Принципы организации наблюдений

и подбора объектов

К техногенно загрязненным земельным угодьям относятся:

 - подвергнутые радиоактивному загрязнению; 

 - земли, примыкающие к крупным промышленным центрам; 

- расположенные вдоль автомобильных и железнодорожных магистралей;

- земли, загрязненные в результате залповых выбросов токсичных веществ при авариях и катастрофах;

- земли, примыкающие к крупным животноводческим комплексам;

- земли сельскохозяйственного назначения с интенсивным использованием средств химизации;

- земли, испытывающие засоление и подтопление;

-  земли вблизи оборонных объектов.

 Мониторинговые наблюдения на техногенно загрязненных землях включают в себя полевое обследование, лабораторный анализ, картографирование земель (почв) и обобщение полученных материалов. Направлены они на решение следующих основных задач:

- выявить закономерности пространственного и внутрипочвенного распределения, степень загрязненности земель, проявление других неблагоприятных процессов и явлений;

- установить уровни опасности техногенных выбросов на земельные ресурсы,  культурную и естественную  растительность, почвенно-грунтовые воды, здоровье населения;

- предложить научно обоснованные рекомендации производству об организации инженерно-технологических мероприятий по предотвращению загрязнения земель техногенными выбросами;

- рекомендовать систему организационных территориально-планировочных и агротехнических мероприятий по ликвидации последствий загрязнения   земель путем дезактивации токсичных соединений в почвах, изменений структуры посевных площадей, рационального применения удобрений, создания санитарно-защитных зон, регламентации хозяйственного использования земель, предотвращения результатов стихийных природных процессов.

 В связи с тем, что земли находятся под влиянием различных техногенных источников и форм продуктов загрязнения, основными ингредиентами в них являются:

- радионуклиды 137Cs, 90Sr и др.;

- макроэлементы Fe, Al, Si, Ca, Mg, К, Na, Ti, S, Р и др.;

- микроэлементы Cr, Mn, Zn, Cu, Ni, Со, Cd, РЬ и др.;

- газы и гидрозоли СО, СО₂, NO₃, So₂, NH₃, Н₂S, CS, НCl, Н₂SO₄;

- сложные органические соединения: фенол, бензол, бенз(а)пирен,

- предельные и непредельные углеводороды и т.д.;

- остаточные количества средств защиты растений.

Установление каждого ингредиента - загрязнителя земель или их групп производится в зависимости от вида источника техногенного загрязнения, а также определения его (их) индикаторными свойствами.

Наибольшую опасность для почв пригородных земель представляют атмосферные пылегазовыбросы промышленных предприятий, с которыми отходы переносятся на значительные расстояния. Загрязнение почв происходит путем поглощения и осаждения паров, аэрозолей, пыли и растворимых соединений с дождем и снегом.

 Особенно опасны для почв тяжелые металлы, которые аккумулируются в верхних, самых плодородных слоях, растительной продукции, а через нее - в организме животных и человека. Вокруг крупных городов и промышленных центров, например, количество металлов в почвах может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК) в несколько раз. Главными источниками антропогенного поступления тяжелых металлов на земную поверхность являются выбросы металлургических предприятий, обрабатывающей промышленности, от сжигания угля, нефтепродуктов, производства фосфорных удобрений.

 Выбор объектов наблюдений   на техногенно загрязненных территориях определяется наличием действующих источников загрязнения и характером строения окружающего их почвенного покрова.

 Учитывая тесную зависимость между направлением ветра и дальностью переноса пыли и газов, перед отбором проб уточняют на ближайшей метеостанции направление господствующих ветров в данной местности. Для определения точек отбора проб применяется азимутальный метод. При этом число направлений зависит от объекта загрязнения.

При изучении одиночного источника загрязнения отбор проб проводят по четырем основным направлениям (румбам). Если объектом исследований является промышленный центр (город), пробы отбирают не менее чем по восьми направлениям. При этом один из румбов должен совпадать с направлением преобладающего ветра в годовой "розе ветров". Расстояния в зависимости от источника техногенных выбросов до места отбора почвенных проб различны как по основным направлениям, так и в направлении господствующих ветров . В частности, ведение мониторинга в зонах влияния ТЭЦ производится в направлении "розы ветров" на расстоянии 15-20 кратной высоты труб ТЭЦ. Отбор и последующее наблюдение за химическим загрязнением почв и их изменение производится здесь до глубины 50 см на расстоянии 0,25; 0,50; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 и 3,0 км по 4 направлениям от ТЭЦ. По вектору преобладающих ветров наблюдения увеличиваются до 5 км для крупных ТЭЦ мощностью более 300 тыс.квт.

Положение точек отбора образцов почв в зоне влияния промышленных центров, отдельно расположенных индустриальных предприятий по производству калийных, азотных, фосфорных удобрений синтетического волокна, цементно-шиферных, нефтехимических предприятий и ТЭЦ вначале намечают на карте, затем уточняют на месте. Около предварительно фиксированных точек выбирают типичную площадку размером не менее 100х100 м (1 га), однородную по почвенному покрову и растительности. Ее привязывают принятыми в геодезии способами к стабильным ориентирам местности. Количество площадок соответствует установленным интервалам. Для ТЭЦ, например, их должно быть 29.

В ряде пригородных хозяйств крупных городов в последние годы усилилось бесконтрольное внесение осадков городских сточных вод (ОСВ) в качестве удобрения сельскохозяйственных культур. Мониторинговые исследования в овощеводческих хозяйствах показывают, что содержание в них отдельных металлов значительно превышает предельно допустимую норму. Чаще всего в высоких концентрациях встречаются Zn, Cu, Cd, Ni, Cr.

Поля, на которых вносятся ОСВ, разбиваются на элементарные участки площадью до 10 га согласно схеме, применяемой зональными службами химизации сельского хозяйства.

Мониторинг земель в зонах влияния животноводческих комплексов включает систему наблюдений, оценки и прогноза изменений почв под воздействием систематического внесения навоза или его фракций. Сеть наблюдательных объектов на почвах, подверженных воздействию животноводческих комплексов, должна включать все типичные для Алтайского края природно-почвенные зоны сухой и засушливой степи, колочной степи, лесостепи и предгорной степи. Ведение мониторинга земель в зонах влияния животноводческих комплексов осуществляется в системе: почва - почвенно-грунтовые и дренажные воды - растения на стационарных ключевых участках и в маршрутной форме.

Ключевые участки (не менее двух для одного животноводческого комплекса)  и мониторинговые маршруты (не менее одного от каждого ключевого участка) закладываются на наиболее типичных природно-почвенных территориях. При этом ключевые участки закладываются непосредственно на земледельческих полях систематического внесения навоза (чаще всего - на земледельческих полях орошения стоками животноводческих комплексов), а мониторинговые маршруты должны прокладываться от ключевых участков до территорий, не испытывающих влияния стоков с животноводческого комплекса по наиболее вероятным направлениям миграции подвижных ингредиентов навоза.

В крае имеет место загрязнение окружающей среды и почв применяемыми ядохимикатами, вызванное нарушениями технологии их использования. Поэтому для выявления характера и степени загрязнения мониторингу подлежат почвы, расположенные у мест захоронения ядохимикатов, у складов их хранения, поля с максимальной пестицидной нагрузкой и вода местных колодцев. При этом с целью выявления уровня влияния ядохимикатов отбор проб почв производится как непосредственно у мест их захоронения или складирования, так и на некотором удалении от них.

Наблюдения и контроль за загрязнением почв под влиянием автомобильного и железнодорожного транспорта проводятся главным образом вдоль крупных автомагистралей федерального, регионального  и районного значения с интенсивностью движения более 1000 автомашин в сутки, а также вдоль железнодорожных магистралей.

Максимальная дальность точек наблюдения почв от магистралей должна составлять не более 0,3 км. При наличии вдоль магистралей непродуваемых природодорожных древесно-кустарниковых полос точки наблюдения устанавливаются лишь в пределах зоны от полотна дороги до расстояния 100 м, а при их отсутствии или при наличии полупродуваемых и продуваемых придорожных полос мониторинговые наблюдения распространяются на прилегающие сельскохозяйственные угодья на расстоянии до 0,3 км от дорог. Вокруг фиксированных точек наблюдения формируются и жестко привязываются ключевые участки площадью до 1 га, с поверхности которых и производится отбор почвенных проб.

Особое место в Алтайском крае, который длительное время подвергался загрязнениями после испытаний ядерных устройств на Семипалатинском полигоне, должен занимать мониторинг радиоактивного загрязнения земель. Его целью является получение данных по динамике радиоактивности почв и растительности во времени для разработки прогноза и мероприятий по использованию загрязненных территорий. Обследованию подлежат все виды сельскохозяйственных угодий, земли в населенных пунктах, а также все земли несельскохозяйственного использования.

Сеть мониторинговых объектов  охватывает все типичные для  радиоактивного загрязнения природно-почвенные зоны от города Рубцовска по долине р. Алея до его впадения в р. Обь в Калманском районе. Это 11 сельскохозяйственных районов с интенсивным сельскохозяйственным производством. Здесь заложены реперные разрезы по изучению вертикальной миграции радионуклидов в различных почвах.

Исследования проведены в конце 80-х – начале 90-х годов ХХ столетия под руководством профессора АГАУ Л.М. Бурлаковой. Результаты опубликованы в 2001 году [8].

        3.2. Содержание мониторинговых наблюдений

Содержание работ мониторинговых наблюдений на техногенно загрязненных территориях определяется видом техногенного загрязнения. 

Ниже рассмотрены примеры мониторинга земель, расположенных в зоне влияния индустриальных городов и основных крупных объектов химической промышленности. Система наблюдения за состоянием земель у других, не приведенных промышленных объектов, аналогичная.