Хантурина Г.Р.,
Сейткасымова Г.Ж., Федорова И.А., Амирханова Н.Ж.
Национальный центр
гигиены труда и профзаболеваний МЗ СР Казахстана, г. Караганда
химический состав почвы КАРАГАНДИНСКОЙ ОБЛАСТИ КАЗАХСТАНА
Введение. Сложное положение создалось с земельными ресурсами. Земельный фонд области составляет 42,8 млн. га , из которых сельскохозяйственные
угодья занимают площадь 37,3 млн.га , в
том числе земли сельскохозяйственного назначения - 13 млн.га.
На сегодня в Карагандинской области числится 854 тыс.
га (дефлированных) разрушенных земель. Одна из главных причин ветровой коррозии
– неудовлетворительное состояние полезащитных лесополос. Практически прекращено
внесение органических и минеральных удобрений в хозяйствах, продолжается вынос
из почвы питательных веществ без восполнения. Нарушение и деградация земель
происходят и в результате деятельности промышленных предприятий. Площадь
земель, нарушенных предприятиями составляет 45 тыс.га, в том числе отработанных
– 14 тыс. га
Не менее опасный источник загрязнения – это отходы производственной деятельности и
жизнедеятельности населения. На
сегодняшний день на многочисленных полигонах
площадью 12 тыс.га скопилось около 5,4 млрд. тонн отходов. Однако,
степень использования и утилизации их
очень мала.
Большие проблемы возникают с наличием большого
количества твердых бытовых отходов. В области плохо решаются вопросы
складирования, обустройства, эксплуатации полигонов, хранения и свалок бытовых
отходов.
Отдельно надо отметить проблему воздействия на
окружающую среду и здоровье
человека радиационно-опасных рудников, карьеров, оставшихся после
разработок брошенными и незакрытыми. Указанные факты наблюдаются в пос. Акшатау
Шетского района, на заброшенных геологических разработках Актогайского района
(Майтас, Кызыл, Тарасал).
Ни одна область Республики не испытывает такой техногенной нагрузки, как
Карагандинская, где находятся ракетный полигон Сары-Шаган (это закрытый объект, о котором мало информации),
бывший Семипалатинский ядерный полигон со сложной радиационной обстановкой и
районы падения частей ракетоносителей космодрома Байконур, что ведет к
загрязнению земель ракетным топливом и его компонентами.
С целью сохранения естественных ландшафтов,
уникальных и типичных природных
комплексов, а так же редких и исчезающих видов фауны и флоры в области
организованы 1 национальный парк, 21 природных заказника (ботанического и
зоологического направления), 10 памятников природы. Для улучшения обстановки в
области разработана программа
«Оздоровление экологической обстановки Карагандинской области». С целью
создания единой системы экологической
безопасности ужесточилась работа по
проведению государственной
экологической экспертизы. Принят Закон об охране окружающей среды.
В связи с этим, изучение состава почвы на
наличие химических загрязняющих веществ является весьма актуальным.
Материалы и
методы: Отбор проб почвы проводили
согласно ГОСТ 17.4.4.02-84 « Отбор проб почвы для химического анализа».
Точечные пробы почвы отбирали ножом или шпателем одноразово в течение светового
дня на пробных площадках из одного горизонта методом конверта и составляли
объединенную пробу путем их смешивания (масса не менее 1 кг). Отбор проб почвы
был проведен в 11 точках по г. Сарань, в 10 точках по п. Осакаровка, в 9 точках
в г. Балхаш, в 11 точках по п. Атасу. Почвенные пробы транспортировались в
лабораторию экологической гигиены и токсикологии РГКП « НЦ ГТ и ПЗ» МЗ и СР РК
для химического анализа на содержание нитратов, хлоридов, меди, цинка, марганца,
кобальта.
Пробы почв отбирались с глубины 5-20 см, вес грунтовый
пробы 1 кг. Коэффициент вариации содержания химических элементов в объединенной
пробе не превышал 30% и находился в пределах ошибки анализа.
В дальнейшем проводили химический анализ почвы с
помощью спектрофотометра PD-303S (Япония) на содержание тяжелых металлов (марганец,
цинк медь, кобальт), с помощью спектрофотометра PD-303S проводили анализ на содержание неорганических веществ
(нитраты, хлориды).
Оценка полученных результатов проводилась по отношению
к ПДК веществ в почве, степени токсичности всех компонентов по СанПиН 2.1.7
«Эколого-гигиенические параметры, характеризующие степень токсичности вещества-
компонентов отходов».
Проводили расчет индекса загрязнения почвы тяжелыми
металлами (ZC). Для оценки уровней
загрязнения почвы использован суммационный показатель, расчет которого выполнен
для металлов, содержащихся в почве на уровне более или равное 0,1 ПДК. Для
оценки выбрана шкала с 5 уровнями загрязнения: Zс =1 незагрязненная; Zс=1-13 низкий уровень загрязнения; Zс =13-25 средний уровень загрязнения; Zс=25-37 повышенный уровень загрязнения; Zс=37 и более высокий уровень загрязнения.
При помощи программ STATISTICA 10, Excel 2007, 2010 были проведены
расчеты показателей по первичным данным. Была
использована вариационная статистика с расчетом среднего арифметического,
ошибки среднего, доверительного интервала, размаха колебаний, процента проб,
превышающих ПДК, кратность превышения ПДК, кратность превышения среднесуточной
ПДК, индексы загрязнения для почвы.
Результаты
исследований: Суммарный индекс
загрязнения почвы тяжелыми металлами ZC в г. Сарань в осенний период
года составил 2,64 у.е. Это свидетельствует о низком уровне загрязнения почвы.
Содержание химических веществ г. Сарань (нитраты,
марганец, цинк, кобальт) находилось в пределах санитарных норм.
Содержание хлоридов в почве было завышено и составляло 2,228 кратности к ПДК.
Содержание меди в почве было в 2 раза больше в отличие от нормы и составило
2,04 кратности к ПДК (таблица 1)
Таблица
1 – Оценка уровня загрязнения почвы г. Сарань
металлами и неметаллами в осенний период года
|
Показатели |
n |
M+m, мг/кг |
ДИ |
Размах
колебаний (Min-Max) |
ПДК, мг/кг |
Крат ность к ПДК |
Кларк, мг/кг |
Кратность к кларку |
|
Нитраты |
11 |
0,217±0,025 |
0,058:0,145 |
0,07-0,348 |
130 |
0,002 |
|
|
|
Хлориды |
11 |
801,97±311,42 |
721,69:1812,64 |
35,50-3124,0 |
360 |
2,228 |
|
|
|
Марганец |
11 |
1,170±0,88 |
2,05:5,15 |
5,0-10,0 |
150 |
0,001 |
1000 |
0,0012 |
|
Цинк |
11 |
16,05±0,93 |
2,17:5,45 |
10,0-18,70 |
23 |
0,698 |
83 |
0,19 |
|
Медь |
11 |
6,12±0,53 |
1,23:3,10 |
3,0-9,18 |
3 |
2,040 |
47 |
0,13 |
|
Кобальт |
11 |
0,66±0,24 |
0,57:1,44 |
0,09-2,26 |
5 |
0,133 |
18 |
0,04 |
|
Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%] |
|
|
||||||
Суммарный индекс загрязнения почвы тяжелыми металлами
ZC в г. Балхаш в осенний период года составлял 15,66 у.е., что
показывает средний уровень загрязнения почвы. Содержание химических веществ в г. Балхаш (нитраты, марганец,
цинк, кобальт) находилось в пределах санитарных норм. Концентрация хлоридов в
почвах г. Балхаш в 3,5 раза превышала ПДК, содержание меди в почве в 286 раз
превышает ПДК. Наибольшая концентрация меди наблюдалась в точка2 - ул.
Ержанова,2; точка 5 - ул. Островского, 12; точка 6 - район мечети; точка 7 -
тех. снаб. Поселок (таблица 2).
Таблица
2 – Оценка уровня загрязнения почвы г. Балхаш
металлами и неметаллами в осенний период года
|
Показатели |
n |
M+m, мг/кг |
ДИ |
Размах
колебаний (Min-Max) |
ПДК, мг/кг |
Крат ность к ПДК |
Кларк, мг/кг |
Кратность к кларку |
|
|
Нитраты |
11 |
0,067±0,016 |
0,017:0,172 |
0,033-0,096 |
130 |
0,001 |
|
|
|
|
Хлориды |
11 |
1289,83±772,96 |
1566,3:4442,46 |
71,0-6248,0 |
360 |
3,583 |
|
|
|
|
Марганец |
11 |
0,96±0,32 |
0,64:1,84 |
0,15-3,10 |
1500 |
0,001 |
1000 |
0,001 |
|
|
Цинк |
11 |
11,68±1,03 |
2,10:597 |
8,60-17,80 |
23 |
0,508 |
83 |
0,14 |
|
|
Медь |
11 |
857,77±227,59 |
461,2:1308,08 |
15,0-2275,0 |
3 |
285,926 |
47 |
18,25 |
|
|
Кобальт |
11 |
4,76±1,17 |
2,37:6,73 |
0,72-9,0 |
5 |
0,952 |
18 |
0,26 |
|
|
Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%] |
|||||||||
Содержание химических
веществ в п. Осакаровка (нитраты, хлориды, марганец, цинк, медь, кобальт)
находилось в пределах санитарных норм. Суммарный индекс загрязнения почвы
тяжелыми металлами ZC в п. Осакаровка в осенний период года
составлял 2,75 у.е. Это свидетельствует о том, что уровень загрязнения почвы
низкий (таблица 3).
Таблица
3 – Оценка уровня загрязнения почвы п. Осакаровка
металлами и неметаллами в осенний период года
|
Показатели |
n |
M+m, мг/кг |
ДИ |
Размах
колебаний (Min-Max) |
ПДК, мг/кг |
Крат ность к ПДК |
Кларк, мг/кг |
Кратность к кларку |
|
Нитраты |
11 |
0,094±0,027 |
0,059:0,157 |
0,0-0,248 |
130 |
0,001 |
|
|
|
Хлориды |
11 |
136,67±38,62 |
96,49:176,85 |
53,25-230,75 |
360 |
0,380 |
|
|
|
Марганец |
11 |
2,079±0,665 |
1,448:3,844 |
0,045-6,00 |
1500 |
0,001 |
1000 |
0,0021 |
|
Цинк |
11 |
15,55±0,99 |
2,154:5,717 |
8,70-18,70 |
23 |
0,676 |
83 |
0,19 |
|
Медь |
11 |
1,755±0,121 |
0,264:0,701 |
1,350-2,500 |
3 |
0,585 |
47 |
0,04 |
|
Кобальт |
11 |
0,437±0,193 |
0,42:1,11 |
0,004-2,06 |
5 |
0,087 |
18 |
0,02 |
|
Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%] |
||||||||
Концентрация химических
веществ в п. Атасу (нитраты, хлориды, марганец, цинк, медь, кобальт)
находилась в пределах санитарных норм. Суммарный индекс загрязнения почвы
тяжелыми металлами ZC в п. Атасу в осенний период года составил
2,78. Уровень загрязнения почвы низкий и относится ко 2 классу (таблица 4).
Таблица
4 – Оценка уровня загрязнения почвы п. Атасу
металлами и неметаллами в осенний период года
|
Показатели |
n |
M+m, мг/кг |
ДИ |
Размах
колебаний (Min-Max) |
ПДК, мг/кг |
Крат ность к ПДК |
Кларк, мг/кг |
Кратность к кларку |
|
Нитраты |
11 |
0,06±0,0064 |
0,015:0,037 |
0,024-0,10 |
130 |
0,0005 |
|
|
|
Хлориды |
11 |
108,11±4,44 |
10,30:25,89 |
88,75-124,25 |
360 |
0,300 |
|
|
|
Марганец |
11 |
1,044±0,45 |
1,04:2,627 |
0,0-4,0 |
1500 |
0,001 |
1000 |
0,001 |
|
Цинк |
11 |
13,407±1,67 |
3,88:9,76 |
6,79-18,70 |
23 |
0,583 |
83 |
0,16 |
|
Медь |
11 |
1,759±0,208 |
0,484:1,215 |
1,350-3,550 |
3 |
0,586 |
47 |
0,04 |
|
Кобальт |
11 |
0,30±0,08 |
0,187:0,471 |
0,120-0,860 |
5 |
0,060 |
18 |
0,017 |
|
Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%] |
||||||||
Заключение: Суммарный индекс загрязнения почвы тяжелыми металлами
ZC в г. Сарань в осенний период года составил 2,64 у.е. , что свидетельствует о низком уровне загрязнения
почвы. Содержание хлоридов в почве было завышено и составляло 2,228 кратности к
ПДК. Содержание меди в почве г. Сарань было в 2 раза выше нормы и составило
2,04 кратности к ПДК. Суммарный индекс загрязнения почвы ZC в г.
Балхаш составил 15,66 у.е., что показывает средний уровень загрязнения почвы.
Концентрация хлоридов в почвах г. Балхаш в 3,5 раза превышала ПДК, содержание
меди в почве в 286 раз превышало ПДК. Суммарный индекс загрязнения почвы ZC в п. Осакаровка составлял 2,75
у.е. , что свидетельствует о низком загрязнении почвы. Суммарный индекс
загрязнения почвы ZC в п. Атасу в осенний период года составил 2,78.
Уровень загрязнения почвы низкий и относится ко 2 классу. В г. Сарань, г.
Балхаш, п. Осакаровка, п. Атасу средний суммарный индекс загрязнения почвы
составил 5,95 у.е., что характеризует низкий уровень загрязнения почвы.
Выводы: ZC в почве г. Сарань составил 2,64 у.е. ,
т.е. низкий уровень загрязнения. Содержание хлоридов 2,23 кратности к ПДК.
Содержание меди в 2 раза выше нормы. ZC в г. Балхаш составил 15,66
у.е., т.е. средний уровень загрязнения почвы. Содержание хлоридов в почвах г.
Балхаш в 3,5 раза превышала ПДК, содержание меди в почве в 286 раз превышает
ПДК. ZC в п. Осакаровка составлял 2,75 у.е. , что свидетельствует о
низком загрязнении почвы. ZC в п. Атасу составил 2,78, т.е. уровень
загрязнения почвы низкий и относится ко 2 классу. Средний суммарный индекс
загрязнения почвы в области составил 5,95 у.е., т.е. показал низкий уровень
загрязнения почвы.