Задача 5. Изучение критериев оценки загрязнения почв

 

Для оценки содержания вредных веществ в почве провели отбор проб на участке площадью 25 м² в 5 точках по диагонали с глубины 0,25 метров. В результате исследований установлено, что почва загрязнена вредными веществами, представленными в таблице 20. Порядок выполнения работы

1. Определяем опасность загрязнения почвы. В начале подсчитываем коэффициент концентрации химического элемента К_с как отношение С_i / ПДК_{п i} для каждого ингредиента (табл. 20 [1]) в соответствии с вариантом задания (табл. 22 [1]). 

2. Затем по суммарному показателю загрязнения (Z_с) определяем уровень опасности химического загрязнения почвы (табл. 19 [1]). Результаты вычислений представлены в виде таблицы 4. 

По параметру Zс =11,73  категория загрязнения почв – допустимая, данному уровню загрязнения соответствует наиболее низкий уровень заболеваемости людей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений.

Почва может загрязняться в результате:

1) внесения минеральных и органических удобрений;

2) использования пестицидов;

3) поступления промышленных и бытовых отходов различных видов, которые применяют в качестве удобрений и с целью увлажнения, в том числе и внесения в почву отходов животноводческих комплексов (ферм) и индивидуальных хозяйств;

4) попадания на ее поверхность химических веществ с атмосферными выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, а также радионуклидов вследствие аварий на ядерных реакторах; 5) захоронения бытовых и промышленных отходов.

 

Методы очистки почвы

Если рассматривать способы очистки загрязненной почвы, то можно разделить их по принципу действия на следующие категории:

- химические методы очистки.

- физические методы очистки.

- биологические методы очистки.

Физические методы очистки почвы

1) Электрохимическая очистка.

Применяется для удаления из почвы хлорсодержащих углеводородов, различных нефтепродуктов, фенолов. На чем основана работа метода электрохимической очистки? В процессе движения электрического тока сквозь почву осуществляется электролиз воды, электрокоагуляция, реакции электрохимического окисления и электрофлотации. Степень окисления фенола находится в пределах от 70 до 90 процентов.

Качественный уровень обеззараживания почвы при электрохимической очистке приближается к ста процентам (минимальный показатель — 95%). Метод позволяет удалять из почвы также такие вредные элементы как ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, цианиды и др.

К минусам метода можно отнести достаточно высокую стоимость (100-250$ за 1 м³ почвы).

2) Электрокинетическая очистка.

Используется для очищения почвы от цианидов, нефти и производных нефти, тяжелых металлов, цианидов, хлористых органических элементов. Типы почв, к которым может успешно применяться электрокинетическая очистка - глинистые и суглинистые, насыщенные влагой частично или полностью.

Технология основана на применении таких процессов как электрофорез и электроосмос. Уровень контроля и воздействия на процессы очищения почвы достаточно высокий. Для использования метода требуется применение химических реактивов или растворов поверхностно-активных веществ.

Эффективность электрокинетической очистки почвы составляет от 80 до 99 процентов. Стоимость несколько ниже чем при электрохимической очистке (100-170$ за 1 м³ почвы).

Химические методы очистки почвы

1) Метод промывки.

Технологии химической очистки почвы подразумевают использование растворов поверхностно-активных веществ или сильные окислители (активный кислород и хлор, щелочные растворы). В основном метод применяется с целью очистки почвы от нефти. Эффективность при методе промывки составляет до 99%.

После того как почва очищена, можно проводить ее рекультивацию.

Из минусов химических методов очистки почвы можно отметить длительные сроки (1-4 года в среднем) и значительное количество загрязненной воды, которую тоже приходится очищать перед выбросом в окружающую среду.

Биологические методы очистки почвы

1) Фитоэкстракция.

Технология очистки засоренных вредными веществами почв методом фитоэкстракции — это выращивание определенных видов растений на загрязненных участках грунта.

Фитоэкстракция демонстрирует хорошие результаты при очистке почвы от медных, цинковых и никелевых соединений, а также кобальта, свинца, марганца, цинка и хрома. Для удаления подавляющего количества указанных элементов из почвы, нужно обеспечить несколько циклов растительных культур.

По окончании процесса фитоэкстракции растения следует собрать и сжечь. Полученный после сжигания пепел считается вредными отходами и подлежит утилизации.

2) Фиторемедиация.

Еще один биологический метод — целенаправленное усиление активности специфической микрофлоры почвы, которая занимается разложением нефти. Также, допустимо добавление определенных микробных культур в почву.

В результате создаются благоприятные условия для микроорганизмов, которые осуществляют утилизацию нефтепродуктов и нефти.

 

Таблица 4 - Количественный анализ загрязнения почвы

№ п/п	Загрязняющее вещество	Среднее содержание загрязняющего вещества в почве, мг/кг	ПДКп, мг/кг	Коэффициент концентрации химического элемента Кс
1	Марганец	4500	1500	3,00
2	Мышьяк	9,0	2	4,50
3	Ртуть	1,2	2,1	0,57
4	Свинец	32	32	1,00
5	Хром	0,08	6	0,01
6	Бенз(а)пирен	0,03	0,02	1,50
7	Цинк	900	100	9,00
8	Медь	350	55	0,00
9	Суперфосфат (Р2О5)	-	200	0,00
10	Формальдегид	8	7	1,14
			Zс =	11,73