Загрязнение биосферы свинцом

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Загрязнение биосферы свинцом"

свинец загрязненный почва

Введение

В России постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом. По данным Российского информационно-аналитического центра Госкомсанэпиднадзора России, случаи хронической свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности России. Свинец вызывает обширные патологические изменения в нервной системе, крови сосудах, активно влияет на синтез белка, энергетический обмен клетки и ее генетический аппарат. Свинец подавляет ферментативные процессы превращения порфиритов и кровообразование, ингибирует SH-содержащие ферменты, холинэстеразу, различные АТФазы. Он угнетает окисление жирных кислот, нарушает белковый, липидный и углеводный обмены, способен занимать кальций в костях.

Свинец нарушает деятельность сердечно-сосудистой системы, вызывая изменения электрической и механической активности сердечной мышцы, морфологические и биохимические изменения в миокарде с признаками сосудистой дегенерации, повреждения мышечной стенки сосудов и нарушение сосудистого тонуса. Ведущими по числу случаев "сатурнизма" являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В электротехнической промышленности, цветной металлургии и машиностроении интоксикация обусловлена превышением ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз. Органические соединения свинца, например тетраэтилсвинец, высокотоксичные для нервных тканей - они подавляют метаболизм глюкозы, синтезы РНК и ДНК, повреждают миелиновые оболочки нервных клеток, что сопровождается снижением скорости передачи нервного возбуждения.

Тетраэтилсвинец значительно изменяет метаболизм серотонина и норадреналина, повышает уровень пирувата в крови, что ведет к нарушению снабжения мозга кислородом. Свинцовые отравления весьма различны в проявлениях и включают психическое возбуждение, тревогу, ночные кошмары, галлюцинации, нарушение памяти и интеллекта с симптоматикой распада личности. Очень опасны неврологические нарушения у детей - гиперактивность, ухудшение показателей психического развития, снижение работоспособности к обучению.

Влияние на атмосферный воздух

Отравления свинцом и его солями вызывает поражение десен, расстройство кишечника заболевания почек. Соединения свинца обладают канцерогенностью и генотоксичностью - они могут вызвать мутации, нарушая третичную структуру и функции ферментов синтеза и репарации ДНК. Среди рабочих, страдающих от воздействия свинца, около 40% составляют женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, так как этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных работниц 30 мкг/л и увеличения числа хромосомных аберраций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80 мкг/л. Основным показателем воздействия свинца на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный пересмотр рекомендуемого нормативного содержания свинца в крови.

Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ). Допустимый уровень содержания свинца в волосах - 8-9 мкг/г. Среди детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентраций свинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях вблизи металлургических и аккумуляторных производств, а также в зоне влияния Чернобыльской катастрофы.

Эффекты воздействия cвинца на здоровье детского населения рассмотрены по отдельным системам организма, на состояние которых этот металл оказывает наиболее выраженное влияние. У маленьких детей изменения психомоторных реакций связывают с повышенным поступлением свинца в организм при облизывании пальцев рук и игрушек, побывавших на загрязненной почве. Для детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние свинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, времени зрительной и слухомоторной реакции, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудностях обучения и поступления в высшие учебные заведения. Наиболее выражены изменения психоневрологического статуса у детей, проживающих вблизи аккумуляторных заводов в городах С.- Петербурге и Саратове и металлургических заводов в городах Белово и Красноуральск. В г.

Кемеровской области и Карабаш-Челябинской области имеют более низкие показатели физического развития, чем в контрольном районе. В другом городе с металлургическим производством - Владикавказе - у женщин увеличено число случаев бесплодия, самопроизвольных абортов, токсикозов, мертворождаемости и рождения детей с уродствами: дефектами развития костно-суставной системы, врожденными пороками сердца и др. Частота врожденных пороков развития выше среди детей, родители которых работают на металлургическом комбинате. В этом же городе у рабочих плавильных производств выявлено увеличение числа хромосомных аберраций.

Следует отметить также недостаточность имеющейся информации о содержании свинца в питьевой воде, что, несомненно, потребует дальнейшего изучения. Необходима систематизация имеющихся данных о содержании свинца в питьевой воде в различных регионах России. Среднее прогнозное содержание свинца в крови детей для городов, имеющих невысокое содержание свинца в окружающей среде близко к контрольному нормативу (10 мкг/л). В городах с высоким содержанием свинца в окружающей среде этот норматив может быть превышен почти вдвое. Расчеты вклада путей поступления в формируемую свинцовую нагрузку для детей, проживающих в городах России, показали преобладающую роль загрязнения продуктов питания: более 85% от общего поступления свинца в организм (табл. 1). Однако данные о загрязнении продуктов питания, используемых в рационе детей в России, весьма противоречивы. Поэтому необходим дополнительный анализ содержания свинца в продуктах питания. Пути поступления свинца в организм детей дошкольного возраста в городах России Характеристика городов Пути поступления свинца в организм, % Города с повышенным уровнем загрязнения Необходимо очень внимательно следить за содержанием свинца в продуктах питания, чтобы предотвратить отравления свинцом, как в России, так и во всем мире. Важнейшим источником свинца для человека служит питьевая вода.

Среди других загрязнителей биосферы доля окислов азота и свинца увеличивается постоянно. Ежегодно выброс этих соединений в атмосферу Земли достиг 50 млн.т. 30% из них вносят теплоэнергетические установки, 38%-автомобильный транспорт (в выхлопных газах автомобиля содержится примерно 0,6% окислов азота) Приблизительно 20% поступает от предприятий по производству азотных удобреий, анилиновых красителей, вискозы, целлулойда, фотоплёнки. Остальное производится самой биосферой, в частности многими микроорганизмами. Предотвращение и снижение уровня свинцового загрязнения рассматривается во всех развитых странах в качестве важнейших задач экологической политики.

На основании многолетних (1982-1995 гг.) наблюдений системы комплексного мониторинга Росгидромета (СКФМ) средние годовые значения концентрации свинца в атмосфере фоновых районов России составляют: - 2,5 - 16 нг/м - для центральной части Европейской территории России (ЕТР); - 0,8 - 13,2 нг/м - для южных районов(ЕТР); - 1,5 - 4,4 нг/м для Сибири; - 5 - 19 нг/м - для дальнего Востока; В российском секторе Арктики фоновая концентрация свинца в воздухе составляет 0,23 - 3,8 нг/м (среднемесячные значения). Пространственное распределение фонового содержания свинца в атмосфере неоднородно и в значительной степени определяется распределением его антропогенных источников на территории России. Фоновое содержание свинца в атмосфере (данные максимальных, разовых, среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций) не превышает значений предельно допустимых концентраций (ПДК).[1] Как правило, наиболее высокие концентрации свинца в фоновых районах наблюдаются в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы. За последние 5 лет для большинства районов России наблюдается уменьшение содержания свинца в атмосфере (примеры - на рис 2;), что связано как с сокращением производства и, так и со снижением трансграничного переноса свинца вследствие сокращения потребления этилированного бензина за рубежом. Наиболее заметное снижение концентрации свинца в воздухе регистрируется в центральной части ЕТР.

Максимальные выпадения свинца регистрируются в северо-западном, центральном и южных районах ЕТР (2,9 - 4,6 кг/км), что в 10 - 100 раз превосходит соответствующие значения, наблюдаемые в арктических районах России, Республике Саха, Магаданской области. В целом на территории России выпадает около 30 тыс. т. свинца ежегодно, в том числе: . выпадения за счет естественных источников свинца (фоновые) - ориентировочно 17 тыс. т.; .- выпадения за счет трансграничного переноса свинца - около 6000 т.; .- выпадения за счет российских источников - около 7000 т.; Особое беспокойство вызывают окислы азота, выбрасываемые двигателями сверхзвуковых самолетовна высоте 20 -25 км. То есть как раз там, где находится защитный озоновый слой, препятствующий чрезмерно интенсивному поступлению ультрафиолетовых излучений к поверхности Земли. Опасения базируются на том, что окись азота способна вызывать разрушение озона в соответствии с реакцией: NO + O ---- NO + O ;

Влияние на поверхность воды

Свинец в речных водах содержится как во взвесях, так и в растворимой форме. Для большинства водных объектов на территории России концентрация свинца составляет 1,5 - 6,5 мнг/л, что не превышает принятых в России санитарных норм (ПДК). Высокое содержание свинца в речных водах (45 - 90 мкг/л) носит эпизодический характер и, как правило, наблюдается в тех створах рек, где осуществляется сброс свинецсодержащих сточных вод промышленными предприятиями (например, городов Набережные Челны, Тольятти, Самара, Сызрань и др.) на р. Волга. Повышенное содержание свинца в воде регистрируется в бассейнах рак Амур (10 - 90 мкг/л), Тобол, Ишим (30 - 40 мкг/л). Данные систематических наблюдений Росгидромета в бассейнах рек Дон, Северная Двина, Нева, Енисей.

Влияние на почву

Как свидетельствуют результаты агроэкологического мониторинга агрохимической службы России, степень загрязненности почв сельскохозяйственных угодий свинцом относительно невысока. Среднее содержание валовых форм свинца в песчаных и супесчаных почвах составляет около 7,0 мг/кг, в почвах суглинистого и глинистого гранулометрического состава, имеющих кислую реакцию воды (рН< 5,5),- 9,6 - 0,5 мг/кг. Те же почвы, имеющие реакцию среды, близкую к нейтральной (рН > 5,5),- 12,0 - 0,3 мг/кг, что свидетельствует о накоплении валовых форм свинца в почвах с увеличением илистой и глинистой фракций. При уменьшении кислотности почвы происходит также увеличение концентрации свинца. Превышение ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) свинца обнаружено только на одном реперном участке Московской области. Превышение уровня ОДК выявлено на ряде реперных участков Республики Тыва, Волгоградской области и Карачаево-Черкесской республики. Содержание свинца в почвах населенных пунктов значительно более высокое. По данным 20-летних исследований сетевыми лабораториями Росгидромета, наибольшие уровни содержания свинца в почве наблюдаются в 5-километровой зоне вокруг предприятий цветной металлургии. Из120 городов России в 80% случаев имеются существенные превышения ОДК содержания свинца в почве.

Влияние на растительный и животный мир

Увеличение содержания свинца в почве, как правило, но не всегда, ведет к его накоплению растениями как на незагрязненных почвах, так и почвах естественных геохимических аномалий. В соответствии содержание свинца в растениях, выращенных на почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) колеблется от0,13 до 0,96 мк/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с рН< 5,5) 0,22 - 0,96 мк/гк; в почвах тяжелосуглинистых (рН > 5,5) в более широких пределах 0,34 - 7,0 мк/гк. Более высокие концентрации свинца (до 1000 мк/гк) характерны для растительности на техногенно-загрязненных территориях: в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и главным образом вдоль автострад.

Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно варьируют, и ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100 - 150 м. Лесные полосы вдоль дорог задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта.

В условиях города размеры свинцовых аномалий определяются условиями застройки и структурой насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений; после обильных дождей значительная часть (до половины) смывается. На загрязненных свинцом почвах безопаснее выращивать зерновые культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы на силос, кормовых трав может оказаться рискованным.

Влияние свинца и окислов азота на здоровье населения

По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу высоко опасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком и фтором (ГОСТ 17.4.1.02 - 83). Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания (от 40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинец содержащей краски или загрязненной свинцом почвы. С атмосферным воздухом поступает незначительное количество свинца - всего 1 - 2%, но при этом большая часть свинца абсорбируется в организме человека. В атмосферном воздухе большинства городов, где Росгидрометом проводится контроль за содержанием свинца, среднегодовая концентрация варьирует в пределах 0,01 - 0,05 мкг/м, что значительно ниже ПДК - 0,3 мкг/м. В таких условиях живет около 44 млн. горожан.

Около 10 млн. человек проживает в городах с более высоким содержанием свинца - от 0,1 до 0,2 мкг/м. Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе обнаружены при проведении специальных исследований в городах с крупными промышленными источниками эмиссии свинца - Белово, Владикавказ, Гусь-Хрустальный и др. В питьевой воде различных стран мира содержание свинца изменяется в пределах 1 - 60 мкг/л и большинстве европейских стран не превышает 20 мкг/л. В России данные о содержании свинца в питьевой воде крайне немногочисленны. В московской питьевой воде его содержание варьирует в пределах 0,7 - 4 мкг/л. Возможно, что существует проблема загрязнения питьевых вод в районах расположения плавильных заводов или мест складирования промышленных отходов с высоким содержанием свинца.[4]

Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов, где расположены предприятия по выплавке свинца, производству свинецсодержащих аккумуляторов или стекла (Белово, Саранск, Свирск и ряд других). В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Кроме того определенное значение имеет и возможность прямого загрязнения при производстве готовых изделий. Наиболее высокие уровни содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе сырой и мороженной, пшеничных отрубях, желатине и ракообразных. Высокое содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районови вдоль дорог.

Размещено на Allbest.ru