Экология на рубеже веков

3. Загрязнение природной среды химическими веществами и тяжёлыми металлами

В воздухе многих городов содержатся фенолы, аммиак, фторо– и хлороводород, сероводород и многие другие химические соединения, не составляет исключения и широкий спектр тяжёлых металлов (Алексеев Ю. В., 1987; Бадман А. Л. и др., 1989; Бокрис Дж. О.М., 1982).

В динамике загрязнения природной среды тяжёлыми металлами (ТМ) в районе г. Томска за последние сто лет можно судить по кумулятивной кривой их накопления в торфяниках (рис. 3.1). Данный график построен по материалам устного сообщения академика РАМН Н. В. Васильева (1986).

Из-за сброса сточных вод промышленности и агропромышленных комплексов страдают экосистемы Волги, Днепра, Иртыша, Оби и других важных водных объектов. Например, по течению реки Обь, возле крупных городов, а также в устьях рек Томь, Чулым, Тым, где расположены крупные промышленные центры, концентрация В, АI, Се, Zn, Mn, Fe,Co, Hg увеличенамногократно, а концентрация азота в воде и донных отложениях озера Севан превышает норматив почти в 10 раз(Дмитриев М.Т и др., 1989).

В связи с интенсификацией сельскохозяйственного производства увеличивается загрязнение окружающей среды удобрениями и пестицидами, и вместе с ними тяжелыми металлами и естественными радионуклидами. Защите окружающей природной среды от возрастающего действия химических веществ антропогенного характера уделяется все большее внимание во всем мире. В нашей стране и за рубежом издаются природоохранительные законы, разрабатываются безотходные технологии, внедряются схемы замкнутого водооборота, строятся сооружения для улавливания и очистки газов, коммунальных и промышленных стоков. Более чем в 110 странах созданы министерства и агентства по охране окружающей среды. В Российской Федерации, вслед за преобразованием Госкомитета по охране природы, начал действовать федеративный комитет по экологии и рациональному природопользованию, а также был издан новый закон РФ «Об охране окружающей природной среды».

В основе всех мероприятий по предотвращению или снижению загрязнения окружающей среды лежит контроль содержания вредных веществ, который регламентируется санитарно-гигиеническими нормативами – ПДК, ПДВ, ПДУ и другими документами.

Контроль необходим для получения информации об уровне загрязнения, а также об источниках выбросов, причинах и факторах, определяющих загрязнение.

Такая информация дает основание или помогает выбирать и проводить защитные оздоровительные мероприятия и следить за их выполнением. Быстрое развитие новых методов определения токсичных веществ в окружающей природной среде подняло на качественно новый уровень изучение процессов загрязнения воздуха, воды и почвы, физико-химических процессов, трансформации веществ, гигиеническую оценку качества окружающей среды.

Мероприятия по защите окружающей среды от выбросов производства, как правило, требуют больших экономических затрат, которые в некоторых случаях могут достигать 40–50 % от стоимости строительства основного производства.

Поэтому по качеству контроля, его надежности и точности должны предъявляться очень высокие требования. Надежность метода зависит главным образом от физико-химических свойств определяемого вещества, правильности выбора его характеристик и т. д. [57].

Однако она снижается из-за необходимости работать с чрезвычайно малыми количествами токсических веществ, непостоянством их качественного и количественного состава при наличии в окружающей среде таких соединений, которые могутне только оказывать мешающее влияние, но и способствовать образованию качественно новых веществ и т. д. Поэтому для более правильного определения степени загрязнения объектов окружающей природной среды методы должны быть достаточно чувствительными и избирательными.

Независимо от техники выполнения анализов надежность их результатов зависит и от многих других факторов, которым не всегда уделялось достаточно внимания. Одной из таких причин является необходимость учета возможных химических, фотохимических и биохимических превращений изучаемых веществ в объектах окружающей среды, а другой – миграции изучаемых веществ из одной среды в другую, особенности их распределения в каждой из этих сред.

Данные о загрязнении одной среды (например, атмосферного воздуха) должны увязываться с данными о загрязнении других сред: загрязнением воды в озерах и реках, с загрязнением почвы ядохимикатами или поверхностных вод удобрениями.

В настоящее время экологи и гигиенисты разрабатывают идею о контроле химического загрязнения не только по отдельным объектам природной среды, но и во взаимодействии между ними, дабы наиболее полно определить реальную нагрузку химических факторов на организм человека и животных при суммарном их воздействии.

Реакция организма животных и человека – это интегральная реакция на все одновременно действующие химические, биологические и иные факторы природной среды, которые зачастую весьма трудно вычленить.

Особенности, присущие различным объектам природы (например, воде, воздуху), и их взаимодействие за последнее десятилетие стали предметом пристального изучения как в нашей стране, так и за рубежом. Эти особенности оказывают значительное влияние на надежность анализа при определении содержания загрязняющих веществ.

Многолетний опыт работы работников МГП «Экогеос» Томского научно-технологического парка и политехнического университета по эколого-геохимической оценке территории на предприятиях («Сибэлектромотор», Алтайский завод запасных частей), в населенных пунктах (гг. Междуреченск, Стрижевой, Томск, Томск-7), северного промышленного узла г. Томска, а также на сельхозугодьях (пашне) с-зов «Степановский», «Томь» Томского района, позволил выработать глубокое убеждение в том, что при экологической оценке окружающей природной среды одномоментно должно быть исследовано несколько ее объектов [57].

Такой подход позволяет максимально полно определить степень антропогенного (техногенного) воздействия на природную среду и дать объективную оценку источникам ее загрязнения.

Практически все вещества (656), загрязняющие атмосферу, и их ПДК приводятся в Гигиенических нормативах ГН 2.1.6.1338–03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» (дополнения и изменения N2 ГН 2.1.6.1983–05, ГН 2.1.6.1984–05, введеныс 1 февраля 2006 г.).

3.1. Диоксины и их вредное влияние на здоровье человека

Известный уфимский учёный, профессор М. Сафоров считает, что одним из наиболее опасных составляющих технического воздействия на человека являются сверхтоксичные вещества – диоксины.

Человек перед диоксинами практически бессилен. Они встречаются в сверхмалых концентрациях, но имеют свойство накапливаться и медленно разрушать организм, влияя на иммунную систему, развитие плода, провоцируя раковые заболевания.

В 1991 году сенсацией мирового масштаба стало известие о наличии в питьевой воде миллионной Уфы от 23 до 53 тысяч предельно допустимых концентраций (ПДК) диоксинов (Сафаров М. Г. Люди и диоксины. – М.: Химия, 2000. – 167с).

Основное загрязнение диоксинами дают производства по получению хлора, каустика, хлорорганической продукции, сельхозядохимикатов. Серьёзными источниками диоксинов являются свалки бытовых и промышленных отходов, львиная доля загрязняющих веществ, в том числе и диоксинов, в организм жителей крупных промышленных центров поступает с пищевыми продуктами. При этом 40 % населения получают суммарную долю, превышающую ПДК даже по весьма либеральным российским нормативам. Половина из «передающих» норму – молодые люди от 20 до 40 лет. Наиболее загрязнёнными диоксинами считают естественные продукты: куриное мясо и масло, с которыми человек потребляет соответственно 54 и 25 % супертоксикатов. Американский профессор Арнольд Шектер обнаружил в крови среднего уфимца 12пг диоксинов, жителя Санкт-Петербурга 4–5 пг, у отработавших на химпроме – 168 пг, супертоксины особенно активно аккумулируются в организме людей, имеющих отношение к вредным производствам.

Сегодня мы не можем закрыть вредные производства. Но готово ли наше общество платить за блага цивилизации, например, повышенной заболеваемостью раком среди людей 40-летнего возраста.

Сознательно влиять на вывод из организма человека супертоксикатов практически невозможно. М. Сафаров рассматривает три основных источника – воздух, вода, пища. На расстоянии 50 метров от оживлённой автострады фиксируется повышенное содержание диоксинов. Пропитанные железнодорожные шпалы постоянно выделяют в воздух диоксины.

Крайне нежелательно сжигать опавшие листья. Дым от такогоосеннего костра – ударная доза яда.

В отличие от воздуха воду вполне можно очистить. С этой задачей неплохо справляются отдельные марки активированного угля, углеродистые сорбенты.

С пищей сложнее, в жирной пище, в молоке из тетрапаков содержится в несколько раз больше диоксинов, чем в нежирной и молоке из бутылок. Сегодня вызывают особую тревогу районы нефте– и газодобычи и переработки. Здесь в питьевой воде повышены допустимые концентрации железа, марганца, нефтепродуктов, завышенный радиационный фон в жилых и производственных помещениях.

В 89 городах России уровень загрязнения воздуха превышает предельно допустимые нормы в 10 раз и более.

В первую десятку входят: Дзержинск, Новокузнецк, Магнитогорск, Шелехов, Братск, Архангельск, Волгоград, Москва, Череповец, Иркутск. Индекс загрязнения атмосферы в них достигает 14 единиц.

По данным российской автоматизированной системы АГИС, при таких показателях наблюдается рост заболеваемости раком до 176 %, это страшная цифра. Фиксируются становящиеся массовыми болезни органов дыхания, сердечно-сосудистой системы.

В Дзержинске превышение концентрации винилхлорида в 316 раз. Содержание диоксинов в кровипетербуржцев, проживающих в промзонах, такое же, как у вьетнамцев, подвергающихся массовому воздействию химического оружия.

По данным Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу за 1993 год, количество ядовитых выбросов сократилось по сравнению с 1992 годом. Но заслуга в этом не природоохранных мероприятий, а общий спад производства.

В рядерайонов России, особенно в Алтайском крае, значительная часть населения болеет, а дети поражены врожденными заболеваниями, зачастую со странными симптомами. Причина этого – тяжёлая экологическая ситуация, связанная с подрывом, испытаниями ракет, космической техники.

С одной стороны, несомненно, что отдельные части ракетной техники, падающие на Землю, наносят существенный урон и представляют серьёзную опасность для населения и природной среды.

С другой стороны, данные медицинских обоснований и эколого-гигиенические исследования показали, что в различных районах Республики Алтай в организме людей типично присутствие «букета» токсичных элементов, которые оказывают постоянное влияние на здоровье населения. Содержание в печени и плаценте таких элементов, как марганец, ртуть, молибден, ванадий, никель, бериллий, стронций, таллий, превышает предельно допустимые концентрации. Особую настороженность вызывают таллий, ванадий, бериллий и ртуть, соединения которых не только общетоксичны, но и канцерогенны и мутагенны. На это же указывает рост числа мертворождённых детей и весьма высокая детская смертность,27 случаев смертности на 1000 родившихся, в 1,5 превышает среднее значение по России.

Неблагополучие в состоянии здоровья детей проявляется в высоких показателях врождённых пороков развития, инфекционных и паразитарных заболеваний, болезней нервной системы, патологии кожи и подкожной клетчатки, болезней органов пищеварения, крови и кроветворных органов, психических расстройств. Надо отметить, что за последние годы количество психических расстройств в целом у населения Алтая возросло на 30 %, намного превысив среднероссийские показатели. Изменения состояния нервной системы также можно объяснить влиянием токсикантов, обнаруживаемых в тканях организма в повышенных количествах. По основным медико-демографическим показателям экологическая ситуация в Республике Алтай может характеризоваться как напряжённая.

Судя по спектру загрязнений, не исключено, что основным источником загрязнения Республики Алтая является не ракетно-космическая техника, а предприятия горно-металлургического производства, сконцентрированные в районе г. Усть-Каменогорска.

Спектр обнаруженных токсикантов аналогичен составу выбросов промышленных предприятий этого района. Можно предположить наличие дополнительного трансграничного переноса вредных химических веществ от предприятий химической промышленности, расположенных в Кемерово и Бийске.

Радиационное и химическое воздействия могли привести к своеобразному суммирующему влиянию на организм жителей ряда районов республики и г. Бийска, что имеет отдалённые последствия.

Среди типовых загрязняющих газов в воздушном бассейне городов важное место занимают озон, окислы азота и углерода. Их негативное влияние на здоровье человекапроявляется как при непосредственном воздействии высоких, так и малых доз.

Исследования количества немаловажны и с точки зрения выявления образования смога, который часто наблюдается в атмосфере городов.

Анализ современного состояния теории и практики защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными веществами показал актуальность постановки и проведения исследований по очистке газов от паров летучих органических веществ и окиси углерода.

Выбросы этих веществ производятся многочисленными окрасочными участками, а также в процессе эксплуатации вагранок.

Предельная же допустимая концентрация пыли составляет всего 1 мг/м

, и она относится к 1-му классу чрезвычайно опасных веществ.

Среди специфических загрязняющих веществ в воздушном бассейне городов важное место занимают металлы, большинство которых относятся к первому и второму классам опасности. Их негативное влияние на человека проявляется не только в прямом воздействии высоких концентраций, но и в отдалённых последствиях, связанных со способностью многих металлов коммулироваться в организме. Металлы содержатся в большинстве видов промышленных, энергетических и автотранспортных выбросов в атмосферу и являются индикаторами техногенного воздействия этих выбросов на окружающую среду. Распределение металлов в различных компонентах окружающей среды фиксируют источники загрязнения и зоны их воздействия. Оценкасодержания металлов в атмосфере воздуха проводится по среднесуточным концентрациям.

Геохимическими и гигиеническими исследованиями установлены количественные связи между содержанием металлов в атмосферном воздухе и выпадением их на территории городов, что фиксируются в виде аномалий в почве и снежном покрове, – природных средах, депонирующих загрязнения и легкодоступных для изучения по любой заранее заданной сети точек отбора проб. Это даёт возможность по результатам изучения почв и снежного покрова проводить ориентировочную гигиеническую оценку загрязнения воздушного бассейна.

В процессе эксплуатации АЭС в окружающую среду, наряду с другими радионуклидами, поступает тритий. Последний, являясь радиоактивным изотопом водорода, легко проникает через внешние покровы, органы дыхания и пищеварения в организм и включается во все жизненно важные, в том числе генетические, структуры. Это определяет необходимость изучения его поведения в экосистемах, примыкающих к АЭС, и других предприятиях ядерно-топливного цикла (Москалёв, Журавлёв, 1978; Чеботина, 1983; Чеботина и др., 1984; Куликов и др., 1984; Biaylock, Frank, 1979).