбонатные |
13,37 |
29,06 |
0,73 |
2,05 |
0,77 |
0.30 |
растительность |
Терригенные |
11,76 |
27,54 |
0,65 |
2,40 |
1,03 |
0,23 |
Суммарный показатель содержания токсикантов рассчитывается по формуле
Zс = ∑Кс – (п – 1),
где ∑Кс – сумма коэффициентов концентрации загрязнителей; п – число химических элементов, входящих в ассоциацию
загрязнителей.
Классы эколого-геохимического состояния ландшафтов определяются в зависимости от значения показателя Zc (табл. 13).
Таблица 13
Критерии оценки эколого-геохимического ландшафта по суммарному показателю загрязнения
Класс эколого-геохимического |
Суммарный |
Суммарный показатель |
состояния ландшафта |
показатель |
загрязнения |
|
загрязнения почв |
растительности |
Удовлетворительный |
< 8 |
< 8 |
Условно удовлетворительный |
8…32 |
8…32 |
Неудовлетворительный |
33…128 |
33…128 |
Катастрофический |
> 128 |
> 128 |
III. Биогеохимический подход оценки состояния эколого-геохимических условий
В геохимической экологии базовым является учение о нижних и верхних пороговых концентрациях, которые отражают емкость гомеостатических регуляторов системы. Согласно В.В. Ермакову,
33
растения рассматривают как интегральный показатель содержания токсичных элементов в почвах; на их основе выполняется экологобиогеохимическое районирование территории (табл. 14).
Таблица 14
Биогеохимические критерии оценки экологического состояния территории
Химический |
Степень экологического нарушения |
Удовлетвори- |
||
элемент |
бедствие |
кризис |
риск |
тельное |
|
|
|
|
состояние, норма |
1. Концентрация микроэлементов в укосах, пастбищных растениях и |
||||
|
растительности, мг/кг |
|
||
Zn |
< 2 или > 500 |
2…10 или |
10…20 |
20…60 |
|
|
100…500 |
или |
|
|
|
|
60…100 |
|
Cu |
<0,5 или > 100 |
0,5…2 или |
2…5 или |
5…20 |
|
|
80…100 |
20…80 |
|
Mo |
<0,2 или >50 |
0,2…0,5 или |
0,5…1,0 |
1…3 |
|
|
10…50 |
или 3…10 |
|
2. Содержание токсических химических элементов в растениях и растительных кормах [превышение максимально допустимого уровня (МДУ)*]
Pb, Ni, Cr |
>10 |
5…10 |
1,5…5 |
1,1…1,5 |
* – МДУ (мг/кг): Рb = 5,0; Ni = 3,0; Сr = 0,5.
Классы эколого-геохимического состояния ландшафтов, как при санитарно-гигиеническом, так и при геохимическом подходе, соответствуют степени экологического неблагополучия экосистем в соответствии с критериями В.В. Ермакова. Так, классу удовлетворительного состояния (по ПДК и по Zс) ландшафта соответствует степень удовлетворительного состояния ландшафта (биогеохимический подход).
Пример. Почвы территории загрязнены никелем, содержание подвижных форм которого составляет в первой 20 мг/кг (1), во второй
5 мг/кг (2).
Опасность загрязнения почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений, определяется в соответствии с табл. 10 и 11. В табл. 10 приведены основные принципы оценки почв и рекомендации по их использованию и снижению неблагоприятного действия загрязнений. Данные табл. 11 являются логическим дополнением табл. 10 и представляют необходимые сведения для
34
ранжирования почв по уровню загрязнения в соответствии с принципами, изложенными в табл. 10.
На основании табл. 10 и 11 почва (1) должна быть отнесена к категории «чрезвычайно высокого» загрязнения, т.к. уровень содержания никеля превышает допустимые уровни содержания этого элемента по всем показателям вредности: транслокационному, миграционному водному и общесанитарному. Такая почва может быть использована только под технические культуры или полностью исключена из сельскохозяйственного использования.
Почва (2) может быть отнесена к категории «умеренно загрязненной», т.к. содержание никеля (5 мг/кг) превышает его ПДК (4 мг/кг), но не превышает допустимый уровень по транслокационному показателю вредности (6,7 мг/кг). В этом случае почва может быть использована под любые сельскохозяйственные культуры при одновременном осуществлении мероприятий по снижению доступности токсиканта (никеля) для растений.
Задача 4. Согласно санитарно-гигиеническому подходу оценить эколого-геохимические состояния каждого из двух комплексов. Данные о содержании микроэлементов в почвах и растениях ландшафтов приведены в табл. 15.
Задача 5. Согласно геохимическому подходу оценить экологогеохимические состояния предложенных ландшафтов. Рассчитать суммарный показатель содержания токсикантов Zc. Данные о почвообразующих породах ландшафтов и их растительном сообществе приведены в табл. 15. Воспользовавшись этими данными, подобрать значения Сф из табл. 12 для каждого из исследуемых ландшафтов.
Задача 6. Согласно биогеохимическому подходу оценить эколого-геохимические состояния предложенных ландшафтов. Данные для выполнения задания приведены в табл. 14 и 15. Определить степень экологического неблагополучия данного ландшафта, сопоставляя значения концентрации микроэлемента в растениях с пороговыми концентрациями.
35