Воздействие на окружающую среду полигона захоронения пестицидов в Ростовской области

Исаев Борис Никитович; Бадеев Сергей Юрьевич; Цапкова Надежда Николаевна; Лунев Александр Георгиевич; Синчурова Екатерина Григорьевна; Каширин Николай Владимирович

ЭКОЛОГИЯ

УДК 504.054

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПОЛИГОНА ЗАХОРОНЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ В РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Научно-исследовательское производственное

предприятие «Интрофэк», ул. Шаумяна, 102, г. Ростов-на-Дону, 344002, НИИ механики и прикладной математики Южного федерального университета, пр. Стачки, 200/1, г. Ростов-на-Дону, 344090, пптрт math.sfedu. ги

Research Industrial Enterprise «Introfek», Shaumyan Str., 102, Rostov-on-Don, 344002, Research Institute of Mechanics and Applied Mathematics of Southern Federal University, Stachka Ave, 200/1, Rostov-on-Don, 344090, [email protected]

Работа посвящена оценке воздействия полигона захоронения пестицидов, агрохимикатов и тары из-под них на окружающую среду района размещения (г. Батайск Ростовской области) и разработке и реализации мероприятий, направленных на предотвращение чрезвычайной ситуации, связанной с риском поступления в окружающую среду опасных химических веществ.

Ключевые слова: пестициды, опасные отходы, загрязнение, полигон, окружающая среда, захоронение отходов, мониторинг окружающей среды.

Work is devoted an estimation of influence of range of a burial place ofpesticides, agrochemicals and container from under them on environment of area ofplacing (Bataysk to the Rostov region) both working out and realisation of the actions directed on prevention of an emergency situation, connected with risk of receipt in environment of dangerous chemical substances.

Keywords: pesticide, hazardous waste, pollution, landfill, environment, waste concealment, environmental vonitoring.

На территории Ростовской области, в 7 км к югу от г. Батайска расположен полигон, на котором в 19771978 гг. было произведено захоронение пришедших в негодность и запрещенных к использованию пестицидов и агрохимикатов объемом около 1500 т.

Рядом с полигоном находятся дачные участки, осуществляется производство сельскохозяйственных культур, но территория полигона является брошенным объектом: она не огорожена, не оборудована в соответствии с требованиями природоохранного законодательства РФ к экологически опасным объектам, не проводятся системные мониторинговые исследования, отсутствуют данные о комплексном антропогенном влиянии захороненных загрязняющих веществ на окружающую среду.

Особенностями, определяющими опасность пестицидов для человека и среды его обитания, являются высокая биологическая активность при малых уровнях воздействия, способность к циркуляции в окружающей среде и возможность контакта с ними населения [1].

Опасность пестицидов усиливается вследствие того, что многие первоначально нетоксичные соединения по мере их разложения в почвах образуют стойкие и токсичные метаболиты. Попадая в почвы, пестициды вовлекаются в различные процессы: мигрируют с почвенной влагой, сорбируются органическими и минеральными коллоидами, поглощаются корневыми системами растений, подвергаются процессам микробиологического и фотохимического разложения, некоторые могут улетучиваться с поверхности почвы [2-4]. Важным обстоятельством является и то,

что среди захороненных пестицидов и агрохимикатов имеются хлорорганические пестициды - стойкие органические загрязнители (СОЗ).

Наибольшую опасность представляет собой захоронение запасов старых пестицидов.

В 2007 г. ООО НИ1111 «Интрофэк» по заданию Комитета по охране окружающей среды и природных ресурсов Администрации Ростовской области на полигоне захоронения пестицидов были проведены инженерно-экологические изыскания. Площадь участка составляла 2,08 га. Рельеф участка спокойный, с небольшим уклоном в сторону балки Комиссаровской. При осмотре полигон представлял собой площадку без ограждения с редкими вырождающимися деревьями и травой высотой до 1 м. Были обнаружены четыре земляных провала диаметром от 3,5 до 8 м, глубиной 0,6 -6,0 м и участки с измененной растительностью. Неприятных запахов ни в летний, ни в осенне-зимний период (даже рядом с провалами) не чувствовалось.

По фондовой информации захоронение ядохимикатов и тары из-под них в районе г. Батайска планировалось производить в подземных емкостях, сооруженных методом камуфлетных взрывов. Объем каждой полости был принят 100 м3. На полигоне по проекту предусматривалось создание шести таких емкостей. По сведениям руководителя работ, было пробурено 12 шурфов, расположенных в виде буквы «Г». После взрывов на глубине 27 м были получены полости с радиусом 3,0 -3,5 м, в которые бульдозером загружались ядохимикаты и тара из-под них.

Однозначных данных о реальном количестве и месте размещения камуфлетных полостей, количестве ядохимикатов не сохранилось.

В подземные резервуары были загружены ядохимикаты 35 наименований (гранозан, гексахлоран, ТУР, полихлорпинен, арсенат кальция, ДДТ, фосфид цинка, карболинеум и др.). В качестве тары для размещения использовались полимерные фляги, канистры, бочки, железные барабаны и стеклянные бутыли.

После загрузки подземных емкостей и их консервации предусматривалось проведение контрольных исследований проб почв, грунтов и подземных вод в окрестностях полигона на содержание в них захороненных веществ через 1, 3, 5, 13 и 15 лет после завершения работ. Однако в связи с многочисленными структурными перестройками в агропромышленном комплексе страны полигон захоронения пестицидов оказался бесхозным, и запланированные исследования начали проводиться различными организациями (Межрегиональный научно-внедренческий экологический центр «Экотон», Институт ВНИИ11РОМГАЗ. ОАО «Национальный парк Танаис», Центр Госэпид-надзора Ростовской области, Центральный НИИ агрохимического обслуживания сельского хозяйства, Институт геологии и прогнозирования чрезвычайных ситуаций Ростовского государственного университета) только через 12 лет после его создания.

Проведенные исследования состояния окружающей среды на полигоне захоронения пестицидов и агрохимикатов с 1990 по 2002 г. показали: радиоактивность на площадке захоронения отсутствует; установлено потенциальное влияние ядохимикатов на тип и концентрический характер размещения растений; поверхностные почвы загрязнены мышьяком, ДДТ и его метаболитами; в подземных водах концентрации загрязняющих веществ не превышали ПДК для питьевой воды; в породах зоны аэрации загрязняющие вещества либо не были обнаружены, либо присутствовали в крайне незначительных количествах, подземные воды не загрязнены. Выделены геофизически аномальные участки на территории полигона. Установлено превышение нормативов в основном для хлорорганических препаратов; наряду с ДДТ обнаружено присутствие его метаболитов ДДЕ и ДДД, в совокупности превышающих ПДК в 2 - 20 раз. В пробах грунта, отобранных из наблюдательных скважин с глубины 11 м, нерастворимые хлорорганические загрязняющие вещества отсутствуют.

Целью работы в 2007-2008 гг. была оценка существующего воздействия захороненных пестицидов, агрохимикатов и тары из-под них на почвы, грунты, подземные воды и атмосферу района размещения с целью разработки и реализации мероприятий, направленных на предотвращение чрезвычайной ситуации, связанной с риском поступления в окружающую среду опасных химических веществ.

Для изучения состояния Батайского полигона захоронения пестицидов был проведен комплекс инженерно-экологических изысканий. В процессе проведения полевых работ пройдено 25 буровых скважин диаметром 168 мм, глубиной 40 м и 5 скважин диаметром 89 мм, глубиной 46 м. Бурение выполнялось буровыми установками УГБ-50 М ударно-канатным

способом. Скважины глубиной 40,0 м располагались равномерно по площади в местах наиболее вероятного нахождения емкостей для захоронения пестицидов.

При выполнении буровых работ емкостей для захоронения пестицидов не было обнаружено. В процессе изысканий визуально техногенных изменений грунтов в исследованном массиве не зафиксировано.

Работа по анализу проб почв, грунтов и подземных вод на остаточное содержание пестицидов с полигона захоронения пестицидов в районе г. Батайска была выполнена четырьмя аккредитованными испытательными лабораторными центрами: Испытательной лабораторией пищевой продукции, продовольственного сырья и товаров народного потребления ФГУ «Ростовский ЦСМ»; Бюро судебно-медицинской экспертизы Министерства здравоохранения Ростовской области; Промышленно-экологической лабораторией ООО «Центра социально-экологического мониторинга Восточного Донбасса»; Испытательным лабораторным центром ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области».

Было проанализировано 10 проб подземных вод (глуб. 37 - 40 м), 10 проб воздуха, 125 проб почво-грунтов, из которых 25 проб почв с глубины 0 - 20 см; 18 проб грунта нарушенной структуры - с глубины 0,2 - 0,8 м; 82 пробы грунта нарушенной структуры -с глубины 2 - 40 м.

Проводилось определение наиболее экотоксичных пестицидов следующих групп: хлорорганические; фосфорорганические; синтетические пиретроиды; производные карбаминовых кислот; 2,4 Д и его аминная соль. Также было учтено вероятное совместное присутствие пестицидов различных групп и классов (в том числе и в микроколичествах).

Для анализа проб почв, грунтов, воды на содержание пестицидов использовались методы газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии.

В таблице приведены результаты испытаний проб грунта, поверхностных почв и воды на остаточное содержание пестицидов.

Во всех пробах грунта, отобранных из скважин с глубины более 0,2 м, не обнаружено наличия остаточных количеств пестицидов.

В поверхностном слое в 29 образцах почв было обнаружено наличие только одного представителя хлорорганических пестицидов - ДДЕ, в 12 пробах почв обнаружен ДДТ, в одной пробе (т.1) было установлено совместное присутствие всех пяти типов пестицидов: ГХЦГ, гексахлоран, ДДЕ, ДДД, ДДТ.

Содержание ДДЕ в поверхностном слое установлено в концентрациях от 0,005 (т. 29) до 25,4 мг/кг (т. 9). Повышенным содержанием ДДЕ в поверхностном слое почвы (выше ПДК = 0,1 мг/кг) характеризовалось 14 проб с превышением ПДК в 1,2-25,4 раза в основном с участков с нарушенным растительным покровом (или на границе с этими участками) и так называемыми провалами, норами (т. 1, 7, 9, 17, 23). Для изучения вертикальной миграции этого пестицида по глубине были исследованы пробы почвы с большей глубины (0,2-0,4 м; 0,6-0,8 м). Во всех точках наблюдалась содержание ДДЕ ниже ПДК с четкой тенденцией снижения с увеличением глубины отбора.

Сводная таблица результатов испытаний на остаточное содержание пестицидов в пробах грунта, поверхностных почв и воды с полигона захоронения пестицидов в районе г. Батайска

Наименование пробы Хлорорганические пестициды, мг/кг

Y-ГХЦГ Гексахлоран ДДЕ ДДД ДДТ

Поверхностная проба, т. 1 0,007±0,003 0,06±0,02 1,07±0,40 0,52±0,21 6,62±2,65

» » т.3 - - 0,21±0,08 - -

» » т.5 - - 0,01±0,004 - -

» » т.7 - - 3,38±1,35 - 2,60±1,04

» » т.18 - - 0,94±0,38 - -

» » т.19 - - 0,85±0,34 - 0,08±0,03

» » т.23 - - 2,49±0,99 - -

» » т.27 - - 0,22±0,09 - -

» » т.30 - - 0,64±0,26 - 0,35±0,14

» » т.4 - - 0,17±0,07 - -

» » т.6 - - 0,19±0,08 - -

» » т.9 - - 25,4±10Д0 - 13,7±5,48

» » т.10 - - 0,02±0,01 - -

» » т.12 - - 0,08±0,03 - 0,03±0,01

» » т.14 - - 0,14±0,06 - -

» » т.15 - - 0,12±0,05 - -

» » т.16 - - 0,60±0,24 - 2,70±1,08

» » т.17 - - 1,08±0,43 - -

» » т.25 - - 0,60±0,24 - -

» » т.26 - - 0,06±0,02 - -

» » т.28 - - 0,03±0,01 - -

» » т.29 - - 0,005±0,002 - -

» » т.2 - - 0,020±0,009 - 0,05±0,02

Скважина 22, глубина 0,2 -0,4 м - - 0,005±0,002 - -

Скважина 19, глубина 0,6 -0,8 м - - 0,005±0,002 - -

Скважина 25, глубина 0,6 -0,8 м - - 0,005±0,002 - -

Скважина 20, глубина 0,2 -0,4 м - - 0,005±0,002 - -

Скважина 20, глубина 0,6 -0,8 м - - 0,02±0,01 - -

Скважина 23Ф, глубина 0,2 -0,4 м - - 0,005±0,002 - -

Содержание ДДТ было обнаружено в 12 поверхностных точках, при этом в 5 случаях выше ПДК в 3,5 -137 раз (значительные концентрации в т. 1, 7, 9, 16).

Таким образом, сочетание методов газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии позволило с большой степенью вероятности обнаружить присутствие в поверхностном слое почв только хлорорганиче-ских пестицидов (ДДТ и его метаболиты, линдан, ГХЦГ). На глубине 20-40 и 60-80 см обнаружен ДДЕ в количестве нижнего предела работы методики. Все пики на хроматограммах поверхностных проб почв не удалось идентифицировать даже с привлечением хро-мато-масс-спектрометрии, предположительно это регистрируются продукты распада пестицидов, спектры которых отсутствуют в электронных библиотеках.

В пробах воды ни один из определяемых пестицидов не был обнаружен.

Для анализа проб грунтов и воды на содержание мышьяка и ртути были использованы методы атомно-абсорбционной спектрофотометрии и спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Проведенные исследования показали отсутствие в грунте и подземных водах ртути, но при этом установлено миграционное загрязнение мышьяком с превышением ПДК в почвах (2 мг/кг) в поверхностных пробах в 2 -32 раза, в глубинных - в 2,6 - 6 раз.

Для анализа проб воздуха использовался метод хро-мато-масс-спектрометрии и газовой хроматографии. По результатам проведенных исследований в пробах возду-

ха были, как и в поверхностных пробах почв, обнаружены хлорорганические пестициды, гербициды, продукты разложения пластиков, но установленные содержания антрацена, линдана, 2,4-дибутилового эфира не превышают ПДК. Содержание пластифицирующих компонентов пластмасс-дибутилфталата и диоктилфталата во всех точках отбора превышает ПДК соответственно в 5,1 -5,9 и в 25,6 -29,5 раза.

Анализ полученного экспериментального материала по состоянию полигона и определению содержания остаточного количества пестицидов и агрохи-микатов в почвах, грунтах, подземных водах и воздухе на площадке промышленного захоронения в районе г. Батайск показал, что полигон спустя 30 лет после захоронения токсикантов представляет собой антропогенный объект с измененной растительностью, провалами, обусловленными вероятно осадкой ка-муфлетных полостей и разрушением тары, что сопровождается выделением в атмосферу загрязняющих веществ.

Несмотря на приемлемый выбор площадки (в основании полигона захоронения залегают твердые, плотные, обладающие высокой сорбционной активностью и экранирующим эффектом суглинки и глины, являющиеся естественным геохимическим барьером), система подземного захоронения пестицидов не является закрытой и продолжает взаимодействовать с окружающей средой. Загрязнение, в основном поверхностного слоя, произошло, вероятно, при загрузке пестици-

дов в камуфлетные емкости, а в последующие годы - и несанкционированным сбросом на данную площадку остатков пришедших в негодность пестицидов из близлежащих хозяйств. Камуфлетные взрывы, произведенные для образования полостей, могли разрушить толщу грунта, что, возможно, способствовало распространению загрязняющих веществ по объему участка.

В практике строительства [4] нашли широкое распространение способы, позволяющие преобразовывать в массиве различные виды грунта, а также связывать токсичные отходы в местах их захоронения, исключить миграцию загрязняющих веществ.

Для выполнения работ по подтверждению наличия пестицидов в грунтовой толще и нагнетанию крепящих растворов любых модификаций в НИПП «ИНТРО-ФЭК» разработан способ закрепления грунта, реализующийся с помощью инъектора специальной конструкции, совмещающего буровой инструмент, нагнетающее и тампонирующее устройства. Сущность предлагаемой технологии заключается в поэтапном бурении скважины, герметизации ее устья и нагнетании в грунт закрепляющего раствора с перекрытием верха зоны нагнетания, что позволяет создать равнопрочную по высоте конструкцию закрепленного массива.

После выполнения всех вышеперечисленных работ на территории полигона захоронения пестицидов должна быть организована система постоянно дейст-

Поступила в редакцию_

вующего мониторинга, включающая устройства и сооружения по контролю состояния подземных и поверхностных вод, атмосферного воздуха, почвы полигона для последующей оценке влияния его на окружающую среду.

С целью дальнейшего наблюдения за состоянием подземных вод в районе антропогенного влияния полигона было произведено сооружение пяти новых мониторинговых скважин.

После завершения работ по рекультивации территория полигона может быть использована для строительства складов не пищевого назначения либо для благоустройства с высадкой деревьев и кустарников.

Литература

1. Баскакова Е.В. Внимание пестициды // Безопасность и

медицина труда: приложение к журн. «Социальная защита». 2000. С. 42 -44.

2. Курляндский Б.А. Пестициды, опасность реальная или

мнимая? // Стойкие органические загрязнители и здоровье человека: материалы семинара. М., 2001. С. 24 -26.

3. ФедоровЕ.К. Почва, город, экология. М., 1992. 165 с.

4. Строительные нормы и правила СНиП 2.01.28-85. По-

лигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию. М., 1985. 18 с.

_20 января 2009 г.

Текст научной работы на тему «Воздействие на окружающую среду полигона захоронения пестицидов в Ростовской области»