Хімічне забруднення навколишнього середовища

Хімічне забруднення навколишнього середовища

Речовина, один раз потрапивши в навколишнє середовище, може переноситися в незміненому вигляді чи трансформуватися в ході фізичних процесів, зазнавати хімічної трансформації, піддаватися біотрансформації. В узагальненому вигляді ці процеси можуть бути представлені в такий спосіб:

транспорт (перенесення хімічної речовини і її міжсередовищні переходи);

фізична трансформація (випаровування, осадження);

хімічна трансформація (фотоліз, гідроліз, окиснення чи відновлення);

біологічна трансформація (біодеградація);

акумуляція в одному або декількох середовищах.

Поведінка речовини в навколишньому середовищі визначається багатьма факторами:

особливостями поведінки її в повітрі, воді, ґрунті і біологічних середовищах;

можливістю сорбуватися або залишатися на поверхні;

принциповими механізмами обміну і переміщення в кожному об'єкті природного середовища;

реакціями з іншими складовими навколишнього середовища;

тривалістю перебування речовини в кожному об'єкті природного середовища і характером зміни концентрацій з часом в кожному з них;

продуктами перетворення або розкладання речовин, які можуть утворюватися в природному середовищі, ступенем їх екологічної і біологічної небезпеки; поведінкою цих продуктів в природному середовищі;

можливістю встановлення динамічної рівноваги концентрації речовини в природному середовищі або в окремих її об'єктах;

характером поширення речовини в природному середовищі і окремих об'єктах, різними видами і формами речовини, особливостями різних кліматогеографічних районів і ландшафтних умов, різним часом доби або сезоном.

Важливе значення для оцінки шляхів міграції та трансформації хімічної речовини в природному середовищі мають ії фізико-хімічні властивості і характеристики досліджуваної зони (наприклад, особливості будови ґрунту -- глибина залягання прикореневої зони, ґрунтових вод тощо).

Одним з пріоритетних забруднювачів екосистем є важкі метали. В умовах інтенсивного антропогенного впливу надходження їх в екосистеми перевищує захисні (буферні) властивості ґрунту. Хімічне забруднення ґрунтів металами оцінюють за коефіцієнтом концентрації хімічного елемента Ксі і сумарним показником забруднення Zc, які визначаються за формулами:

Ксі = ,

де Сі та Сфі -- концентрація і-го забруднюючого металу в пробі ґрунту, що аналізується, та фонового (чистого) ґрунту, мг/кг; n -- число елементів, що характеризують забруднення ґрунтів, тобто для яких Кci > 1.

За коефіцієнтом концентрації хімічного елемента Ксі і сумарним показником забруднення Zc оцінюють рівень хімічного забруднення ґрунтів (табл. 1).

Таблиця 1 - Шкала балів оцінки рівнів забруднення важкими металами

Бали	Забруднення	Кратність перевищення фонового показника (рази)	Значення сумарного показника забруднення Zc
1	Мінімальне	<1 - 1,5	>1 - 8,0
2	Низьке	<1,5 - 2	>8,1 - 16,0
3	Помірне	> 2 - 4	>16,1 - 32,0
4	Високе	>4 - 10	>32,1 - 128,0
5	Надзвичайно високе	>10	>128

В цілому сумарний показник забруднення може розраховуватися для різних компонентів ландшафту - ґрунтів, снігу, донних відкладень. Цей показник може визначатися як в окремій пробі, так і для ділянки території. У останньому випадку дослідження ведеться по геохімічних вибірках. Кожна вибірка може бути представлена у вигляді набору відносних характеристик аномальності хімічних елементів. Такий набір дозволяє дати якісну і кількісну оцінку геохімічної асоціації досліджуваного об'єкту. Наприклад, міська асоціація може бути представлена наступною формулою елементів, що накопичуються: Pb14 - Cu12 - Zn9 - Hg6 - Cr3 - Cd2. Цифри біля символів елементів є коефіцієнтами концентрації Кci.

Аерогенне забруднення прийнято характеризувати сумарним показником забруднення не тільки ґрунту, але і снігового покриву. Зазвичай виділяють 3 рівні забруднення снігового покриву (табл. 2).

Таблиця 2 - Орієнтовна шкала оцінки аерогенних вогнищ забруднення по Zc снігового покриву (Саєт і ін., 1990)

Рівень забруднення
середній	високий	дуже високий
64-128	128-256	>256

При аналізі карт сумарних показників забруднення ґрунту і снігового покриву можливе виділення на досліджуваній території ділянок із стійким, реліктовим і сучасним забрудненням. Стійке забруднення характеризується однаковою інтенсивністю накопичення металів в ґрунті і сніговому покриві. Як правило, площі з цим типом забруднення розташовуються поблизу його джерел, що діють до теперішнього часу. Реліктове забруднення фіксується по більшій забрудненості ґрунтового покриву в порівнянні з сніговим. Для цього типу забруднення джерело надходження хімічних елементів або вже припинило існування, або в даний час не вносить істотного внеску у забруднення повітряного басейну. Будучи залишковим, реліктове забруднення може представляти небезпеку як джерело вторинного забруднення приземних шарів атмосферного повітря. Сучасне забруднення, що супроводжується інтенсивнішим накопиченням металів в сніговому покриві в порівнянні з ґрунтом, носить прогресуючий характер. Очевидно, що воно пов'язане з нині діючими джерелами забруднення

Оцінка небезпеки забруднення ґрунтів для здоров'я населення, що проживає на територіях з різним рівнем забруднення, проводиться за оціночною шкалою, дані якої пов'язані з показниками сумарного забруднення Zc(табл. 3).

Таблиця 3 -- Шкала рівнів небезпеки для здоров'я людини за значенням сумарного показника забруднення ґрунтів

Значення Zc	Наслідки для здоров'я людини
<8	Небезпеки не виникає, ситуація відносно задовільна. Низький рівень захворюваність дітей і мінімальна частота тієї, що зустрічається функціональних відхилень.
16-32	Ситуація помірно небезпечна. Збільшується захворюваність дітей. Сумарна захворюваність досягає 15%.
32-64	Екологічна ситуація характеризується як надзвичайна. Зростає захворюваність дітей на хронічні хвороби, порушується діяльність серцево-судинної системи. Сумарна захворюваність зростає до 40%.
>128	Екологічна ситуація характеризується як дуже небезпечна. Настає екологічне лихо, захворюваність перевищує 70%. Збільшення захворюваності дітей, порушення репродуктивної функції жінок (збільшення токсикозу вагітності, числа передчасних пологів, мертвонародженості і ін.)

Для оцінки небезпеки рівня забруднення для здоров'я населення використовується також коефіцієнт небезпеки елемента (Кнб), що визначається відношенням вмісту речовини в компоненті (який аналізується) до його ГДК

Кнб=

Сумарний показник небезпеки забруднення визначається шляхом підсумовування показників Кнб.

Задачі

Приклад 1. У місті N вміст хімічних елементів в ґрунті паркової ділянки складає (мг/кг ґрунту): As - 10; Cd - 0,5; Hg - 0,08; Pb - 40; Cu - 90; Zn - 180; Cr - 500; V - 400. Фоновий зміст елементів наступний (мг/кг ґрунту): As - 5; Cd - 0,1; Hg - 0,02; Pb - 20; Cu - 30; Zn - 60; Cr - 100; V - 100. Скласти формулу геохімічної асоціації досліджуваного об'єкту. Використовуючи сумарний показник забруднення ґрунтів, визначте, до якої зони слід віднести паркову ділянку.

Розв'язок. На початку розрахуємо коефіцієнт концентрації кожної речовини, потім підрахуємо сумарний показник забруднення:

Паркова асоціація може бути представлена наступною формулою елементів, що накопичуються: Cd5 - Cr5 - Hg4 - V4 - Cu3 - Zn3 - As2- Pb2.

Зіставимо значення Zc з шкалою забруднення ґрунтів (табл. 1). В даному випадку паркову ділянку слід віднести до зони помірно-небезпечного забруднення.

Приклад 2. розрахувати прогнозний рівень забруднення цезієм-137 врожаю гречки, якщо щільність забруднення ґрунту складає 12,3Кі/км2, а коефіцієнт переходу радіонуклідів з ґрунту в рослину

Кп = 0,76.

Одержані прогнозні рівні порівняти з тимчасовими допустимими рівнями вмісту радіонуклідів у сільськогосподарській продукції (табл.4) та визначити відсоток перевищення, коли такий існує.

Таблиця 4 -- Тимчасові допустимі рівні вмісту цезію-137 в сільськогосподарській продукції

Продукція	Вміст цезію-137 Бк/кг
Вода	18.5
Сіно та солома	1850
Зерно фуражне	1850
Буряк кормовий	370
Картопля	592
Зерно харчове	592
Зерно зернобобових	370
Круп'яні	370
Овочі та фрукти	592

Розв'язок. Розглянемо розрахунок прогнозу вмісту радіонуклідів у сільськогосподарській продукції з використанням коефіцієнта переходу (Кп). Коефіцієнт переходу радіонуклідів у рослини залежить від типу та кислотності ґрунтів, вмісту в них гумусу, обмінного Кальцію та Калію, видових та сортових особливостей рослин.

Вміст радіонуклідів в урожаї (С) можна розрахувати за формулою:

С=Кп Д, Бк/кг

де: Кп -- коефіцієнт переходу радіонуклідів з ґрунту в рослину,

Д -- щільність забруднення ґрунту (Бк/м2).

Для розрахунку рівня забруднення радіонуклідами врожаю гречки необхідно перевести щільність забруднення ґрунту і коефіцієнт переходу в відповідні одиниці виміру.

Виразимо щільність забруднення ґрунту в Бк/м2 :

Ді = 3,7•104•Д

де 3,7•104 -- коефіцієнт переводу Кі/км2 в Бк/м2.

Ді = 3,7•104•12,3 = 45,51•104 (Бк/м2).

Вміст радіонуклідів в урожаї (С):

С=0,76•10-3 •45,51•104 = 345,9 Бк/кг

Одержаний прогнозний рівень радіонуклідів в урожаї порівнюємо з тимчасовими допустимими рівнями вмісту радіонуклідів у сільськогосподарській продукції (табл.4). Гречка відноситься до зерна харчового і згідно табл. 4 тимчасово допустимий рівень вмісту цезію-137 не повинен перевищувати 592 Бк/кг. Вміст радіонуклідів в урожаї гречки прогнозується на рівні 345,9 Бк/кг , тобто перевищення не очікуємо.

Таким чином, рівні забруднення врожаю одної і тої ж культури залежить як від щільності забруднення ґрунту, так і від агрохімічних властивостей ґрунту. Чим вища окультуреність ґрунту, тим менше накопичення радіонуклідів у врожаї. У зв'язку з цим розміщення культур із врахуванням щільності забруднення ґрунту, а також біологічних особливостей рослин різних культур дозволяє регулювати рівні забруднення врожаю та вирощувати продукцію з вмістом радіонуклідів значно нижче тимчасових допустимих рівнів.

Відповідь: Вміст радіонуклідів в урожаї гречки прогнозується на рівні 345,9 Бк/кг, тобто перевищення не очікуємо.

Приклад 3. Відомо що оксид Карбону при взаємодії з гемоглобіном крові людини утворює карбоксигемоглобін СОHb, при цьому знижується частка гемоглобіну зв'язаного з киснем (оксигемоглобін О2Hb), і порушується кисневий обмін в організмі? При одночасному надходженні з повітрям СО и О2 при диханні в крові встановлюється рівновага відношення концентрацій карбоксигемоглобіну і оксигемоглобіну, яке пропорційне відношенню парціальних тисків газів:

Коефіцієнт пропорційності К для крові людини змінюється в межах від 200 до 250. При концентрації карбоксигемоглобіну в крові 2-5% спостерігається враження центральної нервової системи, що виражається в порушенні ряду психомоторних функцій, наприклад зниженню здатності до сприйняття звукових сигналів, послаблюється здатність розрізняти збільшення яскравості світла. При вмісті СОHb в крові більше 5% відбувається функціональні зміни серцевої та легеневої діяльності. При концентрації карбоксигемоглобіну в крові 8% серйозно порушуються навички водіння автомобіля, послаблюється реакція на появу стоп-сигналів і на швидкість автомобілю, що рухається попереду, внаслідок чого збільшується імовірність аварій на дорогах. В табл. 5 вказані ознаки отруєння угарним газом при більш високому (порівняно з розглянутим вище) вмістом СОHb в крові (10-60%). Таким чином, високі локальні концентрації СО, навіть короткочасні ,є так званими екологічними пастками.

На таку небезпеку наражаються курці й люди, що знаходяться поруч дихають сигаретним димом, так звані пасивні курці. Який середній вміст карбоксигемоглобіну може спостерігатися в організмі курця, який дихає сигаретним димом, якщо вміст оксиду Карбону в сигаретному диму становить 400-450 млн-1, а вміст кисню в сигаретному диму відповідає середньому для приземного шару повітря значенню? До яких наслідків це може призвести?

Таблиця 5 -- ознаки отруєння угарним газом при високому вмісті карбоксигемоглобіну в крові (за Г. Феленбергом)

Концентрація СО в повітрі	Вміст СОHb в крові, %	Клінічні симптоми
млн.-1	об. %
60	0,006	10	Ослаблення зору, легкій головний біль
130	0,013	20	Біль у голові і тілі, втомлюваність, тимчасова втрата свідомості
200	0,020	30	втрата свідомості, параліч, порушення дихання і життєдіяльності
660	0,066	50	Повна втрата свідомості, параліч, припинення дихання
750	0,075	60	Протягом однієї години настає смерть

Розв'язок: Парціальний тиск оксиду Карбону в сигаретному диму РСО можна визначити за допомогою рівняння:

де: Рзаг - загальний тиск суміші (за умовою задачі дорівнює тиску повітря, за нормальних умов - 101,3 кПа); бсо - об'ємна доля оксиду Карбону в сигаретному диму (приймемо середнє значення із інтервалу концентрації СОбСО=425·10-6);

Парціальний тиск кисню в сигаретному димі за умовою задачі дорівнює парціальному тиску кисню в приземному повітрі і без врахування вмісту парів води в повітрі складає:

Приймаючи значення коефіцієнту пропорційності в рівнянні, що поєднує відношення концентрації карбоксигемоглобіну і оксигемоглобіну в крові людини з відношенням парціальних тисків газів, рівним 255, визначимо середнє значення відношення карбоксигемоглобіну і оксигемоглобіну в крові людини, що вдихає сигаретний дим:

Розв'язуючи це рівняння, знайдемо Х=31% .Отже, вміст карбоксигемоглобіну в крові курця, що вдихає сигаретний дим, становить 31%. При такій концентрації будуть спостерігатися втрата свідомості, параліч, порушення дихання і життєдіяльності (див. табл. 5).

Відповідь: середній вміст карбоксигемоглобіну в крові курця становить 31%. У курця будуть спостерігатися втрата свідомості, параліч, порушення дихання і життєдіяльності.

Задачі для самостійного розв'язання

Задача 1. В повітрі міст концентрація найбільш токсичних металів Гідраргіруму і Кадмію складає відповідно 0,016 і 0,025 мкг/м3. Протягом доби через легені людини проходить 11,5 м3 повітря. Розрахуйте скільки грамів Hg i Cd надходить за добу в організм людини з повітрям, що вдихається?

Задача 2. В результаті функціонування автотранспорту в атмосферу з викидними газами, разом з іншими шкідливими речовинами, надходить Плюмбум -- кумулятивна отрута -- він поступово накопичується в організмі людини, оскільки швидкість його природного виведення дуже низька. Сполуки цього металу через легені надходять у кров людини. В 100 см3 крові зазвичай міститься 15-35 мкг Pb. Під впливом забрудненого повітря вміст цього металу в крові зростає до 80 мкг і вище цієї верхньої порогової концентрації. Розрахуйте масу Pb в 5 л крові людини при досягненні порогової концентрації цього металу.

Задача 3. При обстеженні двох груп робочих, що виконували ремонтні роботи на міських вулицях А і Б, були виявлені наступні симптоми: у робочих групи А -- зниженню здатності до сприйняття звукових сигналів, послаблюється здатність розрізняти збільшення яскравості світла; у робочих групи Б -- порушення навиків керування автомобілем, ослаблення реакція на появу стоп-сигналів і на швидкість автомобілю, що рухається попереду. Використовуючи дані табл. 6, розрахувати, у скільки разів була перевищена ГДК угарного газу на вулицях А і Б цього міста.

Таблиця 6 -- Вплив концентрації СО в повітрі на вміст карбоксігемоглобіну в крові (за П. Ревеллем, Ч. Ревелем)

концентрація СО, мг/м3	Доля карбоксігемоглобіну в крові, %	концентрація СО, мг/м3	Доля карбоксігемоглобіну в крові, %
0 5 10 20 30	0,4 1,0 1,6 2,9 4,1	40 45 50 60	5,4 6,0 6,6 7,8

Задача 4. В комплексі антропогенних факторів, які негативно впливають на навколишнє середовище, особливе місце за своєю значимістю та ступенем впливу на довкілля займає автотранспорт. За даними таблиця 7 порахуйте коефіцієнт концентрації Кс і сумарний показник забруднення Zc модельних ділянок. Дайте оцінку рівня забруднення ґрунту примагістральних смуг автотранспортом за шкалою балів таблиці 1. Чому для оцінки впливу автотранспорту на забруднення ґрунту за фонову береться ділянка у дворі, що прилягає до автотраси? Які фактори визначають ступень забруднення ґрунтів примагістральних смуг важкими металами?

Таблиця 7 -- Вміст важких металів у ґрунтах примагістральних смуг, мг/кг

Модельна ділянка	Реперні точки	Інтенсив-ність руху транспорту, авт./год.	Сu	Zn	Pb	Cd	ZC
			С	КС	С	КС	С	КС	С	КС
б. Шевченка	1	712	0,71		8,36		4,78		0,23
	2	786	0,72		8,36		4,65		0,24
	3	650	2,65		11,63		9,99		0,13
	4 (фон)	-	0,41		16,84		2,49		0,20
В. Смілянська	1	795	2,82		13,70		11,27		0,21
	2	862	0,65		14,43		8,15		0,22
	3	798	0,91		15,47		7,78		0,32
	4 (фон)	-	0,36		16,57		3,47		0,25

Задача 5. За даними таблиця 8 порахуйте коефіцієнт концентрації Кс і сумарний показник забруднення Zc модельних ділянок.

Таблиця 8 - Вміст важких металів у ґрунтах, мг/кг

Модельна ділянка	Сu	Zn	Pb	Cd	ZC
	С	КС	С	КС	С	КС	С	КС
1	42,2		78,1		16,6		0,35
2	25,0		98,05		15,5		0,37
3	12,5		39,3		15,5		0,22
4	16,4		32,4		9,2		0,3
5 (фон)	2,7		7,8		6,2		0,17

Дайте оцінку рівня забруднення ґрунту за шкалою балів таблиці 1 і оцініть небезпеку забруднення даної ділянки для здоров'я людини за шкалою розробленою Ю. Саєтом і Б. Равичем (таблиця 3). Дайте характеристику основних джерел аеротехногенного надходження важких металів у природне середовище.

Задача 6. Хлорорганічні пестициди (ХОП) відносять до отрут політропної дії з переважним враженням центральної нервової системи, паренхіматозних органів, зокрема печінки.

Поряд з цим має місце порушення функцій ендокринної та серцево-судинної системи, крові, нирок. Характерною властивістю ХОП є виражена кумулятивна дія (накопичуються в тканинах та жирі тварин при надходженні в малих кількостях та виводяться з молоком), наслідки якої проявляються в зміні імунологічного статусу живих організмів, мутагенних і тератогенних ефектів.

Відповідно до гігієнічної класифікації ряд ХОП відноситься до дуже стійких та стійких пестицидів. Важливою відмінною властивістю більшості ХОП є стійкість до дії різних факторів навколишнього середовища (температури, вологості і ін.).

Таблиця 9 - Забруднення хлорорганічними пестицидами ґрунтів, нг/кг

Види угідь	Регіон А	Регіон В	Регіон С	Регіон Д
	весна	осень	весна	осень	весна	осень	весна	осень
зернові	0,29 -	0,013 0,001	0,119 0,003	0,013 0,002	0,011 -	0,005 -	0,023 -	0,023 -
кукурудза	0,017 0,002	0,014 -	0,097 0,002	0,022 0,001	0,011 -	0,002 -	0,013 -	0,012 -
масляничні	0,030 0,001	0,003 0,001	0,113 0,001	0,055 0,001	0,009 0,003	0,005 -	- -	- -
коренеплоди	0,014 0,001	0,002 0,001	0,096 0,001	0,017 0,002	0,362 0,002	0,045 -	- -	- -
овочеві	0,041 0,014	0,382 0,001	0,008 0,001	0,010 0,001	- 0,001	- -	- -	- -
сади	0,082 0,010	0,001 -	0,742 0,002	- 0,001	- 0,001	- -	- -	- -
бахчеві	- -	- -	- -	- -	- -	- -	0,006 0,001	0,004 -
кормові трави	- -	- -	- -	- -	- -	- -	0,031 -	0,006 -
Примітка. У чисельнику приведені дані за вмістом ДДТ, нг/кг; у знаменнику - гексахлорциклогексану (ГХЦГ), нг/кг; прочерк - даних немає. ГДК хлорорганічних пестицидів в ґрунтах складають для ДДТ і ГХЦГ 0,1нг/кг.

На підставі таблиці 9 дайте характеристику забруднення ґрунтів пестицидами, розрахувавши кратність перевищення концентрацій над ГДК. Який регіон найбільш забруднений пестицидами?

Під якими культурами частіше спостерігається перевищення ГДК в ґрунтах? Який вид пестицидів є провідним забруднювачем ґрунтів кожного регіону? У який сезон (весна, осінь) спостерігаються найбільші концентрації пестицидів у ґрунті?

Задача 7. Вміст водорозчинного фтору в ґрунтах лімітується. Його гранично допустима концентрація рівна 2,8 мг/кг ґрунту. У табл. 10 представлені дані про розподіл по території міста вмісту фтору у верхньому горизонті ґрунтів, в корінні і стеблах рослин в районі заводу з виробництва скла.

Таблиця 10 - Вміст фторидів в ґрунті і рослинах

Відстань від джерела, км	Напрям від джерела	Вміст фтору в ґрунтах, мг/кг	Вміст валового фтору в рослинах, мг/кг
		водорозчинного	валового	у корінні	у стеблах
0,5	південь	15,0	155	450	160
1,0		8,0	151	280	120
2,0		5,2	130	260	100
5,0		2,2	83	118	70
10,0		2,0	19	103	40
20,0		1,9	14	104	35
0,5	схід	17,0	210	670	210
1,0		15,0	196	430	180
2,0		5,1	101	250	100
5,0		4,0	70	165	81
10,0		2,5	70	124	55
20,0		2,0	40	110	40
0,5	захід	14,0	136	500	220
1,0		13,0	121	450	187
2,0		11,0	110	256	130
5,0		10,0	100	240	121
10,0		9,0	80	200	116
20,0		8,0	60	160	89
30,0		4,0	40	130	87
0,5	північ	16,0	175	560	150
1,0		11,0	151	520	130
2,0		8,0	105	408	125
5,0		5,0	103	400	120
10,0		4,0	100	300	110
20,0		3,0	70	250	100
30,0		1,5	70	126	80
0,5	північний схід	8,0	98	350	110
1,0		4,0	80	186	80
2,0		3,5	70	160	71
5,0		3,0	70	100	60
10,0		2,0	60	50	30
20,0		1,0	20	Не виявлено	10
0,5	південний захід	18,0	240	700	200
1,0		16,0	210	660	200
2,0		12,0	182	560	180
5,0		7,0	135	450	135
10,0		6,0	130	300	130
20,0		2,5	129	280	125
30,0		2,0	120	250	100

Від умовно вибраної точки побудувати окремо карти забруднення за вмістом водорозчинного і валового фтору в ґрунтах, в корінні і стеблах рослин. Для цього провести основні сторони горизонту, як показано на рис. 1, і по цих напрямах в масштабі 1см - 2км, позначити точки відбору і нанести відповідні концентрації з таблиці 10.

Рис. 1 -- Схема розташування точок випробування верхнього горизонту ґрунтів, стебеллю і коріння рослин

Провести ізолінії з інтервалом для водорозчинного фтору 2,8 мг/кг, валового фтору в ґрунтах і стеблах рослин - 100 мг/кг, в корінні - 200 мг/кг. На яку відстань простежується вплив заводу, в якому напрямку і як це узгоджується з розою вітрів? Як корелює забруднення ґрунтів із забрудненням рослинності? Де спостерігається найбільше накопичення - в корінні, або в стеблах? Як це співвідношення міняється з відстанню? Чим небезпечний підвищений вміст фтору в екосистемі і його нестача?

Задача 8. розрахувати прогнозний рівень забруднення цезієм-137 врожаю сільськогосподарської продукції, використовуючи дані таблиці 11, якщо щільність забруднення ґрунту складає 14,8 Кі/км2 (для торфоглеєвих 4,8 Кі/км2).

Одержані прогнозні рівні порівняти з тимчасовими допустимими рівнями вмісту радіонуклідів у сільськогосподарській продукції (табл. 4) та визначити відсоток перевищення, коли такий існує. На основі розрахунків оцінити радіоактивну ситуацію на території. Запропонувати заходи, щодо покращення екологічної ситуації. Дати характеристику факторів, що впливають на накопичення радіонуклідів сільськогосподарськими рослинами. оцінити біологічні особливості кожної культури щодо накопичення радіонуклідів. розмістити в ряд зернові та зернобобові культури в міру збільшення рівнів накопичення радіоцезію у врожаї зерна на одному і тому ж ґрунті. Як можна регулювати рівні забруднення врожаю та вирощувати продукцію з вмістом радіонуклідів значно нижче ТДР? Обґрунтувати вилучення деяких культур з вирощування на даній території. Підібрати культури, які можна вирощувати при даному рівні забруднення ґрунту.

Таблиця 11 -- Коефіцієнт переходу цезію-137 в культури на різних типах ґрунтів, Кп ,

Варіант	Номер культури	Група ґрунтів
		Дерново підзолисті супіщані	Дерново підзолисті піщані	Осушені торфово глеєві	Важко-суглинисті чорноземи	Чорноземи	Сірі лісові
1	Люцерна	0.9	-	-	-	0.1	0.2
2	Конюшина	0.8-2.9	0.9	8.0	0.2	0.1	0.3
3	Вика	1.1-4.5	-	-	-	0.2	0.4
4	Люпин	0.9-2.7	-	-	-	0.1	0.3
5	Горох	0.5	-	-	-	0.2	0.3
6	Кукурудза (силос)	0.6	0.2	1.6	0.05	0.1	0.3
7	Озима пшениця	0.5	-	-	-	0.05	0.2
8	Озиме жито	0.4	-	-	-	0.07	0.1
9	Озимий ячмінь	0.3	-	-	-	0.01	0.1
10	Картопля	0.3	0.2	0.8	0.05	0.04	0.1
11	Буряк	0.6	0.4	2.7	0.08	0.06	0.3
12	Капуста	0.3	1.3	20.0	0.2	0.04	0.1
13	Помідори	0.2	-	-	-	0.03	0.09
14	Огірки	0.1	-	-	-	0.03	0.06
15	Цибуля	0.6	-	-	-	0.11	0.2
16	Морква	0.3	-	-	-	0.05	0.12
17	Злакові	-	0.4	4.0	0.05	-	-
18	Бобові	-	0.8	8.0	0.2	-	-
19	Овес	-	0.2	4.0	0.05	-	-
20	Ячмінь	-	0.2	0.8	0.05	-	-

Задача 9. За даними про вміст і розподіл по території крупного промислового міста 10-ти хімічних елементів в поверхневому горизонті ґрунту і розподіл сумарного показника забруднення снігу оцінити ступені забрудненості ґрунтів і снігового покриву металами. Розрахувати сумарний показник забруднення ґрунту з урахуванням наступного фонового вмісту елементів (мг/кг): V - 90, Cr - 80, Zn - 60, Ni - 30, Pb - 30, Cu - 25, As - 5, Мо - 2, Cd - 0.1, Hg - 0.03.

Схема розташування точок випробування приведена на рис. 2.



Рис. 2 -- Схема розташування точок випробування поверхневого горизонту ґрунтів

На основі таблиці даних про вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті і рис. 2 побудувати схеми районування території по величині Zc і виділити зони з різними категоріями забруднення з використанням ізоліній 8, 16, 32, 128.

Побудувати схему районування території по величині Zс забруднення снігового покриву і виділити зони з різними категоріями забруднення з використанням ізоліній 64, 128, 256.

Порівняти отримані схеми забруднення ґрунтового і снігового покриву і виділити зони різні по часовому характеру забруднення.

Описати отриману схему: розміщення зон різного рівня забруднення; їх морфологія (ізометрична, витягнута); площа (у % від загальної площі території).

Вариант 1 Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профиля	№ точки	Zn	Cr	V	Cd	Cu	Ni	Pb	Hg	As	Mo
I	1	100	150	180	0,50	40	40	20	0,02	3	2
	2	150	200	200	0,60	50	30	30	0,03	4	2
	3	450	500	150	0,55	150	15	150	0,08	10	5
	4	350	600	200	0,70	200	20	200	0,10	6	2,5
	5	550	200	150	0,60	250	40	200	0,10	8	3,5
II	1	150	150	150	0,50	50	25	30	0,03	3	2,2
	2	400	300	150	0,40	300	30	150	0,06	10	2
	3	1800	400	150	0,20	500	20	150	0,05	10	2,3
	4	600	150	150	0,30	300	50	500	0,10	10	2,2
	5	700	700	250	0,60	400	20	500	0,20	3	10
III	1	2000	200	100	0,30	50	30	80	0,04	10	2
	2	1500	150	200	0,50	500	40	400	0,20	15	2
	3	2500	600	250	0,70	250	50	150	0,05	10	4
	4	2500	800	150	0,30	400	25	500	0,15	20	3,5
	5	2000	800	200	0,50	950	25	700	0,25	20	5
IV	1	250	300	150	0,25	100	40	500	0,10	3	4
	2	450	500	250	0,80	200	30	300	0,10	30	2,5
	3	2000	1000	300	0,70	350	60	600	0,20	10	5
	4	2500	2000	300	0,80	1000	90	800	0,25	40	8
	5	2500	1500	400	0,80	1200	70	800	0,25	10	10
V	1	200	150	150	0,25	50	30	40	0,03	4	3,2
	2	500	300	200	0,50	100	40	300	0,08	10	5,6
	3	400	500	100	0,40	350	30	600	0,15	10	2
	4	800	1000	400	0,70	980	50	800	0,20	30	20
	5	800	2000	200	0,60	350	90	150	0,06	20	10

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	38	II-1	15	III-1	60	IV-1	80	V-1	144
I-2	25	II-2	26	III-2	48	IV-2	85	V-2	155
I-3	33	II-3	35	III-3	65	IV-3	100	V-3	172
I-4	35	II-4	33	III-4	75	IV-4	130	V-4	237
I-5	49	II-5	40	III-5	88	IV-5	140	V-5	270

Вариант 2 Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профиля	№ точки	Zn	Cr	V	Cd	Cu	Ni	Pb	Hg	As	Mo
I	1	310	820	160	0,30	230	30	305	0,01	2	2,5
	2	1000	1000	300	0,20	230	30	305	0,02	3	6,5
	3	2000	2000	300	0,25	500	80	1500	0,07	9	15
	4	2000	1000	150	0,50	1000	30	1500	0,09	5	10
	5	300	1000	150	0,40	300	30	1500	0,09	7	3
II	1	300	300	200	0,20	400	30	600	0,02	2	4
	2	2000	2000	300	0,40	1000	80	1500	0,05	9	15
	3	1500	800	150	0,40	1000	20	3000	0,04	9	4
	4	3000	1000	200	0,20	500	30	1500	0,09	9	6
	5	3000	400	150	0,50	200	20	400	0,19	2	5
III	1	400	400	150	0,20	150	30	1000	0,03	9	3
	2	2000	1000	200	0,40	500	30	1000	0,19	14	5
	3	500	800	300	0,60	500	40	1000	0,04	9	4
	4	400	2000	400	0,20	400	30	800	0,05	19	10
	5	150	150	150	0,40	80	30	500	0,15	19	1,5
IV	1	1500	600	150	0,15	400	40	200	0,09	2	5
	2	200	400	100	0,70	60	20	80	0,09	29	15
	3	200	500	200	0,60	300	20	200	0,19	9	2
	4	300	200	150	0,70	40	30	100	0,15	39	1,5
	5	600	200	100	0,70	100	20	60	0,24	9	1,5
V	1	500	300	200	0,15	100	30	300	0,02	3	5
	2	300	400	100	0,40	100	20	400	0,07	9	2
	3	150	500	150	0,30	60	30	80	0,12	9	2
	4	150	200	150	0,60	50	30	60	0,10	29	2
	5	300	200	100	0,50	60	20	40	0,05	19	1,5

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	45	II-1	65	III-1	125	IV-1	194	V-1	260
I-2	33	II-2	70	III-2	140	IV-2	260	V-2	282
I-3	46	II-3	73	III-3	172	IV-3	261	V-3	225
I-4	70	II-4	82	III-4	209	IV-4	278	V-4	224
I-5	80	II-5	91	III-5	160	IV-5	223	V-5	189

Вариант 3 Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профиля	№ точки	Zn	Cr	V	Cd	Cu	Ni	Pb	Hg	As	Mo
I	1	3100	1600	340	0,60	420	70	980	0,03	4	4
	2	820	1500	320	0,70	250	60	640	0,04	5	7
	3	630	150	100	0,8	500	20	300	0,09	11	4
	4	340	400	150	0,80	400	50	100	0,11	7	3
	5	170	500	150	0,70	60	30	80	0,11	9	2
II	1	3200	3000	400	0,60	500	40	1000	0,04	4	10
	2	800	600	200	0,50	500	30	600	0,07	11	3
	3	1000	400	150	0,30	40	20	60	0,06	11	2
	4	300	200	200	0,40	300	30	100	0,11	11	1,5
	5	400	300	150	0,70	60	40	100	0,21	4	3
III	1	3000	1000	300	0,40	1000	30	800	0,05	11	6
	2	1000	400	100	0,60	300	50	800	0,21	16	6
	3	600	500	300	0,80	60	40	200	0,06	11	6
	4	500	400	150	0,40	150	20	200	0,16	21	2
	5	600	200	100	0,60	100	20	60	0,26	21	1,5
IV	1	2000	200	100	0,35	150	20	300	0,11	4	2
	2	800	400	200	0,90	500	20	1000	0,11	32	6
	3	300	300	150	0,80	60	30	150	0,21	14	10
	4	300	400	100	0,90	100	20	400	0,26	38	2
	5	300	400	100	0,90	60	20	80	0,26	15	1,5
V	1	300	1000	150	0,35	300	30	1500	0,04	5	3
	2	150	600	100	0,60	400	20	100	0,09	12	4
	3	200	300	100	0,50	50	20	80	0,16	14	3
	4	200	300	150	0,80	50	30	60	0,21	28	2
	5	200	400	100	0,70	100	20	80	0,07	24	2

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	250	II-1	145	III-1	85	IV-1	17	V-1	32
I-2	253	II-2	275	III-2	164	IV-2	24	V-2	20
I-3	195	II-3	290	III-3	185	IV-3	34	V-3	30
I-4	182	II-4	270	III-4	216	IV-4	45	V-4	40
I-5	161	II-5	215	III-5	197	IV-5	65	V-5	50

Вариант 4 Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профілю	№ точки	Zn	Cr	V	Cd	Cu	Ni	Pb	Hg	As	Мо
I	1	200	100	130	0,40	50	30	30	0,01	4	1
	2	300	150	150	0,50	60	20	40	0,02	5	1
	3	650	400	100	0,45	160	10	180	0,07	11	4
	4	550	500	150	0,60	220	10	250	0,08	7	1,9
	5	850	100	100	0,50	280	30	280	0,09	9	2,2
II	1	250	50	100	0,40	60	15	40	0,02	5	1,7
	2	500	200	100	0,30	330	20	160	0,05	12	1
	3	2000	300	100	0,15	550	10	170	0,04	12	1,5
	4	700	50	100	0,35	340	40	520	0,15	12	1,9
	5	650	600	200	0,50	420	10	530	0,17	5	11
III	1	1500	100	50	0,20	70	20	90	0,03	12	1
	2	1500	50	150	0,40	150	30	420	0,05	17	1
	3	2000	500	200	0,60	220	40	170	0,09	12	3
	4	2500	700	100	0,20	300	15	550	0,14	22	4,5
	5	2300	700	150	0,40	750	15	720	0,20	22	5
IV	1	350	200	100	0,15	200	30	540	0,08	5	5
	2	400	400	200	0,60	300	20	360	0,11	33	3,5
	3	1500	900	250	0,70	450	50	610	0,22	15	6
	4	2000	1900	250	0,70	1100	80	700	0,27	35	7
	5	2500	1400	350	0,70	1300	60	810	0,29	14	9
V	1	400	50	100	0,15	55	20	50	0,02	7	2,5
	2	500	200	150	0,40	130	30	200	0,10	16	4,4
	3	600	400	50	0,30	370	20	400	0,17	14	3
	4	700	900	350	0,60	990	40	600	0,19	32	15
	5	800	1900	150	0,50	300	80	350	0,05	27	12

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	40	II-1	28	III-1	70	IV-1	90	V-1	150
I-2	20	II-2	26	III-2	55	IV-2	95	V-2	155
I-3	35	II-3	45	III-3	75	IV-3	110	V-3	184
I-4	30	II-4	43	III-4	85	IV-4	135	V-4	246
I-5	45	II-5	50	III-5	90	IV-5	148	V-5	282

Вариант 5Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профиля	№ точки	Mn	Ni	Co	V	Cr	Mo	Cu	Pb	Zn	Sn
I	1	500	30	8	80	150	1,5	30	20	100	3
	2	600	20	10	100	200	2	40	30	150	4
	3	600	20	10	100	500	4	100	150	500	10
	4	600	20	10	200	600	2	150	200	400	6
	5	600	20	8	150	400	3	200	200	600	8
II	1	600	40	15	150	150	1,5	40	30	100	3
	2	600	20	10	150	300	2	300	150	500	10
	3	800	20	10	150	400	1,5	500	150	2000	10
	4	500	20	10	100	150	2	300	500	500	20
	5	1500	40	30	200	500	8	400	500	600	3
III	1	600	20	8	100	200	1,5	60	80	1500	10
	2	600	30	8	200	150	1,5	500	400	1000	15
	3	1000	40	10	200	400	3	150	150	2000	100
	4	1000	20	10	150	600	3	400	1500	2000	200
	5	2000	20	8	150	800	4	1000	3000	1500	20
IV	1	500	30	10	150	300	3	80	500	200	3
	2	1500	20	15	300	500	2	200	300	500	30
	3	800	50	20	300	1000	4	400	800	2000	15
	4	2000	30	20	150	1000	10	1000	1500	2000	40
	5	3000	80	30	300	2000	15	1000	1500	2000	100
V	1	800	20	8	100	150	3	40	40	200	4
	2	1500	30	15	200	300	5	100	300	500	10
	3	800	20	10	100	300	1,5	400	600	400	10
	4	3000	40	20	400	1000	15	100	1500	800	30
	5	1000	80	20	200	2000	3	200	150	800	20

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	28	II-1	17	III-1	58	IV-1	79	V-1	126
I-2	15	II-2	21	III-2	47	IV-2	84	V-2	145
I-3	19	II-3	25	III-3	64	IV-3	96	V-3	160
I-4	23	II-4	30	III-4	67	IV-4	112	V-4	193
I-5	24	II-5	29	III-5	81	IV-5	138	V-5	220

Вариант 6 Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профиля	№ точки	Mn	Ni	Co	V	Cr	Mo	Cu	Pb	Zn	Sn
I	1	500	30	8	80	150	1,5	30	20	100	3
	2	500	30	20	200	400	2	80	100	300	5
	3	800	50	30	400	500	2	100	150	500	8
	4	600	20	8	200	400	8	150	300	800	15
	5	800	60	30	30	1000	6	500	500	800	60
	6	1000	40	20	400	1500	10	400	600	1000	40
II	1	400	40	15	80	300	3	60	80	200	6
	2	500	30	15	150	800	1,5	200	300	300	10
	3	1000	30	15	300	1000	6	200	300	1000	5
	4	3000	80	20	300	2000	15	500	1500	2000	100
	5	2000	30	20	150	1000	10	1000	1500	2000	40
	6	1000	30	20	150	100	3	300	1500	300	30
III	1	600	20	8	100	400	2	300	200	300	8
	2	600	30	15	200	300	4	400	600	300	4
	3	3000	80	30	300	2000	15	100	1500	2000	100
	4	2000	20	8	150	800	4	1000	3000	1500	20
	5	1000	30	10	200	1000	6	500	1500	3000	60
	6	1500	20	15	150	400	5	200	400	3000	100
IV	1	800	30	10	150	300	4	150	300	500	10
	2	800	30	20	150	400	3	150	1000	400	8
	3	800	30	10	200	100	5	500	1000	2000	60
	4	2000	40	30	300	800	4	500	1000	500	60
	5	1500	30	20	400	2000	10	400	800	400	100
	6	500	30	10	150	150	1,5	80	500	150	3
V	1	1000	60	15	500	300	6	200	800	1000	6
	2	500	40	20	150	600	5	400	200	1500	40
	3	600	20	8	100	400	15	60	80	200	40
	4	600	20	15	200	500	2	300	200	200	5
	5	600	30	10	150	200	1,5	40	100	300	3
	6	1000	20	8	100	200	1,5	100	60	600	3

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	19	II-1	48	III-1	56	IV-1	119	V-1	171
I-2	27	II-2	46	III-2	68	IV-2	127	V-2	195
I-3	48	II-3	35	III-3	75	IV-3	145	V-3	263
I-4	65	II-4	47	III-4	79	IV-4	170	V-4	267
I-5	69	II-5	71	III-5	87	IV-5	210	V-5	270

Вариант 7 Вміст металів у верхньому ґрунтовому горизонті, мг/кг

№ профиля	№ точки	Mn	Ni	Co	V	Cr	Mo	Cu	Pb	Zn	Sn
I	1	1000	40	10	100	300	8	400	1000	2000	200
	2	1500	40	20	400	3000	8	400	1000	3000	60
	3	600	20	20	150	200	3	150	1000	800	15
	4	1000	40	20	300	500	5	100	200	1000	20
	5	800	40	15	200	300	1,5	300	150	500	6
II	1	1000	50	30	300	1500	6	300	3000	3000	15
	2	1000	60	10	300	1500	5	400	1000	3000	100
	3	1000	50	20	300	1500	8	200	600	800	20
	4	500	20	6	100	150	4	500	300	600	4
	5	800	50	8	150	400	3	400	100	300	4
III	1	1500	40	30	200	800	8	500	3000	1000	20
	2	1500	40	15	400	3000	10	500	1000	3000	60
	3	800	30	20	200	600	3	500	600	8000	20
	4	800	20	10	150	400	2	40	60	1000	8
	5	800	30	15	200	200	1,5	300	100	300	4
IV	1	2000	60	30	400	1500	10	1000	1500	3000	200
	2	1500	30	15	300	1000	6	1000	800	3000	100
	3	600	50	8	100	400	6	300	800	1000	10
	4	1000	40	20	300	500	6	60	200	600	3
	5	500	20	10	150	400	2	150	200	500	3
V	1	1500	40	20	200	1500	1,5	200	500	3000	6
	2	800	20	6	100	200	2	150	300	2000	60
	3	800	20	8	200	400	6	500	1000	800	15
	4	800	30	10	150	300	10	60	150	300	10
	5	1000	20	10	100	400	2	100	400	300	4

Величини сумарного показника забруднення снігу (Zc) в точках випробування

№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc	№№	Zc
I-1	188	II-1	198	III-1	120	IV-1	98	V-1	26
I-2	215	II-2	260	III-2	155	IV-2	75	V-2	19
I-3	183	II-3	263	III-3	285	IV-3	154	V-3	25
I-4	162	II-4	205	III-4	300	IV-4	195	V-4	36
I-5	151	II-5	192	III-5	280	IV-5	206	V-5	49

Контрольні запитання

Поясніть, в чому полягає небезпека сучасної екологічної ситуації?

наведіть приклади хімічних забруднюючих речовин і їх джерела надходження в біосферу. Які хімічні речовини, що надходять до біосфери, є найшкідливішими?

У чому суть явища біологічного накопичення токсичних речовин?

Як оцінюється сумарне хімічне забруднення ґрунтів металами?

Від яких факторів залежить поведінка важких металів в ґрунті?

Дайте порівняльну оцінку продуктів згорання стаціонарних джерел і автотранспорту.

Від яких факторів залежить хімічний склад викидних газів автомобілів? В чому небезпека забруднення навколишнього середовища викидами автотранспорту?

В чому небезпека забруднення ґрунтів радіонуклідами?

Якими речовинами забруднюються ґрунти при сільськогосподарській діяльності людини. Чим небезпечне хімічне забруднення сільськогосподарських угідь?