Статистический прием определения уровней допустимых концентраций химических веществ в почвах состоит в определении усредненных (наиболее распространенных) уровней содержания химических элементов в природных средах в естественных условиях.
Теоретическая основа такого подхода: среднее содержание химических элементов в природных средах в естественных условиях соответствует условиям нормального состояния живых организмов.
На этой основе рассчитаны предельные уровни содержания различных химических элементов в почвах разных стран.
Не представляются надежными нормативы, единые для всех почв, не учитывающие их устойчивость к загрязнению. Более надежными являются природные региональные фоновые содержания химических элементов в почвах. Их можно использовать для нахождения предельно допустимого уровня содержания химического элемента в почве, в качестве которого можно взять верхнюю границу интервала возможных фоновых значений этого показателя. Для того чтобы обеспечить охват 99 % возможных значений признака, верхняя граница доверительного интервала должна отстоять от среднего фонового показателя на три стандартных отклонения. Фоновые уровни содержания многих элементов могут быть рассчитаны на основе обобщения литературных данных.
Эти данные наглядно показывают, с одной стороны, что единые абсолютно для всех почв нормативы несовершенны и очень приблизительны, с другой стороны, что разработать нормативы для каждого типа почв, для каждой почвенной разности тоже невозможно. Целесообразна разработка нормативов химических веществ почвенно-геохимических ассоциаций, объединенных общностью основных физико-химических свойств, определяющих их устойчивость к химическому загрязнению.
В России разработан документ, названный ОДК (ориентировочно допустимые концентрации), ряда химических элементов в почвах. В основу группировки почв по устойчивости к тяжелым металлам в первую очередь положены кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия, господствующие в тех или иных почвах. Для группировки почв было принято во внимание распространение основных геохимических ассоциаций почв на территории России. Наибольшую площадь распространения имеют геохимические ассоциации почв с кислой и нейтральной реакцией среды с подразделением на группы:
— почвы с очень кислой и кислой реакцией (pH водной вытяжки < 5);
— почвы со слабокислой и нейтральной средой (pH 5—7).
В эти две ассоциации, занимающие 60—70 % площади России, войдут практически все подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные и часть черноземов, включая их окультуренные варианты. Целесообразно первую группу почв разбить на две подгруппы по гранулометрическому составу:
а) песчаные и супесчаные почвы, обладающие наименьшей устойчивостью к загрязнению;
б) суглинистые и глинистые почвы, относительно устойчивые к загрязнению химическими веществами.
По этому принципу в нашей стране определены ориентировочно допустимые количества химических элементов в почвах. Отличие их от зарубежных в том, что они рассчитаны с учетом фонового содержания и дифференцированы в зависимости от реакции и гранулометрического состава почв.
Уровни ОДК для одного и того же элемента, но для почв с разными свойствами различаются в 4—5 раз.
В Германии имеется опыт разработки ориентировочных допустимых концентраций тяжелых металлов в почвах с учетом вида использования почв.
В этих нормативах приведены два показателя: допустимый уровень содержания химических элементов в почвах и токсичный уровень. Токсичный уровень в 2—5 раз превышает допустимый уровень содержания тяжелых металлов. В данном случае за допустимые уровни принимаются относительно высокие содержания тяжелых металлов в почвах, что, возможно, соответствует реальному состоянию почв названных видов использования в Германии.
В Голландии используемые показатели содержания химических элементов в почвах содержат информацию не только об их безопасных уровнях, но и рекомендации по использованию загрязненных почв. Почвы, соответствующие уровню А, относятся к благополучным, решение об использовании почв уровня В должно приниматься после специального их обследования, почвы уровня С должны быть исключены из использования в сельском хозяйстве.
Нередки ситуации, когда при отсутствии официально утвержденных нормативов (ПДК, ОДК) загрязнение почв выявляют по пятикратному превышению фонового содержания химического элемента в почвах (Ильин, Сысо, 2001).