Список литературы

1. Ильин, В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области/ В.Б. Ильин, А.И. Сысо. - Из-во: СО РАН, 2001. – 231 с.

2. Майстренко, В.Н. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов/ В.Н. Майстренко, Р.З. Хамитов, Г.К. Будников. – М.: Химия, 1996. – 319с.

3. Николаев, А.Я Биологическая химия. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 1998. – 496с.

4. Новиков, Ю.В. Экология, окружающая среда и человек /Ю.В. Новиков. – 2002. – 317с.

5. Ревич, Б. А. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами/ Ю. Е. Сает, Р. С. Смирнова, Е. П. Сорокина. - М.: ИМГРЭ, 1982. -112 c.

6. Таирова, А.Р. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге/ А.Р. Таирова, Е.В. Сенькевич, Л.Г. Мухамедьярова // Труды Всероссийского совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных и научных учреждений: М-лы Междунар. науч.-практ. конф. «Молодость, талант, знания – ветеринарной медицине и животноводству».-Т.3.-Троицк: УГАВМ, 2010.- С.368-372.

УДК:502.2 (574.2)

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ АГРОЭКОСФЕРЫ Мещерякова Г.В., Мурзабаев А.Б.

ФГБОУ ВПО «Уральская государственная академия ветеринарной медицины»,

г. Троицк

Техногенное загрязнение агроэкосферы является одним из важнейших источников дополнительной антропогенной нагрузки на живые организмы. В связи с этим, особую актуальность в условиях техногенного прессинга приобретает проведение постоянного мониторинга агроэкологического состояния почв и растений с целью обеспечения экологической безопасности. В новых экологических условиях производство сельскохозяйственной продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим требованиям по содержанию химических токсикантов, является одним из главных мер защиты населения и минимизации последствий техногенного загрязнения территорий [1,7].

Одним из распространенных видов антропогенного загрязнения является поступление в окружающую среду тяжелых металлов. Помимо отрицательного воздействия на качество продукции растениеводства и животноводства, они наносит значительный ущерб здоровью человека, так как поступление химических веществ в живые организмы происходит по трофической цепи: почва – растение – животное – человек.

Выделенные решением Европейской экономической комиссии ООН в группу наиболее опасных (приоритетных для целей наблюдения, контроля и регулирования) тяжелые металлы включены: ртуть, свинец, кадмий, хром, марганец, никель, кобальт, ванадий, медь, железо, цинк, олово, мышьяк [5].

Прогрессирующее накопление тяжелых металлов в биосфере создает угрозу для живых организмов. В ходе эволюции были выработаны механизмы предотвращения токсического эффекта тяжелых металлов. Но при современных уровнях поступления этих элементов такие механизмы уже не могут достаточно надежно защищать живые организмы [8]. В отличие от органических загрязняющих веществ, подвергающихся процессам разложения, металлы способны лишь перераспределяться между природными средами. [2].

Воздействие повышенных концентраций тяжелых металлов сопровождается накоплением их в живых организмах. Причем это накопление происходит и при содержании металлов в природных средах в концентрациях ниже ПДК[6].

Промышленные предприятия (металлургии, машиностроения, энергетики), служат основными загрязнителями атмосферы и гидросферы, почв и растений вредными веществами в количествах, превышающих санитарно-гигиенические нормативы (ПДК, ОДК, ДОК и т.д.). Одним из основных источников антропогенного поступления тяжелых металлов в окружающую среду являются тепловые электростанции. Ежегодно только при сжигании угля в атмосферу выбрасывается ртути в 8700 раз больше, чем может быть включено в естественный биогеохимический цикл, урана – в 60, кадмия – в 40, иттрия и циркония – в 10, олова – в 3-4 раза, 90 % кадмия, ртути, олова, титана и цинка, загрязняющих атмосферу [3,4].

Поэтому защита окружающей среды и пищевой цепи от загрязнения тяжелыми металлами является актуальной экологической проблемой. Важность данной проблемы заключается в том, что накопление тяжелых металлов в возделываемых культурах может стать причиной контаминации продуктов питания и в условиях техногенного загрязнения агроэкосферы организации производства и переработки сельскохозяйственной продукции должна гарантировать ее биологическую полноценность и экологическую безопасность.

Целью настоящих исследований являлись оценка техногенного загрязнения почв и растений в условиях повышенного техногенеза в зоне выбросов Троицкой ГРЭС.  

Материал и методы исследования. Исследования проводили на базе межкафедральной лаборатории Уральской ГАВМ и на территории сельского поселения «Победа» Карабалыкского района Костанайской области РК, территория которого подвержена техногенному воздействию выбросов Филиала ОАО "ОГК-2" - Троицкая ГРЭС, работающего на экибастузских углях с 50% -ной зольностью. Основанием для выбора данной территории послужило построение «розы ветров», по которой было установлено, что преимущественно в зимний период года в этом районе дуют северо-западные ветра и реже юго-восточные. Наибольшая повторяемость ветров регистрируется в юго – восточном и особенно южном направлениях.

Концентрацию железа, меди, цинка, марганца, кобальта, никеля, кадмия и свинца в исследуемых пробах поверхностных природных вод и почвы определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на спектрофотометре ААS-30. Принцип метода заключается в изменении резонансного поглощения света определенной длины волны атомами металла, находящимися в виде атомного па­ра в основном (невозбужденном) состоянии.

Результаты исследований. Анализ полученных данных показывает, что содержание в почве сельскохозяйственных угодий п. «Победа» жизненно необходимых элементов, таких, как кобальт и медь, находится на уровне оптимального для растений и составляет 7,45±0,12...21,48±0,21 и 29,64±0,56…47,24±0,81 мг/кг соответственно по элементам. В то время как концентрации железа превышает предельно допустимую концентрацию в среднем в 10,2 раза. Уровень содержания свинца, никеля и кадмия в почвах хозяйства находится в пределах ПДК, но выше регионального уровня в 1,52; 1,84 и 1,37 раза. В пределах допустимых значений нами установлено содержание кобальта в исследуемых пробах. При этом серьезные различия с нормативными величинами были установлены в содержании цинка, меди и железа. Так, массовая концентрация цинка составила 28,48±0,01 мг/дм³ при допустимом уровне – 1,0 мг/дм³.

Для оценки экологического состояния почв нами были также рассчитаны коэффициенты загрязнения, позволяющие определить степень накопления солей химических элементов в почвах.

Коэффициент опасности загрязнения почв, расположенных в южном направление от источника загрязнения не превышает 1,0 по цинку, меди, кобальту, кадмию, что указывает на то, что эти химические вещества только «захватываются», причем очень интенсивно. Об этом свидетельствуют рассчитанные нами коэффициенты опасности загрязнения этими элементами, которые близки к 1,0 и составляют 0,84; 0,89; 0,68; и 0,59 соответственно.Для свинца коэффициент опасности загрязнения составляет 0,96 и свидетельствует о критическом содержании его в почве, близком к накоплению. В то же время данные исследований свидетельствуют о значительном накоплении в почвах железа, коэффициенты опасности загрязнения составил 2,15.

Ряд химических элементов по убытию коэффициента опасности загрязнения почв, расположенных в южном направлении от Филиала ОАО "ОГК-2" - Троицкая ГРЭС, выглядит следующим образом:

Fe>Ni>Pb>Cu>Zn>Co>Cd

Представленный ряд позволяет сделать заключение, что под воздействием выбросов ОАО ОГК-2 «Троицкая ГРЭС» происходит техногенное загрязнение территории сельского поселения, способствующее смещению pH почвы в кислую сторону, что, в свою очередь, существенно изменяет химизм в почвах и ослабляет барьерные геохимические функции. При этом в связи со слабо кислой реакцией почвы и относительно невысоким процентом гумуса создаются условия для выноса и накопления тяжелых металлов в растениях.

В задачи исследования входило определение уровня содержания тяжелых металлов в зерновых культура, которые используются как для питания людей, так и для кормления животных. Для исследования отобраны проба зерна пшеницы согласно ГОСТ 13496.0-70.

Анализ полученных данных показал, что уровень содержания тяжелых металлов в зерне пшеницы находится в пределах допустимых значений. Концентрация железа во всех анализируемых пробах зерна находится на оптимальном для растений уровне и составляет 26,5 ± 1,23 и 31,05 ± 2,26 мг/кг.

Уровень содержания марганца, меди и кобальта в пробах пшеницы не превышает ПДК и значительно ниже оптимального содержания в 3,1; 3,7 и 9,5 раз. Концентрация свинца в пробах пшеницы на 24,6 – 50,1 % меньше минимального допустимого уровня. Уровень содержания кадмия находится в пределах допустимых значений и составляет 13,1 - 19,4 % от ПДК. По данным О.Я. Соколова (2006), пшеница менее чувствительна к повышенному содержанию тяжелых металлов в почвах, то есть более устойчива к воздействию промышленных выбросов.

Выводы. В результате проведенных исследований установлено, что в почвах сельскохозяйственных угодий п. «Победа» уровень содержания тяжелых металлов находится в пределах допустимых значений, исключение составляет концентрация железа, превышающая ПДК в 10,2 раза. Однако, территория, расположенная в зоне техногенного воздействия Троицкой ГРЭС, имеет тенденцию к накоплению цинка, никеля и свинца. Концентрация железа на фоне высокого уровня содержания его в почвах находится на оптимальном для растений уровне. Уровень содержания марганца, меди и кобальта в зерне пшеницы не превышает ПДК и значительно ниже оптимального содержания. Концентрация кадмия и свинца составляет в среднем 15,2 и 32,4 % от ДУ.

Резюме

Авторами установлено, что уровень содержания тяжелых металлов в пробах почв, отобранных на территориях подверженных техногенному влиянию Троицкой ГРЭС, находится в пределах допустимых значений. Однако, имеет тенденцию к накоплению цинка, никеля и свинца. Концентрация железа, превышает ПДК в почве в 10,2 раза, но в зерне пшеницы находится на оптимальном для растений уровне. Во всех случаях содержание тяжелых металлов ниже или на уровне 15,2 – 32,4 % ПДК.