Контроль загрязнения почв пестицидами

Точечные пробы отбирают методом конверта по диагонали или другим способом, следя за тем, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для исследуемых почвенных горизонтов и ключевых участков.

Метод конверта является наиболее распространенным способом отбора смешанных почвенных образцов и чаше всего применяются для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого элементарного участка (или каждой рабочей пробоотборной площадки) берут 5 образцов почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5 – 10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см., что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг (по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг почвы. Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки и прилагают к ним этикетки (сопроводительные талоны).

Объединенную пробу почвы готовят из точечных проб. При определении в почве поверхностно – распределяющихся веществ (ПАУ, тяжелые металлы, радионуклиды и др.) точечные пробы обычно отбирают с помощью трубчатого пробоотборника послойно на глубине 0,5 и 20 см массой до 0,2 кг. При оценке загрязнения почвы летучими соединениями или веществами с высокой способностью к вертикальной миграции (нитрозоамины) пробы отбирают по всей глубине почвенного профиля в герметично закрывающиеся емкости. При невозможности быстрого анализа на месте пробы хранят в условиях, как правило, описанных в методиках анализа.

Для определения содержания химических веществ в почве, количество проб должно составлять не менее 1 объединенной пробы, а размер пробных площадок при однородном почвенном покрове должен составлять от 1 до 5 га, при неоднородном – от 0,5 до 1 га.

Для определения физических свойств и структуры почвы, количество точечных проб должно составлять от 3 до 5 (на каждый горизонт), а размер пробных площадок, при однородности почвы, должен составлять от 1 до 5 га, при неоднородном – от 0,5 до 1 га.

Для определения патогенных организмов и вирусов в грунтах, количество объединенных проб должно составлять не менее 10. При этом, каждая объединенная проба составляется из 3 точечных. Количество отбираемых проб зависит от мощности горизонта или слоя. При мощности горизонта или слоя свыше 40 см – раздельно, с разной глубины отбирается не менее 2 проб. Пробные площадки намечают по координатной сетке с указанием их номеров и координат.

При общем загрязнении почв исследуемые участки для отбора проб выбирают по координационной сетке, указывая номер координаты.

При локальном загрязнении грунтов отбор проб проводят по системе концентрических кругов, расположенных на дифференцированных расстояниях от источника загрязнения. Круги нумеруются, и указывается азимут места отбора проб.

При исследовании загрязнений почв пробы отбирают пошарово с глубин 0-5, 0-20, 21-40, 41-60 см в зависимости от поставленной цели. Кроме того, определяют размер исследуемого учатка, количестко и вид проб. В среднем размер участка составляет 25 га (в Полесье – 8 га, лесостепная зона – 25 га, степная – 40 га). Для определения в почвах химических веществ, а также их токсичности и мутагенности, размер участка варьируется от 1 до 5 га, где отбирают не меньше одной объединенной пробы, масса которой должна быть не меньше 400 г.

На отобранные пробы составляется документ-этикетка, в котором указываются:

- порядковый номер и место отбора пробы,

- рельеф местности,

- характеристика отбираемой на анализ почвы,

- целевое назначение территории,

- вид загрязнения

- дата отбора.

Отобранные пробы для химического анализа упаковываются, транспортируются и хранятся в специальных ёмкостях из химически нейтрального материала.

Пробы для анализа летучих химических веществ помещают в специальные банки с притертыми пробками.

Пробы для определения физических свойств упаковываются, транспортируются и хранятся таким образом, чтобы сохранить их структуру.

Пробы для анализа патогенных организмов и вирусов упаковываются, транспортируются и хранятся в стерильных ёмкостях.

Для проведения исследований отобранные пробы высушиваются до абсолютно-сухого или воздушно-сухого состояния. Абсолютно-сухую пробу грунта получают путем высушивания её до постоянного веса при температуре 105 ^оС. Воздушно-сухую пробу грунта получают путем высушивания её до постоянной массы при температуре и влажности лабораторного помещения.

На микробиологический анализ отобранные пробы грунтов исследуются в течение 5 ч после их отбора или в течение 2 суток при температуре их хранения не выше 4^оС.

Специфической процедурой является отбор проб с твердых, гладких и не сорбирующих поверхностей (глина, стекло, кафель, пластмасса, металл, лакокрасочные покрытия и др.). Для этой цели применяют ватно – марлевые или ватные тампоны, смоченные водой или органическим растворителем. Иногда берут мазки или смывы со стен, полов, окон производственных помещений (с площади примерно 0,5 м²), а с поверхности зданий соскабливают внешний слой покрытия толщиной 1 – 2 мм с площади 0,1 – 0,25 м².

При оценке степени загрязнения почвы из-за чрезвычайно боль­шой трудоемкости и стоимости проводимых работ не всегда нужна сплошная съемка загрязненных почв. Целесообразнее и экономич­нее прослеживать пути воздушного и водного загрязнения почв, анализируя объединенные образцы, которые следует отбирать на ключевых участках, расположенных в секторахрадиусах вдоль пре­обладающих воздушных потоков.

Под ключевым участком понимается участок (1...10 га и бо­лее), характеризующий типичные, постоянно повторяющиеся в данном районе сочетания почвенных условий и условий рельефа, растительности и других компонентов физико-географической сре­ды. Основную часть ключевых участков следует располагать в на­правлении двух экстремальных лучей (румбов) розы ветров. При нечетко выраженной розе ветров участки должны характеризовать территорию равномерно в направлении всех румбов розы ветров. Если есть основание полагать, что миграция тяжелых металлов связана с водными потоками, то направление лучей нужно согла­совывать с вектором водной миграции. Общее количество исследу­емых участков — 15... 20.

Изучение процессов загрязнения почв на ключевых участках проводится более детально, чем на остальных территориях. Оно довольно трудоемко и требует много времени. Ключевые участки размещают на обследуемой территории таким образом, чтобы они характеризовали все возможные ландшафтно-геохимические усло­вия, разнообразие генезиса, состава и сочетания почв, типичные биоценозы и, конечно, фоновые и техногенные участки.

Под почвенно-геоморфологическим профилем следует пони­мать заранее выбранную узкую полосу земной поверхности, на которой установлена связь степени загрязнения почв с одним или нескольким экологическими факторами. Почвенно-геоморфологические профили закладываются по векторам розы ветров. Профи­ли не могут полностью заменить ключевые участки, особенно в тех случаях, когда изменение степени загрязнения почв обуслов­лено характером микрорельефа, связь которого с загрязнением почв наиболее наглядно проявляется на большой территории. Следова­тельно, почвенно-геоморфологические профили и ключевые участ­ки должны дополнять друг друга.

Нефтяное загрязнение почв

Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв, а очистка от нефти очень сильно затруднена. Последствия для почв, вызванные нефтезагрязнением, можно без преувеличения назвать чрезвычайными. Нефть обволакивает почвенные частицы, почва не смачивается водой, гибнет микрофлора, растения не получают должного питания. Наконец, частицы почвы слипаются, а сама нефть постепенно переходит в иное состояние, ее фракции становятся более окисленными, затвердевают, и при высоких уровнях загрязнения почва напоминает асфальтоподобную массу

Наблюдения за загрязнением почв тяжелыми металлами

Тяжелые металлы начали изучать одними из первых. Значительный ущерб почвам приносит загрязнение именно тяжелыми металлами. В природе таких элементов 78, но особую опасность представляют ртуть, кадмий, мышьяк, никель, свинец, цинк, медь. На распределение продуктов техногенеза по поверхности почвы влияют метеорологические, топографические, геохимические факторы, характер источников загрязнения. Основное загрязнение наблюдается около промышленных центров и автомагистралей.

Поступая в атмосферу их факелов предприятий, тяжелые металлы затем оседают на поверхность почвы в виде аэрозолей, пыли, растворенных соединений, затем с дождем и снегом переносятся и накапливаются в провинциях, создают неблагоприятные условия для развития процессов почвообразования. Каждый квадратный метр почвы ежегодно поглощает из АВ 6 кг вредных веществ. В результате происходит деградация почвы, нарушение процессов почвообразования, изменение реакции почвы, угнетение растительности до полного ее исчезновения, возрастает интенсивность почвенной эрозии, разрушается структура почвы, уменьшается ее пористость, ухудшается вводно-воздушный режим почвы.

Поступление тяжелых металлов в литосферу вследствие техногенного рассеяния осуществляется разнообразными путями. Важнейшим из них является выброс при высокотемпературных процессах (черная и цветная металлургия, обжиг цементного сырья, сжигание минерального топлива). Кроме того, источником загрязнения биоценозов могут служить орошение водами с повышенным содержанием ТМ, внесение осадков бытовых сточных вод в почвы в качестве удобрения, вторичное загрязнение вследствие выноса ТМ из отвалов рудников или металлургических предприятии водными или воздушными потоками, поступление больших количеств ТМ при постоянном внесении высоких доз органических, минеральных удобрений и пестицидов.

Несмотря на значительное разнообразие соединений ТМ, поступающих в почву из окружающей среды, фазовый состав элементов в составе газопылевых выбросов предприятий цветной металлургии довольно однотипен; они представлены преимущественно оксидами.

Первым этапом трансформации оксидов ТМ в почвах является взаимодействие их с почвенным раствором и его компонентами. даже в такой простой системе, как вода, находящаяся в равновесии с СО2 атмосферного воздуха, оксиды ТМ подвергаются изменениям и существенно различаются по своей устойчивости.

Процесс трансформации тяжелых металлов, поступивших в почву в процессе техногенеза, включает следующие стадии:

1) преобразование оксидов ТМ в гидроксиды (карбонаты, гидрокарбонаты);

2) растворение гидроксидов (карбонатов, гидроксокарбонатов) ТМ и адсорбция соответствующих катионов ТМ твердыми фазами почв;

3) образование фосфатов ТМ и их соединений с органическими веществами почвы.

Часть техногенных выбросов тяжелых металлов, поступающих в атмосферу в виде тонких аэрозолей, переносится на значительное расстояние и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть с гидрохимическим стоком попадает в бессточные водоемы, где накапливается в водах и донных отложениях и может стать источником вторичного загрязнения. Основная масса выбросов осаждается в непосредственной близости от источника загрязнения. Теоретически техногенные аномалии представляют систему концентрических колец, в которых концентрация ТМ убывает от центра к периферии. В реальной природной обстановке форма и размеры Зон загрязнения существенно отличаются от теоретических; обычно наблюдается неплохая корреляция формы и размеров зон загрязнения с конфигурацией розы ветров. Вокруг крупных предприятий цветной металлургии образуются сильные техногенные аномалии металлов, например вокруг Норильского горного металлургического комбината. Для таких предприятий характерно наличие зоны максимальных концентраций тяжелых металлов. На расстоянии до 5 км от источника и зоны повышенных содержаний на расстоянии до 20—50 км.

В зонах максимального загрязнения нередко формируется "техногенная пустыня" территория сильно эродированная, личная верхнего гумусового горизонта, растительности. Вокруг промышленных предприятий меньшей мощности зона максимального загрязнения простирается на расстояние до 1—2 км, и площадь загрязненных земель значительно меньше.

Локальные техногенные геохимические аномалии образуются также вокруг предприятий, которые перерабатывают сырье, содержащее тяжелые металлы и другие загрязняющие вещества в виде примесей. Так, геохимические аномалии меди, цинка, свинца образуются вокруг суперфосфатных заводов. Вокруг крупных тепловых электростанций образуются зоны загрязнения металлами 10—20 км в диаметре. Любые городские территории являются значительным источником загрязнения ТМ.

Вблизи автострад обнаружено сильное загрязнение ТМ, особенно свинцом, а также цинком, кадмием. Ширина придорожных аномалий свинца в почве достигает 100 м и более.

Главным источником элементов для растений являются почвы. По степени накопления элементов растениями мерой является коэффициент биологического поглощения Ах отношение содержащего элемента в золе растений к содержанию этого элемента в почве или породе. Различные растения аккумулируют разное число микроэлементов. Так, медь накапливают растения семейства гвоздичных, кобальт перцы. Высокий коэффициент биологического поглощения цинка характерен для березы карликовой и лишайников, никеля и меди — для вероники и лишайников.

Химические элементы неравномерно распределены по органам растений. Значительная часть элементов накапливается в наземных частях растений (листьях, стеблях): Mn, Mo, Sr, La, Cu, Ti, Ni, в меньшей степени Fe, Al, Co. В корнях растений аккумулируются такие элементы, KaKAg, Pb, Sn, W, Cr, V, U. Равномерно распределены в органах растений цинк (в растительности таежной зоны), олово и цинк (в альпийских и субальпийских лугах), хром (в растительности альпийских регионов).

При изучении органов и тканей у человека на содержание тяжелых металлов учитывают аккумулирующие свойства органов; чаще изучают печень, почки, легкие.

В настоящее время для ряда тяжелых металлов установлены ориентировочно допустимые количества (ОДК) их содержания в почвах, утвержденные приказами органов здравоохранения, которые используются вместо ПДК.

Организация наблюдений и контроля за загрязнением почв тяжелыми металлами состоит в следующем:

1.Перед началом выполнения по наблюдения необходимо провести планирование работ, т.е. определить количество точек отбора проб, составить схему их территориального размещения, наметить маршруты, последовательность обработки, сроки выполнения заданий, наличие и качество топографического материала и тематических карт, собрать информацию об источниках загрязнения.

2.Наблюдения за уровнем загрязнения носят экспедиционный характер. Время проведения не имеет значения, однако лучше проводить исследования летом в период сбора сельскохозяйственных культур. Повторные наблюдения проводятся через 5-10 лет.

3.При выборе участков наблюдения проводят круги радиусами 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 20; 39; 50 км (в масштабе карты), т.е. оконтуривается зона возможного загрязнения тяжелыми металлами. Протяженность зоны загрязнения почв определяется розой ветров, характером выбросов, высотой трубы, рельефом местности и др. Значительное количество аэрозолей и газов переносятся на большое расстояние.

4.На подготовленный план местности наносят розу ветров по 8-16 румбам. Самый большой отвечает наибольшей повторяемости ветров, располагается в подветренную сторону на расстояние 25-30 км.

5.В направлении радиуса с наибольшей загрязненностью строятся секторы шириной 200-300 м с постепенным расширением до 1-3 км. В местах пересечения осей секторов с кругами размещаются ключевые участки. На них располагается сеть опорных разрезов, пункты, площадки отбора проб. Ключевой участок имеет размер 1-10 га с типичными физико-географическими условиями. Если роза ветров выражена нечетко, то ключевые участки размещают равномерно во всех направлениях. Если миграция тяжелых металлов связана с водными потоками, то направление лучей необходимо согласовать с направлением водных потоков. Общее количество участков составляет 15-20.

6.При оценке целесообразно проследить пути воздушного и водного загрязнения почв. Наибольшее внимание следует уделить ключевым участкам и вдоль преобладающих потоков. Следует провести сравнение изменения уровня загрязнения по мере увеличения либо изменения воздействия того или иного фактора.

Карта-схема проведения наблюдений загрязнения почв ТМ вокруг предприятий

Наиболее четко эти закономерности можно выделить на грунтово-геоморфологических профилях, пересекающих территорию вдоль преобладающих потоков. При проведении мониторинга почв обязателен процесс составления и оформления почвенных карт загрязнения почв.

При наблюдении за уровнем загрязнения почв тяжелыми ме­таллами большое значение имеет сравнение изменений, происхо­дящих по мере увеличения или уменьшения влияния того или иного фактора, и вызванных этими изменениями закономерных смен степени загрязнения почв различными ингредиентами в простран­стве. Наиболее четко эти закономерности можно выявить на почвенно-геоморфологических профилях (это заранее выбранная узкая полоса земной поверхности, на которой устанавливается корреляция степени загрязнения почв одним или несколькими экологическими факторами), секущих всю территорию вдоль преобладающих направлений ветра, что является ценным методом исследования сопряженных связей между распределени­ем загрязняющих веществ в почвах и средой.

Достоверно установлено, что техногенные выбросы, загрязня­ющие почвенный покров через атмосферу, сосредоточиваются в поверхностных слоях почвы. Тяжелые металлы сорбируются, как правило, в первых 2...5 см от поверхности. Загрязнение нижних горизонтов происходит в результате обработки почвы (вспашки, культивации, боронования), а также вследствие диффузионного и конвективного переноса через трещины, ходы почвенных живот­ных и растений. Поэтому наиболее четкая картина загрязненности почвенного покрова тяжелыми металлами может быть получена при отборе проб почв с глубин 0... 10 и 0...20 см на пашне и 0...2,5; 2,5...5,0; 5... 10; 10...20 и 20...40 см на целине или старой залежи.

Одним из важных факторов антропогенного воздействия на почву является применение минеральных удобрений и пестицидов. Минеральные удобрения, вносимые в почву, не полностью усваиваются растениями, многие из них выносятся в водные объекты. Из минеральных удобрений особо следует выделить азотные удобрения. Их избыток отрицательно действует на растения, т.к. N₂ накапливается в почве в виде нитратов и легко вымывается с почвенными водами, поскольку в этой форме азот не сорбируется в почве.

При использовании аммиачных форм азотных удобрений происходит потеря гумуса, возрастает минерализация. Другими источниками загрязнения почв азотом являются:

- сточные воды от животноводческих комплексов, содержащие большое количество азота;

- промышленные комплексы по производству азота;

- пресыщение почв азотом при многократном посеве сои и других бобовых культур.

Пестициды вызывают депрессию процесса нитрификации и увеличивают эрозию почв. Пестициды влияют и на насекомых-опылителей, содержание микроэлементов и других биогенных веществ в растениях, влияют на устойчивость сельскохозяйственных продуктов к хранению, на пищевые качества и вкус, а следовательно и здоровье человека.

До 80% пестицидов абсорбируется почвенным гумусом, накапливаются и практически не подвергаются разложению. Испаряясь с поверхности почв, они загрязняют атмосферу, а просачиваясь – грунтовые воды. Кроме того, происходит неконтролируемое загрязнение земель тяжёлыми металлами такими как: Hg, Pb, Cd. Этосвязано с тем, что при сжигании горючих ископаемых вместе с золой на поверхность земли поступают миллионы тонн тяжелых металлов содержащихся в угле, нефти.

Пестициды включают в себя следующие вещества: инсектици­ды — для борьбы с нежелательными насекомыми, гербициды — для уничтожения сорняков, фунгициды — для борьбы с грибко­выми болезнями. Кроме того, существуют еще фумиганты и ре­пелленты (вещества, повышающие урожайность сельскохозяйствен­ных культур). Применение пестицидов способствует повышению урожая от 20 до 60 % при затратах 1... 5 % от общих издержек. Буду­чи биологически активными, они часто оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду.

В настоящее время существуют конкретные правила и методы отбора проб почв для определения микроколичества пестицидов и гербицидов, разработанные Институтом экспериментальной ме­теорологии (ИЭМ) Росгидромета. В соответствии с этими прави­лами наблюдения и контроль за загрязнением почв пестицидами и гербицидами включают в себя несколько важных моментов, на которые следует обратить внимание.

При подготовке к наблюдениям и контролю за загрязнением почв в полевых условиях, как правило, изучается имеющийся ма­териал о физико-географических условиях объекта исследования, осуществляется детальное ознакомление с информацией о дли­тельности применения пестицидов в хозяйствах изучаемого объек­та, выявляются так называемые выборочные хозяйства с наиболее интенсивным (по объему) применением пестицидов в течение по­следних 5... 7 лет, анализируются материалы об урожайности сельскохозяйственных культур и т.д.

Исследование загрязнения почв пестицидами проводится на постоянных и временных пунктах наблюдения. Постоянные пунк­ты создаются в различных хозяйствах района обследований не ме­нее чем на 5-летний период. Число постоянных пунктов зависит от числа и размеров хозяйств. К постоянным относятся территории молокозаводов, мясоком­бинатов, элеваторов, плодоовощных баз, птицеферм, рыбхозов и лесхозов и т.д. Для оценки фонового загрязнения почв пестицида­ми выбираются участки, удаленные от сельскохозяйственного и промышленного производства, находящиеся в «буферной зоне» заповедников. На временных пунктах наблюдение и контроль за загрязнением почв пестицидами осуществляются в течение одного вегетационного периода или года.

Как правило, в каждом хозяйстве обследуются 8... 10 полей под основными культурами. В каждом крае и области ежегодно нужно обследовать несколько хозяйств, равномерно распределенных по территории (не менее 2). Для оценки загрязнения инсектицидами, гербицидами, фунгицидами и другими пестицидами почвы отби­раются 2 раза в год: весной после сева и осенью после уборки урожая. При установлении многолетней динамики остаточных количеств пестицидов в почвах или же миграции их в системе поч­ва—растения наблюдения проводятся не менее 6 раз в год (фоно­вые — перед посевом, 2...4 раза во время вегетации культур и 1... 2 раза в период уборки урожая).

Для оценки площадного загрязнения почв пестицидами обычно составляется исходная проба почвы, в которую входят 25...30 проб (выемок), отобранных в поле по диагонали тростевым почвенным буром, который погружается в почву на глубину пахотного слоя (0... 20 см). Почва, попавшая в пробу из подпахотного слоя, удаляет­ся. Масса почвы, отобранной тростевым буром, составляет 15... 20 г. Отбор проб почвы можно производить лопатой. Если наблюдения за загрязнением почвы пестицидами производятся в садах, то каж­дая проба отбирается на расстоянии 1 м от ствола дерева. Пробы-выемки, из которых составляется исходная проба, должны быть близки между собой по окраске, структуре, механическому со­ставу и т.д.

В целях изучения вертикальной миграции пестицидов, как пра­вило, закладываются почвенные разрезы, размеры (глубина) ко­торых зависят от мощности почв. Почвенные разрезы представля­ют собой глубокие шурфы, пересекающие всю серию почвенных горизонтов и вскрывающие верхнюю часть подпочвы, т.е. неиз­менные или слабо измененные материнские породы.

В выбранном на поверхности земли месте очерчивают форму шурфа — продолговатый четырехугольник со сторонами при­мерно 0,8 х 1,5... 2,0 м. Одна из коротких стенок шурфа к момен­ту описания должна быть обращена к солнцу. Эта стенка будет «лицевой», рабочей, предназначенной для изучения разреза почвы.

Перед взятием проб почвы производится краткое описание места расположения разреза и почвенных горизонтов (влажность, цвет, окраска, механический состав, структура, сложение, новообразо­вания, включения, развитие корневых систем, следы деятельнос­ти животных, мерзлота). Пробы почвы берутся на «лицевой» сто­роне начиная с нижних горизонтов. С каждого генетического гори­зонта почвы берется один образец толщиной 10 см.

Площади поля, загрязнение которого характеризует одна ис­ходная проба почвы, для разных категорий местности и почвен­ных условий неодинаковы.

Отобранные тем или иным способом пробы-выемки ссыпаются на крафт-бумагу, затем тщательно перемешиваются и квартуются 3 — 4 раза. После квартования почва тщательно перемешивается и делится на 6...9 частей, из центров которых берется примерно одинаковое количество почвы и насыпается в полотняный мешо­чек или на крафт-бумагу. Масса полученного исходного образца почв должна составлять 400... 500 г. Образец снабжается этикеткой и регистрируется в полевом журнале, в котором записываются сле­дующие данные: порядковый номер образца, место отбора, рель­еф, вид сельскохозяйственного угодья, площадь поля, дата отбо­ра, кто отбирал.

Исходные пробы почв должны анализироваться в естественно-влажном состоянии. Если по каким-либо причинам произвести анализ в течение одного дня не представляется возможным, то пробы высушиваются до воздушно-сухого состояния в защищен­ных от солнца местах. В лаборатории из воздушно-сухого образца методом квартования берется средняя проба массой 0,2 кг. Из нее удаляются корни, камни, инородные включения, затем она рас­тирается в фарфоровой ступке и просеивается через сито с отвер­стиями диаметром 0,5 мм, после чего из нее берут навески по 10...50 г для химического анализа.

Контроль загрязнения почв вредными веществами промышленного происхождения

Перед выполнением полевой программы наблюдений за уров­нем загрязнения почв в природных и сельскохозяйственных ланд­шафтах необходимо провести планирование работ, т. е. определить примерное количество точек отбора почв, которые дадут основ­ной физический материал, составить схему их территориального размещения, наметить полевые маршруты или последовательность обработки площадей, установить календарные сроки исполнения задания. Помимо этого следует проверить наличие и качество то­пографического материала, а также тематических карт (почвен­ных, геоботанических, геологических, геохимических и др.). Кро­ме того, необходимо собрать сведения об источниках загрязнения почв на территории (расположение, используемое сырье, объем производства, отходы), а также установить связь с учреждениями, которые заинтересованы в предполагаемых обследованиях.

Наблюдения за уровнем загрязнения почв тяжелыми металла­ми в городах и на окружающей территории носят характер экспе­диционных работ и поэтому включают в себя все мероприятия по подготовке к ним. Время проведения экспедиционных работ и от­бора почв не имеет принципиального значения. Однако удобнее всего сбор материалов проводить в сухое время года, в период уборки урожая основных сельскохозяйственных культур, т. е. летом и в начале осени. При развернутых стационарных наблюдениях от­бор проб производится независимо от времени экспедиционных работ. Повторные наблюдения за уровнем загрязнения почв тяже­лыми металлами ранее обследованных территорий осуществляют­ся через 5... 10 лет.

При выборе участков наблюдения на территориях, используе­мых в сельском хозяйстве, исходным рабочим документом служит топографическая основа (карта) определенного масштаба (обыч­но 1:10 000). Контуры (схема) города (рабочего поселка) или про­мышленного комплекса размещаются, как правило, в центре пла­на местности, который переснимается с топографической основы. Из геометрического центра (город, промышленный комплекс, за­вод и т.д.) с помощью циркуля наносятся окружности на рассто­яниях 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 20; 30 и 50 км, т.е. обозна­чается зона возможного загрязнения почв, которая определяется скоростью и частотой ветров данного румба (розой ветров), харак­тером выбросов в атмосферу (плотностью вещества, дисперсностью частиц), высотой труб, рельефом территории, растительно­стью и т.д. Значительное количество тонкодисперсных аэрозолей и газов, содержащих тяжелые металлы, остается в атмосфере, пере­носится на большие расстояния и поступает в глобальный круго­ворот на планете.

На подготовленный таким образом план местности наносятся контуры многолетней розы ветров по 8... 16 румбам. Самый боль­шой вектор, соответствующий наибольшей повторяемости вет­ров, откладывается в подветренную сторону. Его длина составля­ет 25...30 см, т.е. 25...30 км. Таким образом, в контур, образован­ный розой ветров, схематически включается территория наиболь­шей загрязненности тяжелыми металлами. Затем в направлении радиусов строятся секторы шириной 200...300 м вблизи источников загрязнения с постепенным расширением до 1... 3 км. В местах пересечения осей секторов с окружностями располагаются ключе­вые участки, а на них — сеть опорных разрезов, пункты и площад­ки взятия проб.

Для более полного понимания взаимосвязи между почвами, при­родными и хозяйственными условиями района проводится пред­варительное рекогносцировочное (разведочное) обследование мест­ности. Во время рекогносцировки проверяются и закрепляются све­дения, взятые из различных источников, формируются личные воззрения и закрепляются в памяти важные особенности объекта предстоящих обследований. Рекогносцировочные обследования про­водятся маршрутным путем и зависят от природной сложности территории, степени ее изученности, площади и масштаба обследований. При детальных обследованиях загрязнения почв вокруг единичного источника бывает достаточно 1 — 2 раза пересечь учас­ток. При обследовании больших площадей (сельскохозяйственных полей, местности вокруг городов и т.д.) требуются значительные усилия и время, чтобы обойти всю местность, пересекая ее по главным географическим элементам.

В результате рекогносцировки выявляются основные ландшафт­ные особенности территории, общие закономерности пространствен­ных изменений почвенного покрова, главные формы почвообразо­вания и др. Одновременно проводится ознакомление с местным фон­довым материалом, собираются сведения о климате и микроклима­те, погодных условиях последних лет, заболеваниях людей, вызы­ваемых повышенным содержанием вредных веществ в экосистеме.

После отбора нескольких проб почвы составляется объединен­ная проба, после чего она направляется в лабораторию вместе с сопроводительным талоном.