Химическое загрязнение почвы городов Российской Арктики

Автор: Новикова Ю.А., Копытенкова О.И., Алентьева О.С.

Журнал: Российская Арктика @russian-arctic

Статья в выпуске: 3 (30) т.7, 2025 года.

Бесплатный доступ

Своевременное обнаружение антропогенного воздействия на окружающую среду является важной научной и практической задачей. Почва аккумулирует химические загрязнения и может быть источником вторичного загрязнения атмосферного воздуха и водных объектов. Химические вещества, содержащиеся в почве, могут воздействовать на здоровье населения при прямом контакте с почвой и опосредованно – через контактирующие с почвой атмосферный воздух и воду. Цель исследования – оценить качество почвы городских поселений Российской Арктики по химическим показателям. Использованы результаты лабораторных исследований и испытаний почвы, выполненные в 2024 году в рамках социально-гигиенического мониторинга. Проведена статистическая обработка данных, рассчитаны суммарные показатели загрязнения почвы Zc для городов Мурманской области. В 2024 году почва 27 актических городов из 31 проанализированного соответствовала гигиеническим нормативам. Отсутствие превышений гигиенических нормативов в почве арктических городов Республики Карелия, Республики Коми, Республики Саха (Якутия), Чукотского и Ямало-Ненецкого автономного округа может быть связано не только с качеством почвы, но и с отсутствием контроля химических веществ. По степени химического загрязнения почва городов Апатиты, Заполярный, Кандалакша, Ковдор, Кировск, Мончегорск, Оленегорск, Североморск относится к категории «допустимая», городов Кола и Мурманск – к категории «умеренно опасная». Организация мониторинга почвы соответствует существующим рекомендациям только в арктических городах Архангельской области. В городах Республики Коми, Республики Саха (Якутия) и Чукотского автономного округа необходимо пересмотреть программы мониторинга. В городах Красноярского края и Мурманской области необходимо увеличить кратность отбора проб, Республики Карелия и Ямало-Ненецкого автономного округа – расширить перечень исследуемых химических показателей. Дальнейшие исследования будут посвящены возможности использования результатов экологического мониторинга, мониторинга вечной мерзлоты для оценки влияния почвы на здоровье населения.

Еще

Почва населенных мест, комфортность городской среды, социально-гигиенический мониторинг, суммарный показатель загрязнения почвы, Арктическая зона Российской Федерации

Короткий адрес: https://sciup.org/170211094

IDR: 170211094 | УДК: 614.7:32(211-17) | DOI: 10.24412/2658-4255-2025-3-35-44

Текст научной статьи Химическое загрязнение почвы городов Российской Арктики

Novikova YuA., Kopytenkova OI, Alenteva OS. Chemical pollution of soil in Russian Arctic cities. Russian Arctic. 2025;7(3):35-44. (In Russ.).

В настоящее время Арктическая зона Российской Федерации (или Российская Арктика) играет ключевую роль в экономических и стратегических планах России. Проблема освоения арктического пространства усугубляется наличием объектов накопленного вреда, ростом затрат на поддержание социальной и транспортной инфраструктуры, трудностями обеспечения достойного уровня и качества жизни арктического населения [1]. Негативные последствия хозяйственной деятельности в этом регионе могут вызвать необратимые процессы разрушения экосистемы [2].

За последние десятилетия в Арктике наблюдалось быстрое потепление климата и сокращение площади морского льда, при этом частая повторяемость аномально холодных зим [3].

Изменение климата привело к увеличению привлекательности Арктики для инвестиций и хозяйственного развития, но, с другой стороны, таяние многолетней мерзлоты может вызывать критические разрушения инфраструктуры, изменения природных условий для охоты и рыболовства местных жителей [4, 5].

Приоритетными источниками загрязнения среды обитания населенных пунктов Российской Арктики являются предприятия добывающей и перерабатывающей промышленности. В Российской Арктике 14 городов имеют статус моногородов: наиболее сложное социально-экономическое положение в 4 моногородах, риски ухудшения социально-экономического положения имеются в 8 моногородах, в остальных — социально-экономическая ситуация характеризуется как стабильная [5]. Устойчивость компонентов экосистем к антропогенным нагрузкам снижает суровый климат [7].

Дальнейшее развитие Российской Арктики связано с освоением Северного морского пути, расширением поиска месторождений полезных ископаемых, трансформацией аграрной сферы, развитием туризма и т.д. [8, 9]. При реализации проектов освоения ресурсов в экстремальных природно-климатических условиях высок риск разрушения экологических систем [10]. С 2021 года в рамках Государственной про- граммы по оказанию содействия добровольному переселению1 гражданам Российской Федерации и соотечественникам, которые добровольно переселяются в Россию, предоставлена возможность получить в Российской Арктике земельный участок для строительства дома или любой предпринимательской деятельности.

Дискомфортность проживания населения Российской Арктики создается неустранимыми природно-климатическими факторами, своеобразным режимом грунтовых вод, наличием многолетней мерзлоты и развивающихся в разных направлениях мерзлотно-грунтовых процессов, заболачиванием огромных территорий [2].

Методы оценки комфортности проживания постоянно совершенствуются [11-15]. В настоящее время на основе методологии оценки риска для здоровья населения формируются методы комплексной гигиенической оценки комфортности окружающей среды городских поселения.

Своевременное обнаружение антропогенного воздействия на окружающую среду является важной научной и практической задачей. В качестве факторов уязвимости почвы Российской Арктики, кроме отрицательных температур в течение большей части года, выделяют затруднение оттока загрязняющих веществ, которое связано с неглубоким залеганием многомерзлых пород [16].

Почва аккумулирует химические загрязнения и может быть источником вторичного загрязнения атмосферного воздуха воды водных объектов [17]. Химические вещества, содержащиеся в почве, могут воздействовать на здоровье населения при прямом контакте с почвой и опосредованно через контактирующие с почвой атмосферный воздух и воду [18]. К приоритетным химическим веществам, загрязняющим почву, относятся свинец, кадмий, мышьяк и никель [18]. Оценка неблагоприятного воздействия почвы на здоровье населения проводится на основе суммарного показателя загрязнения Zc с учетом региональных фоновых концентраций химических веществ в почве2.

Цель исследования – оценить качество почвы городских поселений Российской Арктики по химическим показателям.

Материалы и методы

В настоящем исследовании использованы результаты лабораторных исследований и испытаний почвы, выполненные ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии» в субъектах Арктической зоны Российской Федерации в 2007-2024 гг. в рамках социально-гигиенического мониторинга. Сформирована электронная база, проведена статистическая обработка данных с использованием пакета MS Office Excel. Организация мониторинга почвы населенных мест оценивалась в соответствии с письмом Роспотребнадзора3. Расчет суммарного показателя загрязнения Zc проводился в соответствии с п. 6.7. МУ 2.1.7.730-994. Суммарный показатель загрязнения почвы Zc был рассчитан для городов Мурманской области по 8 химическим веществам: бенз/а/пирен, кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк. Степень загрязнения почвы оценивалась в зависимости от значения суммарного показателя загрязнения Zc по следующей шкале: Zc <16 – допустимая, Zc = 16-32 – умеренно опасная, Zc = 32-128 – опасная, Zc > 128 – чрезвычайно опасная5.

Результаты

Мониторинг качества почвы в арктических городах Архангельской и Мурманской областей, Республики Карелия, Республики Коми, Ямало-Ненецкого автономного округа проводится с 2007 г., арктических городах Красноярского края – с 2018 г., арктических городах Республики Саха (Якутия) – с 2021 г., арктических городах Чукотского автономного округа – с 2023 г. В г. Нарьян-Мар (Ненецкий автономный округ) почва исследуется только микробиологическим и паразитологическим показателям.

В 2024 году лабораторные исследования и испытания по химическим показателям проводились в 126 точках отбора проб почвы 31 арктического города 8 субъектов Арктической зоны Российской Федерации (табл. 1).

Таблица 1

Лабораторные исследования и испытания почвы городов Арктической зоны Российской Федерации в 2024 году

Субъект Российской Федерации	Количество
Субъект Российской Федерации	городов	точек отбора проб почвы	лабораторных исследований и испытаний
Арктические территории Архангельской области	3	39	2465
Арктические территории Красноярского края	2	4	69
Мурманская область	10	31	700
Арктические территории Республики Карелия	4	6	132
Арктические территории Республики Коми	2	4	66
Арктические территории Республики Саха (Якутия)	1	1	6
Чукотский автономный округ	1	1	4
Ямало-Ненецкий автономный округ	8	40	960
Итого	31	126	4402

Более половины точек отбора проб почвы расположено на территории детских дошкольных и школьных учреждений (табл. 2).

Таблица 2

Количество лабораторных исследований и испытаний проб почвы городов Арктической зоны Российской Федерации по видам территории в 2024 году

Населенный пункт	Вид территории
Населенный пункт	Детские образовательные организации	Селитебная территория	Зоны санитарной охраны водных объектов	Рекреационные зоны	Территория медицинских организаций
Арктические территории Архангельской области
город Архангельск	13⁄858	1⁄66		2⁄132	1⁄55
город Новодвинск	2⁄132	6⁄396			1⁄66
город Северодвинск	8⁄460	3⁄180		2⁄120
Арктические территории Красноярского края
город Норильск	2⁄33				1⁄18
город Игарка	1⁄18
Мурманская область
город Апатиты	2⁄48				1⁄24
город Кировск	2⁄48
город Мончегорск	2⁄48	2⁄49		1⁄24	1⁄24
город Оленегорск	1⁄24	2⁄48
город-герой Мурманск	5⁄96	1⁄24
ЗАТО город Североморск		1⁄24			1⁄3
город Кандалакша	2⁄48			1⁄24
город Ковдор	2⁄48
город Кола	2⁄48
пгт Никель	2⁄48
Арктические территории Республики Карелия
город Беломорск	1⁄24
город Костомукша				1⁄12	1⁄24
город Кемь	1⁄24
город Сегежа	1⁄24			1⁄24

Населенный пункт	Вид территории
Населенный пункт	Детские образовательные организации	Селитебная территория	Зоны санитарной охраны водных объектов	Рекреационные зоны	Территория медицинских организаций
Арктические территории Республики Коми
город Инта		1⁄10
город Воркута		1⁄21		1⁄14	1⁄21
Арктические территории Республики Саха (Якутия)
город Среднеколымск		1⁄6
Чукотский автономный округ
город Анадырь	1⁄4
Ямало-Ненецкий автономный округ
город Губкинский	2⁄48	1⁄24		1⁄24
город Лабытнанги	2⁄48		1⁄24
город Муравленко	1⁄24			2⁄48
город Новый Уренгой			3⁄73	1⁄23
город Ноябрьск	3⁄72	3⁄72		1⁄24	2⁄48
город Салехард	3⁄72	1⁄24		1⁄24	1⁄24
город Надым	6⁄144	1⁄24		2⁄48
город Тарко-Сале	1⁄24			1⁄24

Примечание: в числителе указано количество точек, в знаменателе – количество исследований

Почва арктических городов Архангельской области исследуется 6 раз в год, Красноярского края – 3 раза в год, Мурманской области – 1-4 раза в год, Республики Карелия – 3-6 раз в год, Республики Коми – 2-3 раза в года, Ямало-Ненецкого автономного округа – 5-8 раз в год, Республики Саха (Якутия) и Чукотского автономного округу – 1 раз в год в весенне-летний период.

Лабораторные исследования и испытания почвы арктических городов проводились по 12 неорганическим и органическим веществам: бенз/а/пирен, кадмий, кобальт, марганец, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, фтор, хром, цинк и определялось содержание нефтепродуктов. В почве арктических территория Архангельской области определялось содержание кадмия, кобальта, марганца, медь, нефтепродуктов, никеля, ртути, свинца, хрома, цинка (рис. 1).

Рисунок 1. Количество химических веществ, исследованных в почве городов Арктической зоны Российской Федерации в 2024 году

Средняя концентрация кадмия в почве арктических городов – от 0,017 до 0,14 мг/кг, мышьяка – от 0,027 до 0,70 мг/кг, никеля – от 1,8 до 5,4 мг/кг, ртути – от 0,012 до 0,070 мг/кг, свинца – от 1,3 до 3,2 мг/кг, цинка – от 1,9 до 7,9 мг/кг (рис. 2, табл. 3).

Рисунок 2. Средняя концентрация химических веществ, исследованных в почве городов Российской Арктики в 2024 году

Таблица 3

Средняя концентрация химических веществ в почве арктических городов в 2024 году, мг/кг

Наименование показателя	Форма вещества	Вид территории
Наименование показателя	Форма вещества	Детские дошкольные и школьные учреждения	Жилая зона	Зоны санитарной охраны водных объектов	Рекреационные зоны	Территория медицинских организаций
Арктические территории Архангельской области
Кадмий, мг/кг	валовая	0,0097	0,0078		0,0038	ниже нпо
Кобальт, мг/кг	подвижная	0,094	0,097		0,19	ниже нпо
Марганец, мг/кг	подвижная	11,6	12,0		15,9	34,0
Медь, мг/кг	подвижная	0,16	0,18		0,13	0,52
Нефтепродукты (суммарно), мг/кг		24,0	21,7		30,9	16,1
Никель, мг/кг	подвижная	0,080	0,076		0,21	ниже нпо
Ртуть, мг/кг	валовая	0,14	0,12		0,17	0,033
Свинец, мг/кг	подвижная	0,19	0,28		0,41	0,52
Хром, мг/кг	подвижная	0,054	ниже нпо		ниже нпо	ниже нпо
Цинк, мг/кг	подвижная	2,6	2,6		1,9	2,0
Арктические территории Красноярского края
Бенз/а/пирен, мг/кг	валовая	ниже нпо
Кадмий, мг/кг	валовая	0,028
Медь, мг/кг	валовая	30,7				38,2
Мышьяк, мг/кг	валовая	1,9				1,6
Никель, мг/кг	валовая	15,2				14,2
Ртуть, мг/кг	валовая	0,046				0,049
Свинец, мг/кг	валовая	10,2				12,9
Фтор, мг/кг	водоратворимая	ниже нпо
Мурманская область
Бенз/а/пирен, мг/кг	валовая	0,0025	0,001		ниже нпо	ниже нпо
Кадмий, мг/кг	валовая	0,49	0,82		0,12	0,061
Медь, мг/кг	валовая	10,8	4,6		4,4	2,9
Мышьяк, мг/кг	валовая	0,019	ниже нпо		ниже нпо	ниже нпо
Никель, мг/кг	валовая	4,0	3,7		1,8	0,99
Ртуть, мг/кг	валовая	0,015	0,069		0,12	0

Наименование показателя	Форма вещества	Вид территории
Наименование показателя	Форма вещества	Детские дошкольные и школьные учреждения	Жилая зона	Зоны санитарной охраны водных объектов	Рекреационные зоны	Территория медицинских организаций
Свинец, мг/кг	валовая	5,4	2,5		1,2	2,3
Цинк, мг/кг	валовая	7,9	9,2		2,3	4,8
Арктические территории Республики Карелия
Кадмий, мг/кг	валовая	0,0027			0	0
Медь, мг/кг	подвижная	0,39			0,42	0,245
Свинец, мг/кг	подвижная	ниже нпо			ниже нпо	ниже нпо
Цинк, мг/кг	подвижная	1,1			0,42	0,49
Арктические территории Республики Коми
Кадмий, мг/кг	валовая		0,10		0,19	1,4
Медь, мг/кг	валовая		1,0		0,45	28,5
Мышьяк, мг/кг	валовая		0,17		0,26	0,29
Нефтепродукты (суммарно), мг/кг			0,087		0,10	0,071
Свинец, мг/кг	валовая		2,2		1,1	4,9
Цинк, мг/кг	валовая		2,8		0,45	5,6
Арктические территории Республики Саха (Якутия)
Кадмий, мг/кг	валовая		ниже нпо
Медь, мг/кг	подвижная		ниже нпо
Мышьяк, мг/кг	подвижная		ниже нпо
Ртуть, мг/кг	валовая		ниже нпо
Свинец, мг/кг	подвижная		1,6
Цинк, мг/кг	подвижная		6,7
Чукотский автономный округ
Кадмий, мг/кг	валовая	ниже нпо
Мышьяк, мг/кг	валовая	ниже нпо
Ртуть, мг/кг	валовая	ниже нпо
Свинец, мг/кг	подвижная	0,56
Ямало-Ненецкий автономный округ
Кадмий, мг/кг	валовая	0,024	0,013	0,0017	0,033	0,000080
Мышьяк, мг/кг	валовая	0,039	0,021	0,70	0,11	0,00039
Ртуть, мг/кг	валовая	0,0010	0,00084	0,0012	0,0016	0,00047
Свинец, мг/кг	валовая	1,4	0,90	1,3	1,3	0,44
Свинец, мг/кг	подвижная			0,12	0,075

В 2024 году суммарный показатель загрязнения почвы Zc в г. Оленегорск составил -6,5, в г. Мурманске – 29,0 (рис. 3).

г. Оленегорск; -6,5 II г. Кандалакша; -5,9 II г. Мончегорск; -5,3 II г. Североморск; -2,8 II г. Ковдор; -1,4О

I г. Апатиты; 0,0

□ I. Заполярный; 1,6

I ] г. Кировск; 4,7

I I г. Кола; 19,8

I 1 г. Мурманск; 29,0

-10,0 -5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0

суммарный показатель Zc

Рисунок 3. Значения суммарных показателей загрязнения почвы Zc в городах Мурманской области в 2024 году

Ю.А. Новикова, О.И. Копытенкова, О.С. Алентьева

МОНИТОРИНГ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ АРКТИЧЕСКИХ ГОРОДОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Обсуждение

В 2024 году качество почвы в 27 арктических городах из 31 проанализированного соответствовало гигиеническим нормативам. В городе Воркута зарегистрированы превышения ПДК по содержанию кадмия, Мурманске – кадмия, меди, никеля, Северодвинске – цинка.

По степени химического загрязнения почва городов Апатиты, Заполярный, Кандалакша, Ковдор, Кировск, Мончегорск, Оленегорск, Североморск относится к категории «допустимая», городов Кола и Мурманск – к категории «умеренно опасная».

Проведенное исследование выявило различия в организации мониторинга почвы городов АЗРФ по количеству точек и кратности отбора проб, перечню контролируемых показателей.

В соответствии с нормативно-методическими документами мониторинговые точки отбора проб почвы необходимо размещать на территориях детских образовательных организаций, игровых, спортивных, детских площадок селитебной территории, в зонах рекреаций, на территориях лечебно-профилактических учреждений. В 24 городах исследуется почва на территории детских образовательных организаций, в 14 городах – селитебной территории, в 14 городах – рекреационных зонах, в 10 городах – территории медицинских учреждений. Почва на территории в зонах санитарной охраны водных объектов исследуется в городах Лабытнанги и Новый Уренгой.

Рекомендуемая кратность отбора проб почвы (не менее 6 раз в год во все сезоны за исключением зимнего для территорий с минусовыми температурами) соблюдается только в арктических городах Архангельской области, Республика Карелия и ЯмалоНенецкого автономного округа. Возможно, это связано с длительностью зимнего сезона и трудностью транспортировки проб почвы в испытательные лабораторные центры.

Рекомендуемого перечня химических веществ, позволяющего оценить влияние почвы на здоровье населения, в настоящее время не разработано. В нормативных документах приведен перечень химических показателей, которые необходимо исследовать для предварительной оценки санитарно-эпидемиологического состояния почв территории проектируемого строительства. Различие перечня исследуемых показателей не позволяет провести сравнение качества почвы в городах Российской Арктики.

Ограничениями исследования можно считать использование только лабораторных исследований и испытаний, проведенных в рамках социально-гигиенического мониторинга, и отсутствие фоновых концентраций во всех арктических регионах, за исключением Мурманской области.

Заключение

По результатам лабораторных исследований и испытаний в 2024 году почва практически во всех арктических городах соответствовала гигиеническим нормативам. Отсутствие превышений гигиенических нормативов в почве арктических городов Республики Карелия, Республики Коми, Республики Саха (Якутия), Чукотского и Ямало-Ненецкого автономного округа может быть связано не только с качеством почвы, но и с отсутствием контроля химических веществ.

Организация мониторинга почвы соответствует существующим рекомендациям только в арктических городах Архангельской области. В городах Республики Коми, Республики Саха (Якутия) и Чукотского автономного округа необходимо пересмотреть программы мониторинга. В городах Красноярского края и Мурманской области необходимо увеличить кратность отбора проб, Республики Карелия и ЯмалоНенецкого автономного округа – расширить перечень исследуемых химических показателей.

Невозможность использования суммарного показателя Zc для оценки уровня химического загрязнения почвы городов Архангельской области, Красноярского края, Республик Карелия, Коми, Саха (Якутия) Чукотского и Ямало-Ненецкого автономных округов связана с отсутствием фоновых концентраций содержания химических веществ в почве.

Дальнейшие исследования будут посвящены возможности использования результатов экологического мониторинга, мониторинга вечной мерзлоты для оценки влияния почвы на здоровье населения.