Показатели состояния фоновой почвы

Плот­ность, г/см3	Содержание тяжелых металлов (вал), мг/кг
	Рb	Cd	Zn	Сu	Ni	Сг
1,20	12,5	0,30	15,5	8,0	12,6	8,1

Сравнивая полученные результаты с фоновыми, можно отметить, что произошло увеличение плотности обследуемой почвы (физическая деградация) и содержания тяжелых металлов (химическая деградация).

1) Определим степень и период физической деградаци

Кратность увеличения плотности почвы составляет 1,25/1,2 = 1,04, что соответствует 0 баллу деградации.

Однако при сохранении тенденции увеличения плотности, через некоторое время почва вероятно перейдет в разряд деградированных, поэтому рассчитаем период деградации:

Та = [(х_mах - х₀) х АТ] / (х₁ - х₀)

Х_mах= 1,20x1,4 = 1,68

х₀=1,20

х₁ = 1,25

АТ=15

Та = [(1,68 - 1,20) х 15] / (1,25 - 1,20) = 147 лет

Таким образом, физическая деградация почвы может быть обозна­чена О¹⁴⁷, то есть почва, в настоящий момент имеющая нулевой балл де­градации, через 147 лет при сохранении данной тенденции достигнет 4-го балла деградации.

2) Определим степень и период химической деградации

К металлам первой группы токсичности относятся свинец и кад­мий. ОДК по свинцу для данной почвы составляет 65 мг/кг, ОДК по кадмию - 1,0 мг/кг. Тогда кратность превышения фактического содер­жания над ОДК составит:

• по свинцу 68,7/65,0 = 1,06 (1-я степень деградации);

• по кадмию 1 ,84/1 ,0 = 1 ,84 (1-я степень деградации). Аналогично определяем степень деградации для металлов второй

группы токсичности:

()ДК_Zn =110 мг/кг, кратность превышения 29,5/1 10 = 0,27;

ОДК_Сu ⁼ 66 мг/кг, кратность превышения 13,5/66 = 0,20;

ОДК_Ni = 40 мг/кг, кратность превышения 16,2/40 = 0,41;

ПДК_Cr = 90 мг/кг, кратность превышения 1 1,5/90 = 0,13.

Балл деградации по всем элементам – 0.

Определим период деградации по этим элементам, используя ра­нее приведенную формулу (12):

Td = [(Хmах ~ Х₀) X ДТ] / (X₁ - Х₀)

а) по свинцу

х_mах = 65,0x5 = 325

_Хо = 12,5

X₁ = 68,7

ДТ=15

Т_d = [(325 - 12,5) х 15] / (68,7 - 12,5) = 83,6 года

Таким образом, почва за 83,6 года из недеградированной (12,5 мг/кг свинца в почве) перейдет в разряд очень сильно деградированной (выше 325 мг/кг свинца в почве). Однако в настоящий момент времени почва уже имеет первую степень деградации, на что ушло 15 лет. Следо­вательно, из состояния, характерного для почвы в настоящий момент времени, до момента перехода ее в очень сильно деградированное со­стояние уйдет 68,6 лет. в) по кадмию

Х_mах =1,0x5 = 5,0

х₀ = 0,30

X₁ = 1,84

ДТ=15

Т_d = [(5,0 - 0,30) х 15] / (1,84 - 0,30) = 45,8 года

Химическая деградация почвы по кадмию слабая, период деграда­ции - 45,8 года. Время, за которое почва из слабодеградированной ста­нет очень сильно деградированной, составляет 30,8 года, в) по цинку, меди, никелю, хрому

TdZn = [(2200 - 15,5) х 1.5] / (29,5 - 15,5) = 152 года

ТdCu = [(1320 - 8,0) х 15] / (13,5 - 8,0) = 3578 лет

ТdNi = [(800 - 2,6) х 15] / (16,2 - 12,6) = 3280 лет

ТdCr = [(1800 - 8,1) х 15] / (11,5 - 8,1) = 7905 лет

При расчете периода деградации в качестве критического уровня деградации можно принять предельно допустимое значение содержания тяжелого металла в почве.

В таком случае период, за который почва превысит данное содер­жание по цинку, составит:

Та а, = [(100 - 29,5) х 15] / (29,5 - 15,5) = 86 лет Таким образом, через 86 лет почва при сохранении имеющихся тенденций достигнет ПДК по данному элементу.

Произведенные расчеты свидетельствуют, что в данный момент времени почва является слабодеградированной по содержанию свинца и кадмия (химическая деградация). При сохранении имеющихся тенден­ций она перейдет в разряд сильнодеградированной через 68,6 лет по свинцу и через 30,8 лет по кадмию.

В данном примере степень деградации обследуемой почвы опреде­лялась по отношению к фоновой (ненарушенной почве). Этот метод имеет следующие недостатки:

• по ряду показателей сложно корректно подобрать фоновую поч­ву;

• могут возникнуть затруднения при определении времени дейст­вия деградационных процессов.

Задача 2.

Оценить степень и период деградации участка сельскохозяйствен­ных угодий. Тип почвы - серая лесная легкосуглинистая. Показатели пи­тательного режима почв представлены в таблице 5.3. Между двумя ту­рами обследований прошло 10 лет.

Таблица 4.3 Показатели состояния почвы между двумя турами обследования

тур обследования	Гумус, %	Биогенные элементы (вал), %
		Р205	К2О
1	2,5	0,185	1,550
2	1,9	0,137	1,210

Сравнивая результаты двух туров обследования, следует отметить, что произошло ухудшение питательных свойств почв: снизилось содержание гумуса и биогенных элементов (химическая деградация).

1) Определим степень и период деградации по содержанию гумуса Кратность снижения содержания гумуса составила 2,5/1,9 = 1,31 - т.е. 1-я степень деградации.

Тd = [(Хо - Xmin) X ДТ] / (Хо – Х₁)

Х_min = 2,5/2 ==1,25

х₀ = 2,5

X₁ = 1,9

ДТ=10

Т_d = [(2,5 - 1,25) х 10] / (2,5 - 1,9) = 20,8 лет

Химическая деградация почвы по гумусу может быть обозначена 1^20,8. При сохранении имеющейся тенденции уже через 10,8 лет почва перейдет в разряд очень сильно деградированной.

2) Определим степень и период деградации по содержанию основных элементов питания

а) степень деградации

По фосфору кратность снижения содержания составила 0,185/0,137 = 1,35 - 1-й балл деградации;

По калию - 1,550/1,210 = 1,28 - 1-й балл деградации.

б) период деградации

Т_d = [(х₀ – х_min) х ДТ] / (х_о – х₁)

По Р₂О₅: х_т;„= 0,1 85/5 = 0,037

х₀ = 0,185

х₁ = 0,137

ДТ = 10

Td = [(0,185 - 0,037) х 10] / (0,185 - 0,137) = 30,8 лет

ПоК₂О х_min= 1,550/5 = 0,3 10

Х₀= 1,550

Х₁= 1,210

ДТ=10

Тd = [(1,550 - 0,310) х 10] / (1,550 - 1,210) = 36,5 лет

Таким образом, химическая деградация почвы по фосфору обозначается 1^30,8, по калию – 1^36,5

Проведенные расчеты показали, что данная почва является слабо деградированной по всем рассмотренным показателям, однако оценка периодов деградации свидетельствует, что самая высокая скорость ха­рактерна для процесса снижения содержания гумуса. По данному пока­зателю почва достигнет 4-й степени деградации через 10,8 лет, а по фосфору и калию, соответственно, через 20,8 и 26,5 лет.

В рассмотренном примере степень деградации определялась по отношению к исходному состоянию почвы. Недостатком такого подхода является следующее: не всегда известно, действительно ли состояние, принятое за исходное, характеризует недеградированную почву.

Возможно, в ряде случаев, при наличии соответствующих данных, целесообразно, наряду с характеристикой почвы, использовать и сведе­ния о динамике показателей исследуемой почвы во времени. Это даст возможность более точно определить время действия деградационных процессов и показатели свойств недеградированной почвы.