Осолонцевание почв. Химическим признаком осолонцевания обычно служит увеличение содержания в почвах обменного натрия.
Угнетение почвенной биоты. Этот важный показатель, пригодный, в том числе и для ранней диагностики негативных процессов в почве, находят, как правило, по косвенным признакам. Сравнительно простой прием, позволяющий оценить суммарную активность почвенных организмов, разлагающих органическое вещество и выделяющих диоксид углерода, состоит в определении так называемого дыхания почвы, или эмиссии почвой СО2. В полевых условиях на поверхности почвы устанавливают специальные камеры, которые улавливают выделяющийся СО2, например, путем его поглощения раствором щелочи; затем количество поглощенного СО2 можно измерить титрованием[10].
Фитотоксичность почв. Необходимость определения этого показателя особенно часто возникает при мониторинге химически загрязненных почв или при оценке возможности использования в качестве мелиорантов или удобрений различного рода отходов: осадков сточных вод, различного рода компостов, гидролизного лигнина.
Для выяснения относительной фитотоксичности используют метод рулонной культуры, выращивая проростки тест-растений на рулоне фильтровальной бумаги из семян, замоченных в растворе с различными концентрациями тяжелых металлов.
Загрязнение почв нефтепродуктами. При контроле загрязнения почв нефтепродуктами решаются обычно три основные задачи:
1) определяются масштабы (площади загрязнения);
2) оценивается степень загрязнения;
3) выявляется наличие токсичных и канцерогенных соединений.
Первые две задачи могут решаться дистанционными методами, к которым относится аэрокосмическое измерение спектральной отражательной способности почв. По измеренным величинам спектральных коэффициентов яркости (СКЯ) удается обнаружить территории, загрязненные нефтью, а по уровням изменения окраски почв - примерно степень загрязнения[10].
При мониторинге почв, загрязненных углеводородами, особое внимание уделяется определению полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) люминесцентными и газохроматическими методами.
Загрязнение почв тяжелыми металлами. Любые элементы находятся в почве в форме различных соединений, только часть которых доступна растениям. Но эти соединения могут трансформироваться и переходить из одних форм в другие[10].
Поэтому для целей мониторинга выбирают в известной мере условно две или три важнейших группы. Обычно определяют общее (валовое) содержание элементов, лабильные (подвижные) формы их соединений, иногда отдельно определяют обменные формы и водорастворимые соединения.
3. Виды почвенного экологического мониторинга
Почвенно-экологический мониторинг подразделяют по степени охвата территории на импактный (локальный), региональный и глобальный мониторинг. Специальные задачи почвенного мониторинга, выполняемого на разном уровне, различаются. Объединяет их одна общая цель: своевременное обнаружение неблагоприятных изменений свойств почв при различных видах их использования, а также при развитии естественного почвообразовательного процесса.
Для получения фоновых значений содержания химических веществ в почвах, удаленных от источника загрязнения в биосферных заповедниках, ведут фоновый мониторинг. Это необходимо для исследования современного антропогенного влияния на биосферу [2].
При импактном и региональном почвенном мониторинге должны быть выполнены следующие виды работ:
1) определение источника загрязнения и идентификация загрязняющих веществ;
2) определение уровней контролируемых показателей состояния почв, вод, растений на территории, окружающей источник загрязнения;
3) определение зон распространения почв с ухудшением контролируемых свойств;
4) определение характера действия загрязняющих веществ на почву; определение зон миграции, аккумуляции и направления трансформации загрязняющих веществ в почве;
5) оценка сопротивляемости почв загрязнению и возможности их самоочищения;
6) оценка эффективности возможных мероприятий по снижению или ликвидации последствий загрязнения почв;
7) оценка экономического ущерба, нанесенного природе и сельскому хозяйству загрязнением почв.
При глобальном мониторинге должны проводиться следующие мероприятия:
1) определение потока контролируемых химических элементов на почвы контролируемых фоновых территорий;
2) определение уровней контролируемых показателей состояния почв;
3) определение зон миграции, аккумуляции, направления трансформации контролируемых химических элементов в почве;
4) определение скорости накопления контролируемых химических элементов в почвах фоновых территорий [4].
Комплексное почвенное обследование при мониторинге предполагает использование совокупности приемов исследования свойств почвы, направленной на изучение (наблюдение, контроль) почвы как единого целого. Такой подход требует обоснованного выбора методов контроля, а именно:
1) комплекса контролируемых свойств почв различной природы (химические, биологические, физические, морфологические, микробиологические и др.);
2) комплекса свойств почв, различающихся по характеру воздействия на них контролируемых химических веществ (прямые специфические показатели загрязнения, косвенные неспецифические показатели загрязнения, показатели устойчивости почв к загрязнению);
3) комплекса компонентов почв, подлежащих контролю (почвенные горизонты, играющие роль биохимических барьеров, тонкодисперсные фракции почв, поглощающие загрязнители и др.);
4) комплекса уровней наблюдения (почвенный покров, состояние почв, загрязнение почв; импактный, региональный, глобальный) [5].
4. Выбор тестовых участков при контроле состояния загрязненных почв
Принципы выбора точек пробоотбора на фоновой и загрязненной территории различаются. На фоновой территории местоположение тестовых участков определяют в зависимости от ландшафтных особенностей района, для чего проводится рекогносцировочное обследование территории. При этом выявляются тип почвообразующих пород, рельефа, растительности, тип почвообразования. На начальной стадии могут быть выявлены местные геохимические аномалии по загрязняющим веществам, связанные с рудопроявлением. Количество и расположение таких тестовых участков зависит от ландшафтно-геохимических и почвенных особенностей территории[6].
На загрязненной территории точки для отбора проб почв размещают на разном расстоянии от источника загрязнения и с учётом розы ветров. Частота размещения точек опробования больше вблизи источника загрязнения (50, 100, 200, 300 м) и сокращается по мере удаления. Форма ареала обследования не является кругом, а представляет собой неправильную фигуру, вытянутую по розе ветров. При выборе точек опробования принимают во внимание категорию сложности организации ландшафта и структуру почвенного покрова так, как это учитывается при почвенном картировании [6].
Для обнаружения изменения свойств почв объектами наблюдения должны быть специально выбранные территории во всех главнейших почвенно-климатических зонах страны, с учетом существующего и ожидаемого уровня загрязнения атмосферы. В первую очередь необходимо создание системы мониторинга почв в районах наиболее интенсивной антропогенной нагрузки.
Мониторинг почв следует проводить на фиксированных контрольных участках, репрезентативно характеризующих почвенный покров природных и сельскохозяйственных геохимически сопряженных ландшафтов типичных для данного региона водосборных бассейнов. Водосборный бассейн является идеальным объектом оценки и контроля состояния экосистем, поскольку имеет ясные природные границы, замыкающие единонаправленный поток вещества и энергии и обеспечивающий относительную автономию исследуемой территории. Зоны водосбора должны занимать площадь в пределах от нескольких десятков гектаров до нескольких квадратных километров, быть гидрологически изолированными и максимально гомогенными в геологическом отношении. Внутри зоны водосбора должны быть достаточно широко представлены доминирующие типы фитоценозов и почв региона. Для контроля загрязнения пробные участки располагают на разном направлении ветров. Фоновые участки должны находиться вне зоны действия источника загрязнения, на расстоянии не менее 10-15 км. При высоких фоновых уровнях загрязняющих веществ расстояние это может быть меньшим, при низких фоновых уровнях оно должно быть большим. Все участки должны обладать сходными характеристиками состава и свойств почв, природных вод и растительного покрова. При проведение фонового мониторинга следует осуществлять наблюдения за возможно большим числом естественных БГЦ [3].
Для текущего контроля за состоянием сельскохозяйственных угодий необходима сплошная аэро- или космическая съемка при выборочном контроле на наземных пунктах наблюдения. Контрольными являются поля с традиционной системой земледелия без наложения химических или гидротехнических мелиораций [3].
5. Нормирование качества загрязненных почв
Задачей экологического мониторинга является оценка состояния окружающей среды на основе регулярных наблюдений. «Ценой» при этом являются нормативы качества окружающей среды. Цель экологического нормирования - сохранение экосистемы, её структуры и функционирования [6].
При санитарно-гигиеническом нормировании состояния окружающей среды под «нормой» понимается такое состояние окружающей среды, которое не оказывает отрицательного влияния на здоровье человека. Санитарно-гигиеническим критерием качества окружающей среды служат предельно допустимые количества (ПДК) химических веществ в объектах окружающей среды. ПДК соответствуют максимальному содержанию химического вещества в природных объектах, которое не вызывает негативного (прямого или косвенного) влияния на здоровье человека (включая отдалённые последствия) [6].
В этом году был введен СанПиН 1.2.3585-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». В этом документе собраны все данные по ПДК для всех загрязняющих веществ, которые могут представлять угрозу для человека.
6. Санитарное состояние почв Камчатского края
Социально-гигиенический мониторинг состояния почвы в Камчатском крае осуществляется в селитебных зонах, включая территории повышенного риска: детских и образовательных учреждений, спортивных, игровых, детских площадок жилой застройки, площадок отдыха, зон рекреации и т.д. Почва исследуется по санитарно-химическим, микробиологическим, паразитологическим и радиологическим показателям [12].
Камчатский край входит в число субъектов Российской Федерации, где доля проб почвы, превышающих гигиенические нормативы по санитарно-химическим, микробиологическим и паразитологическим показателям, значительно ниже среднероссийского уровня [12].
В 2019 году проб почвы, не соответствующей гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям не зарегистрировано [12].
Превышение в пробах почвы отдельных веществ, например, тяжелых металлов, носит, как правило, случайный характер. Все пробы почвы исследуются на содержание кадмия, никеля, свинца, меди, цинка, ртути и мышьяка. Превышение свинца в 1 пробе почвы было обнаружено в 2018 году, в 2017 и 2019 годах тяжелые металлы в почве не обнаруживались [12].
В Камчатском крае в 2019 году обнаружено несоответствие почвы гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям в связи с обнаружением в 2-х пробах бактерий группы кишечной палочки и превышению индекса энтерококков в 2-х проба [12].
В 2019 году в Камчатском крае обнаружено загрязнение почвы в селитебной зоне на территории детских учреждений и детских площадок яйцами геогельминтов токсокар, что свидетельствует о ненадлежащем выгуле домашних собак. Загрязнение почвы ооцистами простейших, онкосферами тениид и другими гельминтами на территориях детских организаций и детских площадок не выявлено[12].
Таким образом, в Камчатском крае территории риска, связанные с неблагоприятным воздействием вредных факторов почвы на здоровье населения, не установлены [12].
Заключение
почвенный мониторинг экологический контроль
Работы по научному мониторингу земель, включенные в кадастр научных исследований, пользуются равноправной государственной поддержкой и финансированием наряду с другими видами мониторинга.
Определение и последующая оценка результатов наблюдений, на основе постоянно обновляющихся земельно-мониторинговых данных позволяют решать следующие практические задачи [11]:
- выявлять уровень хозяйственных нагрузок на земельные ресурсы в различных территориальных условиях страны, а также объективно устанавливать степень антропогенной преобразованности (нарушенности) почв и почвенного покрова;
- с учетом экологического состояния земельного фонда и направлений его изменений разработать территориально дифференцированные концепции, схемы и проекты рационального использования территории, базирующейся на системе определенных экологических ограничений и требований, усовершенствовать технологии производства;
- корректировать и изменять хозяйственное использование земельных ресурсов, на объективной основе устанавливать платежи на землю, в том числе по повышенным ставкам за сверхнормативное загрязнение почв, нерациональное использование земель;
- совершенствовать кадастр земельных ресурсов и экономическую оценку для различных видов природопользования;
- определять эколого-кризисные зоны и зоны с экологически опасной ситуацией и устанавливать для них особые условия хозяйственно-экономического развития с ориентацией на экологически безопасное производство, а в отдельных случаях - прекращение всякой хозяйственной деятельности;
- совершенствовать оценку почв с учетом направлений изменений свойств почв и воспроизводства плодородия земель.