Класифікація та методика оцінки мілітарного забруднення грунтів: Оцінювання небезпеки забруднення ґрунту хімічними речовинами
Метод композитного індексу Pi базується на використанні показників забруднення навколишнього середовища. Індекс Немерова (Ps) і екологічний індекс ризику (RI) рівнів у вибраному ґрунті зразки були використані для оцінки забруднення ґрунту з (HM). Референсні значення (середні значення концентрації важких металів у ґрунті) досліджуваних металів, які використовувалися як фон, були взяті з Райлі та Честера (1971) наведені у таблиці 9.
Таблиця 9. Референтні значення важких металів, які використовуються для аналізу базової лінії (мг/кг)
Метод комплексного індексу Немерова (Ps) враховує всі індивідуальні оціночні фактори, а також домінантні значення.
Бонітет досліджуваного ґрунту проводили за допомогою зведеного індексу (індекс Немерова) за (Liang et ін., 2011). За методом композитного індексу Pi використано, що найкраще відображає показники забруднення навколишнього середовища:
де: Pi – одиничний індекс забруднення;
Ci – середня концентрація (HM) за трьома місцями відбору проб;
Cref вказує референтне значення оцінки.
Метод комплексного індексу Немерова (Ps) враховує всі індивідуальні оціночні фактори з (2), а також підкреслює домінанту негативного впливу на навколишнє середовище елементів, які присутні у зразках.
де: Pave — середнє значення окремого Pі з усіх металів;
Pmax – максимальне значення окремого Pі, індекс забруднення всіх металів.
Якість ґрунтового середовища згідно до рівнів індексу Немерова класифікується на п’ять рівнів (Cheng et al., 2007):
Метод індексу RI, запропонований Hakanson (1980) для оцінки забруднення важкими металами з точки зору седиментології було застосовано для оцінки рівня забруднення важкими металами в ґрунтах внаслідок бойових дій як розрахувати екологічні ризики відповідно до їх токсичний вплив на навколишнє середовище (Qu et al., 2004).
У дослідженнях Qingjie et ін., 2008 індекси забруднення важкими металами в ґрунтах і відкладеннях були класифіковані як два типи єдиного індексу та інтегрованого індексу геоакумуляції, а контрольні значення для розрахунку окремих індексів були розділені на фонові рівні та порогові значення забруднення. Вісім інтегральних показників було розділено на дві групи. Одна група підходить для одиничних індексів нормального розподілу, включаючи суму, середнє, середньозважене, векторний модуль та індекси забруднення Немерова, а інша – для логарифмічного нормального розподілу, включаючи індекси забруднення продукту, корінь із добутку та зваженого енергетичного продукту.
Використовуючи фонові рівні як контрольні значення, було встановлено п’ять класів забруднення, а також запропоновано термінологію для єдиного та комплексного показників для уніфікації результатів оцінки [64].
де: Er – індивідуальний коефіцієнт потенціалу екологічного ризику,
Tr – коефіцієнт токсичності металу.
Коефіцієнти токсичності для Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn і Ti були відповідно 30, 2, 5, 5, 5 (Hakanson, 1980).
Нормування значень екологічного ризику проводили за методикою Riyad Al-Anbariet ін., (2015) наведені у таблицях 10 і 11.
Таблиця 10. Значення показників екологічного ризику (Riyad Al-Anbariet ін., 2015)
Таблиця 11. Граничні значення інтегрального (RI)
Дослідження Petrushka та ін. (2023) показали, що визначення індексу екологічного ризику кожного елемента на основі Немерова показують дуже високий рівень забруднення (Ps=48,64), що перевищує допустиме значення Ps>3 у 15 разів. Найвищий екологічний ризик (Er) створюється кадмієм (Cd) і така послідовність: Cd > Cu > Pb > Ni > Zn > Cr > Ti. Враховуючи мінімальних значень потенційного екологічного ризику (РІ), лише два елементи характеризувались низьким коефіцієнтом потенційного екологічного ризику (РІ<40) — титан і хром. Всі інші досліджувані елементи були значущі та дуже високі значення потенціал екологічного ризику.
У цілому, під час оцінювання небезпеки забруднення ґрунту хімічними речовинами враховують такі положення:
1) небезпека забруднення тим вища, чим більший фактичний рівень вмісту (С) контрольованих у ґрунті речовин перевищує ГДК , тобто чим більше значення коефіцієнта небезпеки К0 = С/ГДК перевищує 1;
2) небезпека забруднення тим вища, чим вищий клас небезпеки контрольованих речовин;
3) оцінювання небезпеки забруднення будь-яким токсикантом повинна проводитися з урахуванням буферності ґрунту, що впливає на рухливість хімічних елементів, що визначає їхній вплив на контактуючі середовища.
Під буферністю ґрунту розуміють сукупність властивостей ґрунту, що визначають його бар’єру функцію, яка обумовлює рівні вторинного забруднення хімічними речовинами контактуючих із ґрунтом середовищ – рослинності, поверхневих і підземних вод, атмосферного повітря. Основними компонентами, що створюють буферність є: тонко дисперсні мінеральні частки, що визначають її механічний склад; органічна речовина (гумус) і реакція середовища – рН. Небезпека забруднення тим більша при тому самому значенні К0 (коефіцієнта небезпеки), чим менше значення рН (чим кисліший ґрунт), тим менше вміст у ньому гумусу, чим легший його механічний склад. Наприклад, можна розташувати ґрунти в порядку зростання небезпеки забруднення: чорноземи – суглинок – дерновий – підзолистий ґрунт – супіщаний – дерново – підзолистий.
Систему контролю забруднення ґрунтів на основі гігієнічної регламентації (ГДК) не можна визначити досконалою. Зустрічаються певні труднощі в інтерпретації й об’єктивному оцінюванні забруднення ґрунту комплексом токсичних або інших речовин, для яких не розроблені нормативи ГДК. У цих випадках рівень хімічного забруднення порівнюють із фоновим.
Серед усіх забруднювачів ґрунту потрібно більше уваги приділяти тим речовинам, які відіграють велику роль у забрудненні біосфери, мають високу стабільність, рухливість, розчинність, тому головне значення має не валова кількість хімічних речовин у ґрунті (важких металів), а форми сполук, які існують у даному середовищі. Найбільш рухливими є хімічні елементи: хлор, бром, фтор, бром, натрій, кальцій, магній, барій.
Найбільш важливим у сучасних умовах сільськогосподарського виробництва є оцінювання пестицидного забруднення ґрунтів. Прояв токсичних ефектів пестицидів та інших хімічних речовин у ґрунті й процеси їх накопичення залежать від ряду факторів: об’ємів і строків внесення, властивостей пестициду (токсичності, стійкості, здатності до кумуляції, сорбції), механічного складу й структури ґрунту, наявності органічних речовин, рН, вологості та інше.
Попередній розділ (Оцінювання стану ґрунтів)
Наступний розділ (Санітарні та біологічні показники оцінювання стану ґрунтів)