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

Содержание

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 15

УДК

ББК

Р

Рецензенты:

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

ISBN

В монографии предоставлены данные по загрязнению почв Рязанской области Российской Федерации и Беларуси тяжелыми металлами и радионуклидами. Приведены результаты многолетних исследований, проведенные учеными Рязанского медицинского института и Белорусской Государственной сельскохозяйственной академии, а также обобщены данные других авторов по изучению приемов снижения накопления тяжелых металлов и радионуклидов в растениеводческой продукции на загрязненных почвах. Рассмотрены особенности регулирования водного режима на техногенно загрязненных землях. Большое внимание уделяется влиянию неблагополучной экологической обстановки на здоровье населения.

Для научных работников и преподавателей вузов. Будет полезна аспирантам, студентам вузов, а также широкому кругу читателей.

Глава 1. Анализ экологического состояния культурных ландшафтов в условиях техногенного загрязнения

1.1. Источники загрязнения природных систем тяжелыми металлами

1.2. Миграция и трансформация тяжелых металлов в культурных ландшафтах

1.3. Биологическая роль тяжелых металлов

Глава 2. Влияние антропогенной деятельности на загрязнение тяжелыми металлами почв Рязанской области и Республики Беларусь

2.1. Почвенные условия культурного ландшафта Рязанской области

2.2.Техногенное загрязнение почв культурных ландшафтов Рязанской области

2.3. Трансформация и распределение тяжелых металлов по почвенному профилю основных типов почв

2.4. Региональные классификации загрязненности почв тяжелыми металлами

2.5. Загрязнение тяжелыми металлами почв Беларуси

2.6. Мероприятия по реабилитации загрязненных тяжелыми металлами почв культурного ландшафта

Глава 3. Основы организации регионального почвенно-экологического мониторинга культурного ландшафта.

3.1. Концепция и принципы почвенно-экологического мониторинга.

3.2. Основные принципы организации регионального почвенно-экологического мониторинга

3.3. Цели и задачи регионального почвенно-экологического мониторинга

3.4. Формирование системы регионального почвенно-экологического мониторинга и этапы его проведения.

Глава 4. Особенности регулирования водного режима на техногенно загрязненных землях

4.1. Нормирование загрязнения агроландшафтов тяжелыми металлами

4.2. Требования, предъявляемые растениями к факторам внешней среды

4.3. Водный режим почв и его регулирование при орошении

4.4. Водопотребление полевых культур

4.5. Экологически обоснованные нормы орошения полевых культур

4.6. Технологический регламент функционирования мелиорируемых ландшафтов в условиях техногенного загрязнения почв

4.7. Мелиоративный биоканал для очистки загрязненных поверхностных и дренажных вод

4.8. Эколого-экономическое обоснование орошения в условиях техногенного загрязнения почвы

Глава 5. Эколого-гигиенические аспекты оценки дозообразующих факторов облучения населения.

5.1. Радиационная обстановка в Рязанской области

5.2. Радиационная обстановка в Республике Беларусь

5.3. Поведение радионуклидов в почвах и поступление их в растения

5.4. Прогнозирование уровня содержания радионуклидов в растениеводческой продукции

5.5. Приемы снижения поступления радионуклидов в растениеводческую продукцию

Глава 6. Экология и здоровье детей (на примере Рязанской области).

6.1. Влияние неблагополучной экологической обстановки на здоровье беременных, матерей и новорожденных

6.2. Особенности патологии у детей, проживающих на загрязненных территориях

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

В Российской Федерации и вокруг нее сформировался ряд регионов, где высокая концентрация населения и разного рода производств резко ухудшили экологическую обстановку. Антропогенные нагрузки в таких регионах достигли критической величины, при которой сопротивляемость природных комплексов исчерпана полностью или близка к этому состоянию.

В этих условиях одним из самых приоритетных направлений развития сельского хозяйства становится получение экологически чистой продукции. Особенно актуально данное направление для хозяйств, земли которых в результате активного вмешательства человека в круговорот химических веществ в биосфере загрязнены тяжелыми металлами (ТМ).

Загрязнению подвержены и территории многих хозяйств Рязанской области. Земельный фонд области составляет 3,96 млн. га, из которых в сельскохозяйственном использовании находится 2,9 млн. га, в том числе пашни – 1,8 млн. га. На территории области функционируют 132 предприятия, в выбросах которых наряду с традиционно регистрируемыми загрязнителями – сернистым ангидридом, окисью углерода, окисью азота – зафиксировано значительное количество ТМ.

Большие экологические проблемы существуют и на территории Беларуси. Дополнительными источниками загрязнения земель, воды и воздуха здесь стала авария на Чернобыльской АЭС.

В Беларуси 260,3 тыс. га сельскохозяйственных земель загрязнено медью, 179,3 тыс. га цинком, 100 тыс. га свинцом, 45 тыс. га кадмием, 23 % территории радионуклидами.

Изменить создавшееся положение, устранить негативные последствия загрязнения радионуклидами, ТМ и другими токсикантами, провести реабилитацию загрязненных почв помогут организация регионального почвенно-экологического мониторинга, оценка антропогенной нагрузки по районам и степени загрязнения основных типов почв.

Источником экологической опасности является радиационное загрязнение земли, воды и воздуха, ставшее чрезвычайно значимым после аварии на Чернобыльской АЭС, в том числе и для Рязанской области. Последствия загрязнения радионуклидами до сих пор оказывают влияние на состояние земли, водных источников, здоровье населения Беларуси и Рязанщины. Оценка дозообразующих факторов облучения человека – шаг на пути к решению проблемы нейтрализации последствий чернобыльской аварии.

В последние годы под воздействием загрязнения окружающей среды существенно ухудшилось состояние здоровья населения, особенно детей. Все меньше детей рождается без патологий, с нормальным весом, растет число заболеваний детей в младенческом возрасте. Широко распространенными стали болезни органов дыхания, нервной системы и органов чувств, повысилась частота злокачественных новообразований.

Улучшить экологическую ситуацию – значит не просто найти пути решения отдельных задач: провести реабилитацию земель, очистку воды, обеззараживание стоков, контролировать состояние здоровья населения и т.д. Следует подойти к решению экологических проблем комплексно, всесторонне оценить ситуацию, и только тогда можно будет принять необходимые меры и получить обнадеживающие результаты, остановить приближающуюся экологическую катастрофу.

Глава 1. Анализ экологического состояния культурных ландшафтов

в условиях техногенного загрязнения

1.1. Источники загрязнения природных систем тяжелыми металлами

В настоящее время в России и граничащих с ней государствах складывается ситуация, при которой формируются ландшафты с особой биогеохимической структурой и нарастает угроза истощения земельных, водных и биологических ресурсов 5, 14, 18, 110, 114, 120, 212. В работах многих авторов отмечается, что природные циклы как элементов-биофилов, так и ТМ, большая часть которых по физиологической классификации является макро- и микроэлементами, претерпели существенные изменения 4, 12,13, 14, 18, 58. Значительное их количество, поступающее из антропогенных источников, сопровождается рядом нежелательных последствий, вызывающих изменение в цикле «почва – вода – растение – животное – человек» 9, 54, 77, 140.

Увеличивается антропогенная нагрузка на культурные ландшафты. В связи с этим особое внимание следует уделять ТМ, обладающим мутагенными и канцерогенными свойствами. Загрязнение ТМ атмосферы, почвы, воды в культурных ландшафтах приводит к значительному снижению продуктивности растений, в первую очередь сельскохозяйственных. Вода является основным переносчиком вещества в ландшафтах: с поверхностным стоком, с грунтовыми водами ТМ мигрируют с территории ландшафтов в водные объекты. Попадая в водоем, ТМ поглощаются гидробионтами, аккумулируются в донных отложениях в концентрациях, значительно превышающих исходную. ТМ способны реагировать с другими химическими соединениями, образуя устойчивые конечные продукты, накапливаться в биологических объектах и через пищевую цепь попадать в организм человека 3, 44, 62, 78, 117.

Источники поступления ТМ в ландшафты чрезвычайно разнообразны, они могут быть как антропогенными, так и природными, причем интенсивность поступления элементов в окружающую среду от этих источников различна. В районах активной производственной деятельности антропогенная доля возрастает, в фоновых районах содержание ТМ в атмосфере определяется, в основном, природной составляющей.

Главными антропогенными источниками поступления ТМ в атмосферу являются предприятия по производству цветных металлов и сплавов, нефтепереработки, автомобильный транспорт, химическая промышленность и др. Основные природные источники – это продукты деятельности вулканов, пыль, морские соли и др. Частицы почвы, поступающие в атмосферу в результате эрозии, содержат до 58 % цинка, имеющего природное происхождение. Вклад антропогенных факторов в фоновое содержание ртути в атмосфере составляет от 30 до 50 %. Остальная ртуть поступает от природных источников 4, 8, 16, 81, 90, 111.

Глобальное поступление кадмия из природных источников ежегодно составляет около 840 т, поступление в атмосферу в результате промышленного производства – 7200 т. Общее ежегодное поступление меди в атмосферу составляет 75 тыс. т. Около 75 % поступающей в атмосферу меди имеет антропогенное происхождение, увеличившееся за последние 30 лет производственной деятельности более чем в 3 раза. Поступление свинца из антропогенных источников значительно превышает его поступление из природных источников и составляет 449 тыс. т и 24,5 тыс. т соответственно 160, 234.

Значительное количество поллютантов поступает в пределы культурного ландшафта из атмосферы. Территория России подвергается постоянно действующему атмосферному переносу загрязнителей из стран Западной, Центральной и Восточной Европы, которые в большинстве своем представляют ТМ, поступающие в составе аэрозолей 74. Над крупными городами и индустриальными центрами располагаются участки тропосферы высотой до 3-4 км, загрязненные аэрозолями, оседающими на поверхности почвы и представляющими угрозу для растительности, поверхностных и почвенно-грунтовых вод, с которыми тесно связаны потоки веществ в почве 4, 8, 90.

В урбанизированных районах концентрация ТМ в воздухе заметно выше, чем в районах, удаленных от антропогенного воздействия 219. Исследования С.И. Ковалева показали, что наблюдаемое на картах-схемах распределение ртути в почве хорошо коррелирует с интенсивностью загрязнения воздуха 121. Содержание меди и цинка в атмосфере некоторых городов составляет 100-340 нг/м³и 500-1200 нг/м³, а свинца – 120-2700 нг/м³ 167.

Как отмечает ряд исследователей, многие отрасли промышленности (нефтеперерабатывающая, химическая, черная и цветная металлургия, производство цемента, искусственного волокна, сжигание топлива) загрязняют культурные ландшафты, в основном аэрозольным путем, свинцом, кадмием, медью, цинком, никелем 22, 47, 170, 192. Исследования длительного воздействия атмосферных выбросов ГМК «Печенганикель», проведенные Н.Г. Копцик с соавторами, показали, что в результате этого произошло загрязнение почв Ni и Cu на площади более 3000 км². Валовое содержание никеля и меди в подстилках подзолов вблизи комбината составило 2000-2600 мг/кг, а содержание обменных форм – 1000-1400 мг/кг. При таких концентрациях меди и никеля в корнеобитаемой зоне вероятна возможность их токсического действия на растительность в радиусе 25-35 км от комбината 126.

Одним из постоянно действующих факторов миграции и круговорота веществ в природе являются атмосферные осадки, в которых растворяется значительная часть газообразных веществ и аэрозольных элементов. Средняя годовая минерализация атмосферных осадков составляет от 5-10 до 30-60 мг/л. Из атмосферы ТМ на 70-90 % удаляются за счет соударения и захвата каплей и на 10-30 % – за счет образования капли на ядрах конденсации. На величину плотности выпадения ТМ влияют как местонахождение региона, его удаленность от промышленных центров, так и область выпадающих в нем осадков 32, 242, 252, 253. В результате исследований О.В. Митрохина выявлено, что в Волгоградской области с атмосферными осадками за период с марта по октябрь выпадает до 15 кг/га токсических веществ 158. По степени насыщенности атмосферных осадков ТМ располагаются в следующем порядке: Zn > Pb > Cd > Ni 139, 167. Кислая реакция дождевых и снеговых осадков также усиливает мобильность ТМ в почве 32, 125

ТМ присутствуют в атмосфере в составе мельчайших техногенных частиц и в тех случаях, когда метеоусловия благоприятны, могут переноситься в атмосфере на сотни и тысячи километров. Почти 80 % частиц свинца в автомобильных выхлопах имеют диаметр менее 1 мкм, поэтому при определенной синоптической ситуации они могут вовлекаться в межконтинентальный перенос 24. От всей массы выбросов, по мнению многих исследователей, только 20-30 %, а по данным Д.С. Аммосовой – 40-50 % Pb, Cu, Zn и до 100 % Hg фиксируется выпадениями, другая часть рассеивается и попадает в региональные и глобальные миграционные циклы 8, 55.

Литературные данные о распространении пылегазовых выбросов ТМ неоднородны. Согласно исследованиям Н.Г. Зырина влияние выбросов распространяется на 50-100 км, но интенсивность загрязнения различными металлами неодинакова. В работе В.Б. Ильина отмечено, что выбросы черной и цветной металлургии переносятся на 20-40 км от источника. Исследователи Почвенного института им. В.В. Докучаева установили, что пылегазовые выбросы приводят к формированию техногенных участков со сверхнормативным содержанием в почве ТМ в радиусе 5-6 км от источника загрязнения 102, 109, 255.

В пределы агроландшафта ТМ поступают и от энергетических предприятий. При сжигании бурого угля с летучей золой от ГРЭС поступает ежегодно: Zn – 8,68 т, Pb – 2,6 т, Cu – 1,16 т, Ni – 1,56 т. Исследования влияния выбросов Рязанской ГРЭС на окружающую среду показали превышение ПДК в почве валовых форм ТМ на 56 (свинец) – 100 (марганец) % 23, 121. При изучении выбросов Райчихинской ГРЭС, использующей бурые угли, было установлено, что в результате работы электростанции в атмосферу поступает значительное количество ртути 218. При сжигании каменного угля в атмосферу выделяется 10 % церия, кобальта, марганца, молибдена, селена, титана, железа, хрома, свинца, серебра, 50 % – никеля, 90 % – кадмия, ртути, олова, цинка 271 Исследования, проведенные сотрудниками Уральского государственного института ветеринарной медицины, показали, что одна тепловая электростанция в сутки выбрасывает: Cu – 17, 3 кг, Pb – 2,7 кг, Ni – 6, 6 кг и других ТМ 204. Летучая зола, образующаяся при сжигании углей, в виде аэрозолей выпадает на поверхность почвы, в воду, что негативно отражается на состоянии окружающей среды 137, 231. В 1994 г. на Урале и в Предкавказье из подобных аэрозолей выпало более 2 кг/км² цинка, в Волгоградской, Тверской областях – от 39 до 500 г/км² кадмия, в Московской области – до 7,8 кг/км² свинца 10, 57, 104, 134, 138.

Многие исследователи в своих работах отмечают, что в пределы агроландшафтов в виде техногенной пыли от предприятий черной и цветной металлургии поступает более 95 % количества ТМ 36, 136, 188, 247. В таблице 1 представлено количество годовых выбросов ТМ от металлургических предприятий.

Blog

Содержание

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Литература

Таблица 1