СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДК ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОИДОВ В ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВАХ Российский патент 2012 года по МПК G01N33/24 G01N33/20 

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+С_ф,

где ПДД - предельно допустимая добавка тяжелого металла/металлоида Me, а С_ф - 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 С_ф 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 С_ф из выражения

С_ф=Ме_C·R_A:R_C,

где Me_C - содержание тяжелого металла/металлоида в материнской породе С;

R_A - содержание элемента-репера в поверхностном горизонте А;

R_C - содержание элемента-репера в материнской породе С;

затем определяют локальное значение ОДК* тяжелого металла/металлоида из выражения

ОДК*=ПДД+С_ф

и сравнивают фактическое содержание тяжелого металла/металлоида в поверхностном слое почв с его ОДК*, отношение Ме_A: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 С_ф рассчитывают из выражения

С_ф=Ме_C·R_A:R_C,

а затем определяют локальное значение ОДК* из выражения

ОДК*=ПДД+С_ф.

После этого сравнивают фактическое содержание тяжелого металла/металлоида Ме_A в поверхностном горизонте почвы А с его ОДК*, отношение Ме_A: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

С_ф=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

Ме_A:ОДК*=528:63=8.4.

Фиксированное значение ОДК цинка для супесчаных почв 55 мг/кг. Превышение ОДК цинка в данной почве составляет

Ме_A: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

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 С_ф, 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 С_ф из выражения С_ф=Ме_C·R_А:R_C, где Ме_C - содержание металла/металлоида; R_A - содержание элемента-репера в поверхностном горизонте А; R_C - содержание элемента-репера в материнской породе С; после чего локальное значение ОДК тяжелого металла/металлоида подсчитывается из выражения ОДК*=ПДД+С_ф. Достигается повышение точности анализа за счет индивидуального учета фонового содержания определяемых элементов. 1 пр., 4 табл., 1 ил.

Способ определения ОДК тяжелого металла/металлоида в загрязненных почвах, включающий определение суммы предельно допустимой добавки ПДД металла/ металлоида и его фонового содержания С_ф, 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 С_ф из выражения:
С_ф=Ме_C·R_A:R_C,
где Ме_C - содержание металла/металлоида;
R_A - содержание элемента-репера в поверхностном горизонте А;
R_C - содержание элемента-репера в материнской породе С,
после чего локальное значение ОДК тяжелого металла/металлоида подсчитывается из выражения:
ОДК*=ПДД+С_ф.