Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика-1
.pdfбережье р. Камы в районе автодорожного моста; Мотовилихинский – пруд Мотовилихинский; Дзержинский – р. Мулянка; Орджоникидзевский – р. Кама в районе станции КамГЭС и р. Сылва в п. Новые Ляды. Все места массового отдыха и купания населения являются организованными за исключением пляжа на р. Мулянке.
Для проведения исследований ежегодно отбирали по 120 проб воды и почвы с целью оценки микробиологических, санитарно-химических и паразитологических показателей.
Анализ полученных данных показал, что санитарноэпидемиологическая обстановка на пляжах г. Перми имеет тенденцию к ухудшению. Отмечено увеличение количества нестандартных проб как по микробиологическим, так и по санитарнохимическим показателям. В то время как все пробы по паразитологическим показателям не превышали допустимых значений. Данная ситуация может быть связана с дополнительной нагрузкой на местные зоны рекреации за счет все более расширяющегося индивидуального строительства в водоохранной зоне.
Исследования качества песка прибрежной зоны водных объектов выявили улучшение санитарно-эпидемиологической ситуации по микробиологическим, санитарно-химическим и паразитологическим показателям. Проведенные рекультивационные мероприятия положительно повлияли на состояние песка пляжей по всем группам показателей.
Установлено, что самым неблагоприятным для отдыха населения является пляж на р. Мулянке. В его прибрежной полосе не организована зона отдыха, в течение анализируемого периода было зарегистрировано наибольшее количество нестандартных проб по микробиологическим и санитарно-химическим показателям.
Таким образом, гигиеническая характеристика пляжей г. Перми показала их неполное соответствие существующим санитарным требованиям и правилам, предъявляемым к местам массового отдыха и купания, что делает необходимым проведение комплексных природоохранных мероприятий.
161
elib.pstu.ru
Список литературы
1.Пивоваров Ю.П., Королик В.В., Виневич Л.С. Гигиена
иосновы экологии человека. – М.: Феникс, 2002.
2.ГН 2.1.7.2041–06. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Доступ через справ.- правовую систему «КонсультантПлюс».
3.ГОСТ 17.1.5.02–80. Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
4.СанПиН 2.1.5.980–00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
5.СанПиН 2.1.7.1287–03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почву. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
162
elib.pstu.ru
А.М. Дунаев,
д-р хим. наук, проф. В.И. Гриневич
Ивановский государственный химико-технологический университет
ОЦЕНКА РИСКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Современное развитие антропогенной цивилизации обусловливает значительное воздействие на компоненты биосферы и здоровье человека. В качестве количественного критерия этого воздействия применяется понятие риска, которое можно трактовать как математическое ожидание предполагаемого ущерба. Данный подход широко применяется и за рубежом является одним из главных способов оценки воздействия на окружающую среду. В России большинство используемых в этой области методик являются адаптированными аналогами подходов, преимущественно применяющихся Американским агентством по охране окружающей среды (EPA USA).
Расчет показателей риска особенно важен в отношении высокоопасных токсикантов, к числу которых относятся тяжелые металлы (ТМ). Они содержатся во всех природных средах, но их наибольшие концентрации можно обнаружить в почве вследствие выраженной способности этих соединений к аккумуляции.
Данная работа посвящена изучению содержания ТМ в почвах Ивановской области и последующему расчету уровней риска для здоровья населения и окружающей среды. Подобного рода работы на территории Ивановской области проводились лишь в отношении водных объектов1. Поэтому изучение воздействия токсических соединений представляет несомненный интерес для исследователей.
1 Бубнов А.Г., Буймова С.А. // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. – 2012. – № 3 (31). – С. 82–89.
163
elib.pstu.ru
Материалы и методика. Отбор проб почвы осуществлялся согласно Методическим указаниям по определению тяжелых металлов в почвах и продукции растениеводства (утв. 10.03.1992). Пробы отбирались по методу «конверта»: из пяти точечных проб, расположенных по углам и на пересечении диагоналей квадрата со стороной 10 м, приготовлялась обобщенная проба. Отбор проб был произведен в 2010 году на территории Ивановской области. Всего было отобрано 45 проб со средним расстоянием между заложенными площадками 20 км. Преобладающим типом почвы в Ивановской области являются дерновоподзолистые почвы.
Пробы были высушены до воздушно-сухого состояния, отделены от включений и посторонних элементов и просеяны сквозь сито с диаметром отверстия 2 мм. Металлы были экстрагированы из почвы последовательным озолением азотной кислотой и перексидом водорода. Анализ содержания тяжелых металлов был выполнен с помощью метода атомноабсорбционной спектроскопии с атомизацией в пламени. Погрешность определения концентраций составляла 15–30 %.
Результаты и их обсуждение. Полученные величины со-
держания металлов в почвах Ивановской области (таблица) свидетельствуют о весьма низком уровне загрязнения. Средние значения концентраций не превысили допустимых величин ни по одному металлу. Даже в случае максимальных зафиксированных концентраций отдельное превышение отмечено лишь для марганца, для которого характерно увеличенное фоновое содержание в почвах Ивановской области.
Содержание металлов в почвах Ивановской области, мг/кг
Металл |
min-max |
mean |
ПДКП (ОДКП) |
Cr |
<0,01–1,67 |
0,12 |
|
Mn |
<2,5–1880 |
420 |
1500 |
Fe |
71,4–14400 |
5490 |
– |
Co |
<0,02–4,58 |
1,3 |
– |
Ni |
<0,3–56,4 |
8,67 |
(80) |
164
elib.pstu.ru
Окончание таблицы
Металл |
min-max |
mean |
ПДКП (ОДКП) |
Cu |
<0,2–20 |
6,24 |
(132) |
Zn |
4,17–70 |
19,5 |
(220) |
Cd |
<0,002–0,25 |
0,03 |
(2) |
Pb |
<0,02–3,32 |
0,23 |
32 |
Для железа отсутствуют санитарно-гигиенические нормативы содержания в почве.
Расчет рисков для окружающей среды был выполнен согласно формуле
R = P·У, |
(1) |
где R – величина риска, руб.; Р – вероятность развития неблагоприятного эффекта; У – величина потенциального экологического ущерба, руб.
Значения вероятностей развития неблагоприятного эффекта были вычислены как отношения фактической концентрации ТМ в почве к его фоновому содержанию. Фоновые концентрации элементов были взяты из работы по дерново-подзолистым почвам Московской области как наиболее близким по составу1. Ущербы вычислены исходя из методики, изложенной в работе 1999 года2. Средняя величина риска загрязнения почв в Ивановской области составила 593 999 тыс. руб. Распределение рисков по территории области приведено на рисунке, а.
Риски для здоровья людей рассчитаны также по формуле (1). Для расчета вероятностей использована методика Р 2.1.10.1920–04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (утв. 05.03.2004). Ущербы рассчитаны в форме сокращения ожидаемой продолжительности жизни (LLE) для населения области NИв. Стоимость жизни (СЖ) определена как приходящаяся на душу населения часть ВВПРФ за весь ожидаемый срок жизни (ОСЖРФ):
1Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. [и др.]. – М.: Недра, 1990.
2Временная методика определения предотвращенного экологического ущерба. – М.: Госкомэкология, 1999.
165
elib.pstu.ru
LLE L СЖ NИв ОСЖИв СВИв |
(2) |
||
ВВПРФ |
NРФ ОСЖРФ NИв, |
||
|
где L – средняя оставшаяся продолжительность жизни человека; СВИв – средний возраст человека в Ивановской области.
Рис. Распределение рисков по территории Ивановской области от загрязнения почв тяжелыми металлами: а – риск для окружающей среды; б – риск для здоровья населения (наши данные). Более темные области обозначают больший риск, более светлые – меньший
Расчеты были выполнены как для всего населения в целом, так и по группам (мужчины, женщины и дети). Средние величины рисков составили соответственно 4,13; 1,39; 3,71 и 7,41 млрд руб., что в пересчете на 1 человека составит 3887; 1306; 3491 и 6981 руб. соответственно. Это свидетельствует о низком уровне воздействия токсикантов на здоровье человека.
166
elib.pstu.ru
Пространственное распределение рисков по территории области представлено на рисунке, б. Несмотря на различия в пространственных распределениях рисков для окружающей среды и здоровья населения, в них можно выделить общие черты. Большинство из наиболее опасных участков сосредоточены в промышленно развитых западной и северной частях области. Этот факт косвенно свидетельствует об антропогенном источнике поступления металлов в почву. И хотя на данный момент ситуацию с уровнем загрязнения почв в Ивановской области можно охарактеризовать как благополучную, при сохранении текущих тенденций по техногенному воздействию в ближайшем будущем можно прогнозировать существенное ухудшение качества окружающей среды.
167
elib.pstu.ru
Н.И. Журавлёва,
д-р хим. наук, проф. В.И. Гриневич
Ивановский государственный химико-технологический университет
УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ИВАНОВСКОЙ
ИКОСТРОМСКОЙ ОБЛАСТЕЙ
Всвязи с индустриализацией и химизацией промышленного производства, использованием новых технологий за последние годы значительно увеличилось поступление тяжелых металлов (ТМ) в окружающую среду и по пищевым цепочкам в организм человека [1].
Тяжелые металлы (Pb, Cr, Cd, Cu, Ni, Zn и др.) в настоящее время относят к наиболее опасными загрязнителям. Примерно 90 % тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду, аккумулируется почвами. Затем они мигрируют в грунтовые воды, поглощаются растениями и поступают в трофические цепи.
Загрязненность снежного покрова является отражением степени антропогенного воздействия на окружающую среду [2]. Снежный покров способен накапливать и сохранять вещества, поступающие на подстилающую поверхность из атмосферы, что позволяет проводить интегральные оценки загрязнения различных экосистем за длительные временные периоды, выявлять зоны с различной степенью загрязнений вокруг городов и промышленных районов.
Снежный покров является средой, аккумулирующей загрязняющие вещества из приземного слоя атмосферы. Химический состав снежного покрова формируется как за счет поглощения газов, паров и аэрозолей, так и в результате поступления различных компонентов, связанных с техногенным пылевым осадком [3].
Снежный покров не является активным ни в химическом, ни
вбиологическомотношении, как, например, почва, в силу того, что
внем практически не происходит химических трансформаций веществ. Исходя из этого снег можно рассматривать как индикатор
168
elib.pstu.ru
предшествовавшего загрязнения атмосферы и будущего загрязнения почвы и гидросферы [4]. Одна проба по всей высоте снежного покрова дает представление о загрязнении за весь период от установленияпокровадо моментаотборапробы.
Наши исследования снежного покрова территорий сельскохозяйственных предприятий Ивановской и Костромской областей в 2006–2010 годах показали значительные превышения установленных нормативов [5, 6] по содержанию тяжелых металлов в талой воде (таблица).
Содержание химических элементов в снежном покрове территорий сельскохозяйственных предприятий, мг/л
Ме- |
|
Районы |
|
|
|
талл |
Приволж- |
Фурмановский |
Ивановский |
Костром- |
ПДКр.х* |
|
ский |
|
|
ской |
P = 0,95 |
Cu(∑) |
0,031 – 0,100 |
0,029 – 0,060 |
0,025 – |
0,029 – |
0,001 |
|
0,066 |
0,045 |
0,091 |
0,080 |
|
|
0,020 – |
|
0,058 |
0,055 |
|
Zn2+ |
0,006 – 0,020 |
0,022 – |
0,012 – |
0,01 |
|
|
0,040 |
0,013 |
0,040 |
0,020 |
|
|
0,031 |
|
0,031 |
0,016 |
|
Cd2+ |
н/о |
н/о |
н/о |
н/о |
0,0005 |
Pb2+ |
0,0001 – |
0,0002 – 0,0300 |
0,0001 – |
0,0004 – |
0,01 |
|
0,0200 |
0,0151 |
0,0200 |
0,0300 |
|
|
0,0101 |
|
0,0101 |
0,0152 |
|
Co2+ |
н/о |
н/о |
н/о |
н/о |
0,01 |
Ni2+ |
0,001 – 0,035 |
0,002 – 0,041 |
0,010 – |
0,008 – |
0,01 |
|
0,019 |
0,023 |
0,035 |
0,027 |
|
|
0,353 – 0,365 |
|
0,028 |
0,020 |
|
Mn2+ |
0,238 – 0,352 |
0,467 – |
0,322 – |
0,1** |
|
|
0,359 |
0,295 |
0,756 |
0,466 |
|
|
н/о |
|
0,611 |
0,389 |
|
Cr2+ |
н/о |
0,0001 – |
н/о |
0,005 |
|
|
|
|
0,0040 |
|
|
|
0,290 – 1,062 |
|
0,0020 |
|
|
Fe(∑) |
0,290 – 0,917 |
0,263 – |
0,391 – |
0,1 |
|
|
0,676 |
0,604 |
1,830 |
1,254 |
|
|
Предельно |
|
1,047 |
0,822 |
|
* |
допустимая концентрация химических веществ в во- |
||||
де (лимитирующий показатель – токсикологический) [5]. |
веществ |
||||
** |
Предельно |
допустимая концентрация |
химических |
||
в воде (лимитирующий показатель – органолептический) [6]. |
|
||||
|
|
|
|
|
169 |
elib.pstu.ru
Так, выявлено повсеместное превышение установленных нормативов качества воды по Cu (до 3,1 ПДКр.х), Ni (до 2,2 ПДКр.х), Mn (до 4,7 ПДКх.п), Fe (до 19 ПДКр.х) в пробах снежного покрова, отобранных на исследование в 2006 году. Повышенное содержание Zn
вэтот период отмечено в образцах из Приволжского и Ивановского районов Ивановской области, а также Костромского района Костромской области. В пробах снега из Ивановского района Ива-
новской области также обнаружен Cr (на уровне 0,8 ПДКр.х). Содержание кадмия, свинца и кобальта в образцах талой воды находилось на уровне ниже предела обнаружения данной методики, <0,00005 мг/л, <0,0005 мг/л и <0,015 мг/л соответственно.
Вобразцах талых вод, исследованных в 2010 году, так же как и в предыдущий период, выявлено превышение установлен-
ных нормативов по Cu (до 100 ПДКр.х), Zn (2–4 ПДКр.х), Mn (до 8 ПДКр.х), Fe (до 4ПДКр.х). В данный период во всех исследуемых пробах обнаружен Pb, его содержание также превышает
ПДКр.х в 2–3 раза. Cr, Ni, Сd и Co обнаружены не были, т.е. их содержание в исследуемых пробах находилось на уровне ниже предела обнаружения данной методики.
Ингредиентный состав химических элементов в снежном покрове, отобранном на исследование на тех же участках, в 2010 году
всравнении с результатами 2006 года изменился в сторону уменьшения его разнообразия, в то время как концентрация обнаруженных элементов повысилась.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Снежный покров исследуемых районов загрязнен тяжелыми металлами.
2. В рассматриваемом временном периоде содержание ТМ в талой воде изменяется в сторону повышения их концентраций.
3. В образцах снега, отобранных в 2010 году, обнаружен Pb (металл I класса опасности – ГОСТ 17.4.1.02–83 [7]), что может говорить о его высоком содержании в атмосферном воздухе исследуемых регионов.
170
elib.pstu.ru