ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ

УДК 631.95
ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
ПЕРВОУРАЛЬСКО-РЕВДИНСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА
Assessment of the level of pollution of the territories of agricultural enterprises
of Pervouralsk-Revdinsky industrial hub
К. О. Лисихина, студент Уральского государственного аграрного университета
(Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42)
Рецензент: А. С. Гусев, кандидат биологических наук, доцент
Аннотация
В статье дана оценка уровня загрязнения севооборотов сельскохозяйственных предприятий Первоуральско-Ревдинского промышленного узла тяжелыми металлами.
Ключевые слова: загрязнение, кларковый уровень, ПДК, севооборот, оценка.
Summary
There is given the assessment of the level of contamination of crop rotation of agricultural enterprises of
Pervouralsk-Revdinsky industrial hub by heavy metals.
Keywords: pollution, clark level, MPC, аssessment, crop rotation.
К концу XX в. загрязнение окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех
видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов
приобрело глобальный характер и поставило человечество на грань экологической катастрофы.
С умеренно загрязненными землями интенсивно совершаются сделки купли-продажи,
аренды, дарения и пр. Вместе с тем общая площадь сверхнормативно загрязненных земель
в нашей стране уже сейчас составляет не менее 10 млн га, из них 5-6 млн относятся к сельскохозяйственным угодьям.
Свердловская область является одним из крупнейших промышленных центров России.
Крупные металлургические предприятия во множестве сосредоточены вблизи таких городов,
как Екатеринбург, Первоуральск, Ревда, Карпинск, Нижний Тагил, оказывая неблагоприятное воздействие на их экологическое состояние. Значительная часть загрязненных почв
Свердловской области приходится на сельскохозяйственные предприятия с хорошо развитой
инфраструктурой, обеспечивающие растениеводческой и животноводческой продукцией
крупные населенные пункты.
Основную угрозу в плане загрязнения окружающей среды оказывают тяжелые металлы
и радиоактивные вещества [4].
Важнейшими источниками техногенного воздействия на окружающую среду, включая
почвы, в районе являются Среднеуральский медеплавильный завод (СУМЗ), завод по выработке хромсодержащих продуктов (акционерное общество «Хромпик»), Новотрубный завод
(НТЗ), горнодобывающее предприятие – титаномагнетитовый рудник Первоуральского рудоуправления (ПРУ) и др. Наибольшее воздействие на состояние окружающей среды района
оказывают СУМЗ и АО «Хромпик».
СУМЗ – один из крупнейших химико-металлургических заводов России. Ежегодно СУМЗ
выбрасывает в атмосферу порядка 160 тысяч т различных веществ, из них 136 тысяч т газообразных (сернистого ангидрида, двуокиси азота, фтористого водорода и др.) и 21 тысячу т
твердых (пыли, аэрозолей), в том числе соединений меди более 4 тысяч т, свинца – около тысячи т, мышьяка – более 800 т. Из других выбрасываемых в атмосферу тяжелых металлов
следует отметить цинк, ртуть, кадмий, мышьяк, сурьму, кобальт, железо и др.
Наибольший вклад в суммарное загрязнение почв тяжелыми металлами вносят медь, содержание которой в среднем в 25 раз превышает кларковый уровень, мышьяк (в 13 раз), свинец (в 10 раз), серебро (в 8,5 раз), хром (в 8,3 раза), цинк (в 5,4 раза).
Землепользование СХПК «Первоуральский» располагается вблизи города Первоуральска
с центром в пригородном поселке Талица. На данный момент площадь землепользования совхоза составляет 6896 га, в том числе пашни – 1852 га, сенокосов – 1066 га, пастбищ – 282 га.
Муниципальное сельскохозяйственное предприятие «Ревдинское» расположено на восточном склоне Уральских гор в южной части Свердловской области в зоне рискованного
земледелия с умеренно-влажным климатом и увалистым рельефом.
Уровень загрязнения почв промышленного узла оценивался по двум предприятиям, находящимся в непосредственной близи от источников загрязнения: СУМЗ и «Хромпику».
Наиболее часто для оценки безопасного содержания токсичных веществ в субстрате используется показатель предельно допустимой концентрации (ПДК). Величины ПДК для валовых количеств тяжелых металлов по данным различных исследователей сведены в табл. 1.
Таблица 1
Предельно допустимые концентрации (ПДК) тяжелых металлов в почвах
по данным различных источников
Источник данных
Cu
Санитарные нормы, 1988,
валовые количества
Санитарные нормы, 1988,
подвижные формы
Валовые количества по Кloke
Валовые количества по Tietjen
Валовые количества
Валовые количества
Подвижные формы
ПДК тяжелых металлов, мг/кг воздушно-сухой почвы
Zn
Pb
Cd
As
Hg
Cr
100
300
32
3
15
2,1
100
3
23
20
–
2
–
6 для Сr3+, 0,05 для Сr6+
100
100
23
300
300
110
3
5
5
20
50
2
2
2
5
2,1
2,1
100
100
0,05 (для Cr6+ )
90 для Сr3+, 6 для Сr6+
3
23
100
100
32
32
6
Для оценки экологической опасности загрязнения почв тяжелыми металлами используются критерии, приведенные в табл. 2.
Таблица 2
Оценочная шкала опасности загрязнения почво-грунтов тяжелыми металлами
Экологическое состояние почв селитебных территорий
Категория
загрязнения
почв
Значение
показателя
Zc
Удовлетворительное
Относительно
удовлетворительное
Допустимая
менее 8
Слабо опасная
от 8 до 16
Умеренно
опасная
от 16 до 32
Изменение показателя здоровья населения
в очагах эколого-геохимического загрязнения
Минимальный уровень заболеваемости детей
и минимальная частота функциональных отклонений в здоровье населения
Увеличение общей заболеваемости населения
Экологическое состояние почв селитебных территорий
Почвы чрезвычайной экологической
ситуации
Почвы территорий
экологического бедствия
Категория
загрязнения
почв
Значение
показателя
Zc
Опасная
от 32 до 64
Весьма
опасная
от 64 до 128
Чрезвычайно
опасная
128 и более
Изменение показателя здоровья населения
в очагах эколого-геохимического загрязнения
Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей-хроников с нарушениями сердечно-сосудистой системы
Увеличение заболеваемости детей, нарушение
репродуктивной функции у женщин
Предлагаемая шкала предложена для почв с кислой и слабокислой реакцией среды (рН
4,0–6,0) и с преобладанием окислительной обстановки. Для оценки устойчивости почв к тяжелым металлам мы воспользовались шкалой, предложенной В. Б. Ильиным [3].
Оценка земель по уровню их загрязнения токсическими выбросами проводится путем
определения размеров причиненного на загрязненных землях ущерба. Средства, взыскиваемые с виновных юридических и физических лиц в возмещение ущерба, нанесенного ими
в результате загрязнения земель химическими веществами, предназначены для осуществления восстановительных мероприятий.
Ущерб от загрязнения определяется:
 при произведенном загрязнении земель (выбросами и сбросами загрязняющих веществ)
на основе данных обследований земель и лабораторных анализов по сравнению с данными
предыдущих обследований и анализов;
 при нарушении технологий и регламентов применения пестицидов и других агрохимикатов, несоблюдении природоохранных требований при их хранении, транспортировке
и проведении погрузочно-разгрузочных работ, загрязнении земель при авариях, залповых
сбросах и выбросах на основе данных обследований земель и лабораторных анализов.
Почвы СХПК «Первоуральский» отличаются высокими концентрациями токсических веществ. Содержание всех изученных элементов было выше глобального кларка. Валовые концентрации меди и цинка, составляющих основу токсических выбросов, превышали ПДК: по
меди – на всех полях хозяйства, по цинку – на 3 и 4-м кормовом и всех овощных севооборотах (табл. 3).
Таблица 3
Уровень загрязнения почв тяжелыми металлами почв на СХПК «Первоуральский»
№ полей
и участков
Площадь, га
1
2
3
4
79
73
86
70
1
2
94
108
Содержание в почвах тяжелых металлов, мг/кг
Cu
Zn
1-й кормовой севооборот
64,3
53,6
75,4
63,0
91,5
76,4
91,5
76,4
2-й кормовой севооборот
96,7
80,8
91,5
76,4
Zc
Pb
As
10,5
13,0
16,6
16,6
2,8
3,7
3,4
3,4
3,7
5,2
6,5
6,5
17,7
16,6
3,3
3,4
6,9
6,5
№ полей
и участков
Площадь, га
1
2
3
4
5
54
54
51
65
54
1
2
92
85
1
2
3
4
42
41
43
45
1
2
3
4
53
50
50
46
1
2
3
39
39
39
Содержание в почвах тяжелых металлов, мг/кг
Cu
Zn
3-й кормовой севооборот
127,0
106,1
135,0
112,7
145,3
121,3
150,1
125,2
150,9
126,0
4-й кормовой севооборот
142,4
118,9
145,1
121,1
1-й овощной севооборот
135,0
112,7
141,0
117,6
145,3
121,3
148,2
123,7
2-й овощной севооборот
139,5
116,4
142,4
118,9
145,1
121,1
147,3
122,9
3-й овощной севооборот
150,1
125,2
150,1
125,2
150,9
126,0
Zc
Pb
As
13,9
17,1
21,8
24,5
25,4
5,7
6,1
6,4
6,4
6,0
9,7
10,8
12,1
12,7
12,6
26,2
26,5
5,2
5,5
11,7
12,1
17,1
19,8
21,8
23,4
6,1
6,9
6,4
6,5
11,7
12,1
11,7
12,1
25,8
26,2
26,5
26,6
5,9
5,2
5,5
5,6
11,8
11,7
12,1
12,3
24,5
24,5
25,4
6,4
6,4
6,0
12,7
12,7
12,6
Кларк
20
50
10
2
ПДК
56
100,0
32
20
По геохимическому показателю уровень загрязнения в 1 и 2-м кормовом севообороте
СХПК «Первоуральский» был на допустимом уровне, а на остальных полях – слабо опасным.
В табл. 4 приведены усредненные данные по содержанию валовых форм тяжелых металлов в почвах каждого поля севооборота.
Таблица 4
Уровень загрязнения тяжелыми металлами почв в МСП «Ревдинский»
№ полей
и участков
1
2
3
4
5
6
Площадь, га
123
41
98
91
235
65
Содержание в почвах тяжелых металлов, мг/кг
Cu
Zn
Pb
As
61,06
109,41
45,40
6,2
62,26
100,68
45,31
7,5
46,64
97,51
45,14
7,0
50,38
99,17
46,35
5,5
52,88
101,77
41,77
1,1
59,27
100,50
41,21
6,7
Кларк
20
50
10
2
ПДК
56
100,0
32
20
Zc
9,9
10,4
9,3
8,9
6,4
9,4
Содержание почти всех элементов значительно выше глобального кларка. Общие концентрации тяжелых металлов приближались к значениям ПДК. Так, если содержание меди
и цинка на разных полях колеблется, с небольшими отклонениями, в пределах одной величины ПДК, то концентрация общего содержания свинца превышает допустимые пределы
в 1,3–1,4 раз. Геохимический показатель колебался в пределах допустимого и слабого уровня
загрязнения.
С развитием промышленности происходит загрязнение окружающей среды, т. е. загрязнение окружающей среды носит антропогенный характер.
Основные современные задачи охраны окружающей среды – рациональное использование
природных ресурсов, защита окружающей среды от загрязнений. Выброс загрязняющих веществ в атмосферу города Первоуральска составил 6,144 тысяч т. Основной вклад в атмосферные выбросы диоксида серы дает Первоуральская ТЭЦ (57,3 %). ОАО «Первоуральский
новотрубный завод» делает наибольший вклад (99,9 %) в выбросы труднорастворимых фтористых соединений и в выбросы фтористого водорода (90,2 %). Загрязнение атмосферного
воздуха аммиаком является в основном результатом производственной деятельности птицефабрики «Первоуральская» – 91,4 %.
На предприятиях города уловлено 6,078 тысяч т загрязняющих веществ, из них утилизировано 2,882 тысяч т.
В районе Первоуральско-Ревдинского промышленного узла река Чусовая и ее притоки,
река Ревда, река Пахотка, ручей Караульный практически превращены в сточные каналы,
т. к. в них было сброшено 80,881 млн м3 сточных вод, из них загрязненных – 40,4 млн м3
(50 %).
Почва как природное тело обладает определенной способностью к самоочищению: поступающие в нее материалы антропогенного происхождения с течением времени разрушаются
и разлагаются.
Однако защитные возможности почвы ограничены. Появляется необходимость в оказании
ей помощи с тем, чтобы использовать ее плодородие в сельскохозяйственных целях.
Полученные результаты предлагается использовать органами государственной власти
и местного самоуправления для разработки мероприятий продовольственной безопасности
Свердловской области.
Библиографический список
1. Алексахин Р. М., Ульяненко Л. Н. Актуальные проблемы агроэкологии на техногеннозагрязненных сельскохозяйственных угодьях // Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения агроэкосистем. Казань, 2001. С. 8–14.
2. Гусев А. С. Влияние техногенного загрязнения на свойства почв промышленных районов Свердловской области : автореферат дис. … канд. биол. наук. Тюмень, 2000. 16 с.
3. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе «почва – растение». Новосибирск : Наука, Сиб.
отд., 1991. 151 с.
4. Ладонин Д. В. Содержание тяжелых металлов в почвах: проблемы и методы изучения //
Почвоведение. 2002. № 6. С. 682–692.