Р 52.18.940-2025. Рекомендации. Методология оценки степени загрязнения почвы загрязняющими веществами на основе показателей и индексов загрязнения с использованием статистически достоверных характеристик регионального фона

(утв. и введены в действие Приказом Росгидромета от 04.02.2025 № 44)

Утверждены и введены в действие Приказом Росгидромета от 4 февраля 2025 г. № 44

РЕКОМЕНДАЦИИ

МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ЗАГРЯЗНЯЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ НА ОСНОВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ИНДЕКСОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАТИСТИЧЕСКИ ДОСТОВЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕГИОНАЛЬНОГО ФОНА

Р 52.18.940-2025

Дата введения 1 ноября 2025 года

Срок действия до 1 ноября 2030 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-производственное объединение „Тайфун“ (ФГБУ „НПО „Тайфун“)»

2 РАЗРАБОТЧИКИ Н.Н. Лукьянова, канд. хим. наук (руководитель разработки); В.Е. Попов, канд. с.-х. наук (ответственный исполнитель)

3 СОГЛАСОВАНЫ с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 28.01.2025

4 УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 04.02.2025 № 44

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ головной организацией по стандартизации Росгидромета ФГБУ «НПО „Тайфун“ 04.02.2025»

ОБОЗНАЧЕНИЕ РЕКОМЕНДАЦИЙ Р 52.18.940-2025

6 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

7 СРОК ПРОВЕРКИ 2029 год

1 Область применения

Настоящие рекомендации устанавливают методологию использования показателей и индексов для оценки степени загрязнения почвы на основе сравнения фактической массовой доли загрязняющего вещества в почве на изучаемой территории с его массовой долей в почве фоновых территорий региона.

Для получения достоверных статистических характеристик показателей и индексов загрязнения в настоящих рекомендациях приводится порядок расчета коэффициентов достоверности, основанных на простом критерии отношения величины стандартной ошибки среднего к величине среднего арифметического.

Настоящие рекомендации предназначены для осуществляющих мониторинг загрязнения почвенного покрова Российской Федерации учреждений Росгидромета, а также других юридических и физических лиц, выполняющих научно-исследовательские и прикладные работы, связанные с оценкой качества почв.

2 Нормативные ссылки

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р ИСО 3534-1-2019 Статистические методы. Словарь и условные обозначения. Часть 1: Общие статистические термины и термины, используемые в теории вероятностей

ГОСТ Р 70281-2022 Охрана окружающей среды. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения

РД 52.18.718-2008 Организация и порядок проведения наблюдений за загрязнением почв токсикантами промышленного происхождения

РД 52.18.885-2019 Определение значений региональных фоновых концентраций органических загрязняющих веществ в почвах

Примечание - При пользовании настоящими рекомендациями целесообразно проверить действие ссылочных документов:

• стандартов — в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год;
• нормативных документов Росгидромета по РД 52.18.5-2012 «Перечень нормативных документов» и ежегодно издаваемому информационному указателю нормативных документов, опубликованному по состоянию на 1 января текущего года. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящими рекомендациями следует руководствоваться замененным (измененным) нормативным документом. Если ссылочный нормативный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями: 3.1 выборка: Подмножество генеральной совокупности, состоящее из одной выборочной единицы или более. Примечания 1 В зависимости от рассматриваемой генеральной совокупности выборочными единицами могут быть предметы, числовые значения или даже абстрактные объекты. 2 Определение выборки, приведенное в ИСО 3534-2, включает пример схемы отбора выборки, которая необходима при отборе случайной выборки из конечной совокупности.

[С учетом ГОСТ Р ИСО 3534-1-2019, статья 1.3] 3.2 генеральная совокупность: Множество всех рассматриваемых единиц. Примечания 1 Совокупность может состоять из реальных объектов и быть конечной, может состоять из реальных объектов и быть бесконечной или может быть полностью гипотетической. Иногда используют термин «конечная совокупность», особенно в ситуациях, связанных с получением конечных выборок. 2 Гипотетическая совокупность позволяет делать различные предположения о природе ожидаемых данных. Таким образом, гипотетическая совокупность полезна на стадии статистических исследований, особенно при выборе подходящего объема выборки. Гипотетическая совокупность может состоять из конечного или бесконечного числа элементов. Ее использование особенно полезно при работе с аналитическими статистиками в статистических исследованиях. 3 Область применения исследований определяет свойства совокупности. Например, если для демографического или медицинского исследования выбраны три населенных пункта, то генеральная совокупность состоит из жителей данных конкретных населенных пунктов. Однако, если эти три населенных пункта выбраны случайным образом среди всех населенных пунктов заданного региона, то совокупность состоит из всех жителей данного региона.

[С учетом ГОСТ Р ИСО 3534-1-2019, статья 1.1]

3.3 диффузное загрязнение почв: Диффузное загрязнение почв возникает в результате рассеяния загрязнителей из крупных точечных источников (например путем рассеяния переносимых воздухом на большие и малые расстояния выбросов промышленных предприятий и переноса загрязняющих отходов паводком), загрязнителей из менее мощных, но имеющих повсеместное распространение источников (транспортных средств, бытовых отопительных систем, малых предприятий по сжиганию отходов и т.д.), а также осуществления загрязняющих видов деятельности, связанных с землепользованием (например в результате разноса загрязняющих отходов или операций опрыскивания в сельском хозяйстве) [1].

3.4

доверительный интервал: Интервальная оценка (T0, T1) параметра \Theta со статистиками T0 и T1 в качестве границ интервала, для которых P[T_{0}<\Theta<T_{1}] \geq (1 - \alpha). Примечания 1 Уровень доверия отражает долю случаев, когда доверительный интервал накрывает истинное значение параметра для длинной серии повторяемых случайных выборок при одинаковых условиях. Доверительный интервал не отражает вероятность того, что полученный по наблюдениям доверительный интервал содержит истинное значение параметра (интервал может как накрывать, так и не накрывать истинное значение). 2 По отношению к доверительному интервалу используют показатель 100(1 - \alpha)\% , где \alpha — малое положительное число. Этот показатель называют коэффициентом или уровнем доверия, часто его задают равным 95 или 99%. Неравенство P[T_{0}<\Theta<T_{1}] \geq (1 - \alpha) верно для всех неизвестных значений параметра генеральной совокупности \Theta . [С учетом ГОСТ Р ИСО 3534-1-2019, статья 1.28]

3.5 единичная точечная фоновая концентрация (ЕТФК): Концентрация ЗВ в почве единственной с точки зрения масштаба изученной территории пространственной точки (фоновом эталонном участке), характеризующейся отсутствием признаков деградации естественной экологической системы.

3.6

загрязняющее вещество (ЗВ): Вещество или смесь веществ и микроорганизмов, которые в количестве и (или) концентрациях, превышающих установленные для химических веществ, в том числе радиоактивных, иных веществ и микроорганизмов, нормативы, оказывают негативное воздействие на окружающую среду, жизнь, здоровье человека. [[2], статья 1]

3.7 индивидуальный экологический риск: Показатель, характеризующий экологический риск, вызванный загрязнением почвы индивидуальным ЗВ.

3.8 интегральная точечная фоновая концентрация (ИТФК): Средняя концентрация ЗВ в почве нескольких с точки зрения масштаба изученной территории пространственных точек (фоновых эталонных участков), характеризующихся отсутствием признаков деградации естественной экологической системы.

3.9 интегральный экологический риск: Показатель, характеризующий экологический риск, вызванный ЗВ из группы, включающей \sum \text{ПХБ} , Zn, Cu, Pb, Cr, As, Cd, Hg.

3.10 показатели региональной фоновой концентрации: Показатели статистически достоверных точечных и интервальных оценок РФК, рассчитанные на основе данных измерений содержания ЗВ в пробах почвы фоновых территорий, отобранных случайным образом. Для расчетов показателей и индексов загрязнения используется среднее арифметическое фоновых концентраций.

3.11 регион: Территория со строго очерченными границами (например административная область или административный район).

3.12 региональная фоновая концентрация (РФК): Средняя концентрация ЗВ в почвах фоновой части территории региона.

3.13 случайная величина: Величина, которая в результате опыта может принимать то или иное значение, причем заранее не известно какое.

3.14 статистические характеристики: Математические понятия, с помощью которых описываются особенности совокупности данных, полученных с помощью наблюдений.

3.15 фоновая концентрация: Концентрация ЗВ в почве на не подверженной непосредственному антропогенному воздействию территории.

Примечание - В зависимости от способа получения и масштаба обследования фоновые концентрации в данном документе подразделяются на региональную фоновую концентрацию, интегральную точечную фоновую концентрацию и единичную точечную фоновую концентрацию.

3.16 фоновая концентрация по умолчанию: Используемая для ориентировочных оценок степени загрязнения почвы справочная концентрация ЗВ для почв определенного типа и гранулометрического состава на территории РФ в соответствии с [3].

3.17 фоновая территория региона: Территория региона, за исключением территории, подверженной непосредственному воздействию локальных источников ЗВ, территорий транспортной инфраструктуры и промышленного зонирования.

3.18 эталонный участок: Под эталонным участком понимаются выбранные в пределах оцениваемой территории или акватории земельный участок, водный объект или его часть, характеризующиеся отсутствием признаков деградации естественной экологической системы (изменение видовой или трофической структуры экосистем, их естественной продуктивности, морфологических или обменных свойств почв, исчезновение видов животных и растений, нарушение биологических циклов животных и растений) [4].

4 Сокращения

В настоящих рекомендациях введены и применены следующие сокращения:

• ВДГ — верхняя доверительная граница;
• ОДК — ориентировочная допустимая концентрация;
• ПДК — предельно допустимая концентрация;
• ФКУ — фоновая концентрация по умолчанию;
• EF — коэффициент обогащения;
• ER — коэффициент потенциального экологического риска;
• Igeo — индекс геоаккумуляции;
• KC — коэффициент концентрации;
• mNIPI — модифицированный интегральный индекс Немерова;
• PERI — индекс потенциального экологического риска;
• RF — показатель достоверности индекса загрязнения;
• Zс — показатель суммарного загрязнения почвы.

5 Основные положения

5.1 В Российской Федерации оценку степени загрязнения почвы ЗВ осуществляют с помощью сравнения с санитарно-гигиеническими нормативами (ПДК и ОДК). Категории загрязнения почвы по степени химического загрязнения почвы в соответствии с классом опасности ЗВ приведены в приложении А. Классы опасности химических ЗВ приведены в приложении Б. Для оценки уровня химического загрязнения почвы как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения химических элементов используют суммарный показатель загрязнения Zс, в котором используются коэффициенты концентрации вещества в загрязненной почве (то есть отношения фактического содержания ЗВ к региональному фоновому содержанию) [5]. Расчет величины Zс является обязательным при оценке степени загрязнения почв в системе Росгидромета Российской Федерации. Методология расчета величины Zс и нахождения категории степени загрязнения почвы рассмотрена в разделе 6. Для оценки экологической опасности также используют кратность содержания вещества в загрязненной почве по отношению к фоновой концентрации.

5.2 Представленные в настоящих рекомендациях международные показатели и индексы могут быть использованы в качестве дополнительной характеристики загрязнения почв на данной территории и имеют рекомендательный характер. Для решения конкретных задач рекомендуется использовать следующие индексы:

а) для оценки степени загрязнения почв индивидуальными ЗВ рекомендуется использовать индекс геоаккумуляции Igeo [6];

б) для более точной оценки доли антропогенного загрязнения почвы индивидуальными ЗВ рекомендуется использовать коэффициент обогащения EF [7] - [9]. Этот показатель особенно рекомендуется использовать при наличии данных по вертикальному распределению ЗВ по профилю почвы;

в) для оценки степени загрязнения почвы территории одновременно несколькими ЗВ при условии, что максимальная кратность превышения фона для одного из них в 4 раза выше, чем средняя кратность для всех ЗВ, рекомендуется использовать модифицированный интегральный индекс Немерова mNIPI [10], [11];

г) для оценки экологического влияния степени загрязнения почвы такими ЗВ, как Zn, Cr, Cu, Pb, As, Cd, Hg, Ba, Ni, Mn, Ti, Ce, Sb, Ti, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu, Y, \sum \text{ПХБ} рекомендуется использовать коэффициент потенциального экологического риска ER [12];

д) для оценки экологического влияния степени загрязнения почвы рекомендуется использовать индекс потенциального экологического риска PERI. В соответствии с [12] для расчета этого индекса используют ЗВ из перечня представителей токсичных металлов (Zn, Cr, Cu, Pb, Cd, Hg), представителя металлоидов As, и суммы полихлорбифенилов (\sum \text{ПХБ}) как представителя органических ЗВ.

6 Оценка степени загрязнения почв загрязняющими веществами с помощью суммарного показателя загрязнения почв Zс

6.1 Одной из главных экологических характеристик является интенсивность антропогенного загрязнения почв, которая определяется степенью накопления ЗВ по сравнению с РФК. Показателем интенсивности загрязнения почвы является коэффициент концентрации химического вещества [5]. Коэффициент концентрации K_{C_{i}} рассчитывают как отношение фактической концентрации ЗВ в исследуемом образце почвы к региональному фону по формуле

K_{C_{i}} = \frac{C_{i}}{C_{i_\text{фон}}} , (1)

где Ci — фактическая концентрация индивидуального ЗВ в почве;

Ci_фон — региональный фон;

i — индивидуальное ЗВ.

Для расчета коэффициента концентрации K_{C_{i}} в качестве регионального фона приоритетным является использование РФК, утвержденной региональным органом власти. При отсутствии РФК в соответствии с положением [13] значения фоновой концентрации ЗВ в почве устанавливаются по измерениям концентраций ЗВ на соответствующем фоновом эталонном участке. Для этой цели в настоящих рекомендациях предлагается использовать значения ИТФК или ЕТФК.

В настоящее время отсутствует классификация категорий загрязнения почвы по величине K_{C_{i}} .

6.2 Для оценки уровня химического загрязнения почвы как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения химических элементов используют суммарный показатель загрязнения почв Zс [5], [13], [14] по формуле

Z_{c} = \sum_{i = 1}^{n} (K_{C_{i}} + ... + K_{C_{n}}) - (n - 1), (2)

где K_{C_{i}} — коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения;

n — число определяемых суммируемых веществ с K_{C_{i}}>1 .

Если концентрация химического элемента не превышает его фонового значения, то при расчете суммарного показателя загрязнения почв Zс по формуле (2) величину K_{C_{i}} по данному химическому элементу не учитывают [15].

6.3 Оценку опасности загрязнения почв по показателю Zс проводят по оценочной шкале, приведенной в таблице 1.

Таблица 1

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по величине суммарного показателя загрязнения почв Zс [5], [13]

Zс	Категория загрязнения почв	Изменение показателей здоровья населения в очагах загрязнения
До 16	Допустимая	Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений
Св. 16 до 32 включ.	Умеренно опасная	Увеличение общей заболеваемости
Св. 32 до 128 включ.	Опасная	Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы
Св. 128	Чрезвычайно опасная	Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикозов беременности, числа преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных)

6.4 Оценка опасности загрязнения почв по показателю Zс может быть проведена как для отдельной пробы почвы, так и для обследованной территории по средней концентрации химического элемента.

7 Фоновая концентрация загрязняющего вещества в почве

7.1 Показатели и индексы загрязнения показывают степень загрязнения почвы на основании отношения фактической концентрации ЗВ в почве к его фоновой концентрации. Фоновая концентрация ЗВ в почве может быть обусловлена природными причинами (химическим выветриванием подстилающих горных пород для неорганических ЗВ и разложением растительных остатков и гумуса, синтезом микробной биомассы для органических ЗВ) и антропогенными причинами за счет диффузного загрязнения. Таким образом, современное понятие «фоновая концентрация» включает в себя некоторую долю концентрации, которая обусловлена диффузным загрязнением и может изменяться со временем.

В случае не существующих в природе синтетических ЗВ к их фоновым значениям приравнивают значения, измеренные на станциях сети глобального фонового мониторинга.

7.2 Фоновая концентрация характеризуется различными параметрами, представляющими собой статистические характеристики данных результатов измерений содержания ЗВ в пробах почв обследованной фоновой территории. Параметры фоновой концентрации получают в результате математической статистической обработки результатов измерений.

Математическая статистическая обработка проводится для:

а) отбора данных соответствующих фоновому содержанию ЗВ в почве (то есть проверка на выпадающие значения (выбросы));

б) характеристики центральности данных и степени их разброса.

Набор статистических характеристик зависит от вида аппроксимации статистического распределения полученных данных:

а) для нормального распределения данных:

1. среднее арифметическое фоновой концентрации;

2. стандартное отклонение s;

3. статистически обоснованная ВДГ среднего арифметического фоновой концентрации;

б) для логнормального распределения данных:

1. среднее арифметическое фоновой концентрации;

2. медианная концентрация фоновой концентрации;

3. логарифм среднего арифметического;

4. логарифм стандартного отклонения;

5. статистически обоснованная ВДГ среднего арифметического фоновой концентрации;

6. статистически обоснованная ВДГ медианной фоновой концентрации;

в) для непараметрического распределения данных:

1. среднее арифметическое фоновой концентрации;

2. 25, 50 (медианная концентрация Cм), 75 и 95 персентили фоновой концентрации;

3. статистически обоснованная ВДГ медианы фоновой концентрации.

Использование непараметрических методов обработки исходных данных облегчает задачу обработки, однако для 95% значимости результатов требуется значительное количество отобранных проб (минимум 59 проб).

Рассчитываемая средняя фоновая концентрация (в статистических терминах — среднее арифметическое выборки) является только отражением средней величины реальной концентрации ЗВ (в статистических терминах — генеральной совокупности). При повторном случайном отборе одного и того же количества проб почвы эта средняя концентрация ЗВ будет другой, поэтому обычно за фоновую концентрацию принимают интервал, в который будет попадать ее среднее арифметическое или медиана при доверительной вероятности 95%. Таким образом, фоновая концентрация характеризуется интервалом значений от нижней границы 95% доверительного интервала ее среднего арифметического или медианы до верхней границы 95% доверительного интервала. Вместе с тем в соответствии с международной практикой в настоящих рекомендациях для расчета показателей и индексов загрязнения используют величину среднего арифметического фоновой концентрации ЗВ в почве.

7.3 Для расчета показателей и индексов загрязнения в настоящих рекомендациях может быть использовано несколько видов фоновых концентраций. Использование того или иного вида фона зависит от масштаба исследования (регион, часть региона, территория населенного пункта, территория влияния локального предприятия), количества отбираемых проб почвы, транспортной доступности.

В зависимости от целей оценки следует использовать следующие виды фоновой концентрации в порядке приоритетности: РФК, ИТФК, ЕТФК, ФКУ.

7.4 Если для данного региона имеется утвержденная региональным органом власти РФК или для органических ЗВ РФК, рассчитанная в соответствии с РД 52.18.885, то ее в приоритетном режиме используют для оценки степени загрязнения почвы населенных пунктов с помощью суммарного показателя загрязнения почв Zс и для расчета других показателей и индексов загрязнения. Для расчетов индексов загрязнения РФК соответствует среднему значению массовых долей ЗВ в пробах почвы, отобранных на фоновой территории данного региона случайным образом.

7.5 Если для данной территории отсутствует утвержденная региональными органами власти или рассчитанная по РД 52.18.885 РФК, то для расчета суммарного показателя загрязнения Zс или других индексов загрязнения для населенного пункта или небольшого участка территории используют ИТФК. Для определения ИТФК пробы почвы отбирают на фоновых участках, расположенных по четырем векторам от источника загрязнения. Направление подветренного вектора от источника загрязнения не должно совпадать с преобладающим направлением ветра в годовой розе ветров. Желательно располагать площадки для отбора проб в местах, где загрязнение почвы наименее вероятно. Минимальное количество отбираемых проб почвы — четыре. В случае отсутствия возможности отбора проб почвы по векторам в силу географических причин (наличие водоемов, горная местность) или дорог, допускается отбор проб почвы другим образом, например по прямой линии.

7.6 Если для данной территории отсутствует измеренная ИТФК, то для расчета Zс или другого индекса загрязнения для населенного пункта, локального источника или небольшого участка территории используют ЕТФК. При этом оценку статистической значимости доверительного интервала среднего арифметического фоновой концентрации не проводят. ЕТФК определяют по единственной, с точки зрения масштаба изученной территории, пространственной точке (фоновом эталонном участке).

7.7 При отсутствии фактических данных по фоновому содержанию ЗВ в почве допускается использование справочных материалов (то есть ФКУ) для почв, приведенных в таблице 2. При этом полученные оценки носят ориентировочный характер.

Таблица 2

Ориентировочные значения фоновых концентраций химических элементов в почвах (валовая форма определения), мг/кг, [3], [15]

Почвы	Zn	Cd	Pb	Hg	Cu	Co	Ni	As
Дерново-подзолистые песчаные и супесчаные	28	0,05	6	0,05	8	3	6	1,5
Дерново-подзолистые суглинистые и глинистые	45	0,12	15	0,10	15	10	30	2,2
Серые лесные	60	0,20	16	0,15	18	12	35	2,6
Черноземы	68	0,24	20	0,20	25	15	45	5,6
Каштановые	54	0,16	16	0,15	20	12	35	5,2

8 Оценка статистической значимости индексов загрязнения с помощью коэффициентов достоверности фоновых концентраций

8.1 Статистическая значимость означает оцененную меру уверенности в том, что полученный результат не является случайным, выборка является репрезентативной и обладает всеми свойствами исходной генеральной совокупности. Любой результат может быть или достоверным, то есть действительно отражать закономерности содержания ЗВ в почве, или оказаться следствием влияния случайных факторов. Уровень достоверности фоновой концентрации определяется уровнем доверительной вероятности Pi. В настоящих рекомендация Pi — это уровень вероятности того, что среднее генеральной совокупности содержания ЗВ в почве находится в интервале +/- 16,5% от среднего выборки Ci_ср. с количеством образцов n. Доверительная вероятность Pi в процентах связана со статистической значимостью pi по уравнению

Pi = (1 — pi)100. (3)

Таким образом, результат считается достоверным, если вероятность его случайного появления не превышает некоторого заданного уровня статистической значимости pi. Для интервала +/- 16,5% значение pi устанавливают с помощью метода подгонки, при котором величина коэффициента достоверности RFi в уравнении становится равной 3,00.

RF_{i} = \frac{C_{i_\text{ср}}}{SE_{i}} . (4)

Промежуточным подгоночным параметром в уравнении (4) является величина стандартной ошибки среднего SEi для ЗВ i, которую рассчитывают в соответствии с уравнением

SE_{i} = \frac{s_{i} \cdot t_{p_{i}/2,n - 1}}{\sqrt{n}} , (5)

где si — стандартное отклонение;

t_{p_{i}/2,n - 1} — величина коэффициента Стьюдента для двустороннего доверительного интервала при уровне статистической значимости pi и степени свободы n — 1;

n — количество использованных данных.

В уравнении (5) единственной переменной, которую можно изменять для того, чтобы подогнать величину коэффициента достоверности RFi к величине 3,00, является двусторонний коэффициент Стьюдента t_{p_{i}/2,n - 1} , который является функцией степени свободы dfi, определяемой количеством проб n минус единица и величины статистической значимости pi. Например: для dfi(n — 1) = 3 величина t_{p_{i}/2,n - 1} будет равна 3,187 — для pi = 0,05, и 12,924 — для pi = 0,001 (таблица В.3). Наиболее простым способом нахождения величины pi, при которой величина RFi будет равняться 3,00, является использование двусторонней функции СТЬЮДЕНТ.ОБР.2Х в Микрософт Эксель, которая рассчитывается в соответствии с уравнением

t_{p_{i}/2,n - 1} = \text{СТЬЮ ДЕНТ}.\text{ОБР}.2\text{Х }(\text{значение }p_{i};df(n - 1)). (6)

Варьируя величину pi в уравнении (6) через изменение величины стандартной ошибки средней SEi, добиваются того, что величина RFi будет равна 3,00.

8.2 Особенностью расчета фоновых концентраций ЗВ в почве является использование результатов химического анализа фиксированного количества проб. Разброс данных химического анализа различных ЗВ в пробах почвы не является постоянным и обычно сильно варьирует. Соответственно, величина стандартного отклонения si также варьирует. В соответствии с уравнением (5) единственным фактором, который может улучшить достоверность фоновых концентраций, является увеличение количества отобранных проб почвы n. Фоновая концентрация ЗВ в почве является статистически достоверной для доверительной вероятности Pi.

Примеры расчета доверительных вероятностей Pi фоновых концентраций ЗВ в почве приведены в приложении В. При определении достоверности фоновых концентраций ЗВ в почве доверительная вероятность того, что значение среднего арифметического генеральной совокупности находится в построенном для него доверительном интервале +/- 16,5% от среднего выборки приводится в сносках к таблице данных (см. приложение В). Величина доверительной вероятности Pi является индикативным статистическим параметром рассчитываемого фона ЗВ в почве.

9 Комплексная оценка степени загрязнения почвы с использованием международных показателей и индексов загрязнения на примере территории с низким уровнем загрязнения

9.1 Целью оценки степени загрязнения почв с помощью показателей и индексов является отнесение уровня загрязнения почвы в одну из категорий степени загрязнения. Комплексная оценка степени загрязнения почв заключается в том, что дополнительно к оценке их степени загрязнения химическими элементами-загрязнителями по суммарному показателю загрязнения почв Zс (см. раздел 6) используются рекомендуемые международные показатели и индексы загрязнения. Их использование расширяет возможности оценки степени загрязнения почвы за счет включения показателей загрязнения индивидуальными ЗВ, а также интегральных индексов, учитывающих существенные различия их концентраций в почве. Использование индексов потенциального экологического риска позволяет учитывать экологические аспекты загрязнения почвы.

9.2 Алгоритм комплексной оценки степени загрязнения почвы зависит от конкретных условий загрязнения и ставящейся задачи:

а) во всех случаях рассчитывают K_{C_{i}} для индивидуальных ЗВ;

б) при наличии данных о концентрациях химических элементов для рассматриваемой территории рассчитывают Zс;

в) в случае, когда максимальное значение K_{C_{i}} оцениваемых ЗВ больше в 4 раза, чем среднее арифметическое значение оцениваемых K_{C_{i}} , рассчитывают модифицированный индекс Немерова mNIPI;

г) для оценки загрязнения почвы индивидуальными ЗВ рассчитывают коэффициент геоаккумуляции Igeo;

д) при наличии данных концентрации в почве ЗВ i и одного из химических элементов j (Al, Fe, Ti, Ni, Cr, Si, Mn, V или Sc) рассчитывают коэффициенты обогащения EFij;

е) для оценки экологического влияния степени загрязнения почвы при наличии ЗВ в списке, приведенном в таблице 6, рассчитывают коэффициент потенциального экологического риска ERi;

ж) для оценки экологического влияния степени загрязнения почвы при наличии данных о концентрации в почве As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn и \sum \text{ПХБ} рассчитывают индекс потенциального экологического риска PERI.

9.3 Методология оценки степени загрязнения почвы ЗВ на основе показателей и индексов загрязнения иллюстрируется на конкретном примере территории с низким уровнем загрязнения. Для демонстрации дополнительных возможностей использования международных показателей и индексов загрязнения оценки степени загрязнения почвы химическими элементами сравниваются с оценками загрязнения почвы с помощью Zс.

9.4 В качестве эталона сравнения при анализе загрязнения почв населенного пункта с низким уровнем загрязнения использована определенная на обследованной территории ИТФК.

9.5 Оценка степени загрязнения почвы с помощью Zс в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения была проведена для шести химических элементов для каждой из 20 проб почвы. Исходные данные и порядок расчета приведены в приложении Г. Как видно из рисунка 1, оценка с учетом величин Zс, рассчитанных для всех образцов, показала, что 10% проб почвы имело «умеренно опасную степень загрязнения».

Zс от числа образцов, %	Zс для средних концентраций

- допустимая степень загрязнения; - умеренно опасная степень загрязнения

Рисунок 1 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с низким уровнем загрязнения по величинам Zс при использовании ИТФК

Использование для расчета величины Zс средних арифметических концентраций ЗВ всех 20 проб привело к маркировке степени загрязнения как «допустимая» и может применяться для экспресс-оценки степени загрязнения почвы населенного пункта.

9.6 Для характеристики степени загрязнения почвы индивидуальными ЗВ используется индекс геоаккумуляции Igeo [6]. Рассчитывают Igeo_i в соответствии с уравнением

I_{geo_i} = log_{2}[\frac{C_{i}}{1,5 \cdot C_{i_\text{фон}}}], (7)

где Ci — фактическая концентрация ЗВ в почве;

Ci_фон — величина среднего арифметического фоновой концентрации ЗВ в почве;

i — ЗВ;

1,5 — константа, учитывающая природную изменчивость содержания ЗВ в почве.

Примеры расчета величин Igeo для характеристики степени загрязнения почв приведены в приложении Д.

Умножением фоновой концентрации Ci_фон на константу 1,5 получают верхний предел самого низкого класса загрязнения 0 («незагрязненная»). Удвоение этого значения обеспечивает верхний предел следующего, более высокого, класса, а каждое дальнейшее удвоение приводит к верхнему пределу наиболее высокого класса (6-й класс) в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3

Оценочная шкала степени загрязнения почв по величине Igeo [6]

Класс загрязнения	Величина Igeo	Категория степени загрязнения почвы
0	Igeo <= 0	Незагрязненная
1	0 <= Igeo < 1	От незагрязненной до умеренно загрязненной
2	1 <= Igeo < 2	Умеренно загрязненная
3	2 <= Igeo < 3	От умеренной до сильно загрязненной
4	3 <= Igeo < 4	Сильно загрязненная
5	4 <= Igeo < 5	От сильно загрязненной до чрезвычайно загрязненной
6	Igeo >= 5	Чрезвычайно загрязненная

Результаты оценки степени загрязнения почвы в населенном пункте с низким уровнем загрязнения приведены на рисунке 2. Использование Igeo позволяет оценить загрязнение почвы индивидуальными ЗВ. По сравнению с оценкой степени загрязнения почвы с помощью интегрального Zс величины Igeo свидетельствуют о загрязнении части территории населенного пункта свинцом.

Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg

- незагрязненная; - от незагрязненной до умеренно загрязненной; - умеренно загрязненная; - от умеренной до сильно загрязненной; - сильно загрязненная

Рисунок 2 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с низким уровнем загрязнения по величинам индекса геоаккумуляции Igeo при использовании ИТФК, в процентах

При оценке степени загрязнения почвы Hg по величине Igeo только половина отобранных проб относится к категории «незагрязненная». Степень загрязнения остальных проб почвы Hg относится к категориям от «умеренно загрязненной» до «сильно загрязненной».

9.7 При наличии данных по вертикальному распределению ЗВ i в почве можно наиболее эффективно выбрать эталонные участки для расчета фоновых концентраций, для этого необходимо рассчитать коэффициенты обогащения EFij в поверхностном и подповерхностном горизонтах в соответствии с уравнением

EF_{ij} = \frac{[\frac{C_{i}}{HB_{j}}]}{[\frac{C_{i_\text{фон}}}{HB_{j_\text{фон}}}]} , (8)

где Ci — фактическая концентрация ЗВ i в почве;

HBj — концентрация одного из элементов с низким варьированием (j = Al, Fe, Ti, Ni, Cr, Si, Mn, V, Sc) в пробах почвы;

Ci_фон — фоновая концентрация ЗВ i в почве;

HBj_фон — концентрация того же элемента с низким варьированием (j = Al, Fe, Ti, Ni, Cr, Si, Mn, V, Sc) в фоновом образце почвы.

В этом индексе используются отношения концентрации токсичного металла i к концентрации макроэлемента j с низким варьированием в загрязненной и фоновой пробах почвы.

Величину EFij также можно использовать для оценки степени загрязнения почвы. Оценка степени загрязнения почв по величине EFij проводится в соответствии с оценочной шкалой, приведенной в таблице 4. Примеры расчета коэффициента обогащения приведены в приложении Е.

Таблица 4

Оценочная шкала почв по степени загрязнения на основе величины коэффициента обогащения EFij [9]

EFij	Степень загрязнения
До 1,5	Отсутствие свидетельств антропогенного влияния
Св. 1,5 до 3 включ.	Свидетельство незначительного антропогенного влияния
Св. 3 до 5 включ.	Свидетельство умеренного антропогенного влияния
Св. 5 до 10 включ.	Свидетельство сильного антропогенного влияния
Св. 10	Свидетельство очень сильного антропогенного влияния

На рисунках 3 и 4 приведены данные распределения EFij Pb по глубине почв 1 и 2 потенциально фоновых площадок. Как видно из рисунка 3, при использовании в качестве макроэлемента с низким уровнем варьирования Al и Ni можно сделать заключение, что концентрация Pb в верхней части почвенного профиля почвы 1 имеет существенный вклад антропогенного загрязнения. В то же время для почвы 2, приведенной на рисунке 4, антропогенное загрязнение отсутствует. Величина EFij не изменяется с глубиной почвы, поэтому эту почву можно рекомендовать в качестве фоновой. Из этих данных следует, что в качестве фонового необходимо выбрать эталонный участок, на котором расположена почва 2.

Рисунок 3 — Распределение величины EFij Pb по глубине почвы на участке 1

Рисунок 4 — Распределение величины EFij Pb по глубине почвы на участке 2

9.8 Одним из основных интегральных показателей степени загрязнения почв в мире в настоящее время является модифицированный интегральный индекс загрязнения Немерова [10]. Этот индекс позволяет учесть индивидуальный показатель с максимальным превышением фона и избежать занижения оценки степени загрязнения почвы при расчете интегрального индекса как среднего арифметического из K_{C_{i}} , например величины Zс. В настоящих рекомендациях используется модифицированный интегральный индекс Немерова mNIPI [11] в соответствии с уравнением

mNIPI = \sqrt{\frac{(K_{{}_C_{i\text{ср}}})^{2} + (K_{C_{i_\text{макс}}})^{2}}{2}} , (9)

где K_{{}_C_{i\text{ср}}} — среднее арифметическое n коэффициентов концентрации ЗВ i в почве;

K_{C_{i_\text{макс}}} — максимальный коэффициент концентрации n ЗВ в почве.

Для расчета mNIPI можно использовать не только величины KC, но и величины коэффициента обогащения EF (уравнение (8)) [11]. Примеры расчета модифицированного интегрального индекса Немерова mNIPI приведены в приложении Ж.

Оценочная шкала степени загрязнения почв по величине mNIPI приведена в таблице 5.

Таблица 5

Оценочная шкала степени загрязнения почв на основе величины модифицированного интегрального индекса Немерова mNIPI [11]

Класс загрязнения	Величина mNIPI	Категория загрязнения почвы
1	mNIPI < 1	Отсутствие загрязнения
2	1 <= mNIPI < 2	Легкое загрязнение
3	2 <= mNIPI < 3	Умеренное загрязнение
4	3 <= mNIPI < 5	Умеренно сильное загрязнение
5	5 <= mNIPI < 10	Сильное загрязнение
6	mNIPI >= 10	Очень сильное загрязнение

На рисунке 5 а приведены результаты экспресс-оценки загрязнения почвы (для средних концентраций ЗВ) и оценки в процентном отношении уровней загрязнения обследованной территории для каждой из 20 отобранных проб на территории с низким уровнем загрязнения (рисунок 5 б). Следует подчеркнуть отличие оценок загрязнения почвы при использовании mNIPI при сравнении с оценкой степени загрязнения почвы, полученной с помощью показателя Zс (см. рисунок 1). Использование mNIPI приводит к ужесточению оценки степени загрязнения почвы. Рассчитанные величины mNIPI показывают, что 20% территории населенного пункта имеет «умеренно сильное загрязнение» и «сильное загрязнение» почвы.

а	б
mNIPI от числа образцов, %	mNIPI для средних концентраций ЗВ

- отсутствие загрязнения; - легкое загрязнение; - умеренное загрязнение; - умеренно сильное загрязнение; - сильное загрязнение

Рисунок 5 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с низким уровнем загрязнения по величинам mNIPI при использовании ИТФК в процентах

9.9 Для установления экологических эффектов в почвенной среде в результате воздействия различных ЗВ используют индикаторы потенциального экологического риска. Коэффициент потенциального экологического риска ERi для индивидуальных загрязнителей рассчитывают в соответствии с уравнением, которое связывает интенсивность загрязнения с индивидуальным коэффициентом экологической токсичности Sti

ER_{i} = St_{i} \cdot K_{C_{i}}, (10)

где Sti — коэффициент экологической токсичности ЗВ в почве;

K_{C_{i}} — коэффициент концентрации ЗВ в почве.

Расширенный список величин Sti, разработанных к настоящему времени, приведен в таблице 6.

Таблица 6

Коэффициенты экологической токсичности Sti для вычисления коэффициентов потенциального экологического риска ERi

Загрязняющее вещество	Sti	Ссылка
Zn	1	[12]
Cr	2	[12]
Cu	5	[12]
Pb	5	[12]
As	10	[12]
Cd	30	[12]
Hg	40	[12]
\sum \text{ПХБ}	40	[12]
Ni	5	[16]
Mn	1	[16]
Ti	1	[16]
Sb	7	[17]
Tl	10	[18]
La	1	[19]
Pr	5	[19]
Nd	2	[19]
Sm	5	[19]
Eu	10	[19]
Gd	5	[19]
Tb	10	[19]
Dy	5	[19]
Ho	10	[19]
Er	5	[19]
Yb	5	[19]
Lu	20	[19]
Y	2	[19]
V	2	[20]
B	2	[21]

Методология расчета коэффициентов ERi и примеры расчета для населенных пунктов с низким уровнем загрязнения для двух различных видов фоновых концентраций приведена в приложении И.

После вычисления величины ERi категорию потенциального экологического риска для почвы находят с помощью оценочной шкалы, представленной в таблице 7.

Таблица 7

Оценочная шкала степени загрязнения почв по величине коэффициента потенциального экологического риска ERi [12]

Величина ERi	Категория степени потенциального экологического риска
ERi < 40	Низкий потенциальный экологический риск
40 <= ERi < 80	Умеренный потенциальный экологический риск
80 <= ERi < 160	Значительный потенциальный экологический риск
160 <= ERi < 320	Высокий потенциальный экологический риск
ERi >= 320	Очень высокий потенциальный экологический риск

На рисунке 6 показан относительный вклад различных категорий степени потенциального экологического риска в общий потенциальный экологический риск каждой из 20 проб почвы, отобранных на территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения.

Cr, Cu, Ni, Zn	Pb	Hg	\sum \text{ПХБ}

- низкий потенциальный экологический риск; - умеренный потенциальный экологический риск; - значительный потенциальный экологический риск; - высокий потенциальный экологический риск; - очень высокий потенциальный экологический риск

Рисунок 6 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с низким уровнем загрязнения по величинам ERi при использовании ИТФК в процентах

Оценка потенциального экологического риска на территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения показывает, что в формировании экологического риска в основном участвуют Hg и \sum \text{ПХБ} (см. рисунок 6).

9.10 Оценку интегрального экологического риска проводят с помощью индекса потенциального экологического риска PERI [12].

Величину PERI рассчитывают по формуле

PERI = \sum_{i}^{n} {}_{= 1}ER_{i}, (11)

где ERi — коэффициент потенциального экологического риска ЗВ в почве;

n — количество ЗВ.

Оценочная шкала степени потенциального экологического риска для почв по величине PERI приведена в таблице 8.

Таблица 8

Оценочная шкала степени загрязнения почв по величине индекса потенциального экологического риска PERI [22]

Величина PERI	Категория потенциального экологического риска
PERI < 150	Низкий потенциальный экологический риск
150 <= PERI < 300	Умеренный потенциальный экологический риск
300 <= PERI < 600	Значительный потенциальный экологический риск
600 <= PERI < 1200	Высокий потенциальный экологический риск
PERI >= 1200	Очень высокий потенциальный экологический риск

Оценочная шкала разработана для перечня показателей [12], включающего такие ЗВ, как As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn и \sum \text{ПХБ} , поэтому оценка степени загрязнения почвы с помощью величины PERI с использованием оценочной шкалы, приведенной в таблице 8, будет полностью корректна только для указанного набора ЗВ. Исключение одного из ЗВ из этого набора будет вести к занижению оценки степени загрязнения почвы, а расширение списка ЗВ будет приводить к повышению категории загрязнения почвы относительно оценочной шкалы, приведенной в таблице 8. Примеры расчета величины PERI приведены в приложении К.

На рисунке 7 приведены категории степени потенциального экологического риска для индекса PERI, определенного для Ni, Pb, Zn, Cr, Cu, Hg и \sum \text{ПХБ} .

а	б
PERI от числа образцов, %	PERI для средних концентраций

- низкий потенциальный экологический риск; - умеренный потенциальный экологический риск; - значительный потенциальный экологический риск; - высокий потенциальный экологический риск; - очень высокий потенциальный экологический риск

Рисунок 7 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с низким уровнем загрязнения по величинам PERI при использовании ИТФК в процентах

На рисунке 7 б показана оценка потенциального экологического риска для средних концентраций 20 отобранных проб почвы в населенном пункте с низким уровнем загрязнения. На рисунке 7 а приведены относительные доли различных категорий степени потенциального экологического риска для индекса PERI, рассчитанного для каждой пробы почвы. При учете содержания \sum \text{ПХБ} в почвах этого населенного пункта потенциальный экологический риск в среднем может характеризоваться как «значительный». При этом потенциальный экологический риск для существенной доли почвенного покрова характеризуется как «высокий» и «очень высокий». Таким образом, на этом примере показана важность оценки потенциального экологического риска набором загрязняющих веществ (Zn, Cr, Cu, Pb, As, Cd, Hg и \sum \text{ПХБ} ), предложенным Хакансоном [12].

10 Комплексная оценка степени загрязнения почвы с использованием международных показателей и индексов загрязнения на примере территории с высоким уровнем загрязнения

10.1 Особенностью загрязнения населенных пунктов, в которых расположены крупные промышленные предприятия или большое количество средних или мелких предприятий, является значительное диффузное загрязнение почв. В результате этого для оценки степени загрязнения почвы можно использовать только РФК, определенные на всей территории региона, а также ИТФК, определенные на значительном расстоянии (15, 30, 50 км) от этих населенных пунктов. При отсутствии РФК, ИТФК или ЕТФК для ориентировочной оценки загрязнения почв с помощью показателей и индексов загрязнения почвы можно использовать ФКУ (см. таблицу 2). Особенности комплексной оценки загрязнения почвы с использованием международных показателей и индексов загрязнения рассмотрены для реальной территории с высоким уровнем загрязнения по результатам химического анализа 16 проб почвы. При анализе загрязнения почв населенного пункта с высоким уровнем загрязнения была использована ФКУ для дерново-подзолистых суглинистых и глинистых почв ввиду невозможности определения других видов фоновых концентраций.

Для оценки степени загрязнения почвы для территории с высоким уровнем загрязнения использован приведенный в 9.2 алгоритм комплексной оценки степени загрязнения почв.

10.2 Суммарные показатели загрязнения почвы Zс в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения, рассчитанные для каждой из 16 проб почвы и для средних арифметических этих концентраций, приведены в приложении Г. На основе этих данных были построены круговые диаграммы, которые показаны на рисунке 8.

а	б
Полная оценка	Экспресс-оценка
Zс от числа образцов, %	Zс для средних концентраций

- допустимая степень загрязнения; - умеренно опасная степень загрязнения; - опасная степень загрязнения; - чрезвычайно опасная степень загрязнения

Рисунок 8 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по величинам Zс, рассчитанным по отношению к ФКУ в процентах

Экспресс-оценка по средним концентрациям (см. рисунок 8 б) показывает, что в среднем почва обследованной территории загрязнена до опасного уровня. Вместе с тем полная оценка (см. рисунок 8 а) свидетельствует, что 12,5% проб почвы имеют категорию степени загрязнения «допустимая» и 43,8% имеют категорию загрязнения «чрезвычайно опасная степень загрязнения».

10.3 Использование Igeo позволяет оценить степень загрязнения почвы индивидуальными ЗВ. Возможности оценки степени загрязнения почв по индексу Igeo представлены на рисунке 9. Для этого рисунка использованы данные расчета Igeo для 16 проб почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения, приведенные в приложении Д.

Ni	Pb	Zn	Cr	Cu

- незагрязненная; - от незагрязненной до умеренно загрязненной; - умеренно загрязненная; - от умеренной до сильно загрязненной; - сильно загрязненная; - от сильно загрязненной до чрезвычайно загрязненной; - чрезвычайно загрязненная

Рисунок 9 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по величинам Igeo при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ в процентах

Как показывают величины Igeo, основными ЗВ этого населенного пункта являются Ni и Cu. Причем 38% проб почвы, загрязненные Ni, и 50% проб почвы, загрязненные Cu, имеют категорию «чрезвычайно загрязненная».

10.4 При оценке загрязнения почв населенных пунктов с высокой степенью загрязнения с помощью Zс вычисляют арифметическое среднее K_{C_{i}} . При большом значении одного из коэффициентов на фоне низких значений остальных может происходить уменьшение интегрального показателя Zс, при котором реальная опасность загрязнения почвы будет занижена. Для более корректной оценки степени загрязнения почвы можно рекомендовать расчет mNIPI, который как раз и учитывает неблагоприятное действие ЗВ с максимальной концентрацией. Примеры расчета mNIPI приведены в приложении Ж. На рисунке 10 приведены результаты оценки степени загрязнения почвы для индивидуальных отобранных проб (см. рисунок 10 а) и для средних концентраций всех проб (см. рисунок 10 б).

а	б
mNIPI от числа проб, %	mNIPI для средних концентраций

- умеренно-сильное загрязнение; - сильное загрязнение; - очень сильное загрязнение

Рисунок 10 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по величинам mNIPI при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ в процентах

Как видно из рисунка 10, при использовании mNIPI степень загрязнения почвы практически полностью характеризуется как «очень сильное загрязнение». Оценка степени загрязнения почвы, полученная с помощью Zс (см. рисунок 8), уменьшает категорию загрязнения на одну единицу и характеризует почву как «опасно загрязненную». Таким образом, использование mNIPI позволяет сделать консервативную оценку степени загрязнения почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения и дополняет оценку степени загрязнения почвы, сделанную с помощью Zс.

10.5 Методология расчета коэффициентов потенциального экологического риска ERi и примеры расчета для территории с высоким уровнем загрязнения при использовании ФКУ в качестве эталона сравнения приведены в приложении И. Ключевым параметром в расчете ERi для почвы по уравнению (10) является коэффициент экологической токсичности Sti, который определяет относительный вклад загрязнения конкретного вещества в степень потенциального экологического риска (наряду с интенсивностью загрязнения определяемого коэффициентом концентрации K_{C_{i}} ). В таблице 6 приведены ЗВ, для которых может быть рассчитан коэффициент ERi. На рисунке 11 показан относительный вклад категорий потенциального экологического риска в 16 пробах почвы, отобранных на территории населенного пункта с высоким уровнем загрязнения для Ni, Pb, Zn, Cr и Cu.

Ni	Pb, Zn, Cr	Cu

- низкий потенциальный экологический риск; - умеренный потенциальный экологический риск; - значительный потенциальный экологический риск; - высокий потенциальный экологический риск; - очень высокий потенциальный экологический риск

Рисунок 11 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по величинам ERi при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ в процентах

Как видно из рисунка 11, основную экологическую опасность представляет степень загрязнения почвы Ni и особенно Cu. Потенциальный экологический риск для различных элементов практически совпадает с оценкой степени загрязнения почвы при использовании коэффициента геоаккумуляции (см. рисунок 9).

10.6 Оценка степени загрязнения почв для территории населенного пункта с высоким уровнем загрязнения с помощью интегрального индекса PERI была проведена не с полным набором ЗВ из 9.10 (то есть As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn и \sum \text{ПХБ} ), а с ограниченным набором ЗВ (Ni, Pb, Zn, Cr и Cu), и приведена в приложении К. Категоризация почвы по величинам PERI при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ показана на рисунке 12. Экспресс-оценка потенциального экологического риска по средним концентрациям ЗВ показывает, что потенциальный экологический риск от загрязнения почвы является «высоким». Вместе с тем полная оценка экологического риска на рисунке 12 а показывает, что на 30% территории риск от загрязнения почвы является «низким», а 15% проб имеют «очень высокий потенциальный экологический риск». Следует отметить, что если бы для этого населенного пункта имелись данные по Cd, Hg и \sum \text{ПХБ} , то потенциальный экологический риск был бы намного больше с учетом их величины коэффициентов экологической токсичности (соответственно 30, 40 и 40).

а	б
Полная оценка	Экспресс-оценка
PERI от числа образцов, %	PERI для средних концентраций

- низкий потенциальный экологический риск; - умеренный потенциальный экологический риск; - значительный потенциальный экологический риск; - высокий потенциальный экологический риск; - очень высокий потенциальный экологический риск

Рисунок 12 — Категоризация степени загрязнения проб почвы населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по величинам PERI при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ в процентах

Приложение А (справочное)

КАТЕГОРИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ ПО СТЕПЕНИ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

А.1 В соответствии с СанПиН 1.2.3685 оценка степени химического загрязнения почвы при загрязнении почвы ЗВ неорганической природы проводят с учетом класса опасности, ПДК и максимального значения допустимого уровня содержания элемента Kmax по одному из четырех показателей вредности.

Таблица А.1

Степень химического загрязнения почвы

Категория загрязнения	Суммарный показатель загрязнения \overline{Z_{c}}	Содержание в почве, мг/кг
		I класс опасности		II класс опасности		III класс опасности
		Органические соединения	Неорганические соединения	Органические соединения	Неорганические соединения	Органические соединения	Неорганические соединения
Чистая	-	От фона до ПДК	От фона до ПДК	От фона до ПДК	От фона до ПДК	От фона до ПДК	От фона до ПДК
Допустимая	До 16	От 1 до 2 ПДК	От фона до ПДК	От 1 до 2 ПДК	От фона до ПДК	От 1 до 2 ПДК	От фона до ПДК
Умеренно опасная	Св. 16 до 32 включ.					От 2 до 5 ПДК	От ПДК до Kmax
Опасная	Св. 32 до 128 включ.	От 2 до 5 ПДК	От ПДК до Kmax	От 2 до 5 ПДК	От ПДК до Kmax	Св. 5 ПДК	Св. Kmax
Чрезвычайно опасная	Св. 128	Св. 5 ПДК	Св. Kmax	Св. 5 ПДК	Св. Kmax

Приложение Б (справочное)

ОТНЕСЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, ПОПАДАЮЩИХ В ПОЧВУ ИЗ ВЫБРОСОВ, СБРОСОВ, ОТХОДОВ, ИЗБЫТОЧНОМ ВНЕСЕНИИ, К КЛАССАМ ОПАСНОСТИ

Б.1 Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов, отходов, избыточном внесении, например пестицидов, минеральных удобрений, структурообразователей почвы, стимуляторов роста растений, к классам опасности с учетом ПДК и ОДК химических веществ в почве [5] согласно ГОСТ Р 70281 приведено в таблице Б.1.

Таблица Б.1

Класс опасности химических ЗВ

Класс опасности	Химическое вещество
1	Валовое содержание: мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, цинк, бенз(а)пирен, свинец + ртуть. Подвижная форма: свинец, фтор, цинк. Водорастворимая форма: фтор
2	Валовое содержание: никель, медь, сурьма, хром шестивалентный. Подвижная форма: кобальт, медь, никель, хром трехвалентный
3	Валовое содержание: ванадий, марганец, ванадий + марганец. Подвижная форма: марганец, извлекаемый 0,1 н раствором H2SO4

Приложение В (рекомендуемое)

ПРИМЕР РАСЧЕТА ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ИНДЕКСОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ ДОСТОВЕРНОСТИ ФОНОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ

В.1 В настоящих рекомендациях уровень достоверности индексов загрязнения определяется уровнем доверительной вероятности Pi того, что среднее генеральной совокупности содержания ЗВ в почве для выборки с количеством образцов n находится в интервале +/- 16,5% от среднего выборки Ci_ср. Доверительная вероятность Pi связана со статистической значимостью pi по уравнению (3).

В.2 Таким образом, результат считается достоверным, если вероятность его случайного появления не превышает некоторого заданного уровня статистической значимости pi. Для интервала +/- 16,5% значение pi устанавливают с помощью метода подгонки, при котором величина коэффициента достоверности RFi в уравнении (4) становится равной 3,00.

В.3 Промежуточным подгоночным параметром в уравнении (4) является величина стандартной ошибки среднего SEi для ЗВ i, которую рассчитывают в соответствии с уравнением (5).

В.4 Пример

В таблице В.1 приведены исходные данные некоторых металлов и \sum \text{ПХБ} для оценки ИТФК для населенного пункта с низким уровнем загрязнения.

Таблица В.1

Исходные данные концентрации ЗВ, мг/кг ( \sum \text{ПХБ} , мкг/кг)

Ci(n)	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg	\sum \text{ПХБ}
Ci(1)	18,9	2,3	35,1	24,8	14,5	0,01	0,99
Ci(2)	20,3	5,5	39,3	30,5	11,4	0,036	11,8
Ci(3)	10,6	4,6	27,4	18,4	8,1	0,039	6,22
Ci(4)	17,1	2,6	45,3	40,4	10	0,034	1,36

Результаты расчета необходимых параметров для вычисления значимости доверительного интервала, при котором величина коэффициента достоверности RFi = Ci_ср/SEi = 3,00, приведены в таблице В.2.

Таблица В.2

Результаты вычисления Pi доверительного интервала для величины RFi = 3,00

Параметр	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg	\sum \text{ПХБ}
n	4	4	4	4	4	4	4
dfi(n — 1)	3	3	3	3	3	3	3
Ci_ср	16,73	3,75	36,78	28,53	11,00	0,030	5,09
si	4,29	1,55	7,52	9,33	2,70	0,013	5,07
pi	0,0805	0,2050	0,0470	0,1340	0,07250	0,2340	0,5510
t_{p_{i}/2,n - 1}	2,598	1,614	3,264	2,040	2,721	1,486	0,670
RFi	3,00	3,00	3,00	3,00	3,00	3,00	3,00
Pi, %	92,0	79,5	95,3	86,6	92,8	76,6	44,9

Пример вычисления доверительной вероятности для интервала выборки в +/- 16,5% от среднего для Ni с помощью Microsoft Excel стандартный 2010 версии 14.0.7257.5000 приведен на рисунке В.1.

Рисунок В.1 — Скриншот экрана листа Microsoft Excel с примером вычисления доверительной вероятности ИТФК, рассчитанной для Ni

Ключевым действием при вычислении доверительной вероятности является достижение соответствия с помощью pi величины коэффициента RF, равного 3,00 (уравнение 4). Доверительную вероятность в процентах вычисляют по уравнению (3). Для проверки правильности вычислений в Excel можно использовать таблицу В.3 величин коэффициента Стьюдента t для степени свободы dfi(n — 1) и величины пороговой значимости pi. При подстановке величины пороговой значимости pi в формуле t_{p_{i}/2,n - 1} = \text{СТЬЮ ДЕНТ}.\text{ОБР}.2\text{Х} (значение pi; величина степени свободы (n — 1) должна получиться величина t_{p_{i}/2,n - 1} из таблицы В.3. Следует подчеркнуть, что фоновая концентрация ЗВ в почве является достоверной для рассчитанной статистической значимости pi; и, соответственно, для доверительной вероятности Pi.

Таблица В.3

Величина коэффициента Стьюдента t_{n - 1,p_{i}} для числа степеней свободы dfi(n — 1) и порогового уровня значимости pi

pi/2	0,15	0,10	0,05	0,025	0,01	0,005	0,001	0,0005
pi	0,30	0,20	0,10	0,05	0,02	0,01	0,002	0,001
dfi(n — 1)
1	1,963	3,078	6,314	12,71	31,82	63,66	318,31	636,62
2	1,386	1,886	2,920	4,303	6,965	9,925	22,327	31,599
3	1,250	1,638	2,353	3,187	4,541	5,841	10,715	12,924
4	1,190	1,533	2,132	2,776	3,747	4,604	7,173	8,610
5	1,156	1,476	2,015	2,571	3,365	4,032	5,893	6,869
6	1,134	1,440	1,943	2,447	3,143	3,707	5,208	5,959
7	1,119	1,415	1,895	2,365	2,998	3,499	4,785	5,408
8	1,108	1,397	1,860	2,306	2,896	3,355	4,501	5,041
9	1,100	1,383	1,833	2,262	2,821	3,250	4,297	4,781
10	1,093	1,372	1,812	2,228	2,764	3,169	4,144	4,587
11	1,088	1,363	1,796	2,201	2,718	3,106	4,025	4,437
12	1,083	1,356	1,782	2,179	2,681	3,055	3,930	4,318
13	1,079	1,350	1,771	2,160	2,650	3,012	3,852	4,221
14	1,076	1,345	1,761	2,145	2,624	2,977	3,787	4,140
15	1,074	1,341	1,753	2,131	2,607	2,947	3,733	4,073
16	1,071	1,337	1,746	2,120	2,583	2,921	3,686	4,015
17	1,069	1,333	1,740	2,110	2,567	2,898	3,648	3,965
18	1,067	1,330	1,734	2,101	2,552	2,878	3,610	3,922
19	1,066	1,328	1,729	2,093	2,539	2,861	3,579	3,883
20	1,064	1,325	1,725	2,086	2,528	2,845	3,552	3,850
21	1,063	1,323	1,721	2,080	2,518	2,831	3,527	3,819
22	1,061	1,321	1,717	2,074	2,508	2,819	3,505	3,792
23	1,060	1,319	1,714	2,069	2,500	2,807	3,485	3,768
24	1,059	1,318	1,711	2,064	2,492	2,797	3,467	3,745
25	1,058	1,316	1,708	2,060	2,485	2,787	3,450	3,725
26	1,058	1,315	1,706	2,056	2,479	2,779	3,435	3,707
27	1,057	1,314	1,703	2,052	2,473	2,771	3,421	3,690
28	1,056	1,313	1,7401	2,048	2,467	2,763	3,408	3,674
29	1,055	1,311	1,699	2,045	2,462	2,756	3,396	3,659
30	1,055	1,310	1,697	2,042	2,457	2,750	3,385	3,646
40	1,050	1,303	1,684	2,021	2,423	2,704	3,307	3,551
60	1,045	1,296	1,671	2,000	2,390	2,660	3,232	3,460
80	1,043	1,292	1,664	1,990	2,374	2,639	3,195	3,416
100	1,042	1,290	1,660	1,984	2,364	2,626	3,174	3,390
1000	1,037	1,282	1,646	1,962	2,330	2,581	3,098	3,300

Приложение Г (рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТЕЛЯ СУММАРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ Zс

Г.1 Для индивидуального ЗВ сначала рассчитывают коэффициент концентрации K_{C_{i}} как отношение его фактической концентрации в исследуемом образце почвы к региональному фону по формуле (1).

Г.2 Величины K_{C_{i}} используют для расчета суммарного показателя загрязнения почв Zс по формуле (2). Если величина рассчитанного коэффициента концентрации K_{C_{i}} меньше 1, то при расчете суммарного показателя загрязнения по формуле (2) величину K_{C_{i}} не учитывают.

Г.3 Оценку опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Zс проводят по оценочной шкале, приведенной в таблице 1.

Г.4 Пример 1

На территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения были отобраны 20 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ. Эти концентрации показаны в таблице Г.1. В качестве фоновых концентраций приведены ИТФК, измеренные на территории этого населенного пункта по 4 фоновым пробам.

Таблица Г.1

Концентрация ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения, мг/кг

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg
1	18,9	2,3	35,1	24,8	14,5	0,010
2	20,3	5,5	39,3	30,5	11,4	0,036
3	10,6	4,6	27,4	18,4	8,1	0,039
4	17,1	2,6	45,3	40,4	10,0	0,034
5	20,5	4,7	42,9	27,5	17,4	0,117
6	22,5	3,6	39,2	19,7	16,1	0,071
7	2,1	5,3	6,4	4,3	3,8	0,057
8	16,5	5,7	30,8	27,4	13,1	0,059
9	27,1	5,4	41,4	43,7	23,0	0,033
10	19,7	3,5	28,9	28,2	27,1	0,04
11	19,2	5,5	40,5	45,9	9,8	0,075
12	9,7	6,0	23,5	26,1	5,9	0,072
13	33,2	32,7	69,9	32,0	38,0	0,365
14	27,6	4,7	36,4	51,1	14,9	0,084
15	9,3	6,4	14,9	22,2	6,2	0,011
16	23,2	5,3	48,3	38,2	12,8	0,044
17	18,9	2,6	46,0	27,5	10,8	0,018
18	19,4	43,7	60,6	29,7	30,5	0,039
19	23,5	33,0	275,8	41,8	15,9	0,108
20	41,3	4,4	49,2	72,4	15,7	0,039
Среднее	20,0	9,38	50,1	32,6	15,3	0,0676
ИТФК	16,7	3,75	36,8	28,5	11,0	0,030
Pi ИТФК <*>, %	92,0	79,5	95,3	86,6	92,8	76,6
<*> Доверительная вероятность того, что среднее генеральной совокупности находится в интервале выборочного Ci_ср +/- 16,5%.

В таблице Г.2 приведены рассчитанные по уравнению (1) коэффициенты концентрации K_{C_{i}} ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК. В соответствии с Г.2 значения K_{C_{i}} меньше 1 не учитываются. Исправленные коэффициенты концентрации с учетом замены значений меньше единицы на аббревиатуру НУ (не учитывается) приведены в таблице Г.3 и использованы для расчета показателей суммарного загрязнения почв Zс. Величины Z_{C_{i}} и категории степени загрязнения почвы также приведены в таблице Г.3.

Таблица Г.2

Коэффициенты концентрации K_{C_{i}} ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg
1	1,13	0,61	0,95	0,87	1,32	0,33
2	1,22	1,47	1,07	1,07	1,04	1,20
3	0,63	1,23	0,74	0,65	0,74	1,30
4	1,02	0,69	1,23	1,42	0,91	1,13
5	1,23	1,25	1,17	0,96	1,58	3,90
6	1,35	0,96	1,07	0,69	1,46	2,37
7	0,13	1,41	0,17	0,15	0,35	1,90
8	0,99	1,52	0,84	0,96	1,19	1,97
9	1,62	1,44	1,13	1,53	2,09	1,10
10	1,18	0,93	0,79	0,99	2,46	1,33
11	1,15	1,47	1,10	1,61	0,89	2,50
12	0,58	1,60	0,64	0,92	0,54	2,40
13	1,99	8,72	1,90	1,12	3,45	12,17
14	1,65	1,25	0,99	1,79	1,35	2,80
15	0,56	1,71	0,40	0,78	0,56	0,37
16	1,39	1,41	1,31	1,34	1,16	1,47
17	1,13	0,69	1,25	0,96	0,98	0,60
18	1,16	11,65	1,65	1,04	2,77	1,30
19	1,41	8,80	7,49	1,47	1,45	3,60
20	2,47	1,17	1,34	2,54	1,43	1,30
Среднее	1,20	2,50	1,36	1,14	1,39	2,25

Таблица Г.3

Исправленные коэффициенты концентрации K_{C_{i}} ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК, показатели суммарного загрязнения почвы Zс и категории степени загрязнения почвы

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg	Zс	Категория
1	1,13	НУ	НУ	НУ	1,32	НУ	1,45	Д
2	1,22	1,47	1,07	1,07	1,04	1,20	2,02	Д
3	НУ	1,23	НУ	НУ	НУ	1,30	1,53	Д
4	1,02	НУ	1,23	1,42	НУ	1,13	1,78	Д
5	1,23	1,25	1,17	НУ	1,58	3,90	5,13	Д
6	1,35	НУ	1,07	НУ	1,46	2,37	3,24	Д
7	НУ	1,41	НУ	НУ	НУ	1,90	2,31	Д
8	НУ	1,52	НУ	НУ	1,19	1,97	2,68	Д
9	1,62	1,44	1,13	1,53	2,09	1,10	3,91	Д
10	1,18	НУ	НУ	НУ	2,46	1,33	2,98	Д
11	1,15	1,47	1,10	1,61	НУ	2,50	3,83	Д
12	НУ	1,60	НУ	НУ	НУ	2,40	3,00	Д
13	1,99	8,72	1,90	1,12	3,45	12,17	24,35	У
14	1,65	1,25	НУ	1,79	1,35	2,80	4,85	Д
15	НУ	1,71	НУ	НУ	НУ	НУ	1,71	Д
16	1,39	1,41	1,31	1,34	1,16	1,47	3,09	Д
17	1,13	НУ	1,25	НУ	НУ	НУ	1,38	Д
18	1,16	11,65	1,65	1,04	2,77	1,30	14,58	Д
19	1,41	8,80	7,49	1,47	1,45	3,60	19,21	У
20	2,47	1,17	1,34	2,54	1,43	1,30	5,25	Д
Среднее	1,20	2,50	1,36	1,14	1,39	2,25	5,41	Д
Примечание — Д - допустимая степень загрязнения почв; У — умеренно опасная степень загрязнения почв; НУ — не учитывается.

Из данных таблицы Г.3 следует, что категория степени загрязнения почвы при использовании ИТФК в качестве эталона сравнения во всех пробах (за исключением проб 13 и 19) является «допустимой степенью загрязнения». В пробах 13 и 19 степень загрязнения почвы является «умеренно опасной степенью».

Г.5 Пример 2

На территории населенного пункта с высоким уровнем загрязнения были отобраны 16 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ. Эти концентрации показаны в таблице Г.4. В качестве фоновых концентраций приведены справочные ФКУ.

Таблица Г.4

Концентрация ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения, мг/кг

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu
1	853	12,9	106,0	114,0	1114
2	1097	15,6	124,0	114,0	3342
3	1278	45,5	206,0	222,0	2546
4	1510	67,2	116,0	97,9	1602
5	1445	41,7	142,0	133,0	2500
6	202	11,9	116,0	77,7	270
7	188	9,1	111,0	87,2	230
8	5484	47,7	195,0	136,0	2462
9	1492	26,0	114,0	105,0	1205
10	305	16,0	108,0	125,0	690
11	271	18,8	129,0	100,0	235
12	167	9,9	76,1	86,8	71
13	192	4,1	47,1	49,4	118
14	295	8,1	88,3	95,5	108
15	530	18,2	358,0	131,0	652
16	1890	56,0	381,0	373,0	2480
Среднее	1075	25,5	151,1	128,0	1227
ФКУ	30	15,0	45,0	28,0	15

В таблице Г.5 приведены рассчитанные по формуле (1) коэффициенты концентрации K_{C_{i}} ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по отношению к ФКУ. В соответствии с Г.2 значения K_{C_{i}} меньше 1 не учитываются.

Таблица Г.5

Коэффициенты концентрации ЗВ K_{C_{i}} в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения с учетом ФКУ

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu
1	28,43	0,86	2,36	4,07	74,27
2	36,57	1,04	2,76	4,07	222,8
3	42,60	3,03	4,58	7,93	169,7
4	50,33	4,48	2,58	3,50	106,8
5	48,17	2,78	3,16	4,75	166,7
6	6,73	0,79	2,58	2,78	18,00
7	6,27	0,61	2,47	3,11	15,33
8	182,8	3,18	4,33	4,86	164,1
9	49,73	1,73	2,53	3,75	80,33
10	10,17	1,07	2,40	4,46	46,0
11	9,03	1,25	2,87	3,57	15,67
12	5,57	0,66	1,69	3,10	4,74
13	6,40	0,27	1,05	1,76	7,87
14	9,83	0,54	1,96	3,41	7,20
15	17,67	1,21	7,96	4,68	43,47
16	63,00	3,73	8,47	13,32	165,3
Среднее	35,83	1,70	3,36	4,57	81,77

Для расчета показателей суммарного загрязнения почв Zс были использованы приведенные в таблице Г.6 исправленные коэффициенты концентрации K_{C_{i}} . Величины Zс и категории степени загрязнения почвы также приведены в таблице Г.6. Из этих данных следует, что степень загрязнения почвы в 9 из 16 проб была «опасной степенью загрязнения почв» или «чрезвычайно опасной степенью загрязнения почв».

Таблица Г.6

Исправленные коэффициенты концентрации K_{C_{i}} ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения с учетом ФКУ, показатели суммарного загрязнения почвы Z_{C_{i}} и категории степени загрязнения почвы

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Zс	Категория
1	28,4	НУ	2,36	4,07	74,3	106,1	О
2	36,6	1,04	2,76	4,07	222,8	263,2	ЧО
3	42,6	3,03	4,58	7,93	169,7	223,9	ЧО
4	50,3	4,48	2,58	3,50	106,8	163,7	ЧО
5	48,2	2,78	3,16	4,75	166,7	221,5	ЧО
6	6,7	НУ	2,58	2,78	18,0	27,1	У
7	6,3	НУ	2,47	3,11	15,3	24,2	У
8	182,8	3,18	4,33	4,86	164,1	355,3	Д
9	49,7	1,73	2,53	3,75	80,3	134,1	ЧО
10	10,2	1,07	2,40	4,46	46,0	60,1	О
11	9,0	1,25	2,87	3,57	15,7	28,4	У
12	5,6	НУ	1,69	3,10	4,7	12,1	Д
13	6,4	НУ	1,05	1,76	7,9	14,1	Д
14	9,8	НУ	1,96	3,41	7,2	19,4	У
15	17,7	1,21	7,96	4,68	43,5	71,0	О
16	63,0	3,73	8,47	13,30	165,3	249,9	ЧО
Среднее	35,8	1,70	3,36	4,57	81,8	123,2	О
Примечание — Д - допустимая степень загрязнения почв; У — умеренно опасная степень загрязнения почв; О — опасная степень загрязнения почв; ЧО — чрезвычайно опасная степень загрязнения почв; НУ — не учитывается.

Приложение Д (рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ИНДЕКСА ГЕОАККУМУЛЯЦИИ Igeo

Д.1 Индекс геоаккумуляции (Geoaccumulation Index) Igeo_i является количественным показателем загрязнения почвы индивидуальными ЗВ [6], который связывает фактическую концентрацию ЗВ i Ci с его фоновой концентрацией Ci_фон по уравнению (7).

Д.2 Степень загрязнения почвы по величине Igeo_i оценивают с помощью оценочной шкалы, приведенной в таблице 3.

Д.3 Пример 1

На территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения были отобраны 20 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ, которые показаны в таблице Г.1. В таблице Д.1 приведены рассчитанные по данным таблицы Г.1 величины Igeo ЗВ в почве относительно ИТФК. В таблице Д.2 приведены категории проб почвы по степени загрязнения при использовании величин Igeo по отношению к ИТФК. При использовании ИТФК в качестве эталона сравнения почвы населенного пункта можно отнести в категорию «незагрязненная» 74,2% проб почвы, в категорию «от незагрязненной до умеренно загрязненной» — 19,2% проб почвы, в категорию «умеренно загрязненной» — 2,5% проб почвы, в категорию «от умеренно до сильно загрязненной» — 3,3% проб почвы, в категорию «сильно загрязненной» — 0,8% проб почвы.

Таблица Д.1

Значения Igeo ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg
1	-0,41	-1,29	-0,65	-0,79	-0,19	-2,17
2	-0,30	-0,03	-0,49	-0,49	-0,53	-0,32
3	-1,24	-0,29	-1,01	-1,22	-1,03	-0,21
4	-0,55	-1,11	-0,29	-0,08	-0,72	-0,40
5	-0,29	-0,26	-0,36	-0,64	0,08	1,38
6	-0,15	-0,64	-0,49	-1,12	-0,04	0,66
7	-3,58	-0,09	-3,11	-3,31	-2,12	0,34
8	-0,60	0,02	-0,84	-0,64	-0,33	0,39
9	0,11	-0,06	-0,42	0,03	0,48	-0,45
10	-0,35	-0,68	-0,93	-0,60	0,72	-0,17
11	-0,38	-0,03	-0,45	0,10	-0,75	0,74
12	-1,37	0,09	-1,23	-0,71	-1,48	0,68
13	0,41	2,54	0,34	-0,42	1,20	3,02
14	0,14	-0,26	-0,60	0,26	-0,15	0,90
15	-1,43	0,19	-1,89	-0,95	-1,41	-2,03
16	-0,11	-0,09	-0,19	-0,16	-0,37	-0,03
17	-0,41	-1,11	-0,26	-0,64	-0,61	-1,32
18	-0,37	2,96	0,13	-0,53	0,89	-0,21
19	-0,09	2,55	2,32	-0,03	-0,05	1,26
20	0,72	-0,35	-0,17	0,76	-0,07	-0,21

Таблица Д.2

Категории проб почвы по степени загрязнения, определенные с помощью величин Igeo по отношению к ИТФК

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg
1	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
2	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
3	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
4	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
5	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	УЗ
6	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ
7	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ
8	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ
9	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	НЗ
10	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ
11	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ-УЗ
12	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ
13	НЗ-УЗ	УЗ-СЗ	НЗ-УЗ	НЗ	УЗ	СЗ
14	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ-УЗ
15	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
16	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
17	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ	НЗ
18	НЗ	УЗ-СЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ
19	НЗ	УЗ-СЗ	УЗ-СЗ	НЗ	НЗ	УЗ
20	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ	НЗ
Примечание — НЗ — незагрязненная; НЗ-УЗ — от незагрязненной до умеренно загрязненной; УЗ — умеренно загрязненная; УЗ-СЗ — от умеренно до сильно загрязненной; СЗ — сильно загрязненная; СЗ-ЧЗ — от сильно до чрезвычайно загрязненной; ЧЗ — чрезвычайно загрязненная.

Д.4 Пример 2

На территории населенного пункта с высоким уровнем загрязнения были отобраны 16 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ. Эти концентрации ЗВ показаны в таблице Г.4. В качестве фоновых концентраций использованы справочные ФКУ.

В таблице Д.3 приведены рассчитанные по данным таблицы Г.4 величины Igeo по отношению к ФКУ.

Таблица Д.3

Значения Igeo ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по отношению к ФКУ

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu
1	4,24	-0,80	0,65	1,44	5,63
2	4,61	-0,53	0,88	1,44	7,21
3	4,83	1,02	1,61	2,40	6,82
4	5,07	1,58	0,78	1,22	6,15
5	5,01	0,89	1,07	1,66	6,80
6	2,17	-0,92	0,78	0,89	3,58
7	2,06	-1,31	0,72	1,05	3,35
8	6,93	1,08	1,53	1,70	6,77
9	5,05	0,21	0,76	1,32	5,74
10	2,76	-0,49	0,68	1,57	4,94
11	2,59	-0,26	0,93	1,25	3,38
12	1,89	-1,18	0,17	1,05	1,66
13	2,09	-2,46	-0,52	0,23	2,39
14	2,71	-1,47	0,39	1,19	2,26
15	3,56	-0,31	2,41	1,64	4,86
16	5,39	1,32	2,50	3,15	6,78

В таблице Д.4 приведены категории проб почвы по степени загрязнения при использовании величин Igeo по отношению к ФКУ. При использовании ФКУ в качестве эталона сравнения почвы можно отнести в категорию «незагрязненная» 20,0% проб почвы, в категорию «от незагрязненной до умеренно загрязненной» — 31,3% проб почвы, в категорию «умеренно загрязненной» — 17,5% проб почвы, в категорию «от умеренно до сильно загрязненной» — 8,8% проб почвы, в категорию «сильно загрязненной» — 1,3% проб почвы, в категорию «от сильно до чрезвычайно загрязненной» — 10,0% проб почвы, в категорию «чрезвычайно загрязненной» — 11,3% проб почвы.

Таблица Д.4

Категории проб почвы по степени загрязнения при использовании величин Igeo по отношению к ФКУ

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu
1	СЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	ЧЗ
2	СЗ-ЧЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	ЧЗ
3	СЗ-ЧЗ	НЗ-УЗ	УЗ	УЗ	ЧЗ
4	СЗ-ЧЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	ЧЗ
5	СЗ-ЧЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	УЗ	ЧЗ
6	УЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	НЗ
7	УЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	УЗ-СЗ
8	ЧЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	УЗ	ЧЗ
9	СЗ-ЧЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	ЧЗ
10	УЗ-СЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	С3-ЧЗ
11	УЗ-СЗ	НЗ	НЗ-УЗ	НЗ-УЗ	УЗ-СЗ
12	УЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	УЗ
13	УЗ	НЗ	НЗ	НЗ	УЗ
14	УЗ-СЗ	НЗ	НЗ	НЗ-УЗ	УЗ
15	УЗ-СЗ	НЗ	УЗ	УЗ	С3-ЧЗ
16	СЗ-ЧЗ	НЗ-УЗ	УЗ	УЗ-СЗ	ЧЗ
Примечание — НЗ — незагрязненная; НЗ-УЗ — от незагрязненной до умеренно загрязненной; УЗ — умеренно загрязненная; УЗ-СЗ — от умеренно до сильно загрязненной; СЗ — сильно загрязненная; СЗ-ЧЗ — от сильно до чрезвычайно загрязненной; ЧЗ — чрезвычайно загрязненная.

Приложение Е (рекомендуемое)

ПРИМЕР РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ОБОГАЩЕНИЯ EFij

Е.1 Коэффициент обогащения EFij был первоначально предложен для оценки вклада моря или вклада суши в формирование состава аэрозолей над Южным полюсом [7], [8]. В дальнейшем EFij был использован для оценки антропогенного загрязнения почв по сравнению с содержанием элемента в почвах фоновых территорий. В этом показателе используются отношения концентрации токсичного металла i в загрязненной почве и макроэлемента j с низким варьированием и отношения концентрации токсичного металла i в фоновом образце к отношению в нем такого же макроэлемента j с низким варьированием в соответствии с уравнением (8).

Е.2 Оценку загрязнения почв по величине EFij проводят в соответствии с оценочной шкалой, приведенной в таблице 4. Таким образом, коэффициент обогащения учитывает различный минералогический и гранулометрический состав проб почвы и уменьшает ошибку оценки антропогенного загрязнения за счет учета возможного варьирования элемента в природном фоне.

Е.3 Пример

На территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения почвы были заложены две почвенные прикопки, из которых были отобраны пробы почвы до глубины 50 см. Как видно из таблицы Е.1, в разрезе почвы 1 происходит обогащение свинцом в верхнем 0 — 5-см слое почвы (в 3,5 — 5,5 раз), а в почвенном разрезе 2 такого обогащения не происходит.

Таблица Е.1

Данные расчета коэффициента обогащения, при котором фоновой концентрацией считается концентрация самого глубокого образца в почвенном разрезе

Глубина, см	Концентрация, мг/кг			Pb/Al	Pb/Ni	EF (Al)	EF (Ni)
	Pb	Al	Ni
Почва 1
0 — 5	5,5	13130	20,3	0,000419	0,271	3,49	5,49
15 — 20	4,7	14258	26,4	0,000330	0,178	2,75	3,41
20 — 48	1,2	10008	23,0	0,000120	0,052	1,00	1,00
Почва 2
0 — 5	2,6	16239	17,1	0,000160	0,152	0,89	1,09
10 — 23	2,5	17751	21,3	0,000141	0,117	0,78	0,84
24 — 50	2,0	15206	14,3	0,000132	0,140	1,0	1,00

Приложение Ж (рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА МОДИФИЦИРОВАННОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО ИНДЕКСАНЕМЕРОВА mNIPI

Ж.1 Одним из основных интегральных показателей степени загрязнения почв в настоящее время является модифицированный индекс загрязнения Немерова [10]. Обычные интегральные индексы являются средним арифметическим из оцениваемых индивидуальных показателей загрязнения. Наряду со средним арифметическим всех показателей, например, коэффициента концентрации K_{C_{i}} , при вычислении индекса загрязнения Немерова используется максимальная величина показателя в качестве второго фактора в соответствии с уравнением (9). Brady с соавторами предложил модифицированный индекс Немерова mNIPI, использующий для характеристики загрязнения не только K_{C_{i}} , но и коэффициент обогащения EFij [11].

Ж.2 Оценочная шкала загрязнения почв по величине Igeo приведена в таблице 5.

Ж.3 Пример 1

На территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения были отобраны 20 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ. Эти концентрации показаны в таблице Г.1. В качестве фоновых концентраций приведены ИТФК, измеренные по 4 фоновым образцам. В таблице Г.2 приведены рассчитанные по уравнению (1) коэффициенты концентрации K_{C_{i}} загрязняющих веществ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК.

В таблице Ж.1 представлены категории загрязнения почвы, определенные с помощью mNIPI по отношению к ИТФК. При использовании средних концентраций ЗВ сравнение с ИТФК дало оценку степени загрязнения почв «умеренное загрязнение». При использовании концентраций индивидуальных ЗВ 65% проб почвы имели категорию степени загрязнения «легкое загрязнение», 15% — «умеренное загрязнение», 5% — «умеренно сильное загрязнение» и 15% — «сильное загрязнение».

Таблица Ж.1

Категории загрязнения почвы, определенные с помощью mNIPI по отношению к ИТФК

Номер пробы	Ki_ср	Ki_макс	mNIPI	Категория
1	0,87	1,32	1,12	ЛЗ
2	1,18	1,47	1,33	ЛЗ
3	0,88	1,30	1,11	ЛЗ
4	1,07	1,42	1,26	ЛЗ
5	1,68	3,90	3,00	У-СЗ
6	1,32	2,37	1,91	ЛЗ
7	0,68	1,90	1,43	ЛЗ
8	1,24	1,97	1,65	ЛЗ
9	1,49	2,09	1,81	ЛЗ
10	1,28	2,46	1,96	ЛЗ
11	1,45	2,50	2,04	УЗ
12	1,11	2,40	1,87	ЛЗ
13	4,89	12,17	9,27	СЗ
14	1,64	2,80	2,29	УЗ
15	0,73	1,71	1,31	ЛЗ
16	1,35	1,47	1,41	ЛЗ
17	0,94	1,25	1,10	ЛЗ
18	3,26	11,65	8,56	СЗ
19	4,04	8,80	6,85	СЗ
20	0,87	2,54	2,16	УЗ
Среднее	1,64	2,50	2,11	УЗ
Примечание — ОЗ — отсутствие загрязнения; ЛЗ — легкое загрязнение; УЗ — умеренное загрязнение; У-СЗ — умеренно-сильное загрязнение; СЗ — сильное загрязнение.

Ж.4 Пример 2

В таблице Г.4 приведены исходные данные содержания ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения. В таблице Г.5 приведены рассчитанные по уравнению (1) коэффициенты концентрации K_{C_{i}} ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по отношению к ФКУ.

В таблице Ж.2 представлены категории загрязнения почвы, определенные с помощью mNIPI (уравнение 9) и при использовании ФКУ в качестве эталона сравнения. При использовании средних значений концентраций ЗВ загрязнение почвы можно характеризовать как «очень сильное загрязнение». При использовании ФКУ 6,3% проб имели категорию загрязнения «умеренно сильное загрязнение», 12,5% — «сильное загрязнение» и 81,3% — «очень сильное загрязнение».

Таблица Ж.2

Категории загрязнения почвы, определенные с помощью mNIPI в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по отношению к ФКУ

Номер пробы	Ki_ср	Ki_макс	mNIPI	Категория
1	22,03	74,27	54,78	ОСЗ
2	53,45	222,80	162,01	ОСЗ
3	45,57	169,73	124,27	ОСЗ
4	33,54	106,80	79,15	ОСЗ
5	45,10	166,67	122,09	ОСЗ
6	6,22	18,00	13,47	ОСЗ
7	5,64	15,33	11,55	ОСЗ
8	71,86	182,80	138,89	ОСЗ
9	27,62	80,33	60,07	ОСЗ
10	12,82	46,00	33,77	ОСЗ
11	6,48	15,67	11,99	У-СЗ
12	3,22	5,57	4,55	СЗ
13	3,62	7,87	6,12	СЗ
14	4,68	9,83	7,70	ОСЗ
15	15,00	43,47	32,51	ОСЗ
16	50,77	165,33	122,30	ОСЗ
Среднее	25,45	81,77	60,56	ОСЗ
Примечание — У-СЗ — умеренно сильное загрязнение; СЗ — сильное загрязнение; ОСЗ — очень сильное загрязнение.

Приложение И (рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ER

И.1 Для установления экологических эффектов в почвенной среде в результате воздействия различных ЗВ используют индикаторы потенциального экологического риска. В настоящее время для оценки экологического риска загрязнения почв наиболее часто используют коэффициент потенциального экологического риска ERi для индивидуальных загрязнителей [12]. Величину ERi рассчитывают в соответствии с уравнением (10), которое связывает интенсивность загрязнения с индивидуальным коэффициентом экологической токсичности Sti (см. таблицу 6).

И.2 После вычисления величины ERi категорию потенциального экологического риска индивидуального загрязнителя i для почвы находят с помощью оценочной шкалы, представленной в таблице 7.

И.3 Пример 1

На территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения были отобраны 20 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ (см. таблицу И.1). В качестве фоновых концентраций приведены ИТФК, измеренные на территории этого населенного пункта по 4 фоновым пробам.

Таблица И.1

Концентрации ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения, мг/кг, ( \sum \text{ПХБ} , мкг/кг)

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg	\sum \text{ПХБ}
1	18,9	2,3	35,1	24,8	14,5	0,010	0,99
2	20,3	5,5	39,3	30,5	11,4	0,036	11,80
3	10,6	4,6	27,4	18,4	8,1	0,039	6,22
4	17,1	2,6	45,3	40,4	10	0,034	1,36
5	20,5	4,7	42,9	27,5	17,4	0,117	14,90
6	22,5	3,6	39,2	19,7	16,1	0,071	49,80
7	2,1	5,3	6,4	4,3	3,8	0,057	3,23
8	16,5	5,7	30,8	27,4	13,1	0,059	6,60
9	27,1	5,4	41,4	43,7	23,0	0,033	1,00
10	19,7	3,5	28,9	28,2	27,1	0,040	28,00
11	19,2	5,5	40,5	45,9	9,8	0,075	30,76
12	9,7	6,0	23,5	26,1	5,9	0,072	102,90
13	33,2	32,7	69,9	32,0	38,0	0,365	362,90
14	27,6	4,7	36,4	51,1	14,9	0,084	49,76
15	9,3	6,4	14,9	22,2	6,2	0,011	22,29
16	23,2	5,3	48,3	38,2	12,8	0,044	1,42
17	18,9	2,6	46,0	27,5	10,8	0,018	67,59
18	19,4	43,7	60,6	29,7	30,5	0,039	23,83
19	23,5	33,0	275,8	41,8	15,9	0,108	116,50
20	41,3	4,4	49,2	72,4	15,7	0,039	10,92
ИТФК	16,7	3,75	36,8	28,5	11,0	0,030	5,09
Pi ИТФК <*>, %	92,0	79,5	95,3	86,6	92,8	76,6	44,9
Sti <**>	5	5	1	2	5	40	40
<*> Доверительные вероятности для ИТФК при величине RF = 3,00. <**> Коэффициент потенциальной экологической токсичности.

Коэффициенты ERi ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению ИТФК показаны в таблице И.2. При величине K_{C_{i}} ниже фона, то есть при его величине меньше 1,0, величина ERi принимается равной нулю. Категоризация потенциального экологического риска ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения при использовании ИТФК приведена в таблице И.3.

Таблица И.2

Коэффициенты ERi ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК (включая \sum \text{ПХБ} )

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg	\sum \text{ПХБ}
1	5,7	0,0	0,0	0,0	6,6	0,0	0,0
2	6,1	7,3	1,1	2,1	5,2	48,0	128,7
3	0,0	6,1	0,0	0,0	0,0	52,0	67,7
4	5,1	0,0	1,2	2,8	0,0	45,3	0,0
5	6,1	6,3	1,2	0,0	7,9	156,0	162,2
6	6,7	0,0	1,1	0,0	7,3	94,7	58,7
7	0,0	7,1	0,0	0,0	0,0	76,0	0,0
8	0,0	7,6	0,0	0,0	6,0	78,7	71,7
9	8,1	7,2	1,1	3,1	10,5	44,0	0,0
10	5,9	0,0	0,0	0,0	12,3	53,3	311,4
11	5,7	7,3	1,1	3,2	0,0	100,0	334,7
12	0,0	8,0	0,0	0,0	0,0	96,0	1119,7
13	9,9	43,6	1,9	2,2	17,3	486,7	3949,3
14	8,3	6,3	0,0	3,6	6,8	112,0	541,5
15	0,0	8,5	0,0	0,0	0,0	0,0	242,5
16	6,9	7,1	1,3	2,7	5,8	58,7	0,0
17	5,7	0,0	1,3	0,0	0,0	0,0	735,5
18	5,8	58,3	1,6	2,1	13,9	52,0	259,3
19	7,0	44,0	7,5	2,9	7,2	144,0	1267,4
20	12,4	5,9	1,3	5,1	7,1	52,0	118,8
Среднее	6,0	12,5	1,4	2,3	6,9	90,1	341,5

Таблица И.3

Категории ERi ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения при использовании ИТФК

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu	Hg	\sum \text{ПХБ}
1	Н	Н	Н	Н	Н	Н	Н
2	Н	Н	Н	Н	Н	У	З
3	Н	Н	Н	Н	Н	У	У
4	Н	Н	Н	Н	Н	У	Н
5	Н	Н	Н	Н	Н	З	В
6	Н	Н	Н	Н	Н	З	У
7	Н	Н	Н	Н	Н	У	Н
8	Н	Н	Н	Н	Н	У	У
9	Н	Н	Н	Н	Н	У	Н
10	Н	Н	Н	Н	Н	У	В
11	Н	Н	Н	Н	Н	З	ОВ
12	Н	Н	Н	Н	Н	З	Н
13	Н	У	Н	Н	Н	ОВ	Н
14	Н	Н	Н	Н	Н	З	ОВ
15	Н	Н	Н	Н	Н	Н	В
16	Н	Н	Н	Н	Н	У	Н
17	Н	Н	Н	Н	Н	Н	ОВ
18	Н	У	Н	Н	Н	У	В
19	Н	У	Н	Н	Н	З	Н
20	Н	Н	Н	Н	Н	У	З
Примечание — Н - низкий потенциальный экологический риск; У — умеренный потенциальный экологический риск; З — значительный потенциальный экологический риск; В — высокий потенциальный экологический риск; ОВ — очень высокий потенциальный экологический риск.

При использовании ИТФК с учетом \sum \text{ПХБ} 77,1% проб имели категорию «низкий потенциальный экологический риск», 11,4% — «умеренный потенциальный экологический риск», 2,9% — «высокий потенциальный экологический риск» и 2,9% — «очень высокий потенциальный экологический риск».

И.4 Пример 2

В таблице Г.4 приведены концентрации ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения, а в таблице 6 - коэффициенты экологической токсичности Sti.

Коэффициенты потенциального экологического риска ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по отношению к ФКУ показаны в таблице И.4. В рассматриваемом примере коэффициенты ERi для Ni и Cu выше, чем для Pb, Zn и Cr.

Таблица И.4

Коэффициенты ERi ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения по отношению к ФКУ

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu
1	142,2	5,0	2,4	8,1	371,3
2	182,8	5,2	2,8	8,1	1114,0
3	213,0	15,2	4,6	15,9	848,7
4	251,7	22,4	2,6	7,0	534,0
5	240,8	13,9	3,2	9,5	833,3
6	33,7	5,0	2,6	5,6	90,0
7	31,3	5,0	2,5	6,2	76,7
8	914,0	15,9	4,3	9,7	820,7
9	248,7	8,7	2,5	7,5	401,7
10	50,8	5,3	2,4	8,9	230,0
11	45,2	6,3	2,9	7,1	78,3
12	27,8	5,0	1,7	6,2	23,7
13	32,0	5,0	1,0	3,5	39,3
14	49,2	5,0	2,0	6,8	36,0
15	88,3	6,1	8,0	9,4	217,3
16	315,0	18,7	8,5	26,6	826,7
Среднее	179,2	8,5	3,4	9,1	408,9

В таблице И.5 показаны категории потенциального экологического риска ЗВ в почвах населенного пункта с высокой степенью загрязнения при использовании ФКУ в качестве эталона сравнения. Около 70,0% проб почвы имели категорию «низкий потенциальный экологический риск», 6,3% — «умеренный потенциальный экологический риск», 3,8% — «значительный потенциальный экологический риск», 10,0% — «высокий потенциальный экологический риск» и 10,0% — «очень высокий потенциальный экологический риск».

Таблица И.5

Категории потенциального экологического риска ЗВ в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения при использовании ФКУ

Номер пробы	Ni	Pb	Zn	Cr	Cu
1	З	Н	Н	Н	ОВ
2	В	Н	Н	Н	Н
3	В	Н	Н	Н	ОВ
4	В	Н	Н	Н	ОВ
5	В	Н	Н	Н	ОВ
6	Н	Н	Н	Н	З
7	Н	Н	Н	Н	У
8	ОВ	Н	Н	Н	ОВ
9	В	Н	Н	Н	ОВ
10	У	Н	Н	Н	В
11	У	Н	Н	Н	У
12	Н	Н	Н	Н	Н
13	Н	Н	Н	Н	Н
14	У	Н	Н	Н	Н
15	З	Н	Н	Н	В
16	В	Н	Н	Н	ОВ
Примечание — Н - низкий потенциальный экологический риск; У — умеренный потенциальный экологический риск; З — значительный потенциальный экологический риск; В — высокий потенциальный экологический риск; ОВ — очень высокий потенциальный экологический риск.

Приложение К (рекомендуемое)

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ИНДЕКСА ПОТЕНЦИАЛЬНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА PERI

К.1 Индекс потенциального экологического риска PERI был разработан для оценки действия комплекса из 8 приоритетных ЗВ: Hg, Cd, Pb, Cu, Zn, Cr, As и \sum \text{ПХБ} [12]. При этом хром является представителем группы металлов Cr, Ni, V, Mo и Co, мышьяк — металлоидов, \sum \text{ПХБ} — липофильных ЗВ (ПХБ, ДДТ, ГХЦГ, ПАУ и НУВ). Величину PERI рассчитывают по формуле (11).

К.2 Оценочная шкала степени потенциального экологического риска для почв по величине PERI приведена в таблице 8.

К.3 Пример 1

На территории населенного пункта с низким уровнем загрязнения были отобраны 20 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ. Эти концентрации показаны в таблице И.1. В качестве фоновых концентраций приведены справочные ФКУ, а также ИТФК, измеренные на территории этого населенного пункта по 4 фоновым пробам.

Коэффициенты ERi ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к ИТФК показаны в таблице И.2. При коэффициенте концентрации ниже фона, то есть при его величине меньше 1,0, величина ERi принимается равной нулю. Категоризация степени загрязнения почв по величине PERI ЗВ в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения PERI при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ, ИТФК без \sum \text{ПХБ} и ИТФК с \sum \text{ПХБ} приведена в таблице К.1.

Таблица К.1

Категории индекса потенциального экологического риска PERI в почвах населенного пункта с низким уровнем загрязнения по отношению к различным видам фона

Номер пробы	ИТФК		\text{ИТФК } + \sum \text{ПХБ}
	PERI	Категория	PERI	Категория
1	12,3	Н	12,3	Н
2	69,8	Н	162,8	У
3	58,1	Н	107,0	Н
4	54,5	Н	54,6	Н
5	177,5	У	294,7	У
6	109,8	Н	152,2	У
7	83,1	Н	83,1	Н
8	92,2	Н	144,0	Н
9	74,0	Н	74,0	Н
10	71,6	Н	296,5	У
11	117,4	Н	359,1	З
12	104,0	Н	912,7	В
13	561,6	З	3413,8	ОВ
14	136,9	Н	527,9	З
15	8,6	Н	183,8	У
16	82,5	Н	82,5	Н
17	7,0	Н	538,1	З
18	133,7	Н	320,9	З
19	212,7	У	1128,0	В
20	83,8	Н	169,6	У
Среднее	119,1	Н	460,6	З
Примечание — Н - низкий потенциальный экологический риск; У — умеренный потенциальный экологический риск; З — значительный потенциальный экологический риск; В — высокий потенциальный экологический риск; ОВ — очень высокий потенциальный экологический риск.

При использовании ИТФК без учета содержания \sum \text{ПХБ} «умеренный потенциальный экологический риск» имеют 10% проб почвы, а в 5% проб почвы PERI является «значительным». При учете содержания \sum \text{ПХБ} потенциальный экологический риск существенно увеличивается: 35% проб почвы имеют «низкий потенциальный экологический риск», 30% проб почвы — «умеренный потенциальный экологический риск», 20% проб почвы — «значительный потенциальный экологический риск», 10% проб почвы — «высокий потенциальный экологический риск» и 5% проб почвы — «очень высокий потенциальный экологический риск».

К.4 Пример 2

На территории населенного пункта с высоким уровнем загрязнения были отобраны 16 проб почвы, в которых были измерены концентрации ЗВ. Эти концентрации показаны в таблице Г.4. Вычисленные коэффициенты потенциального экологического риска с учетом соответствующих коэффициентов токсичности приведены в таблице И.4.

Индекс потенциального экологического риска (Ni, Pb, Zn, Cr и Cu) для каждой из 16 проб почвы приведен в таблице К.2. К категории проб почвы с «низким потенциальным экологическим риском» относится 30% проб почвы, с «умеренным потенциальным экологическим риском» — 5% проб почвы, со «значительным потенциальным экологическим риском» — 15% проб почвы, с «высоким потенциальным экологическим риском» — 35% проб почвы и с «очень высоким потенциальным экологическим риском» — 15% проб почвы.

Таблица К.2

Категории индекса потенциального экологического риска PERI в почвах населенного пункта с высоким уровнем загрязнения при использовании в качестве эталона сравнения ФКУ

Номер пробы	PERI	Категория
1	529,0	З
2	1312,9	ОВ
3	1097,3	В
4	817,6	В
5	1100,7	В
6	136,8	Н
7	121,7	Н
8	1764,6	ОВ
9	669,0	В
10	297,5	У
11	139,8	Н
12	64,4	Н
13	80,9	Н
14	99,0	Н
15	329,0	З
16	1195,4	В
17	609,0	В
18	529,0	З
19	1312,9	ОВ
20	1097,3	В
Среднее	817,6	В
Примечание — Н - низкий потенциальный экологический риск; У — умеренный потенциальный экологический риск; З — значительный потенциальный экологический риск; В — высокий потенциальный экологический риск; ОВ — очень высокий потенциальный экологический риск.

БИБЛИОГРАФИЯ

[1]	Руководящие принципы разработки национальных стратегий использования мониторинга загрязнения почв в качестве инструмента экологической политики. — Европейская экономическая комиссия. Комитет по экологической политике. Рабочая группа по мониторингу и оценке окружающей среды. — Четырнадцатая сессия, Женева, 2013 (ECE/CEP/AC. 10/2013/6). 24 с.	Guidelines for developing national strategies to use soil contamination monitoring as an environmental policy tool. — Economic Commission for Europe. Committee on Environmental Policy. Working Group on Environmental. Monitoring and Assessment. Fourteenth session, Geneva, 2013 (ECE/CEP/AC. 10/2013/6). 24 p.
[2]	Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды»
[3]	Мотузова Г.В. Экологический мониторинг почв/Г.В. Мотузова, О.С. Безуглова. М.: Академический Проект; Гаудеамус, 2007. 237 с.
[4]	Положение о разработке, установлении и пересмотре нормативов качества окружающей среды для химических и физических показателей окружающей среды (утверждено Постановлением Правительства Российской Федерации от 13.02.2019 г. № 149)
[5]	СанПиН 1.2.3685-21	Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания
[6]	Muller G. Schadstoffe in Sedimenten — Sedimente als Schadstoffe//Mitt. Österr . Geol. Ges. 1986. Vol. 79. P. 107 — 126
[7]	Zoller W.H., Gladney E.S., Duce R.A. Atmospheric Concentrations and Sources of Trace Metals at the South Pole//Science. 1974. Vol. 183. P. 198 — 200
[8]	Duce R.A., Hoffman G.L., Zoller W.H. Atmospheric trace metals at remote Northern and Sourthern hemisphere sites: pollution or natural?//Science. 1975. Vol. 187. P. 59 — 61
[9]	Birch G.F., Olmos M.A. Sediment-bound heavy metals as indicators of human influence and biological risk in coastal water bodies//ICES Journal of Marine Science. 2008. Vol. 65. P. 1407 — 1413
[10]	Nemerow N.L., Sumitomo H. Benefits of water quality enhancement. Part A — Pollution index for benefit analysis//Department of Civil Enginieering Syracuse University, Syracuse, New York, 1970. P. 1 — 37
[11]	Brady J., Ayoko G.A., Martens W.N., Goonetilleke A. Development of a hybrid pollution index for heavy metals in marine and estuarine sediments//Environmental monitoring and assessment. 2015. Vol. 187, № 5, Article 306. 28 p.
[12]	Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach//Water Research. 1980. Vol. 14. P. 975 — 1001
[13]	Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами//М.: ИМГРЭ, 1982. 112 с.
[14]	Геохимия окружающей среды/Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.
[15]	СП 502.1325800.2021	Инженерно-экологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ
[16]	Xu Q., Yang T.X., Liu X.D., Ge Z.L. Calculation of heavy metals' toxicity coefficient in the evaluation of potential ecological risk index//Environmental Science and Technology. 2008. Vol. 31, № 2. P. 112 — 115
[17]	Wang N., Wang A., Kong L., He M. Calculation and application of Sb toxicity coefficient for potential ecological risk assessment//Science of Total Environment. 2018. Vol. 610 — 611. P. 167 — 174
[18]	Liu Y., Wang Q., Zhuang W., Yuan Y., Yuan Y., Jiao K., Wang M., Chen Q. Calculation of Thallium's Toxicity Coefficient in the Evaluation of Potential Ecological Risk Index: A Case Study//Chemosphere. 2018. Vol. 194. P. 562 — 569
[19]	Chen H., Chen Z., Chen Z., Ou X., Chen J. Calculation of Toxicity Coefficient of Potential Ecological Risk Assessment of Rare Earth Elements//Bulletin of Environmental Contamiantion and Toxicology. 2020. Vol. 104. P. 582 — 587
[20]	Eze V.C., Aduaka C., Okechukwu O.D. Assessment of vanadium pollution and ecological risk in some selected waste dumpsites in Southeastern Nigeria//Health Environ. 2022. Vol 3, № 1. P. 169 — 175
[21]	Xu D., Gao B., Peng W., Liu L., Wu W., Liu X. Boron toxicity coefficient calculation and application for ecological risk assessment in reservoir sediments//Science of the Total Environment. 2020. Vol. 739. № 139703. P. 1 — 7
[22]	Zhang J., Liu Z., Tian B., Li J., Luo J., Wang X., Ai S., Wang X. Assessment of soil heavy metal pollution in provinces of China based on different soil types: From normalization to sol quality criteria and ecological risk assessment//Journal of Hazardous Materials. 2023. Vol. 441, Article 129891. P. 1 — 12

Ключевые слова: загрязнение, загрязняющие вещества, показатели загрязнения, индексы загрязнения, почва, статистические характеристики, региональный фон

---