Комплексная гигиеническая оценка накопления поллютантов атмосферного воздуха в депонирующих средах

Комплексная гигиеническая оценка накопления поллютантов атмосферного воздуха в депонирующих средах в зоне воздействия газового комплекса. 

Быстрых В.В., Боев В.М.

Для комплексной характеристики аэрогенного воздействия в гигиенической науке и практике используются оценки загрязнения депонирующих сред - почвы, снегового покрова (Ревич Б.А. и соавт., 1982; Безель В.С. и соавт., 1994; Боев В.М., 1994, 1998; Быстрых В.В., 1995, 2000). 

Исследования проводились в районе населенных пунктов в 10-километровой зоне вокруг газоперерабатывающего комплекса. Основными источниками техногенного воздействия являлись газоперерабатывающий завод, гелиевый завод, Каргалинская ТЭЦ. Анализ загрязнения снегового покрова проведен в соответствии с "Методическими рекомендациями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве" №5174-90. Для микроэлементов, был произведен расчет коэффициента концентрации по формуле: Кк = С/Сфон (С - фактическое содержание вещества в снеге, Сфон - фоновое содержание), а также величины суммарного загрязнения (Zсум). 

Отбор проб почвы осуществлялся в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Всего за 1991-1998 годы было исследовано 644 пробы. Оценка степени загрязнения почвы проведена по валовому содержанию 23 веществ (барий, кобальт, бор, свинец, титан, марганец, хром, молибден, ванадий, цирконий, цинк, стронций, медь, олово, формальдегид, сульфаты, сероводород, серебро, кадмий, вольфрам, бериллий, висмут), в соответствии с методическими указаниями "Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест" МУ 2.1.7.730-99, "Методическими указаниями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве" №5174-90 и ГН 2.1.7.020-94. Для микроэлементов, имеющих ПДК, рассчитывались коэффициенты концентрации по формуле: Кк = С/ПДК, где С - фактическое содержание вещества в почве и величина суммарного загрязнения. 

Учитывая, что не на все контролируемые в почве вещества утверждены ПДК, были проведены сравнения концентраций с кларком (Виноградов А.П.) и пороговыми уровнями (Ковальский В.В.) и с фоновым уровнем, характерным для сельских населенных мест.

Изучение рассеяния микроэлементов в снеге позволяет дать экспрессную характеристику загрязнений окружающей среды за период устойчивого снежного покрова, выявить элементы, нехарактерные для сложившейся типоморфной ситуации ассоциации микроэлементов, определить источник их выброса, интенсивность и плотность техногенной нагрузки на обследуемой территории. Отбор проб проводился за две недели до снеготаяния, согласно методическим рекомендациям. Оценивался химический и микроэлементный состав снеговой воды, рассчитывались коэффициенты концентраций химических элементов (Кк) и суммарный показатель загрязнения (Zc), расчет проводился по отношению к фоновому уровню загрязнения снегового покрова. В качестве фона были выбраны населенные пункты Беляевского района, который является аграрным и не имеет техногенных промышленных источников загрязнения окружающей среды.

По результатам анализа снежного покрова в исследуемых населенных пунктах было установлено, что снеговые воды гидрокарбонатно-хлоридного типа, минерализация значительно превышает фоновое значение для средних и южных широт России (соответственно 5-6 и 7-8 мг/л) и колеблется в пределах 30-40 мг/л. Среди катионов на первом месте кальций, концентрация этого иона колеблется от 4.41 мг/л до 7.82.

Анализ микроэлементного состава снеговой воды проводился по 24 элементам. Не обнаружены как в исследуемом, так и в фоновом регионах такие микроэлементы как кадмий, мышьяк, сурьма и вольфрам. Расчет коэффициентов концентраций проводился только по тем микроэлементам, которые обнаружены в фоновом районе (барий, бериллий, ванадий, висмут, кобальт, марганец, медь, молибден, никель, свинец, титан). Приоритетными загрязнителями были в населенном пункте Юный такие микроэлементы (в скобках удельный вес в структуре загрязнения) как барий (12%), кобальт и марганец (по 11%); Бродецкое - медь (30%), кобальт (15%), барий (13%); Горный - барий (20%), никель (10%), кобальт (8%); Черноречье - барий (25%), никель (13%), кобальт и марганец (по 8%). Кроме выше перечисленных микроэлементов в исследуемом районе обнаружен литий и стронций. В целом зарегистрирован практически одинаковый характер загрязнения во всех исследуемых населенных пунктах, с приоритетным накоплением бария. Проведенный анализ суммарного загрязнения снегового покрова показал, что и наиболее высокий уровень загрязнения обнаружен в населенных пунктах Юный, Бродецкое, в других населенных пунктах он соответствует фону.

На следующем этапе проведена оценка накопления поллютантов в поверхностном слое почвы.

Как видно из представленных в таблице данных, по величине содержания в почве поллютанты распределились следующим образом:

а) менее 1 мг/кг - серебро, висмут, вольфрам, кадмий, германий, сурьма, йод, стронций, церий, мышьяк;

б) от 1 до 20 мг/кг - лантан, иттрий, галлий, свинец, скандий, литий, кобальт, бериллий, олово, молибден;

в) от 21 до 100 мг/кг - цирконий, ниобий, цинк, нефтепродукты, никель, медь, иттербий;

г) от 101 до 500 мг/кг - барий, сульфаты, хром, ванадий;

д) более 500 мг/кг - титан, марганец, фосфор.

Установлено, что средняя концентрация сульфатов превышала ПДК в 1.7.раза, максимальная в 2.88 раза. Концентрации ванадия была на уровне 0.95 ПДК, никеля - 0.64 ПДК, марганца - 0.45 ПДК, свинца - 0.43 ПДК, цинка - 0.32 ПДК, меди - 0.27 ПДК. 

Таблица 

Среднее содержание поллютантов (С) в поверхностном слое почвы в зоне влияния газового комплекса (3-7 км).

Поллютант

С (мг/кг)

С/ПДК

С/кларк

С/Спороговая

С/Сфон

Титан

3714,3

 

 

 

0,84

Марганец

678,6

0,45

0,85

0,23

1,09

Фосфор

600

 

 

 

 

Барий

378,6

 

 

 

0,95

Сульфаты

287,1

1,79

 

 

3,38

Хром

175

 

0,88

 

0,39

Ванадий

142,9

0,95

 

 

1,31

Цирконий

141,4

 

 

 

1,13

Ниобий

75,7

 

 

 

 

Цинк

70

0,32

1,4

1

1,3

Нефтепродукты

53,3

 

 

 

 

Никель

51,4

0,64

1,29

 

0,68

Медь

35

0,27

1,75

0,58

0,88

Иттербий

22,7

 

 

 

 

Лантан

20

 

 

 

 

Иттрий

17,1

 

 

 

 

Галлий

13,9

 

 

 

 

Свинец

13,7

0,43

0,14

 

0,87

Скандий

11,8

 

 

 

 

Литий

11,7

 

 

 

 

Кобальт

5,9

 

0,74

0,2

0,38

Бериллий

1,9

 

 

 

0,9

Олово

1,8

 

 

 

0,29

Молибден

1,2

 

 

0,31

0,62

Примечание. Германий, стронций, висмут, кадмий, мышьяк, сурьма, вольфрам, йод, церий не обнаружены. 

Средние концентрации превышали кларк по меди в 1.75 раза, по цинку в 1.40 раза, по никелю в 1.29 раза, но вместе с тем были ниже порогового уровня.

Фоновые концентрации характерные для сельских районов Оренбургской области были превышены по сульфатам в 3.38 раза, по ванадию в 1.31 раза, по цинку в 1.30 раза, цирконию в 1.13 раза, марганцу в 1.09 раза.

Таким образом, приоритетными поллютантами почвы в зоне влияния газового комплекса являются сульфаты и ванадий. С гигиенических позиций опасность загрязнения почвы определяется ее возможным отрицательным влияния на контактирующие среды (вода), пищевые продукты и опосредовано на человека, а также на биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения.

Поэтому на следующем этапе проведена оценка неканцерогенного токсического воздействия химического загрязнения почвы была проведена с использованием моделирования межсредового переноса веществ с использованием компьютерной программы RISK*ASSISTANT. В расчет включены 5 химических веществ на которые имеются методики расчета (марганец, барий, хром, бериллий, молибден).

Приоритетным фактором токсического воздействия почвы являлся марганец и на 55.8% превышал допустимый уровень, при уровне содержания в почве 0.45 ПДК. Коэффициент опасности составил 1.56. Следует отметить, что вопросам воздействия марганца на здоровье населения в последнее время уделялось достаточно внимания (Авцын А.П. и соавт., 1991; Komura J., 1991; Wennberg A., 1992; Keen C.L., 1994; Barceloux D.G., 1999). Это обусловило ужесточение регламентации его содержания в почве, в частности в США. Так, RBC марганца в почве жилых районов предложена на уровне 390 мг/кг (ЕРА, 1995), в то время как ПДК, действующее в РФ составляет 1500 мг/кг (МУ 2.1.7.730-99).

Таким образом в работе установлена опасность воздействия на здоровье населения выбросов Оренбургского газового комплекса, что свидетельствует о необходимости проведения углубленных исследований по оценке риска для здоровья и осуществления экстренных мероприятий по его снижению.