1 Тема: «Опыт экспериментального землеустроительного

1
Тема:
«Опыт
экспериментального
землеустроительного
проектирования в условиях техногенного загрязнения территории»
План
1. Техногенное загрязнение земель России и необходимость землеустройства.
2. Методологические основы землеустройства в условиях техногенного
загрязнения территории.
3. Методика выявления и оценки загрязненных территорий для целей
землеустройства.
1. Техногенное загрязнение земель России и необходимость землеустройства.
Наибольшую опасность для сельскохозяйственного производства в
России представляют техногенные источники загрязнения. Это, прежде
всего, отходы энергетической промышленности, цветной и черной
металлургии, нефтеперерабатывающей промышленности. Так, по данным
Минприроды России, общий объем выбросов загрязняющих веществ в
атмосферный воздух от стационарных промышленных источников России
составляет 18140,4 тыс. т, из них на долю энергетической промышленности
приходится - 5017,7 тыс. т, цветную и черную металлургию - 3693,2 и 2735,3
тыс. т, нефтеперерабатывающую промышленность - 1409,1 тыс. т.
В результате промышленных выбросов в настоящее время в России
имеются территории, где 40-50% населения подвержены влиянию высокого
уровня загрязнения атмосферы. К таким территориям относятся Иркутская,
Кемеровская, Московская и Омская области, Красноярский и Хабаровский
край. Фоновое содержание свинца в атмосферных осадках на территории
России составляет 1,5-2,0 мкг/л, кадмия - 0,15-0,63 мкг/л. В сбросе
загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы и объекты «лидирует»
жилищно-коммунальное хозяйство - 12503,7 млн. м3, на всю промышленность России приходится 8574,6 млн. м3, а сельское хозяйство 3172,7 млн. м3. Результатом сброса загрязненных сточных вод стал тот факт,
что качество воды большинства водных объектов России по-прежнему не
отвечает нормативным требованиям.
Наиболее
распространенными
загрязняющими
веществами
поверхностных вод России остаются нефтепродукты, фенолы, легко
окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и
нитритный азот. Не лучше состояние подземных вод. По экспертным
оценкам суммарный расход загрязненных вол на водозаборах составляет 56% от общего количества подземных вод, используемых для хозяйственно-
2
питьевого водоснабжения. В подземных водах, используемых для питьевого
водоснабжения, отмечено содержание азота, железа, марганца, свинца,
сульфата, хлорида, нефтепродуктов, фенола, стронция, алюминии,
пятикратно превышающее предельно допустимые нормы концентрации.
Основное влияние на почву, главное средство производства в сельском
хозяйств, оказывает ее загрязнение радионуклидами, пестицидами и
тяжелыми металлами.
В настоящее время радиационная обстановка в России определяется:

глобальным
радиационным
фоном,
обусловленным
проводившимися ранее ядерными испытаниями;

наличием территорий, загрязненных в результате аварий,
произошедших в 1986 году на Чернобыльской АЭС и в 1957 году на ПО
«Маяк»;

эксплуатацией предприятий ядерного топливного цикла, судовых
ядерно-энергетических установок, региональных хранилищ радиоактивных
отходов.
В результате Чернобыльской аварии радиационному загрязнению
подверглись сельскохозяйственные угодья 13 областей Российской
Федерации и Республика Мордовия. Наибольшее загрязнение отмечается
цезием-137. Так, в целом, по данным Минсельхозпрода России, по состоянию
на 1 января 1997 года 11,8% (3603,58 тыс. га) сельскохозяйственных угодий
областей, подвергшихся радиоактивному влиянию Чернобыльской аварии,
загрязнено цезием-137. В Тульской области это загрязнение составляет
45,1%, а в Брянской - 37,3% от площади всех сельскохозяйственных угодий.
Загрязненные территории требуют безотлагательного проведения
комплекса реабилитационных мероприятий, направленных на снижение
перехода
радионуклидов
в
продукцию
растениеводства.
Среди
агротехнических мероприятий необходимо внесение повышенных доз
калийных удобрений и известкование кислых почв, позволяющее снизить
переход нуклидов в растительную продукцию в 2-4 раза. Необходимо
провести комплекс землеустроительных мероприятий по совершенствованию
организации территории кормовых угодий. Так, коренное улучшение
естественных кормовых угодий позволяет снизить их переход в растительные корма до 10 раз. Необходимо совершенствование рационов
кормления скота с учетом загрязненности кормовых компонентов,
использование содержащих ферроцианид препаратов, что также позволит
снизить их переход в 2,5-8 раз.
3
Общий объем применения пестицидов в 1996 г. составил 27,1 тыс. т в
целом по России, что по сравнению с предшествующим годом меньше на 2,6
тыс. и почти в 2 раза ниже относительно среднего объема применения их в
1991— 1995 гг. Однако, несмотря на это, загрязнение почв в ряде регионов
России остается на высоком уровне.
Систематические обследования почв России на содержание в них
остаточных количеств ДЦТ свидетельствует, что несмотря на запрещение
применения в 1972 г., содержание суммарного ДДТ на протяжении всех лет
обследования обнаруживается на уровне, превышающем предельно
допустимое количество (ПДК) ежегодно на 5-8% обследуемой территории.
При этом наиболее загрязнены почвы под ягодниками и садами.
По результатам выборочных обследований, проведенных в 1996 г.
сетевыми подразделениями Росгидромета России на территории 36
субъектов Российской Федерации, загрязненная почва по семи
наименованиям пестицидов обнаружена в почвах 16 субъектов Федерации на
площади в 1,6 тыс. га весной и 1,3 тыс. га осенью, что составляет
соответственно 7,7 и 6,5% обследованной территории. К наиболее
загрязненным регионам отнесены Ростовская область и Приморский край.
Наибольшее техногенное загрязнение испытывают земли в районах
расположения крупных промышленных предприятий, больших городов,
транспортных артерии. В центре европейской части России сильное влияние
на техногенное загрязнение земель, в том числе и на формирование
транспортного потока загрязнителей, оказывают промышленные комплексы
Тульской, Московской, Липецкой и Вологодской областей.
По данным Росгидромета России, более чем в 230 городах страны
среднегодовые концентрации взвешенных веществ, диоксида азота,
формальдегида и бензопирена превышает ПДК, установленные для
населенных мест. Следует также отмстить, что города изменяют
экологическую ситуацию не только внутри собственных границ, но и далеко
за их пределами. Техногенное влияние выбросов от промышленных
источников и транспорта распространяются на прилегающую территорию,
являясь причиной загрязнения сельскохозяйственной продукции. При этом
зоны влияния городов простираются на десятки, а крупных промышленных
агломераций на сотни километров, например, Московской - 200 км, Тульской
- 120 км, Среднеуральской - 300 км, Кемеровской - 200 км.
В таких условиях необходимы землеустроительные действия по
зонированию экологически неблагополучных территорий, с последующим
4
совершенствованием специализации хозяйств, состава и соотношения
угодий, структуры посевных площадей с целью предотвращения
техногенного влияния на сельскохозяйственное производство.
Среди особо опасных элементов, поступающих в почву из атмосферы,
а также в результате сброса загрязненных вод, следует назвать тяжелые
металлы различных классов опасности. По экспертным оценкам
Международного Метеорологического Синтезирующего Центра «Восток»,
на большей части европейкой территории России уровни выпадения свинца
составляют около 2-4 мг/м2. Максимальные значения выпадения свинца
достигают 10мг/м2 в районе Москвы, повышенные - наблюдаются в районе
Санкт-Петербурга и составляют около 7 мг/м2. Согласно данным
Минсельхозпрода
России
из
24,8
млн.
га
обследованных
сельскохозяйственных угодий страны 0,4 млн. га загрязнены медью,
свинцом, цинком, кадмием и другими тяжелыми металлами, общее
воздействие которых через почву и атмосферу воздуха снижает урожай на
10-20%, то есть уже сейчас только совокупное содержание тяжелых металлов
в почве и атмосфере снижает урожай сельскохозяйственных культур на 1020% на площади около 400 тыс. га сельскохозяйственных угодий.
Следует отметить, что в отличие от органических загрязняющих
веществ, подвергающихся процессам естественного разложения, металлы
способны лишь перераспределяться между природными средами. Роль
тяжелых металлов двойственна: с одной стороны, они необходимы для
нормального протекания физиологических процессов, с другой, токсичны
при повышенных концентрациях.
Рост промышленности и транспорта неуклонно, год от года,
увеличивает содержание тяжелых металлов в почве, водной среде и
атмосфере, из них они переходят в растительность и животные организмы,
накапливаясь до токсичных параметров. По данным ряда исследований,
число примеров токсического действия металлов, входящих в состав
продуктов или отходов промышленности, увенчивается с каждым годом.
Уже в ближайшее время загрязнение тяжелыми металлами станет главной
проблемой охраны окружающей природной среды, в особенности, в сельском
хозяйстве страны. В связи с указанным, необходимы неотложные меры
связанные с:

совершенствованием режима использования загрязненных
земель;

мониторингом загрязненных территорий;
5

контролем использованием сточных вод, выбросом и сбросом
отходов промышленных, жилищно-коммунальных и сельскохозяйственных
сфер деятельности человека;

совершенствованием
организации
территории
сельскохозяйственных предприятий, изменением их специализации;

разработкой систем севооборотов, основанных на биологических
свойствах растений концентрировать тяжелые металлы, и промышленных
технологий их очистки и других мероприятий.
Реализацию таких задач возможно осуществить в процессе
землеустроительных действий. При этом содержание проектных и
предпроектных работ требует существенных изменений. В современных
экологических условиях землеустроительному проектированию должны
предшествовать серьезные предпроектные проработки, базирующиеся на
оценке качества окружающей природной среды. Они должны обеспечивать
экологическую обоснованность экономических, технических и социальных
решений, реализуемых в процессе проектирования.
Нормативами качества окружающей природной среды согласно ст.25
Закона Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды»
являются предельно допустимые нормы воздействия на окружающую
природную среду со стороны антропогенной деятельности человека. Закон
определяет три основных требования к установлению предельных норм
воздействия на окружающую природную среду:

экологическая безопасность населения;

сохранение генетического фонда животного, растительного мира
и человека;

обеспечение рационального использования и воспроизводства
природных ресурсов, устойчивого развития хозяйственной деятельности.
Эти требования в полной мере можно считать основополагающими и
для
землеустроительных
проектных
решений.
Землеустройство
сельскохозяйственных предприятий, базирующееся на экологических
требованиях охраны окружающей среды, обеспечивает своего рода
компромисс между экономикой и экологией, позволяющей на взаимно
выгодных началах развивать сельскохозяйственное производство и охранять
жизнь и благополучие человека.
Результаты
экспериментального
проектирования
еще
раз
подтверждают, что в условиях техногенного загрязнения земель,
землеустройство со всем своим комплексом мероприятий выступает в
6
качестве одного из основных механизмов реализации основных требований
охраны природной среды и инструментом создания условий устойчивого
развития хозяйственной деятельности на земле.
2. Методологические основы землеустройства в условиях техногенного
загрязнения территории
Основные понятия и определения. Загрязненными могут быть почвы,
естественная и культурная растительность, воздушная среда, вода.
Поэтому загрязненные территории - это результат комплексного
действия ряда факторов: загрязнения почвенного покрова, загрязнения
естественной и культурной растительности, загрязнения воздушной среды и
воды в пределах определенной анализируемой территории.
В большинстве случаев загрязнение территории рассматривается как
загрязнение земли, при этом под понятием «земля» рассматривается
территория, которая характеризуется почвенными, растительными, водными
и воздушными показателями. Поэтому в большинстве литературных
источников эти два понятия «загрязнение территории» и «загрязнение земли»
носят одинаковое значение.
Как отмечается в словаре-справочнике «Химическое загрязнение почв
и их охрана», незагрязненные земли - это земли, не содержащие
загрязняющих веществ, или содержащие их не выше фонового уровня.
Загрязненные земли - это земли, содержащие загрязняющие вещества
выше фонового уровня.
Фоновое содержание в почвах химического вещества - это уровень
содержания химического вещества, сравнение с которым позволяет
обнаружить его в исходно аналогических почвах под влиянием
антропогенных факторов. Известно, что за фоновое содержание может быть
принято такое количество загрязняющего элемента, которое содержится в
погребенных почвах или в датированных музейных образцах. Можно
использовать также ранее опубликованные сведения о прежнем состоянии
исследуемых почв, результаты, найденные расчетным путём на основе
анализа многолетней динамики содержания контролируемых элементов в
почвах. Наиболее часто о фоновом содержании химических веществ судят по
составу почв фоновых территорий, удаленных от локальных источников
загрязнения на 50-100 км.
Если показатели содержания химических веществ в почвах фоновых
территорий распределены по нормальному закону, то за фоновое содержание
7
принимают среднее арифметическое из этих данных. В случае, когда кривая
распределения отличается от нормальной, за оценку среднего значения
может быть принято медианное значение.
При оценке локального и регионального загрязнения в качестве фона
служат почвы, удовлетворяющие трем условиям: принадлежат к тому типу
биогеоценоза, что и исследуемые загрязненные почвы; на них не ведется
хозяйственная деятельность; они удалены от источника загрязнения на 50100 км.
Для оценки глобального загрязнения служат почвы комплексных
станций фонового мониторинга и биосферных заповедников, которые
размещены в пределах различных биогеоценозов и в наименьшей степени
подвержены воздействию.
В индустриальных регионах и в регионах с литогенным обогащением
почв, где невозможно найти фоновую территорию даже на расстоянии 50-100
км от источников загрязнения, используют «литогенный» подход к оценке
фонового уровня, т.е. сравнивают содержание элемента в поверхностных
загрязненных слоях почвы с содержанием его в почвообразующей породе.
Такой подход позволяет также отличать литогенное обогащение почв от
технического антропогенного загрязнения.
Загрязняющие вещества и их классификация. Загрязняющие вещества
(поллютанты) - это химические элементы или соединения, повышенное
содержание которых в биосфере и ее компонентах вызывают негативную
токсико-экологическую ситуацию.
В настоящее время используется следующая классификация
загрязнений:
- по отраслям хозяйства, производящие загрязнения;
- по фоновому составу загрязнителей: твердые, жидкие, газообразные;
- по качественному составу загрязнителей: физические, химические,
биологические, радиоактивные;
- по источникам загрязнения: выбросы, отходы, стоки и осадки
сточных вод, средства химизации, неорганизованные выбросы, прорывы
очистных сооружений и транспортных трубопроводов, другие аварийные
ситуации.
В ООН согласован следующий перечень наиболее важных
загрязняющих веществ:
- сернистый газ, окись углерода, двуокись углерода, закись азота,
двуокись азота, аммиак;
8
- взвешенные в воздухе частицы;
- фотоокислительные и реакционно-способные углеводороды;
- ртуть, свинец, кадмий;
- хлорированные органические соединения, нефть, микротоксины;
- нитраты, нитриты, нитрозамииы, аммиак;
- отдельные микробные загрязняющие вещества;
- радиоактивные вещества.
В России в число загрязнителей окружающей среды входят тяжелые
металлы, пестициды, ряд производных углеводорода, серы азота, фтора,
жидкие углеводороды, синтетические органические вещества, радионуклиды
и другие вредные вещества.
Согласно действующему в стране ГОСТу (3) химические вещества,
попадающие в почву из выбросов, сбросов и отходов, подразделяются на три
класса по степени опасности (табл. 33).
Классы загрязняющих веществ по степени их опасности
(ГОСТ 17.4.1.02-83)
Класс
1. Высоко опасные
2. Умеренно опасные
3. Малоопасные
Химические вещества
Мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, фтор, бензопирен
Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенол
Показатели для определения класса опасности химического вещества (ГОСТ
17.4.1.02-83)
Показатели
Токсичность, ЛДбо1'
Персистентность2) в почве, месяцев
ПДК в почве, мг/кг
Миграция
Нормы для классов опасности
I
II
200
200-1000
12
6-12
0,2
мигрируют
Влияние на пищевую ценность сильное
сельскохозяйственной продукции
III
1000
6
0,2-0,5
0,5
слабо мигрируют не мигрируют
умеренное
нет
Примечание:
1) ЛД50 - летальная доза химического вещества, вызывающая при введении в организм гибель 50%
животных, мг в 1 кг живой массы.
2) Персистентность в почве - продолжительность сохранения биологической активности
загрязняющего почву химического вещества, характеризующая степень его стойчивости к процессу
разложения.
Основными факторами, определяющими источники и пути
загрязнения территорий хозяйств, являются:
местоположение хозяйства относительно потенциальных
загрязнителей, а также наличие их на территории хозяйства;
9
- особенности природно-климатических условий хозяйства (ветра,
почвы, уровень залегания фунтовых вод и т.д.);
- хозяйственная деятельность сельскохозяйственного предприятия.
Источники
загрязнения
территории
сельскохозяйственных
предприятий
Источники поступления тяжелых металлов и других загрязнителей
могут быть природные и техногенные. К природным источникам относятся:
выветривание горных пород и минералов, эрозионные процессы и др.
Техногенные источники могут быть расположены в следующий ряд по
масштабам загрязнения и их удельному вкладу: воздушные выбросы
предприятий черной и цветной металлургии автомобильный транспорт,
жидкие и твердые бытовые отходы, включая осадки сточных вод, пестициды,
органические удобрения, минеральные удобрения.
В качестве основных источников загрязнения на землях
сельскохозяйственных предприятий выступают:
- рядом расположенные промышленные предприятия;
- трассы автомагистралей, газо-, нефте- трубопроводы;
- складские помещения для хранения нефтепродуктов, удобрении и
ядохимикатов, ремонтные мастерские, гаражи и животноводческие фермы;
- загрязненные воды рек и другие источники.
Загрязнение сельскохозяйственных территорий, в основном,
осуществляется путем:
перемещения загрязненных воздушных слоев приземной атмосферы и
попадания в почвенный покров, воду и растительность загрязнителей в виде
пылевых отложений, дождя или снега;
- использования поливных вод, которые загрязнены промышленными
стоками, а также воды, заливающей территорию во время промывки русла и
слива воды из водохранилищ;
- грунтовых вод, выходящих на поверхность в результате подтопления
территории.
Важную роль в загрязнении играет отсутствие хозяйственных
мероприятий, предусматривающих утилизацию загрязненных веществ,
концентрирующихся в местах хранения нефтепродуктов, удобрений и
ядохимикатов, а также неправильное использование навоза на фермах.
Основными загрязнителями вдоль трасс автомагистралей являются
тяжелые металлы прежде всего, свинец, выделяющийся вместе с
выхлопными газами.
10
В хозяйствах, где широко применяется орошение, загрязнение
территории осуществляется, в основном, за счет поливных вод. Поливными
водами загрязняется как почвенный покров, так и растительность.
Поступление загрязнений из поливных вод происходит с большой
интенсивностью, значительно превышающей интенсивность поступления их
в растения из почв. Поэтому порог токсичности содержания элементовзагрязнителей в поливных водах значительно ниже, чем в почвах. Так,
например, токсичность для сельскохозяйственных культур проявляется при
концентрации меди в воде для полива: 0,17 - 0,2 мл/л (свекла, томаты,
ячмень), а предельно допустимая концентрация в почвах составляет 55 мг/кг
для валового содержания и 3 мг/кг для подвижной формы (экстракция ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8).
Особо опасным источником загрязнения являются реки в период
промывки их русла которое осуществляется с периодичностью 1 раз в 5 лет.
В результате на затопляемых пойменных землях оседают донные отложения,
крайне опасные как загрязнители не только для почвенного покрова и
растительности, но и животных; способных заглатывать частички этих
отложении вместе с растительной пищей.
Влияние загрязнения почвенного покрова на сельскохозяйственное
производство. Загрязнение почвенного покрова оказывает существенное
влияние на сельскохозяйственное производство. Это влияние может
выражаться в следующих основных направлениях:
1. Изменение качественных характеристик почв, включая почвенное
плодородие, приводящее к деградации почвенного покрова.
2. Ослабление и угнетение роста и развития растений.
3. Загрязнение растительного покрова (продукции растениеводства).
4. Поражение жизненно важных органов и нарушение их функций у
животных и человека.
Так, загрязнение почв медью уменьшает количество обменных
катионов, снижает водопрочность почвенных агрегатов, служит источником
заболевания цветных анемией и гепатитом.
Повышенное содержание марганца в верхних горизонтах почвы
вызывает у которых видов растений железистый хлороз, сморщивание
листовой пластинки, неравномерное распределение хлорофилла в листьях,
что резко снижает урожайность растений.
Высокое содержание в почвах цинка снижает биологическую
активность микроорганизмов в почве, изменение физико-химических свойств
11
почвы, а поступая через растения в организм человека, поражает органы
дыхания, печень и почки.
Даже при очень слабом загрязнении почв свинцом уменьшается
активность ферментов, нарушаются процессы дыхания и клеточного деления
растительных организмов. При его содержании до 40-60 мг на 1 кг почвы
значительно замедляется рост картофеля, ячменя, клевера, сои и гречихи.
Значительное влияние на жизнедеятельность живых организмов
оказывают металлы, как селен, литий, олово.
Крайне нежелательно присутствие в почве, растениях и воде ртути и
мышьяка, являющихся сильнодействующими ядами.
Влияние загрязнения растительного покрова на сельскохозяйственное
производство. Растения обладают неодинаковой устойчивостью к
накоплению различных химических элементов. Например, капуста,
обладающая устойчивостью к кадмию, характеризуется более низкой
устойчивостью к никелю и хрому.
Из культивируемых культур тяжелые металлы активнее поглощают
овощи, особенно обладающие разветвленной корневой системой, в меньшей
степени, зерновые и технические культуры.
По уровню накопления тяжелых металлов сельскохозяйственные
растения условно делят на четыре группы:
- очень высокий: салат, шпинат, лук (перо), укроп, сельдерей,
петрушка;
- высокий: кормовые травы, кукуруза(зеленая масса), солома
зерновых, огурцы, томаты, кабачки;
- средний: свекла, морковь, капуста, лук (репка), турнепс, редис,
картофель;
- низкий: зерно пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, гороха, овса, бобов.
Наиболее легко поглощаются и накапливаются в съедобных частях
растения такие элементы, как цинк, кадмий, марганец, молибден; наоборот,
поглощение свинца, ртути, хрома довольно ограничено.
Установлено, что наибольшее количество тяжелых металлов
накапливается, как правило, в корнях, затем в стеблях, далее, в листьях и
меньше всего в зерне, а также в корне- и клубнеплодах.
Для оценки поглощения тяжелых металлов растениями из почвы
используется коэффициент биологического поглощения (КБП), который
показывает отношение металла в растениях к его содержанию в почве, мг/кг.
Например, КБП меди и никеля для салата зеленого равен соответственно 1,31
12
и 1,05; щавеля – 0,58 и 0,78; овсяницы - 0,74 и 0,42; тимофеевки - 0,52 и 0,24;
костра - 0,45 и 0,24.
Быстрота проникновения металлов при попадании их на листья
растений распределяется в следующей убывающей последовательности:
свинец - цинк - медь - марганец - железо, а по их мобильности в растениях:
железо - медь – марганец - кадмий - цинк - свинец.
Тяжелые металлы, накапливаясь в различных частях растений в
высоких концентрациях, проявляют токсичность.
Степень токсичности тяжелых металлов можно выразить в следующей
убывающей последовательности: кадмий - свинец - цинк - медь - марганец –
железо.
В противоположность к другим элементам, за исключением цинка,
кадмий может накапливаться в относительно больших количествах в
генеративных органах. Высокая фитотоксичность кадмия объясняется его
близостью по химическим свойствам к цинку. Замещение цинка кадмием в
растительном организме приводит к цинковой недостаточности, что, в свою
очередь, вызывает угнетение и даже гибель растений. По чувствительности к
кадмию растения можно расположить в следующий восходящий ряд: томаты
- овес - салат - луговые травы - морковь - редька - фасоль - горох - шпинат.
Очень высокие концентрации свинца в почвах могут существенно
подавлять рост растений и вызывать хлороз, обусловленный нарушением
поступления железа. Обычное содержание свинца в сельскохозяйственных
культурах, используемых в пищу, находится в пределах 1,5 мг/кг сухого
вещества. Установлены пороговые концентрации меди, токсичные для
некоторых растений. Так, для овса к началу колошения токсично содержание
меди 10-21 мг/кг, а для клевера красною в возрасте 6 недель - 18,2-19,6 мг/кг.
Уже такие концентрации могут ухудшать качество растений, еще не
отражаясь на урожайности. Наиболее выраженной способностью к
поглощению меди обладают картофель, морковь и гречиха.
На токсичность многовалентных металлов железа и марганца
оказывает влияние их валентность потому, что от нее зависят подвижность
элемента в почве и его доступность растениям. Избыточное содержание этих
элементов снижает их рост, а при больших концентрациях приводит к гибели
растений.
По степени устойчивости к токсическому действию тяжелых металлов
растения располагаются в следующем порядке: травы - злаковые - зерновые картофель - сахарная свекла.
13
Влияние загрязнения воздушной среды на сельскохозяйственное
производство. Загрязнение воздушной среды - это прямой результат
хозяйственной деятельности человека, в результате которой в атмосферу
попадает огромное количество загрязняющих веществ. Это, как правило,
твердые частицы, например, частицы свинца и ряда других тяжелых
металлов, асбеста и сажи, взвешенные капельки углеводородов и серной
кислоты, и газы, такие как окись углерода, окислы азота и двуокись серы.
Все эти загрязнители оказывают прямое биологическое воздействие на
живые организмы: растения, животных и человека.
Загрязненная атмосфера является активно мигрирующим источником
загрязнения почвенного покрова и растительности.
Присутствие в атмосфере окислов серы и окислов азота приводит к
образованию «кислотных дождей», которые нарушают нормальный рост и
развитие растений, приводит к изменению химического состава почв.
В тех местах, где содержание серной кислоты в воздухе достигает
значения порядка 3000 мкг м-3, листья, хвоя и другие растительные ткани
выглядят побелевшими, постепенно они приобретают вид обожженных,
становятся красно-коричневыми и опадают. Даже когда среднее содержание
двуокиси серы составляет всего 100 мкг м-3, что нередко имеет место в
городах, растения могут приобретать желтоватый оттенок. Весьма
чувствительны к окислам серы фруктовые деревья, такие как яблони и
груши, а также хлопчатник, люцерна и ячмень.
Находящиеся в атмосфере воздуха окислы азота и углеводороды под
влиянием световой энергии вступают в фотохимические реакции, в
результате которых образуются новые загрязнители воздуха, в том числе
озон, альдегиды и другие органические загрязнители.
Как показали исследования американских ученых, практически все
растения повреждаются действием озона из воздуха, по их данным, ежегодные потери вследствие снижения урожайности от воздействия озона из
воздуха только для четырех видов сельскохозяйственных растений: сои,
кукурузы, пшеницы и земляного ореха - составляют от 1,9 до 4,5 млрд.
долларов.
По масштабам и удельному вкладу в загрязнение почвенного покрова
тяжелыми металлами, вследствие техногенного загрязнения, первые две
позиции занимают воздушные выбросы предприятий черной и цветной
металлургии и выбросы в атмосферу отходов автомобильного транспорта.
14
Таким образом, именно воздушная среда является основным источником
загрязнения почв и растительности тяжелыми металлами.
Влияние загрязнения воды на сельскохозяйственное производство. Вода
является ценнейшим природным ресурсом, она играет исключительно
важную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни
растений, животных и человека. Она разрушает, растворяет и
трансформирует различные неорганические вещества, способствует
отложению осадочных пород и образованию почв.
Вода вводит в состав организма человека, всех растений и животных,
для многих живых существ она служит средой обитания.
Вода - непременный агент фотосинтеза. Она имеет высокую
диэлектрическую проницаемость, благодаря чему присоединяет и
удерживает почти все вещества. Одновременно она обладает таким
уникальным качеством, как большое поверхностное натяжение, вследствие
чего способна подниматься по капиллярам в почве.
Используемая в растениеводстве вода должна обладать определенными
химическими свойствами, характеризующимися наличием в ней различных
химических элементов, способствующих выполнению ею основных функций
в процессе роста и развития растений. Нарушение этих свойств вызывает
наличие в воде загрязняющих веществ.
Так, загрязнение воды снижает ее способность к насыщению
кислородом, в результате чего парализуется деятельность бактерий,
минерализующих органические вещества. Наличие в воде высокого
содержания тяжелых металлов приводит к увеличению их концентрации в
растениях, вызывая их токсичность и гибель.
Сельское хозяйство является основным потребителем воды. Так, в
земледелии, на богарных землях на производство 1 кг зерна требуется 750
литров воды, картофеля - 1500 литров, в животноводстве на содержание 1
головы КРС в сутки требуется 115 литров воды, а 1 свиноматки - 234 литра.
3. Методика выявления и оценки загрязненных территорий для целей
землеустройства
На основе обобщения результатов теоретических исследований, а
также проведения экспериментальных работ в ряде хозяйств страны в ходе
экспериментального землеустроительного проектирования нами разработана
методика оценки загрязненности территорий сельскохозяйственных
предприятий для целей землеустройства.
15
Оценка
загрязненности
территорий
сельскохозяйственного
предприятия должна включать в себя оценку загрязнения:
- почвенного покрова;
- растительности и основных продуктов растениеводства;
- воды;
- воздушной среды;
- продукции животноводства.
Такой комплексный анализ позволит представить полную картину
экологического состояния территории и применить полученные данные для
научно обоснованного землеустройства.
При недостатке денежных средств на проведение комплекса указанных
работ в полном объеме можно ограничиться только оценкой загрязнения
почвенного покрова и растительности. Загрязнение почвенного покрова
неадекватно уровню загрязнения произрастающей растительности. Поэтому,
оценка загрязненности территории сельскохозяйственного предприятия
должна, как минимум, состоять из оценки загрязненности почвы и
растительного покрова.
Проведению всего комплекса оценочных работ предшествуют
подготовительные работы - период сбора необходимых материалов для
последующей оценки территории и их предварительной обработки.
Подготовительные работы состоят из предварительного этапа и двух
этапов обследования: рекогносцировочного и завершающего.
На предварительном этапе осуществляется сбор и обработка
материалов, определяющих природные и хозяйственные особенности
территории предприятия.
Собираются данные о:
- наличии и использовании органических удобрений, дозах и местах
внесения органических удобрений и ядохимикатов;
размещении сельскохозяйственных культур с повышенной
чувствительностью к загрязнению окружающей среды (петрушка, сельдерей,
овощные и т.д.);
- местах и характере поражения растительности и животных
различными видами заболеваний, вызываемыми загрязнением территории;
- орошаемом земледелии на территории хозяйства.
Устанавливается уровень загрязнения водоохранных зон и прибрежных
полос водоемов вдоль автомагистралей и вблизи других объектов
загрязнения территории.
16
Уточняются места потенциальных источников загрязнения территории
сельскохозяйственного предприятия, расположенные как на территории
самого сельскохозяйственного предприятия, так и в непосредственной
близости от него. К ним относятся промышленные предприятия, военные
объекты, автомагистрали, реки, крупные животноводческие фермы,
населенные пункты, склады удобрений и ядохимикатов и др.
На выявленные источники загрязнения собираются материалы,
характеризующие зоны их влияния, характер и виды вредных выбросов.
Составляются карты техногенных нагрузок изучаемой территории, на
которую наносятся размещенные в пространстве источники техногенных
воздействий, зоны их возможного влияния, основные виды загрязнителей. В
результате предварительного этапа работ:
- устанавливаются существующие и потенциальные источники
загрязнения территории;
выявляются зоны возможного загрязнения почвенного,
растительного покрова, водной и воздушной среды;
- определяются возможные виды загрязнителей в зонах;
- дается примерная оценка площади и интенсивности загрязнения в
зонах;
- устанавливаются участки пашни, многолетних насаждений и
кормовых угодий с повышенным уровнем загрязнения;
- определяется стратегия отбора проб и их анализа для последующего
этапа обследования.
Задачей рекогносцировочного этапа является выявление загрязненных
территорий, приблизительное определение ареалов их распространения, а
также установление видов загрязняющих веществ, подлежащих
количественному определению на втором (завершающем) этапе
обследования.
Выявление загрязненных территорий должно проводиться на основе
методических и нормативных документов. Для выявления загрязненных почв
следует использовать «Методические рекомендации по выявлению
деградированных и загрязненных земель», а для оценки загрязнения
растительного покрова - «Критерии оценки экологической обстановки
территории для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон
экологического бедствия».
17
В первую очередь подлежат выявлению химические вещества,
относящиеся ГОСТом 17.4.1.02.-83 к классу высокоопасных. Это мышьяк,
кадмий, ртуть, селен, свинец, фтор, бензопирен.
Схема размещения мест отбора проб зависит от типа источника
загрязнения и характера пространственного распределения загрязняющих
химических веществ в почвах и растениях обследуемой территории. При
этом придерживаются следующих правил:
1.
Если источник загрязнения токсичный, путь поступления
загрязняющих химических веществ воздушный и предполагается прямо
пропорциональная связь между уровнем загрязнения и расстоянием до
источника, то целесообразно отбирать образцы почв и растений по 4-8
направлениям (румбам) от предприятия, располагая точки отбора проб более
часто, вблизи промпредприятия и с большими интервалами на удалении от
него. Частота и дальность отбора проб зависят от мощности источника и
природно-климатических условий района. В целом рекомендуется отбор
проб по румбам через 0,5; 1; 2; 4; 8; 16 км.
2.
Если источник загрязнения линейный, путь поступления
загрязняющих веществ воздушный, то размещать точки необходимо вдоль
источника по линиям на расстоянии 0,1; 0,2; 0,5 км.
3. Если приоритетным загрязняющим химическим веществом является
жидкость (нефть и нефтепродукты), система отбора образцов строится в
зависимости от сложности ландшафта, геохимической и гидрологической
обстановки.
4. В случае, когда на обследуемой территории нет ярко выраженных
точечных источников загрязнения или имеется много источников, влияние
которых перекрывается, а также при площадном источнике загрязнения
(свалки, полигоны и т.д.), лучше использовать отбор проб по равномерной
разряженной сетке (размер сетки от 1x1 до 5x5 км). Для того, чтобы
снивелировать локальные особенности распределения загрязняющих
химических веществ, целесообразно отбирать не точечные индивидуальные,
а смешанные образцы. Смешанный образец составляют не менее чем из 15
индивидуальных образцов, равномерно размещенных на ключевой площадке.
Размер ключевой площадки составляет не менее чем 10x10 м2.
Глубина отбора индивидуальных и смешанных проб для почвы
устанавливается следующей, в см:
на пашне - 0-20; сенокосе - 0-15; в лесу без подстилки - 0-10; на
территории промышленных предприятий - 0-10; на газоне в парке, на детских
18
площадках - 0-10 см. При загрязнении нефтепродуктами отбор проб
проводится до глубины нижнего фронта движения нефтяного потока в почве.
При отборе проб растений для анализа необходимо брать все или
основные виды культурной растительности и образцы ведущих типов дикой
растительности, имеющейся в хозяйстве.
Первый этап обследования завершается составлением краткого отчета с
оценкой:
- необходимости конкретных видов работ;
. - объемов работ по оценке загрязнения территории и их стоимости;
- выбора веществ-загрязнителей для последующего (детального)
анализа;
- стратегии и приоритетов второго завершающего (детального) этапа
обследования.
Задачами завершающего (детального) этапа обследования являются:
- определение количественного содержания загрязняющих веществ в
почве и растениях, а если есть необходимость, то в атмосфере и водной
среде;
- установление категорий загрязнения по каждому из анализируемых
загрязнителей;
- составление картограмм, характеризующих уровень загрязнения
каждым из загрязнителей почвы и растительности;
- составление сводных картограмм категорий загрязнения почв и
растительности;
- составление экспликации загрязненных территорий;
- разработка заключения по существующему экологическому
состоянию территории, дальнейшему ее использованию и приведению
перечня основных мероприятий по устранению отрицательного воздействия
загрязненности территории, рекомендаций по ее очистке и использованию.
Определению количественного содержания загрязняющих веществ и
составлению картограмм загрязненности предшествует выбор масштаба
картографической основы.
Выбор масштаба картографической основы определяется размером
обследуемой территории и категорией ее сложности, а также степенью
требуемой детальности карты загрязнения. В качестве основного
рекомендуется масштаб 1:10000 или 1:5000, как правило, совпадающий с
масштабом проектирования.
19
После выбора масштаба определяют схему отбора проб. Независимо от
того, является ли источник загрязнения точечным или площадным, на втором
этапе отбор проб проводится по равномерной случайно-упорядоченной сетке
(рекомендуемый размер ячейки от 0,1x0,1 до 0,5x0,5 км). Такой отбор проб в
значительной степени облегчает применение методов интерполяции
полученных аналитических данных и построение изолиний по уровням
содержания загрязняющих химических веществ, а также позволяет
правильно рассчитать площади загрязнения. Количественное содержание
загрязняющих веществ в почве и растительности определяется согласно
действующим рекомендациям (11). На основе этих
рекомендаций
составляются картограммы загрязненности почвенного покрова и
растительности. Составление картограммы загрязненности почвенного
покрова или растительности базируется на отнесении той или иной степени
загрязнения к определенной категории. Для определения категорий
загрязненности почвенного покрова используются данные, приведенные
ранее в таблице 37, а для растительного покрова - данные таблицы 47.
Картограммы составляются отдельно для загрязнения почвенного покрова и
растительности по каждому виду анализируемых загрязняющих веществ.
Составление сводной картограммы осуществляется посредством последовательного наложения картограмм загрязненности отдельными веществами
одной на другую с поглощением более высокой категории загрязнения менее
высокой. Сводные картограммы составляются отдельно для растительного
покрова и отдельно для почв. В связи с тем, что до настоящего времени не
разработана методика, позволяющая установить возрастание уровня
загрязненности в результате совместного влияния различных загрязнителей,
их учет можно осуществить только путем экспертных оценок.
На сводных картограммах указывается не только категория загрязнения
того или иного массива, но и наиболее опасный вид загрязнителя,
определяющий отнесение этой территории к указанному на картограмме
уровню (категории). Кроме «определяющего загрязнителя» на картограмме
указывают содержание загрязняющих веществ, отнесенных к высшей
категории опасности.
В ряде случаев особо выделяются массивы, где загрязнение по
каждому загрязнителю характеризуется только самым высоким уровнем.
Следует иметь в виду, что в оценке загрязненности растительного
покрова и почв имеются принципиальные отличия.
20
Если для почв важно установить лишь категорию загрязнения и
«ведущий загрязнитель», то для растительного покрова важно установление
также загрязненности различных видов растений, расположенных на одной и
той же территории. Поэтому в ряде случаев анализ загрязненности
осуществляется не для растительного покрова «вообще» (путем анализа
смешанных проб растений) или по одной ведущей культуре, размещаемой в
пределах анализируемого массива, а для каждой культуры, размещаемой в
пределах анализируемого массива. Такой анализ потребует многолетних
измерений, однако позволяет установить наиболее полную картину
загрязненности растительного покрова.
С учетом объекта оценки, производственных требований и наличия
денежно-материальных средств на ее проведение, можно использовать
различные классификационные оценки загрязненности: екая ситуация),
средняя, низкая и зона отсутствия загрязнения или очень низкая
Как
показал
опыт
работ,
наиболее
приемлемой
для
внутрихозяйственного землеустройства является пятиуровневая шкала
оценки.
Следует также отметить, что кроме содержания веществ загрязнителей в почве и растениях в ряде случаев следует произвести оценку
содержания в почвах подвижных форм фосфора, обменного калия, легко
гидролизуемого азота, подвижных микроэлементов, недостаточное или
избыточное содержание которых отрицательно сказывается на росте и
развитии растений. Наличие этих показателей следует использовать как
дополнительные результаты в оценке экологического состояния почв
хозяйства.
Разработка заключения по результатам завершающего этапа обследования на
данном этапе должна включать общие рекомендации, определяющие пути и
цели дальнейших разработок, которые должны найти свое конкретное
изложение при составлении проекта совершенствования организации
территории.
Принципиальная схема оценки почв сельскохозяйственного использования
по степени загрязнения химическими веществами
21