Что необходимо сделать в случае обнаружения высоких уровней загрязнения или токсичности почв
Что необходимо сделать в случае обнаружения высоких уровней загрязнения или токсичности почв
ГОСТ Р 53123-2008
(ИСО 10381-5:2005)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Руководство по изучению городских и промышленных участков на предмет загрязнения почвы
Soil quality. Sampling. Part 5. Guidance on the procedure for the investigation of urban and industrial sites with regard to soil contamination
Дата введения 2010-01-01
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Государственным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии» имени Д.Н.Прянишникова на основе аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 25 «Качество почв и грунтов»
При этом дополнительные положения и требования, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации, выделены курсивом
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает рекомендации, касающиеся методики исследования городских и промышленных зон, где подтверждено или предполагается загрязнение почвы.
Настоящий стандарт применяется:
— в случае, если необходимо установить уровень загрязнения участка или его экологическое качество для иных целей;
— на участках, где загрязнение почвы не ожидается, но необходимо определить качество почвы (например, чтобы удостовериться в отсутствии загрязнения);
— для оценки загрязнения почвы на любых участках, где необходимо оценить степень и масштаб загрязнения.
1 Загрязнение определяется как результат воздействия человека, однако описанные методы исследования могут также применяться на любых участках с высокими природными концентрациями потенциально опасных веществ.
2 Некоторые цели отбора проб почв приведены в приложении А.
3 Настоящий стандарт не содержит рекомендаций по решениям и мероприятиям, принимаемым на основании полевых исследований (например, по оценке риска и принятию решений о требованиях к ремедиационным мероприятиям).
4 Настоящий стандарт касается только исследований почвы. Необходимо учитывать, что на старых городских и промышленных участках могут находиться заброшенные строения и/или промышленные предприятия, ожидающие сноса, демонтажа или восстановления. Отсутствие исследований этих зданий перед сносом может привести к риску загрязнения рабочих или распространения загрязнения по участку и за его пределами. Исследование заброшенных зданий или остатков фундаментов не предусмотрено.
5 Во многих случаях наблюдается тесная корреляция между загрязнением почвы, грунтовых вод, почвенных газов и, в меньшей степени, поверхностных вод.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:
ГОСТ Р 53091-2008 Качество почвы. Отбор проб. Часть 3. Руководство по безопасности
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующий термин с соответствующим определением:
3.1 концептуальная модель: Представление или описание участка, включающее все сведения об участке (например, загрязнение, геологию, свойства почвы, экологическую обстановку) и, при необходимости, указывающее возможные пути загрязнения различных объектов в настоящем и будущем.
4 Цели и задачи исследований
4.1 Общие положения
Настоящий стандарт определяет структуру различных этапов и стадий в исследованиях почв. Определение условий загрязнения используется для оценки риска и, в случае необходимости, выбора и применения соответствующих методов ремедиации. Требования к информации по конкретным вопросам приведены в [2]-[5].
4.2 Цели и задачи исследования могут меняться в широких пределах, однако обычно включают в себя определение и оценку:
— рисков для лиц, использующих участок, и в случае реконструкции, для будущих владельцев или арендаторов;
— рисков для окружающей среды, в том числе окружающих почв, грунтовых вод, экосистем и здоровья населения;
— возможных рисков для сотрудников, участвующих в исследованиях, ремедиации, модернизации или эксплуатации участка;
— возможности неблагоприятных воздействий на строительные материалы.
Основные цели исследования определяют следующие задачи:
— определение необходимости неотложных мер для защиты объектов, подверженных воздействию загрязнения;
— идентификация соединений, которые представляют или могут представлять угрозу для одного или более существующих или будущих объектов загрязнения;
— определение объектов загрязнения (например, людей, экосистем, подземных вод), подвергаемых риску в настоящее время или в будущем;
— определение путей возможного загрязнения конкретных объектов загрязнения;
— сбор информации для оценки рисков;
— сбор информации для обеспечения планирования защитных или ремедиационных мероприятий;
— характеристика загрязненных материалов для обеспечения безопасного и надлежащего обращения и обезвреживания;
— обеспечение контрольных данных для сравнения и оценки проведенных ремедиационных мероприятий;
— обеспечение оценки возможного воздействия продолжающегося использования участка на качество почвы;
— сбор информации для оценки риска ущерба окружающей среде и его влияния на стоимость земли.
Эти обобщенные задачи преобразуют в конкретные требования в зависимости от целей исследования.
— установление истории участка и возможности загрязнения;
— определение природы, степени и распространения существующего или ожидаемого загрязнения в пределах участка;
— определение возможности миграции загрязнения за границы участка, в том числе в поверхностные и грунтовые воды (что может указывать на наличие легальных источников ущерба окружающей среде);
— определение всех источников непосредственной опасности для здоровья населения и окружающей среды;
— определение ограничений предполагаемого строительства (риски для людей и окружающей среды) и необходимых ремедиационных работ и сбор информации для оценки стоимости строительства;
— сбор информации для составления полного интерпретированного отчета, содержащего выводы, рекомендации и бюджетную стоимость ремедиационных мероприятий.
5 Общая стратегия полевых исследований
5.1 Общие положения
Определение площади загрязненной территории и особенно оценка связанных с загрязнением рисков для людей и окружающей среды могут представлять определенные сложности. В связи с этим определение, качественная и количественная оценка рисков, связанных с загрязнением земель, должны представлять собой последовательный процесс, включающий в себя отдельные этапы (со своими конкретными целями) с тем, чтобы получить значимую информацию о возможных загрязнениях. Цели определяются для каждого этапа, требования к будущим исследованиям пересматриваются по мере продвижения исследований и процесса оценки.
Основными этапами являются:
— предварительные исследования (см. 5.2);
— разведочные исследования (см. 5.3, разделы 7 и 8);
— основные полевые исследования (см. 5.4, разделы 7 и 9).
Соотношение между этими этапами показано на рисунке 1.
После этапа основных полевых исследований могут понадобиться дополнительные исследования с тем, чтобы получить значимую информацию для выбора методов ремедиации или планирования ремедиационных и строительных работ.
По окончании любого этапа исследований составляется отчет.
На любом этапе стратегия исследований определяется целями исследований. Например, различные требования к проведению полевых исследований: с целью продажи участка, выявления возможного загрязнения или его реконструкции будут влиять на размещение точек отбора проб и число отбираемых проб, а следовательно, и на стоимость исследований.
Перед началом любого этапа исследований важно определить требования к типу, объему и качеству (например, аналитическому качеству) полученных данных и другой собираемой информации. Данные требования будут зависеть от характера решений, которые должны приниматься по результатам исследований, и требуемого уровня надежности решений. Отсутствие целей в области качества данных может привести к непроизводительной трате денег, например, в случае, если собранные данные непригодны или недостаточны для надежной оценки риска, или к значительной неопределенности в разработке концептуальной модели для конкретного участка (см. 6.5).
При определении стратегии следует учитывать применимость и использование полевых методов анализа.
5.2 Объем предварительных исследований
Предварительные исследования включают в себя лабораторные исследования и разведку (обзорное обследование) участка. Они осуществляются на основе архивных данных и других источников информации о прошлом и настоящем использовании участка, а также о локальных свойствах почв, геологии, гидрогеологии и экологической обстановке.
На основании предварительных исследований может быть сделан вывод о возможности загрязнения, а также выдвинуты предположения о природе, месте и распределении загрязнения.
Эти предположения являются компонентами общей концептуальной модели, которая должна быть разработана для участка и охватывать не только загрязнение, но также вопросы геологии, почвоведения, гидрогеологии, геотехнических свойств почв и экологической обстановки. Важным аспектом концептуальной модели также является настоящее и предполагаемое использование участка.
Предварительные исследования должны обеспечить получение достаточной информации:
— для окончательного вывода о возможных рисках для людей и других объектов загрязнения в настоящем и будущем;
— для принятия решения о необходимости продолжения исследований.
Количество и характер необходимой информации зависят от целей исследований, а объем необходимых работ будет зависеть от продолжительности использования участка, геологии и др.
Следует предусмотреть, что загрязнение участка может оказаться сложнее, чем было предварительно указано (например, в связи с его использованием в настоящее время), и на стадии предварительных исследований должна быть собрана достаточная информация по истории участка.
Глава 3. Качество окружающей среды
3.5. Качество почв
3.5.4. Нормирование загрязнения почв
Нормирование загрязнения почв представляет собой чрезвычайно сложную задачу. С одной стороны, существуют десятки типов почв, сильно отличающихся по как по составу, так и по структуре. Основными типами почв принято считать: песчаные, дерново-подзолистые, луговые, солонцы, черноземные, красноземные. Они подразделяются на большое число подвидов.
Почва представляет собой среду с очень сложным химическим составом и сложной структурой. Почвенная среда обладает гораздо меньшей подвижностью, чем поверхностные воды и атмосфера, в ней циркулируют подземные воды, она медленно аккумулирует вредные вещества в течение длительного времени. С другой стороны, активная работа почвенных микроорганизмов способствует трансформации, деградации и миграции поступающих в почву вредных веществ. Таким образом, ПДК загрязняющих веществ в почвах зависят не только от их химических свойств и токсичности, но и от особенностей самих почв.
Почвы, в силу своих природных свойств, способны накапливать значительные количества загрязняющих веществ. Санитарно-гигиенический подход к выбору критериев экологической оценки почв (грунтов) населённых пунктов определяется с одной стороны возможностью переноса загрязняющих веществ в воздух и воды этих территорий, с другой стороны непосредственным влиянием отдельных показателей на здоровье населения.
Предельно допустимая концентрация ЭХВ в почве – это такое максимальное его количество (в мг/кг пахотного слоя абсолютно сухой почвы), установленное в экстремальных почвенно-климатических условиях, которое гарантирует отсутствие отрицательного прямого или опосредованного через контактирующие с почвой среды воздействия на здоровье человека, его потомство и санитарные условия жизни населения.
Химические вещества из почвы различными путями попадают в организм человека. Они оказывают вредное влияние на состояние самой почвы, на органолептические показатели атмосферного воздуха, воды и пищевых продуктов, поэтому загрязнённость почвы тем или иным веществом оценивается несколькими показателями вредности. Рассмотрим их более подробно.
Токсикологический показатель вредности характеризует степень опасности для здоровья людей при суммарном воздействии ЭХВ почвы на человека всевозможными путями.
Под пороговой концентрацией ЭХВ в почве по токсикологическому показателю вредности понимают такое его количество в почве (мг/кг абсолютно сухой почвы), при котором поступление этого вещества в организм человека при непосредственном контакте с почвой, по одному или многим путям миграции не оказывает прямого или отдалённого действия на здоровье популяции (населения).
Миграционно-воздушный показатель вредности учитывает поступление ЭХВ из почвы в атмосферный воздух с почвенной пылью, с водными парами и другими носителями. При этом за пороговую концентрацию по этому показателю вредности принимают то содержание ЭХВ в почве (в мг/кг абсолютно сухой почвы), при котором среднесуточное поступление вещества в атмосферный воздух не приведёт к превышению установленной для него среднесуточной ПДК в атмосферном воздухе.
Миграционно-водный показатель вредности характеризует процессы миграции ЭХВ в поверхностные и грунтовые воды. Пороговой концентрацией по этому показателю вредности является то его максимальное количество в почве, при котором поступление химического соединения в грунтовые воды и открытые водоёмы с поверхностным стоком не создает концентраций, превышающих ПДК для воды водоёмов.
Фитоаккумуляционный (транслокационный) показатель вредности характеризует процесс миграции химического вещества из почвы в культурное растение и накопления его в фитомассе товарной части растения, используемой в качестве продуктов питания. Под пороговой концентрацией по этому показателю вредности понимают то количество химического вещества в почве, при котором накопление этого вещества фитомассой товарных частей к моменту сбора урожая не превысит установленных для продуктов питания допустимых концентраций (ПДК). С учётом миграции вредных веществ в сельскохозяйственную продукцию устанавливают ПДК для почв сельскохозяйственного назначения.
Органолептический показатель вредности характеризует изменение запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха воды и пищевых продуктов. Под пороговой концентрацией по органолептическому показателю вредности понимают то максимальное количество ЭХВ в почве, которое не влияет на органолептические свойства атмосферного воздуха, воды и продуктов питания, полученных из растений, выросших на этой почве.
Общесанитарный показатель вредности характеризует изменение биологической активности почвы, определяющее самоочищение почвы от ЭХВ. Под пороговой концентрацией ЭХВ по этому показателю вредности понимают то его максимальное количество (мг/кг абсолютно сухой почвы), которое вызывает на 5-7-е сутки, как изменение общей численности почвенных микроорганизмов, так и численности микроорганизмов основных физиологических групп не более чем на 50%, а также ферментативной активности почвы не более чем на 25 % по сравнению с аналогичными показателями контрольных проб.
ПДК для ряда химических веществ в почве, действующие в настоящее время в Российской Федерации приведены в табл. 3.23.
При определении предельно допустимых концентраций химических веществ в почве определяют пороговые концентрации по всем рассмотренным показателям вредности и принимают в качестве ПДК наименьшее значение (см. табл. 3.26).
Пороговые концентрации по отдельным показателям вредности
и ПДК ЭХВ в почве (Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. 1996)
Пороговые концентрации по показателям вредности, мг/кг
Оценка химического загрязнения почв и грунтов
При оценке экологического состояния почв/грунтов очень важным представ¬ляется оценка содержания как естественных элементов и соединений, так и соединений-ксенобиотиков. Оценка загрязненности почв и грунтов проводится путем сравнения (сопоставления) содержания загрязняющих элементов и веществ в изучаемых почвах, с их фоновым содержанием с одной стороны, и с другой — с их предельно-допустимым содержанием (ПДК).
ПДК какого-либо вещества в почве — это концентрация, не вызывающая при длительном воздействии на почву и растения патологических изменений (аномалий) в ходе биологических процессов, не приводящая к накоплению токсических элементов в растениях и не представляющая опасность для здоровья и жизни человека. Значения ПДК определяют экспериментально, как правило, на песчаных почвах, по нескольким показателям вредности, в основном для валовых форм, что не позволяет сделать вывод о мощности потока и доступности загрязняющих веществ растениям. Это делает применение таких стандартов спорным как с экологической, так и экономической точки зрения. Более того, в настоящее время практически везде признается, что покомпонентная оценка экосистем не дает удовлетворительных результатов. Необходимы комплексные экосистемные нормативы, которые могли бы охарактеризовать состояние рассматриваемой экосистемы в целом.
Поскольку гигиеническая опасность той или иной концентрации загрязняющих веществ зависит от почвенных условий, создание унифицированных норм ПДК встречает значительные трудности. Не случайно, в настоящее время установлены ПДК всего лишь немногим более сотни веществ, по которым контролируется качество почв.
Принципы нормирования химических веществ в почвах тоже отличаются от таковых для водоемов, атмосферного воздуха, пищевых продуктов. Это связано, главным образом, с тем, что в основе норматива ПДК для почвы положено опосредованное ее воздействие на организм человека через продукты питания.
Прямое поступление вредных веществ из почвы в организм человека ограничено и чаще всего происходит через другие среды, сопредельные с почвой. Так, поступление загрязняющих веществ в организм человека про¬исходит по путям: почва-растение-человек, почва-растение-животное-человек, почва-вода-человек, почва-атмосферный воздух-человек.
Поэтому вопрос оценки загрязненности почв на основе ПДК весьма непрост. В настоящее время во многих урбанизированных регионах России, и особенно в Москве, состояние почв и грунтов, оцененное по принятым санитарно-гигиеническим методам (ПДК), близко к критическому, когда содержания многих загрязняющих веществ превышают эти ПДК от нескольких до десятков раз. Кроме того, эта ситуация осложняется пространственной неоднородностью содержания загрязняющих веществ и дискретностью источников загрязнения.
Перечень показателей химического загрязнения почв и грунтов определяется исходя из приоритетности компонентов химического загрязнения в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.2.01-81 «Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния», СанПиН № 2.1.7.1287-03 «Санитарно-Эпидемиологические требования к качеству почвы», ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения».
Классы опасности химических элементов и веществ в почвах и грунтах
Классы опасности | Химический элемент, загрязняющее вещество |
1 | мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, фтор, селен, 3,4-бенз(а)пирен |
2 | бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром |
3 | барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон |
В настоящее время в соответствии с СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы» химическое исследование почв и грунтов при проведении инженерно-экологических изысканий включает в себя стандартный и расширенный перечень показателей.
Стандартный перечень химических исследований почв и грунтов включает в себя определение:
Расширенный перечень исследований проводится при наличии определенных специфических источников загрязнения почв и грунтов путем определения более полной номенклатуры загрязняющих химических веществ. Выбор показателей химического загрязнения зависит от предполагаемого состава загрязняющих веществ с учетом характера источника загрязнения почв и грунтов.
Основным критерием оценки уровня загрязнения почв и грунтов химическими веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) или ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) химических элементов (веществ) в почвах и грунтах (ГН 2.17.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве» и ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве»).
Для эколого-геохимической оценки состояния почв и грунтов используются следующие показатели:
Фоновые содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах (мг/кг)
Оценка опасности химического загрязнения почв и грунтов тяжелыми металлами и мышьяком проводится по суммарному показателю загрязнения (Zc) (таблица 4.10). Для расчета Zc следует использовать не менее семи химических элементов — Pb, As, Cd, Zn, Hg, Cu, Ni.
Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов тяжелыми металлами и мышьяком по суммарному показателю загрязнения (Zс)
Категория загрязнения почв | Величина Zс |
Допустимая | Менее 16 |
Умеренно опасная | 16-32 |
Опасная | 32-128 |
Чрезвычайно опасная | более 128 |
Оценка опасности химического загрязнения почв и грунтов веществами органического происхождения проводится исходя из его ПДК (или допустимого уровня) и класса опасности. Для органических соединений их фоновое содержание в почвах и грунтах приравнивается к 0,1ПДК
Оценочная шкала уровней химического загрязнения почв и грунтов веществами органического происхождения
Содержание | Категория загрязнения почв и грунтов | ||
Класс опасности вещества | 1 класс | 2 класс | 3 класс |
> 5 ПДК | Чрезвычайно опасная | Чрезвычайно опасная | Опасная |
От 2 до 5 ПДК | Опасная | Опасная | Умеренно опасная |
От 1 до 2 ПДК | Допустимая | Допустимая | Допустимая |
При многокомпонентном загрязнении оценка уровня химического загрязнения почв и грунтов допускается по наиболее токсичному веществу с максимальным содержанием в почвах и грунтах. В таблице приведен пример установления категории загрязнения с учетом всех показателей загрязнения.
Номер участка и глубина отбора проб, м | Категория химического загрязнения неорганическими токсикантами | Категория химического загрязнения органическими токсикантами | Категория биологического загрязнения | Комплексная оценка категории загрязнения |
1 (0-0,2) | Допустимая | Опасная | Умеренно опасная | Опасная |
2 (0-0,2) | Умеренно опасная | Допустимая | Умеренно опасная | Умеренно опасная |
Почвы и грунты, характеризующиеся чрезвычайно опасной категорией загрязнения, в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1287-03, подлежат вывозу и утилизации на специализированных полигонах.
Отнесение отходов к классу опасности для окружающей природной среды осуществляется на основании показателя К, который характеризует степень опасности отходов при его воздействии на окружающую природную среду и определяется расчетным путем, в соответствии с Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, утвержденными приказом МПР России от 15.06.2001 № 511, по следующей формуле:
где: К – показатель степени опасности отходов для окружающей природной среды;
К1, К2, Кn – показатели степени опасности отдельных компонентов отходов, рассчитанные по уравнению: Кi = Сi / Wi
Сi — фактическое содержание загрязняющего химического компонента в почве (грунте), мг/кг;
Wi – коэффициент степени опасности i-го компонента опасных отходов, мг/кг;
n — число определяемых загрязняющих химических компонентов.
Решение об отнесении почв/грунтов к классу опасности отходов определяется по величине индекса опасности по таблице 4.12.