Экология. Экология (7). Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии

• Название: Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии
• Анкор: Экология
• Дата: 19.05.2023
• Размер: 0.59 Mb.
• Имя файла: Экология (7).docx
• Тип: Практическая работа; #1144511
• страница: 3 из 22

Практическая работа № 2. Загрязнение почвенного покрова

Тема 1. Основные положения классической экологии

Цель работы: определение показателей химического загрязнения почв города.

Задачи:

• 
  изучить гигиенические требования к качеству почв;
  
• 
  изучить основные загрязнители и источники загрязнения почвенного покрова на урбанизированных территориях;
  
• 
  изучить санитарно-токсикологические показатели.
  

Учебные вопросы

1. 
   Назовите категории загрязнения почв.
   
2. 
   Какие показатели включает стандартный перечень химических показателей почвы?
   
3. 
   Что такое геохимический фон почвы?
   
4. 
   Дайте определение понятию «мониторинг состояния почвы».
   

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

• 
  о компонентах почвы и их роли в функционировании экосистем;
  
• 
  о продуктивности наземных экосистем;
  
• 
  о земельных ресурсах планеты;
  

знать:

• 
  методы и средства определения основных загрязнителей;
  
• 
  особые свойства почвенного покрова;
  
• 
  новейшие технологии восстановления почвенного покрова;
  

уметь:

• 
  анализировать и оценивать экологическое состояние почв;
  
• 
  реализовывать решения по рекультивации территории;
  
• 
  рассчитывать суммарный показатель загрязнения почв;
  

владеть:

• 
  навыками использования полученных знаний в области охраны природы;
  
• 
  навыками оценки опасности загрязнения любым токсикантом;
  
• 
  навыками проведения контроля качества почв;
  
• 
  методами реализации мер экологической безопасности.
  

Методические рекомендации по изучению темы

При освоении темы необходимо:

• 
  изучить теоретический материал;
  
• 
  выполнить задания;
  
• 
  ответить на контрольные вопросы.
  

Теоретический материал

В соответствии с «Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.1.7.1287-03 2.1.7. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы» (ред. от 25.04.2007) к качеству почвы различных территорий в зависимости от их функционального назначения и использования предъявляются определенные требования. В почвах городских и сельских поселений и сельскохозяйственных угодий содержание потенциально опасных для человека химических и биологических веществ, биологических и микробиологических организмов в почвах на разной глубине, а также уровень радиационного фона не должны превышать предельно допустимые концентрации (уровни), установленные санитарными правилами и гигиеническими нормативами.

Гигиенические требования к качеству почв устанавливаются с учетом их специфики, почвенно-климатических особенностей населенных мест, фонового содержания химических соединений и элементов.

Требования к почвам населенных мест определяются в зависимости от приоритетности компонентов загрязнения в соответствии со списком ПДК (предельно допустимых концентраций) или ОДК (ориентировочно допустимых концентраций) химических веществ в почве и их класса опасности согласно государственному стандарту (табл. 1).


Таблица 1. Классы опасности химических загрязняющих веществ

Классы опасности	Химическое загрязняющее вещество
1	Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор, 3,4-бенз(а)пирен
2	Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
3	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон

В почвах на территориях жилой застройки не допускается:

• 
  по санитарно-токсикологическим показателям – превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) или ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) химических загрязнений;
  
• 
  по санитарно-бактериологическим показателям – наличие возбудителей каких-либо кишечных инфекций, патогенных бактерий, энтеровирусов. Индекс санитарно-показательных организмов должен быть не выше 10 клеток/г почвы;
  
• 
  по санитарно-паразитологическим показателям – наличие возбудителей кишечных паразитарных заболеваний (геогельминтозы, лямблиоз, амебиаз и др.), яиц геогельминтов, цист (ооцисты), кишечных, патогенных, простейших;
  
• 
  по санитарно-энтомологическим показателям – наличие преимагинальных форм синантропных мух;
  
• 
  по санитарно-химическим показателям санитарное число должно быть не ниже 0,98 (относительные единицы).
  

Почвы, отвечающие предъявленным требованиям, следует относить к категории «чистая». По степени опасности в санитарно-эпидемиологическом отношении почвы населенных мест могут быть разделены на следующие категории по уровню загрязнения: чистая, допустимая, умеренно опасная, опасная и чрезвычайно опасная.

Выбор площадки для строительства объектов проводится с учетом:

• 
  физико-химических свойств почв, их механического состава, содержания органического вещества, кислотности и т. д.;
  
• 
  природно-климатических характеристик (роза ветров, количество осадков, температурный режим района);
  
• 
  ландшафтной, геологической и гидрологической характеристик почв;
  
• 
  их хозяйственного использования.
  

При санитарно-эпидемиологической оценке состояния почв выявляются потенциальные источники их загрязнения, устанавливаются границы территории обследования по площади и глубине, определяются схемы отбора проб почв. Рекомендации по использованию почв обусловливаются степенью их химического, бактериологического, паразитологического и энтомологического загрязнения в соответствии с «СанПиН 2.1.7.1287-03 2.1.7. Почва, очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы» (ред. от 25.04.2007) (таблица 2).


Таблица 2. Рекомендации по использованию почв в зависимости от степени их загрязнения

Категории загрязнения почв	Рекомендации по использованию почв
Чистая	Использование без ограничений
Допустимая	Использование без ограничений, исключая объекты повышенного риска
Умеренно опасная	Использование в ходе строительных работ под отсыпки котлованов и выемок, на участках озеленения с подсыпкой слоя чистого грунта не менее 0,2 м
Опасная	Ограниченное использование под отсыпки выемок и котлованов с перекрытием слоем чистого грунта не менее 0,5 м. При наличии эпидемиологической опасности – использование после проведения дезинфекции (дезинвазии) по предписанию органов госсанэпидслужбы с последующим лабораторным контролем
Чрезвычайно опасная	Вывоз и утилизация на специализированных полигонах. При наличии эпидемиологической опасности – использование после проведения дезинфекции (дезинвазии) по предписанию органов госсанэпидслужбы с последующим лабораторным контролем

Мероприятия по рекультивации территории, загрязненной возбудителями особо опасных инфекций, разрабатываются в каждом конкретном случае в соответствии с нормативными документами по согласованию с органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарно-эпидемиологический надзор. Контроль качества почв проводится на всех стадиях проектирования и строительства. Полнота и объем исследований зависят от стадии проектирования и строительства.

На стадии разработки предпроектной документации и выбора земельного участка допускается исследование почв с использованием сокращенного перечня показателей.

На стадии выбора земельного участка и выполнения проектных работ, а также строительства и приемки объекта в эксплуатацию контроль осуществляется с использованием стандартного перечня показателей.

Стандартный перечень химических показателей включает определение:

• 
  содержания тяжелых металлов (свинец, кадмий, цинк, медь, никель, мышьяк, ртуть);
  
• 
  3,4-бенз(а)пирена и нефтепродуктов;
  
• 
  рН (кислотности) среды: рН > 7 – среда щелочная, рН < 7 – среда кислая, рН = 7 – среда нейтральная;
  
• 
  суммарного показателя загрязнения.
  

После ввода объекта в эксплуатацию заказчик обязан обеспечить проведение лабораторных исследований качества почвы объектов повышенного риска, что должно быть отражено в санитарно-эпидемиологическом заключении.

Мониторинг состояния почвы осуществляется в жилых зонах, включая территории повышенного риска, в зоне влияния автотранспорта, захороненных промышленных отходов (мониторинг почвы территорий, прилегающих к полигонам), в местах временного складирования промышленных и бытовых отходов, на территории сельскохозяйственных угодий, санитарно-защитных зон. Объем исследований и перечень изучаемых показателей при мониторинге определяются в каждом конкретном случае с учетом целей и задач по согласованию с органами и учреждениями, осуществляющими государственный санитарно-эпидемиологический надзор.

Мониторинг проводится с учетом результатов исследований на всех предыдущих стадиях проектирования, строительства, а также по окончании строительства объекта, при вводе его в эксплуатацию и на протяжении всего его эксплуатационного периода.

Отбор проб почвы регламентируется государственными стандартами по общим требованиям к отбору проб, методам отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического и гельминтологического анализа и методическими указаниями по гигиенической оценке качества почвы населенных мест.

Все исследования по оценке качества почвы должны проводиться в аккредитованных лабораториях.

Определение содержания химических загрязняющих веществ в почвах проводится методами, использованными при обосновании ПДК (ОДК), или другими методами, метрологически аттестованными, включенными в государственный реестр методик.

Определение паразитологических показателей в почве проводится в соответствии с действующими методическими указаниями по методам санитарно-паразитологических исследований.

Геохимический фон – среднее содержание химического элемента в почвах по данным изучения статистических параметров его распределения. Геохимических фон является региональной или местной характеристикой почв и пород.

Геохимическая аномалия – участок территории, в пределах которого статистические параметры распределения химического элемента отличаются от фона.

Зона загрязнения – геохимическая аномалия, в пределах которой содержание загрязняющих веществ достигает концентраций, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека.

Уровень загрязнения характеризуется величиной коэффициента концентрации К_сi:

,

где С_i– концентрация загрязняющего вещества в почве;

С_фi– его фоновая концентрация, мг/кг почвы.

Загрязнение обычно бывает полиэлементным, и для его оценки рассчитывают суммарный показатель загрязнения, представляющий собой аддитивную сумму превышений коэффициентов концентраций над фоновым уровнем:

,

где К_сi – коэффициент концентрации элемента;

n – число элементов с К_с > 1.

Величину суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города (таблица 3).
Таблица 3. Значения суммарного показателя загрязнения

Суммарный показатель загрязнения Zc	Уровень опасности для здоровья населения
до 16	допустимый
от 32 до 128	опасный
более 128	чрезвычайно опасный

Таблица 4. Химические показатели (указана концентрация загрязнителей, мг/кг)

Вар-т	Район 1						Район 2
	HS	HCO3	Cl	SO4	Zn	NH3	HS	HCO3	Cl	SO4	Zn	NH3
1	0,69	0,21	32,4	0,01	0,002	0,7	0,59	25,6	10,8	1,5	21,2	25,2
2	0,64	1,3	25,5	1,2	63,3	10,0	0,67	2,6	112,3	64,2	96,0	17,5
3	0,59	1,4	45,6	65,2	2,5	12,5	0,65	516,3	65,2	18,9	15,2	15,6
4	0,67	520,6	10,8	1,5	21,2	25,2	0.54	52,3	25,6	54,5	65,5	17,4
5	0,65	25,6	112,3	64,2	96,0	17,5	0,75	518,5	69,5	12,3	56,3	52,5
6	0.54	2,6	65,2	18,9	15,2	15,6	0,63	365,2	18,8	1,5	0,001	12,5
7	0,75	516,3	25,6	54,5	65,5	17,4	0,59	89,6	65,2	10,5	25,6	25,2
8	0,63	52,3	69,5	12,3	56,3	52,5	0,64	56,2	16,5	12,1	25,6	17,5
9	0,59	518,5	18,8	1,5	0,001	12,5	0,62	0,21	45,2	33,2	56,2	16,2
10	0,64	365,2	65,2	10,5	25,6	25,2	0,57	1,2	7,3	0,005	17,6	12,3
11	0,62	89,6	16,5	12,1	25,6	17,5	0,58	2,8	13,6	3,6	22,6	15,2
12	0,57	56,2	45,2	33,2	56,2	16,2	0,64	650,0	42,8	36,2	1,9	2,6
13	0,58	0,21	7,3	0,005	17,6	12,3	0,59	30,9	12,6	2,3	42,0	10,5
14	0,64	1,2	13,6	3,6	22,6	15,2	0,65	13,8	108,2	35,6	15,2	12,2
15	0,59	2,8	42,8	36,2	1,9	2,6	0,48	319,6	35,9	28,5	15,6	10,5
16	0,65	650,0	12,6	2,3	42,0	10,5	0,67	69,0	30,2	62,5	3,2	0,5
17	0,48	30,9	108,2	35,6	15,2	12,2	0,56	540,2	58,5	12,0	63,3	17,5
18	0,62	13,8	35,9	28,5	15,6	10,5	0,57	30,9	10,6	2,3	2,5	15,6
19	0,71	319,6	30,2	62,5	3,2	0,5	0,63	13,8	35,8	12,5	21,2	17,4
20	0,67	69,0	58,5	12,0	63,3	17,5	0,84	319,6	32,4	0,01	0,002	0,7
21	0,61	540,2	10,6	2,3	2,5	15,6	0,71	69,0	25,5	1,2	63,3	10,0
22	0,58	590,5	35,8	12,5	21,2	17,4	0,49	540,2	45,6	65,2	2,5	12,5
23	0,46	98,5	22,5	10,4	96,0	52,5	0,62	590,5	7,3	33,2	65,5	25,2
24	0,67	182,5	56,5	39,1	15,2	12,5	0,56	98,5	13,6	0,005	56,3	17,5
25	0,56	365,2	7,3	33,2	65,5	25,2	0,75	182,5	42,8	3,6	0,001	16,2
26	0,57	89,6	13,6	0,005	56,3	17,5	0,63	365,2	12,6	36,2	25,6	19,9
27	0,63	56,2	42,8	3,6	0,001	16,2	0,48	89,6	35,8	2,3	42,0	12,6
28	0,84	0,21	12,6	36,2	25,6	19,9	0,56	56,2	22,5	12,5	15,2	32,6
29	0,71	1,2	108,2	2,3	25,6	65,6	0,75	0,21	56,5	10,4	15,6	12,7
30	0,49	2,8	35,9	35,6	56,2	15,3	0,65	1,2	112,3	39,1	56,2	12,5
31	0,62	650,0	30,2	28,5	17,6	19,8	0,84	2,8	65,2	65,2	17,6	25,2
32	0,56	30,9	58,5	62,5	22,6	3,0	0,65	650,0	25,6	1,5	22,6	17,5
33	0,75	13,8	10,6	12,0	1,9	16,6	0,47	30,9	69,5	64,2	1,9	16,2
34	0,63	319,6	35,8	2,3	42,0	12,6	0,35	13,8	18,8	18,9	42,0	17,2
35	0,48	69,0	22,5	12,5	15,2	32,6	0,51	319,6	65,2	54,5	15,2	40,2
36	0,56	540,2	56,5	10,4	15,6	12,7	0,64	69,0	16,5	12,3	15,6	19,9
37	0,52	590,5	112,3	39,1	56,2	12,5	0,72	89,6	45,2	1,5	3,2	65,6
38	0,75	98,5	65,2	65,2	17,6	25,2	0,52	365,2	7,3	10,5	69,1	15,3
39	0,65	182,5	25,6	1,5	22,6	17,5	0,51	518,5	13,6	12,1	39,0	19,8
40	0,84	0,21	69,5	64,2	1,9	16,2	0,65	98,5	42,8	33,2	46,5	3,0
41	0,65	1,3	18,8	18,9	42,0	17,2	0,45	182,5	12,6	0,005	24,2	16,6
42	0,47	1,4	65,2	54,5	15,2	40,2	0,48	0,21	108,2	3,6	18,6	12,6
43	0,35	520,6	16,5	12,3	15,6	19,9	0,56	1,3	25,6	11,6	12,5	32,6
44	0,51	25,6	45,2	1,5	3,2	65,6	0,52	1,4	112,3	64,2	96,0	17,5
45	0,64	2,6	7,3	10,5	69,1	15,3	0,75	520,6	65,2	18,9	15,2	15,6
46	0,72	516,3	13,6	12,1	39,0	19,8	0,65	25,6	25,6	54,5	65,5	17,4
47	0,52	52,3	42,8	33,2	46,5	3,0	0,84	516,3	69,5	12,3	56,3	52,5
48	0,51	518,5	12,6	0,005	24,2	16,6	0,65	52,3	18,8	1,5	0,001	12,5
49	0,65	365,2	108,2	3,6	18,6	12,6	0,72	518,5	65,2	10,5	25,6	25,2
50	0,45	89,6	25,6	11,6	12,5	32,6	0,52	0,21	16,5	12,1	25,6	17,5

Таблица 5. Фоновые концентрации загрязняющих веществ для расчёта суммарного показателя загрязнения, мг/кг

Вещество	Фоновая концентрация Сфi, мг/кг
Гидрокарбонаты (HCO3)	510
Хлориды (Cl)	19,9
Аммоний (NH3)	11
Сульфаты (SO4)	45
Гидросульфиды (HS)	107
Цинк (Zn)	33

Практическая часть

Алгоритм выполнения проверяемого задания по определению показателей химического загрязнения почв города

1. 
   В соответствии с вариантом задания, используя данные таблицы 4, произвести расчет К_сi для двух районов по следующим веществам:
   

HS

HCO3

Cl

SO4

Zn

NH3

Фоновые концентрации веществ приведены в таблице 5.

2. 
   На основе полученных результатов сделать вывод о состоянии почвенного покрова каждого района, установив, какой из загрязнителей вносит наибольший вклад в загрязнение почвы.
   
3. 
   Рассчитать суммарный показатель загрязнения для каждого района Z_с.
   
4. 
   По полученным расчетным данным сравнить уровень загрязнения каждого района и сделать вывод о состоянии почвенного покрова двух районов по критерию наибольшего загрязнения.
   
5. 
   Ответить на контрольные вопросы.
   

Форма отчета
Таблица 1. Химические показатели почв районов города

Вар-т

Район 1

Район 2

HS

HCO3

Cl

SO4

Zn

NH3

HS

HCO3

Cl

SO4

Zn

NH3

№

Ксi

Zс

Вывод на основе того, какой из загрязнителей вносит наибольший вклад в загрязнение почвы

Вывод о состоянии почвенного покрова двух районов по критерию наибольшего загрязнения

Контрольные вопросы

1. 
   Какие показатели используются для оценки химического загрязнения почвенного покрова?
   
2. 
   C помощью какого показателя оценивается уровень опасности загрязнения территории города?
   
3. 
   Как определяется коэффициент концентрации К_с?
   
4. 
   Что такое зона загрязнения?
   
5. 
   К какому классу опасности относятся следующие загрязняющие вещества: ртуть, бенз(а)пирен, свинец, медь, молибден, хром, марганец, стронций ацетофенон, барий?