В.В. Решетов, К.А. Коршак, К.А. Ладина
Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности в рамках своей деятельности и в соответствии с законодательством осуществляет государственный мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды, в т. ч. почвогрунтов.
На данный момент отсутствуют какие-либо утвержденные методические указания, которые бы четко определяли, каким образом необходимо проводить мониторинговые исследования почвогрунтов всей территории города в его административных границах – не установлен ни перечень контролируемых показателей, ни рекомендуемая плотность сети опробования. В связи с этим за период с 2019-го по 2024 год в рамках мониторинга почвогрунтов Санкт-Петербурга реализовывалось несколько различных программ мониторинга с целью выбора наиболее приемлемой для нашего города.
Тем не менее, в общем случае, опираясь как на опыт проведения мониторинга в других крупных городах (в основном, в Москве), так и на принципы организации мониторинга промышленных предприятий, концепция мониторинга городских почв должна включать следующие основные элементы:
• определение источников загрязнения. Необходимо провести описание всех потенциальных источников загрязнения почвогрунтов в городе, включая промышленные предприятия, автотранспорт, свалки и т. п.;
• выбор показателей загрязнения. На основе анализа источников загрязнения необходимо выбрать показатели, которые будут использоваться для оценки состояния почвогрунтов;
• выбор методов мониторинга. Необходимо определить методы отбора проб почв, их анализа и интерпретации результатов. Методы должны быть надежными, точными и доступными;
• создание системы сбора и обработки данных. Необходимо создать систему сбора данных о состоянии почвогрунтов от различных источников (промышленных предприятий, лабораторий, органов власти и т. п.). Система должна обеспечивать автоматизированную обработку данных и их представление в удобном для анализа виде;
• анализ и интерпретация данных. На основе собранных данных необходимо проводить анализ и интерпретацию результатов, выявляя тенденции и закономерности загрязнения почвогрунтов. Результаты анализа должны использоваться для принятия управленческих решений;
• принятие мер по снижению загрязнения. На основании результатов мониторинга необходимо разрабатывать и реализовывать мероприятия по снижению загрязнения почвогрунтов, такие как внедрение новых технологий, ужесточение контроля за выбросами, рекультивация земель и т. п.
Так, в 2019-м и 2020 году мониторинг почвенного покрова проходил по разработанной программе, основанной на заложении базовых площадок размером 800×800 м, внутри которых с разной частотой (в зависимости от года обследования) отбирались пробы почвогрунтов с участков 5×5 м. Картирование территории также производилось для каждой площадки 800×800 м, а не для всего города в целом. Кроме того, в 2019-м и 2020 году площадки мониторинга также не повторялись между собой.
Исследования 2019-го и 2020 года показали, что распространение загрязнения в пределах площадки 800×800 м неравномерно, однако в целом значения варьируют в пределах одной, реже двух категорий загрязнения. В связи с этим в качестве площадок долгосрочного мониторинга были выбраны единичные площадки 5×5 м.
На основании Договора №179-23 от 18.09.2023 г. по заказу Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности в 2023 году были выполнены работы по актуализации разработанной в 2020 году программы мониторинга почвогрунтов.
Принимая во внимание все вышесказанное, актуализация программы, главным образом, состояла из трех блоков:
• выбор и обоснование пунктов наблюдений;
• обоснование периодичности обследования;
• подбор приоритетных для наблюдений показателей для мониторинга почвогрунтов на основании ранее проведенных исследований и требований нормативных документов.
Выбор и обоснование пунктов наблюдений и периодичности их обследования
Для формирования равномерной изученности почвогрунтов на территории Санкт-Петербурга, а также справедливого обеспечения населения информацией об экологической обстановке при формировании сети наблюдения следует учитывать административное деление города. Его территория разделена на 18 административных районов: Курортный, Приморский, Выборгский, Калининский, Невский, Красногвардейский, Петроградский, Василеостровский, Центральный, Адмиралтейский, Фрунзенский, Колпинский, Пушкинский, Московский, Кировский, Красносельский, Петродворцовый, Кронштадтский.
На настоящий момент нормирование загрязняющих веществ в России основано на концепции предельно допустимых концентраций (ПДК), единых для всей территории страны, без учета характера землепользования. ПДК основаны на оценке риска здоровью человека и естественного геохимического фона. Однако в зонах различного типа землепользования (промышленные, сельскохозяйственные, жилые и т. д.) различны не только интенсивность антропогенной нагрузки на окружающую среду, но и характер воздействия окружающей среды на человека и его здоровье (время воздействия, воздействующие агенты (пыль, потребление продукции, выросшей на загрязненных грунтах).
Исходя из различий степени и характера загрязнения почвогрунтов в разных функциональных зонах Санкт-Петербурга, а также в целях обеспечения потенциальной возможности разработки нормативов для территорий с разным характером землепользования в России, в рамках мониторинга целесообразно выделить четыре типа пунктов наблюдений с выделением подтипов внутри них:
— территории промышленных зон и в зоне влияния промышленных объектов, в т. ч. исторических. При выборе пункта наблюдений приоритет отдается территориям вокруг мощных и крупных источников, территориям промышленных центров и (или) территориям вокруг них;
— транспортные зоны (за исключением трубопроводного транспорта) – территории, непосредственно примыкающие к крупным транспортным магистралям:
• объекты автомобильного транспорта;
• объекты железнодорожного транспорта;
— селитебные зоны. Загрязнение почвогрунтов на селитебных территориях, главным образом, формируется под воздействием транспортных магистралей и выбросов промышленных предприятий. Помимо этого, в ближайшем окружении могут быть промышленные источники выбросов, такие как котельные, ТЭЦ, небольшие производственные объекты. При выборе пункта наблюдений и интерпретации полученных результатов необходимо принимать во внимание возможное индустриальное прошлое ныне населенных мест. В связи с разнородностью селитебных территорий в границах города можно выделить следующие подтипы:
• современная плотная многоэтажная застройка вне исторического центра города;
• многоэтажная застройка в исторической части города с высокой степенью антропогенной нагрузки;
•мало- и среднеэтажная застройка на территории с низкой степенью антропогенной нагрузки в пригородных районах Санкт-Петербурга;
— рекреационные зоны. Они, как правило, испытывают меньшую антропогенную нагрузку, в т. ч. в части химического загрязнения почвогрунтов от мощных точечных источников выбросов, а также автотранспорта. Относительно сплошной почвенный покров, имеющий умеренную степень механических нарушений, отражает осредненное загрязнение атмосферного воздуха в районе. В условиях крупных городов зеленые зоны играют особую роль, в т. ч. они отвечают за самоочищение атмосферы и улучшение микроклимата. Среди рекреационных зон целесообразно выявить следующие подтипы:
• парки/скверы на территории города с высокой степенью антропогенной нагрузки;
• парки/скверы в пригородных районах города;
• пригородные леса и территории особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга вне исторической части города.
В рамках работ по актуализации программы дополнительно было предложено проведение импактного мониторинга у заводов по сжиганию осадка (ЗСО) сточных вод ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга». Исследования почвогрунтов в рамках импактного мониторинга могут проводиться отдельно от основной программы работ на базовых площадках ввиду их особой социальной значимости и необходимости в скорейшем определении степени воздействия заводов по сжиганию осадка на окружающую среду.
В ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» эксплуатируются три завода по сжиганию осадка (ЗСО) сточных вод:
• завод на Центральной станции аэрации (о. Белый);
• завод на Юго-Западных очистных сооружениях (Красносельский р-н, Волхонское ш. 123);
• завод на Северной станции аэрации (пос. Ольгино).
В соответствии с п. 5.3.1 МУ 2.1.7.730-99 при контроле за загрязнением почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения.
Предлагаемая схема заложения дополнительных площадок мониторинга в зоне потенциального влияния заводов базируется именно на п. 5.3.1 МУ 2.1.7.730-99. Однако в рамках мониторинговых исследований целесообразно ограничиться радиусом обследования в 1000 м (размер ориентировочной СЗЗ для предприятий первого класса опасности) в виду того, что на большем удалении от заводов уже будет накладываться влияние других источников загрязнения. Исключение составляют лишь площадки вблизи завода на Центральной станции аэрации в связи с тем, что станция со всех сторон окружена водой. Дополнительные площадки заложены на удалении от станции на Канонерском острове.
Таким образом, при формировании схемы расположения базовых площадок мониторинга принимались во внимание следующие аспекты:
• равномерное покрытие города сетью пунктов пробоотбора;
• представленность всех административных районов для справедливой информированности населения;
• учет разных функциональных зон территории города (рекреационные, селитебные, промышленные, транспортные);
• приоритет селитебным, а среди них социально значимым территориям (густонаселенным районам, территориям около детских садов, школ, больниц);
• необходимость проведения импактного мониторинга у объектов повышенного риска.
В связи с тем, что целесообразная периодичность отбора проб на площадках для большинства загрязняющих веществ в городах составляет не менее трех лет (Приказ Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) №П/0315 от 22.07.2021 г., Приказ Минприроды России от 30.07.2020 №524), а также в соответствии с анализом полученных результатов на предыдущих этапах мониторинга была выработана следующая схема мониторинга:
• ежегодное обследование 124 базовых площадок, определенных в рамках мониторинга 2021–2023 годов. Базовые площадки будут являться своеобразным каркасом для репрезентативного отслеживания динамики содержания загрязняющих веществ относительно предыдущих этапов мониторинга (2021–2023 годов);
• ежегодное обследование 86 площадок из 258 дополнительных с таким расчетом, чтобы одни и те же площадки были исследованы один раз в три года. Таким образом, ежегодное обследование 86 площадок за три года позволит построить сеть мониторинга, включающую 258 дополнительных площадок. Количество площадок в каждый конкретный год может корректироваться с сохранением периодичности обследования одной и той же площадки один раз в три года. Дополнительные площадки в рамках ежегодного обследования должны располагаться во всех административных районах города;
• обследование 42 площадок импактного мониторинга (один раз в три года).
Отдельного описания требует обоснование периодичности исследования почвогрунтов на содержание стойких органических загрязнителей – диоксинов и фуранов (ПХДД/ПХДФ). Так, по результатам предыдущих исследований (2022– 2023 годов) в соответствии с требованиями СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания», превышения над допустимыми уровнями по содержанию ПХДД/ПХДФ не зафиксированы. Все значения оказались значительно ниже установленных ПДК для селитебных территорий (50 нг/кг). Однако при оценке динамики загрязнения было установлено, что в ряде административных районов отмечается незначительное увеличение содержания ПХДД/ПХДФ в почвогрунтах, что говорит о необходимости продолжения регулярных наблюдений, но с большей периодичностью.
Таким образом, для определения диоксинов и фуранов (ПХДД/ПХДФ) предлагается следующая схема мониторинга:
• обследование 124 базовых площадок 2022–2023 годов (площадки №1–124), исходя из аспектов, описанных выше (один раз в три года);
• обследование 42 площадок импактного мониторинга (один раз в три года).
Следовательно, общая сеть мониторинга составляет 424 площадки (рис. 1). Базовые площадки №1–124 являются своеобразным каркасом для репрезентативного отслеживания динамики содержания загрязняющих веществ относительно предыдущих этапов мониторинга (2021–2023 годы). Дополнительные площадки (258 площадок) позволят улучшить качество статистической обработки данных и картографического материала, поспособствуют в корректировке наблюдательной сети.
При изучении загрязнения почвогрунтов и проведении трехлетнего цикла наблюдений (опробования всех 424 площадок) следует проанализировать полученные результаты и, при необходимости, изменить дополнительные пункты наблюдений.
Приоритетные для наблюдений показатели для мониторинга почвогрунтов
При обосновании выбора приоритетных для наблюдений показателей необходимо руководствоваться следующим:
• рекомендуемым перечнем в нормативных документах (ГОСТ Р 53123-2008, Приказ Минприроды России от 30.07.2020 №524, ГОСТ Р 70281-2022 и др.);
• анализом результатов мониторинга прошлых лет;
• наличием установленного допустимого уровня (ПДК) содержания загрязняющих веществ в почве.
Согласно ГОСТ Р 53123-2008 основную часть загрязнений в промышленных почвах составляют тяжелые металлы (кадмий, хром, медь, ртуть, никель, свинец, цинк, кобальт, марганец), мышьяк, твердые углеводороды, экстрагируемые галогенорганические соединения, полихлорированные ароматические углеводороды.
Согласно п. 253 Приказа Минприроды России от 30.07.2020 №524 «Об утверждении требований к проведению наблюдений за состоянием окружающей среды, ее загрязнением» приоритетными веществами для оценки диффузного загрязнения почв являются:
• тяжелые металлы: кадмий, хром, медь, свинец, ртуть, никель, цинк;
• металлоиды: мышьяк, сурьма, селен;
• стойкие органические загрязнители (СОЗ): ПХБ, диоксины, фураны, стойкие запрещенные пестициды;
• полициклические ароматические углеводороды.
Исходя из результатов анализа ретроспективных мониторинговых исследований, приоритетными загрязняющими веществами в почвогрунтах на территории Санкт-Петербурга являются тяжелые металлы (кадмий, медь, никель, свинец, цинк, ртуть, сурьма, марганец, кобальт, хром (VI)), мышьяк, ПХБ, ПХДД/ ПХДФ, хлорорганические пестициды и бенз(а) пирен, причем по содержанию бенз(а)пирена отмечаются максимальные превышения допустимого уровня.
Одной из экологических проблем в северных городах является накопление легкорастворимых солей в зимний период, вызванное внесением противогололедных реагентов. Засоление городских почв снижает почвенное плодородие и таким образом вредит зеленым насаждениям, приводя к их повреждению и гибели. В засоленных почвах возрастает подвижность ряда загрязнителей, в частности ПАУ и тяжелых металлов, что способствует их миграции в сопредельные среды. По сравнению с фоном состав водной вытяжки в городе отличается многократным увеличением содержания ионов Na+, Cl-, HCO3-, увеличивается значение pH. Максимальные коэффициенты концентрации по данным ионам отмечаются вблизи крупных и средних дорог, несколько меньшие – во дворах [2, 3].
Для оценки степени засоления почв необходимо определить величину плотного остатка водной вытяжки, а также сделать анализ водной вытяжки на содержание главных ионов (Cl-, SO42-, HCO3-, CO3-, Na+, Ca+, Mg2+, K+). Данные исследования целесообразно проводить в зонах обработки территории антигололедными смесями (транспортная, селитебная, промышленная, рекреационная зона в черте города).
В селитебных и рекреационных зонах, помимо выше обозначенных показателей, целесообразно оценить показатели плодородия почв, влияющие на условия произрастания растений. К таким показателям относятся содержание гумуса по Тюрину, содержание аммонийного и нитратного азота, подвижных форм фосфора, обменного калия.
Сводный перечень анализируемых показателей в зависимости от функциональной зоны города представлен в табл. 1.
Актуализированная программа была рассмотрена и согласована Департаментом Росгидромета по СЗФО, что подтверждает ее соответствие целям и задачам мониторинга, а также действующим нормативным документам.
С целью повышения качества интерпретации результатов мониторинга и определения потенциальных источников загрязнения необходимо продолжить регулярные наблюдения на предложенных к обследованию площадках мониторинга.
Реализация концепции мониторинга загрязнения почв позволит обеспечить контроль за состоянием почв в Санкт-Петербурге и предотвратить дальнейшее ухудшение экологической ситуации. Это будет способствовать сохранению природных ресурсов, обеспечению экологической безопасности и улучшению качества жизни населения города.
Источники
Технический отчет по результатам оказанных услуг «Актуализация программы по организации и ведению на территории Санкт-Петербурга государственного мониторинга состояния и загрязнения окружающей среды по объекту мониторинга – почвы, осуществляемого в рамках территориальной системы наблюдений», Договор №179-23 от 18.09.2023 г.
М.Ф. Дорохова, Н.Е. Кошелева, Е.В. Терская. Экологическое состояние городских почв в условиях антропогенного засоления и загрязнения (на примере Северо-Западного округа Москвы) // Теоретическая и прикладная экология – №4, 2015. – С. 16-24.
Кулакова Н.Ю., Н.П. Шабанова. Засоление почв – одна из проблем городского озеленения // Актуальные проблемы лесного комплекса. Вып. №54, 2019. – С. 127-131.
Приказ Минприроды России от 30.07.2020 №524 «Об утверждении требований к проведению наблюдений за состоянием окружающей среды, ее загрязнением» (зарегистрировано в Минюсте России 14.12.2020 №61430).
Аналитические материалы по Санкт-Петербургу для включения в «Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге». Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности. Санкт-Петербург, 2011–2023 гг.
