10.1.1. Виды мониторинга загрязненных почв
Виды экологического мониторинга загрязнения почв выделяют по типу контролируемой среды, по дальности и механизмам распространения загрязняющих веществ. В связи со спецификой природных сред различают биотический и абиотический мониторинг (Израэль, 1984).
В соответствии с закономерностями распространения загрязняющих веществ выделяют уровни мониторинга: локальный; региональный, глобальный (Герасимов, 1975).Локальный мониторинг называют еще санитарно-гигиеническим или импактным. Под санитарным состоянием почв понимается совокупность их физико-химических и биологических свойств, определяющих качество и степень безопасности почв в эпидемическом и гигиеническом отношениях. Он направлен на контроль уровня содержания в окружающей среде тех загрязняющих веществ, которые выбрасывает конкретное предприятие. Контролируются в первую очередь природные среды, наиболее чувствительные к данному загрязняющему веществу в реальных условиях. Если отходы сбрасываются в воду — проводится контроль воды, в атмосферу — контроль воздуха. Почвы анализируются в любом случае загрязнения окружающей среды.
Важно как ранее обнаружение экологической опасности, связанной с загрязняющими веществами, так и выявление закономерностей накопления их. Результаты обследования почв учитываются при установлении уровня загрязнения почв и составлении прогноза опасности для здоровья и условий проживания людей в населенных пунктах, при разработке мероприятий по рекультивации почв, при профилактике заболеваний людей, при разработке технических решений по реабилитации и охране водосборных территорий, при установлении очередности санационных мероприятий и т. д. В населенных пунктах контроль проводят с учетом их функциональных зон. В первую очередь обследуются почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (почвы окрестностей детских дошкольных, школьных и лечебных учреждений, селитебные территории, зоны санитарной охраны водоемов, питьевого водоснабжения, земли сельхозугодий, рекреационные зоны).
Точки отбора проб почв располагают с учетом розы ветров, рельефа местности, растительного покрова и гидрологических условий, т. е. условий, которые обеспечивают распространение загрязняющих веществ от источника. Вблизи источника частота размещения точек пробоотбора больше (на расстоянии 50, 100, 200, 300 м), с удалением от него частота снижается. При контроле загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладывают на придорожных полосах с учетом названных факторов. Пробы отбирают с узких полос длиной 200 — 500 м на расстоянии 0— 10, 10 — 50, 50— 100 м от полотна дороги с глубины 0—10 см.
Региональный мониторинг — направлен на оценку влияния на состояние окружающей среды региона всех видов человеческой деятельности (распашка, разведение и вырубка лесов, градостроительство, транспорт, промышленное производство, энергетика, сельское хозяйство, торговая сеть, здравоохранение и пр.). Он представляет собой слежение за взаимодействием природы и человека в процессе природопользования. Контроль осуществляется различными службами: гидрометеослужбой, агрохимслужбой, гидрохимической, лесоустроительной, сейсмологической и другими службами. Этот вид мониторинга И.П. Герасимов называл еще геосистемным, так как в основу контроля распространения загрязняющих веществ в регионе положены принципы распространения природных химических веществ в геосистеме.
Фоновый мониторинг — обязательный вид мониторинга. Цель его — контроль состояния почв территорий, которые могут служить эталонами окружающей среды, своего рода «нулевыми точками отсчета» при проведении локального и регионального мониторинга.
Фоновое содержание химических элементов в почвах характеризуют разными способами:
1) как содержание химических элементов в датированных погребенных почвах, проанализированных в настоящее время (при этом нужно принимать во внимание изменение природных условий, прежде всего климатических, с которыми могли быть связаны выявленные отличия современного состояния от прежнего, например содержания углеводородов);
2) как содержание химических элементов в музейных почвенных образцах с известными датами их отбора и анализа (при этом необходимо сопоставить использованные в настоящем и в прошлом методы анализа);
3) на основе обобщения данных в литературе о прежнем составе почв (учитывая возможности методов их анализа);
4) по составу глубоких почвенных горизонтов (принимая во внимание, что аккумуляция в верхних горизонтах контролируемых веществ может быть связана как с их биогенным накоплением, так и с поступлением из атмосферы).
Более надежная характеристика фонового содержания контролируемых химических веществ в почвах может быть получена при проведении специального обследования фоновых почв. Объектами наблюдения для фонового мониторинга служат почвы, характерные для региона исследования, в минимальной степени подверженные антропогенному воздействию, например почвы в заповедниках или памятниках природы. Однако антропогенное влияние сказывается и на фоновом уровне (табл. 10.1).
Таблица 10.1
Антропогенный вклад в загрязнение металлами атмосферы фоновых районов, %
Заповедник | РЬ | Cd | V | Мп |
Березинский | 98 | 97 | 80 | 0 |
Репетекский | 50 | 68 | 23 | 0 |
Баргузинский | 99 | 98 | 80 | 0 |
Регулярные наблюдения за почвами фоновых территорий позволяют оценить изменение их экологического состояния во времени.
Фоновый мониторинг является подсистемой глобального мониторинга, хотя последний имеет свои специфические задачи.
Глобальный мониторинг — это система контроля за общепланетарным распространением контролируемых, которое происходит за счет дальнего переноса их в атмосфере. Называют этот вид мониторинга также биосферным, так как его результаты характеризуют глобальные изменения состояния живых организмов на планете под влиянием человеческой деятельности.
Как и фоновый мониторинг, глобальный мониторинг проводится в таких же условиях, как и фоновый мониторинг. Различия между этими двумя видами мониторинга состоят в использовании полученных данных. Результаты фонового мониторинга используются как вспомогательные при проведении локального и регионального мониторинга. Глобальный мониторинг направлен на выполнение собственных задач: оценки интенсивности влияния глобального переноса веществ на состояние почв, удаленных от источников загрязнения. Выполняется в заповедниках, получивших от ЮНЕСКО статус биосферных заповедников.
Перечень контролируемых при экологическом мониторинге почв химических элементов обсужден в главе 6.4.