Химическое загрязнение окружающей среды
Среди других загрязнителей биосферы доля окислов азота и свинца увеличивается постоянно. Ежегодно выброс этих соединений в атмосферу Земли достиг 50 млн.т.
30% из них вносят теплоэнергетические установки, 38%-автомобильный транспорт (в выхлопных газах автомобиля содержится примерно 0,6% окислов азота) Приблизительно 20% поступает от предприятий по производству азотных удобреий, анилиновых красителей, вискозы, целлулойда, фотоплёнки. Остальное производится самой биосферой, в частности многими микроорганизмами.
Предотвращение и снижение уровня свинцового загрязнения рассматривается во всех развитых странах в качестве важнейших задач экологической политики.
Этот вопрос рассматривается на многих Международных конференциях, симпозиумах (“Тяжелые металлы в окружающей среде”-Россия, Пущино, октябрь
1996г.;”Воздействие тяж. металлов на детей”-Москва, сентябрь1995г.).[4]
Основным источником загрязнения атмосферного воздуха в РФ является авто- транспорт использующий свинецсодержащий бензин. Если не предпринять срочных мер по сокращению и производству данного бензина в масштабах всей страны, то при существующем и прогнозируемом росте автомобильного парка выбросы свинца и азота в РФ могут возрастать. Правительство РФ утвердило федеральную целевую программу “Топливо и энергия”, которая содержит программу “Реконструкция и модернизация предприятий нефтеперерабатывающей промышленности”. Также автомобили загрязняют атмосферу окислами азота, углерода, озоном.[3]
Огромную роль в загрязнении свинцом нашей экологии играют предприятия цветной металургии (660 тгод, или около 87%), стекольной промышленности
(100 - 200 тгод).На 50-60 тгод загрязняют нашу атмосферу обезжиревание и переработка твердых бытовых отходов.
В настоящее время большая часть территории России испытывает нагрузку от выпадений свинца, превышающую критическую для нормального функционирования экосистем. Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий в России нормы (ПДК-0,3 мкгм ), отмечался в 1994-1995гг. В
Комсомольске-на-Амуре, Тобольске, Тюмени, Карабаше, Владимере, Владивостоке
(до 0,5мкгм ).
Важно отметить, что предотвращение свинцового и азотового загрязнений в стране возможно при наличии:
. общей концепции экологической безопастности населения на национальном уровне с учетом условий устойчивого развития;
. системы комплексного мониторинга состояния природной среды и скрининга здоровья населения России;
. действенной системы природоохранного законодательства; эффективных экономических мер по стимулированию внедрения природоохранных технологий.[5]
1. Характеристика проблемы загрязнения окружающей cреды в России окислами азота и свинцом.
1.1. Источники загрязнения.
1.1.1. Стационарные источники.
Загрязнение окружающей Среды свинцом и его соединениями предприятиями металлургической промышленности определяется спецификой их производственной деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений; попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.
В 1995г. Из общего выброса свинца металлургической промышленностью в атмосферу (671т.) около 98,4% (660т.) приходилось на предприятия цветной металлургии. Из 640кг. в год свинца, сбрасываемого в водные объекты со сточными водами, 570кг. (89%) принадлежало предприятиям , производящим цветные металлы.
99,86%выбрасываемого в атмосферу свинца приходится на долю 11 из 39 предприятий цветной металлургии, в том числе около 94% этого металла выбрасывают 5 предприятий: Среднеуральский медеплавильный завод (291т/год);
АО “Святогор” - Красноуральский медеплавильный комбинат (170т/год);
Кировоградский медеплавильный комбинат (114т/год); АО “Дальполиметалл”
(28т/год); завод “Электроцинк” (16т/год).
Анализ источников выброса свинца показал:
. 57% свинца выбрасывается в атмосферу с большими объемами запыленных газов отражательной плавки медного (свинецсодержащего) сырья, которые на всех заводах, использующих эту технологию, направляют в дымовые трубы без пылеочистки;
. свинца выбрасывается с конвертерными газами из-за отсутствия или недостаточной степени очистки их от богатой по содержанию свинца возгонной пыли;
. существенным фактором является недостаточная эффективность существующих на предприятиях цветной металлургии средств пылеулавливания. [4]
Производство аккамуляторов в машиностроении использует половину потребляемого в стране свинца. Суммарные выбросы в атмосферу 7 аккамуляторных заводов России, объединенных в АО “Электрозаряд”, составили
1995г. ориентировочно 38,2т. в пересчете на свинец; суммарные сбросы в водные объекты (через канализацию)-35,3т.
С переходом на применение в производстве кабалей пластмассовых материалов для оболочек произошло снижение потребления свинца и его сплавов кабельными заводами. К настоящему времени потребление свинца на заводах этой подотрасли снизилось до 5тыс.т. Особенности применяемой технологии таковы, что выбросы свинца незначительны.
В топливно-энергетическом комплексе загрязнение окружающей cреды свинцом обусловлено производством этилированных бензинов и сжиганием топлива
(прежде всего угля).
В1995г. Было произведено 27,4млн.т. автомобильных бензинов, в том числе
14,5млн.т. этилированных. Содержание свинца в этилированных бензинах колеблется от 0,15 до 0,37г/л. Следует отметить, что неэтилированные бензины из-за технологии производства и транспортировки могут содержать свинец в концентрации до 0,01г/л.
В настоящее время 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов выпускают только неэтилированные бензины,в то время как в 1990г. таких заводов было только
6.
В первом полугодии 1996г. доля производства неэтилированных бензинов составила 51,2% (в 1995г.-46,9%, в 1992г.-26,8%).[4]
Расчеты, сделанные на основании официальных статистических данных о потреблении топлива субъектами Российской Федерации в 1993г., показали, что при сжигании органического топлива (уголь, мазут, природный газ) в атмосферу России поступает примерно 400т. свинца.
Выбросы и сбросы соединений свинца в химическом комплексе связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.
В России этиловая жидкость ( на основе тетраэтилсвинца -ТЭС ) вырабатывается только одним предприятием - АО “Синтез”(г.Дзержинск,
Нижегородская область). Производство этиловой жидкости на этом предприятий сократилось по сравнению с концом 80-х годов в 2 раза и составило в 1995 г.
8,9 тыс.т.
В лакокрасочном производстве по-прежнему (в последнее время во все меньших кол-вах) используют свинцовые пигменты. Пигменты, содержащие свинец, входят и в состав антикоррозийных покрытий, имеющих главным образом защитное, а не декоративное значение.На предприятиях России в 1994 г. Было произведено всго 800 т. свинцового сурика, содержавшего собственно свинца 725т. В отличие от хрустальных изделий, в процессе бытового использования которых вероятность выщелачивания свинца и воздействия его на человека практически исключена, свинцовые краски представляют собой значительную опастность. В целом выбросы в атмосферу соединений свинца предприятиями лакокрасочной промышленности составляют около 20 т. Эта цифра является оценочной, но сам порядок величины заслуживает того, чтобы провести детальную инвентаризацию использования и потерь соединений свинца в этой подотрасли.
Выбросы свинца стекольными предприятиями в целом по России оцениваются величиной порядка 100-200 тгод. Производство хрустальной посуды, оптического стекла типа “тяжелый флинт”, деталей кинескопов, специальных свинцовых стекол для спайки с металлами и другими стеклами следует рассматривать как источники загрязнения окружающей среды, в первую очередь атмосферного воздуха, соединениями свинца. Потери свинца на таких предприятиях составляют 2-8% от массы вовлеченного в технологический процесс элемента. Концентрация свинца в отходящих газах при варке малосвинцового стекла составляет до 600мг/м.
В производство консервов (использование свинецсодержащих припоев при изготовлении жестяных банок) по приближенным оценкам на 1988 г. вовлечено от 100 до 200 т. свинца. Не смотря на сокращение производства консервированных продуктов в 90-е гг., масса ежегодно поступающего в твердые бытовые отходы свинца в настоящее время может составлять десятки тонн. Еще большую опасность представляет возможность попадания свинца, содержащегося в припое, в продукты питания при хранении консервов.
Существенными источниками загрязнения окружающей среды свинцом и его соединениями являются предприятия оборонной промышленности. Так монтажно- паечные работы обуславливают эмиссию свинца и его неорганических соединений в пеземный слой атмосферы в целом по России в объеме 1 т/год. Лакокрасочные пропиточные эмалировочные работы и работы с применением компаундов обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений 150 т/год без учета составов с высоким удельным содержанием свинца, но имеющих ограниченное применение. Поступление свинца в окружающую среду происходит также при производстве свинецсодержащих боеприпасов, нанесении свинцовых покрытий и других специальных работах.
Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) представляют собой мощные площадные источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, в том числе свинцом.[5]
К собственно бытовым источникам поступления свинца в ТБО следует отнести отработанные свинцовые аккамуляторные батареи, потерявшие потребительские свойства провода и кабели, лакокрасочные покрытия (особенно выпущенные в прошлые десятилетия), изделия из хрусталя, свинцовых стекол, глазированную керамику, паяные изделия, в том числе и консервные жестяные банки, некоторые резиновые изделия. В продуктах мусоропереработки содержание свинца превышает таковое в земной коре от сотен до тысяч раз, т.е. достигает 0,16-1,6% весовых.
По экспертным оценкам, на свалках, транспортных площадках и в других местах по всей территории России в настоящее время находится до 1 млн.т свинца в отработанных аrrумуляторах. При существующем положении с их переработкой эта величина возрастает на 50-60 тыс. т ежегодно.
По данным Госкомстата России, в стране в последние годы в связи с падением уровня производства динамика выбросов свинца и его соединений в атмосферный воздух от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к снижению.
Так , в 1992г свинца и его соединений было выброшено 1404 тонны, что на
6,9% меньше уровня 1991г. В 1993г. снижение выбросов составило 13,8% по сравнению с1992г при общем выбросе в1070т.; в 1994г.-18,1% (876 т,) к уровню 1993г и в1995г - 29,8% (616т.) к уровню 1994г.(рис.1)
Вклад различных отраслей промышленности в загрязнение атмосферного воздуха свинцом стационарными источниками оценивается, по данным Госкомстата
России, следующим образом :
. цветная металлургия - 86,7% ;
. машиностроение и металлообработка - 8,8% ;
. черная металлургия - 8,8% ;
. химическая и нефтехимическая промышленность - 0,5% ;
. деревообрабатывающая и целлюлозно - бумажная промышленность - 0,3% ;
. транспортные предприятия, пищевая промышленность, промышленность строительных материалов, электроэнергетика и топливная промышленность - по 0,1% ;
. другие отрасли промышленности - около 1,8% ;
Поступление свинца в поверхносные водные объекты со сточными водами имеет также тенденцию к снижению. В 1995 г., по данным Госкомстата России, свинца было сброшено в 3,1 раза меньше, чем чем в 1991 г.-50,47 т. (в пересчете на свинец). В 1995 г. не зафиксированы имевшие место в 1991 г. сбросы свинца в республиках Карелия, Мордовия, Карачаево-Черкесская и Удмуртия; в Тверской,
Нижегородской,Саратовской, Ульяновской и Читинской областях.[4]
По РФ в 1995 г. на предприятиях образовалось 1,9 млн. т. свинецсодержащих отходов, из которых:
- использовано на предприятиях -8,00 тыс. т (0,24%);
- полностью обезврежено - 0,96 тыс.т (0,05%);
- отправлено в места организованного захоронения - 52 тыс. т (0,02%);
Прочие отходы остались на промплощадках предприятий, свезены на несанкционированные свалки, полигоны ТБО и т. п.
1.1.2. Нестационарные источники.
По данным ГВЦ УВД ГАИ, в 1995 г. в России насчитывалось 19,6 млн. легковых, 4,2 млн. грузовых автомобилей и около 0,7 млн. автобусов. Темпы прироста парка автомобилей за последний год составили в среднем по России около 12%. При этом в 1995 г. количество легковых автомобилей возросло на
15%, грузовых - на 1,5% и автобусов - на 5,7%.
Суммарное поступление свинца в атмосферу от автотранспорта на территории
России в 1995 г. оценивается величиной около 4 тыс. т. Пространственное распределение этих выбросов, показывает, что максимальная нагрузка свинцаот выбросов автотранспорта приходятся на Московскую и Самарскую области. За ними следуют Калужская, Нижегородская, Владимирская области и другие субъекты Федерации, расположенные в центральной части ЕТР и Северного
Кавказа. Наибольшие абсолютные выбросы свинца отмечаются в Уральском (685 т), Поволжском (651 т.) и Западно-Сибирском (568 т.) регионах. 54% общей массы свинца поступает в атмосферу от грузового транспорта.
В авиации использование этилированных бензинов марок Б-91/115, Б-100/130, Б-
95/130 и др., самолетами типа АН-2, ЯК-18 и вертолетами типа КА-26 сопроваждается годовой эмиссией свинца и его соединений в атмосферу в количестве 3,6-3,7 т/год (всем парком авиационной техники указанного типа).
В ракетно-космической технике основным источником свинцового загрязнения являются пиросредства. Наибольшее применение получили пиропатроны, разрывные болты, трубки дистанционного типа, состоящие частично из азида свинца, стифаната свинца. Общая эмиссия указанных соединений свинца составляет от 200 до 500 т/год.[4]
К нестационарным источникам поступления свинца в окружающую среду следует отнести также охотничий промысел и любительскую охоту, в частности загрязнение окружающей среды свинцовой дробью. Оценочные расчеты свидетельствуют, что в целом по России ежегодно в водно-болотные угодья попадает до 1400 т. свинца.
В таблице 1 приведены сравнительные данные по источникам загрязнения окружающей среды РФ свинцом. Больше всего загрязняет атмосферу автотранспорт(70%).
1.2 Анализ загрязнения окружающей Среды.
1.2.1 Атмосферный воздух.
На основании многолетних (1982-1995 гг.) наблюдений системы комплексного мониторинга Росгидромета (СКФМ) средние годовые значения концентрации свинца в атмосфере фоновых районов России составляют:
- 2,5 - 16 нг/м - для центральной части Европейской территории России
(ЕТР);
- 0,8 - 13,2 нг/м - для южных районов(ЕТР);
- 1,5 - 4,4 нг/м для Сибири;
- 5 - 19 нг/м - для дальнего Востока;
В российском секторе Арктики фоновая концентрация свинца в воздухе составляет 0,23 - 3,8 нг/м (среднемесячные значения). Пространственное распределение фонового содержания свинца в атмосфере неоднородно и в значительной степени определяется распределением его антропогенных источников на территории России. Фоновое содержание свинца в атмосфере
(данные максимальных, разовых, среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций) не превышает значений предельно допустимых концентраций (ПДК).[1]
Как правило, наиболее высокие концентрации свинца в фоновых районах наблюдаются в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы.
За последние 5 лет для большинства районов России наблюдается уменьшение содержания свинца в атмосфере (примеры - на рис 2;), что связано как с сокращением производства и, так и со снижением трансграничного переноса свинца вследствие сокращения потребления этилированного бензина за рубежом.
Наиболее заметное снижение концентрации свинца в воздухе регистрируется в центральной части ЕТР.
Максимальный уровень загрязнения природных сред регистрируется в городах и промышленных центрах. Значения средних за 1989 - 1995 гг. концентраций свинца в атмосфере городов составили 0,01 - 0,5 мкг/м. Для большинства городов России среднегодовая концентрация свинца не превышала значений 0,1 мкг/м .Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий принятые в России нормы (ПДК - 0,3 мкг/м ), отмечался в 1994 - 1995 гг. в городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Владимир,
Владивосток (до 0,5 мкг/м ).
Содержание свинца в атмосферных осадках изменяется по территории России от
0,05 до 7,3 мкг/л (среднегодовые значения за 38 лет наблюдений). Наиболее высокое загрязнение осадков свинцом наблюдается в северо-западном, центральноми южном районах ЕТР (4,5 - 7,3 мкг/л). В непромышленных районах республики Саха (Якутия), Магаданской области, а также в российском секторе
Арктики регистрируется самая низкая для территории России величина этого показателя (0,05 - 0,3 мкг/л). Максимальное содержание свинца в атмосферных осадках регистрируется зимой, что определяется более высоким уровнем загрязнения воздуха в этот период.
Максимальные выпадения свинца регистрируются в северо-западном, центральном и южных районах ЕТР (2,9 - 4,6 кг/км), что в 10 - 100 раз превосходит соответствующие значения, наблюдаемые в арктических районах России,
Республике Саха, Магаданской области.
В целом на территории России выпадает около 30 тыс. т. свинца ежегодно, в том числе:
. выпадения за счет естественных источников свинца (фоновые) - ориентировочно 17 тыс. т.;
. выпадения за счет трансграничного переноса свинца - около 6000 т.;
. выпадения за счет российских источников - около 7000 т.;
Особое беспокойство вызывают окислы азота, выбрасываемые двигателями сверхзвуковых самолетовна высоте 20 -25 км. То есть как раз там, где находится защитный озоновый слой, препятствующий чрезмерно интенсивному поступлению ультрафиолетовых излучений к поверхности Земли. Опасения базируются на том, что окись азота способна вызывать разрушение озона в соответствии с реакцией: NO + O ---- NO + O ;
Правда, скорость и масштабы разрушения до сих пор остаются предметом дискуссии: ведь озон разрушают и фторорганические соединения, производство которых в настоящее время превысило уже 1 млн. т. в год.В конечном счете все это уходит в атмосферу, поднимается в верхние слои и здесь подвергается разложению под действием ультрафиолета. Активные осколки молекул фреона и являются главными разрушителями атмосферного озона.[3]
1.2.2.Поверхность воды
Свинец в речных водах содержится как во взвесях, так и в растворимой форме.
Для большинства водных объектов на территории России концентрация свинца составляет 1,5 - 6,5 мнг/л, что не превышает принятых в России санитарных норм (ПДК). Высокое содержание свинца в речных водах (45 - 90 мкг/л) носит эпизодический характер и, как правило, наблюдается в тех створах рек, где осуществляется сброс свинецсодержащих сточных вод промышленными предприятиями ( например, городов Набережные Челны, Тольятти, Самара,
Сызрань и др.) на р. Волга. Повышенное содержание свинца в воде регистрируется в бассейнах рак Амур (10 - 90 мкг/л), Тобол, Ишим (30 - 40 мкг/л). Данные систематических наблюдений Росгидромета в бассейнах рек Дон,
Северная Двина, Нева, Енисей, Обь, Иртыш свидетельствуют об умеренном уровне загрязнения свинцом этих рек.
Но вернемся к окислам азота. также, как и сернистый газ, они виноваты в закислении окружающей среды. Выбрасываемые высоко в атмосферу промышленными центрами Европы, они переносятся господствующими южными и юго-западными ветрами в Скандинавию.Здесь, встречаясь с гористым рельефом и потоками холодного влажного воздуха, они растворяются в осадках и превращяются в азотистую и азотную кислоты. Кислотные дожди вызывают огромные разрушения, причем не только в скандинавских странах. От них страдают ценнейшие памятники Древней Греции, Рима, даже Индии.
1.2.3. Гелогическая Среда
Повышенные концетрации свинца в почвах и растениях часто обусловлены наличием природных геохимических аномалий в содержании этого элемента в веществе литосферы. На территории России можно выделить три мегаобласти или мегазоны: Европейская часть с установленным и возможным интенсивным загрязнением подземных вод свинцом, преимущественно от техногенных источников; юг Сибири и Приморья с возможным, реже установленным, загрязнением подземных вод от смешанных природно-техногенных источников; северо-восток Сибири в основном с предполагаемым загрязнением подземных вод свинцом от природных источников.
Обращает на себя внимание загрязнение водозаборов Европейской части России, тогда как к востоку от Урала загрязненных водозаборов значительно меньше
(Прибайкалье, города Норильск, Новокузнецк, Комсомольск-на-Амуре, Магадан,
Петропавловск- Камчатский).[4]
1.2.4. Почвы
Как свидетельствуют результаты агроэкологического мониторинга агрохимической службы России, степень загрязненности почв сельскохозяйственных угодий свинцом относительно невысока. Среднее содержание валовых форм свинца в песчаных и супесчаных почвах составляет около 7,0 мг/кг, в почвах суглинистого и глинистого гранулометрического состава, имеющих кислую реакцию воды (рН< 5,5),- 9,6 - 0,5 мг/кг. Те же почвы, имеющие реакцию среды, близкую к нейтральной (рН > 5,5),- 12,0 - 0,3 мг/кг, что свидетельствует о накоплении валовых форм свинца в почвах с увеличением илистой и глинистой фракций. При уменьшении кислотности почвы происходит также увеличение концентрации свинца.
Превышение ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) свинца обнаружено только на одном реперном участке Московской области. Превышение уровня ОДК выявлено на ряде реперных участковРеспублики Тыва, Волгоградской области и
Карачаево-Черкесской республики.
Содержание свинца в почвах населенных пунктов значительно более высокое. По данным 20-летних исследований сетевыми лабораториями Росгидромета, наибольшие уровни содержания свинца в почве наблюдаются в 5-километровой зоне вокруг предприятий цветной металлургии. Из120 городов России в 80% случаев имеются существенные превышения ОДК содержания свинца в почве.
Более 10 млн. городских жителей контактируют с почвой, имеющей в среднем превышение ОДК по свинцу. Население целого ряда городов подвергается воздействию средних концентраций свинца в почве, более чем в 10 раз превышающих ОДК: Ревда и Кировоград Свердловской области; Дальнегорск и
Владивосток в Приморской боласти; Комсомольск-на-Амуре Хабаровского края;
Белово в Кемеровской боласти; Свирск, Черемхово в Иркутской боласти и др. В большинстве городов содержание свинца изменяется в пределах 30 - 150 мкг/кг при среднем значении около 100 мкг/кг. [4]
Многие города, имея “благополучную” среднюю картину по загрязнению свинцом, существенно загрязнены на значительной части своей территории. Так, в
Москве концентрация свинца впочве варьирует от 8 до 2000 мг/кг. Наиболее загрязнены свинцом почвы в центральной части города, в пределах окружной железнойдороги и вблизи ее. В концентрациях, превышающих ОДК, загрязнено свинцом более 86 км территории города (8%). При этом в тех же местах, как правило, присутствуют и другие токсичные вещ-ва в превышающих ПДК концентрациях ( кадмий, цинк, медь, окислы азота), что значительно усугубляет ситуацию вследствие их синергизма.
1.2.5. Растительный и животный мир
Увеличение содержания свинца в почве, как правило, но не всегда,ведет к его накоплению растениями как на незагрязненных почвах, так и почвах естественных геохимических аномалий. В соответствии содержание свинца в растениях, выращенных на почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) колеблится от0,13 до 0,96 мк/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с рН< 5,5) 0,22 - 0,96 мк/гк; в почвах тяжелосуглинистых (рН > 5,5) в более широких пределах 0,34 - 7,0 мк/гк.
Более высокие концентрации свинца (до 1000 мк/гк) характерны для растительности на техногенно-загрязненных территориях: в окресностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и главным образом вдоль автострад.
Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно варьируют, и ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100 -
150 м. Лесные полосы вдоль дорог задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых аномалий определяются условиями застройки и структурой насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений; после обильных дождей значительная часть (до половины) смывается. На загрязненных свинцом почвах безопастнее выращивать зерновые культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы на силос, кормовых трав может оказаться рискованным.
Аккумуляция свинца представителями животного мира зависит от множества факторов, и в первую очередь от их таксономической принадлежности.
Подтверждена прямая зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха свинцом и степенью накопления его в организме теплокровных животных, обитающих рядом с металлургическими производствами. У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, свинец в большей степени концентрируется в них. У позвоночных животных свинец в наибольшей степени концентрируется в костной ткани, у птиц - в перьях, в рыб - в гонадах, у млекопитающих - в головном мозге и печени.
Осадки вызывают подкисление почвы и тем самым губят весьма важных ее обитателей( например, азотфиксирующих бактерий). В хвойных лесах это обстоятельство становится причиной уплотнения почвы. Из-за скопления неразложившейся хвои земля перестает пропускать влагу и воздух, в результате чего продуктивность растений на ней резко снижается. Но дело не только в этом. Кислый почвенный раствор - отличная среда для перевода труднорастворимых солей металлов в форму, доступную для растений. В силу этого, растения - начальное звено пищевой цепи - накапливают в себе токсичныедля всего живого большие дозы металлов.[3]
Попадая в водоемы, кислотные дожди изменяют рН воды, что вызывает отмирание населяющих их организмов.При рН=4,5 (напомним, что раствор нейтрален, если рН=7; чем меньше этот показатель, тем кислее этот раствор) гибнут рыбы, лягушки имногие насекомые, обитающие на дне водоема.так же , как и почве, кислоты “открывают двери” для проникновения тяжелых металлов в организмы.
Чем болше кислотность, тем больше свинца, кадмия, ртути накапливается в телах рыбы и других обитателей аодоема.
Чтобы нейтрализовать кислоты, в почву иводу приходится регулярно вносить огромные кол-ва извести. Это требует немалых средств, но только так удается поддерживать жизнь в некоторых водоемах Швеции, Канады и других стран.
2. Влияние свинца и окислов азота на здоровье населения.
2.1 Пути поступления окислов азота и свинца в организм человека.
По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком и фтором (ГОСТ 17.4.1.02 - 83). Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме.
В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания (от
40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинецсодержащей краски или загрязненной свинцом почвы.[5]
С атмосферным воздухом поступает незначительное количествово свинца - всего 1 - 2%, но при этом большая часть свинца абсорбируется в организме человека. В атмосферном воздухе большинства городов, где Росгидрометом проводится контроль за содержанием свинца, среднегодовая концентрация варьирует в пределах 0,01 - 0,05 мкг/м, что значительно ниже ПДК - 0,3 мкг/м. В таких условиях живет около 44 млн. горожан. Около 10 млн. человек проживает в городах с более высоким содержанием свинца - от 0,1 до 0,2 мкг/м. Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе обнаружены при проведении специальных исследований в городах с крупными промышленными источниками эмиссии свинца - Белово, Владикавказ, Гусь-Хрустальный и др.
В питьевой воде различных стран мира содержание свинца изменяется в пределах 1 - 60 мкг/л и в большинстве европейских стран не превышает 20 мкг/л. В России данные о содержании свинца в питьевой воде крайне немногочисленны. В московской питьевой воде его содержание варьирует в пределах 0,7 - 4 мкг/л. Возможно, что существует проблема загрязнения питьевых вод в районах расположения плавильных заводов или мест складирования промышленных отходов с высоким содержанием свинца.[4]
Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов, где расположены предприятия по выплавке свинца, производству свинецсодержащих аккумуляторов или стекла (Белово, Саранск, Свирск и ряд других).
В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Кроме того определенное значение имеет и возможность прямого загрязнения при производстве готовых изделий. Наиболее высокие уровни содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе сырой и мороженной, пшеничных отрубях, желатине и ракообразных. Высокое содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районови вдоль дорог.
По данным о потреблении продуктов питания в РФ, на основании материалов бюджетных обследований семей установлено, что расчетное поступление свинца на душу населения в год составляет 65,25 мг или 1,25 мг на одного человека в неделю. В некоторых промышленных городах поступление свинца с продуктами питания несколько выше; у 10% обследуемого населения превышает величину 2 мг/чел.в неделю. В суточном рационе детей в возрасте 1 - 3 года потребление свинца составляет 14 мкг, в возрасте 4 - 6 лет - 64 мкг, 7 - 14 лет - 87 мкг, т.е. поступление свинца с продуктами питания для детей до 7 лет изменяется в зависимости от возраста в пределах 14 - 68 мкг/сут.(таблица
)
Избыток окислов азота в организме человека приводит к постепенному разрушению клеток легких, вызывает деградацию слизистой оболочки бронхов, способствует расширению легочных кровеносных сосудов, а при высокой концентрации - накоплению в дыхательных путях жидкости. Это может стать роковым.
2.2.Группы повышенного риска воздействия свинца среди населения
2.2.1. Взрослое население
В России постепенно увеличивается численность людей имеющих, профессиональный контакт со свинцом. По данным Госкомсанэпидемнадзора
России, случаи хронической свинцовой интоксикация зафиксированы в 14 отраслях промышленности России.
Ведущими по числу случаев “сатурнизма” являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В этих отраслях превышение ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз. Высокий удельный вес свинцовых интоксикаций в полиграфии вызван использованием в типографиях отдельных районов России
(Амурская область, Пензенская и др.) моральноустаревшего оборудования, ручной отливки и переплавки свинцовых шрифтов, ручного набора при несовершенной приточно-вытяжной вентиляции.[4]
Среди рабочих, пострадавших от воздействий свинца, около 40% составляют женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, т.к. этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных работниц 30мкг/дл и увеличения числа хромосомных аббераций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80 мкг/дл.
2.2.2 Свинец и здоровье детей.
Основным показателем воздействия на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный его пересмотр. Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ) [1]
Допустимый уровень содержания свинца в волосах - 8 - 9 мкг/г.
Ситематические исследования по определению накопления свинца в волосах населения проводятся в различных городах России с 1980г. с использованием современных методов.
Среди детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентрациисвинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях вблизи металлургических и аккумуляторных производств.
Установленно значительное накопление свинца на зубах детей, проживающих в уральских городах.
Неврологические эффекты.У маленькихдетей изменения психомоторных реакций связывают с повышенным поступлением свинца в организм при облизывании пальцев рук или игрушек, побывавших на загрязненной почве.Для детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние свинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудности обучения и поступления в ВУЗы.
Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечно-сосудистой системе.Патогенез поражения сердца при действии свинца связывается с поражением митохондрий, в частности с ингибированием поглощения ионов кальция. У детей с повышенным содержанием свинца в крови (более 20 мкг/дл), проживающих вблизи аккумуляторного завода в С.-Петербурге, выявлены функциональные изменения сердечно-сосудистой системы.
Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние новорожденных. Новорожденные в городах Белово Кемеровской области и Карабаш
Челябинской области имеют более низкие показатели, чем в контрольном районе.
. На основании изложенного выше материала, города России (более 150) разделены на две основные группы:
1) с относительно низким и средним уровнем;
2) с повышенным уровнем содержаня свинца в окружающей среде;
Таблица 1.
Характеристика источников свинцового загрязнения окружающей среды России в
1995 г. по отраслям и видам деятельности, т. свинца.
|Наименование источников выбросы сбросы |
|образование |
|в атмос- в водные отходов |
|феру объекты |
|стационарные источники: |
|по всем отраслям 615,5 50,5 |
|1 864 056* |
|отраслевые данные: |
|металлургия 671 |
|0,64 |
|в том числе цветная 660 0,57 |
|900 |
|машиностроение 38,2 35 |
|- |
|сжигание топлива 400** - |
|- |
|химическая,нефтехимическая |
|и нефтеперерабатывающая |
|промышленность 0,94 9,55 |
|725** |
|стекольное производство 100-200 15-20 |
|100 |
|производство консервов - - |
|100-200 |
|оборонная промышленность 150 - |
|- |
|нестационарные источники: |
|автотранспорт 4 000 1 |
|000**** 60 000***** |
|авиация и ракетно-космическая |
|техника 400 |
|- - |
|охота - |
|1 400 - |
|примечания |
|* свинецсодержащие отходы всех отраслей за вычетом использованных, |
|обезвреженных и размещенных в местах организованного захоронения и |
|складирования |
|** оценка на 1993 г. |
|*** производство свинцового сурика |
|**** оценка попадания свинца в почвы и воды с электролитом и пастой из аккуму-|
| |
|ляторов при их разрушении |
|***** отработанные аккумуляторы за вычетом собранных Вторцветметом |
Таблица 2.
Пути поступления свинца в организм детей дошкольного возраста в городах
России.
|характеристика | численность детей до 7 млн. человек |
|городов |общая с содержанием свинца в крови, мкг/дл|
| | |
| |10-19 20-44 45-69 |
| |более70 |
|Города с относи-| |
| | |
|тельно низким и | |
| |4,3 1,8 0,3 |
|средним уровнем |0,003 0,0 |
|загрязнения | |
|Города с повы- | |
|шенным уровнем |0,2 0,1 0,1 |
|загрязнения |0,006 0,0005 |
|Всего |4,5 1,9 0,4 |
| |0,009 0,0005 |
Таблица 3.
Прогнозируемая численность детей с повышенным содержанием свинца в крови.
|характеристика |общее |пути поступления свинца в организм, % |
|городов |поступление,|с воздухом с питьевой с почвой с |
| |мкг/сут |продуктами водой и пылью питания |
|Города с относи-| | |
| | | |
|тельно низким и | | |
|средним уровнем |23-33 |0,3 1,5 11,3 |
|загрязнения | |86,9 |
|Города с повы- | | |
|шенным уровнем |24-67 | |
|загрязнения | |0,7 2,8 10,7 |
| | |85,8 |
| | | |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
. Загрязнение окружающей среды свинцом, его соединениями и окислами азота , вызывающую деградацию среды обитания и наносящее ущерб здоровью населения, является одной из наиболее острых экологических проблем
России, имеющей также приоритетное социальное и экономическое значение.
. Вопросы охраны окружающей среды и здоровья населения от воздействия свинца и окислов азота затрагиваются в деятельности Международной исследовательской группы ,являющейся одной из отраслевых товарных организаций, созданных на базе ЮНКТАД.
. Материал реферата показывает, что, несмотря на значительное сокращение выбросов свинца и его соединений стационарными источниками, проблема загрязнения окружающей среды “химией” р Российской Федерации в настоящее время весьма актуальна. Отмечается, что обусловленное падением промышленного производства сокращение выбросов и сбросов окислов азота и свинца в окружающую среду за последнее пятилетие предполагает возможное значительное увеличение этих показателей при подъеме экономики страны.
30% из них вносят теплоэнергетические установки, 38%-автомобильный транспорт (в выхлопных газах автомобиля содержится примерно 0,6% окислов азота) Приблизительно 20% поступает от предприятий по производству азотных удобреий, анилиновых красителей, вискозы, целлулойда, фотоплёнки. Остальное производится самой биосферой, в частности многими микроорганизмами.
Предотвращение и снижение уровня свинцового загрязнения рассматривается во всех развитых странах в качестве важнейших задач экологической политики.
Этот вопрос рассматривается на многих Международных конференциях, симпозиумах (“Тяжелые металлы в окружающей среде”-Россия, Пущино, октябрь
1996г.;”Воздействие тяж. металлов на детей”-Москва, сентябрь1995г.).[4]
Основным источником загрязнения атмосферного воздуха в РФ является авто- транспорт использующий свинецсодержащий бензин. Если не предпринять срочных мер по сокращению и производству данного бензина в масштабах всей страны, то при существующем и прогнозируемом росте автомобильного парка выбросы свинца и азота в РФ могут возрастать. Правительство РФ утвердило федеральную целевую программу “Топливо и энергия”, которая содержит программу “Реконструкция и модернизация предприятий нефтеперерабатывающей промышленности”. Также автомобили загрязняют атмосферу окислами азота, углерода, озоном.[3]
Огромную роль в загрязнении свинцом нашей экологии играют предприятия цветной металургии (660 тгод, или около 87%), стекольной промышленности
(100 - 200 тгод).На 50-60 тгод загрязняют нашу атмосферу обезжиревание и переработка твердых бытовых отходов.
В настоящее время большая часть территории России испытывает нагрузку от выпадений свинца, превышающую критическую для нормального функционирования экосистем. Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий в России нормы (ПДК-0,3 мкгм ), отмечался в 1994-1995гг. В
Комсомольске-на-Амуре, Тобольске, Тюмени, Карабаше, Владимере, Владивостоке
(до 0,5мкгм ).
Важно отметить, что предотвращение свинцового и азотового загрязнений в стране возможно при наличии:
. общей концепции экологической безопастности населения на национальном уровне с учетом условий устойчивого развития;
. системы комплексного мониторинга состояния природной среды и скрининга здоровья населения России;
. действенной системы природоохранного законодательства; эффективных экономических мер по стимулированию внедрения природоохранных технологий.[5]
1. Характеристика проблемы загрязнения окружающей cреды в России окислами азота и свинцом.
1.1. Источники загрязнения.
1.1.1. Стационарные источники.
Загрязнение окружающей Среды свинцом и его соединениями предприятиями металлургической промышленности определяется спецификой их производственной деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений; попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.
В 1995г. Из общего выброса свинца металлургической промышленностью в атмосферу (671т.) около 98,4% (660т.) приходилось на предприятия цветной металлургии. Из 640кг. в год свинца, сбрасываемого в водные объекты со сточными водами, 570кг. (89%) принадлежало предприятиям , производящим цветные металлы.
99,86%выбрасываемого в атмосферу свинца приходится на долю 11 из 39 предприятий цветной металлургии, в том числе около 94% этого металла выбрасывают 5 предприятий: Среднеуральский медеплавильный завод (291т/год);
АО “Святогор” - Красноуральский медеплавильный комбинат (170т/год);
Кировоградский медеплавильный комбинат (114т/год); АО “Дальполиметалл”
(28т/год); завод “Электроцинк” (16т/год).
Анализ источников выброса свинца показал:
. 57% свинца выбрасывается в атмосферу с большими объемами запыленных газов отражательной плавки медного (свинецсодержащего) сырья, которые на всех заводах, использующих эту технологию, направляют в дымовые трубы без пылеочистки;
. свинца выбрасывается с конвертерными газами из-за отсутствия или недостаточной степени очистки их от богатой по содержанию свинца возгонной пыли;
. существенным фактором является недостаточная эффективность существующих на предприятиях цветной металлургии средств пылеулавливания. [4]
Производство аккамуляторов в машиностроении использует половину потребляемого в стране свинца. Суммарные выбросы в атмосферу 7 аккамуляторных заводов России, объединенных в АО “Электрозаряд”, составили
1995г. ориентировочно 38,2т. в пересчете на свинец; суммарные сбросы в водные объекты (через канализацию)-35,3т.
С переходом на применение в производстве кабалей пластмассовых материалов для оболочек произошло снижение потребления свинца и его сплавов кабельными заводами. К настоящему времени потребление свинца на заводах этой подотрасли снизилось до 5тыс.т. Особенности применяемой технологии таковы, что выбросы свинца незначительны.
В топливно-энергетическом комплексе загрязнение окружающей cреды свинцом обусловлено производством этилированных бензинов и сжиганием топлива
(прежде всего угля).
В1995г. Было произведено 27,4млн.т. автомобильных бензинов, в том числе
14,5млн.т. этилированных. Содержание свинца в этилированных бензинах колеблется от 0,15 до 0,37г/л. Следует отметить, что неэтилированные бензины из-за технологии производства и транспортировки могут содержать свинец в концентрации до 0,01г/л.
В настоящее время 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов выпускают только неэтилированные бензины,в то время как в 1990г. таких заводов было только
6.
В первом полугодии 1996г. доля производства неэтилированных бензинов составила 51,2% (в 1995г.-46,9%, в 1992г.-26,8%).[4]
Расчеты, сделанные на основании официальных статистических данных о потреблении топлива субъектами Российской Федерации в 1993г., показали, что при сжигании органического топлива (уголь, мазут, природный газ) в атмосферу России поступает примерно 400т. свинца.
Выбросы и сбросы соединений свинца в химическом комплексе связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.
В России этиловая жидкость ( на основе тетраэтилсвинца -ТЭС ) вырабатывается только одним предприятием - АО “Синтез”(г.Дзержинск,
Нижегородская область). Производство этиловой жидкости на этом предприятий сократилось по сравнению с концом 80-х годов в 2 раза и составило в 1995 г.
8,9 тыс.т.
В лакокрасочном производстве по-прежнему (в последнее время во все меньших кол-вах) используют свинцовые пигменты. Пигменты, содержащие свинец, входят и в состав антикоррозийных покрытий, имеющих главным образом защитное, а не декоративное значение.На предприятиях России в 1994 г. Было произведено всго 800 т. свинцового сурика, содержавшего собственно свинца 725т. В отличие от хрустальных изделий, в процессе бытового использования которых вероятность выщелачивания свинца и воздействия его на человека практически исключена, свинцовые краски представляют собой значительную опастность. В целом выбросы в атмосферу соединений свинца предприятиями лакокрасочной промышленности составляют около 20 т. Эта цифра является оценочной, но сам порядок величины заслуживает того, чтобы провести детальную инвентаризацию использования и потерь соединений свинца в этой подотрасли.
Выбросы свинца стекольными предприятиями в целом по России оцениваются величиной порядка 100-200 тгод. Производство хрустальной посуды, оптического стекла типа “тяжелый флинт”, деталей кинескопов, специальных свинцовых стекол для спайки с металлами и другими стеклами следует рассматривать как источники загрязнения окружающей среды, в первую очередь атмосферного воздуха, соединениями свинца. Потери свинца на таких предприятиях составляют 2-8% от массы вовлеченного в технологический процесс элемента. Концентрация свинца в отходящих газах при варке малосвинцового стекла составляет до 600мг/м.
В производство консервов (использование свинецсодержащих припоев при изготовлении жестяных банок) по приближенным оценкам на 1988 г. вовлечено от 100 до 200 т. свинца. Не смотря на сокращение производства консервированных продуктов в 90-е гг., масса ежегодно поступающего в твердые бытовые отходы свинца в настоящее время может составлять десятки тонн. Еще большую опасность представляет возможность попадания свинца, содержащегося в припое, в продукты питания при хранении консервов.
Существенными источниками загрязнения окружающей среды свинцом и его соединениями являются предприятия оборонной промышленности. Так монтажно- паечные работы обуславливают эмиссию свинца и его неорганических соединений в пеземный слой атмосферы в целом по России в объеме 1 т/год. Лакокрасочные пропиточные эмалировочные работы и работы с применением компаундов обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений 150 т/год без учета составов с высоким удельным содержанием свинца, но имеющих ограниченное применение. Поступление свинца в окружающую среду происходит также при производстве свинецсодержащих боеприпасов, нанесении свинцовых покрытий и других специальных работах.
Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) представляют собой мощные площадные источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, в том числе свинцом.[5]
К собственно бытовым источникам поступления свинца в ТБО следует отнести отработанные свинцовые аккамуляторные батареи, потерявшие потребительские свойства провода и кабели, лакокрасочные покрытия (особенно выпущенные в прошлые десятилетия), изделия из хрусталя, свинцовых стекол, глазированную керамику, паяные изделия, в том числе и консервные жестяные банки, некоторые резиновые изделия. В продуктах мусоропереработки содержание свинца превышает таковое в земной коре от сотен до тысяч раз, т.е. достигает 0,16-1,6% весовых.
По экспертным оценкам, на свалках, транспортных площадках и в других местах по всей территории России в настоящее время находится до 1 млн.т свинца в отработанных аrrумуляторах. При существующем положении с их переработкой эта величина возрастает на 50-60 тыс. т ежегодно.
По данным Госкомстата России, в стране в последние годы в связи с падением уровня производства динамика выбросов свинца и его соединений в атмосферный воздух от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к снижению.
Так , в 1992г свинца и его соединений было выброшено 1404 тонны, что на
6,9% меньше уровня 1991г. В 1993г. снижение выбросов составило 13,8% по сравнению с1992г при общем выбросе в1070т.; в 1994г.-18,1% (876 т,) к уровню 1993г и в1995г - 29,8% (616т.) к уровню 1994г.(рис.1)
Вклад различных отраслей промышленности в загрязнение атмосферного воздуха свинцом стационарными источниками оценивается, по данным Госкомстата
России, следующим образом :
. цветная металлургия - 86,7% ;
. машиностроение и металлообработка - 8,8% ;
. черная металлургия - 8,8% ;
. химическая и нефтехимическая промышленность - 0,5% ;
. деревообрабатывающая и целлюлозно - бумажная промышленность - 0,3% ;
. транспортные предприятия, пищевая промышленность, промышленность строительных материалов, электроэнергетика и топливная промышленность - по 0,1% ;
. другие отрасли промышленности - около 1,8% ;
Поступление свинца в поверхносные водные объекты со сточными водами имеет также тенденцию к снижению. В 1995 г., по данным Госкомстата России, свинца было сброшено в 3,1 раза меньше, чем чем в 1991 г.-50,47 т. (в пересчете на свинец). В 1995 г. не зафиксированы имевшие место в 1991 г. сбросы свинца в республиках Карелия, Мордовия, Карачаево-Черкесская и Удмуртия; в Тверской,
Нижегородской,Саратовской, Ульяновской и Читинской областях.[4]
По РФ в 1995 г. на предприятиях образовалось 1,9 млн. т. свинецсодержащих отходов, из которых:
- использовано на предприятиях -8,00 тыс. т (0,24%);
- полностью обезврежено - 0,96 тыс.т (0,05%);
- отправлено в места организованного захоронения - 52 тыс. т (0,02%);
Прочие отходы остались на промплощадках предприятий, свезены на несанкционированные свалки, полигоны ТБО и т. п.
1.1.2. Нестационарные источники.
По данным ГВЦ УВД ГАИ, в 1995 г. в России насчитывалось 19,6 млн. легковых, 4,2 млн. грузовых автомобилей и около 0,7 млн. автобусов. Темпы прироста парка автомобилей за последний год составили в среднем по России около 12%. При этом в 1995 г. количество легковых автомобилей возросло на
15%, грузовых - на 1,5% и автобусов - на 5,7%.
Суммарное поступление свинца в атмосферу от автотранспорта на территории
России в 1995 г. оценивается величиной около 4 тыс. т. Пространственное распределение этих выбросов, показывает, что максимальная нагрузка свинцаот выбросов автотранспорта приходятся на Московскую и Самарскую области. За ними следуют Калужская, Нижегородская, Владимирская области и другие субъекты Федерации, расположенные в центральной части ЕТР и Северного
Кавказа. Наибольшие абсолютные выбросы свинца отмечаются в Уральском (685 т), Поволжском (651 т.) и Западно-Сибирском (568 т.) регионах. 54% общей массы свинца поступает в атмосферу от грузового транспорта.
В авиации использование этилированных бензинов марок Б-91/115, Б-100/130, Б-
95/130 и др., самолетами типа АН-2, ЯК-18 и вертолетами типа КА-26 сопроваждается годовой эмиссией свинца и его соединений в атмосферу в количестве 3,6-3,7 т/год (всем парком авиационной техники указанного типа).
В ракетно-космической технике основным источником свинцового загрязнения являются пиросредства. Наибольшее применение получили пиропатроны, разрывные болты, трубки дистанционного типа, состоящие частично из азида свинца, стифаната свинца. Общая эмиссия указанных соединений свинца составляет от 200 до 500 т/год.[4]
К нестационарным источникам поступления свинца в окружающую среду следует отнести также охотничий промысел и любительскую охоту, в частности загрязнение окружающей среды свинцовой дробью. Оценочные расчеты свидетельствуют, что в целом по России ежегодно в водно-болотные угодья попадает до 1400 т. свинца.
В таблице 1 приведены сравнительные данные по источникам загрязнения окружающей среды РФ свинцом. Больше всего загрязняет атмосферу автотранспорт(70%).
1.2 Анализ загрязнения окружающей Среды.
1.2.1 Атмосферный воздух.
На основании многолетних (1982-1995 гг.) наблюдений системы комплексного мониторинга Росгидромета (СКФМ) средние годовые значения концентрации свинца в атмосфере фоновых районов России составляют:
- 2,5 - 16 нг/м - для центральной части Европейской территории России
(ЕТР);
- 0,8 - 13,2 нг/м - для южных районов(ЕТР);
- 1,5 - 4,4 нг/м для Сибири;
- 5 - 19 нг/м - для дальнего Востока;
В российском секторе Арктики фоновая концентрация свинца в воздухе составляет 0,23 - 3,8 нг/м (среднемесячные значения). Пространственное распределение фонового содержания свинца в атмосфере неоднородно и в значительной степени определяется распределением его антропогенных источников на территории России. Фоновое содержание свинца в атмосфере
(данные максимальных, разовых, среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций) не превышает значений предельно допустимых концентраций (ПДК).[1]
Как правило, наиболее высокие концентрации свинца в фоновых районах наблюдаются в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы.
За последние 5 лет для большинства районов России наблюдается уменьшение содержания свинца в атмосфере (примеры - на рис 2;), что связано как с сокращением производства и, так и со снижением трансграничного переноса свинца вследствие сокращения потребления этилированного бензина за рубежом.
Наиболее заметное снижение концентрации свинца в воздухе регистрируется в центральной части ЕТР.
Максимальный уровень загрязнения природных сред регистрируется в городах и промышленных центрах. Значения средних за 1989 - 1995 гг. концентраций свинца в атмосфере городов составили 0,01 - 0,5 мкг/м. Для большинства городов России среднегодовая концентрация свинца не превышала значений 0,1 мкг/м .Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий принятые в России нормы (ПДК - 0,3 мкг/м ), отмечался в 1994 - 1995 гг. в городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Владимир,
Владивосток (до 0,5 мкг/м ).
Содержание свинца в атмосферных осадках изменяется по территории России от
0,05 до 7,3 мкг/л (среднегодовые значения за 38 лет наблюдений). Наиболее высокое загрязнение осадков свинцом наблюдается в северо-западном, центральноми южном районах ЕТР (4,5 - 7,3 мкг/л). В непромышленных районах республики Саха (Якутия), Магаданской области, а также в российском секторе
Арктики регистрируется самая низкая для территории России величина этого показателя (0,05 - 0,3 мкг/л). Максимальное содержание свинца в атмосферных осадках регистрируется зимой, что определяется более высоким уровнем загрязнения воздуха в этот период.
Максимальные выпадения свинца регистрируются в северо-западном, центральном и южных районах ЕТР (2,9 - 4,6 кг/км), что в 10 - 100 раз превосходит соответствующие значения, наблюдаемые в арктических районах России,
Республике Саха, Магаданской области.
В целом на территории России выпадает около 30 тыс. т. свинца ежегодно, в том числе:
. выпадения за счет естественных источников свинца (фоновые) - ориентировочно 17 тыс. т.;
. выпадения за счет трансграничного переноса свинца - около 6000 т.;
. выпадения за счет российских источников - около 7000 т.;
Особое беспокойство вызывают окислы азота, выбрасываемые двигателями сверхзвуковых самолетовна высоте 20 -25 км. То есть как раз там, где находится защитный озоновый слой, препятствующий чрезмерно интенсивному поступлению ультрафиолетовых излучений к поверхности Земли. Опасения базируются на том, что окись азота способна вызывать разрушение озона в соответствии с реакцией: NO + O ---- NO + O ;
Правда, скорость и масштабы разрушения до сих пор остаются предметом дискуссии: ведь озон разрушают и фторорганические соединения, производство которых в настоящее время превысило уже 1 млн. т. в год.В конечном счете все это уходит в атмосферу, поднимается в верхние слои и здесь подвергается разложению под действием ультрафиолета. Активные осколки молекул фреона и являются главными разрушителями атмосферного озона.[3]
1.2.2.Поверхность воды
Свинец в речных водах содержится как во взвесях, так и в растворимой форме.
Для большинства водных объектов на территории России концентрация свинца составляет 1,5 - 6,5 мнг/л, что не превышает принятых в России санитарных норм (ПДК). Высокое содержание свинца в речных водах (45 - 90 мкг/л) носит эпизодический характер и, как правило, наблюдается в тех створах рек, где осуществляется сброс свинецсодержащих сточных вод промышленными предприятиями ( например, городов Набережные Челны, Тольятти, Самара,
Сызрань и др.) на р. Волга. Повышенное содержание свинца в воде регистрируется в бассейнах рак Амур (10 - 90 мкг/л), Тобол, Ишим (30 - 40 мкг/л). Данные систематических наблюдений Росгидромета в бассейнах рек Дон,
Северная Двина, Нева, Енисей, Обь, Иртыш свидетельствуют об умеренном уровне загрязнения свинцом этих рек.
Но вернемся к окислам азота. также, как и сернистый газ, они виноваты в закислении окружающей среды. Выбрасываемые высоко в атмосферу промышленными центрами Европы, они переносятся господствующими южными и юго-западными ветрами в Скандинавию.Здесь, встречаясь с гористым рельефом и потоками холодного влажного воздуха, они растворяются в осадках и превращяются в азотистую и азотную кислоты. Кислотные дожди вызывают огромные разрушения, причем не только в скандинавских странах. От них страдают ценнейшие памятники Древней Греции, Рима, даже Индии.
1.2.3. Гелогическая Среда
Повышенные концетрации свинца в почвах и растениях часто обусловлены наличием природных геохимических аномалий в содержании этого элемента в веществе литосферы. На территории России можно выделить три мегаобласти или мегазоны: Европейская часть с установленным и возможным интенсивным загрязнением подземных вод свинцом, преимущественно от техногенных источников; юг Сибири и Приморья с возможным, реже установленным, загрязнением подземных вод от смешанных природно-техногенных источников; северо-восток Сибири в основном с предполагаемым загрязнением подземных вод свинцом от природных источников.
Обращает на себя внимание загрязнение водозаборов Европейской части России, тогда как к востоку от Урала загрязненных водозаборов значительно меньше
(Прибайкалье, города Норильск, Новокузнецк, Комсомольск-на-Амуре, Магадан,
Петропавловск- Камчатский).[4]
1.2.4. Почвы
Как свидетельствуют результаты агроэкологического мониторинга агрохимической службы России, степень загрязненности почв сельскохозяйственных угодий свинцом относительно невысока. Среднее содержание валовых форм свинца в песчаных и супесчаных почвах составляет около 7,0 мг/кг, в почвах суглинистого и глинистого гранулометрического состава, имеющих кислую реакцию воды (рН< 5,5),- 9,6 - 0,5 мг/кг. Те же почвы, имеющие реакцию среды, близкую к нейтральной (рН > 5,5),- 12,0 - 0,3 мг/кг, что свидетельствует о накоплении валовых форм свинца в почвах с увеличением илистой и глинистой фракций. При уменьшении кислотности почвы происходит также увеличение концентрации свинца.
Превышение ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) свинца обнаружено только на одном реперном участке Московской области. Превышение уровня ОДК выявлено на ряде реперных участковРеспублики Тыва, Волгоградской области и
Карачаево-Черкесской республики.
Содержание свинца в почвах населенных пунктов значительно более высокое. По данным 20-летних исследований сетевыми лабораториями Росгидромета, наибольшие уровни содержания свинца в почве наблюдаются в 5-километровой зоне вокруг предприятий цветной металлургии. Из120 городов России в 80% случаев имеются существенные превышения ОДК содержания свинца в почве.
Более 10 млн. городских жителей контактируют с почвой, имеющей в среднем превышение ОДК по свинцу. Население целого ряда городов подвергается воздействию средних концентраций свинца в почве, более чем в 10 раз превышающих ОДК: Ревда и Кировоград Свердловской области; Дальнегорск и
Владивосток в Приморской боласти; Комсомольск-на-Амуре Хабаровского края;
Белово в Кемеровской боласти; Свирск, Черемхово в Иркутской боласти и др. В большинстве городов содержание свинца изменяется в пределах 30 - 150 мкг/кг при среднем значении около 100 мкг/кг. [4]
Многие города, имея “благополучную” среднюю картину по загрязнению свинцом, существенно загрязнены на значительной части своей территории. Так, в
Москве концентрация свинца впочве варьирует от 8 до 2000 мг/кг. Наиболее загрязнены свинцом почвы в центральной части города, в пределах окружной железнойдороги и вблизи ее. В концентрациях, превышающих ОДК, загрязнено свинцом более 86 км территории города (8%). При этом в тех же местах, как правило, присутствуют и другие токсичные вещ-ва в превышающих ПДК концентрациях ( кадмий, цинк, медь, окислы азота), что значительно усугубляет ситуацию вследствие их синергизма.
1.2.5. Растительный и животный мир
Увеличение содержания свинца в почве, как правило, но не всегда,ведет к его накоплению растениями как на незагрязненных почвах, так и почвах естественных геохимических аномалий. В соответствии содержание свинца в растениях, выращенных на почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) колеблится от0,13 до 0,96 мк/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с рН< 5,5) 0,22 - 0,96 мк/гк; в почвах тяжелосуглинистых (рН > 5,5) в более широких пределах 0,34 - 7,0 мк/гк.
Более высокие концентрации свинца (до 1000 мк/гк) характерны для растительности на техногенно-загрязненных территориях: в окресностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и главным образом вдоль автострад.
Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно варьируют, и ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100 -
150 м. Лесные полосы вдоль дорог задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых аномалий определяются условиями застройки и структурой насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений; после обильных дождей значительная часть (до половины) смывается. На загрязненных свинцом почвах безопастнее выращивать зерновые культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы на силос, кормовых трав может оказаться рискованным.
Аккумуляция свинца представителями животного мира зависит от множества факторов, и в первую очередь от их таксономической принадлежности.
Подтверждена прямая зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха свинцом и степенью накопления его в организме теплокровных животных, обитающих рядом с металлургическими производствами. У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, свинец в большей степени концентрируется в них. У позвоночных животных свинец в наибольшей степени концентрируется в костной ткани, у птиц - в перьях, в рыб - в гонадах, у млекопитающих - в головном мозге и печени.
Осадки вызывают подкисление почвы и тем самым губят весьма важных ее обитателей( например, азотфиксирующих бактерий). В хвойных лесах это обстоятельство становится причиной уплотнения почвы. Из-за скопления неразложившейся хвои земля перестает пропускать влагу и воздух, в результате чего продуктивность растений на ней резко снижается. Но дело не только в этом. Кислый почвенный раствор - отличная среда для перевода труднорастворимых солей металлов в форму, доступную для растений. В силу этого, растения - начальное звено пищевой цепи - накапливают в себе токсичныедля всего живого большие дозы металлов.[3]
Попадая в водоемы, кислотные дожди изменяют рН воды, что вызывает отмирание населяющих их организмов.При рН=4,5 (напомним, что раствор нейтрален, если рН=7; чем меньше этот показатель, тем кислее этот раствор) гибнут рыбы, лягушки имногие насекомые, обитающие на дне водоема.так же , как и почве, кислоты “открывают двери” для проникновения тяжелых металлов в организмы.
Чем болше кислотность, тем больше свинца, кадмия, ртути накапливается в телах рыбы и других обитателей аодоема.
Чтобы нейтрализовать кислоты, в почву иводу приходится регулярно вносить огромные кол-ва извести. Это требует немалых средств, но только так удается поддерживать жизнь в некоторых водоемах Швеции, Канады и других стран.
2. Влияние свинца и окислов азота на здоровье населения.
2.1 Пути поступления окислов азота и свинца в организм человека.
По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком и фтором (ГОСТ 17.4.1.02 - 83). Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме.
В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания (от
40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинецсодержащей краски или загрязненной свинцом почвы.[5]
С атмосферным воздухом поступает незначительное количествово свинца - всего 1 - 2%, но при этом большая часть свинца абсорбируется в организме человека. В атмосферном воздухе большинства городов, где Росгидрометом проводится контроль за содержанием свинца, среднегодовая концентрация варьирует в пределах 0,01 - 0,05 мкг/м, что значительно ниже ПДК - 0,3 мкг/м. В таких условиях живет около 44 млн. горожан. Около 10 млн. человек проживает в городах с более высоким содержанием свинца - от 0,1 до 0,2 мкг/м. Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе обнаружены при проведении специальных исследований в городах с крупными промышленными источниками эмиссии свинца - Белово, Владикавказ, Гусь-Хрустальный и др.
В питьевой воде различных стран мира содержание свинца изменяется в пределах 1 - 60 мкг/л и в большинстве европейских стран не превышает 20 мкг/л. В России данные о содержании свинца в питьевой воде крайне немногочисленны. В московской питьевой воде его содержание варьирует в пределах 0,7 - 4 мкг/л. Возможно, что существует проблема загрязнения питьевых вод в районах расположения плавильных заводов или мест складирования промышленных отходов с высоким содержанием свинца.[4]
Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов, где расположены предприятия по выплавке свинца, производству свинецсодержащих аккумуляторов или стекла (Белово, Саранск, Свирск и ряд других).
В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Кроме того определенное значение имеет и возможность прямого загрязнения при производстве готовых изделий. Наиболее высокие уровни содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе сырой и мороженной, пшеничных отрубях, желатине и ракообразных. Высокое содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районови вдоль дорог.
По данным о потреблении продуктов питания в РФ, на основании материалов бюджетных обследований семей установлено, что расчетное поступление свинца на душу населения в год составляет 65,25 мг или 1,25 мг на одного человека в неделю. В некоторых промышленных городах поступление свинца с продуктами питания несколько выше; у 10% обследуемого населения превышает величину 2 мг/чел.в неделю. В суточном рационе детей в возрасте 1 - 3 года потребление свинца составляет 14 мкг, в возрасте 4 - 6 лет - 64 мкг, 7 - 14 лет - 87 мкг, т.е. поступление свинца с продуктами питания для детей до 7 лет изменяется в зависимости от возраста в пределах 14 - 68 мкг/сут.(таблица
)
Избыток окислов азота в организме человека приводит к постепенному разрушению клеток легких, вызывает деградацию слизистой оболочки бронхов, способствует расширению легочных кровеносных сосудов, а при высокой концентрации - накоплению в дыхательных путях жидкости. Это может стать роковым.
2.2.Группы повышенного риска воздействия свинца среди населения
2.2.1. Взрослое население
В России постепенно увеличивается численность людей имеющих, профессиональный контакт со свинцом. По данным Госкомсанэпидемнадзора
России, случаи хронической свинцовой интоксикация зафиксированы в 14 отраслях промышленности России.
Ведущими по числу случаев “сатурнизма” являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В этих отраслях превышение ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз. Высокий удельный вес свинцовых интоксикаций в полиграфии вызван использованием в типографиях отдельных районов России
(Амурская область, Пензенская и др.) моральноустаревшего оборудования, ручной отливки и переплавки свинцовых шрифтов, ручного набора при несовершенной приточно-вытяжной вентиляции.[4]
Среди рабочих, пострадавших от воздействий свинца, около 40% составляют женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, т.к. этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных работниц 30мкг/дл и увеличения числа хромосомных аббераций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80 мкг/дл.
2.2.2 Свинец и здоровье детей.
Основным показателем воздействия на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный его пересмотр. Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ) [1]
Допустимый уровень содержания свинца в волосах - 8 - 9 мкг/г.
Ситематические исследования по определению накопления свинца в волосах населения проводятся в различных городах России с 1980г. с использованием современных методов.
Среди детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентрациисвинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях вблизи металлургических и аккумуляторных производств.
Установленно значительное накопление свинца на зубах детей, проживающих в уральских городах.
Неврологические эффекты.У маленькихдетей изменения психомоторных реакций связывают с повышенным поступлением свинца в организм при облизывании пальцев рук или игрушек, побывавших на загрязненной почве.Для детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние свинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудности обучения и поступления в ВУЗы.
Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечно-сосудистой системе.Патогенез поражения сердца при действии свинца связывается с поражением митохондрий, в частности с ингибированием поглощения ионов кальция. У детей с повышенным содержанием свинца в крови (более 20 мкг/дл), проживающих вблизи аккумуляторного завода в С.-Петербурге, выявлены функциональные изменения сердечно-сосудистой системы.
Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние новорожденных. Новорожденные в городах Белово Кемеровской области и Карабаш
Челябинской области имеют более низкие показатели, чем в контрольном районе.
. На основании изложенного выше материала, города России (более 150) разделены на две основные группы:
1) с относительно низким и средним уровнем;
2) с повышенным уровнем содержаня свинца в окружающей среде;
Таблица 1.
Характеристика источников свинцового загрязнения окружающей среды России в
1995 г. по отраслям и видам деятельности, т. свинца.
|Наименование источников выбросы сбросы |
|образование |
|в атмос- в водные отходов |
|феру объекты |
|стационарные источники: |
|по всем отраслям 615,5 50,5 |
|1 864 056* |
|отраслевые данные: |
|металлургия 671 |
|0,64 |
|в том числе цветная 660 0,57 |
|900 |
|машиностроение 38,2 35 |
|- |
|сжигание топлива 400** - |
|- |
|химическая,нефтехимическая |
|и нефтеперерабатывающая |
|промышленность 0,94 9,55 |
|725** |
|стекольное производство 100-200 15-20 |
|100 |
|производство консервов - - |
|100-200 |
|оборонная промышленность 150 - |
|- |
|нестационарные источники: |
|автотранспорт 4 000 1 |
|000**** 60 000***** |
|авиация и ракетно-космическая |
|техника 400 |
|- - |
|охота - |
|1 400 - |
|примечания |
|* свинецсодержащие отходы всех отраслей за вычетом использованных, |
|обезвреженных и размещенных в местах организованного захоронения и |
|складирования |
|** оценка на 1993 г. |
|*** производство свинцового сурика |
|**** оценка попадания свинца в почвы и воды с электролитом и пастой из аккуму-|
| |
|ляторов при их разрушении |
|***** отработанные аккумуляторы за вычетом собранных Вторцветметом |
Таблица 2.
Пути поступления свинца в организм детей дошкольного возраста в городах
России.
|характеристика | численность детей до 7 млн. человек |
|городов |общая с содержанием свинца в крови, мкг/дл|
| | |
| |10-19 20-44 45-69 |
| |более70 |
|Города с относи-| |
| | |
|тельно низким и | |
| |4,3 1,8 0,3 |
|средним уровнем |0,003 0,0 |
|загрязнения | |
|Города с повы- | |
|шенным уровнем |0,2 0,1 0,1 |
|загрязнения |0,006 0,0005 |
|Всего |4,5 1,9 0,4 |
| |0,009 0,0005 |
Таблица 3.
Прогнозируемая численность детей с повышенным содержанием свинца в крови.
|характеристика |общее |пути поступления свинца в организм, % |
|городов |поступление,|с воздухом с питьевой с почвой с |
| |мкг/сут |продуктами водой и пылью питания |
|Города с относи-| | |
| | | |
|тельно низким и | | |
|средним уровнем |23-33 |0,3 1,5 11,3 |
|загрязнения | |86,9 |
|Города с повы- | | |
|шенным уровнем |24-67 | |
|загрязнения | |0,7 2,8 10,7 |
| | |85,8 |
| | | |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
. Загрязнение окружающей среды свинцом, его соединениями и окислами азота , вызывающую деградацию среды обитания и наносящее ущерб здоровью населения, является одной из наиболее острых экологических проблем
России, имеющей также приоритетное социальное и экономическое значение.
. Вопросы охраны окружающей среды и здоровья населения от воздействия свинца и окислов азота затрагиваются в деятельности Международной исследовательской группы ,являющейся одной из отраслевых товарных организаций, созданных на базе ЮНКТАД.
. Материал реферата показывает, что, несмотря на значительное сокращение выбросов свинца и его соединений стационарными источниками, проблема загрязнения окружающей среды “химией” р Российской Федерации в настоящее время весьма актуальна. Отмечается, что обусловленное падением промышленного производства сокращение выбросов и сбросов окислов азота и свинца в окружающую среду за последнее пятилетие предполагает возможное значительное увеличение этих показателей при подъеме экономики страны.
Главная