Научная статья на тему 'Загрязнение мышьяком природных объектов в районе комбината «Тувакобальт»'

Загрязнение мышьяком природных объектов в районе комбината «Тувакобальт» Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
432
99
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЫШЬЯК / ОБЪЕКТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ / ОТХОДЫ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА / ПОЧВЫ / РАСТЕНИЯ / ЖИВОТНЫЕ ТКАНИ / ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ / ARSENIC / ENVIRONMENT OBJECTS / WASTES OF MINING AND METALLURGICAL PRODUCTION / SOILS / PLANTS / ANIMAL TISSUES / POLLUTION

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Ондар Урана Владимировна, Лосев Владимир Николаевич, Очуроол Алдынай Олеговна, Ондар Сергей Октяевич, Шыырапай Урана Валериевна

Изучена загрязненность мышьяком почвенного, растительного покровов, природных вод, животных тканей и волос человека, отобранных в районе захоронения отходов производства горно-металлургического комбината «Тувакобальт», выведенного из эксплуатации. Показано, что содержание мышьяка превышают ПДК: в почвах от 23 до 40; в растениях 2-820 раз; в животных тканях 4,5-7,3 раза; в волосах жителей и в природных водах на уровне ПДК.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Ондар Урана Владимировна, Лосев Владимир Николаевич, Очуроол Алдынай Олеговна, Ондар Сергей Октяевич, Шыырапай Урана Валериевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The Pollution with Arcenic of Nature Objects in the Tuvakobalt Plant Area

Pollution of soil and vegetative covers, natural waters, animal tissues and person hair with arsenic is studied. The mentioned materials have been selected around the wastes burial of the mining and metallurgical production of the Тuvakobalt plant taken out of service. It is shown that the arsenic content exceeds the maximum concentration limit in soils in 23 to 40 times; in plants in 2 to 820 times; in animal tissues in 4,5 to 7,3 times; in inhabitants' hair and in natural waters the content is at the maximum concentration limit level.

Текст научной работы на тему «Загрязнение мышьяком природных объектов в районе комбината «Тувакобальт»»

У.В. Ондар, В.Н. Лосев, А.О. Очур-оол, С.О. Ондар, У.В. Шыырапай, А.Н. Смагунова

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЫШЬЯКОМ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

** ____________ ___ ___________ А

В районе комбината «тувакобальт»1

Мышьяк, объекты окружающей среды, отходы горно-металлургического производства, почвы, растения, животные ткани, загрязненность.

Одним из наиболее экологически опасных объектов в Республике Тыва, представляющих реальную угрозу регионального загрязнения, является хранилище отходов производства выведенного из эксплуатации горно-металлургического комбината «Тувакобальт». Твердые отходы объемом 1,7 млн. куб. м накоплены за 20 лет работы комбината в результате нерационального использования минерального сырья, так как из 13 металлов, содержащихся в рудах, извлекали только кобальт. В настоящее время отходы размещены в прудовых захоронениях - картах - и содержат в промышленных концентрациях №, Си, В^ Sb, Ag и 75 тыс. т As - токсиканта 1-го класса опасности.

Во время работы комбината карты-хранилища были залиты водой, после прекращения деятельности они были осушены и подвергаются ветровой эрозии. Токсичная пыль распространяется по ветру на юг в направлении с. Сайлыг, нанося непоправимый вред окружающей природе [Ондар и др., 2000, с. 67, Ондар, 2001].

Отбор проб природных объектов. Для исследования загрязненности территории, прилегающей к комбинату «Тувакобальт», были отобраны несколько групп проб, первая партия проб была отобрана 10 лет назад, и для изучения динамики загрязненности территории в сентябре 2009 года - взята вторая партия проб. Чтобы изучить распределение приоритетного поллютанта в эпицентре загрязнения, отобрали пробы шламов в нерекультивирован-ных картах-хранилищах (рис. 1).

Для изучения распределения As в поверхностном слое почвы на различных расстояниях от карт-хранилищ отобрали также группу проб. В среднем 10 лет назад - более 100 проб, осенью 2009 года - около 30 проб. Для сравнения были отобраны пробы почв на фоновых участках - 5 к * " I ^ " 0-20 см, зах-

ватывая верхи Чтобы оце! риалов - трав также на разл органы (корш в сентябре (15 но.

■ 'СС Т&ре*ДСННС

/ V

I

1 V

/ у

. .12

Условные обозначения ©

11

4

5

6

ельных мате-’-хранилищ и 1хватывая все лов отбирали ъ максималь-

эг*г

т + £46 00

Рис. 1. Схема территории исследования: 1 - карты-хранилища; 2 - с. Сайлык

Для оценки степени накопления металлов в животных тканях отобрали пробы органов животных (уже заготовленных на мясо, но выращенных в с. Сайлыг). При отборе отрезали по несколько (5-10 кусочков) от каждого отбираемого органа (печень, почки, легкое, копыта, мясо и др.) так, чтобы общая масса пробы была не менее ~50 г. Кроме того, было отобрано несколько проб волос человека в с. Сайлыг с целью изучения поступления As в организм человека.

Изучение источника загрязнения. Все отобранные пробы были проанализированы атомно-абсорбционным методом или рентгенофлуоресцентным. В табл. 1 приводятся результаты определения валового содержания As в пробах шламов.

Результаты определения As в пробах шламов показывают, что токсикант распределен в шламах крайне неравномерно и его содержание варьирует от 0,20 до 6,2 %. В пробах, отобранных осенью 2009 года, As немного меньше - от 0,72 до 3,36 %, но надо учитывать тот факт, что выборка в последнем случае меньше. Таким образом, в исследованных пробах шламов, отобранных из нерекультивированных карт-хранилищ (т. е. хранилища открыты ветровой эрозии, ничем не огорожены, туда могут попасть дети, домашние животные), содержание As превосходит предельно-допустимые концентрации для почв (ПДК=2 мг / кг, или 0,0002 %) [ГОСТ 17.4.2.01-81, 1981] в среднем от 8400 до 8900 раз.

Таблица 1

Результаты определения содержания As в шламах

Время отбора № пробы Содержание As, % Среднее содержание As в пробах

Осень 1999 г. 1 0,50±0,01 1,78

2 1,80±0,03

3 3,9±0,1

4 0,57±0,02

У.В. Ондар, В.Н. Лосев, А.О. Очур-оол, С.О. Ондар, У.В. Шыырапай,

А. Н. Смагунова

5 0,45±0,01

6 0,79±0,02

7 0,42±0,01

8 0,20±0,01

9 2,37±0,04

10 0,62±0,02

11 6,2±0,01

12 0,43±0,01

13 5,0±0,1

Осень 2009 г. 1 3,36±1,7 1,68

2 1,09±0,54

3 0,72±0,36

4 1,53±0,77

Изучение почвенного покрова. Поскольку проб почв отобрано было достаточно много, ниже приведены средние содержания As в группах проб и результаты их статистической обработки (табл. 2).

Как видим из данных табл. 2, пробы почв низменности, непосредственно примыкающей к отвалам, характеризуются высокой степенью загрязненности мышьяком, содержание мышьяка варьирует от 10 до 160 мг / кг, что превосходит ПДК соответственно от 5 до 80 раз. Оценивали коэффициенты корреляции Г(ху) (х = С^), у = L - расстояние от точки отбора до карт-хранилищ), значение которых варьируют от 0,674 до 0,827 при табличном значении, равном 0,497.

Высокая степень загрязненности почв этого участка обусловлена близостью его расположения к хранилищам и совпадением линий отбора с направлением «розы ветров» данной местности от хранилищ.

Кроме того, в пробах почв, отобранных на различных расстояниях от карт-хранилищ наблюдается уменьшение содержания мышьяка в зависимости от расстояния от карт до точки отбора пробы, для некоторых групп проб коэффициенты корреляции г значимы. Неравномерность распределения As в пробах, отобранных по линиям, характеризуется относительным стандартным отклонением, изменяющимся в пределах от 23 до 46 %, в зависимости от линии отбора.

Несмотря на то что группы проб 7-9 отбирали на разных расстояниях и в различных направлениях от хранилищ, в данных пробах содержится примерно равное количество As -от 17 до 37 мг / кг, степень загрязненности почв составляет Н(С) = 11. Повышенное содержание мышьяка в этих пробах может быть объяснено загрязняющим влиянием комбината и высокими содержаниями As в коренных породах.

Таблица 2

Результаты оценки загрязненности почв мышьяком

Время отбора проб № групп проб Описание группы проб R=Cmin-Cmax, мг / кг Среднее содержание As, мг / кг Н(С)=С/ПДК

1999 г. 1 Линия отбора 2 от карт на юг-запад к с. Сайлыг 50-160 79 40

2 Линия отбора 2 47-110 76 38

3 Линия отбора 3 50-140 68 34

4 Линия отбора 4 43-90 57 29

5 Линия отбора 5 50-70 61 31

6 Линия отбора 6 40-55 45 23

7 7 км к северо-востоку от комбината 19-37 24 12

8 5 км к северу от комбината 17-25 20 10

9 10 км к юго-востоку от комбината (м. Онгача) 21-28 24 12

10 30 км от комбината (м. Чал-Кежиг) 5-6 5,4 2,7

2009 г. 11 Линия отбора 11 от карт на юго-запад к с. Сайлыг 26-123 69 34

12 Линия отбора 12 10-159 58 29

13 Линия отбора 13 19-120 53 26

Содержание As в пробах почв, отобранных через 10 лет, показали, что степень загрязненности их не уменьшилась, по-прежнему высоки Н(С) = 26 - 34. В фоновых пробах мышьяк не был обнаружен, так как на этот раз использовалась другая методика.

Изучение растительного покрова. По возможности в тех же местах, где отбирали пробы почв, отобрали и растительные материалы. Полученные результаты сравнивали с ПДК As в грубых кормах, равным 0,5 мг / кг. Было проанализировано около 30 проб растительных материалов, в некоторых пробах содержание As ниже предела обнаружения.

В целом можно отметить тенденцию уменьшения содержания As (от 410 до 1 мг / кг) в зависимости от расстояния (Ь) от хранилищ до места отбора. Самые высокие содержания As наблюдаются в пробах растений, отобранных на границе нерекультивированных карт-хранилищ - соответственно 410 и 140 мг / кг в пробах мха и травосмеси, что превышает ПДК в 820 и 280 раз.

По мере удаления от хранилищ содержание As в пробах растений снижается до 4 мг / кг. Рассчитали коэффициенты корреляции %у) (х = С^), у = Ь), значение которого равно 0,870 при табличном значении, равном 0,497. Раздельный анализ наземной и корневой частей одних и тех же растений показал, что содержание As в корнях примерно в 2-3 раза превышает его содержание в наземной части растения, что свидетельствует о роли корневой системы растений в аккумулировании тяжелых металлов.

Результаты анализа мытых и немытых проб растений указывают, что большая часть As в растении находится в виде почвенной пыли. Однако при оценке опасности попадания данного токсиканта в пищевую цепь следует рассматривать результаты анализа немытой наземной части растений, поедаемой в таком виде животными.

Таким образом, проведенная оценка загрязненности As растительного покрова показывает, что значение коэффициента загрязненности изменяется от 2 до 820 в зависимости от места отбора пробы растения от эпицентра загрязнения, что свидетельствует об опасности использования данной территории в качестве пастбища для домашнего скота.

Изучение накопления As в животных тканях. Отобранные пробы различных органов коров и волосы человека проанализировали рентгенофлуоресцентной методикой с предварительным озолением материала проб.

Сопоставление результатов анализа животных тканей с ПДК (0,1-1,0 мг / кг) для пищевых продуктов показало, что содержание As превышает ПДК в мясе животных в 7,3 раза; в почечном жире - в 4,5 раза; в печени и легких - на уровне, а в почках - ниже ПДК. Следует отметить, что пробы «мясо» отбирали с мягких и хрящевых тканей носоглотки и десен животных, а пробы «почечный жир» представляют собой жир вокруг почек, который обладает большей способностью накапливать тяжелые металлы, чем сами почки.

У.В. Ондар, В.Н. Лосев, А.О. Очур-оол, С.О. Ондар, У.В. Шыырапай,

А. Н. Смагунова

Сравнение результатов анализа волос человека со средними литературными данными показало, что в целом в исследованных пробах волос содержание As не превышает средние литературные данные.

Изучение загрязнения природной воды показало, что содержание As в р. Элегест ниже предела обнаружения. В двух пробах (рис. 2), отобранных из минерального источника м. Онга-ча (20 км от Хову-Аксы), содержание As равно 0,015 ± 0,003 мг / л и 0,014 ± 0,003 мг / л соответственно, что ниже ПДК мг / кг (0,2 мг / дм3) [ГН 2.1.5.1315-03, 2004]. Это можно объяснить тем, что в подстилающих породах данной местности содержания мышьяка по-прежнему велики (С^ ~0,005 %).

Можно сделать следующие выводы.

1. При комплексном исследовании загрязненности As территории вблизи комбината «Ту-вакобальт» установили, что изучаемый район по ряду показателей можно классифицировать как сильнозагрязненный, поэтому необходимо решать вопрос о перезахоронении или утилизации отходов переработки кобальтово-никелевой руды.

2. Эпицентром загрязнения объектов окружающей среды тяжелыми металлами являются хранилища отходов, в шламах которых содержание приоритетного загрязнителя As достигает 6,2 %.

3. Изучение загрязнения As почвенного покрова показало, что основной очаг загрязнения охватывает территорию площадью 2 кв. км, в почвах которой содержание As составляет от 23 до 40 ПДК. В почвах территорий, удаленных от комбината на 5-30 км, содержание его уменьшается от 12 до 2,7 ПДК.

4. Изучение загрязненности мышьяком растительного покрова показало, что он поглощается растениями, произрастающими в очаге загрязнения. Степень загрязненности их изменяется от 2 до 820 раз в зависимости от расстояния между точкой отбора и хранилищем отходов.

Рис. 2. Схема расположения месторождения кобальтовых руд месторождения «Хову-Ак-сы» и пути миграции мышьяка с природными поверхностными водами

5. Изучение накопления As в органах животных показало, что его содержание превышает ПДК в 4,5-7,3 раза ПДК для пищевых продуктов, что свидетельствует об опасности потребления в пищу мяса таких животных. Содержание мышьяка в волосах жителей с. Сайлыг не превышает средние литературные данные.

6. Изучение содержания As в природных водах показало, что содержание As ниже предела обнаружения.

Библиографический список

1. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. М.: Минздрав РФ, 2004.153 с.

2. ГОСТ 17.4.2.01-81. Охрана окружающей среды. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния. М.: Изд-во стандартов, 1981. 4 с.

3. Ондар У.В., Карпукова О.М., Бутаков Э.М., Шитенкова Е.А., Смагунова А.Н. Разработка методики рентгенофлуоресцентного определения мышьяка в почвах и твердых отходах переработки кобальтовой руды // Аналитика и контроль. 2000. Т. 4. № 1. С. 66-71.

4. Ондар У.В. Разработка методического обеспечения на базе рентгенофлуоресцентного анализа для комплексного изучения загрязнения мышьяком объектов окружающей среды: автореф. дис. ... канд. хим. наук. Иркутск, 2001. 18 с.

5. Немодрук А.А. Аналитическая химия мышьяка. М.: Наука, 1976. 244 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.