CC BY
107
Социально-гигиенический мониторинг
© коллектив авторов, 2014 УДК 614.774:556.124]-074
Ермаков А.А., Карпова Е.А., Малышева А.Г., Михайлова Р.И., Рыжова И.Н.
МОНИТОРИНГ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗАГРЯЗНЕНИЙ СНЕГОВОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава России, 119992, Москва
Проведен мониторинг загрязнения снегового покрова как индикатора загрязнения атмосферного воздуха 20 районов на территории Московской области в течение 2009-2013 гг. Осуществлены идентификация с количественной оценкой широкого спектра органических соединений и контроль основных физико-химических и неорганических показателей загрязнения снеговой воды. Идентифицировано более 60 органических веществ, для значительной части которых отсутствуют гигиенические нормативы. Дана оценка уровней загрязнения основных неорганических показателей сравнением их со средними величинами содержания в снеговом покрове европейской территории России и естественным содержанием в районах, не подвергающихся техногенному воздействию.
Ключевые слова: химический состав загрязнений снегового покрова; органические и основные физико-химические и неорганические показатели загрязнения; мониторинг загрязнений снегового покрова; снеговой покров территории Московской области.
ErmakovA. A., KarpovaE. A., MalyshevaA. G., MikhaylovaR. I., Ryzhova I. N. - MONITORING OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF SNOW COVER POLLUTION IN THE MOSCOW REGION
A. N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health, 119121, Moscow, Russian Federation
Monitoring of snow cover pollution as an indicator of ambient air pollution in 20 districts in the Moscow region during 2009-2013 was performed. The identification with a quantitative assessment of a wide array of organic compounds and the control of the main physical and chemical and inorganic indices of snow water pollution were carried out. More than 60 organic substances for most of which there are no the hygienic standards were established. The assessment of pollution levels of basic inorganic indices was given by means of the comparing them with the average values in the snow cover in the European territory of Russia and natural content in areas not been exposed to human impact.
Key words: chemical composition ofsnow coverpollutants, organic and main physical and chemical and inorganic indices ofpollution; monitoring of snow cover pollution; snow cover of the territory in the Moscow region.
В качестве объекта мониторинга загрязнения объектов окружающей среды, и атмосферного воздуха в частности, снеговой покров представляет собой один из наиболее удобных объектов исследования как с позиции пробоотбора, так и с точки зрения определения качественного и количественного состава. Использование методов прямого анализа для определения химического состава воздуха весьма проблематично из-за недостаточной чувствительности современных инструментальных методов, применение которых требует концентрирования пробы. Для непрямых методов существуют проблемы выбора оптимального сорбента и перевода определяемых компонентов в аналитическую форму. При определении компонентного состава промышленных выбросов, поступающих в атмосферный воздух, современными физико-химическими методами анализа роль матричных эффектов, обусловленных сложным составом пробы, выражена в значительно меньшей степени при использовании снеговой воды, чем почвенного и растительного покровов. Проблема корректного отбора проб почвы и растений на данный момент окончательно не решена. Процедура их подготовки к анализу существенно более сложна, чем проб снегового покрова, для
Для корреспонденции: Малышева Алла Георгиевна; fizhim@ yandex.ru
For correspondence: Malysheva Alla; [email protected]
которых основой (матрицей) является вода. Таким образом, исследование химического состава снегового покрова является наиболее удобным и экономичным способом получения данных о поступлении загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность.
Отметим, что химический состав атмосферных осадков на большей части европейской территории России промышленно загрязнен. Региональные особенности загрязнения связаны со спецификой промышленного производства и других видов антропогенной деятельности, которые обусловливают поступление в атмосферу различных загрязняющих веществ [1, 2]. Проблема контроля осложняется процессами трансформации органических веществ, приводящими к образованию новых соединений, среди которых могут быть более токсичные и опасные, чем исходные вещества [3].
Среди неорганических веществ особенно значим в количественном выражении вклад техногенных источников в загрязнение атмосферы оксидами серы, углерода, азота. Техногенные оксиды серы и азота являются основными компонентами, снижающими величину рН атмосферных осадков. Изменение естественного химического состава атмосферных осадков может приводить к их негативному воздействию на почву и растения. В почве может меняться наряду с кислотно-основными свойствами целый комплекс свойств, связанных с этим показателем, в частности насыщенность почвенного поглощающего комплекса основаниями, подвижность хи-
мических элементов, как необходимых растениям, так и токсичных, структура микробного сообщества [4]. Такого рода изменения в почвах оказывают влияние на качество растительной сельскохозяйственной продукции.
Свежевыпавший снег является индикатором загрязнения атмосферного воздуха и одновременно одним из источников загрязнения поверхностных вод, нередко являющихся водоисточником питьевого водоснабжения. Дождь и снег неравнозначны для оценки промышленного воздействия на почву. Снежный покров, если он не подвергался интенсивному таянию, является более корректным индикатором аэротехногенных выпадений, так как аккумулирует в себе все загрязняющие атмосферу компоненты [5].
Целью исследования являлась идентификация и количественная оценка органических и основных неорганических показателей химического загрязнения снегового покрова территорий Московской области.
Материалы и методы
Отбор проб снегового покрова на территории Московской области проводили в 2009 и 2013 гг. Координаты почвенных участков приведены в табл. 1.
Отбор проб снегового покрова на содержание органических соединений проводили в Мытищинском районе на расстоянии 100 м от Московской кольцевой автомобильной дороги.
Отбор и подготовку проб снегового покрова осуществляли в соответствии с методическими рекомендациями, приведенными в методических указаниях [6] и справочном руководстве [7].
Все приведенные в таблицах показатели средние за 2 года исследования.
Таблица 1
Координаты участков почвы Московской области
Район Ближайший населенный пункт Номер участка Географические координаты
широта долгота
Одинцовский Богачево 1 55°40' 37°15'
Можайский Храброво 3 55°30' 36°09'
Раменский Хлыново 5 55°35' 38°15'
Павлово-Посадский Евсеево 6 55°48' 38°40'
Истринский Пречистов 9 55°55' 36°52'
Клинский Лаврово 10 56°20' 36°45'
Домодедовский Вельяминово 13 55°27' 37°48'
Каширский Космово 14 54°50' 38°10'
Наро-Фоминский Горчухино 16 55°23' 36°42'
Подольский Новгородово 18 55°25' 37°32'
Чеховский Сергеево 19 55°09' 37°28'
Воскресенский Федино 22 55°18'45'' 38°37'30''
Егорьевский Новая 23 55°12'50'' 38°53'30''
Коломенский Лукерьино 24 55°06' 38°39'
Луховицкий Карцево 25 54°50'50'' 39°05'30''
Орехово-Зуевский Кабаново 26 55°44'50'' 38°57'
Сергиево-Посадский Глинково 27 56°17'45'' 38°1'
Серпуховский Дракино 28 54°51' 37°16'30''
Ступинский Дубнево 29 55°06'30'' 38°06'50''
Талдомский Юркино 30 56°42'40'' 37°36'
результаты и обсуждение
Хромато-масс-спектрометрический анализ свеже-выпавшего снега выявил присутствие 64 органических соединений. В табл. 2 дана количественная оценка веществ - представителей наиболее гигиенически значимых групп соединений.
К сожалению, дать гигиеническую оценку их содержания в снеговой воде по всему спектру идентифицированных веществ не представлялось возможным из-за отсутствия нормативов для значительной части веществ. Обращает на себя внимание группа фталатов, характерная для выбросов автотранспорта, и в частности значительная концентрация дибутилфталата, а также группа органических жирных кислот, суммарное содержание которых превышало гигиенический норматив, установленный для суммы синтетических жирных кислот С5-С20. Подчеркнем, что для большинства идентифицированных в снеговой воде веществ, в частности представителей группы альдегидов, гигиенические нормативы отсутствовали.
Основные физико-химические и неорганические показатели загрязнения снеговых вод приведены в табл. 3 и 4.
Величина рН 5,6 соответствует естественному состоянию кислотности осадков атмосферного воздуха и обусловлена содержанием в ней СО2 на уровне 0,03%. Чем запыленнее воздух, тем выше значение рН осадков. Снижение величины рН осадков ниже 5,6 обычно бывает связано с их подкислением за счет антропогенных выбросов диоксидов серы и азота [8].
По значениям рН снеговой покров на почве территорий Московской области можно разделить на 3 группы: 1-я - характеризуется близким к естественному состоянию атмосферного воздуха (рН от 5,6 до 5,9): в Домодедовском, Каширском, Орехово-Зуевском, Серпуховском, Ступинском и Талдомском районах; 2-я - свидетельствует об антропогенном подкислении осадков (рН < 5,6): в Коломенском (5,4), Сергиево-Посадском (5,3) и особенно в Чеховском районах (4,8); 3-я - характеризуется запыленностью воздуха (рН от 6 до 6,7): в Одинцовском, Можайском, Рамен-ском, Павлово-Посадском, Истринском, Клинском, Наро-Фоминском, Подольском, Воскресенском, Егорьевском и Луховицком районах.
Атмосферные осадки, имеющие величину рН > 6,0, могут оказывать положительное наряду с внесением извести воздействие на почвы сельскохозяйственного назначения Московского региона, для которых исходно, в соответствии с природно-климатической зоной, характерна слабокислая или кислая реакция.
Снижение показателей кислотности почв, помимо агрохимического значения, способствует уменьшению подвижности в почве и соответственно доступности для растений токсичных тяжелых металлов. Атмосферные осадки, имеющие величину рН < 5,0, способствуют еще большему увеличению показателей кислотности почв, вымыванию оснований из почвенного поглощающего комплекса, изменению структуры почвенной поглотительной способности, возрастанию подвижности в почвах тяжелых металлов. В отношении почв сельскохозяйственного назначения это может приводить к снижению урожаев сельскохозяйственной продукции и повышенному накоплению в них тяжелых металлов даже в отсутствие существенного загрязнения ими почв [4].
По величинам кислотности снеговых вод и сте-
Гигиенически значимые группы обнаруженных в снеговой воде
Таблица 2 органических соединений,
Группа веществ и соединения
Концентрация, мкг/л
ПДК, мкг/л
Кислоты жирные синтетические
С5-С20 = 100 мкг/л
Не
нормированы
Органические кислоты (всего 13):
октановая 6,0
нонановая 11,0
декановая 9,4
ундекановая 2,2
додекановая 108,7
тридекановая 3,4
тетрадекановая 80,1
метилтетрадекановая 6,5
пентадекановая 19,2
гексадекановая 46,1
гептадекановая 2,8
октадеценовая 87,4
октадекановая 14,8 Альдегиды:
гептаналь 2,4
октаналь 1,8
нонаналь 4,1
деканаль 3,4
децен-2-аль 2,3
ундецен-2-аль 2,6 Фталаты:
диметилфталат 9,4
дибутилфталат 141,0
изооктилфталат 0,6
октилнонилфталат 1,1
диизононилфталат 0,5
динонилфталат 1,5
дидецилфталат 0,8
пени их минерализованности (см. табл.3) можно предполагать, что антропогенное воздействие на почвы Домодедовского, Каширского, Талдомского, Ступинского районов минимально по сравнению с другими исследуемыми территориями (средние значения электропроводимости снеговых вод составляют от 15 до 20 мкС/ см, рН - от 5,7 до 5,8). Наибольшему воздействию среди исследуемых территорий подвержены почвы в Павлово-Посадском, Егорьевском, Воскресенском, Луховицком, Чеховском, Одинцовском, Можайском и Истринском районах (средние значения электропроводимости проб составляют от 32 до 72 мкС/см, величины рН находятся в диапазоне от 6,2 до 6,7).
По структуре анионного состава снеговые воды на территории Московской области различаются не очень значительно. Во всех случаях доминирует гидрокарбонат-ион. Для осадков Европейской территории России
Не
нормированы
300 20 Не
нормированы
его концентрация в среднем составляет 10,2 мг/л [9]. Содержание этого аниона в исследуемой снеговой воде варьирует от 12,2 до 51,9 мг/л. Относительно высокое содержание гидрокарбонатов в осадках может быть связано с увеличением эмиссии углекислого газа, а также с повышенной запыленностью атмосферного воздуха, обусловленной промышленным производством (особенно цементной и строительной отраслями промышленности) и теплоэнергетикой. В наибольшей степени это относится к снеговому покрову в Павлово-Посадском районе, в котором концентрация гидрокарбонат-иона в снеговой воде составляет 51,9 мг/л, а также к снеговому покрову в Одинцовском (30,5 мг/л) и Можайском (30,5 мг/л) районах. Близкое к среднему для осадков Европейской территории России содержание этого аниона характеризует снеговой покров на почвах Домодедовского, Клинско-го, Наро-Фоминского, Чеховского и Орехово-Зуевского районов (от 12,2 до 15,3 мг/л). На всех остальных территориях диапазон концентраций гидрокарбонат-иона в снеговой воде составляет от 18 до 27,5 мг/л.
В начале 80-х годов ХХ века, когда интенсивность промышленного производства как в целом по стране, так и в Московском регионе была наиболее высокой, содержание сульфат-иона в снеговом покрове на территориях сельскохозяйственного использования в южной части Московской области характеризовалось величинами от 3,3 до 13 мг/л [10]. В начале этого столетия концентрация этого аниона в атмосферных осадках Европейской территории России в среднем составляла 8,5 мг/л [9], а в почвах севера и востока Московской области варьировала от 2,4 до 9,8 мг/л (в среднем 6,6 мг/л) [11]. Для снеговых вод всех исследуемых территорий диапазон значений сульфат-иона несколько ниже. За весь период наблюдения он находился в интервале от 0,9 до 8,3 мг/л или в среднем за 2 года - от 1,7 до 6,6 мг/л, что свидетельствует об относительно невысоких уровнях техногенного поступления в атмосферу диоксидов серы. Максимальное содержание сульфатов отмечалось в Павлово-Посадском районе - 6,6 мг/л (8,5 мг/л в 2013 г.). Минимальные концентрации его отмечены в снеговой воде Домодедовского, Каширского, Серпуховского, Ступинского и Наро-Фоминского районов (от 1,7 до 2,1 мг/л), что соответствует диапазону значений этого показателя в снеговом покрове Антарктиды (от 0,1 до 3 мг/л) [10], который можно рассматривать как естественный фон. Отсутствие зависимости между количеством основного кислотообразующего компонента - сульфат-иона и величиной рН снеговой воды связана с разными буферными свойствами исследуемых вод, обусловленными их солевым составом.
Содержание хлорид-ионов в атмосферных осадках Европейской территории России в среднем составляет 2,8 мг/л [9], в снегах Антарктиды оно не превышает 2,6 мг/л [10]. В начале этого столетия на севере и востоке Московского региона этот показатель находился в интервале от 5,7 до 8,6 мг/л [11]. В наших исследованиях показано, что в снеговых водах концентрация данного компонента за период исследования значительно варьирует: от 0,5 до 16,6 мг/л или в среднем за 2 года - от 0,7 до 9,5 мг/л. В пределах среднего по Европейской территории России и близкое к естественному фону (от 0,7 до 2,9 мг/л) отмечено содержание хлорид-ионов в снеговых водах большинства районов Московской области (в порядке возрастания): в Орехово-Зуевском, Можайском, Клинском, Истринском, Наро-Фоминском, Воскресенском, Одинцовском, Раменском, Егорьевском,
Таблица 3
Физико-химические показатели и анионный состав химического загрязнения снегового покрова территорий Московской области
Показатель
Район рн щелочность, мг-экв/л* НС03-, мг/л* С1", мг/л 8О„2" мг/л 4 N03 мг/л Электропроводимость, мкС/см
Одинцовский 6,2 0,50 30,5 2,1 3,9 1,1 37
6,1-6,3 1,0-3,2 3,1-4,7 0,5-1,6 34-40
Можайский 6,2 0,50 30,2 1,1 3,0 0,3 33
6,0-6,4 0,9-1,5 0,9-5,1 < 0,1-0,6 20-46
Раменский 6,6 0,40 24,4 2,4 3,6 0,7 25
6,5-6,7 1,7-3,1 2,3-4,9 0,4-1,0 18-32
Павлово-Посадский 6,6 0,85 51,9 2,9 6,6 0,1 72
6,4-6,8 1,9-3,9 4,9-8,3 < 0,1-0,2 51-93
Истринский 6,7 0,35 21,2 1,2 4,0 0,3 32
6,6-6,8 1,0-1,4 3,1-4,9 0,1-0,5 25-39
Клинский 6,4 0,25 15,3 1,1 3,3 1,0 22
6,2-6,6 0,8-1,4 2,6-4,0 0,5-1,5 12-32
Домодедовский 5,7 0,20 12,2 2,7 1,7 0,6 18
5,5-5,9 1,5-3,9 1,1-2,3 0,5-0,7 11-25
Каширский 5,7 0,30 18,3 3,0 1,7 0,4 15
5,6-5,8 2,7-3,3 1,0-2,4 0,2-0,6 13-17
Наро-Фоминский 6,1 0,25 15,2 1,6 2,1 0,8 23
6,0-6,2 0,8-2,4 1,2-3,0 0,5-1,0 20-26
Подольский 6,1 0,30 18,2 2,9 2,5 0,6 14
5,9-6,3 1,7-4,1 1,1-3,9 0,3-0,9 10-19
Чеховский 4,8 0,25 15,3 9,5 3,8 0,9 38
4,4-5,2 2,4-16,6 2,0-5,6 0,7-1,1 13-63
Воскресенский 6,4 0,35 21,3 2,0 5,2 0,7 48
6,1-6,7 1,6-2,4 4,0-6,4 0,3-1,1 34-62
Егорьевский 6,5 0,40 24,6 2,6 5,9 1,1 61
6,2-6,8 1,9-3,7 4,5-7,3 0,7-1,5 42-80
Коломенский 5,4 0,45 27,5 4,9 4,2 0,2 25
5,3-5,5 2,8-7,0 2,9-5,5 < 0,1-0,4 11-39
Луховицкий 6,7 0,40 24,5 5,3 4,5 0,4 40
6,5-6,9 2,9-7,7 3,4-5,6 0,1-0,7 22-58
Орехово-Зуевский 5,9 0,25 15,3 0,7 3,2 1,1 24
5,8-5,9 0,5-0,9 2,1-4,3 0,6-1,6 14-34
Сергиево-Посадский 5,3 0,35 21,2 2,9 2,8 0,6 15
5,1-5,5 2,5-3,3 2,0-3,6 0,4-0,8 10-20
Серпуховский 5,7 0,30 18,3 3,0 2,0 0,9 33
5,5-5,9 1,0-5,0 0,9-3,1 0,8-1,0 21-45
Ступинский 5,7 0,30 18,2 3,7 2,1 1,1 20
5,6-5,8 2,9-4,5 1,6-2,6 0,6-1,6 11-29
Талдомский 5,8 0,30 18,1 2,9 2,7 0,7 15
5,7-5,8 2,4-3,4 2,5-2,9 0,5-0,9 12-18
*Данные за 2009 г.
Таблица 4
Катионный состав химического загрязнения снегового покрова территорий Московской области
Район Показатель, мг/л
Са Mg К №
Одинцовский 3,30 0,93 0,21 1,13
2,20-4,40 0,56-1,30 0,11-0,30 0,17-2,10
Можайский 3,29 0,57 0,15 1,05
2,98-3,60 0,40-0,74 < 0,01-0,30 0,50-1,60
Раменский 3,43 0,74 0,21 0,05
2,92-3,93 0,67-0,81 0,04-0,38 < 0,01-0,10
Павлово-Посадский 9,47 1,22 0,68 4,11
7,56-11,38 0,70-1,74 0,46-0,90 3,28-4,94
Истринский 4,48 0,98 0,21 0,64
3,58-5,38 0,85- 1,11 0,12-0,30 0,40-0,88
Клинский 1,39 0,52 0,13 0,78
0,93-1,85 0,20-0,84 0,09-0,17 0,45-1,11
Домодедовский 1,44 0,19 0,25 0,69
0,86-2,02 0,08-0,30 0,20-0,30 0,07-1,30
Каширский 1,24 0,11 0,35 1,06
0,68-1,80 0,03-0,20 0,09-0,60 0,02-2,10
Наро- Фоминский 1,98 0,17 0,56 0,28
1,01-2,95 0,04-0,30 0,02-1,10 0,05-0,50
Подольский 2,21 0,21 0,18 0,18
1,11-3,31 0,07-0,35 0,07-0,29 0,04-0,32
Чеховский 1,43 0,60 0,33 5,83
1,17-1,69 0,10-1,10 0,06-0,60 0,15-11,70
Воскресенский 3,52 0,22 0,12 2,81
2,34-4,70 0,18-0,25 0,02-0,22 2,01-3,60
Егорьевский 3,76 0,36 0,17 3,06
2,87-4,65 0,25- 0,47 0,07-0,27 2,30- 3,82
Коломенский 4,25 0,30 0,19 1,08
3,40-5,10 0,25-0,34 0,06-0,32 0,68-1,48
Луховицкий 3,88 0,32 0,12 0,84
3,51-4,25 0,20-0,44 0,04-0,20 0,60-1,08
Орехово-Зуевский 4,31 0,18 0,14 0,19
3,03-5,59 0,10-0,26 0,06-0,22 0,08-0,30
Сергиево-Посадский 1,31 0,21 0,06 0,05
1,06-1,55 0,10-0,31 0,02-0,10 0,03-0,07
Серпуховский 1,96 0,19 0,16 0,85
1,47-2,44 0,09-0,30 0,05-0,32 0,20-1,50
Ступинский 1,06 0,03 0,13 0,72
0,83-1,29 <0,01-0,07 <0,01-0,26 0,04-1,40
Талдомский 1,26 0,14 0,07 0,11
1,01-1,51 0,09-0,19 0,02-0,12 0,08-0,14
Домодедовском, Талдомском, Сергиево-Посадском, Павлово-Посадском и Подольском. При этом, в Орехово-Зуевском, Можайском, Клинском, Истринском, Наро-Фоминском и Воскресенском районах концентрация данных анионов была за оба года исследования ниже средней по Европейской территории России. Максимальные значения показателя отмечаются в Коломенском (4,9 мг/л), Луховицком (5,3 мг/л) и Чеховском (9,5 мг/л) районах, причем в снеговом покрове Чеховского района концентрация хлорид-ионов различалась почти в 7 раз, достигая в 2013 г. наибольшего значения - 16,6 мг/л. На величину хлорид-ионов в снеговой воде региона оказывают влияние не только количество выпавших атмосферных осадков и промышленное производство, но и насыщенность автомобильных дорог, на которых применяются антигололедные реагенты, а также частота их применения.
Количество нитратов в снеговых водах находится в интервале от 0,1 до 1,1 мг/л. Наибольшее значение (1,6 мг/л) отмечено в Одинцовском, Ступинском и Орехово-Зуевском районах в 2013 г., что значительно ниже среднего содержания в осадках Европейской территории России - 3,1 мг/л [9].
Соотношение анионов в снеговых водах почти в половине случаев было следующим: НСО3 > > С1- > N03 (Одинцовский, Можайский, Раменский, Павлово-Посадский, Истринский, Клинский, Егорьевский и Воскресенский районы). В снеговых водах Домодедовского, Каширского, Подольского, Чеховского, Коломенского, Луховицкого, Сергиево-Посадского, Серпуховского, Ступинского и Талдомского районов концентрация хлоридов была выше, чем сульфатов: НСО3 > С1" > > N03. И только в снеговых водах Орехово-Зуевского района отмечено преобладание нитратов над хлоридами: НСО3 > 8042> N03 > С1"-
Из катионов в составе снеговых вод региона доминирует Са2+, концентрация которого варьирует в широких пределах: от 0,68 до 11,38 мг/л за период исследования или от 1,06 до 9,47 мг/л в среднем за 2 года. Ниже или в пределах среднего по европейской территории России (3,2 мг/л [9]) содержание данного компонента отмечено в снеговых водах большинства районов (в порядке возрастания от 1,06 до 2,21 мг/л): Ступинском, Каширском, Талдомском, Сергиево-Посадском, Клинском, Чеховском, Домодедовском, Серпуховском, Наро-Фоминском, Подольском. В близком диапазоне концентрации кальция находились в снежном покрове на севере и востоке Московской области в начале 2000-х годов - от 1,0 до 2,65 мг/л [11].
Наибольшие значения показателя зафиксированы в Орехово-Зуевском (4,31 мг/л в среднем и 5,59 мг/л в 2009 г.), Истринском (4,48 мг/л в среднем и 5,38 мг/л в 2009 г.), и, особенно, в Павлово-Посадском (9,47 мг/л в среднем и 11,38 мг/л в 2009 г.) районах. Максимальная концентрация кальция в снеговых водах Павлово-Посадского района, а также магния (1,22 мг/л в среднем и 1,74 мг/л в 2009 г.) и гидрокарбонат-ионов свидетельствует о значительном поступлении в атмосферу техногенных карбонатов в составе пыли. Кроме того, присутствие в них еще и существенных количеств натрия (4,11 мг/л в среднем и 4,94 мг/л в 2013 г.) и калия (0,68 мг/л в среднем и 0,90 мг/л в 2009 г.) может быть признаком того, что загрязнение
атмосферного воздуха в Павлово-Посадском районе в основном связано с деятельностью предприятий теплоэнергетики.
По данным [10], в снеговом покрове на юге Московской области в 80-х годах ХХ века содержание магния находилось в интервале от 0,4 до 1,9 мг/л. По результатам наших наблюдений в снеговом покрове его количество значительно ниже - от 0,03 до 1,22 мг/л (в среднем за 2 года) или от следов (< 0,01) до 1,74 мг/л (за период исследования). Помимо Павлово-Посадского района, наиболее высокие из полученного ряда концентраций магния (от 0,52 до 0,98 мг/л в среднем за 2 года исследования) были обнаружены в снеговых водах из Истринского, Клинского, Раменско-го, Можайского, Одинцовского и Чеховского районов. Минимальное количество данного катиона (среднее за 2 года) содержится в снеговом покрове Ступинского (0,03 мг/л), Каширского (0,11 мг/л), Талдомского (0,14 мг/л), Наро-Фоминского (0,17 мг/л), Орехово-Зуевского (0,18 мг/л), Домодедовского (0,19 мг/л) и Серпуховского (0,19 мг/л) районов. По данным [11], в начале нынешнего века близкие концентрации магния присутствовали в снеговой воде на севере и востоке Московского региона - от 0,09 до 0,37 мг/л.
Содержание калия в снежном покрове юга Московской области, по данным [10], варьировало от 0,4 до 2,3 мг/л. В пробах снеговой воды Московского региона количество катиона было существенно ниже: от < 0,01 до 1,10 мг/л и соответствовало значению показателя в снеговом покрове Антарктиды (от 0,008 до 1,0 мг/л [10].
В снеговых водах Каширского, Наро-Фоминского и Чеховского районов (помимо Павлово-Посадского) присутствовали наиболее высокие из полученного диапазона концентрации калия: в среднем за 2 года - 0,35, 0,56 и 0,33 мг/л соответственно. Наименьшие количества калия обнаружены в снеговых водах из Сергиево-Посадского (0,06 мг/л) и Талдомского (0,07 мг/л) районов.
По содержанию натрия выделяются снеговой покров Чеховского (5,83 мг/л в среднем за 2 года и 11,7 мг/л в 2009 г.), Егорьевского (3,06 мг/л в среднем и 3,82 мг/л в 2013 г.) и Воскресенского (2,81 мг/л в среднем и 3,60 мг/л в 2013 г.) районов, где превышена средняя концентрация данного компонента в осадках Европейской территории России (1,6 мг/л [9]). В осадках Каширского района повышенное содержание натрия (2,10 мг/л) зафиксировано в 2013 г. Наименьшие количества данного компонента обнаружены в снеговых водах Сергиево-Посадского (0,05 мг/л), Рамен-ского (0,05 мг/л), Талдомского (0,11 мг/л), Подольского (0,18 мг/л) и Орехово-Зуевского (0,19 мг/л) районов.
Соотношение катионов в снеговых водах в половине случаев было следующим: Са2+ > №+ > Mg2+ > К+ (Одинцовский, Можайский, Павлово-Посадский, Клинский, Воскресенский, Егорьевский, Коломенский, Луховицкий, Орехово-Зуевский и Серпуховской районы). В других районах катионы присутствовали в снеговой воде в разнообразных сочетаниях: Са2+ > №+ > К+ > Mg2+ (До-модевский, Каширский и Ступинский районы); Са2+ > Mg2+ > К+ > №+ (Раменский и Сергиево-Посадский районы); Са2+ > Mg2+ > №+ ь> К+ (Истринский и Талдомский районы); Са2+ > Mg2+ > №+ > К+ (Подольский район); №+ > Ca2+ > Mg2+ > К+ (Чеховский район).
Выводы
1. Анализ свежевыпавшего снега выявил присутствие 64 органических соединений, для большинства из которых, в частности представителей группы альдеги-
дов, фталатов, органических кислот, гигиенические нормативы отсутствовали.
2. По основным физико-химическим и неорганическим показателям загрязнения (величина рН, общая минерализация и концентрация основных катионов и анионов) снеговой покров в Домодедовском, Каширском, Ступинском и Талдомском районах территории Московской области наиболее близок естественным фоновым значениям, что свидетельствует о минимальной для них антропогенной нагрузке.
3. Антропогенное подкисление атмосферных осадков наблюдается в Коломенском, Сергиево-Посадском и Чеховском районах, что требует повышенного контроля за качеством растениеводческой продукции, выращиваемой на почвах этих районов.
4. Наибольшая минерализация снеговых вод и близкая к нейтральной реакция среды характерна для проб из Одинцовского, Можайского, Раменского, Павлово-Посадского, Истринского, Клинского, Воскресенского, Егорьевского и Луховицкого районов, что свидетельствует о техногенной запыленности атмосферного воздуха на данных территориях. Такие снеговые воды при наличии в них низких концентраций тяжелых металлов могут оказывать мелиорирующее влияние на почвы сельскохозяйственного назначения.
Литер атур а
1. Малышева А.Г. Применение хромато-масс-спектрометрии для выявления летучих органических соединений в объектах окружающей среды. Гигиена и санитария. 1997; 4: 33-7.
2. Малышева А.Г. Неучтенная опасность воздействия химических веществ на здоровье человека. Гигиена и санитария. 2003; 6: 34-6.
3. Малышева А.Г. Закономерности трансформации органических соединений в окружающей среде. Гигиена и санитария. 1997; 3: 5-10.
4. Мотузова Г.В., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. М.: Издательство Московского университета; 2013.
5. Сысо А.И., Яцков М.И., Даниленко А.А., Привалова О.Г., Смоленцев Б.А. Загрязнение тяжелыми металлами снегового покрова г. Новосибирска в 2003-2004 гг. в Кн.: Доклады III Международной научно-практической конференции. «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде». Семипалатинск, Казахстан; 2004; 2: 409-15.
6. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. № 5174-90. 1990.
7. Дмитриев М.Т., Казнина Н.И., Пинигина И.А. Справочник. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде. М.: Химия; 1989.
8. Хромова Т.И., Первунина Р.И., Малахов С.Г. Химический состав осадков в Подмосковье. В кн.: Труды IV Всесоюзного совещания «Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах». Л.: Гидрометеоиздат; 1985: 199-206.
9. Дмитриев В.В., Жиров А.И., Ласточкин А.Н. Прикладная экология. М.: Академия; 2008.
10. Глазовский Н.Ф., Злобина А.И., Учватов В.П. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна. В кн.: Региональный экологический мониторинг. М.: Наука; 1983: 67-86.
11. Карпова Е.А. Эколого-агрохимические аспекты длительного применения удобрений: состояние тяжелых металлов в агроэкосистемах: дис. ... д-ра биол. наук. М.; 2007.
References
1. Malysheva A.G. Application of gas chromatography-mass spectrometry for the detection of volatile organic compounds in the environment. Gigiena i sanitariya. 1997; 4: 33-7. (in Russian)
2. Malysheva A.G. Unaccounted exposure to chemicals on human health. Gigiena i sanitariya. 2003; 6: 34- 6. (in Russian)
3. Malysheva A.G. Laws of the transformation of organic compounds in the environment. Gigiena i sanitariya. 1997; 3: 5-10. (in Russian)
4. Motuzova G.V., Karpova E.A. Chemical pollution of the biosphere and its environmental consequences. [Khimicheskoe za-gryaznenie biosfery i ego ekologicheskie posledstviya]. Moscow: Izdatel'stvo Moskovskogo universiteta; 2013. (in Russian)
5. Syso A.I., Yatskov M.I., Danilenko A.A., Privalova O.G., Smo-lentsev B.A. Heavy metal pollution of snow cover in Novosibirsk in 2003-2004. In: Reports III International scientific and practical conference «Heavy metals, radionuclides and elements-biophilia in the environment.» [Doklady III Mezh-dunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Tyazhelye metally, radionuklidy i elementy-biofily v okruzhayushchey srede»]. Semipalatinsk. Kazakhstan. 2004; 2: 409-15. (in Russian)
6. Guidelines for assessing the degree of air pollution settlements metals on their content in the snow cover and soil. № 5174-90. 1990. [Metodicheskie rekomendatsii po otsenke stepeni zagry-azneniya atmosfernogo vozdukha naselennykh punktov metallami po ikh soderzhaniyu v snezhnom pokrove i pochve. № 5174-90]. (in Russian)
7. Dmitriev M.T., Kaznina N.I., Pinigina I.A. Handbook. Sanitary-chemical analysis of pollutants in the environment. [Spravoch-
nik. Sanitamo-khimicheskiy analiz zagryaznyayushchikh vesh-chestv v okruzhayushchey srede]. Moscow: Khimiya; 1989. (in Russian)
8. Khromova T.I., Pervunina R.I., Malakhov S.G. Chemical composition of precipitation in the suburbs. In: IV All-Union. meeting on «Migration of contaminants in soils and adjacent environments». [Trudy IV Vsesoyuznogo soveshchaniya «Migratsiya zagryaznyayushchikh veshchestv v pochvakh i sopredel'nykh sredakh»]. St. Petersburg: Gidrometeoizdat; 1985: 199-206. (in Russian)
9. Dmitriev VV, Zhirov A.I., Lastochkin A.N. Applied ecology. [Prikladnaya ekologiya]. Moscow: Akademiya; 2008. (in Russian)
10. Glazovskiy N.F., Zlobina A.I., Uchvatov V.P. Chemical composition of snow in some areas Verhneokskogo pool. In: Regional environmental monitoring. [Khimicheskiy sostav snezhnogo pokro-va nekotorykh rayonov Verkhneokskogo basseyna. Regional'nyy ekologicheskiy monitoring]. Moscow: Nauka; 1983: 67-86. (in Russian)
11. Karpova E.A. Ecological and agrochemical aspects of long application of fertilizers: the state of heavy metals in agroecosystems: diss. Moscow; 2007. (in Russian)
Поступила 11.02.14 Received 11.02.14
© коллектив авторов, 2014 УДК 614.77:622.276
Дубинина О.Н.1, ХуснутдиноваН.Ю.1, Михайлова Л.В.2, ЯхинаМ.Р.1
ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И КРИТЕРИИ В МОНИТОРИНГЕ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕНИЯ ТОРФЯНЫХ ПОЧВ
'ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа; 2ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья», 625023, Тюмень
Интенсивная нефтедобыча на территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) нередко сопровождается аварийными ситуациями, что приводит к загрязнению почвы, поверхностных и грунтовых вод и является причиной роста общей заболеваемости населения. Цель исследования - обоснование критериальной значимости гигиенических показателей торфяной почвы при невысоких уровнях нефтезагрязнения -от фоновых значений до превышающих последние в 10-20 раз - для использования результатов работы в гигиеническом мониторинге и нормировании нефти. Работа выполнялась согласно действующим методическим документам. Установлена целесообразность определения в трансформирующемся в почве составе нефтеуглеводородов (НУВ) уровня не только алканов, но и аренов, а также смолисто-асфальтеновых фракций, показателей фитотоксичности, транслокации нефтепродуктов в растения, тестирования почвенных экстрактов на простейших и беспозвоночных животных.
Ключевые слова: гигиена; эксперимент; торфяная почва; нефтезагрязнение; информативные показатели;
трансформация нефтеуглеводородов; фитотоксичность; транслокация в растения; простейшие и беспозвоночные животные.
Dubinina O. N.1, Khusnutdinova N.Yu.1, Mikhailova L.V.2, Yakhina M.R.1 - ECOLOGO-HYGIENIC CRITERIA AND MONITORING INDICES OF OIL-CONTAMINATED PEATY SOILS
1Ufa Institute of Occupational Health and Human Ecology, 450106, Ufa, Russian Federation; 2Northern Trans-Ural State Agricultural University, 625023, Tyumen', Russian Federation
Intensive oil extraction in Khanty-Mansi Autonomous Okrug is not uncommon accompanied by emergency situations giving rise to the pollution of soil, surface and groundwater and causing an elevation in the population morbidity rate. The purpose of the study is to substantiate the basis for information value of hygienic indices ofpeat soils with low levels of oil contamination: from background values to exceeding the latters as much as 10-20 times, to apply in the study results in hygienic monitoring and oil regulation. The study was performed in accordance with the current methodological regulations. There was established the expediency of determination in transforming in the soil, composition of the petroleum hydrocarbons not only alkanes but arenes and resin-asphaltene fractions, indices of phytotoxicity, translocation of petroleum products into plants testing of soil extracts on protozoa and invertebrates
Key words: hygiene; experiment; peat soil; oil contamination; information index; oil hydrocarbon transformation; phytotoxicity; plant translocation; protozoa and invertebrates.
Для корреспонденции: Хуснутдинова Надежда Юрьевна; [email protected] For correspondence: Khusnutdinova Nadezhda; [email protected]
