Нормування поелементного та поліелементного забруднення ґрунту важкими металами за допомогою ГДК

Abstract

UK: Постановка проблеми. Завдяки своїм екологічним функціям, як то родючість, підтримка енергетичного, газо-атмосферного, водного балансу, ґрунт є незамінним та невідновним компонентом в урбоекосистемі, що, по-перше, виконує роль сполучної ланки між її іншими абіотичними та біотичними складовими, а, по-друге, виступає біогеохімічним бар’єром на шляху міграції різноманітних токсикантів. Найбільш небезпечними забруднювачами урбоекосистем є важкі метали (ВМ), умовно до цієї групи входять елементи з атомною масою більш ніж 50 а.п.м. (Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg та ін.), котрі мають властивості металів або металоїдів і є токсичним для людини і біоти. Тому нормування елементного та поліелементного забруднення ґрунту урбоекосистем ВМ має велике науково-практичне значення для стійкого розвитку мегаполісів, адже дає змогу встановити рівень екологічної небезпеки за санітарно-гігієнічними показниками для населення. Мета. Полягала у нормуванні надлишкового вмісту ВМ ґрунту урбоекосистем за допомогою санітарно-гігієнічного показника – ГДК шляхом порівняння відповідності оцінок елементного та поліелементного забруднення на прикладі м. Дніпропетровська. Для екологічної оцінки забруднення ґрунтів урбоекосистеми м. Дніпропетровська ВМ була сформована мережа екомоніторингу шляхом нанесення сітки (2 км × 2 км) на його територію, що, в свою чергу, надало можливість виділити 65 ключових ділянок відбору проб. У відібраних зразках визначали валовий вміст Cd, Pb, Zn, Cu і Ni атомно-абсорбційним методом після кислотної обробки ґрунту. Нормування поелементного забруднення ґрунту ВМ проводили за ступенем деградації, а поліелементного – використовуючи індекс забруднення ґрунту (ІЗҐ). Висновок. Науково підтверджена необхідність застосування санітарно-гігієнічного нормативу – ГДК для нормування забруднення ґрунту урбоекосистем ВМ, адже це надає змогу встановити його ступень небезпеки для здоров’я населення. На території м. Дніпропетровська спостерігаються окремі hot spots за Cu, Zn та Pb, внаслідок накладання яких за значеннями ІЗҐ встановлено, що більша частина ґрунтів відноситься до категорій проблемної та забрудненої ВМ. Доведено, що визначенням ІЗҐ, як середнього із сумації по елементам нівелює кратність за групами токсичності окремих ВМ, отже запропонований інтегральний сумарний показник не завжди відбиває ступінь екологічної небезпеки при порушенні санітарно-гігієнічних норм.

RU: Постановка проблемы. Благодаря своим биологическим функциям, таким как плодородие, поддержка энергетического, газо-атмосферного, водного баланса, почва является незаменимым и невосполнимым компонентом в урбоэкосистеме, что, во-первых, выполняет роль связующего звена между ее другими абиотическими и биотическими составляющими, а, во- вторых, выступает биогеохимическим барьером на пути миграции различных токсикантов. Наиболее опасными загрязнителями урбоэкосистем являются тяжелые металлы (ТМ), условно в эту группу входят элементы с атомной массой более 50 а.е.м. (Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg и др.), которые имеют свойства металлов или металлоидов и являются токсичным для человека и биоты. Поэтому нормирование элементного и полиэлементного загрязнения почвы урбоэкосистем ТМ имеет большое научно-практическое значение для устойчивого развития мегаполисов, ведь это позволяет установить уровень опасности согласно санитарно-гигиеническим показателям для населения. Цель. Заключалась в нормировании избыточного содержания ТМ почвы урбоэкосистем с помощью санитарно-гигиенического показателя –ПДК путем сравнения соответствия оценок элементного и полиэлементного загрязнения на примере г. Днепропетровск. Для экологической оценки загрязнения почв урбоэкосистемы г. Днепропетровская ТМ была сформирована сеть экомониторинга путем нанесения сетки (2 км × 2 км) на его территорию, что, в свою очередь, позволило выделить 65 ключевых участков отбора проб. В отобранных образцах определяли валовое содержание Cd, Pb, Zn, Cu и Ni атомно-абсорбционным методом после кислотной обработки почвы. Нормирование поэлементного загрязнения почвы ТМ проводили по степени деградации, а полиэлементного – используя индекс загрязнения почвы (ИЗП). Вывод. Научно подтверждена необходимость применения санитарно-гигиенического норматива – ПДК для нормирования загрязнения почвы урбоэкосистем ТМ, ведь это дает возможность установить ее степень опасности для здоровья населения. На территории г. Днепропетровска наблюдаются отдельные hot spots по Cu, Zn и Pb, в результате наложения которых по значениям ИЗП установлено, что большая часть почв относится к категориям проблемной и загрязненной ТМ. Доказано, что определение ИЗП, как среднего из суммации по элементам нивелирует кратность по группам токсичности отдельных ТМ, следовательно, предложенный интегральный суммарный показатель не всегда отражает степень опасности при нарушении санитарно-гигиенических норм.

EN: Summary. Raising of problem. According to biological functions, such as fertility, balance support of the energy, gas in atmosphere, water, soil is an indispensable and irreplaceable component in the urban ecosystem, something, firstly, plays role a link between its other abiotic and biotic components and, secondly, serves biogeochemical barrier to the migration of the various toxicants. In the urban ecosystems, the most dangerous pollutants are heavy metals (HM), conventionally, this group includes elements with an atomic mass of 50 a.m.u. (Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, Hg and others). They have properties of metals or metalloids and are toxic to the humans and biota. Therefore, rationing of a rationing of the elemental and polyelemental pollution of the urban soil by HM has great scientific and practical importance for the sustainable development of megacities. It allows setting the level of danger according to the sanitary indicators for the population. Purpose. Conduct a rationing of excess content of HM in the urban soil using hygienic indicator - MAC by comparing the conformity assessment element and polyelement pollution on the example of Dnepropetrovsk. The ecological monitoring network has been formed by applying a grid (2 km × 2 km) on territory for ecological assessment of soil pollution of Dnepropetrovsk urboecosystem by HM. It is possible to identify 65 key sampling sites. The total content of Cd, Pb, Zn, Cu and Ni was determined in selected samples by the atomic absorption method after acid treatment of the soil. Rationing of the elemental and polyelemental pollution by HM was conducted according to the degradation degree and polyelement – using soil pollution index (SPI). Conclusion. Research confirmed the need for the application of the sanitary and hygienic standards – MACs for rationing of the urban soil pollution by HM, because this makes it possible to set the danger degree to the public health. There are some hotspots wits Cu, Zn and Pb on the territory of Dnepropetrovsk. The categories of problem and polluted soils by HM have been found by imposing values of SPI. The determination of SPI as the average of the elements summation negates the multiplicity of toxic groups of the certain HM, therefore, proposed integrated total index does not necessarily reflect the danger degree in case of the violation of hygienic standards.