Гигиеническое нормирование содержания тяжелых металлов в объектах окружающей среды (стр. 9 из 12)

Таблица 2.4

Суммарные концепции микроэлементов в поверхностном слое почв, считающиеся предельными в отношении фитотоксичности мг/кг сухой массы [9]

Элемент	Концентрация (по данным разных авторов)
Элемент	Ковалевский	El-Bassam	Linzon	Кабата-Пендкас	Kloke	Kita-gischi
AsBCdCrCuFeHgPbVZn	-30--60----70	5010051001005005100-300	25-875100-0.320060400	301005100010010005100100300	20253100100200410050800	15---125--400-250

Оценку почв можно проводить с учетом интенсивности и характера загрязнений. В этом случае загрязнение почвы оценивают по четырем уровням: допустимое, умерено-опасное, высоко-опасное и чрезвычайно опасное.

Суммарный показатель ZC предложен Ю.Э. Саэтом [10] и рассчитывается по формуле:

где n – число определяемых ингредиентов; KС – коэффициент концентрации элемента (вещества), определяемый отношением его содержания в загрязненной почве к фоновому.

Если ZС<16 , почва относиться к I категории загрязнения; ZС=16–32 – ко II категории; ZС=33–128 – к III категории; ZС>128 – к IV категории.

Однако расплывчивость классификационных диапазонов концентраций ТМ в почве ограничивает применение данного показателя. С его помощью возможна лишь самая общая оценка экологической ситуации на изучаемой территории.

Степень загрязнения почв можно оценивать на основе учета предельно-допустимых концентраций (ПДК) химических веществ. Согласно этой схеме нормирование в почвах подразделяется на транслокационное (переход нормируемого элемента в растение) и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почвы и почвенный микробиоценоз). Значение ПДК представлены в табл.2.5 [11]

Недостатком этой разработки является ограниченность информации по элементам. Кроме этого значение ПДК и ОДК для некоторых металлов(например для цинка и свинца)не учитывают наличие у растений защитных механизмов, которые могут существенно ограничить поступление избытка химических элементов в надземные органы [12]

Таблица 2.5

Предельно-допустимые концентрации тяжелых металлов в почве и ориентировочно допустимые концентрации их в почвах с различными физико-химическими свойствами, утвержденные Госкомсанэпиднадзором России, ГН 2.1.7.020-94

Наименование вещества	Величина ПДК (мг/кг) почвы с учетом фона	Лимитирующий показатель вредности
1	2	3
Предельно допустимые концентрации (ПДК)Валовое содержание
ВанадийВанадий + марганецМышьякРтутьСвинецСвинец + ртутьСурьма	150100+10002,02,132,0120,0+1,04,5	ОбщесанитарныйОбщесанитарныйТранслокационныйТранслокационныйОбщесанитарныйТранслокационныйВоздушномиграционный
Подвижная среда
Кобальт*Марганец (извлекаемый 0,1н H₂SO₄)черноземыдерново-подзолистые почвы:pH 4,0pH 5,1-6,0pH > 6,0(извлекаемый ацетатно-аммонийным буфером с pH 4,8)черноземыдерново-подзолистые почвы:pH 4,0pH 5,1-6,0pH > 6,0	5,07003004005001406080100	ОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарный
МедьНикельСвинецЦинкХром**	3,04,06,023,06,0	ОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйТранлокационныйОбщесанитарный
Ориентеровочно-допустимые концентрации (ОДК)Валовое содержание мг/кг
НикельМедьЦинкМышьякКадмийСвинец	а)20б)40в)80а)33б)66в)132а)55б)110в)220а)2б)5в)10а)0,5б)1,0в)2,0а)32б)65в)130	ОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйТранлокационныйОбщесанитарныйОбщесанитарныйОбщесанитарный

Примечание: *- подвижная форма кобальта извлекается из почвы ацетатно-натриевым буферным раствором с рН 3,5 для сероземов и ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 для остальных типов почв;

**- подвижная форма элемента извлекается из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8; а) для почв песчаных или супесчаных; б) для почв кислых (суглинистых и глинистых) рН<5,5; в) для почв с кислотностью близкой к нейтральной (суглинистых и глинистых) рН>5,5

В работе [13] был предложен подход к экологическому нормированию на основе природно-географического критерия “фоновое содержание”, под которым понимают содержание загрязняющих элементов и соединений в почвах, соответствующих сочетанию естественных факторов почвообразования на территориях, не испытывающих заметного антропогенного воздействия.

С целью выявления закономерностей варьирования показателя различные типы почв были сгруппированы на основании сходства-различия их физико-химических свойств. Введены понятия “экологическая норма содержания - ЭНС”, соответствующая фоновому содержанию химических элементов, седиметационная или иная нагрузка на которые не превышает интенсивности выноса поступающих элементов за границы ландшафта; “предельно-допустимое содержание - ПДС” равное приблизительно 4-х кратному значению ЭНС; “экологически критическое содержание - ЭКС”, равное в среднем 64 кратному значению ЭНС (табл. 2.6)

Таблица 2.6

Экологические показатели уровня загрязнения почв, мг/кг [14]

Элемент	Песчаные и супесчаные			Суглинистые и глинистые при рН<5,5			Суглинистые и глинистые при рН>5,5
Элемент	ЭНС	ПДС	ЭКС	ЭНС	ПДС	ЭКС	ЭНС	ПДС	ЭКС
ZnCdPbCuNiCrAsCo	8,00,045,01,51,51,50,51,0	550,5323320624	51033209595953065	320,06131320181,510	110165664072640	204048308301280115095640	400,07131825251,713	2202130132801001072	25505830115016001600110830

Однако среды многих исследователей существует убеждение, что наиболее объективную оценку загрязнения почв ТМ можно получить при определении в почве содержания подвижной формы ТМ. Классификация почв по степени загрязнения подвижными формами ТМ приведена в табл. 2.7 [14, 15].

Таблица 2.7

Классификация почв по содержанию и степени загрязнения подвижными формами ТМ , мг/кг воздушно-сухой почвы , ацетатно-аммонийный буфер, рН 4,8

Градации	Pb	Cd	Zn	Cu	Ni	Co
Содержание
Очень низкоеНизкоеСреднеВысокое	<0.20,2-0,50,5-1,51,5-5,0	<0,020,02-0,050,05-0,100,10-0,50	<11-22-55-20	<0.20,2-0,50,5-2,02,0-5,0	<0.20,2-0,50,5-1,51,5-5,0	<0.10,1-0,20,2-0,50,5-3,0
Загрязнение
Слабое (ПДК)СреднееСильноеОчень сильное	5-1010-5050-100>100	0,5-1,01,0-3,03,0-5,0>5,0	20-5050-100100-200>200	5-1010-5050-100>100	5-1010-5050-100>100	3-55-2525-50>50

Недостатком данной классификации является не учет совместного отрицательного эффекта, поскольку почвы загрязняются одновременно несколькими химическими элементами. Следует учитывать не только ингибирующее , но и стимулирующее действие ТМ.

Таким образом, можно сделать вывод, что система нормирования содержания ТМ в почвах еще далека от совершенства. Даже если содержание ТМ ниже ПДК, остается опасность загрязнения почв, растений и сопредельных ландшафтов, что вызывает необходимость проведения регулярного контроля состояния ТМ в агроценозах и осуществления агротехнических и агрохимических мероприятий, снижающих подвижность ТМ и возможность их поступления в растения [16] .

2.4 Пищевые продукты

Человеческий организм содержит многие металлы, хотя и в весьма малых концентрациях. Отдельные элементы являются составной частью ферментов, гормонов и их относят к жизненно необходимым. Оптимальная физиологическая потребность для взрослого человека в сутки составляет (в мг): в меди – 2,0 – 2,5; марганце – 5 – 6; кобальте – 0,1 – 0,2; цинке – 10 – 12; молибдене – 0,2 – 0,3; никеле – 0,6 – 0,8 и в железе – 15 -20 [17].

К. Рейли [18] считает, что необходимые для человеческого организма металлы можно разделить по их количественному содержанию на два класса (табл. 2.8). Калий, магний, кальций и натрий относят к макроэлементам, остальные – к микроэлементам.

Таблица 2.8

Классификация металлов, содержащихся в организме [18]

Группа	Металл (содержание, % от массы тела)
1. Макроэлементы, необходимые для функционирования организма	Ca (1,5 – 2,2), K (0,4),Na (0,2), Mg (0,05)
2. Микроэлементы, необходимые для функционирования организма	Fe (0,0035), Zn (0,025), Se (0,0003)Mn (0,0002), Cu (0,0001), Mo, Co, Cr, Si, Ni, Sn
3. Металлы, механизм действия которых не установлен, но существуют доказательства их участия	Ba, As, Cr, Cd, V
4. Металлы, метаболические функции которых неизвестны	Pb, Hg, Au, Ag, Bi, Sb, B, Be, Li, Ti идр.

К токсичным относят те металлы, которые не являются жизненно необходимыми, ни благотворными, и даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций.

Неблагоприятное действие тяжелых металлов, а также других ксенобиотиков, связано с миграцией химических веществ по одной или нескольким экологическим цепям:

- воздух – человек;

- вода – человек;

- пищевые продукты – человек;

- почва - вода – человек;

- почва – растение – человек;