Журнал «Медико-социальные проблемы семьи» 2 (том 17) 2012

По данным мониторинга дана оценка загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха и почвы пяти крупных городов Донецкой области. Наиболее неблагоприятная ситуация по загрязнению экологической среды тяжелыми металлами наблюдается в Мариуполе.

Постановка проблемы. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую природную среду приводит к обострению экологической ситуации и изменению качества среды обитания человека. По токсикологическим характеристикам и воздействию на здоровье человека одно из ведущих мест среди загрязнителей в крупных промышленных городах занимают тяжелые металлы. Данные вещества, поступая в окружающую среду с выбросами промышленных предприятий и транспорта, сточными водами, при сжигании твердого и жидкого топлива, с пестицидами и минеральными удобрениями, создают дополнительный к естественному, фон и, как следствие, определяют повышенное их поступление в организм человека [1, 3, 4].

Экологическая ситуация в городах Донецкой области характеризуется многокомпонентным химическим загрязнением окружающей среды, в том числе тяжелыми металлами. К основным источникам поступления тяжелых металлов в объекты окружающей среды региона, относятся предприятия горнодобывающей, химической, металлургической, машиностроительной промышленности, теплоэнергетика и автомобильный транспорт [2].

Целью нашего исследования явилась экологическая оценка загрязнения атмосферного воздуха и почв тяжелыми металлами пяти крупных городов Донецкой области.

Материалы и методы

Мониторинг и анализ содержания тяжелых металлов в объектах окружающей среды проводился в период с 2005 по 2010 гг. в пяти крупных промышленных городах Донецкой области: Донецк, Горловка, Мариуполь, Макеевка и Краматорск. Спектр тяжелых металлов (медь, никель, свинец, ртуть, цинк, кадмий, хром) и их концентрация определялись в атмосферном воздухе и почве изучаемых городов. За период исследования было проанализировано 46775 проб, в т.ч. 33226 проб атмосферного воздуха и 2598 проб почв. Оценка результатов проводилась на соответствие значениям регламентированных предельно-допустимых концентраций (ПДК) в данных средах.

Результаты и их обсуждение

Основными источниками техногенного загрязнения тяжелыми металлами в данных городах являются предприятия черной и цветной металлургии, коксохимической промышленности, среднего и тяжелого машиностроения.

Анализируемые тяжелые металлы обнаружены во всех исследованных объектах окружающей среды городов Донецк, Горловка, Мариуполь, Макеевка и Краматорск. Наиболее часто из исследованных тяжелых металлов определялись в повышенных концентрациях свинец (14,6-55,8% проб, не удовлетворяющих гигиеническим регламентам), хром (16,5-71,4%) и кадмий (5,1-43,8%). Однако уровень накопления отдельных металлов в конкретных объектах окружающей среды имел свои особенности, обусловленные как спецификой образования и поступления их в экологическую среду, так и физико-химическими свойствами анализируемых ксенобиотиков.

Как правило, в зоне влияния выбросов промышленных производств формируются искусственные техногенные биогеохимические провинции, определяющие образование стойких циклов миграции тяжелых металлов в цепях: атмосфера-почва, почва-растения, почва-вода.

По данным мониторинга наиболее неблагоприятная ситуация содержания в атмосферном воздухе таких высокотоксичных (первый класс опасности) тяжелых металлов, как свинец и ртуть зарегистрирована в гг. Донецке, Мариуполе и Краматорске, никеля - в Краматорске, хрома - в Горловке и Краматорске (табл. 1).

Естественный процесс самоочищения атмосферы происходит за счет гравитационной седиментации и вымывания атмосферными осадками соединений, содержащих тяжелые металлы из воздуха на поверхность почвы, а затем в ее более глубокие слои. Такая миграция приводит к загрязнению всех слоев почвы и поступлению в подземные, грунтовые воды, а затем в растения. Далее с почвенной пылью данные соединения снова могут поступать в атмосферный воздух.

Характерной особенностью загрязнения почвы металлами является четко выраженная локализация зон загрязнения. Наибольшее количество металлов, загрязняющих почву, фиксируется вблизи промышленных предприятий (в радиусе 1-2 км). На расстоянии 3-5 км содержание металлов в почве начинает уменьшаться, а за пределами 20-30 км оно в большинстве случаев не превышает фонового значения. Таким образом, значительный прессинг на геохимические параметры загрязнения территорий промышленных центров оказывают химические вещества атмосферного воздуха, которые осаждаются вблизи источников загрязнения и накапливаются на поверхности почвенного покрова, вследствие чего обуславливают его быструю антропогенную трансформацию. Так, согласно результатам проведенных исследований (табл.2), наибольший суммарный по всем видам почвы удельный вес проб с превышением ПДК по тяжелым металлам наблюдается в Горловке и Мариуполе. Наиболее загрязнена тяжелыми металлами (28,167% проб с превышением ПДК) почва санитарно-защитных зон (СЗЗ) промышленных предприятий, на территории которой проживает население городов, почва в зоне влияния крупных автомобильных дорог (18,135%), почва селитебной (жилой) зоны (14,428%) и почва сельхозугодий, расположенных в административных границах городов (14,368%).

Результаты мониторинга за качеством почвы показывают, что к наиболее неблагополучным территориям по загрязнению почвы тяжелыми металлами относятся Горловка и Мариуполь. Значительно более низкими показателями характеризуются почвы городов Донецк, Макеевка, Краматорск (7,25-4,56 ПДК).

Таким образом, в наибольших количествах тяжелые металлы накапливаются в почве (18,976 % проб с превышением ПДК). В атмосферном воздухе изученных городов концентрация данных металлов значительно ниже (2,537% проб с превышением ПДК).

Выводы

Проведенные нами исследования показали, что наиболее неблагоприятная ситуация среди исследованных городов по загрязнению экологической среды тяжелыми металлами наблюдается в Мариуполе. Это обусловлено высокой техногенной нагрузкой на окружающую среду города, источником которой являются два крупнейших на Украине металлургических завода и несколько предприятий машиностроительного комплекса. Далее в порядке снижения загрязнения тяжелыми металлами следуют города Краматорск, Донецк, Горловка и Макеевка.