Фоновое содержание загрязняющих веществ в депонирующих средах: методология нормирования и оценка уровня загрязненности почв и донных отложений на региональном уровне тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Иванов Дмитрий Владимирович

• Иванов Дмитрий Владимирович
• доктор наук
• 2023

Оглавление диссертации доктор наук Иванов Дмитрий Владимирович

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ

1. ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СИСТЕМА НОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ: КРИТЕРИИ, ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ

1.1. Общие принципы нормирования качества окружающей среды по химическим показателям

1.2. Нормирование качества почв

1.3. Нормирование донных отложений

2. ФОНОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ КАК МЕРА НОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ПРИРОДНЫХ СРЕД

3. СТАНДАРТИЗАЦИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУР ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ

3.1. Тяжелые металлы

3.2. Нефтепродукты

4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Отбор проб

4.1.1. Почвы

4.1.2. Донные отложения

4.2. Аналитические исследования

4.3. Обработка данных

5. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ФОНОВЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

5.1. Общая характеристика почв

5.2. Тяжелые металлы в почвах Среднего Поволжья и Предуралья

5.3. Природные вариации тяжелых металлов в почвах и факторы, их определяющие

5.4. Литогеохимический фон тяжелых металлов в почвах

5.5. Относительная подвижность тяжелых металлов в почвах

5.6. Пространственное распределение тяжелых металлов в почвах

6. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ФОНОВЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

6.1. Тяжелые металлы

6.2. Пространственное распределение металлов в донных отложениях

6.3. Нефтепродукты

7. МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

7.1. Мировой опыт

7.2. Система оценки загрязненности почв и донных отложений в Российской Федерации

7.2.1. Почвы

7.2.2. Донные отложения

7.3. Критерии оценки уровней загрязнения депонирующих сред на основе фоновых нормативов

7.3.1. Индивидуальный индекс загрязнения

7.3.2. Комплексный индекс загрязнения

7.4. Характеристика загрязненности почв и донных отложений водных объектов Республики Татарстан

7.4.1. Почвы

7.4.2. Донные отложения

8. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

8.1. Комбинаторные индексы в системе оценке загрязненности поверхностных вод

8.2. Удельный комбинаторный индекс загрязненности донных отложений

8.3. Оценка загрязненности воды и донных отложений с применением комбинаторных индексов

8.3.1. Программный комплекс «УКИЗВ^ш»

8.3.2. Показатели загрязненности воды и донных отложений водных объектов Республики Татарстан

8.3.3. Вероятностная оценка загрязненности донных отложений

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ААБ - ацетатно-аммонийный буфер

ВКГПБЗ - Волжско-Камский государственный природный биосферный заповедник

ГОСТ - государственный стандарт ГМС - гранулометрический состав ЗВ - Заинское водохранилище КВ - Куйбышевское водохранилище

КИЗВО - комбинаторный индекс загрязненности водного объекта МЭПР РТ - Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан

НВ - Нижнекамское водохранилище

НП - нефтепродукты

ОВ - органическое вещество

ОДК - ориентировочно допустимая концентрация

ПДК - предельно допустимая концентрация

ППП - потеря при прокаливании

РТ - Республика Татарстан

СанПиН - санитарные нормы и правила

СПЗ - суммарный показатель загрязнения

ТМ - тяжелые металлы

УКИЗВ - удельный комбинаторный индекс загрязненности воды УКИЗДО - удельный комбинаторный индекс загрязненности донных отложений

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фоновое содержание загрязняющих веществ в депонирующих средах: методология нормирования и оценка уровня загрязненности почв и донных отложений на региональном уровне»

Актуальность работы

Оценка качественного состояния компонентов природной среды с позиций концепции биогеохимической эволюции биосферы, сформулированной В.И. Вернадским (1926, 1940) и развитой в работах Б.Б. Полынова (1934), А.П. Виноградова (1950, 1959), А.И. Перельмана (1966), В.В. Ковальского (1974), В.В. Добровольского (1983), М.А. Глазовской (1988), Н.С. Касимова (1988), В.Б. Ильина (1991), Г.В. Мотузовой (1991), В.В. Ермакова (2004), Е.П. Янина (1999) и др., рассматривает применение в качестве естественной нормы содержания химических элементов в почвах, природных водах, донных отложениях, биоте их фоновое содержание, унаследованное от горных пород, слагающих литосферу Земли - литогенный или геогенный фон.

Наряду с действующей в Российской Федерации системой предельно и ориентировочно допустимых концентраций - первичных нормативов, регламентирующих содержание химических элементов и соединений в атмосферном воздухе, воде и почвах с гигиенических позиций, фоновые концентрации загрязняющих веществ двойного генезиса (металлов, углеводородов) широко применяются в отечественной природоохранной и исследовательской практике в качестве пороговых значений. Они служат эталоном сравнения (геохимическим стандартом) в системе государственного мониторинга почв и донных отложений, при проведении инженерно-экологических изысканий и геоэкологических исследований, направленных на выявление техногенных аномалий загрязняющих веществ и их пространственной дифференциации.

Использование фона как стандарта качества среды позволяет улавливать даже самые слабые сигналы об отклонениях природных геохимических потоков загрязняющих веществ под влиянием техногенеза и, тем самым, диагностировать проявления химического загрязнения уже на начальных стадиях воздействия. Фоновые концентрации, по сравнению с предельно допустимыми, более чувствительны к подобным отклонениям, что обеспечивается: а) их территориальной дифференциацией; б) внутренней геохимической однородностью в пределах обозначенного географического пространства. Фон как геохимический критерий нормальности позволяет исключить искусственное занижение качества среды при обнаружении концентраций, находящихся в установленных границах фоновых колебаний, но при этом превышающих гигиенические нормативы. При этом, чем шире «геохимический интервал» между сложившимися на той или иной территории фоновыми концентрациями и установленными гигиеническими нормативами, тем более высока опасность

упустить тот момент, когда в контролируемой среде уже начались необратимые изменения.

На сегодняшний день известно значительное количество исследований регионального уровня, направленных на установление фонового содержания химических элементов (в основном тяжелых металлов) и соединений в почвах, осадках континентальных водоемов, поверхностных водах. Большинство из них не реализовано в практику нормирования.

Особая ситуация сложилась в отношении донных отложений, для которых в Российской Федерации не установлены нормативы качества. Отсутствие научно обоснованных критериев оценки состояния одного из ключевых абиотических компонентов водных экосистем осложняет решение множества задач, связанных с обеспечением требований по охране и восстановлению нарушенных антропогенной деятельностью водных объектов, диагностикой экологического состояния загрязненных участков акваторий, прогнозированием процессов, негативно влияющих на качество воды, а также решение иных задач, направленных на эффективный контроль за соблюдением нормативных требований в сфере охраны водных ресурсов от загрязнения и истощения. В этой связи актуальную задачу представляет разработка методологии комплексной оценки загрязненности водных объектов по совокупности критериев качества воды и донных отложений, базирующихся на показателях их фонового состояния. Определение качества поверхностных вод без фоновой составляющей стока растворенных и взвешенных веществ ведет к неоправданному его занижению и некорректным оценкам экологической ситуации в водном объекте.

Законодательно определено, что нормативы качества поверхностных вод и почв в Российской Федерации могут устанавливаться на уровне значений показателей геохимического фона, сформировавшегося под влиянием природных факторов, характерных для конкретной территории или акватории (Положение ..., 2019). Конкретные методические подходы к установлению такого рода нормативов не определены. Очевидно, что их разработка требует научного обоснования выделения эталонных, внутренне однородных территорий (речных бассейнов, участков почвенного покрова) и факторов, определяющих диапазоны варьирования фоновых концентраций химических веществ, базирующегося на положениях геохимии окружающей среды.

Цель исследования - выполнить научное обоснование системы фоновых нормативов и геохимических критериев оценки качества депонирующих сред на региональном уровне.

Задачи исследования:

1) выявить основные факторы, определяющие условия формирования геохимического фона металлов и углеводородов и характер их пространственного варьирования в почвах и донных отложениях на территории Республики Татарстан;

2) сформировать единую аналитическую схему исследований и на ее основе разработать комплекс показателей фонового состояния - геохимических нормативов качества почв и донных отложений, регламентирующих содержание в них кислоторастворимых и подвижных форм тяжелых металлов (Cd, Pb,

Ni, Zn, Cr, Mn) и нефтепродуктов;

3) обосновать и апробировать вариативную систему индексов и алгоритмов оценки состояния почв и донных отложений по показателям загрязненности с применением детерминированного и вероятностного подходов;

4) разработать методологию комплексной оценки загрязненности поверхностных водных объектов по совокупности геохимических показателей качества воды и донных отложений.

Защищаемые положения:

1. Алгоритмы разработки и использования геохимического фона в системах наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в почвах и донных отложениях на региональном уровне должны базироваться на унифицированной композиции формализованных методов, регламентирующих схемы определения экологически значимых форм тяжелых металлов и нефтяных углеводородов (нефтепродуктов), и критериев, оценивающих уровни их природного содержания и антропогенного накопления.

2. Природный геохимический фон металлов и нефтепродуктов в современных донных отложениях рек и водохранилищ региона трансформирован под влиянием процессов рассеяния загрязняющих веществ и соответствует критериям «геохимической базовой линии».

3. При расчете индексов и определении категорий загрязнения почв и донных отложений одним или несколькими химическими веществами двойного генезиса (металлы, нефтепродукты) необходимо учитывать: а) количество загрязняющих веществ, по которым были установлены превышения фона, б) соотношение фоновой и антропогенной составляющих веществ, в) значение верхнего предела их фонового содержания. Накопление в почвах и донных отложениях химических элементов и соединений антропогенного происхождения в количествах, менее 50% от фактического их содержания, соответствует умеренному загрязнению, от 50 до 75% - значительному, более 75% - высокому.

4. Система интегральной оценки качества поверхностных вод и донных отложений по комплексу загрязняющих веществ включает: а) основанные на

единых методологических принципах алгоритмы расчета дифференцированных и комплексных показателей их загрязненности; б) оценку вклада каждой из сред в общий уровень загрязненности водного объекта; в) применение фоновых концентраций загрязняющих веществ в качестве пороговых значений.

Научная новизна

Предложена единая методологическая и методическая база исследования почв и донных отложений для решения задач мониторинга и геоэкологической оценки территорий.

Разработана согласованная система региональных нормативов фонового содержания и алгоритмов определения качества депонирующих природных сред в условиях загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Выполнена типизация исследуемых объектов по показателям однородности геохимического фона с применением минимального числа параметров: для почв - по содержанию физической глины, для донных отложений - по типу водного объекта, содержанию пелитовых частиц и органического вещества.

Показано, что среднее фоновое содержание экологически значимых форм соединений тяжелых металлов в осадках рек, озер и водохранилищ выше, чем их природные уровни в почвах водосборных территорий: по кислоторастворимым формам - в 1.4 раза, по подвижным - в 5 раз.

Доказано, что фоновые уровни тяжелых металлов в современных минеральных и органических типах отложений озер Республики Татарстан соответствуют их содержанию в слоях осадков, сформировавшихся до начала периода индустриального развития региона - абсолютному фону, в осадках рек и водохранилищ - измененному фону.

Разработана система комплексных показателей качества донных отложений, учитывающая повторяемость случаев загрязненности и кратность превышения фоновых значений.

Разработана расчетная система, агрегирующая результаты мониторинга поверхностных вод и донных отложений по совокупности показателей их химического состава и свойств в виде интегрального показателя -«комбинаторного индекса загрязненности водного объекта» (КИЗВО), интегрирующего группу натуральных геохимических показателей состава и свойств воды и донных отложений и оценивающего их вклад в общий уровень загрязнения водного объекта.

Теоретическая и практическая значимость

Исследование вносит вклад в развитие теории и практики мониторинга, нормирования нагрузок и управления качеством окружающей среды, разработку принципов геохимической индикации состояния геосистем.

По результатам исследований разработаны и внедрены в природоохранную деятельность субъекта Российской Федерации региональные нормативы фонового содержания тяжелых металлов и нефтепродуктов в почвах и донных отложениях поверхностных водных объектов (утверждены приказами Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 30.12.2015 г. №1134-п; от 27.03.2019 г. №316-п; от 3.02.2020 г. №110-п). Нормативы предназначены для применения надзорными и контролирующими органами и хозяйствующими субъектами при оценке состояния почв и земель, донных отложений, исчислении размеров вреда, причиненного почвам и водным объектам в результате нарушения законодательства в области охраны окружающей среды, а также при возникновении аварийных и чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, проведении оценок воздействия на окружающую среду, разработке перечня мероприятий по охране окружающей среды в составе предпроектной и проектной документации. Нормативы могут применяться на территории других субъектов Российской Федерации, расположенных в однотипных почвенно-биоклиматических условиях, при проведении мониторинга и для установления показателей загрязненности почв и донных отложений.

Разработана и внедрена для использования в природоохранной деятельности серия индикационных карт распределения экологически значимых форм соединений тяжелых металлов в почвах и донных отложениях природных и урбанизированных территорий. Обоснованы критерии оценки загрязненности почв и донных отложений по отношению природной и антропогенной составляющей химических веществ.

Разработана «Территориальная программа государственного мониторинга поверхностных водных объектов Республики Татарстан, осуществляемого Министерством экологии и природных ресурсов Республики Татарстан», включающая 71 створ наблюдений за качеством поверхностных вод и 14 створов наблюдений за состоянием донных отложений. Создана региональная база данных мониторинга качества почв, поверхностных вод и донных отложений, включающая 15345 записей по 61 показателю.

Результаты исследований использованы автором при выполнении государственных контрактов и договоров, в том числе 15 - в качестве научного руководителя, 3 - ответственного исполнителя.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Института экологии и природопользования ФГАОУ ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» по направлению «Экология и природопользование» и в учебном процессе кафедры общей химии и экологии ФГАОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ» по направлению «Техносферная безопасность».

Степень достоверности и апробация результатов исследования

Достоверность результатов геоэкологического исследования почв, донных отложений, природных вод на территории Республики Татарстан обеспечивается проведением исследований на единой методологической и методической основе с использованием аттестованных методик на приборной базе, имеющей метрологические сертификаты о поверке. Обоснованность полученных результатов и выводов на их основе подтверждается использованием методов математической статистики и электронного картографирования.

Основные результаты исследований по теме диссертации доложены на 2 региональных, 10 всероссийских и 13 международных конференциях, в том числе: Всероссийской конференции «Актуальные проблемы водохранилищ» (Борок, 2002); Всероссийской конференции «Экологические проблемы промышленных регионов» (Екатеринбург, 2004); Международной конференции «Современные проблемы водной токсикологии» (Борок, 2005); Международной научной конференции «Геохимия биосферы» (Москва, 2006); Международной конференции «Эколого-гидрологические проблемы изучения и использования водных ресурсов» (Казань, 2006); III Всероссийской конференции по водной токсикологии «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы» (Борок, 2008); Всероссийской конференции «Бассейн Волги в XXI-м веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ» (Борок, 2012); VI съезде общества почвоведов им. В.В. Докучаева (Петрозаводск, 2012); Международной научной конференции «Химия и инженерная экология» (Казань, 2016-2022); XIV Всероссийской научной конференции с международным участием «Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем» (Киров, 2016); Всероссийской научной конференции «Геохимия ландшафтов» (Москва, 2016); Всероссийской научной конференции «Мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды. Основные результаты и пути развития» (Москва, 2017); IX Международном конгрессе «Чистая вода. Казань» (Казань, 2018); Международной конференции «Great Rivers» (Ухань, Китай, 2018); II Международной конференции «Озера Евразии: проблемы и пути их решения» (Казань, 2019).

Личный вклад автора

В основу работы положены материалы собственных многолетних (с 1990 по 2022 гг.) исследований почвенного покрова и водных объектов Республики Татарстан и Среднего Поволжья в составе экспедиций лаборатории биогеохимии Института экологии природных систем АН РТ (впоследствии - Института проблем экологии и недропользования АН РТ), а также материалы иных работ, выполненных под руководством автора в качестве научного руководителя или ответственного исполнителя. Лично соискателем осуществлены постановка целей и задач исследования, сбор и обработка полевого материала, руководство лабораторными исследованиями, обобщение, систематизация, анализ и интерпретация полученных данных, публикация материалов диссертации (в том числе в соавторстве).

Исследования выполнялись в соответствии с Планами НИР и Государственным заданием по темам: «Теоретические и методологические основы экологической оценки и мониторинга почвенного покрова» (1998-1999); «Геохимия донных отложений водоемов и водотоков Среднего Поволжья» (2000-2005); «Природные и техногенные потоки загрязняющих веществ в ландшафтах Республики Татарстан» (2005-2008); «Разработка научных основ создания и ведения «Красной книги почв Республики Татарстан» (2009-2010); «Региональная геохимия металлов в аквальных ландшафтах Средней Волги» (2010-2013); «Комплексные исследования современного состояния основных абиотических и биотических компонентов экосистем разнотипных водоемов и разработка научно-методических принципов оценки качества поверхностных вод Республики Татарстан» (2013-2022).

Публикации

По теме исследования опубликовано 108 научных работ, в том числе 11 книг, монографий, глав в монографиях, 2 учебных пособия, 44 статьи в рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ, базы данных Scopus, Web of Science и RSCI, 35 статей в журналах и научных сборниках, 16 статей в материалах конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертация объемом 296 страниц включает введение, 8 глав, выводы, список литературы (562 источника, из них 87 на иностранных языках), 78 таблицы, 32 рисунка.

Благодарности

Автор выражает благодарность своим коллегам по Институту проблем экологии и недропользования АН РТ, в первую очередь сотрудникам лаборатории биогеохимии. Автор искренне благодарит своего научного консультанта В.В. Законнова за ценные советы и дружескую помощь.

Автор посвящает эту работу своему другу и коллеге Б.Р. Григорьяну.

1. ОТЕЧЕСТВЕННАЯ СИСТЕМА НОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ В ПОЧВАХ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ: КРИТЕРИИ,

ПРИНЦИПЫ И ПОДХОДЫ

1.1. Общие принципы нормирования качества окружающей среды по

химическим показателям

В соответствии с Федеральным законом №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (10.01.2002, в ред. от 22.08.04, ст. 19), нормирование в области охраны окружающей среды осуществляется в целях государственного регулирования воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду, гарантирующего сохранение благоприятной окружающей среды и обеспечение экологической безопасности. Последняя ассоциируется с понятием экологического риска - вероятности наступления события, имеющего неблагоприятные для природной среды и вызванного негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера.

Развитие методологии экологического риска загрязнения окружающей среды настоятельно требует совершенствования существующей системы гигиенического нормирования и развития экологического нормирования природных сред, включая те из них, для которых нормативы предельно допустимых (ориентировочно допустимых) концентраций и предельно допустимых нагрузок уже разработаны и утверждены на федеральном либо на региональном уровнях, а также те, для которых эту процедуру еще предстоит осуществить.

Федеральным законом №7-ФЗ определено, что нормирование в области охраны окружающей среды «заключается в установлении нормативов качества окружающей среды, нормативов допустимого воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, иных нормативов в области охраны окружающей среды, а также государственных стандартов и иных нормативных документов в области охраны окружающей среды».

Нормативы качества окружающей среды устанавливаются для оценки состояния окружающей среды в целях сохранения естественных экологических систем, генетического фонда растений, животных и других организмов.

К нормативам качества окружающей среды среди прочих относятся нормативы, устанавливаемые по химическим показателям состояния окружающей среды, в том числе нормативы предельно (ориентировочно) допустимых концентраций химических веществ.

В Российской Федерации установлены и используются при решении задач охраны окружающей среды и здоровья человека гигиенические нормативы предельно и ориентировочно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (716 показателей), поверхностных водах (1350 показателей) и почвах (49 показателей) (СанПиН 1.2.3685-21). Для 1162 показателей качества установлены нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ для водных объектов рыбохозяйственного значения (Приказ ..., 2016), которые, фактически, являются экологическими нормативами.

Концепция нормирования донных отложений более 30 лет находится в процессе обсуждения научной общественностью и природоохранными органами. К сожалению, единого мнения в отношении регламентирования их качества, выраженного в форме нормативного документа, до сих пор выработать не удалось (Протокол 2017).

В научных публикациях активно обсуждаются вопросы дальнейшего развития нормативной базы, высказываются предложения по применению современных подходов в сфере нормирования в приложении к требованиям мониторинга, контроля качества природной среды и регулирования природопользования. Их анализ показывает, что авторские концепции нормирования поверхностных вод, почв и донных отложений не только содержат оригинальные идеи, которые позволяют поднять на совершенно новый уровень систему нормирования в нашей стране, но и предлагают научно обоснованные пороговые значения для тех поллютантов и тех сред, для которых ранее федеральные нормативы не были установлены.

В качестве обнадеживающей тенденции в отечественной системе нормирования следует отметить тот факт, что начиная с 1990-х годов в субъектах РФ постепенно начали вводиться региональные нормативы качества донных отложений (Нормы и критерии ..., 1996; Региональный норматив ..., 2004; Нормативы допустимого ..., 2011; Об установлении нормативов ..., 2017), снежного покрова и растительности (Об установлении нормативов ..., 2017), допустимого остаточного содержания нефти и продуктов ее трансформации в почвах после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ (ДОСНП) (Нормативы ..., 2007; Краевой норматив ..., 2010; Нормативы допустимого ..., 2011; Региональный норматив ..., 2004; Региональные нормативы ..., 2009, 2010, 2011, 2019 и др.).

В ряде субъектов установлен порядок контроля состояния почв и почвогрунтов, используемых на объектах благоустройства и озеленения. Так, Постановление Правительства Москвы от 27.07.2004 № 514-ПП «О повышении качества почвогрунтов в городе Москве» содержит максимально допустимые

уровни загрязнения ввозимых в город почвогрунтов по ряду показателей, в том числе, по содержанию ТМ (мг/кг): ^ 2, As 10, Pb 65, № 70, Си 117, Zn 198.

Приказом Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ утверждены региональные ПДК А1 и Мо в воде водных объектов рыбохозяй-ственного значения для озера Большой Вудъявр и реки Белая Мурманской области (Приказ ..., 2020).

Региональные нормативы призваны вывести российскую систему нормирования на совершенно новый уровень, учитывающий местные почвенно-биоклиматические, ландшафтно-геохимические и иные условия, определяющие уровни накопления, миграции и трансформации загрязняющих веществ в различных природных средах.

Примеры диверсификации нормативной базы в области нормирования содержания загрязняющих веществ носят ограниченный характер. Это связано с тем, что приоритет, по понятным причинам, отдается федеральным гигиеническим нормативам предельно и ориентировочно допустимых концентраций, и только при их отсутствии - фоновым концентрациям либо другим видам нормативов, установленных субъектами РФ.

Ключевым предметом дискуссий в сфере нормирования остается вопрос: насколько объективно установлены и насколько методически грамотно применяются гигиенические нормативы содержания загрязняющих веществ в природных средах и можно ли указанные нормативы применять для оценки состояния природных экосистем, то есть как нормативы экологические? В основном эти дискуссии сосредоточены на двух природных объектах (средах) -поверхностных водах и почвах. Отсутствие нормативных концентраций загрязняющих веществ в донных отложениях водных объектов предоставляет более свободное поле для обсуждений.

Федеральным законом №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (в ред. Федерального закона от 21.07.2014 №219-ФЗ) определено, что при соблюдении нормативов в области охраны окружающей среды должно обеспечиваться устойчивое функционирование естественных экологических систем и сохраняться биологическое разнообразие. Из статьи 2 следует, что гигиенические нормативы качества почв, атмосферного воздуха, поверхностных вод следует в той же мере рассматривать как нормативы, регулирующие качество окружающей среды, то есть как нормативы экологические.

Подходы к формированию отечественной системы экологического нормирования заложены в работах Л.П. Брагинского (1981), Ю.А. Израэля (Израэль, 1994; Израэль и др., 1991), Е.Л. Воробейчика (Воробейчик и др., 1994; Воробейчик, 2013), Ю.Г. Пузаченко (1992), Г.С. Розенберга (2012), О.Ф. Садыкова (1989, 1992), Н.П. Строганова (1983), В.Д. Федорова и А.П. Левича

(Федоров, Левич, 1978; Федоров, Сахаров, Левич, 1982; Левич, Терехин, 1997), Т.И. Моисеенко (1998).

Методология экологического нормирования загрязняющих веществ в поверхностных водах, почвах и донных отложениях рассматривается в работах В.Н. Башкина (Башкин и др., 2004), И.Г. Важенина (1983), Р.В. Галиуллина и Р.А. Галиуллиной (2011, 2012), П.В. Елпатьевского (1985), Н.Г. Зырина (Зырин и др., 1985), В.Б. Ильина (Ильина, 1982, 1986, 1991, 1995а,б, 1996), В.З. Латыповой (Латыпова и др., 2002, 2005), Т.И. Моисеенко (2009), А.И. Обухова (Обухов и др., 1980, 1990), И.Н. Овчинниковой (2003), А.Д. Покаржевского (Покаржевский, Тэрыцэ, 1990), А.И. Сысо (Сысо, Ильин, 2008; Сысо, 2012, 2015), А.М. Степанова (1989), Н.Ю. Степановой (Степанова и др., 2015) и др.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Иванов Дмитрий Владимирович, 2023 год

- 68 с.

472. Янин, Е.П. Техногенные речные илы в зоне влияния промышленного города (формирование, состав, геохимические особенности). - М.: ИМГРЭ, 2002.

- 100 с.

473. Янин, Е.П. Техногенные речные илы (условия формирования, вещественный состав, геохимические особенности). - М.: АРСО, 2018. - 415 с.

474. Янин, Е.П. Экологическая геохимия и проблемы биогенной миграции химических элементов 3-го рода // Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы. - М.: Наука, 2003. - С. 37-75.

475. Яруллин, И.А. Эколого-геохимическая оценка г. Казани / И.А. Яруллин, Н.Н. Ведерников, Р.М., Хисматуллина Т.П. Конюхова // Эколого-геохимическая оценка городов. - М.: ИМГРЭ, 1991. - С. 62-66.

476. Abdallah, M.A.M. Accumulation and distribution of heavy metals in surface sediments of a semi enclosed basin in the southeastern Mediterranean Sea, Egypt // Mediterranean marine science. - 2007. - Vol. 8/1. - P. 31-40.

477. Abrahim, G.M.S. Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New Zealand / G.M.S. Abrahim, R.J. Parker // Environmental monitoring and assessment. -2008. - Vol. 136. - P. 227-238.

478. Abu-Rukah, Y. Assessment of anthropogenic influx of metallic pollutants in Yarmouk River, Jordan / Y. Abu-Rukah, H.A Ghrefat. // Environmental geology. -2001. - 40(6). - P. 683-692.

479. Badawy, W.M. Dataset of elemental compositions and pollution indices of soil and sediments: Nile River and delta - Egypt / W.M. Badawy, O.G. Duliu, M.V. Frontasyeva, H. El-Samman, S.V. Mamikhin // Data in brief. - 2020. - Vol. 28. - P. 105009.

480. Baize, D. Of the necessity of knowledge of the natural pedo-geochemical background content in the evaluation of the contamination of soils by trace elements / D. Baize, T. Sterckeman // Science of the total environment. - 2001. - 264. - Р. 127139.

481. Birth, G. A scheme for assessing human impacts on coastal aquatic environments using sediments // Coastal GIS. - Wollongong University papers in Center for maritime policy, 2003. - 14 р.

482. Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSCHV) von 12.1999. Bundesgesetzblatt I, 1554. - 33 p.

483. Burton, G.A. Sediment quality criteria in use around the world // Limnology.

- 2002. - №3. - Р. 65-75.

484. Bowen, H.J.M. Trace elements in biochemistry. - London: Academic Press, 1966. - 274 p.

485. Breckenridge, R.P. Determination of background concentrations of inorganics in soils and sediments at hazardous waste sites / R.P. Breckenridge, A.B. Crockett. - EPA/540/S-96/500. Engineering Forum Issue. - 32 p.

486. Brewster, C.S. Occurrence, distribution and composition of aliphatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in sediment cores from the Lower Fox River, Wisconsin, US / C.S. Brewster, V.K. Sharma, L. Cizmas, T.J. McDonald // Environmental Science and Pollution Research International. - 2018. - 25(5). - P. 4974-4988.

487. Chapman, P.M. The Sediment Quality Triad: Then, now and tomorrow / P.M. Chapman // International Journal of Environment and Pollution. - 2000. - 13. -P. 1-6.

488. Cheng, J. Assessment and mapping of environmental quality in agricultural soils of Zhejiang Province, China / J. Cheng, Z. Shi, Y Zhu. // Journal of environmental sciences. - 2007. - Vol. 19, №1. - P. 50-54.

489. Chester, R. The partitioning of elements in crust-dominated marine aerosols / R. Chester, K.J.T. Murphy, J. Towner, A. Thomas // Chemical geology. - 1986. - V. 54. - P. 1-15.

490. Chester, R. Pb in particulates from the lower atmosphere of the eastern Atlantic / R. Chester, J.H. Stoner // Nature. - 1973. - 245. - P. 27-28.

491. Chinese Environmental Protection Agency of the States. National soil environmental quality standard of China. 1995. - 4 p. (In Chinese).

492. Crommentuijn, T. Maximum permissible concentrations and negligible concentrations for metals, taking background concentrations into account / T. Crommentuijn, M.D. Polder, E.J. van de Plassche. Report no. 601501 001. -Netherland, 1997. - 262 p.

493. Crommentuijn, T. Maximum permissible and negligible concentrations for metals and metalloids in the Netherlands, taking into account background concentrations / T. Crommentuijn, D. Sijm, J. De Bruijn, M. van den Hoop, K. van Leeuwen, E. van de Plassche // Journal of environmental management. - 2000. - 60. -P. 121-143.

494. Darnley, A.G. Global geochemical database for environmental and resources management: recommendations for International Geochemical Mapping. Final Report of IGCP Project 259 / A.G. Darnley, A. Björklund, B0lviken B., N. Gustavsson, P.V. Koval, J.A. Plant, A. Steenfelt, M. Tauchid, X.-J. Xie, R.G. Garrett, G.E.M. Hall. -UNESCO, 1995. - 122 p.

495. De Deckere, E. Development of sediment quality guidelines for freshwater ecosystems / E. De Deckere, W. De Cooman, V. Leloup, P. Meire, C. Schmitt, P.C. Von der Ohe // Journal of Soils and Sediments. - 2011. - №11. - P. 504-517.

496. Derivation methods of soil screening values in Europe. A review and evaluation of national procedures towards harmonization / Ed. C. Carlon. - European Commission, Joint Research Centre, Ispra, EUR 22805-EN, 2007. - 306 p.

497. Environmental risks and challenges of anthropogenic metals flows and cycles. - Denmark, 2013. - 230 p.

498. EPA-905-B02-001-C. A Guidance Manual to Support the Assessment of Contaminated Sediments in Freshwater Ecosystems. Volume III - Interpretation of the Results of Sediment Quality Investigations.

499. EPA/540/1-89/002. Risk Assessment Guidance for Superfund. Vol. I. Human Health Evaluation Manual (Part A).

500. Förstner, U. Sediment quality objectives and criteria development in Germany / U. Förstner, W. Ahlf, W. Calmano // Water science technology. - 1993. -Vol. 28, №8-9. - P. 307-316.

501. Forstner, U. Concentrations of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in river sediments: geochemical background, man's influence and environmental impact / U. Forstner, G. Müller // Geojournal. - EPA/540/1-89/0021981. - p. 417-432.

502. Förstner, U. Metal pollution in aquatic environment / U. Förstner, G.T.W. Wittmann. - Berlin-Heidelberg-NY: Springer, 1983. - 481 p.

503. Fortescue, J.A.C. Landscape geochemistry - Retrospect and prospect - 1990 // Applied geochemistry. - 1992. - Vol. 7. - P. 1-53.

504. Galuszka, A. Different approaches in using and understanding the term «geochemical background» - practical implications for environmental studies // Polish journal of environmental studies. - 2007. - Vol. 16, №3. - P. 389-395.

505. Galuszka, A. Geochemical background - an environmental perspective / A. Galuszka, Z.M. Migaszewski // Mineralogia. - 2011. - 42, №1. - P. 7-17.

506. GB 36600-2018. Soil environmental quality - Risk control standard for soil contamination of development land.

507. Häkanson, L. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach // Water Resources. - 1980. - V. 14. - P. 975-1001.

508. Han, W. Ecological and health risks assessment and spatial distribution of residual heavy metals in the soil of an e-waste circular economy park in Tianjin, China / W. Han, G. Gao, J. Geng, Y. Li, Y. Wang // Chemosphere. - 2018. - Vol. 197. -P. 325-335.

509. Hawkes, H.E. Geochemistry in mineral exploration / H.E. Hawkes, J.S. Webb. - New York: Harper, 1962. - 415 p.

510. Horckmans, L. Local background concentrations of trace elements in soils: a case study in the Grand Duchy of Luxemburg / L. Horckmans, R. Swennen, J. Deckers, R. Maquil // Catena. - 2005. - 59. - P. 279-304.

511. ISO 11074:2015. Soil quality - Vocabulary.

512. ISO 16703:2011. Soil quality - Determination of content of hydrocarbon in the range C10 to C40 by gas chromatography.

513. ISO 19258:2018. Soil quality - Guidance on the determination of background values.

514. ISO 9377-2:2000. Water quality - Determination of hydrocarbon oil index.

515. Javra, J. Geochemical baselines in the assessment of soil contamination in Finland. - Espoo: Geological Survey of Finland, 2016. - 52 p.

516. Johnson, C.C. Urban geochemical mapping studies: how and why we do them / C.C. Johnson, E.L. Ander // Environmental Geochemistry and Health. - 2008. Vol. 30. - P. 511-530.

517. Kim, A.W. PAH, PCB, TPH and mercury in surface sediments of the Delaware River Estuary and Delmarva Peninsula, USA / A.W. Kim, C.H. Vane, V. Moss-Hayes, S.E. Engelhart, A.C. Kemp // Marine Pollution Bull. - 2018. - 129(2). -P. 835-845.

518. Kowalska, J. Soil pollution indices conditioned by medieval metallurgical activity - A case study from Krakow (Poland) / J. Kowalska, R. Mazurek, M. G^siorek, M. Setlak, T. Zaleski, J. Waroszewski // Environmental pollution. - 2016. - Vol. 2. -P. 1023-1036.

519. Kribek, B. Discrimination of lithogenic and anthropogenic sources of metals and sulphur in soils of the central-northern part of the Zambian Copperbelt Mining District: A topsoil vs. subsurface soil concept / B. Kribek, V. Majer, F. Veselovsky, I. Nyambe // Journal of Geochemical Exploration. - 2010. - Vol. 104. - P. 69-86.

520. Li, W. A comparative analysis of environmental quality assessment methods for heavy metal-contaminated soils / W. Li, X. Zhang, B. Wu, S. Sun, Y. Chen, W. Pan, D. Zhao, S. Cheng // Pedosphere. - 2008. - №18(3). - P. 344-352.

521. Li, S. A comprehensive survey on the horizontal and vertical distribution of heavy metals and microorganisms in soils of a Pb/Zn smelter / S. Li, B. Zhao, M. Jin, L. Hu, H. Zhong, Z. He // Journal of hazardous materials. - 2020. - Vol. 400. - P. 123255.

522. Likulu, A. Assessment of heavy metal enrichment and degree of contamination around the copper-nickel mine in the Selebi Phikwe region, Eastern Botswana / A. Likulu, K. Mmolawa, G. Gaboutloeloe // Environment and ecology research. - 2013. - Vol. 1(2). - P. 32-40.

523. Lima, A. Evaluation of geochemical background at regional and local scales by fractal filtering technique: Case studies in selected Italian areas // Environmental Geochemistry. Site characterization, Data Analysis and Case Histories. - Amsterdam: Elsevier, 2008. - P. 135-152.

524. Lijzen, J.P.A. Technical Evaluation of the Intervention Values for Soil, Sediment and Groundwater / J.P.A. Lijzen, A.J. Baars, P.F. Otte, M.G.J. Rikken, F.A. Swartjes, E.M.J. Verbruggen, A.P. van Wezel. - RIVM Report 711701. 2001. - 147 p.

525. MacDonald, D.D. Development and evaluation of consensus-based quality guidelines for freshwater ecosystem / D.D MacDonald., C.G. Ingersoll, T.A. Berger // Arch. Environ. Contam. Toxicol. - 2000.- Vol. 39. - 20 p.

526. Maletic, S. Potential for anaerobic treatment of polluted sediment / S. Maletic, S. Murenji, J. Agbaba, S. Roncevic, M. Kragulj Isakovski, J. Molnar Jazic, B. Dalmacija // Journal of Environmental Management. - 2018. - 15. 214. - P. 9-16.

527. Mathee, A. Concentrations of arsenic and lead in residential garden soil from four Johannesburg neighborhoods / A. Mathee, T. Kootbodien, T. Kapwata, N. Naicker // Environmental research. - 2018. - Vol. 167. - P. 524-527.

528. Matschullat, J. Geochemical background - can we calculate it? / J. Matschullat, C. Ottenstein, C. Reimann // Environmental geology. - 2000. - 39(9). - P. 990-1000.

529. Mazurek, R. Assessment of heavy metals contamination in surface layers of Roztocze National Park forest soils (SE Poland) by indices of pollution / R. Mazurek, J. Kowalska, M. G^siorek, P. Zadrozny, A. Józefowska, T. Zaleski, W. K^pka, M. Tymczuk, K. Orlowska // Chemosphere. - 2017. - Vol. 168. - P. 839-850.

530. Memoli, V. Evaluation of tourism impact on soil metal accumulation through single and integrated indices / V. Memoli, F. Esposito, S.C. Panico, A. De Marco, R. Barile, G. Maisto // Science of the total environment. - 2019. - Vol. 682. - P. 685-691.

531. Moxham, R.L. Minor element distribution in some metamorphic pyroxenes // Canadian Mineralogist. 1960. V. 6. P. 522-545.

532. Müller, G. Schwermetalle in den sedimenten des Rheins - veranderungen seit 1971 // Umschau 79. - 1979. - H. 24. - S. 778-783.

533. Müller, G. Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River / G. Müller, G. Putz // Geojournal. - 1969. - Vol. 2, №3. - P. 108-118.

534. Nemerow, N.L. Stream, lake, estuary and ocean pollution. 2nd ed. - New York: Van Nostrand Reinhold, 1991. - 444 p.

535. NFESC User's Guide UG-2054-ENV. Guidance for environmental background analysis. Volume II: Sediment. - Washington, 2003. - 217 p.

536. Noncent, D. Sedimenological and geochemical data in bed sediments from a tropical river-estuary system impacted by a developing megacity, Ho Chi Minh City -Vietnam / D. Noncent, E. Strady, J. Némery, N. Thánh-Nho, D. Hervé, B. Mourier, M. Babut, T. Nguyena, T. Nguyena, C. Marchandi, M. Desmetj, A. Trank, J. Aiméa, N. Gratiot, O. Dinha, P. Nguyen // Data in Brief. - 2020. - 31. - P. 261-269.

537. Persaud, D. Guidelines for the protection and management of aquatic sediment quality in Ontario / D. Persaud, R. Jaagumagi, A. Hayton. - Toronto, 1993. -24 p.

538. Nowrouzi, M. Application of geoaccumulation index and enrichment factor for assessing metal contamination in the sediments of Hara Biosphere Reserve, Iran /

M. Nowrouzi, A. Pourkhabbaz // Chemical speciation and bioavailability. - 2014. -26:2. - P. 99-105.

539. Peterson, G.S. Evaluation of a fluorometric screening method for predicting total PAH concentrations in contaminated sediments / G.S. Peterson, R.P. Axler, K.B. Lodge, J.A. Schuldt, J.L. Crane // Environmental monitoring and assessment. - 2002.

- Vol. 78, №2. - P. 111-129.

540. Reimann, C. Distinguishing between natural and anthropogenic sources for elements in the environment: regional geochemical surveys versus enrichment factors / C. Reimann, P. de Caritat // The Science of the total environment. - 2005. - Vol. 337.

- Р. 91-107.

541. Reimann, C. Geochemical background - concept and reality / C. Reimann, R.G. Garrett // The Science of the Total Environment. - 2005. - 350. - Р. 12-27.

542. Samanta, S. Assessment of heavy metal contaminations in water and sediment of River Godavari, India / S. Samanta, V. Kumar, S.K. Nag, K. Saha, A.M. Sajina, S. Bhowmick, S.K. Paul, B.K. Das // Aquatic ecosystem health and management. - 2021. - 24 (4). - P. 23-33.

543. Samar, M. Heavy metals assessment of surface sediments in Mighan wetland using the sediment quality index / M. Samar, S. Faezeh // Ecopersia. - 2017. - Vol. 5, №2. - P. 1761-1770.

544. Shimp, N.F. Trace element and organic carbon accumulation in the most recent sediments of southern Lake Michigan / N.F. Shimp, J.A. Schleicher, R.R. Ruch, D.B. Heck, H.V. Leland // Illinois State Geol. Surv. Environ. Geol. Notes. - 1971. -№41.

545. Soil remediation circular. — 57 p.

546. Stepanova, N.Yu. Comparison of toxicity of sediments from rivers with different levels of anthropogenic load (Middle Volga region, Russia) based on elutriate and whole sediment tests / Stepanova N.Yu., Latypova T.R., Novikova L. V. // Учен. зап. Казан. ун-та. Естеств. науки. - 2016. - Т. 158, кн. 3. - С. 416-439.

547. Swartjies, F.A. Risk-based assessment of soil and ground-water quality in the Netherlands: standards and remediation urgency // Risk Analysis. - 1999. - 19, №26.

- Р. 1235-1249.

548. Tao, H. Quantifying influences of interacting anthropogenic-natural factors on trace element accumulation and pollution risk in karst soil / H. Tao, X. Liao, Y. Li, C. Xu, G. Zhu, D.P. Cassidy // Science of the total environment. - 2020. - Vol. 721. -P. 137770.

549. Taylor, S.R. Abundance of chemical elements in continental crust: a new table // Geochimica et cosmochimica acta. - 1964. - V. 28, Iss. 8. - P. 1273-1285.

550. Taylor, S.R. The continental crust: its composition and evolution / S.R. Taylor, S.M. McLennan. - Oxford: Blackwell Science Publ., 1985. - 330 p.

551. Tomlinson, D.C. Problems in the assessment of heavy metal levels in estuaries and the formation of a pollution index / D.C. Tomlinson, J.G. Wilson, C.R. Harris, D.W. Jeffrey // Helgel Meeresuntters. - 1980. - Vol. 33. - P. 566-575.

552. Turekian, K.K. Distribution of the elements in some major units of the Earth's crust / K.K. Turekian, K.H. Wedepohl // Geological society of America bulletin. - 1961. - Vol. 72. - P. 175-192.

553. Vácha, R. Soil Contamination Health Risks in Czech Proposal of Soil Protection Legislation / R. Vácha, M. Sáñka, J. Skála, J. Cechmánková, V. Horváthová // Environmental Health Risk-Hazardous Factors to Living Species / Ed. M. Larramendy. https://doi.org/10.5772/62456 (Дата обращения 7.02.2022).

554. Van de Guchte, C. The sediment quality triad: an integrated approach to assess contaminated sediments / C. Van de Guchte // River Water Quality, Ecological Assessment and Control, ECSC-EEC-EAEC, Brussels-Luxembourg, 1992. - P. 425.

555. VROM. Premises for risk management. Risk limits in the context of environmental policy. Second chamber, session 1988-1989, 1989. 21137, no 5.

556. Warmer, H. Water pollution control in the Netherlands. Policy and practice 2001 / H. Warmer, R. van Dokkum. - Lelystad: RIZA report, 2002. - 77 р.

557. Wedepohl, K.H. The composition of the continental crust / K.H Wedepohl. // Geochimica et cosmochimica acta. - 1995. - V. 59, №7. - P. 1217-1232.

558. Wet Chemishe Afvalstoffen (WCA). 26.05.77.

559. Xu, S. Analysis of heavy metal pollution evaluation and speciation of cadmium in Shenyang Zhang Shi irrigation / S. Xu, S. Guo, X. Hu // Journal of Applied Ecology. - 2007. - 19. - P. 2144-2148.

560. Yisa, J. Assessment of toxic levels of some heavy metals in road deposited sediments in Suleja, Nigeria / J. Yisa, J.O Jacob., C.C. Onoyima // American Journal of Chemistry. - 2012. 2(2). - P. 34-37.

561. Zhao, X. Arsenic and cadmium as predominant factors shaping the distribution patterns of antibiotic resistance genes in polluted paddy soils / X Zhao., J.-P. Shen, L.-M. Zhang, S. Du, H.-W. Hu, J.-Z. He // Journal of hazardous materials. 2020. - Vol. 389. - P. 121838.

562. Zoller, W.H. Atmospheric concentrations and sources of trace metals at the South Pole / W.H. Zoller, E.S. Gladney, R.A. Duce // Science. - 1974. - 183. - Р. 199201.