Тяжелые металлы в почве

десятков и сотен микрограммов в литре. Средняя концентрация в морских водах

- 0.05 мкг/дм3, в подземных водах - обычно в пределах n.10 - n.102 мкг/дм3.

Соединения Cr(VI) и Cr(III) в повышенных количествах обладают

канцерогенными свойствами. Соединения Cr(VI) являются более опасными.

Содержание их в водоемах санитарно-бытового использования не должно

превышать ПДКв для Cr(VI) 0.05 мг/дм3, для Cr(III) 0.5 мг/дм3. ПДКвр для

Cr(VI) - 0.001 мг/дм3, для Cr(III) - 0.005 мг/дм3.

Цинк

Попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов

разрушения и растворения горных пород и минералов (сфалерит, цинкит,

госларит, смитсонит, каламин), а также со сточными водами

рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной

бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и др.

В воде существует главным образом в ионной форме или в форме его

минеральных и органических комплексов. Иногда встречается в нерастворимых

формах: в виде гидроксида, карбоната, сульфида и др.

В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до 120

мкг/дм3, в морских - от 1.5 до 10 мкг/дм3. Содержание в рудных и особенно в

шахтных водах с низкими значениями рН может быть значительным.

Цинк относится к числу активных микроэлементов, влияющих на рост и

нормальное развитие организмов. В то же время многие соединения цинка

токсичны, прежде всего его сульфат и хлорид.

ПДКв Zn2+ составляет 1 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности —

органолептический), ПДКвр Zn2+ - 0.01 мг/дм3 (лимитирующий признак

вредности — токсикологический).

Тяжёлые металлы уже сейчас занимают второе место по степени опасности,

уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные

загрязнители, как двуокись углерода и серы, в прогнозе же они должны стать

самыми опасными, более опасными, чем отходы АЭС и твердые отходы.

Загрязнение тяжёлыми металлами связано с их широким использованием в

промышленном производстве вкупе со слабыми системами очистки, в результате

чего тяжёлые металлы попадают в окружающую среду, в том числе и почву,

загрязняя и отравляя её.

Тяжёлые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам,

наблюдения за которыми обязательны во всех средах. В различных научных и

прикладных работах авторы по-разному трактуют значение понятия "тяжёлые

металлы". В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают

элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам

(например, мышьяк).

Почва являются основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в

том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного

загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из неё в Мировой океан. Из

почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу

более высокоорганизованным животным.

3.3. Свинцовая интоксикация

В настоящее время свинец занимает первое место среди причин

промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных

отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие,

добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в производстве

аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при изготовлении хрустального

стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и

др. Загрязнение свинцом атмосферного воздуха, почвы и воды в окрестности

таких производств, а также вблизи крупных автомобильных дорог создает

угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах, и, прежде

всего детей, которые более чувствительны к воздействию тяжелых металлов.

С сожалением надо отметить, что в России отсутствует

государственная политика по правовому, нормативному и экономическому

регулированию влияния свинца на состояние окружающей среды и здоровье

населения, по снижению выбросов (сбросов, отходов) свинца и его соединений

в окружающую среду, полному прекращению производства свинецсодержащих

бензинов.

Вследствие чрезвычайно неудовлетворительной просветительной работы

по разъяснению населению степени опасности воздействия тяжелых металлов на

организм человека, в России не снижается, а постепенно увеличивается

численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом.

Случаи свинцовой хронической интоксикации зафиксированы в 14 отраслях

промышленности России. Ведущими являются электротехническая промышленность

(производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия и цветная

металлургия, в них интоксикация обусловлена превышением в 20 и более раз

предельно допустимой концентрации (ПДК) свинца в воздухе рабочей зоны.

Значительным источником свинца являются автомобильные выхлопные

газы, так как половина России все еще использует этилированный бензин.

Однако металлургические заводы, в частности медеплавильные, остаются

главным источником загрязнений окружающей среды. И здесь есть свои лидеры.

На территории Свердловской области находятся 3 самых крупных источника

выбросов свинца в стране: в городах Красноуральск, Кировоград и Ревда.

Дымовые трубы Красноуральского медеплавильного завода, построенного еще

в годы сталинской индустриализации и использующего оборудование 1932 года,

ежегодно извергают на 34-тысячный город 150 -170 тонн свинца, покрывая все

свинцовой пылью.

Концентрация свинца в почве Красноуральска варьируется от 42,9 до 790,8

мг/кг при предельно допустимой концентрации ПДК=130 мк/кг. Пробы воды в

водопроводе соседнего пос. Октябрьский, питаемого подземным водоисточником,

фиксировали превышение ПДК до двух раз.

Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на

состояние здоровья людей. Воздействие свинца нарушает женскую и мужскую

репродуктивную систему. Для женщин беременных и детородного возраста

повышенные уровни свинца в крови представляют особую опасность, так как под

действием свинца нарушается менструальная функция, чаще бывают

преждевременные роды, выкидыши и смерть плода вследствие проникновения

свинца через плацентарный барьер. У новорожденных детей высока смертность.

Отравление свинцом чрезвычайно опасно для маленьких детей - он

действует на развитие мозга и нервной системы. Проведенное тестирование 165

красноуральских детей от 4 лет выявило существенную задержку психического

развития у 75,7%, а у 6,8% обследованных детей обнаружена умственная

отсталость, включая олигофрению.

Дети дошкольного возраста наиболее восприимчивы к вредному

воздействию свинца, поскольку их нервная система находится в стадии

формирования. Даже при низких дозах свинцовое отравление вызывает снижение

интеллектуального развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в

чтении, ведет к развитию агрессивности, гиперактивности и другим проблемам

в поведении ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный

характер и быть необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в росте и

потеря слуха также являются результатом свинцового отравления. Высокие дозы

интоксикации ведут к умственной отсталости, вызывают кому, конвульсии и

смерть.

Белая книга, опубликованная российскими специалистами, сообщает,

что свинцовое загрязнение покрывает всю страну и является одним из

многочисленных экологических бедствий в бывшем Советском Союзе, которые

стали известны в последние годы. Большая часть территории России испытывает

нагрузку от выпадения свинца, превышающую критическую для нормального

функционирования экосистемы. В десятках городов отмечается превышение

концентраций свинца в воздухе и почве выше величин, соответствующих ПДК.

Наибольший уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий ПДК,

отмечался в городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш,

Владимир, Владивосток.

Максимальные нагрузки выпадения свинца, ведущие к деградации наземных

экосистем, наблюдаются в Московской, Владимирской, Нижегородской,

Рязанской, Тульской, Ростовской и Ленинградской областях.

Стационарные источники ответственны за сброс более 50 тонн свинца

в виде различных соединений в водные объекты. При этом 7 аккумуляторных

заводов сбрасывают ежегодно 35 тонн свинца через канализационную систему.

Анализ распределения сбросов свинца в водные объекты на территории России

показывает, что по этому виду нагрузки лидируют Ленинградская, Ярославская,

Пермская, Самарская, Пензенская и Орловская области.

В стране необходимы срочные меры по снижению свинцового загрязнения,

однако пока экономический кризис России затмевает экологические проблемы. В

затянувшейся промышленной депрессии Россия испытывает недостаток средств

для ликвидации прежних загрязнений, но если экономика начнет

восстанавливаться, а заводы вернутся к работе, загрязнение может только

усилиться.

10 наиболее загрязненных городов бывшего СССР

(Металлы приведены в порядке убывания уровня приоритетности для данного

города)

|1. Рудная Пристань |свинец, цинк, медь, марганец+ванадий,|

|(Примор. край) |марганец. |

|2. Белово (Кемеровская область) |цинк, свинец, медь, никель. |

|3. Ревда (Свердловская область) |медь, цинк, свинец. |

|4. Магнитогорск |никель, цинк, свинец. |

|5. Глубокое (Белоруссия) |медь, свинец, цинк. |

|6. Усть-Каменогорск (Казахстан) |цинк, медь, никель. |

|7. Дальнегорск |свинец, цинк. |

|(Приморский край) | |

|8. Мончегорск (Мурманская обл.) |никель. |

|9. Алаверди (Армения) |медь, никель, свинец. |

|10. Константиновка (Украина) |свинец, ртуть. |

4. Гигиена почвы. Обезвреживание отходов.

Почва в городах и прочих населенных пунктах и их окрестностях уже

давно отличается от природной, биологически ценной почвы, играющей важную

роль в поддержании экологического равновесия. Почва в городах подвержена

тем же вредным воздействиям, что и городской воздух и гидросфера, поэтому

повсеместно происходит значительная ее деградация. Гигиене почвы не

уделяется достаточного внимания, хотя ее значение как одного из основных

компонентов биосферы (воздух, вода, почва) и биологического фактора

окружающей среды еще более весомое, чем воды, поскольку количество

последней (в первую очередь качество подземных вод) определяется состоянием

почвы, и отделить эти факторы друг от друга невозможно. Почва обладает

способностью биологического самоочищения: в почве происходит расщепление

попавших в нее отходов н их минерализация; в конечном итоге почва

компенсирует за их счет утраченные минеральные вещества.

Если в результате перегрузки почвы будет утерян любой из компонентов ее

минерализирующей способности, это неизбежно приведет к нарушению механизма

самоочищения и к полной деградации почвы. И, напротив, создание оптимальных

условий для самоочищения почвы способствует сохранению экологического

равновесия и условий для существования всех живых организмов, в том числе и

человека.

Поэтому проблема обезвреживания отходов, оказывающих вредное

биологическое действие, не сводится только к вопросу их вывоза; она

является более сложной гигиенической проблемой, так как почва является

связующим звеном между водой, воздухом и человеком.

4.1. Роль почвы в обмене веществ

Биологическая взаимосвязь между почвой и человеком осуществляется

главным образом путем обмена веществ. Почва является как бы поставщиком

минеральных веществ, необходимых для цикла обмена веществ, для роста

растений, потребляемых человеком и травоядными животными, съедаемыми в свою

очередь человеком и плотоядными животными. Таким образом, почва

обеспечивает пищей многих представителей растительного и животного мира.

Следовательно, ухудшение качества почвы, понижение ее биологической

ценности, способности к самоочищению вызывает биологическую цепную реакцию,

которая в случае продолжительного вредного воздействия может привести к

самым различным расстройствам здоровья у населения. Более того, в случае

замедления процессов минерализации образующиеся при распаде веществ

нитраты, азот, фосфор, калий и т. д. могут попадать в используемые для

питьевых нужд подземные воды и явиться причиной серьезных заболеваний

(например, нитраты могут вызвать метгемоглобинемию, в первую очередь у

детой грудного возраста).

Потребление воды из бедной йодом почвы может стать причиной

эндемического зоба и т. д.

4.2. Экологическая взаимосвязь между почвой и водой и жидкими отходами

(сточными водами)

Человек добывает из почвы воду, необходимую для поддержания процессов

обмена веществ и самой жизни. Качество воды зависит от состояния почвы; оно

всегда отражает биологическое состояние данной почвы.

Это в особенности относится к подземным водам, биологическая ценность

которых существенно определяется свойствами грунтов и почвы, способностью к

самоочищению последней, ее фильтрационной способностью, составом ее

макрофлоры, микрофауны и т. д.

Прямое влияние почвы на поверхностные воды уже менее значительно, оно

связано главным образом с выпадением осадков. Например, после обильных

дождей из почвы смываются в открытые водоемы (реки, озера) различные

загрязняющие вещества, в том числе искусственные удобрения (азотные,

фосфатные) , пестициды, гербициды, в районах карстовых, трещиноватых

отложений загрязняющие вещества могут проникнуть через щели в глубоко

расположенные подземные воды.

Несоответствующая очистка сточных вод также может стать причиной

вредного биологического действия на почву и в конечном итоге привести к ее

деградации. Поэтому охрана почвы в населенных пунктах представляет одно из

основных требований охраны окружающей среды в целом.

4.3. Пределы нагрузки почвы твердыми отходами (бытовой и уличный мусор,

промышленные отходы, сухой ил, остающийся после осаждения сточных вод,

радиоактивные вещества и т. д.)

Проблема осложняется тем, что в результате образования все большего

количества твердых отходов в городах почва в их окрестностях подвергается

все более значительным нагрузкам. Свойства и состав почвы ухудшаются все

более быстрыми темпами.

Из произведенных в США 64,3 млн. т бумаги 49,1 млн. т попадает в отходы

(из этого количества 26 млн. т «поставляет» домашнее хозяйство, а 23,1 млн.

т — торговая сеть).

В связи с изложенным удаление и окончательное обезвреживание твердых

отходов представляет весьма существенную, более трудно осуществимую

гигиеническую проблему в условиях усиливающейся урбанизации.

Окончательное обезвреживание твердых отходов в загрязненной почве

представляется возможным. Однако ввиду постоянно ухудшающейся способности к

самоочищению городской почвы окончательное обезвреживание отходов,

закапываемых в землю, невозможно.

Человек мог бы с успехом воспользоваться для обезвреживания твердых

отходов биохимическими процессами, происходящими в почве, ее

обезвреживающей и обеззараживающей способностью, однако городская почва в

результате многовекового проживания в городах человека и его деятельности

уже давно стала непригодной для этой цели.

Механизмы самоочищения, минерализации, происходящие в почве, роль

участвующих в них бактерий и энзимов, а также промежуточные и конечные

продукты распада веществ хорошо известны. В настоящее время исследования

направлены на выявление факторов, обеспечивающих биологическое равновесие

природной почвы, а также на выяснение вопроса, какое количество твердых

отходов (и какой их состав) может привести к нарушению биологического

равновесия почвы.

Количество бытовых отходов (мусора) из расчета на одного жителя некоторых

крупных городов мира

|Страна |Город |Количество отходов от 1 |

| | |жителя, г/сут. |

|Венгрия |Будапешт |530—680 |

|ФРГ |Гамбург |585 |

| |Баден-Баден |585 |

| |Франкфурт |1030 |

| |Штутгарт |510 |

|Дания |Гладсакс |650 |

|Англия |Эдинбург |580 |

|Нидерланды |Гронинген |680 |

|Швейцария |Женева |590 |

| |Цюрих |463 |

| |Берн |450 |

| |Базель |450 |

|Люксембург |Эш |960 |

|Бразилия |Рио-де-Жанейро |640 |

|Индия |Бомбей |680 |

| |Калькутта |1060 |

|США |Калифорния |930 |

| |Лос-Анджелес |1110 |

|Франция |Париж |800 |

| |Бельфорт |660 |

| |Бордо |860 |

Необходимо отметить, что гигиеническое состояние почвы в городах в

результате ее перегрузки быстро ухудшается, хотя способность почвы к

самоочищению является основным гигиеническим требованием для сохранения

биологического равновесия. Почва в городах уже не в состоянии справиться

без помощи человека со своей задачей. Единственный выход из создавшегося

положения — полное обезвреживание и уничтожение отходов в соответствии с

гигиеническими требованиями.

Поэтому деятельность по строительству коммунальных сооружений должна

быть направлена на сохранение природной способности почвы к самоочищению, а

если эта ее способность стала уже неудовлетворительной, то надо

восстановить ее искусственным путем.

Наиболее неблагоприятным является токсическое действие промышленных

отходов — как жидких, так и твердых. В почву попадает все большее

количество таких отходов, с которыми она не в состоянии справиться. Так,

например, установлено загрязнение почвы мышьяком в окрестностях заводов по

производству суперфосфатов (в радиусе 3 км). Как известно, некоторые

пестициды, такие, как хлорорганические соединения, попавшие в почву,

длительно не подвергаются распаду.

Подобным же образом обстоит дело и с некоторыми синтетическими

упаковочными материалами (поливинилхлорид, полиэтилен и т. д.).

Некоторые токсические соединения рано пли поздно попадают в подземные

воды, в результате чего нарушается не только биологическое равновесие

почвы, но ухудшается и качество подземных вод до такой степени, что их уже

нельзя использовать в качестве питьевых.

Процентное соотношение количества основных синтетических материалов,

содержащихся в бытовых отходах (мусор)

|Название |Англия|ФРГ, |Англия |ФРГ |

| |. 1969|1970 | | |

| | | |1980 |

|Полиолефин |54,5 |65,0 1 |65,0 |68,0 |

|Полистирол |14,8 |8,5 |19,5 1 |18,0 |

|Поливинилхлорид |30,7* |16,5 |5,5 |14,0 |

|Всего . . . |100,0 |100,0 |100,0 |100,0 |

* Вместе с отходами прочих пластмасс, затвердевающих под действием тепла.

Проблема отходов возросла в наши дни еще и потому, что часть отходов,

главным образом фекалии человека и животных используют для удобрения

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5