Кратко — последовательность тестов (чтобы оценить подвижность и биоусвояемость Pb и Cd) и меры снижения риска.
1) Отбор проб и полевые замеры
- Стратегия отбора: сетка + целевые пробоотборы по горячим зонам; верхний слой почвы $0\text{–}20\text{см}$ и глубже $20\text{–}50\text{см}$.
- Поле: pH, электропроводность (EC), окислительно-восстановительный потенциал (Eh), температура, содержание крупности (песок/пыл/глина), органическое вещество (OM), карбонаты, CEC. Цели: факторы, контролирующие сорбцию/мобильность.
2) Общий химический анализ твердых фаз
- Полный (total) контент Pb и Cd по кислотному разложению (напр. EPA 3050B/3051A или ISO): даёт суммарную концентрацию.
- Тяжёлые металлы в фильтрате (поровая вода) — измерить растворимые фракции.
3) Фракционная специация / подвижность
- Последовательная экстракция (напр. BCR или Tessier) — доли: обменная/водорастворимая, карбонатная, оксидная, органо-минеральная, остаточная.
- Однофазные «биодоступные» экстракты для оперативной оценки: $0.01\text{M}{\text{CaCl}}_2$, $0.005\text{M}\text{DTPA}$ (для растительной доступности), $0.05\text{M}\text{EDTA}$ (индикатор сдвига сорбции).
- Кислотные/реактивные тесты: $0.43\text{M}{\text{HNO}}_3$ или TCLP (EPA 1311) и SPLP (EPA 1312) — для оценки выщелачивания при контакте с осадками/кислотным дождём.
4) Динамические и ин‑situ методы подвижности
- DGT (Diffusive Gradients in Thin Films) — измеряет лабильную/биодоступную фракцию в почвенной влаге.
- Колонные лабораторные проливы (моделирование миграции при дождях) по ASTM/EN.
5) Структурная идентификация форм (специфичность)
- Спектроскопия/микроскопия: XANES/EXAFS (определение валентности и связей Pb/Cd), XRD, SEM‑EDS — определяют минералы (фосфаты, карбонаты, сульфиды, оксиды Fe/Mn), ассоциацию с ОМ или сульфидами.
6) Биотестирование и растительная доступность
- Потные/горшечные испытания с индикаторными культурами (напр. салат, рожь/тростник/овсяница) — измерить $C_{root}$, $C_{shoot}$. Рассчитать: биоконцентрационный фактор (BCF) и коэффициент транслокации (TF):
$BCF=\frac{C_{shoot}}{C_{soil}},TF=\frac{C_{shoot}}{C_{root}}$.
- Полевая проверка овощей/фуража с расчетом потребительского риска.
7) Биодоступность для человека (оральная/ингаляционная)
- In vitro гастроинтестинальные тесты: PBET (Physiologically Based Extraction Test), UBM (Unified BARGE Method) — оценка оральной биодоступности (щеки/дети).
- Пылевая оценка: измерение фракций PM${}_{10}$/PM${}_{2.5}$, пылевые протертые образцы (wipe tests) на поверхностях и в домах.
- Оценка ингаляционной и дермальной доступности (по необходимости).
8) Микробиологические и редокс‑факторы
- Микробная биомасса, активности (например, сульфатредуцирующие бактерии) — могут влиять на осаждение Cd/Pb (сульфиды).
- Сезонный мониторинг Eh/pH.
9) Интерпретация данных
- Сравнить с национальными/региональными нормативами; использовать DGT/экстракты/пботесты для оценки реальной биоусвояемости, а не только общего содержания.
Меры снижения риска для населения (кратко, по приоритету)
A. Немедленные/краткосрочные (быстрая защита)
- Ограничение доступа в загрязнённые зоны, ограждение, знаки.
- Пылеподавление (полив, покрытие) и уборка видимого мусора; регулярная влажная уборка/протирка в домах.
- Запрет выращивания съедобных растений в горячих точках; временное использование контейнерного/приподнятого грядочного грунта с чистым субстратом.
- Обеспечение питьевой воды альтернативой при загрязнении скважин; фильтрация (RO/ионный обмен) при необходимости.
B. Среднесрочные (уменьшение биоусвояемости и экспозиции)
- Покрытие/капирование: покрыть загрязнённый грунт чистым слоем земли (минимум $15\text{см}$) или асфальтировать/укрыть геотекстилем и засыпать чистым грунтом.
- Стабилизация/иммобилизация: добавки, повышающие pH и связывающие металлы — известь (поднять pH), фосфатные удобрения/апатит (формирование устойчивых фосфатов Pb, например пироморфит), биоуголь (biochar), оксиды Fe/Al, глинистые амандменты. Примечание: эффективность зависит от почвенных условий и должна проверяться лабораторно.
- Локальная экскавация и замена верхнего слоя (для зон с высокими концентрациями, детские площадки, огороды).
C. Долгосрочные/ремедиационные технологии
- Фитоминерализация/фиторарекционная экстракция: для Cd применимы гипераккумуляторы (напр., Noccaea/Noccaea caerulescens и др.), требует годы и управление урожаем; для Pb фитоулавливание малоэффективно.
- Промывка почвы/мытьё с применением комплексообразователей (EDTA) — эффективно, но создаёт токсичный выведите́нный раствор и может мобилизовать металлы; требует контролируемой обработки сточных вод.
- Глубокая переработка/утилизация: при экстремальных концентрациях — экскавация и вывоз на спец. хранилище.
D. Гигиена, образование, мониторинг здоровья
- Информирование населения: правила мытья рук, снятия обуви, мытья овощей/очистка корнеплодов.
- Биомониторинг: контроль уровня свинца в крови у детей и беременных (ориентационно проба при выявлении риска; пример — контрольный уровень действий $3.5\mu g/dL$ по некоторым рекомендациям — учитывать национальные нормы), мониторинг кадмия в моче/крови при подозрении на хроническое воздействие.
- Медицинское наблюдение: скрининг детей, беременных; при высоких уровнях — клиническое вмешательство по медицинским протоколам.
E. Мониторинг и приоритеты работ
- Карта загрязнения, выявление «горячих точек» и приоритетное вмешательство там, где: присутствуют дети, сельхозугодья, жилые зоны.
- Повторный контроль почвы/поровой воды сезонно или ежегодно; контроль эффективности амандментов (перед и через $6\text{–}12$ мес).
Короткие рекомендации по выбору тестов в порядке приоритета:
1) Полный геохимический профиль + pH/Eh/OM/CEC.
2) Общая концентрация Pb/Cd (кислотное разложение).
3) Быстрые биодоступные экстракты ($0.01\text{M}{\text{CaCl}}_2$, DGT, PBET/UBM).
4) Последовательная экстракция (BCR) для распределения фракций.
5) Потные/полевая растительная биоаккумуляция и пылевые тесты.
6) При необходимости: XAS/SEM для подтверждения минеральных форм; колонные проливные тесты для прогноза миграции.
Если нужно, могу сформировать конкретную лабораторную методику/протокол с перечнем методов (стандарты), персоналом и бюджетной оценкой.