CC BY
56
УДК 614.7
□ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОЧВЫ Г. ЧИТА Нимаева Б.В.
Научный руководитель - Бурлака Н.М.
Читинская государственная медицинская академия Россия, 672000, г. Чита, ул. Горького, 39а pochta@chitgma.ru s407060@yandex. ru
Резюме. Целью исследования являлась гигиеническая оценка загрязнения почв тяжелыми металлами и мышьяком. Использованы методы атомно-абсорбционной спектрофотометрии и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Концентрация ртути, меди и никеля в почве допустимых значений не превышала, для мышьяка, кадмия, бенз(а)пирена и свинца выявлено содержание выше нормативных значений, выявлен неодинаковый уровень загрязнения почвы районов города.
Ключевые слова: химическое загрязнение почв, тяжелые металлы, 3,4 - бенз(а)пирен, гигиеническая оценка
□ HYGIENIC ASSESSMENT OF SOIL QUALITY IN CHITA Nimaiva B.V
Scientific adviser - Burlaka N. M.
Chita State Medical Academy 39a Gorky Street, Chita, 672000, Russia pochta@chitgma.ru s407060@yandex. ru
Abstract. The aim of the study was a hygienic assessment of soil contamination with heavy metals and arsenic. Methods of atomic absorption spectrophotometry and high-performance liquid chromatography were used. The concentrations of mercury, copper and nickel in the soil did not exceed the permissible values, while those of arsenic, cadmium, benz(a)pyrene and lead, was found to be higher than the standard value. Differenct town districs have different levels of soil contamination.
Keyword: chemical contamination of soils, heavy metals, 3,4-benz (a)pyrene, hygienic
Введение. Чита находится в Восточном Забайкалье и является одним из крупнейших городов Забайкальского края, в котором проживает 35% населения региона. Климатогеографические условия города (частые периоды метеорологических условий, неблагоприятных для рассеивания примесей, особенности рельефа и почвенного покрова) оказывают значительное влияние на формирование высокого уровня загрязнения объектов окружающей среды. Климатическими особенностями, которые способствуют загрязнению атмосферного воздуха, почвы, снежного покрова широким спектром химических элементов, является наличие антициклонального характера перемещения воздушных масс в холодный период года. Повторяемость скорости движения воздуха 0-1 м/с в данный период составляет 8289%, что создает неблагоприятные для рассеивания примесей метеорологические условия. Формирование температурных инверсий, частота которых зимой составляет 95-97%, препятствует вертикальному обмену воздуха и рассеиванию выбросов в приземном слое атмосферы. Ситуацию усугубляет горно-котловинный рельеф местности и наличие большого количества дней с туманом и дымкой, 63% которых приходится на холодную половину года, поэтому выбросы рассеиваются плохо, создавая при этом высокие концентрации опасных веществ в воздушном бассейне. Согласно районированию территории страны по климатическим условиям рассеивания примесей от низких источников выбросов город относится к пятой зоне, имеющей высокий потенциал загрязнения атмосферы. Значительное усиление скорости движения воздуха весной является причиной повышенной естественной запыленности и вторичного загрязнения воздушного бассейна [5].
Химические соединения, поступая на поверхность земли, накапливаются в ней и под воздействием ветровой эрозии пылевые частицы попадают в приземный слой атмосферы, поэтому состояние почвенного покрова является индикатором загрязнения воздушного бассейна [1]. Почва вносит весомый вклад в формирование антропогенной нагрузки, которая играет значительную роль в возникновение нарушений в состоянии здоровья населения, проживающего на территории, подвергшейся воздействию опасных химических соединений, поэтому исследование загрязнения почвы городских агломераций является весьма актуальным [2, 4].
Цель исследования. Дать сравнительную характеристику химического загрязнения почв различных районов города Чита.
Методика. При комплексной гигиенической оценке химического загрязнения почв г. Чита проведен анализ валового содержания свинца, меди, ртути, мышьяка, кадмия, никеля и бенз(а)пирена за 2012 - 2018 гг. Отбор проб почвы осуществлялся в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа» в районах жилой застройки, на детских и спортивных площадках в районах города, находящихся в зоне влияния золоотвалов ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 и автомобильных дорог с интенсивным движением в семи мониторинговых точках. За анализируемый период было исследовано 236 проб. При определении тяжелых металлов и мышьяка был использован метод атомно-абсорбционной спектрофотометрии, для измерения массовой доли 3,4 - бенз(а)пирена - метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Оценка степени опасности загрязнения почв была проведена на основе коэффициентов концентрации (Кс) и суммарного показателя загрязнения почв (Zc). Критические значения, характеризующие суммарное загрязнение: при Zc<16 -допустимая, 16<Zc<32 - умеренно опасная, 32<Zc<128 - опасная, 128<Zc - чрезвычайно опасная категория загрязнения. Степень опасности загрязнения почв определялась в соответствии с ориентировочной оценочной шкалой опасности загрязнения почв (МУ 2.1.7.730-99 «Почва. Очистка населенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест»), ГН
2.1.7.2041-06 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве», ГН
2.1.7.2042-06 «Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве». Характер распределения полученных данных определялся с помощью Shapiro - Wilk test. Рассчитывались медиана и интерквартильный размах [Me (Q25 - Q75)], так как распределение концентраций загрязняющих веществ статистически значимо отличалось от нормального. Для оценки достоверности различий использовался U-критерий Манна-Уитни, различия считали значимыми при 95%-ном пороге вероятности (р<0,05).
Результаты. Установлено, что за анализируемый период содержание ртути, меди и никеля в почве города допустимых значений не превышало, концентрация свинца была выше ПДК в 6,0%, кадмия - 4,0%, мышьяка - 51,2%, бенз(а)пирена -18,5% отобранных проб.
В пробах с превышением гигиенических нормативов концентрация свинца варьировала от 1,21 до 1,34 ПДК. При этом, несмотря на наличие не соответствующих гигиеническим нормативам проб, медианное значение содержания свинца в почве обследованной части города не превышало нормативов на протяжении всего анализируемого периода. Медианное значение концентрации кадмия в почве не превышало ПДК и составило 0,16 мг/кг (0,32 ПДК), при этом максимальная концентрация находилась на уровне 0,8 мг/кг (1,6 ПДК).
В пробах с превышением нормативных значений концентрация бенз(а)пирена составляла от 2,15 до 9,05 ПДК. Несмотря на наличие не соответствующих нормативным данным проб, медианный уровень бенз(а)пирена в обследованной части города не превышал ПДК. Иная ситуация складывается с содержанием мышьяка в почве города. За анализируемый период медианная и максимальная концентрации токсиканта в почве обследованной части города колебалась от 2,4 мг/кг (1,2 ПДК) до 5,3 мг/кг (2,65 ПДК).
Природно-климатические условия, горно-котловинный рельеф и взаиморасположение селитебных и промышленных зон способствовали формированию в черте города отдельных территорий, отличающихся друг от друга по уровню загрязнения почвы. При анализе содержания исследуемых элементов в почве различных районов города выявлены достоверные различия.
Наибольшие концентрации исследуемых веществ отмечаются в мониторинговых точках, находящихся в районе, расположенном в наиболее низкой части города по максимальному вектору розы ветров от промышленных объектов, в том числе и от самой крупной в населенном пункте ТЭЦ-1. На данной территории была зарегистрирована наибольшая максимальная концентрация мышьяка - 5,3 мг/кг (2,65 ПДК), при этом 100% отобранных проб не соответствовали нормативным значениям. Содержание бенз(а)пирена на уровне медианных концентраций в 1,5 раза превышало допустимые значения, максимальных - в 2,2 раза, в 40% проб концентрация токсиканта не соответствовала ПДК. Также высокое содержание исследуемых веществ выявлено в районе, характеризующимся наличием объектов промышленного и коммунально-складского назначения. Максимальная концентрация свинца и кадмия определялась на уровне 164,4 мг/кг (5,14 ПДК) и 0,8 мг/кг - 1,6 ПДК соответственно. На фоновой территории превышение уровня исследуемых элементов не выявлено, за исключением мышьяка, содержание которого было выше ПДК в 40% проб, при этом медианное значение составило 2,6 мг/кг (1,3 ПДК). Выявленные особенности накопления мышьяка в почве, как фоновой территории, так и городской агломерации, обусловлены наличием геохимической аномалии, в то время как содержание тяжелых металлов и бенз(а) пирена - высоким уровнем загрязнения воздуха исследуемыми веществами. Мышьяк является металлоидом, достаточно широко распространенным химическим элементом, токсическое действие которого проявляется поражением кожи, сердечно-сосудистой, эндокринной и центрально-нервной систем, канцерогенным эффектом [3].
За анализируемый период при оценке опасности загрязнения почв по величине суммарного показателя загрязнения почв (2с) с учетом медианных и максимальных концентраций, установлено, что почвы во всех мониторинговых точках относятся к категории загрязнения «допустимая» (2с<16). Исключение составляют пробы почвы из мониторинговой точки, расположенной в районе, характеризующимся наличием объектов промышленного и коммунально-складского назначения, где суммарный показатель, рассчитанный по максимальным концентрациям, составил 2с=17,0, таким образом, почва относится к категории загрязнения «умеренно опасное».
Выводы. Таким образом, установлен неодинаковый уровень накопления исследуемых веществ в почве различных районов города, что обусловлено климатогеографическими и планировочными особенностями города, которые способствуют интенсивному загрязнению объектов окружающей среды химическими веществами различного класса опасности, ведущими из которых являются бенз(а)пирен, кадмий и свинец. Повсеместное превышение в почве допустимых концентраций мышьяка связано с геохимическими особенностями изучаемой местности. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости проведения оценки риска для здоровья населения, проживающего на данной территории, а также разработки и внедрения природоохранных мероприятий, направленных на улучшение экологической ситуации.
Литература.
1. Искаков А.Ж., Боев В.М., Засорин Б.В. Характеристика содержания токсических соединений в почве урбанизированных территорий (на примере г. Актобе) // Гигиена и санитария. - 2010. - № 1. - С. 48 - 50.
2. Рыбкин В.С., Богданов А.Н., Чуйков Ю.С., Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор возможных экологически обусловленных заболеваний в Астраханском регионе // Гигиена и санитария. - 2014. - № 2. - С. 27 - 31.
3. Турбинский В.В., Бортникова С.Б. О соотношении мышьяка и сурьмы в биогеохимических провинциях как факторов риска здоровью // Анализ риска здоровью. - 2018. - № 3. - С. 136-143. Б01: 10.21668/Ьеа№. п Бк/2018.3.15
4. Химическое загрязнение почв города Таганрога как фактор риска для здоровья населения / Г.Т. Айдинов, Б.И. Марченко, Л.А. Дерябкина, Ю.А. Синельникова // Анализ риска здоровью. - 2017. -№ 1. - С.13 - 20. Б01: 10.21668/Ьеа1Л.г18к/2017.1.02
5. Швер Ц.А., Зильберштейн И.А. Климат Читы. - Л., Гидрометеоиздат, 1982. - 248 с.
