Определение мониторинга почв

Мониторинг почв - это система наблюдений за фактическими уровнями загрязнения почв, включающая в себя определение прогностических уровней загрязнённости и выявление источников загрязнения почв. При этом необходимо не только определить химический состав и концентрацию веществ-загрязнителей, но и проанализировать их перераспределение по почвенным горизонтам, учесть процессы выноса и вымывания. Таким образом, цель мониторинга почв заключается в установлении негативных изменений качества почв, выявлении источников загрязнения почв, а также - в оценке воздействия качества почв на здоровье населения и в получении достоверных данных для обоснования программ по рекультивации почв.

Объектом мониторинга почв принято считать все почвы, входящие в состав земельного фонда страны, независимо от принадлежности, т.е. от форм собственности на земельные участки, целевого назначения и характера использования земель. Также важным объектом мониторинга почв являются атмосферные осадки зимнего периода, поскольку содержащиеся в снеге вещества вместе с талыми снеговыми водами поступают в почву и существенно влияют на экологическое состояние почвенного покрова, изменяя его кислотность, концентрацию ионов и тяжёлых металлов. Мониторинг почв проводится только в теплое и сухое время года (лето, начало осени). В зимний же период проводится предполевая подготовка к проведению мониторинга, которая включает в себя:

- сбор сведений об имеющихся на данной местности источниках загрязнения почв (местоположение, объём выбросов, особенности производственного цикла, объёмы твердых отходов, способы их утилизации или захоронения).

- составление карты техногенных нагрузок на исследуемую территорию. На эту карту наносят источники техногенного воздействия на почвы, и зоны их вероятного влияния.

- установление сроков проведения мониторинга, выбор ключевых площадок, на которых будут браться пробы почв.

В процессе мониторинга почв могут браться точечные и смешанные пробы почвы.

Точечная проба берётся буром, еѐ масса составляет 100-150 грамм; смешанная проба берутся следующим образом: от 5 до 15 точечных проб ссыпаются в одну емкость, тщательно перемешиваются, и из полученной смеси берётся образец массой около 500 г.

Основные районы проведения мониторинга почв - это города, районы интенсивного применения сельскохозяйственных ядохимикатов и удобрений, горно-промышленные и металлургические комплексы.

В зависимости от района работ процесс ведения мониторинга почв имеет свои особенности:

- На территории населённых пунктов пробы берут по сетке квадратов, так, чтобы на каждые 100 га пришлось 5-6 проб. Пробы берут с глубины в 20 см.

- На территориях детских дошкольных учреждений, школ, лечебно-профилактических учреждений пробы берут не менее 2 раз в год (весной и осенью). Размер пробной площадки - 55 м, глубина взятия проб - 0 см (то есть почва изымается непосредственно с поверхности) и 10 см. На территории детских учреждений пробы берутся не только с территории общего пользования, но и из каждой песочницы.

- На свалках пробы берут по сетке квадратов с шагом от 11 до 55 км, с глубины в 0 см и 25 см.

- На территориях, прилегающих к крупным промышленным предприятиям, пробы берут по 4-8 направлениям розы ветров, на расстоянии в 100, 200, 500 м, 1 км, 2, 4, 8, 16 км от источника. При необходимости можно добавлять дополнительные точки отбора проб, удаленные на 20, 30 и 50 км от источника загрязнения.

- Вдоль линейных объектов (дорог, нефтепроводов и пр.) пробы почв берут по маршрутам, идущим параллельно объекту, на расстоянии в 50, 100, 200 и 500 метров от объекта. Пробы берут с глубины 20 см.

- В районах интенсивного применения сельскохозяйственных удобрений и ядохимикатов: сначала в пределах данного объекта (сада, поля и пр.) ограничивают пробную площадку площадью 100-200 м², из расчёта 1 площадка на 10-15 га объекта. Глубина отбора проб: 2, 5, 10, 20, 40 см.

При мониторинге почв используют следующие приборы: бур (для взятия проб), ареометр (для изучения гранулометрического состава почвы), pH-метр (для определения кислотности почвы), и различные экспресс-лаборатории с наборами реактивов, которые позволяют определить концентрацию загрязняющих веществ в почве прямо на месте отбора проб. В этих лабораториях образец почвы анализируется в виде почвенной вытяжки (раствора из почвы и воды). Реагент или индикатор, необходимый для выявления определённого загрязняющего вещества или химического элемента, приливают к почвенной вытяжке. Полученная смесь окрашивается определённым образом, интенсивность окраски пропорциональна концентрации загрязняющего вещества. В ходе мониторинга почв, помимо содержания в пробе химических элементов и загрязнителей, необходимо также оценить биологическую активность почвы (БАП). Этот показатель характеризует активность биохимических почвенных процессов. При загрязнении почв большим количеством бактерий и микроорганизмов значение БАП возрастает; если же почва загрязнена неорганическими веществами (тяжелыми металлами и пр.), то значение БАП падает.

БАП почвы оценивают по 2 показателям: по скорости выделения углекислого газа из почвы и по интенсивности разложения клетчатки (целлюлозы, льняного полотна) в почве.

Кроме того, определение БАП может включать в себя подсчёт общего количества микроорганизмов в пробе почвы, подсчёт количества микроорганизмов определённых видов (азотобактерии, бактерии-аммонификаторы и пр.). Для этого из пробы почвы приготавливается раствор, из которого делают посев в лабораторную посуду (чашку Петри), заполненную питательной средой. По прошествии определённого времени изучают видовой состав и производят подсчёт размножившихся микроорганизмов с помощью микроскопов. В целом определение биологической активности почвы - процесс достаточно долгий и трудоёмкий, требующий стационарных лабораторных условий и наличия специального оборудования (автоклавы, стерилизаторы, дистилляторы, холодильники, посуда из химически стойкого стекла, термометры и весы с высокой точностью измерения).