10.1.2. Показатели состояния почв, определяемых при контроле загрязнения почв

При обсуждении особенностей почвы как объекта мониторинга (гл. 2.4) отмечалась необходимость оценки способности почв как защищать от загрязняющих веществ воду и воздух, так и контролировать возможность их влия­ния на состояние живых организмов.

Среди контролируемых показателей состояния почв (индикаторов) различают две группы: биохимические и педохимические показатели.

К биохимическим относят показатели, характеризую­щие аккумуляцию в почвах самих загрязняющих веществ и возможность их непосредственного негативного влияния на живые организмы. К педохимическим показателям относят те свойства почв, изменение которых может быть вызвано загрязняющими веществами и которые могут косвенно отрицательно влиять на живые организмы.

Биохимические показатели состояния почв

К этой группе относят следующие показатели: а) об­щее содержание загрязняющих веществ, б) содержание соединений загрязняющих веществ, обладающих как ре­альной подвижностью (вещества в почвенных растворах, в лизиметрических водах, в вытяжках, имитирующих состав тех и других), так и непосредственно связанных с ними потенциально подвижных соединений этих же веществ в составе твердых фаз почвы. Содержание последних харак­теризует способность загрязняющих веществ переходить в вытяжки разбавленных кислот, растворов солей и ком- плексообразователей.

Показатели общего (валового) содержания в почве контролируемых элементов характеризуют запас в почвах соединений этих элементов природного и техногенного происхождения. Точное определение общего содержания химических элементов в почвах трудоемко, так как требу­ет полного разложения алюмосиликатов, удерживающих значительную часть этих элементов, особенно в незагряз­ненных почвах (сплавление пробы, разложение кислотами с участием плавиковой кислоты).

При оценке состояния загрязненных почв общее содер­жание химических элементов является показателем менее информативным, чем, например, при оценке загрязнения воды или воздуха. Это один из исходных показателей, но он не всегда имеет первостепенное значение. Общее содержание химических веществ в почвах — важный показатель для получения первичной оценки состояния почв в ходе проведения локального и регионального мони­торинга. Существует достаточно много данных и сводок о природном уровне общего содержания разных химических элементов (Hg, Pb, Cd, As, Zn, Си и др.) в почвах мира, в верхних горизонтах почв России разных типов. Установлены особенности регионального фонового содержания многих элементов. Выявлены закономерности изменения этого уровня в зависимости от гранулометрического состава и гумусированности почв, от их реакции, от содержания эле­ментов в почвообразующих породах, геоморфологического положения почв и других факторов. Анализ загрязненных почв позволяет оценить вклад техногенных факторов, таких как расстояние от источника загрязнения, состав и свойства отходов, содержащих загрязняющие вещества.

С расширением экологического контроля состояния почв все шире стали применять методы определения содер­жания кислоторастворимых (1н. НС1, 1н. HNO₃) соединений контролируемых элементов. Нередко им стали присваивать название «условно-валовое содержание химических эле­ментов». Применение в качестве реагентов разбавленных растворов минеральных кислот не обеспечивает полного разложения пробы, но позволяет перевести в раствор основную часть соединений химических элементов техно­генного происхождения.

К подвижным формам химических элементов относятся компоненты гетерогенной почвенной системы соединений химических элементов, а именно вещества почвенного раствора, а также соединения, входящие в состав твердых фаз почвы, которые находятся в состоянии динамического равновесия с химическими элементами почвенного раство­ра. Удерживаются они твердыми фазами почв в результате реакций сорбции-десорбции, осаждения-растворения, ион­ного обмена, комплексообразования.

Реальную подвижность химических элементов в почвах характеризует их содержание в почвенном растворе или в составе вытяжек, когда в качестве экстрагента применя­ются слабо солевые растворы, с ионной силой, близкой к ионной силе природных почвенных растворов:

(0,01-0,05 М СаС1₂, Ca(NO₃)₂, KNO₃).

Содержание подвижных соединений контролируемых элементов в составе твердых фаз почвы характеризует потенциальную опасность этих веществ для экосистемы, способность веществ переходить из почв в растения, в поч­венные и грунтовые воды. Содержание потенциально под­вижных соединений контролируемых элементов в почвах определяют преимущественно в вытяжке 1н. NH₄CH₃COO при разных значениях pH. Используют этот экстрагент и с добавлением комплексообразователей (0,02— 1,0 М ЭДТА), а также смесь комплексообразователей, например, 0,005 М раствор ДТПА + 0,1 М ТЕАБ. Я.В. Пейве и Г.Я. Ринькисом предложены (1963) для некарбонатных почв индивидуаль­ные экстрагенты подвижных соединений микроэлементов (Си, Zn, Мп, Со, В, Мо), но в настоящее время они почти не применяются.

Результаты диагностики состояния почв с помощью этих показателей свидетельствуют об их информативности. Многочисленные данные показывают, что при загрязнении различных ландшафтов общее содержание металлов и со­держание их подвижных соединений в почвах повышается на порядки.

Для анализа чаще всего используют верхние слои почвы (0 — 2, 0 — 5, 0—10 см). Предметом анализа является также распределение загрязняющих веществ в почвенном профиле. Верхние горизонты почв играют роль геохими­ческого барьера на пути потока веществ, поступающих из атмосферы. Эффективность этого барьера зависит от свойств почв и от природы самого вещества, его способ­ности поглощаться почвой. В условиях промывного режима загрязняющие вещества могут проникать вглубь и накапли­ваться в иллювиальных горизонтах, которые также служат геохимическими барьерами (табл. 10.2).

Таблица 10.2

Содержание соединений меди и никеля в Al-Fe-гумусовых подзолах Кольского полуострова, мг/кг

Сведения о состоянии загрязненных почв могут быть использованы для сопоставления их с незагрязненными

аналогами.