Тяжелые металлы в почве
среднем 0.3 мкг/дм3.
Ионы серебра способны уничтожать бактерии и уже в незначительной
концентрации стерилизуют воду (нижний предел бактерицидного действия ионов
серебра 2.10-11 моль/дм3). Роль серебра в организме животных и человека
изучена недостаточно.
ПДКв серебра составляет 0.05 мг/дм3.
Сурьма
Сурьма поступает в поверхностные воды за счет выщелачивания минералов
сурьмы (стибнит, сенармонтит, валентинит, сервантит, стибиоканит) и со
сточными водами резиновых, стекольных, красильных, спичечных предприятий.
В природных водах соединения сурьмы находятся в растворенном и
взвешенном состоянии. В окислительно-восстановительных условиях,
характерных для поверхностных вод, возможно существование как
трехвалентной, так и пятивалентной сурьмы.
В незагрязненных поверхностных водах сурьма находится в
субмикрограммовых концентрациях, в морской воде ее концентрация достигает
0.5 мкг/дм3, в подземных водах - 10 мкг/дм3. ПДКв сурьмы составляет 0.05
мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический),
ПДКвр - 0.01 мг/дм3.
Хром
В поверхностные воды соединения трех- и шестивалентного хрома попадают
в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др.).
Некоторые количества поступают в процессе разложения организмов и растений,
из почв. Значительные количества могут поступать в водоемы со сточными
водами гальванических цехов, красильных цехов текстильных предприятий,
кожевенных заводов и предприятий химической промышленности. Понижение
концентрации ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их
водными организмами и процессов адсорбции.
В поверхностных водах соединения хрома находятся в растворенном и
взвешенном состояниях, соотношение между которыми зависит от состава вод,
температуры, рН раствора. Взвешенные соединения хрома представляют собой в
основном сорбированные соединения хрома. Сорбентами могут быть глины,
гидроксид железа, высокодисперсный оседающий карбонат кальция, остатки
растительных и животных организмов. В растворенной форме хром может
находитьсяв виде хроматов и бихроматов. При аэробных условиях Cr(VI)
переходит в Cr(III), соли которого в нейтральной и щелочной средах
гидролизуются с выделением гидроксида.
В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах содержание хрома
колеблется от нескольких десятых долей микрограмма в литре до нескольких
микрограммов в литре, в загрязненных водоемах оно достигает нескольких
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 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|