Эко-бюллетень ИнЭкААрхив№ 1 (126) > ЭКОЛОГИЯ И НАУКА
М.Ф. Михайлуц
Кемеровская государственная медицинская академия, доцент, к.м.н.

Эколого-гигиенические аспекты химического загрязнения почвы в промышленных городах Сибири

Проблемам химического загрязнения почвы в промышленных регионах Сибири посвящено значительное количество публикаций, в которых представлены закономерности формирования и уровни контаминации почвы вредными веществами различных функциональных зон городов с развитой химической [2, 6, 7, 10], угольной [3], нефтеперерабатывающей [4] и металлургической [5] промышленностью. Показана токсико-гигиеническая значимость промышленных отходов предприятий теплоэнергетики [1], металлургии [5] и химических производств [8]. Раскрыта роль межсредовой миграции химических веществ в системах «атмосферный воздух-почва», «почва-подземные воды», «почва-овощи» [2, 8, 10]. Проведено биотестирование опасности промышленных отходов металлургических предприятий [9].

В то же время ряд важных аспектов экологической, гигиенической и токсикологической значимости химического загрязнения почвы в промышленных городах Сибири оставался без должного внимания.

В связи с этим нами выполнена работа, в которой поставлены следующие задачи: обосновать интегральные показатели эколого-гигиенической прогрессивности технических и технологических решений; оценить влияние интенсивного химического загрязнения почвы на микробные биоценозы и процессы самоочищения в климатических условиях Западной Сибири; изучить токсичность аэрозолей почвы, загрязненной химическими веществами и опасность этого загрязнения для теплокровных животных при транслокационном пути воздействия.

Исследования показали, что несовершенство с эколого-гигиенических позиций технологических и технических решений ведет к формированию источников диффузного и локального загрязнения почвы. В качестве первых выступают выбросы в атмосферный воздух, вторых - неутилизируемые твердые и жидкие концентрированные промышленные отходы (ТЖПО). В следствие этого в снеге селитебных территорий г. Кемерово к концу зимы накапливалось метилового спирта 0,3…0,8 мг/м2, формальдегида 0,4…1,9 мг/м2, фенола 0,5…3,9 мг/м2, сульфатов 9,3…15,3 мг/м2, нитратов 267…406 мг/м2 и твердых веществ 57,8…95,3 мг/м2.

В загородной (контрольной) зоне в снеге метиловый спирт, фенол и формальдегид не обнаруживались, а содержание сульфатов, нитратов, твердых веществ составляло соответственно 2,6 мг/м2, 296 мг/м2, 3,5 мг/м2.

При таянии снега значительная часть химических веществ поступает в почву, диффузное загрязнение которой вследствие выбросов в атмосферу от химических, теплоэнергетических и коксохимических предприятий может прослеживаться в радиусе до 14 км.

Доли влияния атмосферных выбросов на загрязнение почвы фенолом, формальдегидом, сульфатами, нитратами в природно-климатических условиях Западной Сибири могут достигать 47…62 %. Что касается источников локального загрязнения почвы, то при существующих технологиях химических производств на 1 т получаемой готовой продукции образуется 0,5…153 кг ТЖПО. В результате в местах складирования и хранения отходов на свалках, шламохранилищах, гидро-, золоотвалах вблизи промышленных городов накапливаются сотни тысяч тонн токсичных отходов.

Для оценки эколого-гигиенической прогрессивности технологических и технических решений производств целесообразно использовать следующие интегральные относительные показатели:

  • масса (кг) образующихся ТЖПО на 1 т готовой продукции (кг/т) или на 1 мВт производимой электроэнергии (кг/1 мВт) или на 1 млн. руб ВВП (кг/млн. р.);
  • среднемесячная масса вредных веществ, поступающих из атмосферного воздуха в почву (снег) на 1 га территории (г/га), соотнесенная к 1 т готовой продукции или к 1 мВт полученной электроэнергии или к 1 млн. руб ВВП.

Предлагаемые относительные показатели позволяют сравнивать и оценивать эколого-гигиеническую прогрессивность различных по мощности, технологиям и отраслям производств, а также принимаемых технико-экономических решений.

В природно-климатических условиях Западной Сибири невысокая среднегодовая температура воздуха и длительный снеговой период снижают самоочищающую способность почвы от экзогенных химических веществ.

Весной в промышленных городах при таянии снега создаются ударные нагрузки на почву вредными веществами и, как следствие, массовые концентрации их увеличиваются в почве промышленных зон в 2,2…3,5 раза, пригородных зон в 1,6…2,1 раза.

Активация в теплый период года процессов самоочищения почвы при существующей нагрузке на нее недостаточна. Расчеты константы скорости ежесуточного снижения концентраций фенола в поверхностном слое почвы различных функциональных зон города (0,003…0,009 мг/кг) показывают, что потребовалось бы 511…1703 суток с положительными температурами воздуха, чтобы его содержание стало соответствовать фоновому. Климат Сибири не обеспечивает подобной продолжительности такой погоды, поэтому наблюдается постоянное накопление экзогенных химических веществ в почве городских и пригородных зон. Так, суммарные показатели химического загрязнения почвы жилых зон г. Кемерово и Новокузнецка свидетельствуют об умеренной и опасной категориях их загрязнения, что является следствием многолетнего влияния химических и металлургических предприятий [2, 5].

Следовательно, нагрузка вредными веществами на почву в промышленных городах Сибири может превышать ее самоочищающую способность. Это обстоятельство заслуживает внимания, т.к. в настоящее время, когда поднимаются вопросы о прошлых экологических ущербах, продолжается химическое загрязнение почвы с формированием уже будущих экологических ущербов.

Интенсивное химическое загрязнение почвы территорий предприятий, промышленных и санитарно-защитных зон нарушает микробоценозы, угнетает сапрофитную микрофлору.

Так, общее количество бактерий в почве территорий химических предприятий составляло 35…3460 тыс./г, что в 11,5…25,7 раза меньше, чем в почве пригородной зоны. В почве промышленных и санитарно-защитных зон в 4,1 раза меньше по сравнению с пригородной зоной при параллельном отборе проб.

В эксперименте с кишечной палочкой модельного штамма М-17 показано, что в химически загрязненной почве угнетается рост бактерий и происходит их быстрое отмирание.

Следовательно, химическое загрязнение почвы вызывает ее микробную деградацию и отрицательно сказывается на микробоценезах, обеспечивающих самоочищение от химических и биологических контаминантов.

В связи с тем, что в составе аэрозолей атмосферы достаточно велика доля почвенной составляющей, исследовалось и доказано цитотоксическое действие почвенных аэрозолей территорий химических предприятий, которое проявлялось ускорением гемолиза эритроцитов при инкубации их с почвенной пылью.

В эксперименте установлено, что при интратрахеальном введении модельных образцов почвы, содержащих фенол и хром, у подопытных животных наступают биохимические изменения активности ферментов, содержания белка, липидов, гистамина, 11-оксикортикостероидов в легких, печени, надпочечниках.

Биохимические изменения сочетались с морфологическими, зависели от уровня загрязнения образцов почвы и свидетельствовали о токсическом действии аэрозолей почвы.

Эколого-гигиеническая значимость химической контаминации почвы определяется и тем, что в промышленных городах в бесснежный период года наблюдается комплексное воздействие на население загрязнений атмосферы и почвы, особенно неблагоприятное для детей, у которых степень контакта с почвой больше, и токсические вещества могут поступать в организм через органы дыхания, пищеварения и кожу. Изучение этого вопроса показало, что у детей, проживающих на территориях города с высокой степенью загрязнения атмосферного воздуха и почвы, их комплексным воздействием обусловлено повышение уровней аллергических заболеваний органов дыхания на 70 %, аллергических заболеваний кожи на 47 %, болезней обмена веществ на 88 %.

Опасность транслокационного пути воздействия загрязненной почвы на здоровье населения подтверждается результатами эксперимента на теплокровных животных, в корм которым добавлялись овощи, выращенные на территориях с достаточно высоким уровнем загрязнения почвы. Уже через 1 месяц в изучаемой группе животных, по сравнению с контрольной группой, где животные получали овощи, выращенные на чистых почвах загородной зоны, отмечалась тенденция к снижению активности ферментов трансаминаз, цитохромоксидазы и щелочной фосфатазы в печени и, наоборот, к повышению активности трансаминаз в сыворотке крови.

Кроме того, в пробе с гексеналовым сном выявлено доминирование процессов торможения в центральной нервной системе. Из данных таблицы видно, что животные опытной группы быстрее засыпали и длительность сна была большая, что свидетельствует о быстром развитии стойкого угнетения процессов возбуждения в центральной нервной системе.

Таблица. Показатели пробы с гексеналовым сном у экспериментальных животных, получавших овощи, выращенные в загородной (контроль) зоне и химически загрязненных почвах города
ПоказателиX±m
контрольная группаосновная группа
Время засыпания, мин.6,1±0,64,3±0,5*
Продолжительность гексеналового сна, мин.32,2±5,848,3±2,9*

* различия с контролем статистически достоверны (p<0,05)


Таким образом, загрязнение вредными веществами почвы в промышленных городах Сибири, обусловленное нерациональными с эколого-гигиенических позиций технологическими и технико-экономическими решениями, может:

  • отрицательно влиять на способность к самоочищению и микробоценозы почвы;
  • придавать токсические свойства почвенной пыли и овощам, выращенным на загрязненной почве;
  • формировать комплексное воздействие загрязнений атмосферного воздуха и почвы, вызывая повышение заболеваемости детей.

Литература

  1. Андреева С.Г. Гигиеническая оценка золошлаковых отходов, образующихся при сжигании углей Канско-Ачинского Бассейна: Автореф. дисс...канд.мед.наук / С.Г. Андреева. - Кемерово, 2006. - 26 с.
  2. Зайцев В.И. Гигиеническая оценка загрязнений окружающей среды при многолетней эксплуатации сосредоточенных химических предприятий / В.И. Зайцев, А.П. Михайлуц. - Кемерово, 2001. - 191 с.
  3. Зенков В.А. Проблемы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения шахтерских городов Кузбасса. - Кемерово, 1997. - 156 с.
  4. Куркатов С.В. Гигиенические и медико-социальные проблемы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Красноярского края: Автореф. дисс…док.мед.наук / С.В. Куркатов. - Кемерово, 2004. - 45 с.
  5. Минаков Е.С. Гигиеническая оценка сосредоточения металлургических предприятий в городе (на примере г. Новокузнецка): Автореф. дисс канд.мед.наук / Е.С. Минаков. - Кемерово, 2003. - 24 с.
  6. Михайлуц М.Ф. Гигиеническая оценка путей воздействия загрязнений почвы химическими предприятиями в условиях Сибири / М.Ф. Михайлуц // Здоровье человека в Сибири. Материалы секции № 15 Всесоюзной конф. - Новосибирск, 1985. - С. 86-87.
  7. Михайлуц М.Ф. Санитарная охрана почвы при реконструкции химических производств / М.Ф. Михайлуц, Л.М. Кузьминская, О.М. Дроздова // Гигиена и санитария. - 1985. - № 4. - С. 71-72.
  8. Михайлуц, М.Ф. Гигиеническая оценка воздействия химических предприятий, сконцентрированных в промышленном узле, на почву города в условиях Сибири. Методические рекомендации / М.Ф. Михайлуц. - Новокузнецк, 1990, - 8 с.
  9. Оценка производственных отходов КМК по результатам биотестирования / А.П. Михайлуц, А.С. Разумов, С.Ф. Зинчук и др. // Эко-бюллетень. - 2002. - № 6 (77). - С. 14-15.
  10. Эколого-гигиенические проблемы городов с развитой химической промышленностью / А.П. Михайлуц, В.И. Зайцев, С.В. Иванов и др. - Новосибирск, 1997. - 190 с.
 
ПОИСК ПО САЙТУ
© 2001-2017 ООО «ИнЭкА-консалтинг»
Контакты ИнЭкА:
+7 3843 720575
720579
720580
ineca@ineca.ru
создание сайтов