Эколого-гигиеническая оценка состояния почвенного покрова промышленного региона

Судьба поступающих в почвы техногенных химических веществ различна. Наиболее устойчивые в данных биоклиматических условиях накапливаются в малоподвижных формах (процесс аккумуляции). Другие, претерпев ряд химических превращений и вступая в реакции с органическими и минеральными соединениями почвы, образуют так называемые подвижные соединения, сохраняющиеся в почвах, и при соответствующих условиях становятся доступными для биоты (процесс трансформации). Третья группа химических соединений - самая подвижная, образующая истинные или коллоидные растворы, выносятся за пределы почвенной толщи и образуют локальные очаги загрязнения (процесс рассеяния).

В зависимости от свойств почв и характера поступающих загрязнителей, соотношение процессов аккумуляции, трансформации и рассеяния изменяются. Именно поэтому при картировании техногенного загрязнения территорий нельзя ограничиваться изучением валового количества загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов. Серьезное внимание следует уделять подвижным формам и их фазовому составу. Такой подход позволяет проводить прогнозные оценки влияния загрязненных почв на контактирующие с ним среды, поскольку почва - депонирующий компонент окружающей среды, отражающий загрязнение атмосферного воздуха за многолетний период [56].

К числу распространенных видов загрязнения почвы относится поступления в нее тяжелых металлов - большой группы химических элементов с массой более 50 атомных единиц. Тяжелые металлы попадают в почву различными путями: с газопылевыми выбросами (аэротехногенно), атмосферными осадками, водами, загрязненными промышленными стоками. Тяжелые металлы, попадая в почву в виде различных химических соединений, могут накапливаться в ней до высоких уровней, образуя геохимические аномалии [25,c.7].

С целью изучения загрязнения почвы г. Балхаша тяжелыми металлами сотрудниками лаборатории экологической биохимии и биофизики НЦГТ и ПЗ были произведены количественный и качественный спектральные анализы на содержание химических элементов в почвенном покрове г. Балхаша методом атомной эмиссии. Качественный анализ показал, что в почве г. Балхаша вышеназванным методом определялось порядка 20-30 химических элементов. Количественное содержание представлено в Таблице 1.

Таблица 1. Количественное содержание тяжелых металлов в почве г. Балхаша, мг/кг

Химические элементы и их соединения попадая в почву претерпевают ряд превращений, рассеиваются или накапливаются в зависимости от характера геохимических барьеров, свойственных данной территории. Часть техногенных выбросов, поступающих в природную среду в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть поступает в бессточные водоемы, где тяжелые металлы накапливаются и становятся источником вторичного загрязнения, т.е. образования опасных загрязнений в ходе физико-химических процессов, идущих непосредственно в среде.

Анализ проведенных исследований показал, что практически во всех точках забора, независимо от расстояния идет накопление металлов в почве. Более высокое содержание выявлено на расстоянии 500 метров, где наблюдается максимальное накопление Сu, Pb, As, Ni, Co, Cd. Уровень накопления было выше ПДК от 60 до 5 раз (p<0,01). На расстоянии 1500 м наблюдались аналогичные изменения, где содержание Cu, Pb, Zn, As было выше ПДК от 12 до 2 раз (p<0,01). По мере удаления от промышленных предприятий количество металлов, превышающих ПДК, уменьшилось. Это были в основном Cu, Pb, Zn, их концентрации на расстоянии 3000 м превышали предельный уровень от 6 до 1,48 раз (p<0,05; p<0,01).

Данные представлены на рисунке 3.

-<100 - 100-250 - 250-500 -> 1000

Рисунок 3. Комплексное загрязнение почв г. Балхаша тяжелыми металлами

Эколого-геохимическое состояние почв охарактеризовано коэффициентами концентрации (К_c) и коэффициентами опасности (К_о). Для оценки уровней загрязнения почвенного покрова отдельными тяжелыми металлами был проведен расчет коэффициентов концентрации (К_c) каждого элемента по формуле, представленной в методах исследований. В качестве фоновых приняты минимальные значения, повторяющиеся наибольшее число раз в пределах исследуемой территории, которые для изучаемой территории являются естественным уровнем содержания микроэлементов. Полученные данные по коэффициентам концентрации представлены в Таблице 2.

Таблица 2. Коэффициенты концентрации (К_c) тяжелых металлов в почве

Загрязнение почв г. Балхаша свинцом и медью, представленное на рисунке 4, 5, показывает, что вся территория города загрязнена выше фонового содержания этих металлов в почве.

- 3,5 - 9 С_ф (80-200 мг/кг), -9-45С_ф (200-1000 мг/кг),

->45 С_ф (>1000 мг/кг)

Рисунок 4. Загрязнение почв г. Балхаша свинцом в единицах фонового содержания (С_ф =30 мг/кг)

Коэффициент концентрации металлов в почве показал, что накопление для таких элементов, как свинец, медь, цинк, на расстоянии до 500 м, находится на чрезвычайно опасных уровнях. Уровень опасного загрязнения наблюдается практически для свинца и меди и на расстоянии 1500 и 3000 м.

Умеренно опасными являются почвы по загрязнению такими металлами, как цинк, ванадий - на расстоянии 1500 м, марганец - на расстоянии 3000 м.

Таким образом, на расстоянии 500 м и 1500 м почвенный покров изучаемой территории является зоной большой сорбции металлов. Об этом свидетельствует и суммарный показатель загрязнения Z_c, определенный по формуле:

Z_c = У К_c -(n-1), (5)

где, Zc - суммарный показатель загрязнения;

? - сумма;

Кс - коэффициент концентрации;

n - количество.

Установлено, что суммарный показатель загрязнения почв изученной территории г. Балхаша, составляет в среднем 91,9. Максимальное суммарное загрязнение характерно для жилого района на расстоянии 500 метров от БГМК, где Z_c был на уровне 204,3.

- < 3.5 С_ф (<200 мг/кг), - 3,5 -12 С_ф (200-700 мг/кг),

- 12-33 С_ф (700-2000 мг/кг), ->33 С_ф (>2000 мг/кг)

Рисунок 5. Загрязнение почв г. Балхаша медью в единицах фонового содержания (С_ф =40 мг/кг)

По мере удаления (на расстоянии 1500 метров) величина показателя степени загрязнения почв тяжелыми металлами уменьшается на 70%, на расстоянии 3000 м на 94%.

Коэффициент опасности по свинцу превышает ПДК на расстоянии 1500 м в 29 раз, на расстоянии 3000 м - в 16 раз. Кратность превышения коэффициентов опасности по меди превышает ПДК в 108 раз на расстоянии 500 м, в 15,8 раз - на расстоянии 3000 м, т. е наблюдается снижение показателей по мере удаления от комбината.

Для оценки уровней загрязнения почвенного покрова отдельными тяжелыми металлами также был проведен расчет коэффициентов опасности (К_о) каждого поллютанта Таблица 3.

Таблица 3. Коэффициенты опасности (К_о) тяжелых металлов в почве

Незначительное превышение ПДК отмечалось по цинку (К_о=3,9-8,0 на различных расстояниях) и никелю (К_о=1,2 на расстоянии 500 м). По остальным химическим элементам содержание в почве не превышало ПДК во всех точках отбора.

Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод о превышении фоновой концентрации по всем приоритетным тяжелым металлам во всех точках отбора, причем максимальные величины коэффициентов концентрации имеет свинец, медь, цинк, кадмий. Анализ распределения показателей, полученных в результате апробирования почв, позволил выделить зоны риска для здоровья населения. Так, 1 зона, расположенная от БГМК на расстоянии 500 м, относится к чрезвычайно опасной территории. На расстоянии 1500 м территория является опасной. Картографирование территорий по суммарному содержанию металлов с учетом градиента загрязнения почвы важно для подтверждения прогнозируемого генотоксического действия факторов и определения наиболее загрязненных участков в результате возможного усиления суммарного действия мутагенов [23,c.10].

Таким образом, для территории г. Балхаша характерна мозаичность загрязнения почвенного покрова, что объясняется выбросами промышленных предприятий, хранением токсичных отходов на промышленных площадках. Загрязнение городской среды интегрально отражается на загрязнении тяжелыми металлами почв огородов и дачных участков, что позволяет предположить миграцию тяжелых металлов по пищевым цепям.

Антропогенная деятельность БГМК вызвала резкое увеличение загрязнения почвенного покрова химическими элементами. В ряде случаев их количество существенно превосходит их естественные эмиссии от геологических объектов, а по масштабу воздействия, изученные химические элементы способствуют образованию биогеохимического региона с угрозой экологического воздействия на здоровье населения и будущего поколения.

Геохимическими и гигиеническими исследованиями установлены количественные связи между содержанием тяжелых металлов в атмосферном воздухе и выпадением их на территории городов, что фиксируется в виде аномалий в почве и снежном покрове. Снег обладает высокой сорбционной способностью, захватывая часть загрязняющих атмосферный воздух веществ во время снегопада и аккумулируя пыль, оседающую в периоды между снегопадами. Загрязнение атмосферы как бы проецируется на снежный покров.

Загрязненность снежного покрова характеризовалась коэффициентом загрязнения - превышением его над фоновым, который рассчитывался по формуле:

К_з = С/С_ф, (6)

где, К_з - коэффициент загрязнения;

С - концентрация вещества, мг/л;

С_ф - фоновая концентрация вещества

Поскольку ПДК химических веществ для снега не существует, оценка загрязнения снежного покрова проводилась по фоновому содержанию. Фоновые участки выбирались на территории, не подвергающейся загрязнению или испытывающей его в минимальной мере. Таким участком в наших исследованиях являлся Центральный парк культуры и отдыха (ЦПКиО). Все точки отбора снега аналогичны точкам отбора почвы. Отбор снега производился в марте-апреле до начала таяния снегов. Полученные результаты исследований представлены в Таблице 4.

Из полученных результатов исследования видно, что наиболее загрязненным является снежный покров на территории ТЭЦ, где отмечены превышения фонового содержания свинца в снеге до 12-13 раз.

Таблица 4. Содержание свинца в снежном покрове, мг/кг

Из представленной Таблицы 4 видно, что наиболее близкой к фоновому содержанию свинца в снежном покрове является территория центрального парка, на которой концентрация свинца в снеге достигает 380 ± 35 мг/кг.

На остальных участках городской территории отмечено содержание свинца в снежном покрове от 700 до 900 мг/кг, что выше по сравнению с фоновым содержанием свинца в снеге в 4 - 5 раз.

На рисунке 6 представлены данные по содержанию свинца в снежном покрове во всех исследуемых точках отбора.

Как видно из представленных результатов исследования, загрязнение снежного покрова характеризуется большим содержанием свинца на территориях ТЭЦ, которые в зимний период года работают наиболее интенсивно [26,c.7].

В летний период года наибольшее загрязнение свинцом почвенного покрова наблюдается в районах автостанции и вокзала, что объясняется очень интенсивным движением автотранспорта на этих участках города.

Одним из перспективных методов оценки качества окружающей среды является определение загрязнения снеговой воды, так как снег является надежным индикатором загрязнения, аккумулирующим почти весь объем выпадения из атмосферы за зимний период и сохраняющим геохимическую информацию до начала таяния снегов, в немалой степени определяющим состояние водоемов и почв.

Рисунок 6. Содержание свинца в снежном покрове, мг/кг

Проведенные исследования показали, что в талой воде во всех отобранных точках снега свинец не обнаружился. Очевидно, водорастворимая форма свинца присутствует в очень незначительном количестве, которое не обнаруживается применяемыми методами исследования.

3. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ПОЧВ КАЗАХСТАНА И ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Проблемы экологии на современном этапе развития общества приобретает не менее важное значение, чем экономическое развитие. Экология как и экономика, существует и развивается по своим объективным законам. Как известно, пренебрежение объективными законами экономики, ведет к застою, обнищанию и в конечном счете к экономическому краху. Но, не менее опасно пренебрегать и законами экологии. Сейчас уже ясно, что пренебрежение или несовместимость даже с некоторыми из них, ведет к тяжелой трагедии и быстрому вырождению человечества (трагедия Арала, мутация гены и т.д.).

Большая опасность связана с выбросом в биосферу чужеродных живым организмам веществ - ксенобиотиков (диоксины, образующиеся в хлорорганических производных), в т.ч. ранее в природе не существующих (при извержении вулканов).

Экологические проблемы любой страны обусловлены многими взаимосвязанными причинами, среди них физико-географические, экономические условия, социально-политическое устройство государства.

Главная характерная физико-географическая особенность Казахстана - обширность его территории, внутриконтинентальное положение в центре Евразии и обусловленное этим резкая континентальность климатических условий и развитие на огромной равниной части степного и пустынного ландшафтов, экосистемы которые весьма уязвимы антропогенному воздействию, легко дестабилизируются и обладают очень слабой самовозобновляющейся способностью.

В условиях административно-командной системы развитие экономики шло интенсивным путем в целях максимального выкачивания природных ресурсов, без учета последствий такой хозяйственной деятельности на экологию. Это привело к масштабному и глубокому нарушению условий жизнеобеспечения людей. Развитие общества происходило при явной дисгармонии экономики и экологии.

Унаследованная от прошлого экологическая ситуация нашей страны настолько опасна для жизнедеятельности не только нынешнего, но и будущих поколений, что уже не без основании у ученых -экологов вызывает тревогу перспектива генофонда нашего народа.

Усилились процессы техногенного загрязнения почв. Четко обозначилась тенденция производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной пестицидами. Такая продукция оказывает влияние на здоровье людей.

В наследство от прошлой системы Казахстану досталось тяжелое экологическое наследство. Это широкоизвестные процессы опустынивания в Приаралье, Прибалхашье и Прикаспии (около 59,9% территории страны оказались подвергнутыми опустыниванию), радиоактивное заражение земель в результате ядерных взрывов и добыче урановых руд, огромные площадки отравленных земель вскрышными и шахтными стволами, золоотвалами, хвостохранилищами. К концу 2000 г на предприятиях республики накоплено 2,756 млрд.тонн твердых, 3,6 млн. жидких и 347,5 млн.тонн пастообразных токсичных отходов. В хранилищах и отвалах целинного горно-химического комбината (г.Степногорск) находится 66 млн.т радиоактивных отходов с активностью 68тыс.кюри, в Жамбылской области 54 млн.т, в Жезказганской -57 млн.т, в Шымкентской и Кызылординской 49 куб.м остаточных растворов подземного выщелачивания урана. В Усть-Каменогорске - 1,4млрд.т радиоактивных и токсичных (бериллиевых) отходов. Всего по республике образовалось 118 стволов вскрышных пород, некондиционных руд и отходов переработки радиоактивных руд, общим объемом 56,1 млн.куб.м., занимающих площадь 1,4 тыс.га. радиоактивный фон этих отходов составляет от 35 до 3000 мкр/час.

Лабораторными исследованиями Казахстанской Республиканской СЭС установлено в 2000 году превышение максимально допустимого уровня (МДУ) содержания хлорорганических пестицидов в сырьевом материале и продуктах питания в г.Алматы, Южно-Казахстанской, Восточно-Казахстанской, Алматинской, Кызылординской и Жамбылской областях.

Загрязнение вод в 2000 году по сравнению с 1990 г возросло на 21 %. Более 80% воды, используемой в республике в качестве питьевой, не соответствует санитарно-гигиеническим нормам. Жители более 2,5 тыс. поселков Казахстана пьют минерализованную воду.

Предварительное изучение экологического состояния и рационального использования земельных фондов республики показало, что идет сильное загрязнение почвы различными ядохимикатами, тяжелыми металлами и наблюдается интенсивное снижение его плодородия. Всего по республике нарушено 170 тыс.га земель, из них 80 тыс.га подлежит коренной рекультивации. Не используется более 120 тыс.га орошаемых сельхозугодий, из них 30 тыс.га по причине засоления и заболачивания. Очень низок КПД оросительных систем, который составляет по республике 0,5, т.е. половина воды теряется при ее транспорте от водоисточников до полей орошения. Резко падает плодородие почвы. Например, в Северном Казахстане содержание гумуса в почвах за последние 30 лет уменьшилось на 5-20% от первоначального и продолжает снижаться. Этому, в первую очередь, способствует широкое развитие водной и ветровой эрозии почв. Известно, что 50 млн.га земель республики являются активными очагами водной и 76 млн.га ветровой эрозии почв. Значительная часть этих земель неоднократно подвергались смыву и выдуванию, что привело к сокращению не только пашни, но и пастбищных угодий.

Из недр республики извлекается ежегодно свыше 360 млн.тонн минерального сырья, а в перспективе эти цифры значительно возрастут. Из них не более 2% переводится в конечный продукт, остальные 98% возвращается природе в виде отходов. Уже сейчас в республике накоплен свыше 16 млрд.тонн отходов и ежегодный их прирост составляет около 1 млрд.тонн.

Живой и растительный мир находится в депрессирующем состоянии вследствие бессистемной и научно-необоснованной эксплуатации. В результате изменяющейся экологической ситуации происходит исчезновение ряда ценных видов животных и растений, а в отдельных случаях происходит их замещение вредными или менее ценными видами. Например, если в Красной книге республики в 1980 году числилось 87 видов, то в настоящее время под охрану взято уже 126 видов различных животных.

Приведенная далеко неполная информация о состоянии природной среды и ее объектах свидетельствует о чрезвычайно сложной и ответственной задаче стабилизации и последующем оздоровлении сложившейся экологической обстановки в республике.

Порядок реализации программы экологической стабилизации и оздоровления окружающей среды конкретного региона республики и Казахстана в целом может быть реализован следующим образом. По заказу правительственных, областных органов разрабатывается комплексная программа научных исследований, анализируется имеющиеся в банке данных материалы по конкретному региону, в случае необходимости выполняется дополнительные полевые исследования на местах. Проводится экспертиза общественного мнения и уже к концу первого этапа представляется заказчику первый вариант Программы экологического оздоровления с экологической картой территории, на которой будут показаны состояние природных вод, почв, загрязненность атмосферных осадков, система природопользования и другие факторы.

Первый вариант Программы и соответствующая карта обсуждаются у заказчика с привлечением всех заинтересованных сторон и специалистов региона, в результате чего вносятся изменения в Программу и уточняется работа следующего этапа, а именно: намечаются мероприятия по стабилизации экологической обстановки в регионах, устанавливаются приоритеты, определяются правовые и экономические регуляторы природопользования, намечаются мероприятия по охране окружающей среды и защите прав населения региона. Таким образом, мероприятия по стабилизации и оздоровлению экологически деградирующих систем будут включать технологические, экономические, правовые, социологические, политические, агротехнические, мелиоративные, биологические и другие аспекты, что обеспечивается имеющимся научным потенциалом республики.

После выполнения исследований второго этапа Заказчику представляется второй вариант Программы экологического оздоровления с указанием конкретных и согласованных мероприятий, составленных с учетом общественного мнения и проблем вхождения в рынок. Третий этап исследований предполагается посвятить более глубокому анализу результатов предыдущих этапов и разработке долгосрочной программы природопользования: восстановление экосистем малых рек и озер, реализации модели экологически чистой, ресурсосберегающей системы земледелия, повсеместный переход на безотходные технологии использования природного сырья, на замкнутые системы водоснабжения в промышленности и коммунальном хозяйстве и другие мероприятия, в результате реализации которых в перспективе природный потенциал региона и республики в целом не только восстановится, но и начинает постепенно обогащаться. Такие технологии уже существуют в Нидерландах и Юго-Восточной Азии.

На основании изложенного можно сделать вывод о том, что деструктивные процессы природной среды многообразны, сложные и масштабны. В решении этих проблем часто требуется комплексный подход с привлечением многих специалистов различного профиля, в т.ч. пищевых производств и легкой промышленности. Поэтому в перспективе следует предусмотреть создание единой государственной эколого-информационной службы, института проблем экологии и возродить Республиканскую научно-техническую программу “Экология Казахстана”, которые могли бы служить главными исследовательскими и методическими центрами по проблемам экологии Казахстана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В качестве объекта исследования был выбран г.Балхаш, являющийся типичным для Центрального Казахстана городом с развитой промышленностью, количество населения составляет более 70 тысяч человек.

Как показывают данные, климатические условия г. Балхаша в целом благоприятны для рассеивания выбросов. Близость к мощным источникам выбросов БГМК, ТЭЦ и хвостохранилищу при неблагоприятных направлениях ветра приводит к значительному возрастанию содержания SO₂ и пыли в воздухе.

Острой экологической проблемой является хвостохранилище комбината. Отсутствие полигона для захоронения промышленных отходов приводит к тому, что основная масса токсичных отходов 1-3 класса опасности накапливается в нем и способствует дополнительному техногенному загрязнению почвенного покрова и вторичному загрязнению атмосферного воздуха. В хвостохранилище складируются твердые отходы производства обогатительной фабрики комбината, поступающие туда по пульпопроводу. При выплавке меди от 70 до 90% первичного сырья переходит в отвалы.

Хвостохранилище, которое состоит из пруда отстойника (362,8 м³/с) и пруда испарителя (356,8 м³/с), расположено на западе от комбината и непосредственно примыкает к нему. С юга оно отделено от залива Торангалык плоской песчаной полосой, заросшей невысоким камышом. Ширина этой полосы 250-300 метров. Расстояние от восточной стороны хвостохранилища до жилого массива г. Балхаш составляет 2,5-3 км. Площадь хвостохранилища составляет 22 км², вместе с прудом - испарителем 40 км² . В нем накоплено до 1200 млн. тонн отходов, содержащих значительное количество тяжелых металлов. Большая часть этих отходов медеплавильного производства подвергается выветриванию и выносится за пределы хвостохранилища.

По содержанию ионов тяжелых металлов, по мнению ряда авторов пробы хвостохранилиша нельзя относить к категории природных почв - по концентрации тяжелых металлов эти искусственные почвы являются промышленно обогащенными концентратами, готовыми к вторичному использованию [27,с 26].

В результате наших исследований были сделаны следующие выводы:

Исследование выноса частиц с поверхности хвостохранилища Балхашского горно-металлургического комбината, проведенные Казгидрометом, показали наличие интенсивных процессов дефляции примерно на половине его площади. Повседневно действующий конвективный механизм подъема мелкодисперсных частиц на фоне умеренных скоростей ветра (4 - 5 м/с) дает в сутки величину выноса порядка 100т. Учитывая длительность теплого периода, когда действуют конвективные процессы, вынос этим механизмом, достигает, порядка 24000 - 25000 т в год. Многолетняя деятельность промышленных предприятий г. Балхаша отрицательно сказалась на состоянии почвенного покрова города. Гигиеническими исследованиями установлены количественные связи между содержанием тяжелых металлов в атмосферном воздухе и выпадением их на территории городов, что фиксируется аномалиями на почве.

Количественный и качественный спектральные анализы на содержание химических элементов анализ показал, что в почве г. Балхаша определялось порядка 20-30 химических элементов, практически во всех точках забора, независимо от расстояния идет накопление металлов в почве. Более высокое содержание выявлено на расстоянии 500 метров, где наблюдается максимальное накопление Сu, Pb, As, Ni, Co, Cd. Уровень накопления было выше ПДК от 60 до 5 раз (p<0,01). На расстоянии 1500 м наблюдались аналогичные изменения, где содержание Cu, Pb, Zn, As было выше ПДК от 12 до 2 раз (p<0,01). По мере удаления от промышленных предприятий количество металлов, превышающих ПДК, уменьшилось. Это были в основном Cu, Pb, Zn, их концентрации на расстоянии 3000 м превышали предельный уровень от 6 до 1,48 раз (p<0,05; p<0,01).

Эколого-геохимическое состояние почв охарактеризовано коэффициентами концентрации (К_c) и коэффициентами опасности (К_о). Для оценки уровней загрязнения почвенного покрова отдельными тяжелыми металлами был проведен расчет коэффициентов концентрации (К_c) каждого элемента по формуле, представленной в методах исследований. Коэффициент концентрации металлов в почве показал, что накопление для таких элементов, как свинец, медь, цинк, на расстоянии до 500 м, находится на чрезвычайно опасных уровнях. Уровень опасного загрязнения наблюдается практически для свинца и меди и на расстоянии 1500 и 3000 м.

Умеренно опасными являются почвы по загрязнению такими металлами, как цинк, ванадий - на расстоянии 1500 м, марганец - на расстоянии 3000 м.

Таким образом, на расстоянии 500 м и 1500 м почвенный покров изучаемой территории является зоной большой сорбции металлов.

Для оценки уровней загрязнения почвенного покрова отдельными тяжелыми металлами также был проведен расчет коэффициентов опасности (К_о) каждого поллютанта. Коэффициент опасности по свинцу превышает ПДК на расстоянии 1500 м в 29 раз, на расстоянии 3000 м - в 16 раз. Кратность превышения коэффициентов опасности по меди превышает ПДК в 108 раз на расстоянии 500 м, в 15,8 раз - на расстоянии 3000 м, т. е наблюдается снижение показателей по мере удаления от комбината.

Незначительное превышение ПДК отмечалось по цинку (К_о=3,9-8,0 на различных расстояниях) и никелю (К_о=1,2 на расстоянии 500 м). По остальным химическим элементам содержание в почве не превышало ПДК во всех точках отбора.

Отсюда, можно сделать вывод что превышении фоновой концентрации по всем приоритетным тяжелым металлам во всех точках отбора, причем максимальные величины коэффициентов концентрации имеет свинец, медь, цинк, кадмий. Анализ распределения показателей, полученных в результате апробирования почв, позволил выделить зоны риска для здоровья населения. Так, 1 зона, расположенная от БГМК на расстоянии 500 м, относится к чрезвычайно опасной территории. На расстоянии 1500 м территория является опасной. Картографирование территорий по суммарному содержанию металлов с учетом градиента загрязнения почвы важно для подтверждения прогнозируемого генотоксического действия факторов и определения наиболее загрязненных участков в результате возможного усиления суммарного действия мутагенов [29,с 6].

Таким образом, для территории г. Балхаша характерна мозаичность загрязнения почвенного покрова, что объясняется выбросами промышленных предприятий, хранением токсичных отходов на промышленных площадках. Загрязнение городской среды интегрально отражается на загрязнении тяжелыми металлами почв огородов и дачных участков, что позволяет предположить миграцию тяжелых металлов по пищевым цепям.

Геохимическими и гигиеническими исследованиями установлены количественные связи между содержанием тяжелых металлов в атмосферном воздухе и выпадением их на территории городов, что фиксируется в виде аномалий в почве и снежном покрове. Поскольку ПДК химических веществ для снега не существует, оценка загрязнения снежного покрова проводилась по фоновому содержанию. Фоновые участки выбирались на территории, не подвергающейся загрязнению или испытывающей его в минимальной мере. Таким участком в наших исследованиях являлся Центральный парк культуры и отдыха (ЦПКиО). Все точки отбора снега аналогичны точкам отбора почвы. Из полученных результатов исследования видно, что наиболее загрязненным является снежный покров на территории ТЭЦ, где отмечены превышения фонового содержания свинца в снеге до 12-13 раз. Наиболее близкой к фоновому содержанию свинца в снежном покрове является территория центрального парка, на которой концентрация свинца в снеге достигает 380 ± 35 мг/кг. На остальных участках городской территории отмечено содержание свинца в снежном покрове от 700 до 900 мг/кг, что выше по сравнению с фоновым содержанием свинца в снеге в 4 - 5 раз. Как видно из представленных результатов исследования, загрязнение снежного покрова характеризуется большим содержанием свинца на территориях ТЭЦ, которые в зимний период года работают наиболее интенсивно. В летний период года наибольшее загрязнение свинцом почвенного покрова наблюдается в районах автостанции и вокзала, что объясняется очень интенсивным движением автотранспорта на этих участках города.

Проведенные исследования показали, что в талой воде во всех отобранных точках снега свинец не обнаружился. Очевидно, водорастворимая форма свинца присутствует в очень незначительном количестве, которое не обнаруживается применяемыми методами исследования.

Таким образом антропогенная деятельность БГМК вызвала резкое увеличение загрязнения почвенного покрова химическими элементами. В ряде случаев их количество существенно превосходит их естественные эмиссии от геологических объектов, а по масштабу воздействия, изученные химические элементы способствуют образованию биогеохимического региона с угрозой экологического воздействия на здоровье населения и будущего поколения.

-отсутствие санитарно-защитной зоны в г.Балхаша способствует загрязнению жилой зоны города.

-наиболее распространенными видами загрязнения почвы г.Балхаша являются тяжелые металлы, которые накапливаются в ней до высоких уровней.

-более высокое содержание меди, свинца, кобальта, кадмия выявлено на расстоянии 500 м от комбината.

-накопление свинца, меди и цинка на расстоянии 500 м оценивается как чрезвычайно опасная территория.

Размещено на Allbest.ru