Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ предшествующих исследований 14
ГЛАВА 2. Методика работ 16
ГЛАВА 3. Характеристика района исследований 21
3.1 Природно-геологические условия 21
3.2. Характеристика хозяйственной деятельности 26
3.3. Основных загрязняющие предприятия 28
3.4. Экологическая обстановка в г. Владикавказ 36
ГЛАВА 4. Эколого-геохимический подход 41
ГЛАВА 5. Эколого-медицинский подход 74
ГЛАВА 6. Расчет экологических рисков по техногенным аномалиям в почвах 96
6.1 Понятие экологического риска 97
6.2 Экологическая обстановка в городе 101
6.3. Методика оценки рисков 103
6.4 Модель взаимодействия почвенной и воздушной аномалии 107
Заключение 119
Литература 125
- Природно-геологические условия
- Основных загрязняющие предприятия
- Понятие экологического риска
- Модель взаимодействия почвенной и воздушной аномалии
Введение к работе
Актуальность работы. Характерной чертой, присущей современным городам и промышленным центрам, является высокая концентрация производства и людей на ограниченном пространстве, что определяет одну из основных причин ухудшения экологического состояния городских территорий. Особенно выражены эти негативные тенденции в промышленных центрах, где предприятия расположены внутри жилых кварталов. Сложность и многообразие многочисленных проблем, связанных с техногенным загрязнением среды обитания и непосредственным воздействием поллютантов на здоровье населения, требует поиска путей их разрешения. В России, одним из промышленных городов, где антропогенные изменения биосферы носят угрожающий характер, является столица Республики Северная Осетия -Алания - г. Владикавказ, в центре которого расположены два известных действующих предприятия цветной металлургии — ОАО «Электроцинк» и АО «Победит». Суммарный срок службы металлургических комплексов составляет более 150 лет, что говорит о том, что техногенному воздействию химических загрязнителей подвержены уже 4 поколения жителей, при этом миграционные процессы во Владикавказе практически отсутствуют. Ситуация осложняется тем, что в столице постоянно проживает более половины населения республики, что не может не сказаться на генофонде нации.
Воздействие любых негативных факторов отражается, прежде всего, на здоровье детей и женщин фертильного (детородного) возраста, особенно в
период беременности. На отдельных промышленных территориях эта проблема уже вышла за рамки чисто медицинских исследований, т.к. прогрессирующее ухудшение здоровья наиболее уязвимых групп населения уже напрямую связывают с возрастанием антропогенных нагрузок. Особенно выражены эти негативные тенденции среди жителей металлургических центров. Современные предприятия перерабатывающего цикла характеризуются техногенными выбросами сложного химического состава, содержащими значительные количества металлов, обладающих различной специфической токсичностью (свинец, кадмий и другие). Отрывочные сведения о токсическом воздействии каждого из них и комбинированном (комплексном) воздействии на живой организм, описанные в литературе, больше частью основаны на экспериментальных данных. Вопрос о роли техногенных загрязнений в формировании отрицательных характеристик здоровья населения не имеет однозначного разрешения. В настоящее время отчетливо прослеживаются тенденции, при которых акцент в экологических исследованиях перемещается на оценку качественных характеристик среды обитания с выявлением механизмов ее воздействия на человека. Необходимость развития этого направления послужила основой для проведения исследований состояния среды обитания с 2- позиций: эколого-геохимической и эколого-медицинской.
Окружающая среда крупных и промышленных городов является и условием, и результатом жизнедеятельности людей. В целях ослабления
негативных эффектов, возникающих в здоровье населения, и стабилизации общей демографической ситуации, проведение комплекса эколого-геохимических и эколого-медицинских работ, является весьма актуальным, т. к. дает возможность принимать решения на основе четкого анализа связи специфических патологий с конкретными химическими загрязнителями на фоне определенных геохимических параметров среды обитания. В то же время основная задача прогноза рассчитанных экологических рисков возникновения онкозаболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды, заключается в привлечении внимания широкой общественности к существующей тревожной ситуации, т.к. никакая проблема не может быть решена ранее того, чем станет достоянием общественного мнения
Цель исследований. Определить эколого-геохимические параметры среды обитания, изучить последствия техногенного загрязнения на здоровье населения и оценить риск возможного развития онкозаболеваний у жителей Владикавказа.
Задачи исследования:
Анализ опубликованных геохимических данных о загрязнении природных сред на территории Владикавказа;
Выявление характерных типов техногенного загрязнения в почвах, дифференциация их по составу, интенсивности и пространственному распределению на территории города;
Обобщение и систематизация данных государственной медицинской статистики и результатов эпидемиологических исследований выборочных групп населения;
Поиск связей между токсичными поллютантами и возникновением специфических патологических синдромов у детей;
Рячрабттся^етодарасчета -геологических рисков ДЛЯ населения ПО геохимическим данным.
Защищаемые положения:
В зонах влияния предприятий металлургического профиля основными закономерностями распределения загрязняющих компонентов в депонирующих средах является формирование комплексных аномалий с концентрациями основных рудных элементов и примесных компонентов руд, в десятки и сотни раз превышающими нормативные показатели соответствующих сред.
Определен спектр основных поллютантов и доказана функциональная зависимость между их концентрациями и числом врожденных уродств у детей;
Разработана методика расчета экологических рисков по почвенным аномалиям, позволяющая осуществить прогноз онкозаболеваний.
Научная новизна. Впервые у населения Владикавказа, проживающего в районах с однотипными по составу, но различными по концентрациям загрязнителями, выделены патологические синдромы, носящие либо
специфические, либо неспецифические эффекты. Впервые модель взаимодействия почвенной и атмосферной аномалий позволила произвести расчет рисков канцерогенных заболеваний с использованием геохимических данных.
Практическая значимость. На основе проведенных работ территория Владикавказа районирована по уровню техногенного загрязнения среды обитания. Осуществлен дифференцированный подход к показателям здоровья населения в зависимости от геохимических характеристик среды обитания.
Полученные результаты МОГуТ СЛУЖИТЬ ОСНОВОЙ Л,71" рачряАгугуи прги-рамм по
оздоровлению окружающей среды и медико-экологической реабилитации населения. Выполненный расчет опасности экологических рисков говорит о необходимости принятия экстренных мер, направленных на снижение рисков канцерогенных заболеваний среди жителей.
Фактическая основа исследований. Комплекс геохимических и эколого-медицинских исследований, составивших основу диссертационной работы, был проведен Институтом минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ИМГРЭ) совместно с Государственным Северо-Кавказским опытно-методическим геологическим предприятием и Северо-Осетинской Государственной медицинской академией (СОГМА) в 1999-2001 гг. Для решения поставленных задач, прежде всего, изучались и анализировались имеющиеся геохимические данные о загрязнении природных сред территории Владикавказа и сведения, отражающие медико-демографическую ситуацию и
состояние здоровья населения. Источниками информации служили официальные материалы Государственных докладов «О состоянии окружающей природной среды и деятельности министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Республики Северная Осетия-Алания» за 1994-2000 гг., Парламентских слушаний по «Социально-демографической ситуации в Республике Северная Осетия-Алания», данные Госкомстата, Минздрава и другие официальные документы. Сравнительный анализ геохимических и медико-статистических данных по Владикавказу позволил выделить фоновую и опытную территории, на которых проводились дальнейшие комплексные экологические исследования.
Блокгеохимических работ включал почвенное опробование (743 пробы), и биогеохимическое (30 проб). Пробы почв и растительности проанализированы в Бронницкой ГГЭ методом полуколичественного спектрального анализа, выборочно применены методы атомной эмиссии и камерных электродов. В качестве информационного геохимического материала по другим природным транспортирующим и депонирующим средам служили данные, опубликованные в Государственных докладах.
Медицинский блок исследований базировался на данных первичной
оценки медико-демографической ситуации, дополненных
эпидемиологическими исследованиями выборочных групп населения. Изучение динамики заболеваемости детей и нарушений репродуктивного здоровья женщин проводилось на базах профильных лечебно-
профилактических учреждений города. Эпидемиологические исследования осуществлялись по общепринятым методикам. Изучение первичной документадии25 790 детей проводилось в районах обслуживания детскими поликлиниками Промышленного и Затеречного округов.
В результате были созданы базы геохимических и медицинских данных, интерпретация которых осуществлялась с использованием программного пакета ГЕОСКАН и технологии ЭКОСКАН, разработанных в ИМГРЭ.
Апробация работы. Основные материалы диссертации изложены в 2-х информационных отчетах за 2000 и 2001 гг. (ИМГРЭ), представлены и докладывались на V Международной научно-практической конференции «Проблемы управления качеством окружающей среды (Москва, 2000), на международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование» (Санкт-Петербург, 2000), на Всероссийском геологическом конгрессе (Санкт-Петербург, 2000), на Ш Международном совещании «Геохимия биосферы» (Ростов-на-Дону, 2001), на Международном симпозиуме в Литве (Вильнюс, 2001), на П межрегиональной научно-практической конференции «Пути снижения материнской и перинатальной заболеваемости и смертности» (Нальчик, 2002). Материалы диссертации вошли в тематику лекций, прочитанных студентам П-Ш курсов экологических факультетов Российского университета Дружбы народов (РУДН) и Московской государственной геолого-разведочной академии (МГТА). По материалам диссертации подготовлено сообщение для председателя
международного геологического общества (IUGS) prof. Dr.Ed. FJ. de Mulder по результатам эколого-геохимической деятельности ИМГРЭ. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в т.ч. 2 монографии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения; изложена на 135 страницах, содержит 21 рисунок и 8 таблиц. Список литературы насчитывает 95 работ.
Благодарности, Работа выполнена в секторе математического обеспечения научно-исследовательских работ Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов под руководством ведущего научного сотрудника кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых МГУ, к.г.-м.н. Шатагина Николая Николаевича, которому автор выражает глубочайшую признательность. За разносторонние консультации и помощь при выполнении исследований в области медицинской систематики особую благодарность автор выражает ведущему научному сотруднику сектора МОНИР (ИМГРЭ), к.м.н. Зангиевой Тамаре Давыдовне. Автор выражает искреннюю благодарность директору Государственного Северо-Кавказского ОМГП Кайтукову М. 3. за постоянную поддержку и доброжелательное отношение. Автор признателен за предоставленные материалы профессору кафедры акушерства и гинекологии Северо-Осетинской Государственной медицинской академии Цаллаговой Л.В. Автор благодарит всех сотрудников сектора математического обеспечения - Евсеева В.А., Родину Т.В., Васильева В., Гинзбурга Л.Н., Баранову Т.И., Ладонину Н.Н., Пяткова А.В., Бурилину
A.M., Курчавову A.M. - за постоянное содействие и внимание за период работы над диссертацией, а также всех сотрудников института, оказавших помощь в работе над диссертацией.
Природно-геологические условия
Территория работ расположена в предгорно-лесостепной зоне Осетинской наклонной равнины. Поверхность равнины рассечена неглубокой долиной р. Терек, а в южной части осложнена склонами Лесистого хребта. Абсолютные высотные отметки возрастают от 500 м на севере равнины до 900 м на юге. Относительные превышения всхолмленных участков незначительны и достигают первых десятков метров на уступах аллювиальных террас четвертичного возраста. Климат района умеренно-континентальный, со среднегодовой температурой +8С, средней температурой января -5С, июля + 20С. Среднегодовое количество осадков колеблется от 600 мм на севере района до 1000 мм на юге, на период с апреля по октябрь приходится 80% всей суммы осадков. Преобладают ветры юго-восточного, южного и юго-западного направлений. Основные реки - Терек и Камбилеевка (приток р. Терек), относятся к категории горных.
Река Терек берет начало в горах Главного Кавказского хребта на высоте 2713 м. Основную роль в ее питании играют реки ледников и высокогорных снегов, в меньшей степени - атмосферные осадки, грунтовый сток и др. Площадь водосбора реки в створе Владикавказа составляет 1490 км2, средний по году расход воды за период многолетних наблюдений - 34,4 м3/сек, средний расход в июле - 82,0 м /сек, в феврале -11,0 м /сек. Река Камбилеевка, в пределах рассматриваемой территории, является наиболее крупным притоком р. Терек. В отличие от р. Терек, имеет родниковое происхождение и берет начало из источников, расположенных на склонах Скалистого хребта, питается за счет атмосферных осадков и грунтовых вод. В р. Камбилеевку впадает ручей Собачья Балка, пересекающий с севера на юг промышленную зону правобережной части города Владикавказа и являющийся коллектором значительной части сбросов сточных вод предприятий.
Почвы. В южной части исследуемого района ближе к подножию Лесистого хребта развиты горно-лесистые глинистые и суглинистые почвы. Севернее располагаются луговые оподзоленные глинистые почвы. Характерным типом почв для города являются выщелоченные черноземы различной мощности местами оподзоленные, в поймах отмечены слаборазвитые аллювиальные почвы, на территориях лесопарков представлены супесями и суглинками, в зонах селитебной и промышленной застройки почвы приближаются к урбаноземам.
Растительност ь. Массивы древесно-кустарниковой растительности покрывают подножия и склоны Лесистого хребта. Здесь произрастают бук, граб, дуб, ольха и сосна, вдоль русел рек и ручьев - лещина и другие кустарниковые. Пастбища, сенокосы и другие не возделываемые угодья покрыты травами. В черте города и на прилегающей территории распространены посадки декоративных и фруктовых деревьев. К особо охраняемым территориям относится парк культуры и отдыха им. К.Л.Хетагурова, заложенный в середине IX века и имеющий важное экологическое и рекреационное значение. Региональное значение имеет также Владикавказский дендропарк, расположенный на южной окраине Владикавказа, в состав которого входят экзотические растения (более 400 видов).
Геологическое строение. Территория работ принадлежит предгорной Осетинской впадине, ограниченной с севера Сунженским поднятием, а с юга -зоной северной моноклинали антиклинория Большого Кавказа. Осетинская впадина имеет брахисинклинальную форму и сложена аллювиальными отложениями четвертичного возраста (валуны, галька, песчано-гравийные отложения) мощностью до 300-400 м, залегающих на суглинках, туфогенных песках и галечниках верхнего плиоцена. Породы неогенового возраста обнажаются на склонах Лесистого хребта и в долине р. Терек.
Гидрогеологические условия. В гидрогеологическом отношении рассматриваемая территория приурочена к южной части обширного артезианского бассейна Осетинской наклонной равнины и охватывает зону активного формирования и питания водоносных комплексов в четвертичных и неогеновых отложениях. Гидрогеологические условия района работ выглядят следующим образом. Суглинки и глины верхнего плиоцена являются водоупорным горизонтом и образуют подошву подземных вод аллювиальных и ледниковых отложений плейстоцена. Поверхность указанных вод, условно относимых к грунтовым, залегает на глубине от 150 м в южной части Владикавказа до 110 м - на севере. Отток направлен с юга на север в соответствии с наклоном Осетинской равнины. Водообильность плейстоценового горизонта невысокая, удельный дебит достигает 0,3 - 0,5 л/сек, а коэффициент фильтрации изменяется от 0,5 до 2-4 м/сут., увеличиваясь с юга на север. Воды данного горизонта широко используются для удовлетворения нужд питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения предприятий Владикавказа и прилегающих населенных пунктов. Расположенные выше уровня грунтовых вод в четвертичных отложениях линзы и прослои глин и суглинков, а также горизонты валунно-галечников с глинистым заполнителем служат относительными водоупорами и, в некоторой степени, защищают подземные воды от загрязнения.
Основных загрязняющие предприятия
Наиболее крупными предприятиями перерабатывающего цикла являются ОАО «Электроцинк» и АО «Победит». Вплотную к ним располагаются ОАО «Магнит», ОАО «Иристонстекло», ОАО «Топаз» и Вагоноремонтный завод. Все перечисленные объекты вместе образуют единую промышленную зону, находящуюся в центральной части города. В таблице 1 приведены годовые валовые выбросы загрязняющих веществ по этим предприятиям, которые наглядно демонстрируют, что количество выброшенных «Электроцинком» в атмосферу загрязняющих веществ на порядок выше выбросов других производств. Третье место по атмосферным выбросам занимает АО «Победит».
Приведенные данные по 1994 г. свидетельствуют, что основным поставщиком загрязняющих веществ в атмосферу Владикавказа является ОАО «Электроцинк». Анализ выбросов в динамике за 5 лет только усиливает этот вывод, т.к. выбросы Владикавказского вагоноремонтного завода уменьшились до 184 т, выбросы ОАО «Иристонстекло» также сократились до 700,9 т, а выбросы АО «Победит» напротив увеличились до 434,825 т (данные 1999 г.). Таким образом, по данным 1999 г лидерство «Электроцинка» и «Победита» в загрязнении Владикавказа, в т.ч. и тяжелыми металлами, не вызывает сомнений.
Предприятия иветной металлургии — ОАО «Электроиинк» и АО «Победит». Установлено, что основными загрязняющими производствами во Владикавказе являются предприятия цветной металлургии. Отрасль представлена двумя крупнейшими заводскими комплексами перерабатывающего направления - ОАО «Электроцинк» и АО «Победит»- и одним предприятием добывающего профиля - Садонским свинцово-цинковым комбинатом (ССЦК). Предприятия перерабатывающего цикла располагаются в центральной части Владикавказа. Кроме ОАО «Электроцинк» и АО «Победит» к предприятиям цветной металлургии относится ОАО «Магнит», выбросы которого менее незначительны (табл.1) и в дальнейших расчетах не принимались во внимание. Общая доля выбросов по предприятиям цветной металлургии (за 1994 г.) составляет около 11 тыс. т/год. В целом по отрасли в атмосферу Владикавказа (за год) выбрасывается (без учета газообразных): окиси цинка - 10, 5 т (99,5 % от республиканских), серной кислоты - 88, 164 т, свинца и его соединений - 24,5 т (98 % от республиканских), мышьяка и его соединений - 2 т.
Развитие цветной металлургии в Северной Осетии имеет глубокие корни [88]. Сведения о разработке Садонского месторождения уходят в глубокую древность (IV век н.э.). В 1768 г. геологом Степаном Вонявиным впервые на геологическую карту наносится контуры Садонского месторождения. С 1850 г. из частных рук рудник переходит в казенное управление. В 1853 г. строится Алагирский плавильный завод, а несколько позже поисковыми работами под руководством СИ. Щастливцева были открыты почти все известные в настоящее время месторождения и рудопроявления Садонской группы. В 1896 г. было утверждено горнопромышленное и химическое общество «Алагир», которое создало оборудование для рудника, построило гидроэлектростанцию на р. Садон, Мизурскую горно-обогатительную фабрику и металлургический завод во Владикавказе - завод Кавцинк, ныне ОАО «Электроцинк». Таким образом, с некоторыми перерывами (революция, войны) на настоящий момент период деятельности комбината составляет свыше 100 лет.
ОАО «Электроцинк» является крупнейшим предприятием по производству цветных металлов и состоит из двух основных производств — свинцового и цинкового, связанных между собой единством первичного сырья (концентраты свинцово-цинковых руд Садонской группы полиметаллических месторождений, в последние годы также импортные концентраты) и единой технологической схемой. Помимо свинца и цинка на заводе получают медь, серебро, кадмий, индий, германий, кобальт, селен, а также производят серную кислоту. Кроме сульфидных концентратов, в производственном цикле используется вторичное аккумуляторное сырье.
АО «Победит» построен в послевоенное время, введен в строй с 1947 г. Срок службы составляет свыше 50 лет. В качестве сырья используются вольфрам-молибденовые руды Тырныаузского месторождения (республика Кабардино-Балкария). В последние годы, также как и «Электроцинк», работает и на привозном сырье. Располагается на смежной с «Электроцинком» территории и производит: вольфрам металлический, нитевую вольфрамовую проволоку, молибден металлический, разного назначения твердые сплавы, карбид вольфрама, металлический рений и молибденовый порошок. Оба предприятия работают по замкнутой схеме комплексного использования свинцово-цинкового и вольфрам-молибденового сырья. Привозное сырье поступает из других областей и республик РФ, а также стран ближнего и дальнего зарубежья (Турция, Греция, Индия, Канада, Мексика и т.д.).
С 1999 г. все предприятия цветной металлургии увеличили объемы выпускаемой продукции. В среднем по отрасли, объем производства, по сравнению с 1998 г. увеличился на 20, 6 %, при этом производство свинца возросло на 22, 3%, цинка - на 28%, серной кислоты - на 22 %. Объем выбросов загрязняющих веществ за год увеличился на 10, 3 %.
На предприятиях цветной металлургии ежегодно накапливаются сотни тысяч тонн отходов различных классов опасности [73]. В среднем на тонну произведенной продукции в отрасли образуется более двух тонн отходов. Основная масса отходов производства во Владикавказе располагается на необорудованных промплощадках с нарушением правил хранения.
Понятие экологического риска
В современной литературе можно встретить самые разнообразные определения риска. Под термином «риск» понимается оцениваемая вероятность неблагополучного результата для здоровья индивидуума, группы лиц или популяции от воздействия того или иного фактора окружающей среды. ВОЗ определяет (1978) риск «как ожидаемую частоту нежелательных эффектов, возникающих от заданного воздействия загрязнителя». Согласно глоссарию Американского агентства охраны окружающей среды (US ЕРА), риск есть «вероятность повреждения, заболевания или смерти при определенных обстоятельствах. Количественно риск выражается величинами от нуля, отражающего уверенность в том, что вред не будет нанесен, до единицы, отражающей уверенность в том, что вред будет нанесен». Риск для здоровья может быть определен также как возможность возникновения вредных эффектов для здоровья данного человека или группы людей при наличии какой-либо опасности [11]. Слово «возможность» здесь использовано не случайно, а чтобы подчеркнуть смысловое понятие риска, вне зависимости от его количественной статистической характеристики, которая определяется словом вероятность. В этой связи весьма правильно в отечественной системе гигиенического мониторинга речь идет о риске (потенциальной опасности) для здоровья отдельной личности, группы лиц, части населения или населения в целом, возникающем или ожидаемом в связи с неблагоприятным воздействием отдельных факторов окружающей среды.
Полный технический анализ риска, в результате которого необходимо определить, может ли человек пострадать от какой-либо опасности, описывает: - опасность, т.е. вещество или воздействие, которое может нанести вред; - агенты риска, т.е. событие или события, которые создают возможность опасности; - количественную оценку вероятности того, что вред будет нанесен. Риск имеет множество количественных мер (характеристик), название которых включает термин «риск», но каждое из них имеет свое название -индивидуальный риск, популяционный риск шщрсительный риск и т.д. Когда определяется какая-либо количественная характеристика риска, желательно указывать не только к какому виду она относится (индивидуальный, популяционный. риск), но также какие при этом используются характеристики, отражающие состояние здоровья, например, риск заболеть, риск заболеть раком, риск умереть и т.д. Как уже указывалось выше, в настоящем исследовании речь пойдет о индивидуальных рисках от воздействия канцерогенных веществ. Многие работы по рискам окружающей среды и здоровья населения определяют риск как комбинацию следующих факторов: - вероятность возникновения события (например, выброс токсического вещества); - вероятность того, что токсические вещества или материалы будут выброшены случайно; - вероятное количество, концентрация токсических веществ или материалов, выбрасываемых в окружающую среду, с учетом их распространения, что определяется также свойствами среды в момент события; - вероятность индивидуумов, популяций подвергнуться действию токсических веществ или материалов, выброшенных в окружающую среду; - вероятность вредных эффектов на здоровье и окружающую среду [11, 37] Сюда же относятся определения ВОЗ и ЕРА, приведенные выше. Количественные характеристики риска для здоровья человека, связанного с загрязнением окружающей среды, охватывает широкий диапазон характеристик среды и показателей здоровья, начиная с оценки вероятности опасного загрязнения (опасной концентрации) воздуха, воды, почвы, пищи и других объектов и кончая определением вероятности возникновения того или иного заболевания летального исхода. В литературе по рискам часто встречается термин «опасность». Понятие термина сильно варьируется, особенно различается в отечественной и зарубежной литературе. Большинство авторов под опасностью понимают потенциальную возможность развития вредных для здоровья эффектов при действии агентов риска. Под опасностью следует понимать наличие фактора, обладающего потенциальной способностью вызвать вредный эффект в живом организме или окружающей среде. При этом чрезвычайно важна оценка опасности веществ. В отечественной литературе различают 4 класса опасности вещества. В последние годы создана новая классификация опасности химических веществ по целому комплексу различных критериев. В основу новой классификации положен принцип единства системы «химическое вещество - среда - организм - популяция». Данный комплекс показателей дает интеіральнуюоценку_опасности: любому ингредиенту по так HasbiBaeMOMy j Kaaar flro-jQiiacm TH jJ Величина интегрального показателя тем ВЬІП ЧЄМДЬШТР опасность химическоговешества. Риск для здоровья человека, связанный с загрязнением окружающей среды, возникает при следующих необходимых и достаточных условиях: - наличие источника риска (например, токсическое вещество в почве, воде, воздухе и др.).
Модель взаимодействия почвенной и воздушной аномалии
Приведенный расчет - это демонстрация схемы вычисления риска. Понятно, что в воздушном пространстве Владикавказа вредные вещества в атмосфере распределены неравномерно - ближе к заводу «Электроцинк» концентрация As в воздухе должна быть значительно больше. Естественно, и риск канцерогенных заболеваний у людей, проживающих вблизи него, будет значительно выше. Распределение концентраций мышьяка в воздухе можно определить либо способом мониторинговых замеров атмосферного воздуха, либо путем инвентаризации и анализа выбросов всех предприятий с последующим моделированием рассеивания атмосферных выбросов. Это весьма затратный процесс, при этом во Владикавказе имеется всего 4 стационарных пункта пробоотбора воздуха, что явно недостаточно для города, а получить нужный объем сведений о выбросах по предприятиям также затруднительно. В настоящей работе предлагается использовать почвенные техногенные аномалии для моделирования в пространстве выбросов предприятий. Как уже говорилось, предлагаемый способ моделирования применим только для металлов и мышьяка [46].
В настоящей работе предлагается использовать почвенные техногенные аномалии для моделирования в пространстве выбросов предприятий [83].
Использование результатов геохимической съемки, подкрепленных официальными данными, позволяет получить оценку содержания большинства элементов в приземном атмосферном слое города. При этом делается ряд определенных допущений: во-первых, предлагаемый способ моделирования применим только для металлов и мышьяка, во-вторых, ОАО «Электроцинк» и АО «Победит» считаются единым и единственным источником, сформировавшим техногенную аномалию; в-третьих, постулируется среднее значение выбросов в течение срока работы промышленных предприятий и, в-четвертых, используется факт совпадения рисунка изолиний концентраций большинства элементов в центральной аномальной зоне.
Строение почвенной аномалии рассмотрено на примере пространственного распределения цинка (рис.20). Превышения ОДК начинаются от окраин города, достигая максимальных значений в районе промзон (более 10 кг/т). Все предприятия промышленного узла попадают в изолинию 4000 г/т, внутри которой имеются свои минимумы и максимумы. Среднее содержание цинка для этой области составляет около 8000 г/т. Распределение Zn, Pb, Cd, Си, Ag, Sb, In, As, Bi, Mo, W, Sn в аномалии отличается значимыми коэффициентами корреляции.
По официальным данным количество выбросов ОАО «Электроцинк» в 1994-1999 гг. колебалось от 7000 т до 20000 т в год. В 1994 г. в атмосферу было выброшено 10379 тонн веществ. Величину (10,4 тыс. т) принимается за среднюю. Известно, что за 1994 год в атмосферу было выброшено: оксида цинка - 108,5 т; свинца и его соединений - 24,5 т; мышьяка - 2 т. Данных о других загрязнителях не приводится, но их количество в годовом выбросе с большой степенью достоверности можно установить, используя корреляцию аномалий с аномалией цинка.
Из 108,5 т ZnO собственно на цинк приходится 87,2 т. Значит, в день выбросы цинка составляют 239 кг. Теперь определим количество выброшенного свинца и мышьяка по корреляции с цинком. При совмещении моноэлементных карт этих элементов с изолинией 4000 г/т Zn совпадает изолиния 1000 г/т РЬ и 100 г/т As. Значит, свинца в аномалии (и в выбросе) должно быть в 4 раза меньше, чем цинка - 21,9 т, что близко к официальной цифре в 24,5 т, а мышьяка - в 40 раз, т.е. 2, 19 т, что отличается от «официальных» 2 т на 10%. Следовательно, метод оценки количества выбросов по содержанию металлов и мышьяка в почвенной аномалии работает и его можно использовать для ориентировочной оценки количества других тяжелых металлов в годовом выбросе металлургических комплексов. В таблице 6 приведены значения коэффициента соответствия изолиний для других металлов по изолинии Zn со значением 4000 г/т. В других графах таблицы даны рассчитанные «через корреляцию» величины выбросов металлов за один день и за год, необходимые для расчета экологических рисков.
