МР 5174-90
Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР ГЛАВНОЕ САНИТАРНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ МЕТАЛЛАМИ ПО ИХ СОДЕРЖАНИЮ £ СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ И ПОЧВЕ

МОСКВА-1990

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР ГЛАВНОЕ САНИТАРНО-ПРОШАКТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

"УТВЕРЖДАЮ"

Заместитель Главного Го ^дарственного санитарного врача СССР

ВЛЙ.Чибураеь

IS " ыая 1990 г,

te 5I7A-90

МЕЛОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ 1№ТШАШ ПО ИХ СОДЕРЖАНИЮ В СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ И ПОЧВЕ

Москва 1990

ширине для расчета площади, на которую проектируются выпадения из атмосферы. При этом вес пробы должен быть не менее 6 кг, чтобы подучить массу выпадений, достаточную для проведения анализа на содержание металлов. Дата отбора четко фиксируется, что позволяет определить время, за которое накопились в снегу атмосферные выпадения. Оно рассчитывается от даты установления устойчивого снежного покрова (по данным гидрометеослужбы).

Отобранные пробы снега растапливаются и центрифугируются для наделения твердой фракции выпадений. После высушивания осадок взвешивается. Вес осадка определяет общее количество пыли,

выпадающей на единицу площади в единицу времени. Расчет ведется Ря

210 формуле: Р = g-Д^г- , где Ра - вес пыли, осазденной снегом, S-проективная площадь осаздения, Т - временной интервал в сутках мезду моментом опробования и датой установления устойчивого снежного покрова.

2.6. Основные требования к химико-аналитическим исследованиям при проведении геохимического картирования снежного покрова и почв связаны с необходимостью экспрессного получения данных по максимальному широкому комплексу химических элементов, формирующих зоны загрязнения. С этой целью используются спектральные методы анализа. При исследовании металлов в почвах и снежном покрове городов обязательно определение свинца, ртути, цинка, меди, хрома, никеля, ванадия, олова. При наличии источников выбросов кадмия, мдоьяка, фтора определение этих элементов в природных средах проводят атомно-абсорбционной спектрофотометрией и йон-селективндаи методами.

3, МЕТОДИКА СОСТАВЛЕНИЯ КАРТ ЗАГРЯЗНЕНШ ДЕПОНИРУЩИХ СРЕД МЕТАЛЛАМИ

по

от-

3.1. Характеристика почв и снежного покрова проводится геохимическим показателям. Они учитывают распределение как

Ю

дельных: металлов, участвующих в загрязнения, так и их ассоциаций, обусловленных подиэлементностью химического состава техногенных потоков, формирующих загрязнение. К таким показателям относятся коэффициент, концентрации химических элементов (Кс) и суммарный показатель загрязнения ( Z с). Коэффициент концентрации -это показатель кратности превыпения содержаний химических элементов в точке опробования ( С1) над его средним содержанием в аналогичной природной среде на фоновом участке ( Сф>). Фоновые участки выбираются на территориях, не подвергающихся загрязнению или испытывающих его в минимальной степени .

Кроме того, интенсивность накопления свинца, меди и ртути в депонирующих средах сравнивается с их расчетным допустимым уровнями, рекомевдуемыя в пЛ.З, 1.5.

Суммарный показатель загрязнения (z_c ) представляет собой сумму превышений коэффициентов концентраций химических элементов, накапливающихся в аномалиях, и рассчитывается по формуле:

п

Zq - 511 Кс - (n - I), где ci - содержание конкретного элемента в почве или снежном покрове (мг/кг или мкг/г); Сф - его содержание на фоновых участках; п - количество аномальных элементов.

3*2. Данные по загрязнению снежного покрова представляются кроме указанных в п.3.1., показателей также следующими тремя показателями:

-    показателя концентрация химических элементов в пьти, уловленной снежным покровом (в мг/кг пыли);

-    показателя выпадения общей пьши, рассчитываемого на единицу площади за единицу времени (в г/км^ сутки);

-    показателя массы химических элементов с выпадением пыли на снежный покров (мг/n^ сутки)*

Для этих величин рассчитываются также коэффициенты концентрации (Кр) по сравнению с фоновыми уровнями и суммарный показа-

11

тель нагрузки (z_p ), аналогичный суммарному показателю загрязне

ния.

3.3. На основе указанных геохимических показателей строятся карты распределения отдельных химических элементов или юс ассоциаций* На моноэлементкых картах в виде изолиний абсолютных содержаний или превышений над фоном показывается распределение отдельных металлов* Интервалы градаций между изолиниями принимаются в арифметической пропорции (2,4,6,8,10 ..*)* Но при построении карт вьделяются четыре уровня загрязнения (см. таблицу).

Уровни загрязнения почв и снежного покрова металлами и пшыз

Уровень	Суммарный показатель загрязнения, почв ()	Суммарный показатель загрязнения снежного покрова ( z0 )	Выпадение пыли (кг/км* сутки (р)	Выпадение металлов (2р )
Низкий	8-16	32-64	100-250	1000
Средний	16-32	64-128	250-450	1000-5000
Высокий	32-129	128-256	450-850	5000-10000
Очень
высокий	128	256	850	10000

3.4.    На комплексных картах распределения металлов в депонирующих средах содержится информация о распределении группы элементов (рис.5). Группы формируются в соответствии с решаемьми задачами. Это могут быть, например, группы металлов разного класса опасности, группы металлов от определенного веда производства и т.д.

3.5.    Объединение на одной карте данных по загрязнению почв и снежного покрова позволяет провести районирование территории города по динамическим особенностям ее загрязнения. При этом вы-

деляются зоны устойчивого* реликтового и современного загрязнения, а также территории, где загрязнение отсутствует.

Устойчивое загрязнение определяется по совпадению очагов загрязнения на почвенной карте и карте загрязнения снежного покрова. Площади с устойчивьми типами загрязнения расположены в районе источников загрязнения, которые продолжают влиять на качество атмосферного воздуха. Реликтовое загрязнение фиксируется повыиенными содержаниями химических элементов только в почвах и не сопровождаются аномальными концентрациями в снежном покрове. Для территорий с реликтовым загрязнением источник поступления загрязняющих веществ либо прекратил существование или он не связан с загрязнением воздушного бассейна. Остаточное загрязнение почв представляет опасность как источник вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха. Особанно опасно загрязнение почв игровых площадок введу случаев геофагии (поедания земли) у маленьких детей.

Загрязнение, характеризуемое повышенным содержанием химических элементов только в снежном покрове, как правило, связано с новыми предприятиями.

3.6. Зоны распределения концентраций металлов в депонирующих средах наносят на функциональные карты города, на которых вьщелены промышленные районы, селитебные массивы, участки сельскохозяйственного использования земель, детские к лечебно-профилактические учреждения, автомагистрали, дифференцированные по интенсивности движения, рекреационные территории, границы участков поликлинического обслуживания населения. Это позволяет определить источники загрязнения воздушного бассейна и выявить контингенты населения, испытывающего влияние загрязненного атмосферного воздуха.

ЛИТЕРАТУРА

1.    Артемов В.М., Парцеф Д.П., Сает Ю.Е. и др. Анализ состояния загрязнения снегового покрова для проектирования сети станций АНКОС-А. В кн?: Методические и системотехнические вопросы контроля загрязнения о крудашцей среды . //Трупы ИМПГ. 1982. Вьш. 48. СЛ44-149.

2.    Безкопьшьный И.Н. Некоторые методические подходы к изучению воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения в зоне территориально-производственного комплекса. //Гиг. санитария, 1984, № II, С.24-27.

3.    Буштуева К.А., Парцеф Д.П., Беккер А. А., Ревич Б. А. Выбор зон наблвдений в крупных промыпленных городах для выявления влияния атмосферных загрязнений на здоровье населения. //Гиг.санитария, 1984, № I, С.4-6.

4.    Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. и др. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1986, 182 с.

5.    Ревич Б.А,, Сает Ю.Е., Смирнова Р.С., Е.П. Сорокина.

Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения

территории городов химическими элементами. М,: ИМГРЭ, 1982.

6.    Duggan Ы.1., William S. Sci. Total. Envir. -    1977*»

Vol.7. - К I, P. 91-97.

7.    Warren H. West. Miner. - 1979, Vol. 52, N 9. - P.26^*27*

8.    Mielke H. et all. Environm. Res. - 1984. - Vol.34. -N I. -P.64-76.

15

СОДЕРЖАНИЕ

В в в д в н и в .................................. 8

1.    Снежный покров в почва как индикаторы загрязнения атмосферного воздуха металлами.................... 4

2.    Методика изучения загрязнения депонирующих сред

металлами.....•............ 8

3* Методика составления карт загрязнения депонирующих оред металлами................................... Ю

Литература ............................ 15

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ МЕТАЛЛАМИ ПО ИХ СОДЕРЖАНИЮ В СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ И ПОЧВЕ

Подписано к печати 4 июня 1990 г. Уч.-изд.л.1. Тираж 500. Бесплатно.

Формат 60X90 1/16.

Ротапринт ИНГРЭ Заказ 25-90.

УДК 550.847:502.7

Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. М.: ИМГРЭ, 1990 г.

" ^одические рекомендации предназначены для работников санитарной службы, НИИ гигиенического профиля, кафедр гигиены, медицинских институтов и институтов усовершенствования врачей, проектных организаций, занимающихся охраной окружающей среды в городах.

Рекомендации подготовлены в лаборатории геохимии окружающей среды Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов Мингео СССР и АН СССР (ИШ^РЭ) к.м<н. Б. А.Ре-вичем, д.г.-м.н. Ю.Е.Саетом, к. .н. Р.С.Смирновой.

Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов.

Главное санитарно-профилактическое управление МВ СССР, 1990 г.

ВВЕДЕНИЕ

Среди специфических загрязняющих веществ в воздушном бассейне городов важное место занимают металлы, большинство которых относится к первому и второму классам опасности* Их негативное влияние на человека проявляется не только в прямом воздействии высоких концентраций, но и в отдаленных последствиях, связанных со способностью многих металлов коммулироваться в организме.

Металлы содержатся в большинстве видов промылленных, энергетических и автотранспортных выбросов в атмосферу и являются индикаторами техногенного воздействия этих выбросов на окружающую среду* Раслределе'ш? металлов в различных компонентах окружающей среды фиксируют источники загрязнения и зоны их воздействия Гб] *

Оценка содержания металлов в атмосфере воздуха пригодится по среднесуточно концентрациям. Из-за трудоемкости отборе проб воздуха и сложности их анализа на широкий спектр химических элементов в городах, как правило, металлы в атмосферном воздухе не контролируются. Кроме того, в условиях крупных городов ос сложной лромыиленьо-селитебной застройкой ограниченное число ■■‘т-эцио-* нарных постов ш* позволяет получить достоверную информацию с пространственном распределении загрязняющих веществ на *=-се^л территории ! 3 J .

Геохимическими и гигиеническими исследованиями услано ап ены количественные связи мееду содержанием металлов в атмосферном воздухе и выпадением их на территории городов, что фиксируются в веде аномалий в почве и снежном покрове - природных средах, депонирующих загрязнения и легко доступных для изучения по любой заранее заданной сети точек отбора проб. Это дает возможность по результатам изучения почв и снежного покрова проводить ориенти-

ровочную гигиеническую оценку загрязнения воздушного бассейна по показателям, рассматриваемы* в настоящих рекомендациях.

Работы в этом направлении получили широкое развитие и проводятся на территории многих промынленных городов.

Предполагаемый метод дополняет существующие гигиенические подходы к оценке качества атмосферного воздуха и рекомендуется как экспрессный способ выявления пространственной структуры загрязнения воздушного бассейна городов и выявления очагов,требующих детальной гигиенической оценки.

Методические рекомендации предназначены для санэпидемстанций, НИИ гигиенического профиля, кафедр гигиены медицинских институтов и институтов усовершенствования врачей к других организаций, занимающихся охраной окружающей среды в городах.

I. СНЕЖНЫЙ покров и почва как индикатош

ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА МЕТАЛЛАМИ

1.1.    Пространственное распределение продуктов выбросов при их распределении в окружающей среде происходит по экспоненциальному закону. Центры наиболее высоких концентраций металлов обычно приурочены к источникам загрязнения. Они фиксируют в виде геохимических аномалий наиболее устойчивые и опасные участки зон воздействия выбросов. Изучение распределения металлов в почве к снежном покрове позволяет выявить источники загрязнения, дифференцировать зоны их выявления по интенсивности воздействия и дальности распространения выбросов. Большинство аномалий отличается широким спектром состава загрязняющих веществ и особенно ассоциацией токсичных металлов.

1.2.    Почва и снежный покров отражают различные временные характеристики загрязнения атмосферного воздуха. Содержание металлов в поверхностном слое почв населенных мест является ре-

эулът&тои многолетнего воздействия загрязненного атмосферного воздуха, суммируя колебания уровней загрязнения, связанные с изменениями технологического процесса, эффективностью пьшегазоула-вливания, влиянием метеорологических и других факторов. В снежном покрове отражается существующее загрязнение атмосферного воздуха [1,2,4,5] .

1.3* На основании результатов сопряженных исследований металлов в атмосферном воздухе и почве в ряде крупных промысленных городов выявлены количественные связи между концентрациями некоторых металлов в этих сопредельных средах. В почве определяется валовое содержание металлов и по ним проводится дальнейший расчет.

На примере свинца, ртути и меди установлены достоверные корреляции, выраженные следующими уравнениями рзгреосии:

-    зависимость мезду содержанием свинца в атмосферном воздухе (х) и почве (у) : у = 1324 х + 6,3 [i^j . ЛДК свинца в воздухе (0,3 мкг/м³) соответствует концентрация в почве 400 мг/кг;

-    зависимость мевду содержанием меди в атмосферном воздухе (х) и почве (у) : у = 526х + 457 [2] . ДЦК меди (окиси) в воздухе (2,0 мкг/м³) соответствует концентрация в почве 1500 мг/кг;

-    зависимость между содержанием ртути в атмосферном воздухе (х) и почве (у) : у = 1,3х + 0,01 [&] . ЦДК ртути в воздухе (0,3 мкг/м³) соответствует концентрация в почве 0,4 мг/кг.

Кроме того, по свинцу выявлена зависимость меоду его концентрацией в атмосферном воздухе (х) и пылевых выпаданиях из атмосферы, осажденных и уловленных снежньм покровом (у); у=5317х + + 130 [^4]j . ДЦК свинца в воздухе соответствует концентрация в снежном покрове 1465 мг/кг.

Графическое изображение связей представлены на рис. 1-4.

1.4. Установленные соотношения позволяют для перечисленных

5

Рис.З. Зависимость между содержанием ртути в атмосферном воздухе (х) и почве (у)

Рис.Зависимость между содержанием свинца в атмосферном воздухе (х) и снежном покрове (у)

7

элементов определить уровни их содержания в депонирующих средах, оконтуриващие территории, где с большей степенью вероятности могут быть обнаружены превыпения ГЩК металлов в атмосферном воздухе. Выявление корреляционных связей в системе "атмосферный аэрозоль - выпадение" позволяет считать, что при изучении структуры загрязнения депонирующих сред городов эффективно изучение распределения возможно более широкой ассоциации металлов, отражающей весь комплекс химических элементов, загрязняющих атмосферный воздух*

1.5* Для свинца допустимый уровень загрязнения почв детских игровых площадок определяется также, исходя из возможностей попадания частиц загрязненной почвы при геофагии, облизывании грязных рук и игрушек и, по даннда ряда авторов £6_f7,8j , варьирует в пределах 300-500 мг/кг почвы.

1.6* Рекомендуемые содержания металлов в депонирующих средах относятся к оценке территорий с действующим на момент обследования источником загрязнения. После прекращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в почве сохраняются ранее накопленные повышенные количества металлов и такой тип загрязнения характеризуется как реликтовый или остаточный.

2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДЕПОНИРУЩИХ СРЕД МЕТАЛЛАМИ

2.1. Основным методом изучения пространственной структуры распределения металлов в депонирующих природных компонентах окружающей среды является метод геохимического картирования, детально охарактеризованный в "Методических рекомендациях по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами" |[5J .

Сущность метода заключается в отборе проб характеризуемого

компонента природной среды по равномерной сети пунктов наблвде-ния с последующим анализом проб на содержание металлов» ведете-нни зон загрязнения, представляющих участки территории с содер-жали ем металлов, статистически достоверно превышающим возможную вариацию их содержаний в местных фоновых условиях, т.е. на аналогичной в ландшафтном отношении территории без техногенного воздействия*

2.2.    Сеть опробования должна обеспечивать выявление важнейших очагов загрязнения* По опыту работ для крупных городов с развитой разнопрофильной промышленностью для решения этой задачи рекомендуется плотность отбора I-б проб на I кв* км. Такая сеть обеспечивает выявление очагов загрязнения, связанных с промыв-ленными зонами, или крупнши отдельностоящими предприятиями* Б пределах таких очагов загрязнения с целью установления территорий с наибольшей степенью загрязнения сеть опробования сгущается до 25-30 проб на I кв.км.

2.3.    При изучении распространения промышленных выбросов точки отбора проб размещаются на участках с минимальным влиянием автомагистралей (на расстоянии не менее 20-25 м от края проезжей части магистрали), при изучении влияния автотранспорта - на при-магистральных территориях.

2.4* Пробы почв массой 400-500 г отбираются из верхнего (0-5 см) горизонта, к которому приурочена максимальная концентрация загрязняющих веществ, поступающих из приземных слоев атмосферы. Пробы высушиваются до воздушно-сухого состояния и просеиваются через сито с диаметром отверстий I мм. Время отбора почвенных проб на протяжении года не лимитируется.

2.5. Пробы снежного покрова отбираются на всю мощность из шурфов или снегоотборниками, обязательно фиксируется площадь шурфа и время снегостава. Размеры шурфа замеряются по длине и

9