Проблемы химического загрязнения почв и грунтовых вод

Проблемы химического загрязнения почв и грунтовых вод

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭНГЕЛЬССКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра «Экологии и охраны окружающей среды»

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ»

на тему: Проблемы химического загрязнения почв и грунтовых вод

Энгельс 2010 г.

Введение

В условиях демографического кризиса одной из основных задач является минимизация факторов риска, приводящих к дополнительной смертности и заболеваемости населения страны. Загрязнение окружающей среды (атмосферного воздуха, воздуха помещений, питьевой воды, почвы, продуктов питания) - один из внешних факторов, обусловливающих значительное ухудшение здоровья населения. В России только загрязнение атмосферного воздуха городов является причиной до 40 тыс. дополнительных смертей, что колеблется в пределах 2-3% от общей смертности городского населения в разные годы [1]. По данным некоторых авторов влияние этого фактора еще более значимо и цифра приближается к 17,5% [2]. Для сравнения укажем, что в городах Европы в следствие потребление загрязненной питьевой воды населением развивающихся стран приводит к 1,7 млн. случаев смерти детей от диареи.

Жители нашей страны достаточно критично оценивают экологическую ситуацию в месте своего проживания. Так, по данным опроса жителей 46 городов, проведенного ВЦИИОМом в 2007 г., более половины россиян (57%) негативно оценивают экологическую обстановку вокруг своих домов и 10% считают ее очень плохой, близкой к катастрофической. Ухудшения экологической обстановки ожидает 38% опрошенных лиц [1].

Для более точной оценки влияния загрязненной окружающей среды на показатели здоровья населения необходима надежная информация об этих параметрах.

Поэтому целью моего реферата был анализ проблем химического загрязнения почв и грунтовых вод и оценка экологических последствий влияния рассматриваемого химического загрязнения на здоровье человека.

1. Проблемы химического загрязнения грунтовых вод

Химическое загрязнение - увеличение количества химических компонентов определённой среды, а также проникновение (введение) в неё химических веществ в концентрациях, превышающих норму или не свойственных ей. Наиболее опасно для природных экосистем и человека именно химическое загрязнение, поставляющее в окружающую среду различные токсиканты - аэрозоли, химические вещества, тяжелые металлы, пестициды, пластмассы, поверхностно-активные вещества и др. [3].

Вода - «самый важный минерал на Земле, без которого нет жизни» (А.Е. Ферсман).

Около 2/3 населения Земли живет на побережье океанов и морей в пределах полосы территории глубиной до150 км, но и почти все остальное население размещается по берегам рек, озер и близ других водоисточников.

Вода служит не только для удовлетворения экологических, физиологических и санитарно-гигиенических потребностей людей, но в равной степени необходима для животноводства, сельского хозяйства, различных отраслей промышленности, энергетики, сферы обслуживания, транспортных связей, что, в свою очередь, влияет на качество воды.

Человек выпивает за свою жизнь до 75 т воды, а одно поколение населения планеты - примерно половину годового стока всех рек. По оценке Всемирной организации здравоохранения, до 80% болезней так или иначе связаны с водой [4].

Водные ресурсы интересовали людей с древнейших времен. Люди строили каналы, дамбы, плотины и другие водохозяйственные сооружения. Остатки этих сооружений свидетельствуют, что люди давно знали о возможностях и бедах, которые она может принести людям. Нет ни одной сферы деятельности, где бы ни использовалась вода.

В зависимости от способа использования воды выделяются:

водопользователи, когда вода служит в качестве среды для транспорта, рыбного хозяйства, она остается в водоемах (качество часто ухудшается);

водопотребители - те отрасли народного хозяйства, которые забирают воду из источников (промышленность, сельское хозяйство, жилищно-коммунальное хозяйство ит.д.), которые если и возвращают, то загрязненную воду [5].

В последние годы особенно стало сказываться антропогенное воздействие на водные ресурсы. За каждые 10 лет потребление воды удваивается, увеличивается загрязненность и, как следствие, ухудшается ее качество. Происходит качественное и количественное истощение водных ресурсов. На свои нужды человечество использует, главным образом, пресные воды, которые составляют 1 % от общего объема гидросферы. Для решения этой проблемы следует привлечь опресненные воды Мирового океана, подземные воды и воды ледников.

Наиболее перспективны подземные воды. Распределение водных ресурсов по территории Земного шара неравномерно. Если примерно 40 лет назад использовали воду колодцев и рек, то теперь в качестве источников водоснабжения используют подземные водоносные горизонты. В США в 2000 г. примерно половина питьевой воды добывалась из подземных источников [6].

Более 50 % россиян пользуются водой, несоответствующей стандартам по различным показателям [5].

Ухудшение качества подземных вод наблюдается в различных городах РФ (Тула, Тамбов, Уфа и др.). В этих городах загрязнение носит устойчивый характер и наблюдается в течение нескольких лет (фенолы, тяжелые металлы, SO2-4 , Cl- , N- [7].

Особую опасность для подземных вод представляют захоронения промышленных стоков в глубинные формации.

Подземное захоронение промышленных отходов (жидких и твердых) следует рассматривать как метод крайне ограниченного применения.

В нашей стране накопление отходов и необходимость их ликвидации захоронением в подземных полостях в последнее время привлекает все большее внимание. Для этого можно использовать уже готовые, отработанные (как, впрочем, и специально сооружаемые) выработки различных рудников или шахт, пройденные, как правило, в плотных устойчивых породах (глины, гипсы, каменная соль, глинистые сланцы и т.п.).

В нашей стране накоплен большой опыт по созданию подземных хранилищ, безопасных для окружающей среды, для хранения, например, нефтепродуктов и сжиженного газа, радиоактивных отходов («Маяк» - Челябинскаяо бласть, 1957 г.) [7].

Метод подземной закачки промышленных сточных вод достаточно экономичен. Стоимость сооружения скважины складывается из расходов на бурение и оборудование и из затрат на наземные сооружения. Капиталовложения в строительство и оборудование скважин для закачки в пласты в 2 - 2,5 раза ниже, чем капиталовложения в строительство сооружений для обезвреживания аналогичных стоков, а эксплуатационные затраты меньше в 3,6 раза. Затраты на подземное захоронение стоков остаются более низкими, чем затраты на строительство очистных сооружений даже в том случае, когда вкладываются соответствующие средства в дополнительную подготовку стоков перед подземным захоронением.

Несмотря на то, что подземное захоронение сточных вод является одним из наиболее дешевых методов, его использование, как указывалось выше, может носить весьма ограниченный характер. Не все сточные воды в силу их специфических физико-химических свойств можно закачивать в глубинные горизонты.

Помимо того, что возможны аварии поломки, как и при использовании любого другого способа, которые могут вызвать загрязнение грунтовых вод и почв, подземное захоронение может привести к непредвиденным изменениям в распространении загрязняющих веществ под землей. Опасность этого усугубляется с увеличением продолжительности хранения. При недостаточной изученности геологии вмещающих пластов вредные вещества могут распространиться на большие расстояния и загрязнить грунтовые воды, которые служат источником водоснабжения населения и промышленных предприятий [8].

В ряде городов случайно были обнаружены подземные озера масел, дизельного топлива, например, около Курской нефтяной базы на глубине 7 м объемом 100 тыс. т, занимающее площадь до 10 га. Аналогичные «месторождения» найдены в Энгельсе [9], Туле, Орле, Ростове и на Камчатке. От неучтенных сбросов гибнут малые реки, особенно в Калмыкии, Башкирии, Белгородской, Воронежской, Саратовской, Челябинской, Вологодской областях. Нефтепродукты и фенолы задушили речку Охту в Петербурге - их предельно допустимые концентрации превышены там в 10 раз [10].

Все эти примеры можно отнести к неучтенным загрязнениям окружающей среды - это хроническая экологическая бесхозяйственность. Если условно принять за 100 % общий экологический беспорядок, то значительная его часть - 30 … 40 % приходится на последствия местной бесхозяйственности. Это огромный резерв улучшения сферы обитания человека, не требующий ни рубля затрат.

В реальных условиях множество жилых домов располагается вблизи предприятий или в их санитарно-защитной зоне, около заброшенных аэродромов, складов горюче-смазочных материалов (ГСМ), возле свалок. Приведем только некоторые примеры. На Алтае до 624 т ядохимикатов сосредоточено на Курьинском полигоне, который уже заполнен до предела, в черте Новоалтайска в деревянных постройках 40-х гг. в тканевых мешках хранится бериллиевый концентрат, в Читинской области накоплено около 2,9 млрд. т отходов, в том числе горного производства с высокой концентрацией токсичных металлов. В Бурятии полигон токсичных отходов вообще отсутствует. И это перечисление можно продолжить. Отсюда ясно, что существует реальная опасность проникновения токсичных веществ в грунтовые воды и далее в питьевую воду ближайших населенных пунктов [11].

Единственный город в России, по которому принято Решение Государственной экологической экспертизы о соответствии его зоне экологического бедствия - Карабаш (Челябинская область). В этом маленьком городке (15 тыс. чел.) главным источником загрязнения является одно из старейших предприятий Урала - медеплавильный комбинат, основанный еще в 1910 г. После восстановления и пуска завода в 1925 г. основное оборудование не подвергалось существенной модернизации и обновлению. На заводе практически отсутствовали установки по очистке отходящих газов, в результате многолетней деятельности медеплавильного завода сложился край - не высокий уровень загрязнения окружающей среды, За 80 лет работы суммарные выбросы загрязняющих веществ достигли гигантских цифр. С 1907 по 2004 гг. в атмосферный воздух поступило 14,5 млн. т загрязняющих веществ. Укажем для примера, что только в 1985 г. их количество составило (тыс. т/год): свинец - 2,1, мышьяк - 1,8, медь - 1,4, цинк - 3,3. В 1990 г., когда комбинат работал почти на полную мощность, концентрация металлов в атмосферном воздухе была следующая: свинец - 15- 36 мкг/м (ПДКсс = 0,3); мышьяк - 2,7-8,4 (ПДКсс = 0,3), т.е. выше ПДК в 50-120 раз. Население города пользуется колодцами, концентрация кадмия в воде которых - 10 мкг/л, что выше российского норматива в 10 раз. Содержание свинца, цинка и мышьяка в почве города достигает соответственно 1500-2000; 700-1000 и 150-300 мг/кг. Овощи, выращиваемые жителями на загрязненных почвах, содержат в высоких концентрациях свинец (1,5-2,5 мг/кг при ПДК = 0,5), мышьяк (1,1-2,3 при ПДК = 0,2) и цинк (8,5-21,0 при ПДК = 10,0 мг/кг) [12].

В волосах детей Карабаша выявлено высокое содержание свинца. Кроме свинца в волосах накапливался и мышьяк, содержание которого достигало 1,57 мкг/г при допустимом содержании 1 мкг/г. Были сопоставлены показатели репродуктивной функции среди женского населения Карабаша и других городов черной металлургии (Челябинск, Магнитогорск, Миасс, Златоуст), а также «никелевого» города Верхний Уфалей и «контрольного» города Чебаркуль Челябинской области за 7 лет. В Карабаше распространенность осложнений беременности, родов и послеродового периода, частота преждевременных родов, ранней неонатальной заболеваемости новорожденных, количество врожденных аномалий статистически достоверно повышены в 1,2-2,9 раза [12].

В Магнитогорске в качестве источников питьевого водоснабжения используются подземные воды, которые содержат свинец, мышьяк, кобальт, никель, но в питьевой воде содержание этих веществ не превышает ПДК. В почвах города высок уровень содержания бенз(а)пирена - до 2668 мг/кг при ПДК 20 мг/кг и мышьяка - до 31,9 мг/кг при ПДК 2 мг/кг. Овощи, выращиваемые в пределах города, содержат высокие содержания кадмия 0,29 ± 0,05 мг/кг (что в 16 раз выше МДУ), в рыбе накапливается до 0,04 ± 0,01 мг/кг мышьяка [13]. В крови взрослых жителей города содержание свинца составило 9,4 ± 2,6 мкг/100 мл, что значительно выше фонового содержания и близко к нормативному уровню 10 мкг/100 мл, установленному для детей [13].

К этой же подгруппе следует отнести заболевания, распространению которых способствует низкая или высокая степень минерализации питьевой воды. В настоящее время признается, что длительное (годами) употребление для питья "мягкой" воды (содержащей недостаточное количество кальция и магния) обусловливает высокую заболеваемость сердечно-сосудистыми болезнями, а "жесткая" (высокоминерализованная) вода способствует возникновению мочекаменной болезни. Следует учитывать, что в связи с ростом населения мира объем извлекаемой для водоснабжения подземной воды превышает ее способность восполнения. На таких участках территории происходит оседание земли, и они становятся подверженными землетрясениям. Например, в Мехико уровень главного водоносного горизонта ежегодно снижается более чем на 3 м, а в Пекине - более чем на 2 м, в Москве уровень подземных вод понизился на 60 м, а в Санкт-Петербурге - на 50. И хотя скорость естественного движения подземной воды в местах ее больших скоплений не превышает нескольких десятков метров в год, происходит их загрязнение некондиционными подземными водами вследствие их подтягивания к водозаборам при нарушении режима эксплуатации. Объем и характер источников загрязнения вод (в том числе и подземных) в США показаны на рис. 1. [14]

Рис. 1

Россия обладает значительными ресурсами подземных вод, которые в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, как правило, характеризуются лучшим и стабильным качеством, лучше защищены от загрязнения и заражения. Однако вода подземных источников составляет лишь 32% от общего водопотребления.

Использование пресных подземных вод на территории страны также отличается неравномерностью. Водные ресурсы - самый уязвимый компонент в отношении антропогенного влияния компонент окружающей среды. Около 2/3 поверхностных вод в СНГ не отвечает нормативным требованиям [15].

Наибольшую угрозу водным ресурсам России представляет ухудшающееся качество природных вод. Основными источниками загрязнения являются: сточные воды промышленных, коммунально-бытовых и сельскохозяйственных предприятий, атмосферные осадки, лесосплав и поверхностный сток загрязняющих веществ с сельскохозяйственных и селитебных территорий (этот неконтролируемый площадной сток вносит до 50% общего объема загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты).

По объему сбрасываемых сточных вод отрасли промышленности ранжируются следующим образом: 1) химическая и нефтехимическая промышленность; 2) лесобумажная промышленность; 3) энергетика; 4) промышленность строительных материалов; 5) машиностроение; 6) черная металлургия; 7) цветная металлургия. Наиболее распространенными загрязняющими веществами являются: сульфаты, хлориды, азот аммонийный, азот общий, нитраты, фосфор общий, нефтепродукты, фенол, легко окисляемые органические вещества, соединения железа, меди, цинка, синтетические поверхностно-активные вещества, специфические органические вещества (лигнин, лигносульфонаты, метилмеркаптан, анилин, хлорорганические пестициды) [16].

Ежегодно в стране регистрируется около тысячи аварийных залповых сбросов канализационных стоков. Кроме сточных вод и сбросов не меньший вклад в загрязнение водных объектов вносят сухие и мокрые выпадения загрязнителей из атмосферы. Так, например, выпадения аммонийного азота непосредственно на поверхность водоемов России составляет 150 тыс., а его сбросы - 176 тыс. т в год. Такие же выпадения серы достигают 500 тыс. т/год [7].

Изученность загрязненности подземных вод недостаточная. Постоянно происходит ухудшение их качества. Основные источники загрязнения: предприятия, накопители отходов и поля фильтрации, орошение полей сточными водами животноводческих ферм и птицефабрик; фильтрация вод с сельскохозяйственных полей, обрабатываемых ядохимикатами и удобрениями. В России выделяется ряд гидрогеохимических провинций, характеризующихся повышенным содержанием фтора, железа, марганца, стронция, селена, мышьяка, бора и бериллия. Выявлено более 1000 очагов загрязнения подземных вод, в 759 из которых уровень загрязненности носит устойчивый характер. Более 200 очагов - крупные, они привязаны в основном к промышленным центрам и загрязнены их сточными водами. Около 75% очагов загрязнения расположены в наиболее заселенной европейской части России. В меньшей степени происходит загрязнение подземных вод сточными коммунальными и сельскохозяйственными водами; самые крупные участки загрязнения находятся в Ростовской, Воронежской, Тамбовской областях и Башкортостане. Основными загрязнителями подземных вод являются соединения азота, серы, хлора, нефтепродукты, фенол, реже отмечается бактериальное загрязнение. В России имеется около 170 тыс. скважин, из которых 30% бездействуют и требуют ремонта или ликвидации, поскольку они способствуют загрязнению подземных вод.

В заключение представляется важным отметить, что своеобразие и степень взаимосвязи гидросферы и состояния здоровья населения характеризуются территориальной неравномерностью, очаговым распределением типов этих связей, выраженной региональностью, зависимостью от географических условий и комплексной обусловленности взаимодействия гидросферы с атмосферой, литосферой, почвами и хозяйственной деятельностью.

2. Проблемы химического загрязнения почв

Литосферой (от греческих lithos - камень и sphaira - шар) называется наружная оболочка "твердой" Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее мантии Земли. Влияние литосферы на здоровье людей реализуется не только через генетически предопределяемый ею состав почв, но зависит также от ее структуры, сейсмизма, вулканизма, радиоактивности почвообразующих горных пород, терригенных радионуклидов, генерирования радона и других газов (метана, гелия и др.), разработки залежей полезных ископаемых и других факторов [17].

Почва - тонкий верхний слой земной коры (от десятков сантиметров до 2-3 иногда и более метров), образующийся в результате ее преобразования под воздействием воды, воздуха, организмов и обладающий естественным плодородием. Почва состоит из твердой, жидкой (почвенная влага), газообразной (почвенный воздух) частей, растений, животных и микроорганизмов. Свойства почв существенно (и все больше) изменяются под влиянием хозяйственной деятельности человека. Состав почв в значительной степени зависит от материнских пород и отличается большим территориальным разнообразием, что находит отражение в почвенном районировании и классификации почв [18].

.1 Геопатогенные аномалии

В настоящее время собран обширный материал, показывающий, что существуют целые регионы, "лежащие" на горных породах, состав которых отрицательно влияет на здоровье людей [19]. Подобные аномалии объясняются повышенным или пониженным содержанием в породах, почвах, подземных и грунтовых водах ряда химических элементов - кальция, фтора, йода, селена, и особенно фосфора, ртути, мышьяка, стронция, естественных радионуклидов. Так, в Белоруссии наибольшее в процентном отношении число онкологических больных зарегистрировано в областях распространения красноцветных осадочных пород и перекрывающих их ледниковых отложений, которые отличает повышенное содержание ряда тяжелых металлов. В Уфе заболеваемость раком в районах развития красноцветных глин в 1,5-2 раза выше среднего. В Ленинградской области к биологически дискомфортным территориям относятся районы распространения диктионемовых сланцев и известняков, образовавшихся 515-485 млн. лет назад, в палеозойскую эру. В этих породах повышено содержание урана, ванадия, молибдена, редких и редкоземельных элементов. К таким территориям относятся и районы развития песчано-глинистых пород с повышенным содержанием урана. Эти отложения обусловливают появление газовых аномалий, в том числе радоновых, которые создают условия биологического дискомфорта (рис. 2) [20].

Рис. 2 - Потенциальная радоноопасность

2.2 Характеристика химического загрязнения почв РФ

Плодородие почвы, ее роль в формировании ландшафтов, кругообороте веществ в природе, поддержании видового разнообразия биоты, сохранении биогеоценозов, предопределении границ нозоареалов биогеохимических эндемий и других природно-эндемических заболеваний, ее способность к самоочищению, определяемые ею многие природные предпосылки болезней - все это делает почву важнейшим элементом биосферы, от которого зависит состояние здоровья людей. В настоящее время считается, что химический состав почв различных территорий неоднороден и распространение содержащихся в почвах химических элементов по территории неравномерное. Это наглядно представлено на приводимых ниже картосхемах (рис. 3-4) [20].

Возрастающие антропогенные негативные воздействия на почвы, особенно сельскохозяйственных угодий, привели за последние несколько десятилетий в России к резкому снижению плодородия почв, их истощению, загрязнению, заболачиванию, засолению, разрушению эрозионными процессами. Большой вклад в загрязнение почвы вносят пестициды. В СССР широко использовалось 125 пестицидов и 16 смесевых препаратов, из которых 7% относятся к высокотоксичным, 46% к среднетоксичным B2% - второй класс токсичности и 24% - третий), 37% к малотоксичным, а о 10% не было каких- либо сведений. В 1990 г. в целом по России пестициды были обнаружены в 11,9% проб растений.

Рис. 3 - Содержание меди, цинка, кобальта, никеля в почвах Ленинградской области

Рис. 4 - Содержание бора, марганца, молибдена и олова (мг/кг) в почвах Ленинградской области

В результате добычи полезных ископаемых и работы топливно-энергетического комплекса нарушено более 1,0 млн. га и занято свалками более 3,0 млн. га. Около 9 млн. га подтоплено, 50 млн. га подвержено опустыниванию. Из-за бесхозяйственного использования земель в Калмыкии образовалась единственная в Европе пустыня - "Черные земли".

Общая площадь загрязнения земель России токсикантами по состоянию на 1992 г. составляла 74,3 млн. га, из них: 2,9% с чрезвычайно опасным, 7,8% с опасным и 11% с умеренно опасным уровнем загрязнения. Загрязнения почвы токсикантами обусловлены в основном выпадениями из атмосферы, распространяющимися от точечных источников и автотранспорта, носят локальный характер [20].

Наиболее сильно загрязняются почвы вокруг крупных промышленных предприятий (особенно химической и металлургической промышленности), больших городов, транспортных магистралей, где нередко формируются техногенные пустыни. Загрязнение почв радионуклидами обычно отмечается в районах действующих урановых предприятий, АЭС, в местах захоронения радиоактивных отходов и аварийных сбросов. Около 4,9 млн. га земель загрязнено в результате чернобыльской аварии, в том числе на 0,24 млн. га уровень загрязнения более 15 Ки/кв. км.

Вследствие утечек нефти и других нефтепродуктов, составляющих по всей России десятки-сотни тысяч тонн, промачивание почвы нефтью достигает 100-200 см.

К особо опасным загрязнителям почвы относится диоксин, содержащийся в ряде продуктов хлорного производства. Время их разложения - более 10 лет. С 1974 г. Госкомгидромет ведет наблюдения за загрязнением почвы вокруг городов, а НПО "Тайфун" (г. Обнинск) выпускало в 1974- 1991 гг. "Ежегодник. Загрязнение почв Советского Союза токсикантами промышленного происхождения".

Большое значение придается показателям загрязнения почвы тяжелыми металлами. К группе тяжелых металлов относят за исключением благородных и редких те, которые имеют плотность более 8000 кг/м3: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьму, висмут, ртуть, олово, ванадий, хром, железо, марганец, а также полуметалл мышьяк. Многие из них способны вызывать заболевания у людей. Разработан суммарный показатель опасности загрязнения почв металлами, представляющий собой сумму коэффициентов концентрации металлов, определяемых при оценках загрязнения, за вычетом числа металлов, уменьшенного на единицу. Коэффициент концентрации - это отношение содержания металлов в почве к фоновому содержанию, кларку почвы или ПДК. Фоновое содержание обычно оценивается по образцам, взятым на удалении более 20 км от источника загрязнения. Опасность загрязнения почв определяется не только суммами тяжелых металлов, но и классом опасности отдельных токсикантов. К 1 классу опасности относятся мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен; ко 2 классу-бор, кобальт, никель, медь, молибден, сурьма, хром; к 3 классу-барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций. Основными стационарными источниками загрязнения территории России служат предприятия металлургического комплекса, дающие 27,3% загрязнения, энергетического комплекса - 21,1%, нефтехимического комплекса - 19,8% [21].

С дымовыми газами объектов теплоэнергетики поступают зола, частицы недожога, сажа, оксиды серы и азота, циклические углеводороды, соединения мышьяка, фтора.

Предприятия химической промышленности загрязняют среду углеводородными выбросами, соединениями серы, кислотами, фенолами, эфирами. Ежегодно в глобальном масштабе на почву выпадает 3 млн. т диоксида серы, 3,1 млн. т окислов азота, 8,2 млн. т окиси углерода, 1,75 млн. т органических соединений, 7 тыс. т цинка, 6,5 тыс. т свинца, 80 т кадмия и около 6000 других поллютантов. Значительный объем загрязняющих веществ попадает в почву от автотранспорта. Например по обе стороны от автомагистрали в пределах 1 км концентрации в почве канцерогена бенз(а)пирена значительно превышают фон. Большой вклад в загрязнение почвы вносят твердые бытовые отходы (ТБО), количество которых ежегодно накапливаемых в СНГ, достигает 58 млн. т. [22].

Рис. 5 - Распределение среднегодовой интенсивности выпадений сульфатной серы (т/км2 в год)

Рис. 6 - Распределение среднегодовой интенсивности выпадений нитратного азота (т/км2 в год)

Таблица 1

грунтовый химический вода почва загрязнение

Главный фундамент жизни - почвы повсюду на Земле деградируют. Это проявляется в следующем:

. Сокращение площадей сельскохозяйственных угодий на 1 жителя, за последние 25 лет примерно на 24 %.

. Ухудшение качественного состояния сельскохозяйственных угодий: эрозия почв; снижение плодородия почв за счет увеличения кислотности, засоления; загрязнение почв минеральными удобрениями и ядохимикатами, радоном [23].

В последние годы в сельском хозяйстве нашей страны и всего мира резко обострилась проблема использования пестицидов.

2.3 Пестициды

Пестициды - собирательное название химических средств защиты растений (лат. Pestis - зараза; цидис - убивать).

Инсектициды - химические вещества для борьбы с насекомыми; гербициды - с сорняками; фунгициды - с грибными болезнями; родентициды - с грызунами [24].

Около 1/3 урожая (средне мировые данные) теряются за счет вредителей, болезней и т.д. Такие пестициды, как ДДТ и др., способны аккумулироваться в живых организмах, что ведет к их уничтожению.

ДДТ (неправильное название - «дуст») - дихлордифенилтрихлорэтан был получен в 1874 г. немецким химиком Зайндлером. За 1950 - 70 гг. было использовано около 4,5 млн. т. ДДТ во всем мире. Он аккумулируется в организме и был Обнаружен в жире байкальских тюленей, у пингвинов Антарктиды и даже в материнском молоке. В настоящее время ДДТ запрещен. Пестициды загрязняют не только почву, но и поверхностные воды. По мнению некоторых специалистов, загрязнения поверхностных вод пестицидами опаснее всех промышленных стоков, вместе взятых. Кроме того, эти вещества действуют на полезные виды насекомых, а количество устойчивых к пестицидам популяций увеличивается.

«Вредное для одних видов - вредно и для других» - закон экологии [25].

По данным ВОЗ, из-за неправильного использования ядохимикатов ежегодно отравляются до 0,5 млн. жителей развивающихся стран, причем до 5000 человек погибают. Часто получают отравления крестьяне, незнающие правила хранения и использования ядохимикатов. Больше всего пострадавших в развивающихся странах, так как именно эти страны являются в основном сельскохозяйственными. По данным английского ученого Давида Булла - автора книги о ядохимикатах, в 81 стране, пользующейся ядохимикатами, отсутствуют инструкции о правилах пользования ими.

Транснациональные корпорации, стремясь получить высокие прибыли, сбывают в развивающиеся страны ядохимикаты, запрещенные из-за высокой токсичности в странах-производителях. Известно, что один из ядохимикатов - ДДТ, вначале получивший широкое распространение во всем мире, впоследствии был запрещен. Тем не менее транснациональные корпорации до сих пор продолжают продавать его ряду развивающихся стран. Среди фирм, торгующих ДДТ - «Юнион карбайд», «Хехст», «Байер». Грубо нарушается порядок реализации ядохимикатов. Поданным эксперта Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) Лукаса Брадера, в Индонезии ядохимикаты продаются в продовольственных лавках, что ведет к частым отравлениям через продукты питания [17].

В Шри-Ланке из-за незнания правил обращения с ядохимикатами в 1981 г. попали в больницу с отравлениями более 15 тыс. человек. 80 % из них сообщили, что им никто не говорил, как надо пользоваться ядохимикатами. В Африке продолжает расти заболеваемость раком желудочно-кишечного тракта. Ученые и врачи связывают это непосредственно с отравлением ядохимикатами. Однако транснациональные корпорации продолжают наводнять рынок этими высокоядовитыми веществами. Чтобы снять с себя ответственность, фирмы на обратной стороне упаковки мелкими буквами печатают правила пользования ими, а обложка представляет собой рекламу ядохимикатов. В ряде случаев для повышения их эффективности усиливают их ядовитость. Сейчас в развивающихся странах нарастает протест против использования ядохимикатов, запрещенных в Европе. Однако пока что предприниматели продолжают наживаться на этом преступном бизнесе. В 1990 г. удельный расход пестицидов составил 4 кг на 1 га пашни или 3 кг на душу населения. 60 - 99 % этих химикатов не достигает объектов подавления, а попадает в почву, воздух и водоемы. Экономически курс на рост их производства себя не оправдал: за 25 лет объем их применения вырос в 7 раз, а урожайность зерновых - в 1,5 раза [16].

За последние 40 лет плодородный слой нашего чернозема уменьшился на 10 - 15 см, содержание перегноя снизилось с 10 - 14 до 3 - 4 %.

Еще академик Прянишников говорил: «Недостаток знаний в области биологии выращиваемых растений и особенностей среды их обитания на каждом конкретном поле невозможно компенсировать избытком удобрений, пестицидов или мелиорацией», точно также как головная боль возникает не из-за отсутствия анальгина в крови, так и вредители существуют не от недостатка пестицидов. Учитывая тяжелое состояние земельных ресурсов, в нашей стране Госдумой был рассмотрен закон «О восстановлении плодородия почвы», который действует с 1997 г. Решить эту проблему призваны биотехнология, генетика, агротехника, использование пестицидов на основе перетринов - веществ растительного происхождения [22].

2.4 Радиоактивные загрязнители земельных ресурсов

Кроме удобрений и пестицидов - врагов № 1, деградация земель происходит за счет других загрязнителей.

Радиационное загрязнение - радионуклиды цезий-137 и стронций-90 близки по свойствам Ки Са, поэтому легко усваиваются растениями на кислых почвах. Некоторые районы Тамбовской области (Сосновский и Петровский) подвержены Радиационному заражению после Чернобыльской аварии (1986 г.). Около ТЭЦ, работающих на угле, радиация в 100 раз превышает естественный фон. Откуда? Уголь содержит примеси U, Th и С14. Эти радионуклиды вместе с летучими веществами поступают в почву, воздух и воду [17].

2.5 Загрязнение отходами

В РФ ежегодно образуется около 7 млрд. т отходов, при этом вторично используется только около 28 %. Из общего объема используемых отходов около 80 % - вскрышные и отходы обогащения - направляются для закладки выработанного пространства шахт и карьеров; 2 % - находят применение в качестве топлива и лишь 18 % используются в качестве вторичного сырья, из них 200 млн. т в строй индустрии.

На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т твердых отходов, при этом изымаются из оборота сотни тысяч гектар земли; сконцентрированные в отвалах и хранилищах отходы являются источником загрязнения поверхностных и подземных вод, воздуха, почв и растений.

Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных и экологически опасных отходов, количество которых достигло 1,6 млрд. т, что может привести к необратимому загрязнению окружающей среды. Согласно данным 1990 г. в России ежегодно образуется около 75 млн. т токсичных отходов, а обезвреживается лишь 15 %.

Следует также выделить проблемы, связанные с образованием твердых бытовых отходов (ТБО) и осадков сточных вод.

Ежегодно в РФ образуется 140 млн. м2 ТБО. Около 10 тыс. га. дефицитных природных земель отчуждены для полигонов ТБО

В России общая мощность мусороперерабатывающих заводов составляет около 5 млн. м/год, т.е. всего 3,5 % общего объема ТБО.

Суммарное годовое количество осадков сточных вод составляет 30 - 35 млн. м3, или в пересчете на сухое вещество - 3 - 3,5 млн. т; они разработаны по качественному составу и свойствами содержат значительные количества ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов. На подавляющем большинстве очистных сооружений не решены вопросы удаления и переработки образующихся осадков, что приводит к бесконтрольному сбросу жидких токсичных отходов в водные объекты.

Большая доля загрязнения окружающей среды - неорганизованные свалки вокруг дачных участков. В Москве в каждом дворе, вокруг каждого дома образовались огромные «залежи» не убираемых отходов. Москва превратилась в город свалок, причем их объем растет с каждым годом.

Твердые отходы складируются на поверхности Земли, занимая большие земельные площади. При сжигании различных видов топлива образуются шлаки зола. В производстве H2SO4 - пиритный огарок. В строительстве - опилки, деревянные отходы. В 80 % онкологических заболеваний причиной является экология. В большинстве отходов содержатся токсичные элементы - Pb, As, Cd, Hg и др [16].

Проблема скапливающихся отходов становится в современных условиях одной из первоочередных, которые необходимо решать немедленно для сохранения окружающей среды и своего собственного здоровья.

2.6 Загрязнение нефтепродуктами

Большой ущерб Земельному фонду приносят аварии на магистральных нефтепроводах. Так, на территории Тамбовской области в 1992 г. Произошла утечка нефти больше 10 т. В 1993 г. В Бондарском районе - около 1000 т, в 1994 г. В Тамбовском районе, Малиновке - утечка 500 … 600 т. Затраты на ликвидацию аварий превзошли в несколько раз затраты на их предупреждение. [16]

В Саратовской обл. разлилось 150 т нефти. Крупная авария на нефтепроводе произошла в Саратовской области. В результате ЧП в Ивантеевском районе, на 165 километре нефтепровода Самара - Лисичанск, на землю вылилось около 150 тонн нефти. Трубопровод принадлежит ОАО "Приволжские магистральные нефтепроводы" Самарского регионального нефтепроводного управления (РНУ). Разрыв трубы произошел на глубине 1 м 20 см. В результате выброса нефти загрязненными оказались более 5 га прилегающей территории.

Напомним, что последняя подобная авария в России произошла в конце декабря. Тогда в результате неисправности нефтяных цистерн, на железнодор рожной станции Чапаевск в Самарской области на землю вылилось около 60 тонн нефти [21].

2.7 Загрязнение почв военно-промышленным комплексом

На северо-западе Архангельской области расположен космодром «Плесецк». В результатате запуска ракетоносителей, работающих на топливе, содержащим токсичные несимметричный диметилгидразин (НДМГ - торговое название гептил, 1-ый класс токсичности) и азотный тетраоксид, почва полигона загрязнена этими веществами.

После запуска ракет содержание гептила достигает 13764 мг/ кг, что превышает фоновые значения более чем в 100 раз. Время разложения этого топлива на широтах Архангельской области в почве составляет более 20 лет, в водоемах - до 2-3 лет, в растительности - до 15-20 лет. Ориентировочно суммарная масса вылитых и несгоревших компонентов ракетного топлива - гептила и керосина - за 25 лет существования космодрома «Плесецк» составила соответственно: около 400 т и до 1000 т [17]. Вследствие высокой стабильности НДМГ в северных климатических условиях превышение его ПДК в почве фиксировались более 26 лет.

Загрязненная почва явилась источником загрязнения вод подземных водоносных горизонтов. НДМГ был обнаружен в воде колодцев, расположенных на расстоянии 0,6 км от места, где произошел пролив компонентов ракетного топлива. Даже через 2 года после падения ступеней ракет в поверхностных водах обнаруживали превышение ПДК НДМГ в 96 раз и нитрозодиамина - в 5,3 раз [17]. Загрязнение атмосферного воздуха в этом районе происходит при хранении, приеме и выдаче на заправку компонентов ракетного топлива, а также в результате аварий, при разрушении топливных баков ракет. Жители посещают места падений отделяющихся частей ракет- носителей. Там они ловят рыбу, собирают грибы и ягоды, пьют воду из близлежащих источников, а также используют в хозяйстве отдающиеся части ракет-носителей в качестве погребов и лодок.

С 1998 г. в Архангельской области Северным медицинским институтом реализуется программа по оценке здоровья населения, проживающего вблизи мест падения отделяющихся частей ракет- носителей. В условиях хронического воздействия НДМГ одним из органов-мишеней является гепатобилиарная система. Для оценки влияния неблагоприятных факторов среды на здоровье населения у группы пациентов было проведено исследование функции печени.

В этом исследовании проведены тимоловые пробы, отражающие соотношения белковых фракций, определено содержание билирубина, как показателя детоксикационной функции печени, выполнено ультразвуковое исследование печени у практически здоровых лиц, постоянно живущих в селах, расположенных в непосредственной близости от района падения отделяющихся частей ракетоносителей, и в подтрассовом районе пуска ракет [17 ]. Среднее значения тимоловой пробы у лиц, живущих на территории падения отделяющихся частей ракет, было достоверно выше (p < 0,01), чем у жителей Архангельска, что является признаком синдрома паренхиматозной недостаточности печени. О состоянии детоксикационной функции печени косвенно можно также судить по уровню билирубина, который также был значительно выше нормального у жителей сел (12,5-33,0%) при 4,7% в Архангельске. Ультразвуковое исследование выявило достоверное увеличение размеров печени в сравнении с группой обследованных лиц из Архангельска.

На основании фактических материалов авторы [Скребцова, 1998] предположили, что обнаруженные стойко выраженные сдвиги клинико-биохимических показателей экологического риска среди жителей территорий свидетельствуют о наличии дизадаптационных и предпатологических изменений в печени, обусловленных влиянием неблагоприятных факторов, т.е. присутствия гептила и его производных в окружающей среде.

Для экспонированного населения характерны повышенные показатели заболеваемости систем кроветворения (OR = 3,0), более высокие значения SMR и смертности детей от заболеваний органов дыхания [Сидоров и соавт., 2006]. Смертность от злокачественных новообразований экспонированного населения в течение 2000- 2002 гг. была статистически достоверно выше, чем в контрольном районе (табл. 2)

Таблица 2 - Относительный риск смертности от злокачественных новообразований в населенных пунктах Мезенского района Архангельской области, расположенных в зоне загрязнения компонентами ракетного топлива [Сидоров и соавт., 2006]

Заключение

Как видно из приведенных материалов загрязнение почв и подземных вод является очень актуальной экологической проблемой в мире, во многих областях РФ, в том числе и в Саратовской области.

Химическое загрязнение почв и источников подземного водоснабжения значительно ухудшает качество окружающей среды, приводит к загрязнению продуктов питания и в конечном итоге негативно влияет на здоровье человека.

Особенно обидно, что часто химическое загрязнение является результатом обыкновенной безответственности производителей.

Если на проблему химического загрязнения не обратить самого пристального внимания в самое ближайшее время, то возможно человечество столкнется уже с проблемой своего вымирания.

Как гласит закон экологии: «Вредное для одних видов - вредно и для других» - поэтому необходимо использовать в сельском хозяйстве пестициды нового поколения, на основе растительных компонентов; вести строгий учет удобрений, инсектицидов: проводить мероприятий по обеззараживанию загрязненных территорий.

Список использованной литературы

1.  Ревич Б.А. Экологическая эпидемиология: учебник для вузов / Б.А. Ревич, С.А. Авалиани, Г.И. Тихонова; под ред. Б.А. Ревича. - М.: Издательский центр «Академия», 2004.-384 с ISBN 5-7695-18489-0

2.       Садовникова Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: учебное пособие /Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская.-4-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2008. - 334 с.

.        Матвеева Н.А. Гигиена и экология человека: учебник для студентов вузов / Н.А. Матвеева, А.В. Леонов, М.П. Грачевский и др.; под. ред. Н.А. Матвеевой. - М.: Издательский центр «Академия», 2005.-304 с. ISBN 5-7695-1849-9.

.        Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: учеб. пособие для студ.вузов. / Ю.Л. Хотунцев - М.: Издательский центр «Академия», 2002.-480 с. ISBN 5-7695-0870-1.

.        Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек: учеб. пособ. для вузов/Ю.В. Новиков. - М.:Фаир-Пресс,2002.-560 с. ISBN5-8183-0383-7.

.        Б.А. Ревич «Горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России / под ред. В.М. Захарова. - М.: Акрополь, Общественная палата РФ, 2007. - 192 с. ISBN 978-5-98807-024-5.

.        Коробкин В.И. Экология: учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. - изд. 14-е, дополн. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс,2008.-602, [1]с. - (Высшее образование) ISBN 978 - 5- 222-14563-0.

.        Николайкин Н.И. Экология: Учебник для вузов - Изд. 6-е, испр. - / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина; О.П. Мелехова.- М: Дрофа; 2008.- 624 с. (Высшее образование) - ISBN 978-5-358-04128-8.

.        Ревич Б.А. Диоксины / ПХБ и здоровье населения в городах России - итоги некоторых работ. / Б.А. Ревич// Материалы Российской конференции «Национальный план действий по экологически обоснованному управлению диоксинами/фуранами и диоксиноподобными веществами", М., 2002. С. 207-214.

.        Ревич Б. А. Химические вещества в окружающей среде городов России: опасность для здоровья населения и перспективы профилактики. / Б.А. Ревич // Вестник РАМН №9.М., 2002. С. 45 - 49.

.        А.А. Келлер Медицинская экология. / А.А. Келлер, В.И. Кувакин - СПб.: "Петроградский и К°", 1998.-256 с, илл. ISBN 5-88143-050-6.

.        Лебедева М.И. Экология: Учеб. пособие./ Лебедева М.И., Анкудимова И.А.- Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. 80 с. ISBN 5-8265-0165-0.

.        http://com.sibpress.ru/20.10.2006/law/81196.

.        Чебышев Н.В. Основы экологии: Учебное пособие / Н.В. Чебышев, А.В. Филиппова.- М: Новая Волна; 2007.-336 с. ISBN 978-5-7864-0178-4.

.        Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. / В.Ф. Протасов - М.: Финансы и статистика, 2001. - 672 с.

.        Воронков Н.А. Экология общая, социальная, прикладная: Учебник для студентов высших учебных заведений. / Н.А. Воронков - М.: Агар, 1999. - 424 с.

.        Киселев В.И. Основы экологии. / В.И. Киселев - Минск: Университет, 2000. - 383 с.

.        Маглыш С.С. Экология: учебное пособие / С.С. Маглыш. - Гродно: ГрГУ, 2001.-111 с. ISBN 985-417-244-9.

.        Пурмаль А.П. Антропогенная токсикация планеты. часть 1 / А.П. Пурмаль //Соросовский образовательный журнал, №9 1998 г. - с. 39-45.

.        Пурмаль А.П. Антропогенная токсикация планеты. часть 1/А.П. пурмаль //Соросовский образовательный журнал, №9 1998 г. с.46-52.