Подходы к гигиенической оценке качества почвы населённых мест в условиях особой антропогенной нагрузки

Введение

Особенности почв Мурманской области связаны со сложными природными условиями и мощным антропогенным воздействием. Влияние человека на почвенный покров связано со спецификой землепользования, ориентированного в основном на добычу и переработку ископаемых, что привело к формированию глубоко трансформированных и зачастую деградированных почвенных ландшафтов [1–4]. Главным негативным фактором в Мурманской области выступают предприятия цветной и чёрной металлургии. На территориях, где происходит интенсивное техногенное воздействие, почвенный покров подвергается тотальной трансформации, замещаясь техногенными поверхностными образованиями (урбанозёмами). Почвы ЗАТО Александровск подвергаются комплексному техногенному воздействию, основными источниками являются предприятия по ремонту и обслуживанию судов (потенциальное загрязнение тяжёлыми металлами, стойкими органическими загрязнителями, нефтепродуктами); предприятия энергетического и жилищно-коммунального комплекса (загрязнение нефтепродуктами, бенз(а)пиреном, тяжёлыми металлами) [5–11]. Антропогенная нагрузка на почвы в ЗАТО Александровск Мурманской области усугубляется сложными климатическими условиями: низкие температуры замедляют процессы естественного разложения загрязняющих веществ, способствуя их накоплению; почвы данного региона бедны органикой и имеют низкую буферную ёмкость, поэтому даже незначительное загрязнение может привести к серьёзным последствиям [11].

Комплексное влияние сложных климатических условий региона, высокой антропогенной нагрузки, загрязнение почвенного покрова, которое в данных условиях может длительно сохраняться, оказывают отрицательное воздействие на здоровье населения, проживающего на территории ЗАТО Александровск Мурманской области [12–17].

Цель исследования – гигиеническая оценка качества почвы населённых мест с ранжированием территорий по степени химической опасности на основе результатов натурных исследований, выполненных в ЗАТО Александровск Мурманской области.

Материалы и методы

Проведены натурные санитарно-химические исследования почвы на территории, обслуживаемой ФМБА России, – ЗАТО Александровск Мурманской области. Изучены литературные данные о санитарно-гигиеническом состоянии почвенного покрова Мурманской области и об антропогенных источниках воздействия на почву данной территории. Использовали базы данных PubMed, Scopus, Web of Science, MedLine, Global Health, РИНЦ. В 2025 г. проведены натурные исследования почвы на территории Мурманской области в ЗАТО Александровск, изучено 30 почвенных проб из различных функциональных зон. Почвенные образцы отобраны в соответствии с нормативными требованиями. Исследования выполнены в соответствии с общепринятыми принципами оценки качества почв согласно действующим документам: СанПиН 1.2.3685–21¹, СанПиН 2.1.3684–21², МУ 2.1.7.730–99³, ГОСТ 17.4.3.06–2020⁴. Лабораторные и инструментальные исследования проведены в лабораториях, аккредитованных в соответствии со стандартом ГОСТ ИСО/МЭК 17025–2019. Уровень химического загрязнения почв как индикатор неблагоприятного воздействия на здоровье населения оценивали по показателям, разработанным при сопряжённых геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов с действующими источниками загрязнения. Такими показателями были коэффициент концентрации химического вещества (К_с/Нс⁴) и суммарный показатель загрязнения (Z_с), интегральный показатель полиэлементного загрязнения почвы Hcj⁴. Коэффициент концентрации химического вещества (К_с/Нс⁴) определяется из соотношения фактического содержания определяемого вещества в почве (C_i) к региональному фоновому (C_фi) или к ПДК по формуле (1):

К_с = (C_i / C_фi) / Спдк⁴,                                  (1)

где C_i – фактическое содержание определяемого вещества в почве, мг/кг; C_фi – региональное фоновое содержание определяемого вещества, мг/кг; Cпдк – содержание предельно допустимых количеств загрязняющих веществ, мг/кг. Также рассчитывали ориентировочные фоновые концентрации содержания нефтепродуктов в почве различных функциональных зон по методике РД 52.18.885–2019⁵.

Результаты

ЗАТО Александровск Мурманской области представляет собой муниципальное образование, в которое входят шесть населённых пунктов с общей численностью населения 32 605 человек. Территория характеризуется сложным рельефом, субарктическим климатом и специфическими природными условиями. По данным Управления Роспотребнадзора по Мурманской области, основными факторами, вызывающими загрязнение почвы в Мурманской области, являются промышленные и бытовые отходы, а также аэрогенное загрязнение за счёт выбросов предприятий. Натурные исследования в ЗАТО Александровск выявили во всех отобранных пробах почвы превышение гигиенических нормативов содержания вредных веществ (ПДК/ОДК) (см. таблицу).

Оценку степени загрязнения почвы веществами неорганической природы проводили с учётом класса их опасности, ПДК и максимально допустимого уровня содержания элемента (Кmax). Поскольку превышения нормативов веществ 1-го класса опасности (свинец, цинк) были в диапазоне от ПДК до Кmax, степень загрязнения почвы неорганическими веществами 1-го класса опасности оценивается как очень сильная. Превышения нормативов веществ 2-го класса опасности (медь, никель) находились в диапазоне от ПДК до Кmax, степень загрязнения почвы неорганическими веществами 2-го класса опасности оценивается как сильная. Выявлены превышения норматива в диапазоне от 2 до 5 ПДК бенз(а)пирена – вещества 1-го класса опасности (г. Полярный, ул. Лунина, д. 1а; г. Гаджиево, ул. Ленина, д. 53А) и более 5 ПДК (п. Оленья губа, ул. Строителей, 38); загрязнение почвы органическими веществами оценивается как очень сильное [10]. Таким образом, загрязнение почвы на территории жилой застройки ЗАТО Александровск Мурманской области оценивается как очень сильное. В г. Снежногорске загрязнение почвы определено как очень сильное на территориях мемориального комплекса «Звезда» (точка 15), школы № 269 микрорайона Скальный (точка 14), магазина цветов (точка 11), в центре города у магазина «Ирис» (точка 2), на окраине города у кафе «Шашлычный двор» (точка 1), превышения по веществам 1-го класса опасности (валовое содержание цинка) находились в диапазоне от ПДК до Кmax.

Расчёт суммарного показателя загрязнения проводили с учётом тех веществ, для которых существуют утверждённые ПДК, а не фонового содержания. Вместе с тем использование фоновых значений содержания металлов в почве с гигиенических позиций возможно для веществ, не имеющих установленных и официально утверждённых ПДК. Это наиболее гигиенически обоснованный подход, поскольку на официальном уровне проблема определения фоновых концентрацией в почве металлов в настоящее время стоит наиболее остро: не существует утверждённой методики определения фоновых концентраций металлов в почве. Предлагаемые подходы, когда фоном считается почва, отобранная на условно чистых территориях, являются дискутабельными и требуют отдельного научного исследования. Суммарный показатель степени загрязнения Zc (арифметический) составил: нп. Оленья Губа – 11 (допустимая), г. Полярный – 38,3 (опасная), г. Гаджиево – 45,25 (опасная), г. Снежногорск – 60,1 (опасная).

Диапазоны фоновых концентраций нефтепродуктов в большинстве типов незагрязнённых почв обычно находятся в диапазоне от 10 до 100 мг/кг [18]. В Мурманской области фоновое содержание нефтепродуктов имеет специфику, обусловленную особенностями региона [11]. Типичный фоновый уровень для почв данного региона находится в диапазоне 30–50 мг/кг. Из-за низкого естественного фона даже сравнительно невысокие концентрации (100–200 мг/кг) могут надёжно свидетельствовать о наличии загрязнения. Поскольку к приоритетным фоновым загрязнителям почвы на территории Мурманской области относятся нефть и нефтепродукты, был проведён расчёт фоновой концентрации содержания нефтепродуктов в почве по данным натурных исследований согласно утверждённым РД 52.18.885–2019. Ориентировочная фоновая концентрация нефтепродуктов в почве для территории ЗАТО Александровск составляет 159 мг/кг.

Обсуждение

В результате натурных исследований, проведённых на территории ЗАТО Александровск Мурманской области, установлено, что наиболее серьёзной проблемой является загрязнение почвы на территории населённых мест, в местах жилой застройки и расположения критических объектов, таких как детские образовательные учреждения [12, 13]. Во всех пробах почвы выявлены превышения ПДК тяжёлых металлов. В четырёх пробах обнаружен бенз(а)пирен в превышающих норматив концентрациях. Следует отметить, что основным загрязнителем почвы по частоте выявления является подвижная форма меди. Превышение массовой доли подвижной меди отмечено во всех пробах почвы. Эта форма меди, доступная для растений, может быть как необходимым микроэлементом, так и загрязняющим веществом. В районе ЗАТО Александровск Мурманской области, как и в других промышленных районах, загрязнение почвы тяжёлыми металлами возможно из-за атмосферных осадков, грунтовых вод или промышленных отходов, что может обусловливать избыточное содержание меди [19]. Категория химического загрязнения почв на территории согласно СанПиН 1.2.3685–21 оценивается как допустимая в нп. Оленья Губа, как опасная в г. Полярный, г. Снежногорск, г. Гаджиево, входящих в ЗАТО Александровск. Это указывает на значительное химическое загрязнение почвы жилой территории и возможное повышение заболеваемости населения [13, 17, 19]. Согласно ориентировочной оценочной шкале опасности почв по суммарному показателю загрязнения, категория загрязнения почв – опасная, что может приводить к повышению общей заболеваемости населения данной территории, увеличению числа детей с хроническими болезнями и часто болеющих, вызывать патологии системы кровообращения [11–16, 18]. С учётом климатогеографических особенностей данной территории влияние на здоровье населения загрязнённой почвы в ЗАТО Александровск может иметь долгосрочные последствия и требует повышенного внимания.

Заключение

Почвы всех изученных населённых пунктов ЗАТО Александровск (Полярный, Гаджиево, Снежногорск, Оленья Губа) загрязнены тяжёлыми металлами (медь, никель, свинец, цинк) и бенз(а)пиреном, превышения ПДК носят системный характер. Наиболее острая ситуация сложилась с загрязнением почв веществами 1-го класса опасности (цинк, свинец, бенз(а)пирен), что создаёт реальные риски для здоровья населения, особенно детей. В настоящее время требуется разработка методических подходов к снижению антропогенной нагрузки и мониторингу окружающей среды в интересах здоровья населения.

¹ СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». М., 2021.

² СанПиН 2.1.3684–21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий». М., 2021.

³ МУ 2.1.7.730–99. Гигиеническая оценка качества почвы населённых мест. М., 1999. 27 с.

⁴ ГОСТ 17.4.3.06–2020 Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ.

⁵ РД 52.18.885–2019 «Определение значений региональных фоновых концентраций органических загрязняющих веществ в почвах». М.: Росгидромет, 2019.