Янв 22 2001

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СВИНЦОМ

Опубликовано в 16:28 в категории Экология города

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СВИНЦОМ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ г. ОДЕССЫ

Т.А. Сафранов*, Л.Н. Полетаева*, И.А. Сучков

  • , Я.И. Трофимов*

    *Одесский гидрометеорологический институт

  • Одесский государственный университет им. И.И. Мечникова

    Экологическое состояние г. Одессы можно оценивать по двум основным критериям: физико-химическому состоянию окружающей среды и медико-токсикологическому состоянию организма человека. Эти показатели являются связанными, однако, при проведении комплексной оценки следует учитывать их раздельно. Рассматривая г. Одессу как относительно автономную экосистему, можно оценивать загрязнение свинцом атмосферного воздуха, природных вод, почвенного покрова и продуктов питания, т.е. основных источников поступления этого экотоксиканта в организм человека.

    Поскольку атмосфера является наиболее динамичной составляющей природной среды, то она наиболее быстро реагирует на изменение эмиссии загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов. Содержание свинца в атмосферном воздухе оказывает непосредственное влияние на свинцовую интоксикацию. По некоторым данным (Biggins, Harrisson) в организм человека с воздухом свинец поступает преимущественно в виде PbSO4, PbSO4x(NH4)2(SO4), которые достаточно быстро усваиваются. ПДК для общего свинца в воздухе (без учета (C2H5)4Pb и (CH3)4Pb) составляет 0,3 мкг/м3.

    Пробы атмосферного воздуха на содержание в нем свинца в различные годы последнего десятилетия отбирали на контрольно-замерных постах стандартной сети мониторинга г. Одессы: №10 (ул. Черноморского казачества – промышленная зона города), №15 (Херсонский сквер – район Пересыпского моста), №18 (ул. Балковская), №20 (Итальянский бульвар - ул. Канатная). По данным контрольно-замерных постов в 1990-1991гг. среднегодовая концентрация свинца была на уровне 0,115 мкг/м3 (табл.1) . В последующие годы наметилась тенденция к сокращению со-

    держания свинца в атмосферном воздухе, что, вероятно, связано с уменьшением вклада промышленных выбросов и снижением доли этилированного бензина. Снижение использования (C2H5)4Pb и (CH3)4Pb в бензинах влечет за собой уменьшение концентрации свинца в воздушном бассейне населенных мест и в крови детей [1, 2].

    По данным, приведенным в табл.1, были рассчитаны значения индекса загрязнения атмосферы - ИЗА = , где - среднегодовая концентрация свинца по городу, мкг/м3; ПДКсс - средняя суточная ПДК свинца, мкг/м3; сi – константа, равная 1,7 для группы чрезвычайно опасных веществ. Динамика ИЗА отражена на рис.1.

    К участкам повышенных концентраций соединений свинца в атмосферном воздухе, приуроченных автомагистралям с мощными транспортными потоками, тяготеют и наиболее высокие концентрации свинца в почвенно-растительном покрове.

    Рис.1 – Временной ход индекса загрязнения атмосферы

    г. Одессы свинцом

    Таблица 1. Среднегодовые концентрации свинца в воздушном бассейне г.Одессы

    Год

    Концентрация, мкг/м3

    Год

    Концентрация, мкг/м3

    1990

    0,110

    1995

    0,036

    1991

    0,120

    1996

    0,027

    1992

    0,028

    1997

    0,012

    1993

    0,015

    1998

    0,013

    1994

    0,030

    Рис.2 – Схема распределения свинца в почвенном покрове

    города Одессы (10-3 г/кг)

    Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах.

    По стандартам США питьевая вода не должна содержать свинец. Кроме того, запрещается использование материалов, содержащих соединения свинца, в водопроводном оборудовании [1]. Что касается загрязненности свинцом питьевой воды в г. Одессе, то она связывается как с загрязненностью днестровской воды, так и с поступлением из водопроводной системы. По определениям кафедры физики и химии ОГМИ (1992 г.) в днестровской воде концентрации свинца не превышают 0,02мг/л, т.е. не превышают ПДК (0,005 мг/л). Исследования, проведенные в Физико-химическом институте НАН Украины, показали, что в речной и водопроводной воде весной-летом 1992 г. отмечались концентрации свинца на уровне 0,2 ПДК, осенью – 0,3-0,6 ПДК. По этим же данным концентрации свинца в воде из днестровского водозабора составляли 0,012 мг/л (2,4 ПДК) при размахе выборки 0,006-0,03 мг/л, и для вод городского водопровода - 0,007 мг/л (1,3 ПДК) при размахе выборки 0,003-0,014 мг/л (табл. 2). По данным ГП «УкрНИИ МТ» в водопроводной воде, отобранной в разных районах города и в разные периоды суток, в 1985-1992 гг. отмечены превышения ПДК для свинца, связанные с поступлением его из труб, припоев, латунных материалов и других материалов, содержащих соединения свинца. По данным областной СЭС концентрация свинца в водопроводной воде находятся на уровне 0,005 мг/л (1 ПДК) и лишь в 1991 г. достигали 0,02 мг/л. Дочищенная водопроводная вода, согласно заявленным характеристикам на пунктах очистки, содержит свинец в концентрациях, значительно меньших ПДК (0,001 мг/л – 0,2 ПДК).

    Таблица 2. Концентрации свинца в водах хозяйственно-питьевого назначения г. Одессы

    Дата

    Водозабор / Водопровод, мг/л

    Дата

    Водозабор / Водопровод, мг/л

    13.05.1992

    0,006 / 0,003

    23.09.1992

    0,012 / 0,009

    26.05.1992

    - / 0,0024

    22.10.1992

    0,014 / 0,008

    10.06.1992

    0,011 / 0,003

    23.11.1992

    0,0138 / 0,0071

    01.07.1992

    0,009 / 0,004

    08.12.1992

    0,0160 / 0,009

    27.08.1992

    0,03 / 0,014

    Подземные воды существенной роли в качестве источников водоснабжения г. Одессы не играют; они могут быть обогащены свинцом из-за загрязненности им почвогрунтов и водовмещающих пластов.

    В почвах свинец быстро переходит в связанное малоподвижное состояние. Наибольшую опасность представляет пылевая фаза почвы, из которой свинец преимущественно попадает в организм, оказывая негативное воздействие [2].

    Свинец характеризуется сложной и многофакторной схемой распределения по площади. Распределение свинца близко к нормальному закону, что проявляется в равномерном его накоплении. ПДК свинца в почве оцениваются санитарной службой на уровне 20 мг/кг сверх фона, составляющего 12 мг/кг. Следовательно, нормируемая величина ПДК составляет 3 кларка, что ниже медианного значения содержания свинца в промышленной части города. Концентрации более 3 кларков отмечены на 89% площади этого района. Загрязнение свинцом проявляется в изменении фоновых концентраций, связанным с вероятным перераспределением элемента между компонентами почв. В районе Кривой балки выделяются 4 сопряженные точки с надфоновым содержанием свинца; в трех из них установлены концентрации 80 мг/кг. Менее отчетливо фиксируется субширотная аномалия, ориентированная по трем надфоновым пробам. В точке у пересечения двух веток железной дороги (участок ул. Танкистов и Фабричная) содержание свинца равно 84 мг/кг; в точке у детского сада №116 (ул. Володарского) - 90 мг/кг. Если ориентироваться на ПДК (30 мг/кг), то аномальные концентрации достигают 3 ПДК, т.е. отмечается сильное загрязнение территории свинцом. Считается, что ионы свинца быстро теряют подвижность в почве в результате химических реакций с образованием трудно растворимых фосфатов, сульфатов, карбонатов, хроматов, молибдатов, гидрооксидов, а также за счет поглощения органическими и минеральными коллоидами. Они прочнее, чем другие катионы, связываются гумусом. Относительно низкая фитотоксичность свинца объясняется его малой подвижностью и наличием в растениях механизма инактивации элемента, попадающего в корневую систему. Однако эта способность характерна не для всех видов растений, о чем свидетельствуют содержания свинца в золе древесины более 1%. Во многих случаях увеличение содержания свинца в растениях связано не с поглощением из почвы, а с абсорбцией из воздуха [3]. В районе Пересыпи концентрации свинца достигают 207 мг/кг, в расположении джутовой фабрики до 481 мг/кг и на улице Промышленной до 500 мг/кг; на территориях промышленных предприятий отмечались более высокие концентрации, чем на границах их СЗЗ [4]. В пределах микрорайона “Лузановский” наивысшие концентрации свинца отмечены в почвах вблизи автомагистрали и на перекрестках. Внутри селитебной зоны; концентрация у поверхности составляет 32 мг/кг, а на глубине 60 см – около 80 мг/кг, что связывается с образованием труднорастворимых неорганических соединений свинца при низкой кислотности (рН 6,9–8,6) почвенных растворов [5].

    Содержание свинца в почвах сельскохозяйственных угодий в Одесской области достигает 1,4 ПДК [6]. Развитие концентрации этого экотоксиканта в растениях с высотой носит акропетальный характер. Содержание свинца в зерне основных украинских зерновых культур варьирует от 0,385 до 0,424 мг/кг сухого вещества в среднеувлажненные годы и от 0,449 до 0,588 мг/кг в сухие годы. По модельным данным содержание свинца в озимой пшенице, в зависимости от обеспеченности осадками и орошением, колеблется в диапазоне 0,295-0,582 мг/кг [7].

    Исследования содержания свинца в продуктах питания в Одессе не проводились, однако по аналогии с другими городами Украины, можно ожидать, что концентрации свинца в продуктах питания не будут превышать ПДК (0,375 мг/кг) и будут составлять 0,02 мг/кг. Наиболее опасными, с точки зрения свинцового загрязнения, являются молочные продукты, аккумулирующие свинец.

    С целью дифференциации районов Одессы по степени загрязненности свинцом, была построена диаграмма (рис. 3), на которой обособляются три группы районов: 1) наиболее загрязненные - Ленинский, Малиновский; 2) средне загрязненные - Центральный, Киевский, Приморский, Ильичевский; 3) наименее загрязненные - Жовтневый, Суворовский.

    Свинец является многофункциональным политропным токсикантом, приводящим к целому спектру заболеваний и нарушений в организме (в том числе метаболитических и иммунных), в зависимости от степени интоксикации. Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и ее генетический аппарат. Предполагается денатурационный механизм действия, проявляющийся в изменении свойств белков. Одним из последствий постоянного отравления свинцом является его способность замещать кальций в костях. Наиболее часто наблюдаются нарушения в кроветворной, нервной, желудочно-кишечной и почечной системах органов. Половина количества поглощенного свинца выводится из организма за 5 лет, а из костей за 10-20 лет.

    В результате обработки большого массива информации по распределению свинца и анализа опубликованных материалов удалось выявить общий биохимический механизм локализации, делокализации и миграции свинца в организме. Оказалось, что все процессы миграции и временной локализации обуславливаются биохимическими реакциями координации атомов серы и кислорода сульфогидридных и карбоксильных групп органических соединений соответственно на свинец с образованием сложных пространственных хелатных структур. Процессы долгосрочной локализации можно интерпретировать как неравновесные реакции ионного обмена с возможностью смещения равновесия.

    Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах.

    Рис. 3 – Дифференциация районов г. Одесса по степени загрязнения свинцом.

    Изображение высылается по требованию. Для этого отправьте заявку на эл.ящик, указанный в контактах.

    Рис. 4 – Сводная оценка состояния экосистемы г. Одесса по критерию свинцового загрязнения.

    Критерием оценки загрязненности свинцом организмов людей признана концентрация свинца в крови. Для того чтобы эта оценка была объективной, следует измерять концентрацию свинца в крови в максимально делокализованном состоянии (что чаще всего не делается). По результатам последних исследований, содержание свинца в крови взрослых людей в среднем составляет величину порядка 11,8 мкг/дл, а в пике достигает 77,45 мкг/дл (1-8 ОДУ). В крови детей среднее содержание свинца составило 6,28 мкг/дл (соответствует безопасному уровню), а в пике достигало 20 мкг/дл (2 ОДУ).

    В целом состояние экосистемы г. Одессы по загрязненности свинцом оценивается как неудовлетворительное (рис. 4), что требует принятия мер по восстановлению окружающей среды и ликвидации техногенной нагрузки.

    Литература

    1. Davis J.M., Elias R.W., Grant L.D. Gurrent issues in human lead exposure and regulation of lead // J/Neurotoxicol. - 1993. – V.14, N.2-3. – P. 15-27.

    2. Розанов В.А. Насущные проблемы нейротоксического влияния свинца на детей (международный опыт контроля и предупреждения неблагоприятного воздействия).– Метеорология, климатология и гидрология. – 1999.- № 37. – С. 6-14.

    3. Сучков И.А., Пунько В.П., Кравчук А.О. и др. Эколого-геохимические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. – Метеорология, климатология и гидрология.– 1999.- № 37. – С.54-63.

    4. Коваленко И.И., Розанов В.А. Эколого-гигиеническая оценка содержания свинца в почве в различных районах г. Одессы. Метеорология, климатология и гидрология. – 1999.- № 37. – С.63-66.

    5. Эннан А.А., Шихалева Г.Н., Бабинец С.К. и др. Оценка влияния антропогенного воздействия на почвы микрорайона “Лузановский. – Метеорология, климатология и гидрология. – 1999.- № 36. – С.342-353.

    6. Національна доповідь про стан навколишнього середовища в України у 1997 р. – К.: Видавництво Раєвського, 1998.

    7. Полевой А.Н., Хохленко Т.Н. Моделирование влияния агрометеорологических условий на формирование количества, качества и экологической чистоты урожая орошаемых сельскохозяйственных культур. – Метеорология и гидрология. – 1993. - №12. – С.72-81.

  • Нет пока ответов

    Комментарии закрыты.