Способ определения одк тяжелых металлов и металлоидов в загрязненных почвах
Владельцы патента RU 2445620:
Государственное научное учреждение Почвенный институт имени В.В. Докучаева Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)
Водяницкий Юрий Никифорович (RU)
Изобретение относится к области химии и анализа почв, исключая почвы, сформированные на рудных месторождениях. Способ включает определение суммы предельно допустимой добавки ПДД металла/металлоида и его фонового содержания Сф, причем определяют содержание тяжелого металла/металлоида и содержания элемента-репера R в виде Zr или Ti как в поверхностном горизонте А, так и в материнской породе С, с последующим подсчетом локального фонового содержания тяжелого металла/металлоида Сф из выражения Сф=МеC·RА:RC, где МеC - содержание металла/металлоида; RA - содержание элемента-репера в поверхностном горизонте А; RC - содержание элемента-репера в материнской породе С; после чего локальное значение ОДК тяжелого металла/металлоида подсчитывается из выражения ОДК*=ПДД+Сф. Достигается повышение точности анализа за счет индивидуального учета фонового содержания определяемых элементов. 1 пр., 4 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области химии почв и может быть использовано для локального определения ОДК широкого набора тяжелых металлов/металлоидов в загрязненных почвах.
В прототипе [1] значение ОДК тяжелых металлов/металлоидов в загрязненных почвах определяют из выражения
ОДК=ПДД+Сф,
где ПДД - предельно допустимая добавка тяжелого металла/металлоида Me, а Сф - его фоновое содержание. При этом фоновое содержание тяжелого металла/ металлоида определяется только гранулометрическим составом и гумусированностью почвы, а влияние почвообразующих пород на фоновую обогащенность металлами/ металлоидами почв не учитывается, что снижает точность определения Сф и соответственно ОДК.
Целью изобретения является определение точного локального фонового содержания тяжелого металла/металлоида в аэрально загрязненной почве.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения ОДК тяжелого металла/металлоида загрязненной почвы определяют содержание искомого элемента как в поверхностном, загрязненном горизонте А или U, так и в материнской породе С или ВС и в этих же горизонтах определяют содержание реперного элемента Zr или Ti, после чего рассчитывают локальное фоновое содержание тяжелого металла/металлоида Сф из выражения
Сф=МеC·RA:RC,
где MeC - содержание тяжелого металла/металлоида в материнской породе С;
RA - содержание элемента-репера в поверхностном горизонте А;
RC - содержание элемента-репера в материнской породе С;
затем определяют локальное значение ОДК* тяжелого металла/металлоида из выражения
ОДК*=ПДД+Сф
и сравнивают фактическое содержание тяжелого металла/металлоида в поверхностном слое почв с его ОДК*, отношение МеA:ОДК* характеризует загрязнение почвы в данной точке.
Способ осуществляют следующим образом.
В месте аэрального загрязнения почвы вскрывают почвенный разрез и отбирают почвенные образцы в поверхностном гор. А или U и в материнской породе С или ВС. Затем эти образцы в лаборатории подготавливаются к анализу, например, с помощью рентгенофлуоресцентного метода. В образцах определяется содержание всех тяжелых металлов/металлоидов, а также реперных элементов: например, Zr. Локальное фоновое содержание каждого тяжелого металла/металлоида Сф рассчитывают из выражения
Сф=МеC·RA:RC,
а затем определяют локальное значение ОДК* из выражения
ОДК*=ПДД+Сф.
После этого сравнивают фактическое содержание тяжелого металла/металлоида МеA в поверхностном горизонте почвы А с его ОДК*, отношение МеA:ОДК* характеризует степень загрязнения почвы в данной точке.
Пример. Изучали загрязненность урбо-дерново-подзолистой супесчаной почвы в г.Пермь. В поверхностном горизонте U1 содержится 528 мг Zn/кг и 205 мг Zr/кг, а в горизонте ВС содержится 71 мг Zn/кг и 307 мг Zr/кг. Расчет фонового содержания цинка в поверхностном горизонте U1 ведется по формуле
Сф=205·71:307≈47 мг/кг.
Затем определяем локальное значение ОДК* цинка с учетом того, что предельно допустимая добавка ПДД цинка, согласно табл.1, равна 16 мг/кг:
ОДК*=16+47=63 мг/кг.
Определим превышение ОДК* цинка в данной почве
МеA:ОДК*=528:63=8.4.
Фиксированное значение ОДК цинка для супесчаных почв 55 мг/кг. Превышение ОДК цинка в данной почве составляет
МеA:ОДК*=528:55=9.6.
Таким образом, фактическое загрязнение цинком данной почвы несколько ниже, чем, полученное на основе универсального значения ОДК.
В табл.2-4 приведены значения локального ОДК* Ni, Cu, Zn, Pb, Cr, Ba, As, Се, полученные для загрязненных почв в гг.Чусовой и Пермь и на территории техногеохимической аномалии в районе г.Ревда, а также значения фиксированных ОДК. Наглядно отношение ОДК*/ОДК представлено на рис.1, из которого следует, что для почв легкого гранулометрического состава загрязненность As, Ni, Pb по данным фиксированного ОДК занижена, а для почв тяжелого гранулометрического состава загрязненность Ni, Pb, Cu, Zn, наоборот, завышена. Кроме того, как видно из табл.2-4, установлена степень загрязненности почв Cr, Ba, Се металлами, содержание которых не нормируется с помощью ОДК.
Литература
1. Хомяков Д.М. К вопросу об оценке уровня загрязнения и состояния городских почв // Современные проблемы загрязнения почв. III Межд. конф. М., 2010. С.53-57 с.
2. Crommentuijn Т., Polder M.D., Van de Plassche E.J. Maximum Permissible Concentrations and Negligible Concentrations for metals, taking background concentrations into account // RIVM Report 601501001. Bilthoven, Netherlands. 1997. 260 p.
| Таблица 1 | |
| Значения предельно допустимой добавки ПДД тяжелых металлов и металлоидов (мг/кг) по данным нидерландских экологов [2]. | |
| Металл/ | ПДД |
| Металлоид | |
| Бериллий Be | 0.0061 |
| Ванадий V | 1.1 |
| Хром Сr | 3.8 |
| Кобальт Со | 24 |
| Никель Ni | 2.6 |
| Медь Сu | 3.5 |
| Цинк Zn | 16 |
| Мышьяк As | 4.5 |
| Селен Se | 0.11 |
| Молибден Мо | 253 |
| Кадмий Cd | 0.76 |
| Олово Sn | 34 |
| Сурьма Sb | 0.53 |
| Барий Ва | 9.0 |
| Церий Се | 44 |
| Ртуть Hg | 1.9 |
| Таллий Тl | 0.25 |
| Свинец Рb | 55 |
Способ определения ОДК тяжелого металла/металлоида в загрязненных почвах, включающий определение суммы предельно допустимой добавки ПДД металла/ металлоида и его фонового содержания Сф, отличающийся тем, что определяют содержание тяжелого металла/металлоида и содержания элемента-репера R в виде Zr или Ti как в поверхностном горизонте А, так и в материнской породе С, с последующим подсчетом локального фонового содержания тяжелого металла/металлоида Сф из выражения:
Сф=МеC·RA:RC,
где МеC - содержание металла/металлоида;
RA - содержание элемента-репера в поверхностном горизонте А;
RC - содержание элемента-репера в материнской породе С,
после чего локальное значение ОДК тяжелого металла/металлоида подсчитывается из выражения:
ОДК*=ПДД+Сф.
