CC BY
7
цев в проксимальном их отделе. При изучении коэффициентов массы внутренних органов наблюдалось достоверное увеличение массы почек на 10-е (р<0,05) и 20-е (р<0,001) сутки опыта, уменьшение массы сердца к 20-м суткам (р<0,01). Максимальная недействующая доза (МИД) составила 0,18 мг/кг. Отношение Ь05о/МНД=10 000 подтверждает ранее сделанный вывод, что анисовый альдегид обладает средневыраженными кумулятивными свойствами, и позволяет принять коэффициент запаса, равный 3 [5].
Таким образом, по данным санитарно-токси-кологического эксперимента установлено, что при введении в желудок анисовый альдегид не обладает видовой и половой чувствительностью, является среднекумулятивным веществом, раздражает слизистые оболочки глаз и кожные покровы, проникает через неповрежденную кожу, не обладает сенсибилизирующей активностью. Пороговая доза анисового альдегида 1,84 мг/кг, МИД равна 0,036 мг/кг.
Л итература
I. Беленький М. Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта,— Рига, 1959.
2. Вредные вещества в промышленности. Т. I.— Л., 1976.
3. Вредные вещества в промышленности.— Л., 1985.
4. Вредные химические вещества / Под ред. В. А. Филова.— Л., 1989.
5. Жолдакова 3. И. // Гиг. и сан,—1987,—№ 3.-^ С. 61—63.
6. Методические рекомендации к проведению морфологических исследований при экспериментальном обосновании гигиенических нормативов вредных веществ в воздухе рабочей зоны,— М., 1983.
7. Методические рекомендации по изучению кожно-резорб-тивного действия химических соединений при гигиеническом регламентировании их содержания в воде.— М., 1982.
8. Методические рекомендации по использованию поведенческих реакций животных в токсикологических исследованиях для целей гигиенического нормирования.— Киев, 1980.
9. Методические указания по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоемов.— М., 1976.
10. Оценка воздействия вредных химических соединений на кожные покровы и обоснование предельно допустимых уровней загрязнений кожи: Метод, указания.— М., 1979.
Поступила 27.08.91
Summary. The threshold dose of anisealdehyde was ascertained at the level of 1.8 mg/kg, and maximum noneffective one — 0,04 mg/kg.
© А. Н. ИВАНОВ. 1993 УДК 614.7:6691-07
А. Н. Иванов
ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЛИГОНА ДЛЯ ЗАХОРОНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЯ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ
Подольский районный центр санэпиднадзора Московской области
Предприятия цветной металлургии и их промышленные отходы (ПО) являются мощными источниками загрязнения окружающей среды различными вредными веществами, в том числе металлами и солями. Выход шлаков с предприятий России по переработке цветного вторсырья составляет около 300 тыс. т в год. В стране предпринимаются безуспешные попытки решить вопрос переработки и утилизации этих ПО. Основным способом уничтожения ПО остается их захоронение на полигонах.
Цель наших эколого-гигиенических исследований — изучение влияния полигона для захоронения ПО цветной металлургии, использующей вторичное сырье, на различные компоненты окружающей среды, прогноз распространения загрязнения подземных вод и обоснование природоохранных мероприятий.
Объектом исследований стал полигон Подольского завода цветных металлов в районе пос. Ку-рилово, введенный в эксплуатацию в 1980 г. без должной инженерной подготовки, предусмотренной проектом и нормативными документами.
Полигон состоит из 2 участков площадью 2,5 и 4,1 га, расположенных в отработанных песчаных карьерах глубиной от 5 до 10 м, и полностью загружен отходами. Оба участка полигона покрыты суглинистым грунтом до начала
исследованйй, но эта работа выполнена некачественно, с нарушением проекта.
В районе полигона мы совместно с Московской инженерно-геологической партией охраны геологической среды провели комплексные санитарно-гигиенические и эколого-гидрогеологиче-ские исследования для оценки воздействия полигона на почву, растения, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух. При этом руководствовались действующими нормативными документами, рекомендациями и методическими указаниями [1, 2].
Изучали также состояние и строение территории, химический состав фильтрата и зональность распространения загрязнений. Пробы почвы и растений отбирали маршрутным способом, с «тела» полигона и на различных расстояниях от него. Всего взято 140 проб почвы и 20 проб растений. Вредные вещества определяли общепринятыми спектральным и химическим методами.
Для определения миграции химических веществ в нижележащие грунты и подземные воды, уровня залегания грунтовых вод, направления их потока, фильтрации ионных свойств Подольско-Мячковского водоносного горизонта (ПМВГ), используемого населением для питьевых целей, бурили сеть из 30 наблюдательных ре-
жимных скважин. В соответствии с ГОСТом 2874—82 определяли качество питьевой воды из действующих артезианских скважин, расположенных на различных расстояниях от полигона. Пробы воды из реки брали выше и ниже по течению от полигона.
Для количественной оценки загрязнения подземных и поверхностных вод выбраны характерные для данного района элементы, отражающие техногенные изменения химического состава вод. По сопоставлению химического состава фильтрата подземных и поверхностных вод выбрана минерализация, содержание ионов хлора, сульфатов, натрия, магния, аммония, нитратов, органического углерода, тяжелых металлов.
Моделирование и прогноз распространения загрязнения от полигона производили на персональном компьютере. Пробы биогаза, выделяющегося из пробуренных шпуров глубиной до 50 см, и пробы атмосферного воздуха брали через каждые 40—50 м.
С целью изучения теплового воздействия полигона на геосреду ртутными термометрами замеряли температуру в поверхностном слое отходов, грунтах и почвах на территории полигона и прилегающих к нему участках в шпурах на глубине 20—30 см с интервалом 20—25 м. Кроме того, проведены термометрические замеры в 5 скважинах в зоне активного водообмена до глубины 20 м. В качестве термодатчиков использовали термосопротивления различного типа.
Шлаки завода имеют следующий состав: черные металлы — 4—6%, хлориды натрия и калия— 20—30 %, окись алюминия - 20—30 %, металлический алюминий — 5—10 %, окись кремния — 10—25 %, окись железа — 1—5 %, окись меди — 0,3—2,5 %, окись кальция — 0,5—1,5 %, висмут — 0,0001—0,02 %, свинец — 0,0001 — 0,02 %, олово — 0,0001-0,01 %.
Полигон размещен в специфических и неблагоприятных санитарно-гидрогеологических условиях. Из 7 водоносных горизонтов территории полигона к отложениям четвертичной и каменноугольной систем приурочен только ПМВГ — источник централизованного хозяйственно-питье-вого водоснабжения. Вода содержится в трещиноватых известняках. Мощность напорно-безна-порного горизонта составляет 30 мкм. В настоящее время на большей части территории напор сработан в результате интенсивной эксплуатации горизонта в Подольске и даже осушена его верхняя часть. Мощность осушенной части достигает 10—15 м. Кроме того, территория полигона находится на юго-западном крыле крупной депрессионной воронки, образовавшейся под влиянием мощного водоотбора из водоносного горизонта в Подольске и, таким образом, вовлечена в систему водоснабжения крупного города. Глубина залегания воды колеблется от 2—4 м в долине реки и 30 м и более на водораздельной поверхности. Движение потока подземных вод направлено в сторону Подольской депрессии. Верхний водоупор горизонта по площади не выдержан и представлен верхнеюрскими глинами мощностью 10—15 м. В долине реки глины полностью размыты и ПМВГ имеет прямую гидравлическую связь с вышележащими
водоносными горизонтами четвертичных отложений, образуя вместе с ними мощную водоносную толщу. Коэффициент фильтрации водовме-щающих известняков изменяется от 8,6 до 18,6 м/сут, коэффициент водопроводности составляет 254,5—615 м2/сут. Таким образом, отмеченные обстоятельства создают благоприятные условия для загрязнения подземных вод ПМВГ за счет загрязненных вод вышележащих незащищенных горизонтов четвертичных отложений, а высокие фильтрационные и миграционные свойства ПМВГ способствуют быстрому продвижению фронта загрязненных вод от полигона в сторону разгрузки, т. е. водозаборов Подольска, расположенных на расстоянии 5—6 км.
В естественном состоянии воды горизонта имеют гидрокарбонатный кальциевый и магниевый состав с минерализацией 0,4 г/л, содержание других соединений, в том числе металлов, значительно ниже ПДК, кроме незначительного превышения ПДК по железу.
По условиям формирования химического состава и загрязнения природных вод выделены 4 участка с распространением вод различного загрязнения.
1-й участок включает площадь «тела» полигона (северная и южная карты) —очага загрязнения. Формирование техногенных отложений (фильтрата) происходит в результате выщелачивания захороненных на полигоне ПО при фильтрации через их толщу атмосферных осадков. Фильтрат дренируется ручьями, окаймляющими карты полигона. Состав фильтрата приводится по результатам анализа проб воды из ручья, т.е. отражает разбавление природными поверхностными водами. На значительное разбавление фильтрата указывает и сопоставление анализов фильтрата и воды, взятой из близлежащих к полигону скважин № 4/91 и 13/91, в которых содержание принятых в качестве индикаторов загрязнения компонентов в несколько раз превышает их содержание в разбавленном поверхностными водами фильтрате. Воды разбавленного фильтрата имеют хлоридный, гидрокарбонатный натриевый состав; минерализация составляет 2,4—2,8 г/л (фон 0,4 г/л). В фильтрате отмечено высокое содержание нитратов — 126—135 мг/л (ПДК 45 мг/л, фон 14—26 мг/л), ионов аммония — 64—72 мг/л (ПДК 2 мг/л, фон 0,3—1,0 мг/л), хлора — 459—1089 мг/л (ПДК 350 мг/л, фон 34—38 мг/л), марганца — 0,144 мг/л (ПДК 0,1 мг/л, фон 0,05—0,09 мг/л). Содержание кадмия, ниобия, висмута не превышает ПДК.
Таким образом, химический состав разбавленного фильтрата нельзя считать представительным и сопоставление по составу загрязнения лучше проводить по анализам воды из близко расположенных к полигону скважин (№ 4/19, 13/91).
В северо-восточном направлении от полигона в виде широкой полосы (до 500 м) прослеживается 2-й участок распространения загрязненных вод. Загрязнение поверхностных вод здесь происходит в результате дренирования незначительной части фильтрата- полигона ручьями и дальнейшего его разбавления при движении к реке. Воды ПМВГ на этом участке имеют преимущественно гидрокарбонатный хлоридный натрие-
вый и магниевый состав и очень высокую минерализацию (до 14—16 г/л, фон 0,4 г/л). В северо-восточном направлении минерализация уменьшается до 3,7—13,3 г/л. Содержание нитратов в воде 220—349 мг/л, ионов аммония — 10—29 мг/л. Отмечается высокое содержание железа — от 0,5 до 17 мг/л (ПДК 0,3 мг/л, фон 0,5 мг/л), титана — от 0,1 до 1,12 мг/л (ПДК 0,1 мг/л, фон 0,05 мг/л), бария — от 0,1 до 1,44 мг/л (ПДК 0,1 мг/л, фон 0,05 мг/л), стронция — от 2,16 до 3,21 мг/л (ПДК 2,0 мг/л, фон 0,15 мг/л), марганца — от 0,105 до 1,61 мг/л (ПДК 0,1 мг/л, фон 0,05 мг/л), кремния — от 11,22 до 80,3 мг/л (ПДК 10 мг/л, фон 10 мг/л).
Шлейф загрязнения вод ПМВГ протягивается по данным гидрохимических наблюдений на расстояние более 500 м от полигона в сторону Подольска. По результатам моделирования, в котором были использованы дополнительные материалы анализов воды из эксплуатационных скважин за пределами территории нашего изучения, но на пути движения потока загрязненных вод, загрязнение к настоящему времени достигло водозабора Подольска. Помимо загрязнения подземных вод, в пределах 2-го участка происходит загрязнение и поверхностных вод, главным образом ручьев, дренирующих часть фильтрата полигона. Эти ручьи, как правило, не доходят до реки и исчезают в 100—150 м от нее, т.е. не имеют выраженного водотока. Долины этих ручьев в верховьях глубоко врезаны, в устьевой части сливаются с долиной реки и отражены в рельефе слабо заметными заболоченными понижениями. Эти признаки указывают на то, что в полосе, примыкающей к руслу реки, происходит разгрузка загрязненных поверхностных вод в водоносные подземные горизонты с еще большим загрязнением этих горизонтов. В реку попадает лишь незначительная часть загрязненного ПО полигона поверхностного стока, в основном при снеготаянии и сильных ливнях. Химический состав поверхностных вод ручьев идентичен составу описанного выше разбавленного фильтрата. Химический состав реки преимущественно гидрокарбонатный хлоридный кальциевый, минерализация не превышает 1,0 г/л. Отмечено загрязнение по микрокомпонентному составу: железо — 14,4— 19,3 ПДК (в 14—19 раз выше фона), титан — 4,3—7,7 ПДК (в 12—22 раза выше фона), бериллий— 1,5—4,0 ПДК, марганец — 2,2— 6,5 ПДК, фосфор — 1,9—4,0 ПДК (фон).
Результаты токсикологического анализа подземных (скважина № 2/91) и поверхностных вод на 2-м участке показывают их токсичность в отношении живых клеток. Индексы токсичности и подвижности клеток соответственно равны 70 и 200.
3-й участок распространения загрязнения мы установили по поверхностным водам р. Мочи и ее левым притокам, ручьям, протекающим в центральной и южной частях изучаемой территории. Загрязнение поверхностных вод здесь не связано с полигоном, а формируется под влиянием других местных источников загрязнения, расположенных в пос. Курилово. Вся остальная территория, окружающая полигон, отнесена к 4-му участку распространения при-
родных, преимущественно незагрязненных, вод.
В почвах, загрязненных в результате выноса тяжелых металлов из полигона, в повышенных количествах обнаружены никель, хром, свинец, молибден, медь, олово, галлий, бериллий. Так, ширина общей зоны загрязнения почвенного покрова медью составляет 50—550 м в зависимости от рельефа и местности. Все техногенные ореолы загрязнения почв и растительности вытянуты в восточном и южном направлениях.
Для каждой точки опробования мы рассчитали суммарную загрязненность почв. К. сильно загрязненным почвам отнесен верхний слой «тела» полигона шириной от 5 до 170 м. Ширина зоны средней загрязненности изменяется от 20— 30 м на запад от полигона до 600 м на юг от южной карты полигона.
На сильно загрязненных почвах в дикорастущих растениях обнаружено повышенное содержание многих тяжелых металлов. Например, в крапиве двудомной содержание никеля составляло 2-Ю-3 % (что в 3 раза выше фонового содержания), кобальта — 0,4• Ю-3 % (в 2 раза выше фона), цинка — 1 • 10~3 % (в 1,7 раза выше фона), меди — 6-10~3% (в 2 раза выше фона), свинца — 1 -10—3 % (в 2 раза выше фона), галлия — 0,1 • Ю-3 % (в фоновых пробах не обнаружен), иттрия — 6-10_4% (в фоновых пробах не обнаружено), стронция — 10-Ю-2 % (в 1,3 раза выше фона), бария — 3-Ю-2 % (в 1,5 раза выше фона).
ПО на южной карте полигона имеют щелочную реакцию (рН 7,7—8,0). Это обусловило подщелачивание почв в полосе до 50 м к востоку и югу от карты и их нейтральную реакцию (рН 6,0—7,0). при кислой фоновой реакции (рН 4,5—5,0). Подщелачивание произошло по причине смыва и выдувания веществ.
В результате химических реакций в ПО на полигоне выделяется аммиак, который совместно с другими вредными факторами губительно действует на окружающую древесную растительность. В ареале пораженного леса мы выделили 2 зоны угнетенности. В 1-й зоне (ближайшей к полигону) полностью погиб подрост древесной растительности при сохранении травянистой растительности, количество угнетенных деревьев составляет 30—90 %. Ширина этой зоны колеблется от 40 до 150 м, она вытянута в восточном направлении, что связано с преобладающим направлением ветров.
Во 2-й зоне (более удаленной от полигона) при частичной гибели елового подроста количество угнетенных деревьев не превышает 30 %. Ширина зоны меняется от 20 до 450 м, она также вытянута в восточном направлении.
Одним из факторов воздействия полигона на окружающую среду является биогаз, выделяющийся из ПО. Типичные компоненты биогаза — двуокись углерода (0,1 —1,5 %) и метан (0,1 — 0,5%), могут присутствовать аммиак, углеводороды (0,1—2,0 %) и др. С газами переносятся аэрозоли металлов и ртуть, но их концентрация не превышала ПДК. Распространение аммиака достигало 500 м, концентрация — 10 мг/м3.
В толще полигона происходят биохимическое разложение и химическое окисление с выделением тепла, что обусловливает тепловые анома-
лни на поверхности, в толще полигона и в контактирующих с ним компонентах геосферы.
Температура в толще отходов изменяется в широких пределах, достигая 45 °С на северной карте и 37 °С на южной независимо от температуры окружающей среды. В апреле 1989 г. температура в толще отходов на глубине 0,25 м доходила до 80 °С, после присыпки суглинистым грунтом температура снизилась до 35—40 °С.
Данные гидрохимических исследований и моделирования позволили осуществить прогноз изменения концентрации отдельных компонентов в подземных водах ПМВГ в зоне возможного загрязнения, обусловленного эксплуатацией полигона.
По результатам расчетов в воде скважины № 494 концентрация условно консервативного компонента составляет около 2%. В районе основных Подольских водозаборов концентрация загрязняющего компонента уменьшается в результате разбавления вод до 0,5—1 %. Расчеты показывают, что в пределах зоны загрязнения от полигона до реки концентрация всех компонентов в подземных водах ПМВГ превышает ПДК в несколько раз. На расстоянии 500 м от полигона сухой остаток в подземной воде ПМВГ составляет 3 ПДК, алюминия — 5,8 ПДК, бария — 3 ПДК, марганца — 2,8 ПДК. На расстоянии более 1 км от полигона, где расположена скважина № 487, эксплуатирующая подземные воды ПМВГ, сухой остаток может составлять около 2 ПДК, алюминий — 3 ПДК, барий и марганец— 1,5 ПДК. На расстоянии 5 км только содержание алюминия будет превышать ПДК в 1,3 раза, а сухой остаток составит 700 мг/л, что значительно выше фона.
Натурные исследования качества воды из скважин водозабора Подольска частично подтвердили результаты прогнозных расчетов. Загрязнение воды из скважин, расположенных на расстоянии 1 и 5 км, оказалось значительно ниже.
чем установлено прогнозными расчетами на ЭВМ. Так, сухой остаток и содержание металлов в воде из этих скважин не превышали ПДК. Периодически в воде появлялись хром, никель, кадмий на уровне 1—2 ПДК.
Выводы. 1. Полигон ПО является мощным источником загрязнения окружающей среды металлами, биогазом и аммиаком в радиусе 600 м. В этой зоне отмечается интенсивное загрязнение подземных вод, почвы, растительности и атмосферного воздуха химическими веществами в концентрациях, превышающих ПДК и фоновые значения.
2. Для стабилизации гидрохимической обстановки ПМВГ и улучшения качества подземных вод необходимо ликвидировать очаг загрязнения — полигон и принять срочные меры по защите водоносных горизонтов и поверхностных водотоков от новых поступлений загрязнения. В сложившейся гидрогеологической обстановке можно рекомендовать как один из наиболее действенных и реальных вариантов устройство слабопроницаемого покрытия территории полигона и обязательный отвод поверхностного стока. Результаты прогнозирования показывают, что при реализации этого варианта защиты уровень подземных вод ПМВГ понизится на участке полигона на 2—5 см. Новых поступлений загрязнения в водоносный горизонт на участке полигона практически не будет и зона загрязнения подземных вод, обусловленного полигоном, локализуется.
Литература
1. Временные рекомендации по проведению геолого-экологических исследований на действующих и проектируемых полигонах твердых бытовых отходов г. Москвы и Московской области.— М., 1989.
2. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами.— М., 1987.
Поступила 12.10.92
© Б В. ЛАРИОНОВ. И. И. ХАСАНШИН, 1993 УДК 613.31-02:546.1в|-07(048.8)
Б. В. Ларионов, И. И. Хасаншин СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ФТОРИРОВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ (ОБЗОР)
Казанский медицинский институт
Общепризнано, что одним из наиболее важных мероприятий в программах профилактики кариеса зубов является фторирование питьевой воды при содержании фторидов менее 0,5 мг/л [12]. Такие программы существуют в США [16] и во многих других странах. В массовом сознании пока недооценивается значение фторирования воды в первичной профилактике кариеса зубов. Это подтверждают исследования, проведенные среди американских учителей [28].
В США фторирование воды в общественном водоснабжении начато в 1945 г.. существует соответствующий закон. Американская стоматологическая ассоциация и служба общественного здоровья проводят активную пропаганду. Фториро-
ванную воду к 1984 г. получали 61 % населения страны (145,4 млн человек) [27]. В профилактической программе США одной из трех первоочередных задач, связанных с фторированием воды и улучшением состояния зубов у населения, является достижение того, чтобы 50 % школьников из районов, где мало фтора в питьевой воде и нет системы обеспечения населения водопроводной водой, смогли пользоваться фторированной водой (4,5 мг/л), поступающей в школьный водопровод с помощью специальной системы водоснабжения (в 1977 г. этот показатель был равен 6%) [5].
Фторирование воды является экономически наиболее выгодным, простым и доступным методом
