В. Г. Макарова, А. Р. Цыганов, В. А. Кирюшин, О. В. Коновалов, И. Р. Вильдфлуш, Ю. А. Можайский, Т. Ф. Персикова, В. И. Желязко Экологические и медико-социальные аспекты охраны природной среды и здоровья населения – Минск: бит «Хата», 2002

Вид материала

Таблица 14 Суммарные индексы загрязнения почв Рязанской области (современное состояние)
Таблица 15 Суммарные индексы загрязнения почв Рязанской области (прогнозируемое состояние)
Продолжение таблицы 15
2.5. Загрязнение тяжелыми металлами почв Республики Беларусь
Таблица 16 Сельскохозяйственные земли Беларуси, загрязненные медью, тыс. га [19]
Таблица 17 Сельскохозяйственные земли Беларуси, загрязненные цинком, тыс. га
Таблица 18 Среднее содержание кадмия в фосфатном сырье разных стран
Таблица 19 Содержание примесей в фосфорсодержащих удобрениях, мг/кг [156]
Таблица 20 Среднее содержание тяжелых металлов в минеральных удобрениях, г/т д.в. [156]
Таблица 21 Содержание тяжелых металлов в удобрениях и извести ( Н.А. Черных, В.Ф. Ладонин, 1995)
Таблица 22 Предельно допустимые уровни содержания тяжелых металлов в сточных водах [224]

Подобный материал:

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 15

Таблица 14

Суммарные индексы загрязнения почв Рязанской области (современное состояние)

№ точки	Содержание в почве, мг/кг											Zc
	Cu	Zn	Pb	Mo	Mn	B	Co	Cr	Ni	V	Sn
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	59	148	30	6	675	48	11	70	34	275	6,2	21,1
2	57	150	27	0,8	1966	42	12	82	31	220	7,4	16,3
3	69	17	28	0,9	1130	45	6	55	12	200	5,4	11,0
4	54	21	10	1,3	525	18	2,4	115	10	40	2,6	1,5
26	76	59	24	1,3	761	28	6,8	119	17	143	5,7	9,0
28	87	66	34	0,7	400	22	13	84	34	83	2,6	7,4
27	32	74	28	0,5	1500	90	8	117	65	80	2	11,9
6	80	73	33	0,9	812	37	10	100	18	267	5	11,5
23	57	39	12	1,8	529	16	6,7	121	21	147	5	6,3
24	55	35	15	1,3	600	24	4,5	100	20	138	5	5,4
5	75	38	20	1,9	660	26	6	114	20	162	4,2	8,1
40	11	24	13	0,6	719	21	2,3	13	7	51	2,6	1,7
8	53	100	16	1,8	1060	35	11	38	20	153	3,1	8,8
11	49	41	15	1,1	1094	31	6	50	27	44	2,6	4,3
7	64	84	19	1,2	575	29	8	379	22	124	4,1	12
9	63	101	15	1	1373	30	10	61	7	133	4,1	8,3
12	85	36	36	0,9	850	48	11	75	30	238	3,6	10,9
19	50	46	12	0,7	400	22	9	61	20	83	2,6	2,1
17	76	41	20	0,6	472	30	9	46	27	133	2,2	4,6
18	93	100	37	0,9	1100	30	10	43	27	130	3,4	10,8
14	80	82	36	0,9	850	35	18	70	25	281	4	12,6
15	54	67	32	0,8	665	43	12	29	28	178	4,7	8,5
30	54	64	29	0,6	1998	22	9	61	39	83	35	21,5
29	54	86	47	0,6	1893	22	9	61	37	83	35	23,2
10	51	58	16	0,9	953	35	11	31	21	150	3	5,8
21	56	58	36	0,9	1300	37	9	22	20	128	3,6	8,2
22	54	64	29	0,6	496	39	9	51	29	107	3,3	5,9
16	76	75	36	5	856	39	16	68	27	270	6,6	19
13	73	105	16	0,8	1060	37	10	47	14	130	4,8	8,5
25	81	46	42	0,9	754	45	14	76	24	280	4,2	12
39	41	48	22	1	984	32	13	97	27	90	3	6,6
41	31	42	8,6	0,7	400	22	9	61	20	83	2,6	1,0
42	40	53	9,3	0,7	400	22	9	61	20	83	2,6	1,7

Таблица 15

Суммарные индексы загрязнения почв Рязанской области (прогнозируемое состояние)

№ точки	Содержание в почве, мг/кг											Zc
	Cu	Zn	Pb	Mo	Mn	B	Co	Cr	Ni	V	Sn
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	100	300	50	10	1200	50	20	150	50	300	10	40,6
2	100	300	50	1,5	2000	50	20	150	50	300	10	30,4
3	100	300	50	1	2000	50	10	80	20	210	6	23,4
4	80	30	20	3	600	24	3	150	20	60	3	8,0
26	100	150	50	3	1500	38	20	200	40	300	8	26,1
28	120	150	57	0,7	400	22	15	100	40	83	2,6	13,7
27	50	80	45	0,5	1600	32	10	250	72	88	2,5	13,2
6	88	80	40	1	840	40	14	115	20	300	6	14,5
23	60	50	20	2	800	20	8	200	30	300	10	14,2
24	80	50	20	2	800	30	6	112	22	200	6	10,5
5	100	60	30	4	1500	50	30	150	30	300	8	23,6
40	80	100	30	2	2000	80	10	50	50	100	2,6	16,4
8	60	200	20	2,5	3000	40	25	50	30	200	4	21,5
11	60	60	30	1,5	3000	40	15	80	30	150	5	16,1
7	100	200	50	3	1000	40	15	1000	40	300	15	41,6
9	70	104	16	1,1	1610	32	12	61	17	160	6,7	11,6
12	100	50	40	4,5	1000	50	15	100	30	300	4	19,6

Продолжение таблицы 15

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
19	50	19	12	0,7	400	22	9	61	20	150	2,6	3,0
17	80	50	30	1	600	40	10	50	30	150	3	8,0
18	100	100	50	1	1500	30	10	50	30	400	4	17,0
14	100	100	50	1	1000	40	20	80	30	200	6	16,2
15	60	80	40	1	1500	50	15	550	40	83	5	12,7
30	60	100	30	0,7	2660	22	9	61	40	83	37	25,4
29	60	100	50	0,7	2170	22	9	61	40	200	37	27,3
10	60	80	20	1,5	1500	40	15	50	30	150	3	10,8
21	60	80	40	4,5	2000	40	10	60	24	150	5	18,1
22	60	100	30	0,6	500	60	10	300	30	400	4	16,3
16	100	100	50	2	1500	50	20	150	30	300	15	25,1
13	100	200	30	2	1500	50	15	60	30	300	6	20,8
25	100	60	60	1,5	1000	50	30	100	40	300	6	20,2
39	60	60	30	1	1500	40	15	100	30	100	4	10,9
41	31	42	8,6	0,7	400	22	9	61	20	83	2,6	1,0
42	40	53	9,3	0,7	400	22	9	61	20	83	2,6	1,7

.

2.5. Загрязнение тяжелыми металлами почв Республики Беларусь

Загрязнение окружающей среды в республике вызывает особое беспокойство ее жителей, усилившееся после сообщений из Японии о заболеваниях минамата и итай-итай. Первое из них было вызвано употреблением в пищу отравленной ртутью рыбы. Наиболее тяжелые случаи заболевания заканчивались параличом, слепотой, расстройством психики и речи. Не менее опасна и вторая болезнь, вызываемая отравлением кадмием и проявляющаяся страшной болью в суставах, что и определило ее название.

В связи с увеличивающимся загрязнением биосферы особый интерес и важное практическое значение имеет, с одной стороны, познание механизмов и закономерностей поведения и распределения ТМ в окружающей среде, с другой – тот факт, что свыше 90% всех болезней человека прямо или косвенно связаны с состоянием окружающей среды, которая является либо причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию. ТМ вызывают сердечно-сосудистые расстройства, тяжелые формы аллергии, обладают эмбриотропным и канцерогенными свойствами. Они являются генетическими ядами, поскольку аккумулируются в организме с отдаленным эффектом действия, проявляющимся в наследственных заболеваниях, умственных расстройствах и т.д.

Несбалансированность микроэлементного состава кормов и пищевых продуктов приводит к нарушению минерального обмена, что является причиной и механизмом возникновения многих заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых, онкологических и других. Например, первичный дефицит меди, а также неблагоприятное соотношение этого элемента с цинком приводит к биохимическим сдвигам, которые можно рассматривать в качестве факторов риска ишемической болезни сердца. Имеющиеся данные указывают на то, что необходимо обратить внимание на нормирование питания человека в отношении цинка, меди и селена. Систематическое потребление этих микроэлементов с пищей и лекарственными препаратами в будущем станет одним из путей профилактики ишемической болезни сердца и атеросклероза.

Интересен опыт Финляндии по улучшению качества продуктов питания. Анализ сельскохозяйственной продукции в масштабах этой страны показал, что содержание в ней селена в несколько раз меньше, чем в аналогичной продукции, производимой в других странах. Следствием этого стало широкое распространение среди населения некоторых заболеваний кровеносной системы, сердца и др. В Финляндии с 1984 г. стали добавлять по 6–16 мг селена на 1 кг минеральных удобрений, что позволило увеличить его содержание в продуктах питания до расчетного уровня и снизить заболеваемость населения.

Основными источниками загрязнения почв ТМ являются выбросы в атмосферу загрязняющих веществ автотранспортом, объектами энергетики и промышленными предприятиями. В 1997 г. в Беларуси было выброшено в атмосферу 2078,3 тыс. т загрязняющих веществ, из которых 1654,8 тыс. т, или 79,6%, – автотранспортом (В.Ф. Логинов и др., 1997). Ежегодно в городах Беларуси на очистных сооружениях образуется более 5 млн. м³ осадка, и его количество с каждым годом возрастает.

Мощный источник атмосферного загрязнения – тепловые электростанции (27% всех выбросов в атмосферу) и предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов (8,1%). От 10 до 30% поступивших в атмосферу тяжелых металлов оседает в радиусе 10 км от промышленного предприятия. В Беларуси в атмосферу ежегодно выбрасывается 400 т никеля, 290 – мышьяка, 230 – урана, 174 – кобальта, 58 т свинца.

На концентрацию загрязняющих веществ в экосистеме республики определенное влияние оказывают периодические их переносы воздушными массами с запада.

Крупномасштабного картирования с учетом содержания кадмия, свинца, хрома, никеля и других токсичных элементов в почвах сельскохозяйственных угодий не проводилось. Однако выборочные исследования вблизи крупных городов показали появление очагов загрязнения почв тяжелыми металлами.

Основным элементом-загрязнителем пригородных почв является свинец. Повышенное его содержание наблюдается в пригородных зонах Минска, Гомеля, Могилева. Загрязнение почв свинцом на уровне ПДК (32 мг/кг) и выше отмечено локально, небольшими участками, по направлению господствующих ветров. На отдельных полях Минской овощной фабрики, где на протяжении ряда лет применялись в качестве удобрений твердые бытовые отходы, содержание свинца достигает 40-57 мг/кг почвы. На этих же полях содержание подвижных форм цинка и меди в почве составляет соответственно 65 и 15 мг/кг при предельном уровне для цинка 23 мг/кг и меди 5 мг/кг [20].

Вдоль автомагистралей почва сильно загрязнена свинцом и в меньшей степени кадмием. Загрязнение почв придорожных полос автомобильных дорог межгосударственного (Брест - Москва, Санкт-Петербург - Одесса), республиканского (Минск - Слуцк, Минск - Логойск) и местного (Заславль - Дзержинск, Жабинка - Б. Мотыкалы) значения наблюдается на расстоянии до 25-50 м от полотна дороги в зависимости от рельефа местности и наличия лесозащитных полос. Максимальное содержание свинца в почве отмечено на расстоянии 5-10 м от автотрассы. Оно выше фонового значения в среднем в 2-2,3 раза, но несколько ниже или близко к ПДК [230].

Содержание кадмия в почвах Беларуси находится на уровне фона (до 0,5 мг/кг). Превышение фона до 2,5 раза отмечено локально на расстоянии до 3-5 км от крупных городов и достигает 1,0-1,2 мг почвы при ПДК 3 мг/кг для стран Западной Европы (ПДК кадмия для почв Беларуси не разработана). Площадь почв в Беларуси, загрязненных от различных источников свинцом в настоящее время ориентировочно составляет 100 тыс. га, кадмием – 45 тыс. га [20].

В настоящее время производится агрохимическое картирование на содержание меди и цинка в почвах Беларуси, и уже установлено, что в республике 260,3 тыс. га сельскохозяйственных земель загрязнены медью и 179,3 тыс. га – цинком (табл.16).

Таблица 16

Сельскохозяйственные земли Беларуси, загрязненные медью, тыс. га [19]

Области	Всего загрязнено	В том числе по содержанию Сu, мг/кг
		5,1-7,0	7,1-15,0	15,1-30,0	более 30
Брестская	85,2	59,8	25,3	0,1	-
Витебская	15,9	11,7	3,9	0,2	0,1
Гомельская	60,8	38,3	20,1	2,4	-
Гродненская	43,9	26,3	16,0	1,4	0,2
Минская	37,0	22,6	13,3	1,1	-
Могилевская	17,5	10,4	7,1	-	-
Всего по Беларуси	260,3	169,1	85,7	5,2	0,3

Среднее содержание подвижной меди в почвах пашни невелико и составляет 2,1 мг/кг, улучшенных сенокосных и пастбищных земель – 2,4 мг/кг. В целом по республике 34% пахотных и 36% сенокосных и пастбищных земель имеют очень низкую обеспеченность медью (менее 1,5 мг/кг) и остро нуждаются в применении медьсодержащих удобрений. На почвах с избыточным содержанием меди (3,3% сельскохозяйственных земель) использование любых форм удобрений, содержащих медь, должно быть исключено.

В Беларуси выявлено 179 тыс. га сельскохозяйственных земель с избыточным содержанием цинка, в том числе в опасной степени загрязнено этим элементом (более 16 мг/кг почвы) 39 тыс. га, или 0,5%, главным образом в Гомельской, Минской и Могилевской областях (табл.17). Тем не менее большая часть сельскохозяйственных земель (55% пахотных и 52% улучшенных сенокосов и пастбищ) слабо обеспечены цинком (менее 3,0 мг/кг почвы).

Таблица 17

Сельскохозяйственные земли Беларуси, загрязненные цинком, тыс. га

Области	Всего загрязнено	В том числе по содержанию Zn, мг/кг
		10,1-16,0	16,1-30,0	30,1-50,0	более 50
Брестская	35,1	34,4	0,7	-	-
Витебская	3,5	2,9	0,5	0,1	-
Гомельская	44,9	33,9	10,4	1,3	0,2
Гродненская	24,4	20,0	4,0	0,4	-
Минская	45,5	34,9	8,9	1,2	0,5
Могилевская	25,9	14,8	10,9	0,2	-
Всего по Беларуси	179,3	140,0	35,4	3,2	0,7

Тяжелые металлы в минеральных удобрениях являются естественными примесями, содержащимися в агрорудах, поэтому их количество в минеральных удобрениях зависит от исходного сырья и технологии переработки. Из химических элементов, содержащихся в фосфорных удобрениях, наиболее опасен кадмий, который является составной частью фосфатной руды. В зависимости от геологического происхождения и географического распространения фосфатные руды содержат разное количество кадмия, который переходит в удобрения, изготавливаемые из концентратов этих руд. В фосфатном сырье из России, которое используется в Беларуси, содержание кадмия минимально, оно значительно ниже, чем в фосфоритах Марокко, США и тем более в фосфатном сырье из Сенегала (табл.18).

Таблица 18

Среднее содержание кадмия в фосфатном сырье разных стран

Страны	Р₂О₅, мг/кг	Cd, мг/кг
США	32,5	8
Марокко	31,7	22
Россия	39,4	1
Сенегал	33,0	75
Южная Африка	36,5	3
Сирия	30,6	8

Содержание примесей в фосфорсодержащих удобрениях, производимых в странах СНГ, приведено в таблице 19.

Таблица 19

Содержание примесей в фосфорсодержащих удобрениях, мг/кг

[156]

Завод, производящий удобрения	Mn	Fe	Ni	Co	Cu		Zn	Pb	Cd
Аммофос
Воскресенский	250	3000	5,0	8,0		9,0	13,0	5,0	0,06
Кингисеппский	150	2500	7,5	9,8		28,0	38,0	5,5	0,65
Уваровский	250	5500	5,0	12,5		46,0	90,0	5,0	1,0
Череповецкий	204	5200	13,7	12,5		75,0	135,0	5,0	1,3
Нитроаммофоска
Череповецкий	105	2500	11,0	10,0		15,0	36,0	10,0	0,1
Нововоскресенский	102	900	1,6	7,5		4,0	6,0	7,5	0,03

Минимальное содержание кадмия отмечено в аммофосе, произведенном Воскресенским заводом, а максимальное – Череповецким. Однако оно во всех удобрениях незначительно и не представляет опасности с точки зрения загрязнения окружающей среды.

Исследования А.А. Поповой по определению валового содержания тяжелых металлов в минеральных, органических и известковых удобрениях показали, что в аммиачной селитре в незначительных количествах содержится кадмий, медь, в несколько больших – цинк и свинец (табл. 20).

Таблица 20

Среднее содержание тяжелых металлов в минеральных удобрениях, г/т д.в. [156]

Удобрения	Cu	Zn	Cd	Pb	Ni	Cr
Азотные	51	63	1,23	21	6,8	0,38
Фосфорные	122	164	3,6	34	92	121
Калийные	0,4	20	1,05	28	9,1	0,89
Все минеральные	59	77	1,62	26	30	33

Более высокое содержание кадмия в фосфорных удобрениях и хлористом калии, цинка – в навозе. Потенциальными загрязнителями окружающей среды считаются удобрения, содержащие более 8 мг/кг кадмия. Кадмий в фосфорных удобрениях, которые производятся в странах СНГ, содержится в незначительных количествах и не представляет опасности для окружающей среды. Высокая концентрация кадмия отмечена в суперфосфате, произведенном в США (50-100 мг/кг) [62].

Среднее содержание тяжелых металлов в минеральных удобрениях приведено в таблице 21.

Таблица 21

Содержание тяжелых металлов в удобрениях и извести

( Н.А. Черных, В.Ф. Ладонин, 1995)

Удобрения	Cd	Pb	Zn	Cu	Ni
Двойной суперфосфат	3,70	39,0	48,0	14,4	29,0
Фосфоритная мука	5,40	16,0	183,0	27,0	-
Хлористый калий	3,90	14,0	11,0	3,6	21,0
Мочевина	-	1,3	6,0	0,8	-
Аммиачная селитра	0,20	18,0	7,1	1,0	8,0
Известковая мука	0,18	28,0	22,0	6,3	24,0
Навоз	0,20	4,0	112,0	22,0	7,2

Как показали исследования ВИУА, кафедры агрохимии БГСХА, НИГПИПА, других научно-исследовательских учреждений, количество ТМ, поступающих в почву с минеральными и органическими удобрениями, заметно не меняет природных уровней содержания тяжелых металлов в почвах и не представляет опасности с точки зрения загрязнения. Экологически опасными могут быть фосфорные удобрения, полученные из сырья африканских стран (Марокко, Сенегала и др.), а также из фосфоритов США. Серьезного внимания заслуживают сточные воды, компосты из твердых бытовых отходов, отличающиеся повышенным содержанием ТМ. Так, в осадках сточных вод Могилева содержалось (в мг/кг сухого вещества): цинка – 300-1400, меди – 89-309, хрома – 142-264. никеля – 89-100, марганца – 640-961, свинца – 14-71, кобальта – 80-114, кадмия – 5-9. Присутствие ТМ в осадках сточных вод является главным препятствием их широкого использования в качестве удобрений.

Вокруг промышленных предприятий накапливается большое количество отходов различного происхождения, которые занимают не только значительные площади, выводя их из хозяйственного использования, но и загрязняют окружающую среду вредными веществами. Одно из направлений утилизации отходов – использование их в качестве нетрадиционных органических удобрений (НОУ), к которым относят твердые бытовые отходы (ТБО), осадок сточных вод (ОСВ), активный ил, кору и опилки, лигнин, сапропель, вермикомпост, гуматы. Наличие тяжелых металлов в составе НОУ при отсутствии контроля за их содержанием и при избыточном внесении в почву может привести к ее загрязнению. Основное достоинство нетрадиционных органических удобрений – наличие в их составе органического вещества, которое, в свою очередь, является активным сорбентом ТМ. Связывая их, органическое вещество препятствует миграции тяжелых металлов с почвенно-грунтовыми водами, снижает уровень их биологического поглощения и тем самым способствует получено продукции высокого качества. Это необходимо учитывать при разработке экологических нормативов на производство и применение нетрадиционных органических удобрений. При использовании отходов в качестве удобрений, кроме прочих ограничений, они регламентируются по содержанию ТМ. Содержание кадмия в них не должно превышать 20 мг/кг, хрома и свинца – 750, ртути – 16, никеля – 300, цинка – 2500, меди –1000 мг/кг [224].

Предельно допустимые уровни содержания тяжелых металлов в сточных водах и предельно допустимые уровни внесения ТМ в почву с осадками сточных вод приведены в таблицах 22, 23.

Таблица 22

Предельно допустимые уровни содержания тяжелых металлов в сточных водах [224]

Тяжелые металлы	ПДУ, мг/л
Кадмий	0,01
Медь	0,20
Никель	0,20
Свинец	5,0
Хром	0,1
Цинк	2,0

Поступление большого количества ТМ в почву с осадками сточных вод (ОСВ) имеет свои специфические особенности. Высокое содержание органического вещества способствует образованию металлорганических соединений различной природы, что изменяет растворимость тяжелых металлов в почве и их доступность растениям. Кроме того, металлорганические соединения тяжелых металлов легче включаются в пищевые цепи, чем их неорганические соединения, и поэтому являются наиболее опасными формами ТМ. Образование растворимых органических комплексов соединений тяжелых металлов ведет к снижению их адсорбции в почве. В связи с этим, регламентируются уровни внесения ТМ в почву с осадками сточных вод (табл. 23).

Таблица 23

Blog

Таблица 14

Суммарные индексы загрязнения почв Рязанской области (современное состояние)