Гигиеническое нормирование содержания тяжелых металлов в объектах окружающей среды
Принципы гигиенического нормирования и санитарно-гигиеническая характеристика тяжелых металлов. Нормирования качества окружающей среды. Гигиеническое нормирование содержания тяжелых металлов в объектах окружающей среды: воздух, вода, пищевые продукты.
Рубрика | Безопасность жизнедеятельности и охрана труда |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.08.2010 |
Размер файла | 91,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Избыток кобальта в организме влияет на сердечно-сосудистую систему, расширяет сосуды, снижает кровяное давление; избирательно поражает сердечную мышцу. Дефицит белка усиливает токсическое действие кобальта. При длительном вдыхании кобальта или его оксидов возникают воспалительные и склеротические изменения в легких. Комплексные соединения кобальта действуют сходно с его солями (хлорид, сульфат). Так, при введении под кожу 15 - 25 мг хлорида кобальта на 9 - 13-й день у кроликов одышка, цианоз, снижение окислительных процессов в миокарде. У собак однократное введение
хлорида кобальта вызвало синусовую тахикардию. При однократном введении в трахею крыс 25 - 50 мг оксида кобальта (II) быстро развиваются массовые кровоизлияния и отек легких, смерть на 1 -2 сутки. При таком же введении сесквиоксид кобальта вызывает воспалительно-пролиферативную инфильтрацию вокруг скопления пыли и инфильтрацию межальвеолярных перегородок. Вдыхание аэрозоля 1% - ного раствора CoCl, Co [Co - ЭДТА] и Na2 [Co - ЭДТА] в течение трех часов вызывало у крыс и морских свинок отек легких. Ежедневное введение кобальта в виде его нитрата по 3 мг/кг шесть раз в неделю в течение 50-60 дней у кроликов повышало число эритроцитов на 89%, а содержание гемоглобина - на 73%.
Мелкие частицы кобальта вызывают острый дерматит в виде многочисленных не сливающихся красных капсул, узелков и отека; иногда поверхностные изъязвления. Сам металлический кобальт - слабый аллерген и редко бывает причиной контактного дерматоза.
Предельно допустимая концентрация для кобальта и его оксида 0,5 мг/м3. Защитными средствами органов дыхания в производстве соединений кобальта являются респираторы «Астра», «Лепесток».
Тетракарбонил кобальта Co(CO)4 подобно другим карбонилам металлов вызывает раздражение глубоких дыхательных путей. Менее токсичен, чем карбонил никеля. Разлагаясь с большой скоростью на воздухе, по-видимому, в какой-то период действует в виде паров, а затем в виде продуктов разложения - мелкодисперсного аэрозоля неорганических соединений кобальта и сортированных на нем паров тетракарбонила кобальта, оксида углерода и карбонилгидрида кобальта.
Процесс вдыхания паров у человека вызывает слабость, тошноту и затруднение дыхания. При более высоких концентрациях - расширенные и суженные, неравномерные зрачки, двойное видение, снижение корнеальных и сухожильных рефлексов, отклонение языка, а иногда судорожные подергивания.
При хронических отравлениях среди работающих много ринитов, ринофарингитов, понижения обоняния. Бывают также признаки поражения миокарда, тенденции к анемизации.
Концентрация 0,0008 мг/л (по кобальту) вызвала прижигание конъюнктивы и роговицы крыс. Однократное и особенно повторное нанесение тетракарбонила кобальта на кожу крыс в количестве 1,0 - 1,5 мг/см2 вызывало изъязвление.
После однократного вдыхания в легких задерживается ~5%, которые удаляются в течение 2 недель. Предельно допустимая концентрация 0,01 мг/м3 (по кобальту).
В производстве тетракарбонила кобальта применяют специальный фильтрующий противогаз марки П-2. При более высоких концентрациях - шланговые противогазы с подачей свежего воздуха или изолирующие кислородные приборы
1.2.9 Соединения никеля
Наиболее широко применяемыми в народном хозяйстве соединениями никеля являются металлический никель, оксиды никеля (II), (III), гидроксиды никеля (II) и (III), сульфат, хлорид, нитрат и сульфиды - NiS, Ni2S, Ni3S2, Ni3S4, Ni6S5, а также его nетракарбонил.
Токсическое действие никеля и его неорганических соединений. Никель активизирует или угнетает ряд ферментов: аргиназу, карбоксилазу, 5-нуклеозидфосфатазы. Он влияет на дефосфорилирование аминотрифосфата. В крови
человека никель связывается преимущественно с -глобулином сыворотки. После введения хлорида никеля кроликам в сыворотке крови обнаружен белок - никелоплазмин, идентифицированный как -микроглобулин. Однако, по другим данным, 90% никеля в крови кроликов через 24 ч связывается с альбуминами, лишь незначительная часть поступившего NiCl2 выявлена во всех фракциях -глобулина. В организме никель образует комплексы с биокомплексонами. Никель имеет особое сродство к легочной ткани, в эксперименте при любом пути введения поражает ее. Оказывает влияние на кроветворение, углеводный обмен. Металлический никель и его соединения вызывают рак. Канцерогенное действие никеля связывают с нарушением метаболизма клеток. Соли никеля вызывают поражение кожи человека с развитием повышенной чувствительности к металлу.
Смертность от рака легких, полости носа и его пазух составляет 35,5% всех смертей рабочих, занятых электролизом и рафинированием никеля. На первом месте был рак легких, на втором - желудка. Наиболее часто страдали работавшие при пирометаллургических процессах в обжиговосстановительных цехах (стаж 12 - 23 года, концентрации пыли колебались в пределах порядка мг/м3; в ней содержалось 70% Ni в виде сульфидов, NiO или металлического никеля). Высока смертность от рака в цехах электролиза при наличии в воздухе аэрозолей NiCl2 и NiSO4. Средний стаж работы у умерших от рака легких 7 - 13 лет, от рака желудка - 10 - 14 лет.
Считают, что никель не обладает прямым раздражающим действием на кожу. Однако у никелировщиков, работающих на производстве электролизом и имеющих контакт с его солями, наблюдается «никелевая экзема», «никелевая чесотка»: фолликулярно-расположенные папулы, отек, эритема, пузырьки.
Никель и его соединения - сильные сенсибилизаторы.
Никель поступает в организм человека через желудочно-кишечный тракт. При этом всасываются не только соли, но и высокодисперсный металл и оксиды. В крови никель образует комплексные с белками плазмы - никелоплазмин. Никель, поступивший в результате вдыхания или через рот, распределяется в тканях более или менее равномерно. Однако в дальнейшем проявляется тропность никеля к легочной ткани. Предельно допустимая концентрация оксида никеля (II), оксида никеля (III), сульфида никеля (в пересчете на никель) 0,5 мг/м3. Соли никеля в виде гидроаэрозоля (в пересчете на никель) 0,0005 мг/м3. Аэрозоль медно-никелевой руды - 4 мг/м3. Для аэрозолей Фанштейна, никелевого концентрата, пыли электрофильтров никелевого производства 0,1 мг/м3.
В качестве защитных средств в производстве применяются респираторы, изолирующие, шланговые противогазы или респираторы. Пользуются защитной пастой ИЭР-2, ланолино-касторовой мазью.
Тетракарбонил никеля Ni(CO)4 раздражает глубокие дыхательные пути, вызывая пневмонию и отек легких независимо от пути поступления в организм. Значительное общетоксическое действие направлено на нервную систему. Ингибирует аминопиридиндеметилазу, цитохром-450, триптофанпирролазу, бензпиренгидролазу. Угнетает синтез РНК, белков, что, возможно, связано с подавлением тетракарбонила никеля. Пока не установлено, действует ли Тетракарбонил никеля целой молекулой или продуктами разложения. Однако после вдыхания или введения в вену Тетракарбонил никеля выделяется с вдыхаемым воздухом, а также циркулирует в крови какое-то время. Тетракарбонил никеля подвергается внутриклеточному метаболизму с образованием Ni и СО. Клеточными окислительными системами Ni окисляется в Ni2+ и частично
связывается с нуклеиновыми кислотами, он имеет особое сродства к РНК; часть его транспортируется в плазму. СО образует карбоксигемоглобин и в конечном итоге выдыхается. Очень незначительная часть тетракарбонила никеля окисляется до СО2. Даже при смертельных концентрациях или дозах и полном и быстром разложении тетракарбонила никеля образовавшийся СО не может дать выраженной картины отравления.
Предельно допустимая концентрация 0,0005 мг/м3.
В производстве при повышенных концентрациях тетракарбонила никеля пользуются фильтрующим промышленным противогазом марки П-2. Его защитное действие рассчитано на 2,5 ч при концентрации тетракарбонила никеля 0,005 мг/л и СО 0,1 мг/л. В присутствии СО допускается привес коробки противогаза на 45 г, после чего она уже непригодна. В случае резко повышенных концентрации применяют шланговые противогазы. Применяют также специальную одежду и перчатки.
2 Гигиеническое нормирование содержания тяжелых металлов в объектах окружающей среды
Ниже приведены основные сведения по нормированию содержания тяжелых металлов в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах и кормах сельскохозяйственных животных
2.1 Воздух
Воздух - среда, непосредственно окружающая человека и потому прямо воздействующая на его здоровье. Еще в 20-е гг. ХХ века начали вводить ДПК вредных веществ в рабочих помещениях. Обычно содержание примесей в воздухе рабочего помещения больше, чем на площадке предприятия и тем более за ее пределами. Поэтому для каждого вредного вещества в воздухе устанавливают по крайней мере два нормативных значения: ПДК в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) и ПДК в атмосферном воздухе ближайшего населенного пункта (ПДКа.в), а также максимально разовые (ПДКм.р.) и среднесуточные (ПДКс.с).
Под ПДК следует понимать такую концентрацию химического соединения, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний, обнаруживаемых современными методами исследования, а также не нарушает биологического отптимума для человека.
ПДК р.з. - предельно-допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (мг/м3). Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в приделах 8 часов в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдельные сроки. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, на которой находится места постоянного или временного пребывания работающих.
ПДК м.р. - максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация вредного вещества не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.
ПДК с.с. - среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация вредного вещества не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия в условиях неопределенного долгого круглосуточного вдыхания.
В таблице 2.1 приведены ПДК некоторых загрязняющих веществ в воздухе
При проектировании или строительстве предприятий в районах, где воздух уже загрязнен, необходимо выбросы предприятий нормировать с учетом присутствующих примесей, т.е. фоновой концентрации (Сф). Если в атмосферном воздухе присутствуют выбросы нескольких веществ, то сумма отношений концентраций загрязняющих веществ к их ПДК (с учетом Сф) не должна превышать единицы:
где Сi - концентрация i-го вещества; ПДКi - предельно допустимая концентрация i-го вещества; Сфi - фоновая концентрация i-го вещества; n - число суммируемых веществ.
Таблица 2.1
Предельно-допустимые концентрации вредных неорганических веществ в воздухе рабочей зоны и в атмосферном воздухе населенных мест [8]
№ п/п |
Соединение |
Формула |
Молекулярная масса |
ПДКр.з. (1) ПДКм.р. (2) ПДКс.с. (3), мг/м3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Железа оксид |
Fe2O3 |
159,7 |
10 (1) |
|
2 |
Железа растворимые соли в пересчете на Fe |
- |
- |
0,1 (1) |
|
3 |
Кадмий сернистый |
CdS |
144,46 |
0,1 (1) |
|
4 |
Кадмий и его соединения |
- |
- |
0,2 (1) |
|
5 |
Кадмий стеариновокислый в пересчете на Cd |
Cd(C17H33COO)2 |
678,39 |
0,1 (1) |
|
6 |
Кадмия оксид |
CdO |
128,39 |
0,1 (1) |
|
7 |
Кобальт |
Co |
58,93 |
0,5 (1) |
|
8 |
Кобальта гидрокарбонил и продукты его распада в пересчете на Co |
Co(CO)4H |
171,98 |
0,01 (1) |
|
9 |
Кобальта оксид |
Co2O3 |
165,88 |
0,5 (1) |
|
10 |
Марганец |
Mn |
54,94 |
0,3 (1), 0,01 (3) |
|
11 |
Медь |
Cu |
63,54 |
1 (1) |
|
12 |
Молибден |
Mo |
95,94 |
> 4 (1) |
|
13 |
Молибдена нерастворимые соединения |
- |
- |
6,0 (1) |
|
14 |
Молибдена растворимые соединения в виде аэрозоля пыли |
-- |
-- |
2,0 (1) 4,0 (1) |
|
15 |
Молибдена карбонил |
Mo(CO)6 |
264,0 |
1 (1) |
|
16 |
Мышьяк и его соединения в пересчете на As |
- |
- |
0,5 (1), 0,003 (3) |
|
17 |
Мышьяка пятиокись |
As2O5 |
229,84 |
0,3 (1) |
|
18 |
Мышьяка трехокись |
As2O3 |
197,84 |
0,3 (1) |
|
19 |
Никель |
Ni |
58,71 |
0,5 (1) |
|
20 |
Никель сернистый в пересчете на Ni |
NiS |
90,76 |
0,5 (1) |
|
21 |
Никель сернокислый |
NiSO4 |
154,78 |
0,5 (1) |
|
22 |
Никеля карбонил |
Ni(CO)4 |
170,75 |
0,0005 (1) |
|
23 |
Никеля растворимые соединения |
- |
- |
1 (1) |
|
24 |
Олово и его неорганические соединения |
- |
- |
2 (1) |
|
25 |
Ртуть |
Hg |
200,59 |
0,01 (1), 0,0003 (3) |
|
26 |
Ртуть хлорная |
HgCl2 |
271,5 |
0,1 (1) |
|
27 |
Свинец и его неорганические соединения в пересчете на Pb |
- |
- |
0,01 (1), 0,0007 (3) |
|
28 |
Свинец сернистый |
PbS |
239,28 |
0,0017 (3) |
|
29 |
Селена соединения в пересчете на Se |
- |
- |
0,2 (1) |
|
30 |
Титана диоксид |
TiO2 |
79,90 |
10 (1) |
|
31 |
Хром |
Cr |
52,0 |
2 (1) |
|
32 |
Хрома оксид |
CrO3 |
100,0 |
0,01 (1), 0,0015 (2, 3) |
|
33 |
Хром треххлористый |
CrCl3·6H2O |
266,48 |
0,01 (1) |
|
34 |
Хрома (VI) соединения в пересчете на CrO3 |
- |
- |
0,0015 (2, 3) |
|
35 |
Хромовокислые соли |
- |
- |
0,01 (1) |
|
36 |
Цинк хлористый |
ZnCl2 |
136,29 |
1 (1) |
|
37 |
Цинка оксид |
ZnO |
81,37 |
6 (1) |
Мощным загрязнением атмосферы городов является транспорт, при этом лидирующая роль принадлежит автотранспорту. Во многих городах выбросы автодорожного транспорта превалируют над промышленностью, и составляет 60-80% от общего объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Бурная “эпидемия автомобилизации” как фактор загрязнения окружающей среды является характерным явлением для Уфы.
Известно, что в России 75% выпускаемых бензинов являются этилированными и в своем составе содержат свинец. Использование этилированного бензина приводит к значительному загрязнению свинцом воздуха, почвы и растительности на площадях, прилегающих и городским автострадам. При истирании тормозных колодок в воздух и почву попадает тяжелые металлы (Zn, Mo, Ni, Cr), а при износе автопокрышек - Cd, Pb, Mo, Zn. Детали и механизмы автомобилей, которые подвергаются изнашиванию и коррозии в процессе экспирации, также содержат тяжелые металлы. Так, Cr, Ni, Cu, Pb входят в состав применяющих в автомобилестроении сталей в качестве легирующих компонентов.
2.2 Вода
Вода является средой, в которой возникала жизнь и обитает большая часть видов живых организмов (в атмосфере лишь слой около 100м наполнен жизнью).Поэтому при нормировании качества природных вод необходимо заботиться не только о воде как ресурсе, потребляемом человеком, но и о сохранении водных экосистем как важнейших регуляторов условий жизни планеты. Однако действующие нормативы качества природных вод ориентированы главным образом на интересы здоровья человека и рыбного хозяйства и практически не обеспечивают экологическую безопасность водных экосистем.
Требования потребителей к качеству воды зависят от целей использования. Выделяют три вида водопользования:
- хозяйственно-питьевое - использование водных объектов или их участков в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;
- культурно-бытовое - использование водных объектов для купания, занятий спортом и отдыха. К этому виду водопользования относятся и участки водных объектов, находящиеся в черте населенных мест;
- водоемы рыбохозяйственного назначения, которые, в свою очередь, делятся на три категории:
- высшая категория - места расположения нерестилищ, массового нагула и зимовальных ям особо ценных и ценных видов рыб, других промысловых водных организмов, а также охранные зоны хозяйств для искусственного разведения и выращивания рыб, других водных животных и растений;
- первая категория - водные объекты, используемые для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к содержанию кислорода;
- вторая категория - водные объекты, используемые для других рыбохозяйственных целей.
Конечно, природные воды являются объектами и других видов водопользования - промышленного водоснабжения, орошения, судоходства, гидроэнергетики и.т.д. Использование воды, связано с ее частичным или полным изъятием, называют водопотреблением. Все водопользователи обязаны соблюдать условия, которые обеспечивают качество воды, соответствующее установленным для данного водного объекта нормативам. Существуют и некоторые общие требования к составу и свойствам воды (табл. 2.2).
Поскольку требования к качеству воды зависят от вида водопользования, необходимо определить этот вид для каждого водного объекта или его участков. Согласно Правилам виды водопользования устанавливаются региональными органами экологического и санитарного контроля и утверждаются соответствующей исполнительной властью.
Под ПДК природных вод подразумевается концентрация индивидуального вещества в воде, при превышении которой она непригодна для установленного вида водопользования. При концентрации вещества равной или меньше ПДК вода так же безвредна для всего живого, как и вода, в которой полностью отсутствует данное вещество.
Таблица 2.2
Общие требования к составу и свойствам воды (Правила охраны поверхностных вод от загрязнения)
Показатель |
Виды водопользования |
||||
хозяйственно-питьевое |
культурно-бытовое |
рыбохозяйственное |
|||
высшая и первая категория |
вторая категория |
||||
Взвешенные вещества |
Содержание взвешенных веществ не должно увеличиваться более чем на |
||||
0,25 мг/л |
0,75 мг/л |
0,25 мг/л |
0,75 мг/л |
||
Плавающие примеси |
На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна минеральных масел и других примесей |
||||
Окраска |
Не должна обнаруживаться в столбике |
Вода не должна иметь окраски |
|||
20 см |
10 см |
||||
Запахи, привкусы |
Вода не должна приобретать запахов и привкусов более 2 баллов, обнаруживаемых |
Вода не должна придавать посторонних привкусов и запахов мясу рыбы |
|||
непосредственно или после хлорирования |
непосредственно |
||||
Температура |
Летом, после спуска сточных вод, не должна повышаться более, чем на 3 0С по сравнению со средней в самый жаркий месяц |
Не должна повышаться более, чем на 5 0С там, где обитают холоднолюбивые рыбы, и не более 8 0С в остальных случаях |
|||
Водородный показатель рН |
Не должен выходить за пределы 6,5 - 8,5 |
||||
Минерализация воды |
Не должна превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов - 350 мг/л, сульфатов - 500 мг/л |
Нормируется по показателю «привкусы» |
Нормируется согласно таксации рыбохозяйственных водоемов |
||
Растворенный кислород |
В любой период года не ниже 4 мг/л в пробе, отобранной до 12 ч дня |
В подледный период не ниже |
|||
6,0 мг/л |
4,0 мг/л |
||||
Полное биохимическое потребление кислорода (БПК полн) |
При 20 0С не должно превышать |
||||
3,0 мг/л |
6,0 мг/л |
3,0 мг/л |
3,0 мг/л |
||
Химическое потребление кислорода (ХПК) |
Не более 15,0 мг/л |
30,0 мг/л |
- |
- |
|
Химические вещества |
Не должны содержаться в воде водотоков и водоемов в концентрациях, превышающих ПДК, установленные |
||||
СанПиН 4630-88 |
Перечнем ПДК и ОБУВ вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов |
||||
Возбудители заболеваний |
Вода не должна содержать возбудителей заболеваний, в том числе жизнеспособные яйца гельминтов и цисты патогенных кишечных простейших |
||||
Лактозоположительные кишечные палочки (ЛКП) |
Не более |
- |
- |
||
10000 в 1 л |
100 в 1 л |
||||
Колифаги (в бляшкообразующих единицах) |
Не более 100 в 1 л |
Сточная вода на выпуске в водный объект не должна оказывать острого токсического действия на тест-объекты |
|||
Токсичность воды |
- |
- |
Характер воздействия загрязняющих веществ на человека и водные экосистемы может быть разным. Многие химические вещества могут тормозить естественные процессы самоочищения, что приводят к ухудшению общего санитарного состояния водоема (дефициту кислорода, гниению, появлению сероводорода, метана и. т. д.). В этом случае устанавливают ПДК по общесанитарному признаку вредности.
При нормировании качества воды водоемов ПДК устанавливается по лимитирующему признаку вредности - ЛПВ.
ЛПВ - признак вредного действия вещества, который характеризуется наименьшей пороговой концентрацией.
В табл.2.3 приведены значения ПДК соединений тяжелых металлов в водоемах хозяйственно-питьевого водопользования.
Таблица 2.3
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов хозяйственно-питьевого водопользования [8]
№ п/п |
Соединение |
Формула |
Молекуляр-ная масса |
Концентрация, мг/л |
||||
ППКорл |
ППКс.рв |
ППКт |
ПДКв |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Железа соединения в пересчете на Fe |
- |
- |
0,5 |
0,5 |
>50 |
0,5 |
|
2 |
Кадмий хлористый в пересчете на Cd |
CdCl2 |
183,3 |
2 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
3 |
Кобальт хлористый в пересчете на Co |
СoCl2 |
129,8 |
1000 |
1 |
?3 |
1 |
|
4 |
Марганца соединения в пересчете на Mn |
- |
- |
1 |
?100 |
- |
1 |
|
5 |
Медь сернокислая в пересчете на Cu |
CuSO4 |
159,6 |
3 |
0,1 |
10 |
0,1 |
|
6 |
Мышьяк окись в пересчете на As |
As2O3 |
197,8 |
100 |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
|
7 |
Никель серyокислый в пересчете на Ni |
NiSO4 |
157,8 |
50 |
0,1 |
>3,75 |
0,1 |
|
8 |
Ртуть: оксид металл сульфид |
HgO Hg HgS |
216,6 200,6 232,7 |
5 5 5 |
0,01 0,01 0,01 |
0,005 0,005 0,005 |
0,005 0,005 0,005 |
|
9 |
Свинец азотнокислый в пересчете на Pb |
- |
- |
2 |
0,8 |
0,1 |
0,1 |
|
10 |
Свинца соединение в пересчете на Pb |
- |
- |
- |
- |
0,1 |
0,1 |
|
11 |
Хрома (III) соединения в пересчете на Cr |
- |
- |
0,5 |
10 |
>0,5 |
0,5 |
|
12 |
Хрома (VI) соединения в пересчете на Cr |
- |
- |
0,1 |
0,1 |
6 |
0,1 |
|
13 |
Цинка соединение в пересчете на Zn |
- |
- |
5 |
1 |
30 |
1 |
Примечание:
При установлении ПДК вредных веществ в воде водоемов ориентируются на минимальную концентрацию веществ по одному из следующих показателей:
ППЛорл - подпороговая концентрация веществ в водоеме, определяемая по изменению органолептических характеристик(запах, цвет, привкус), мг/л.
ППКс.р.в. - подпороговая концентрация вещества, определяемая по влиянию на санитарный режим водоема (сапрофитная микрофлора, биологическая потребность в кислороде и др.), мг/л.
ППКт - подпороговая концентрация вещества в водоеме, определяемая по токсилогическим характеристикам, мг/л.
ПДКв - предельно допустимая концентрация вещества в воде водоема, мг/л.
При сбросе в водоемы нескольких загрязняющих веществ и от нескольких источников действует то же правило, что и при выбросе нескольких загрязнений в атмосферу: сумма отношений концентраций веществ, нормируемых по одинаковому ЛПВ и относящихся к 1-му и 2-му классам опасности, к их ПДК не должна превышать единицы:
На основании отчета ОАО “Башкиргеология” по гидрохимической характеристике поверхностных вод имеются превышения ПДК по некоторым тяжелым металлам:
- по молибдену в ручье около ОАО “Уфаорсинтез” (12,5 ПДК) и в правом протоке р. Белой южнее садов п. Новоалександровка (6,6 ПДК)
- по марганцу в ручье около АНП “Черкассы” и в озерах Кумлекуль, Абизово, Брызгалово (100-300 ПДК).
- по никелю в ручьях Рыча и Фирсов Овраг (18,5 ПДК)
- по меди в реке Дема в зимний период (56 ПДК).
- по ртути в реке Шугуровка и ее притоках (7-10 ПДК).
Таким образом, имеет место несанкционированное загрязнение тяжелыми металлами ряда водных объектов Башкортостана. Высокая степень загрязнения характерна для шахтных и подвальных вод горнопромышленного комплекса РБ. Низкая степень очистки загрязненных сточных вод характерна для предприятий машиностроительного комплекса Республики [6].
2.3 Почва
В настоящее время в России для оценки загрязнения почв тяжелыми металлами (ТМ) используется как официально одобренные, так и не имеющие официального статуса нормативы. Основное их назначение - не допустить поступления в избыточном количестве антропогенно накапливающихся в почве ТМ в организм человека и тем самым избежать их негативного влияния. Почва в отличие от гомогенных водной и воздушной сред является сложной гетерогенной системой, меняющей поведение токсикантов в зависимости от её свойств . трудности обоснованной оценки почвенно-экологического состояния - одна из причин различного уровня фитотоксичности почв, установленного разными исследователями (табл. 2.4)
Таблица 2.4
Суммарные концепции микроэлементов в поверхностном слое почв, считающиеся предельными в отношении фитотоксичности мг/кг сухой массы [9]
Элемент |
Концентрация (по данным разных авторов) |
||||||
Ковалевский |
El-Bassam |
Linzon |
Кабата-Пендкас |
Kloke |
Kita-gischi |
||
As B Cd Cr Cu Fe Hg Pb V Zn |
- 30 - - 60 - - - - 70 |
50 100 5 100 100 500 5 100 - 300 |
25 - 8 75 100 - 0.3 200 60 400 |
30 100 5 1000 100 1000 5 100 100 300 |
20 25 3 100 100 200 4 100 50 800 |
15 - - - 125 - - 400 - 250 |
Оценку почв можно проводить с учетом интенсивности и характера загрязнений. В этом случае загрязнение почвы оценивают по четырем уровням: допустимое, умерено-опасное, высоко-опасное и чрезвычайно опасное.
Суммарный показатель ZC предложен Ю.Э. Саэтом [10] и рассчитывается по формуле:
где n - число определяемых ингредиентов; KС - коэффициент концентрации элемента (вещества), определяемый отношением его содержания в загрязненной почве к фоновому.
Если ZС<16 , почва относиться к I категории загрязнения; ZС=16-32 - ко II категории; ZС=33-128 - к III категории; ZС>128 - к IV категории.
Однако расплывчивость классификационных диапазонов концентраций ТМ в почве ограничивает применение данного показателя. С его помощью возможна лишь самая общая оценка экологической ситуации на изучаемой территории.
Степень загрязнения почв можно оценивать на основе учета предельно-допустимых концентраций (ПДК) химических веществ. Согласно этой схеме нормирование в почвах подразделяется на транслокационное (переход нормируемого элемента в растение) и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почвы и почвенный микробиоценоз). Значение ПДК представлены в табл.2.5 [11]
Недостатком этой разработки является ограниченность информации по элементам. Кроме этого значение ПДК и ОДК для некоторых металлов(например для цинка и свинца)не учитывают наличие у растений защитных механизмов, которые могут существенно ограничить поступление избытка химических элементов в надземные органы [12]
Таблица 2.5
Предельно-допустимые концентрации тяжелых металлов в почве и ориентировочно допустимые концентрации их в почвах с различными физико-химическими свойствами, утвержденные Госкомсанэпиднадзором России, ГН 2.1.7.020-94
Наименование вещества |
Величина ПДК (мг/кг) почвы с учетом фона |
Лимитирующий показатель вредности |
|
1 |
2 |
3 |
|
Предельно допустимые концентрации (ПДК) Валовое содержание |
|||
Ванадий Ванадий + марганец Мышьяк Ртуть Свинец Свинец + ртуть Сурьма |
150 100+1000 2,0 2,1 32,0 120,0+1,0 4,5 |
Общесанитарный Общесанитарный Транслокационный Транслокационный Общесанитарный Транслокационный Воздушномиграционный |
|
Подвижная среда |
|||
Кобальт* Марганец (извлекаемый 0,1н H2SO4) черноземы дерново-подзолистые почвы: pH 4,0 pH 5,1-6,0 pH > 6,0 (извлекаемый ацетатно-аммонийным буфером с pH 4,8) черноземы дерново-подзолистые почвы: pH 4,0 pH 5,1-6,0 pH > 6,0 |
5,0 700 300 400 500 140 60 80 100 |
Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный |
|
Медь** Никель** Свинец** Цинк** Хром** |
3,0 4,0 6,0 23,0 6,0 |
Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Транлокационный Общесанитарный |
|
Ориентеровочно-допустимые концентрации (ОДК) Валовое содержание мг/кг |
|||
Никель Медь Цинк Мышьяк Кадмий Свинец |
а)20 б)40 в)80 а)33 б)66 в)132 а)55 б)110 в)220 а)2 б)5 в)10 а)0,5 б)1,0 в)2,0 а)32 б)65 в)130 |
Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Транлокационный Общесанитарный Общесанитарный Общесанитарный |
Примечание: *- подвижная форма кобальта извлекается из почвы ацетатно-натриевым буферным раствором с рН 3,5 для сероземов и ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 для остальных типов почв;
**- подвижная форма элемента извлекается из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8; а) для почв песчаных или супесчаных; б) для почв кислых (суглинистых и глинистых) рН<5,5; в) для почв с кислотностью близкой к нейтральной (суглинистых и глинистых) рН>5,5
В работе [13] был предложен подход к экологическому нормированию на основе природно-географического критерия “фоновое содержание”, под которым понимают содержание загрязняющих элементов и соединений в почвах, соответствующих сочетанию естественных факторов почвообразования на территориях, не испытывающих заметного антропогенного воздействия.
С целью выявления закономерностей варьирования показателя различные типы почв были сгруппированы на основании сходства-различия их физико-химических свойств. Введены понятия “экологическая норма содержания - ЭНС”, соответствующая фоновому содержанию химических элементов, седиметационная или иная нагрузка на которые не превышает интенсивности выноса поступающих элементов за границы ландшафта; “предельно-допустимое содержание - ПДС” равное приблизительно 4-х кратному значению ЭНС; “экологически критическое содержание - ЭКС”, равное в среднем 64 кратному значению ЭНС (табл. 2.6)
Таблица 2.6
Экологические показатели уровня загрязнения почв, мг/кг [14]
Элемент |
Песчаные и супесчаные |
Суглинистые и глинистые при рН<5,5 |
Суглинистые и глинистые при рН>5,5 |
|||||||
ЭНС |
ПДС |
ЭКС |
ЭНС |
ПДС |
ЭКС |
ЭНС |
ПДС |
ЭКС |
||
Zn Cd Pb Cu Ni Cr As Co |
8,0 0,04 5,0 1,5 1,5 1,5 0,5 1,0 |
55 0,5 32 33 20 6 2 4 |
510 3 320 95 95 95 30 65 |
32 0,06 13 13 20 18 1,5 10 |
110 1 65 66 40 72 6 40 |
2040 4 830 830 1280 1150 95 640 |
40 0,07 13 18 25 25 1,7 13 |
220 2 130 132 80 100 10 72 |
2550 5 830 1150 1600 1600 110 830 |
Однако среды многих исследователей существует убеждение, что наиболее объективную оценку загрязнения почв ТМ можно получить при определении в почве содержания подвижной формы ТМ. Классификация почв по степени загрязнения подвижными формами ТМ приведена в табл. 2.7 [14, 15].
Таблица 2.7
Классификация почв по содержанию и степени загрязнения подвижными формами ТМ , мг/кг воздушно-сухой почвы , ацетатно-аммонийный буфер, рН 4,8
Градации |
Pb |
Cd |
Zn |
Cu |
Ni |
Co |
|
Содержание |
|||||||
Очень низкое Низкое Средне Высокое |
<0.2 0,2-0,5 0,5-1,5 1,5-5,0 |
<0,02 0,02-0,05 0,05-0,10 0,10-0,50 |
<1 1-2 2-5 5-20 |
<0.2 0,2-0,5 0,5-2,0 2,0-5,0 |
<0.2 0,2-0,5 0,5-1,5 1,5-5,0 |
<0.1 0,1-0,2 0,2-0,5 0,5-3,0 |
|
Загрязнение |
|||||||
Слабое (ПДК) Среднее Сильное Очень сильное |
5-10 10-50 50-100 >100 |
0,5-1,0 1,0-3,0 3,0-5,0 >5,0 |
20-50 50-100 100-200 >200 |
5-10 10-50 50-100 >100 |
5-10 10-50 50-100 >100 |
3-5 5-25 25-50 >50 |
Недостатком данной классификации является не учет совместного отрицательного эффекта, поскольку почвы загрязняются одновременно несколькими химическими элементами. Следует учитывать не только ингибирующее , но и стимулирующее действие ТМ.
Таким образом, можно сделать вывод, что система нормирования содержания ТМ в почвах еще далека от совершенства. Даже если содержание ТМ ниже ПДК, остается опасность загрязнения почв, растений и сопредельных ландшафтов, что вызывает необходимость проведения регулярного контроля состояния ТМ в агроценозах и осуществления агротехнических и агрохимических мероприятий, снижающих подвижность ТМ и возможность их поступления в растения [16] .
2.4 Пищевые продукты
Человеческий организм содержит многие металлы, хотя и в весьма малых концентрациях. Отдельные элементы являются составной частью ферментов, гормонов и их относят к жизненно необходимым. Оптимальная физиологическая потребность для взрослого человека в сутки составляет (в мг): в меди - 2,0 - 2,5; марганце - 5 - 6; кобальте - 0,1 - 0,2; цинке - 10 - 12; молибдене - 0,2 - 0,3; никеле - 0,6 - 0,8 и в железе - 15 -20 [17].
К. Рейли [18] считает, что необходимые для человеческого организма металлы можно разделить по их количественному содержанию на два класса (табл. 2.8). Калий, магний, кальций и натрий относят к макроэлементам, остальные - к микроэлементам.
Таблица 2.8
Классификация металлов, содержащихся в организме [18]
Группа |
Металл (содержание, % от массы тела) |
|
1. Макроэлементы, необходимые для функционирования организма |
Ca (1,5 - 2,2), K (0,4), Na (0,2), Mg (0,05) |
|
2. Микроэлементы, необходимые для функционирования организма |
Fe (0,0035), Zn (0,025), Se (0,0003) Mn (0,0002), Cu (0,0001), Mo, Co, Cr, Si, Ni, Sn |
|
3. Металлы, механизм действия которых не установлен, но существуют доказательства их участия |
Ba, As, Cr, Cd, V |
|
4. Металлы, метаболические функции которых неизвестны |
Pb, Hg, Au, Ag, Bi, Sb, B, Be, Li, Ti и др. |
К токсичным относят те металлы, которые не являются жизненно необходимыми, ни благотворными, и даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций.
Неблагоприятное действие тяжелых металлов, а также других ксенобиотиков, связано с миграцией химических веществ по одной или нескольким экологическим цепям:
- воздух - человек;
- вода - человек;
- пищевые продукты - человек;
- почва - вода - человек;
- почва - растение - человек;
- почва - растение - животное - человек и т.д.
Считается [19], что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей, 20 % - из воздуха и 10 % - с водой.
В табл. 2.9 приведены средние величины глобальных антропогенных потоков токсичных микроэлементов в воздух, воду и почву [20].
Таблица 2.9
Средние уровни глобального антропогенного загрязнения микроэлементами (млн.т/год)
Элемент |
Воздух |
Вода |
Почва |
|
Zn |
131,88 |
226 |
2245 |
|
Cu |
35,37 |
112 |
2073 |
|
Pb |
332,35 |
138 |
1354 |
|
Ni |
55,65 |
113 |
412 |
|
As |
18,82 |
41 |
97 |
|
Mo |
3,27 |
11 |
102 |
|
Se |
3,79 |
41 |
42 |
|
Sb |
3,51 |
18 |
57 |
|
V |
8,6 |
12 |
67 |
|
Cd |
7,57 |
9,4 |
28 |
|
Hg |
3,56 |
4,6 |
12 |
Активная циркуляция микроэлементов, накапливающихся в природных средах и далее неизбежно по пищевым цепям, создает серьезную угрозу для здоровья современного человека, а также будущих поколений [21].
При нормировании химических веществ в пищевых продуктах предельно допустимая концентрация (ПДК) устанавливается с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП). Необходимость такого подхода обусловлена чрезвычайным разнообразием пищевого рациона и его химического состава, что не позволяет нормировать допустимое содержание химического вещества в каждом пищевом предмете.
Особой токсичностью отличаются такие тяжелые металлы, как ртуть, кадмий, свинец. Эти элементы обладают сильно выраженными токсикологическими свойствами даже при самых низких концентрациях. Поскольку отдельные пищевые продукты, не употребляемые ежедневно, могут быть в довольно высокой степени загрязнены этими тяжелыми металлами, для них комитет экспертов Продовольственной и сельскохозяйственной секции Организации Объединенных Наций и экспертная группа Всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ) ввели норматив, названный предварительным недельным поступлением (табл. 2.10) [20].
Таблица 2.10
Рекомендации ФАО/ВОЗ о допустимом еженедельном поступлении токсичных тяжелых металлов с пищей и другими источниками
Токсичные тяжелые металлы |
Норма |
||
мг на человека |
мг/кг массы тела |
||
Ртуть (общая) |
0,3 |
0,005 |
|
Метилртуть (в пересчете на Hg) |
0,2 |
0,003 |
|
Свинец |
3 |
0,05 |
|
Кадмий |
0,4 - 0,5 |
0,0067 - 0,0083 |
В табл. 2.11 приведены рекомендации ФАО/ВОЗ по допустимым количествам некоторых металлов в основных группах пищевых продуктов.
Таблица 2.11
Допустимые остаточные количества металлов в основных группах пищевых продуктов (мг/кг сырого продукта) [20]
Элемент |
Рыбные |
Мясо-продукты |
Молочные |
Хлебные и зернопродукты |
Овощи |
Фрукты |
Соки и напитки |
|
Ртуть |
0,5 |
0,03 |
0,005 |
0,01 |
0,02 |
0,01 |
0,005 |
|
Кадмий |
0,1 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,03 |
0,002 |
|
Свинец |
1 |
0,5 |
0,05 |
0,2 |
0,5 |
0,4 |
0,4 |
|
Мышьяк |
1 |
0,5 |
0,05 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Медь |
10 |
5 |
0,5 |
5 |
10 |
10 |
5 |
|
Цинк |
40 |
40 |
5 |
25 |
10 |
10 |
10 |
|
Железо |
30 |
50 |
3 |
50 |
50 |
50 |
15 |
|
Олово |
200 |
200 |
100 |
- |
200 |
100 |
100 |
|
Сурьма |
0,5 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,3 |
0,3 |
0,2 |
|
Никель |
0,5 |
0,5 |
0,1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,3 |
|
Селен |
1 |
1 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
|
Хром |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
|
Алюминий |
30 |
10 |
1 |
20 |
30 |
20 |
10 |
В табл. 2.12 представлены ПДК тяжелых металлов и мышьяка в пищевых продуктах.
Таблица 2.12
ПДК тяжелых металлов в продовольственном сырье и пищевых продуктах [22]
Пищевые продукты |
Металлы, мг/кг |
||||||
Pb |
Cd |
As |
Hg |
Cu |
Zn |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Хлебобулочные и кондитерские изделия |
|||||||
Зерновые |
0,5 (0,3) |
0,1 (0,03) |
0,2 |
0,03 |
10 |
50 |
|
Зернобобовые |
0,5 (0,3) |
0,1 (0,03) |
0,3 |
0,02 |
10 |
50 |
|
Крупы |
0,5 (0,3) |
0,1 (0,03) |
0,2 |
0,03 |
10 |
50 |
|
Мука, кондитерские изделия |
0,5 (0,3) |
0,1 (0,03) |
0,2 |
0,02 |
10 |
50 |
|
Хлеб |
0,3 |
0,05 |
0,1 |
0,01 |
5 |
25 |
|
Соль поваренная |
2 |
0,1 |
1 |
0,01 |
3 |
10 |
|
Сахар-песок |
1 |
0,05 |
0,5 |
0,01 |
1 |
3 |
|
Орехи (ядро) |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,03 |
20 |
50 |
|
Конфеты |
1 |
0,1 |
0,5 |
0,01 |
15 |
30 |
|
Какао-порошок и шоколад |
1 |
0,5 |
1 |
0,01 |
50 |
70 |
|
Печенье |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,02 |
10 |
30 |
|
Молочные изделия |
|||||||
Молоко, кисломолочные изделия |
0,05 |
0,03 (0,02) |
0,05 |
0,05 |
1 |
5 |
|
Молоко консервированное |
0,3 |
0,1 |
0,15 |
0,015 |
3 |
15 |
|
Молоко сухое |
0,05 |
0,03 |
0,05 |
0,005 |
1 |
5 |
|
Сыры, творог |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
0,03 |
4 |
50 |
|
Масло сливочное, жиры животные |
0,1 |
0,03 |
0,1 |
0,03 |
0,5 |
2 |
|
Растительные продукты |
|||||||
Масло растительное |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,05 |
- |
5 |
|
Маргарин и кулинарные жиры |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,05 |
1 |
10 |
|
Овощи свежие и свежезамороженные |
0,5 |
0,03 |
0,2 |
0,02 |
5 |
10 |
|
Фрукты, ягоды свежие и свежезамороженные |
0,4 |
0,03 |
0,2 |
0,02 |
5 |
10 |
|
Грибы свежие, консервированные и сухие |
0,5 |
0,1 |
0,5 |
0,05 |
10 |
20 |
Примечание. В скобках указаны ПДК для детского и диетического питания
Следует отметить, что одним из факторов, приводящих к увеличению попадающего в организм кадмия, является курение. С каждой сигаретой курильщики вдыхают 0,1 - 0,2 мкг кадмия. Некоторые металлы попадают в пищевые продукты при контакте с металлической посудой, оборудованием, упаковкой и т.д.
Для достижения норм ПДК следует применять такие агротехнические приемы, как известкование и внесение минеральных и органических удобрений в почву. Среди биологических приемов следует выделить выращивание толерантных сортов и культур, используемых в пищу или в качестве корма для животных. Содержание тяжелых металлов в овощах и картофеле существенно снижается при кулинарной обработке [19].
Необходимо внедрить в практику отражение в сертификате каждого продукта, продаваемого обязательно в упаковке, не только состава и калорийности, но и количества основных токсикантов с указанием норм ПДК. В настоящее время в нашей стране контроль над безопасностью пищевых продуктов нельзя признать удовлетворительным.
2.5 КОРМА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ
Необходимость в сохранении здоровья населения предусматривает нормирование содержания тяжелых металлов в пищевых продуктах. Использование человеком в пищу продуктов животноводства (мясо, молоко, яйца) также должно предусматривать использование экологически чистой продукции, что может быть достигнуто нормированием содержания токсичных веществ, в частности тяжелых металлов, в кормах для сельскохозяйственных животных.
В табл. 2.13 представлены данные по временному максимально-допустимому уровню (МДУ) некоторых химических элементов в кормах, утвержденные Главным управлением ветеринарии Госагропрома СССР в 1987 году [23].
Однако следует отметить, что физиологические потребности в металлах у растений разные, что приводит к большому разбросу содержания тяжелых металлов в растительности даже на незагрязненных почвах (табл. 2.14) [24]
Таблица 2.13
Временный максимально-допустимый уровень (МДУ) некоторых химических элементов в кормах для сельскохозяйственных животных (мг/кг корма)
Элемент |
Комбикорма |
Зерно и зерно-фураж |
Грубые и сочные корма |
Корне-клубне-плоды |
|||||
Свиньи |
Птица |
Крупный и мелкий рогатый скот |
|||||||
Откор-мочная |
Яйценоская |
Откор-мочный |
Молочный |
||||||
Hg |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,05 |
0,1 |
0,05 |
0,05 |
|
Cd |
0,4 |
0,4 |
0,30 |
0,4 |
0,30 |
0,3 |
0,30 |
0,30 |
|
Pb |
3,0 |
5,0 |
3,00 |
5,0 |
3,00 |
5,0 |
5,00 |
5,00 |
|
As |
1,0 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
0,5 |
0,50 |
0,50 |
|
Cu |
80,0 |
80,0 |
80,00 |
30,00 |
30,00 |
30,0 |
30,00 |
30,00 |
|
Zn |
100,0 |
100,0 |
50,00 |
100,00 |
50,00 |
50,0 |
50,00 |
100,00 |
|
Fe |
200,0 |
200,0 |
100,0 |
200,0 |
100,00 |
100,0 |
100,00 |
100,00 |
|
Sn |
1,0 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
0,5 |
0,50 |
0,50 |
|
Ni |
3,0 |
3,0 |
1,00 |
3,0 |
1,00 |
1,0 |
3,00 |
3,00 |
|
Se |
1,0 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
0,5 |
1,00 |
1,00 |
|
Cr |
1,0 |
1,0 |
0,50 |
1,0 |
0,50 |
0,5 |
0,50 |
0,50 |
|
Mo |
3,0 |
3,0 |
2,00 |
3,0 |
2,00 |
2,0 |
2,00 |
2,00 |
|
Co |
2,0 |
3,0 |
2,00 |
3,0 |
2,00 |
1,0 |
1,00 |
2,00 |
Таблица 2.14
Содержание тяжелых металлов в растительности на незагрязненных почвах (усредненные данные)
Элемент |
Содержание, мг/кг сухого вещества |
Элемент |
Содержание, мг/кг сухого вещества |
||
Sr |
113,3 |
Mo |
0,88 |
||
Mn |
104,8 |
Cd |
0,78 |
||
Zn |
53,3 |
Sc |
0,57 |
||
Cu |
9,9 |
Co |
0,34 |
||
Ni |
8,1 |
Sn |
0,18 |
||
Pb |
4,1 |
Hg |
0,047 |
||
Cr |
1,3 |
Из сопоставления данных табл. 2.13 и табл. 2.14 следует, что содержания металлов на уровне МДУ или превышающем его характерно для таких металлов как Ni, Cr, Cd и Hg. Как низкое содержание металлов в почве, так и высокое может приводить к снижению урожайности растений. Нормальное содержание обеспечивает максимальный урожай.
В табл. 2.15 представлены данные по нормированию содержания тяжелых металлов в растениях [24].
Таблица 2.15
Нормирование содержания тяжелых металлов в растениях, (мг/кг сухого вещества)
Элемент |
Содержание |
|||
дефицитное |
нормальное |
токсичное |
||
Fe |
<50 |
50-240 |
? |
|
Mn |
<20 |
25-250 |
>500 |
|
Zn |
<20 |
25-250 |
>400 |
|
Cu |
<5 |
6-15 |
>20 |
|
Pb |
- |
2-14 |
- |
|
Co |
- |
0-2 |
>100 |
|
Ni |
- |
0-8 |
>80 |
|
Cd |
- |
0-0,5 |
>100 |
|
Mo |
<0,1 |
0,5-5 |
? |
|
Cr |
- |
0-0,5 |
? |
Представленные данные подтверждают вывод о том, что нормальный уровень содержания тяжелых металлов в растениях для некоторых металлов может превышать МДУ.
Тот факт, что содержание тяжелых металлов в сельскохозяйственных растениях может превышать МДУ, при выращивании на почвах с содержанием тяжелых металлов ниже МДУ, отмечен также в работе [25] на примере таких растений, как пшеница, ячмень, кукуруза и луговые травы. В этой же работе показано, что основная масса тяжелых металлов концентрируется в надземных и даже на незагрязненных почвах (табл. 2.14) [25] частях растений, т.е. отчуждается с урожаем. Часть их концентрируется в корневых системах и вновь поступает в почву при разложении корневых остатков.
При антропогенном загрязнении почвы тяжелыми металлами их содержание в кормах может стать выше значений МДУ.
Растения, произрастающие в условиях избытка тяжелых металлов, разделяют на 3 группы: накопители, исключители и индикаторы. Накопители отличаются повышенным содержанием металла в растительных органах независимо от его концентрации в почве. У исключителей поступление токсикантов в надземную массу задерживается и остается на низком уровне в широком диапазоне концентраций этих элементов во внешней среде. И только при содержании выше критического уровня начинается неограниченное поступление загрязнителей в растения, когда его механизмы нарушаются. У индикаторов поглощение и транспорт тяжелых металлов в надземную часть пропорционально их концентрации в почве [26].
Чувствительность растений к действию тяжелых металлов имеет практическое значение. С одной стороны необходимо выявить растения, наиболее чувствительные к загрязнению почв, для определения опасного уровня загрязнения, что тесно связано с нормированием содержания в них тяжелых металлов. С другой стороны, необходимо найти наиболее устойчивые к токсикантам культуры для безопасного использования загрязненных почв.
Что же делать с сельскохозяйственной продукцией, содержащей тяжелые металлы в количествах, в несколько раз превышающих установленные нормативы? По мнению авторов работы [27] существуют только два возможных варианта: первый - уничтожить выращенную сельскохозяйственную продукцию, второй - перемешать грязную продукцию с чистой.
Выводы
1. Рассмотрены основные принципы нормирования качества окружающей природной среды. Объектами охраны окружающей природной среды являются природные объекты, природные ресурсы и природные комплексы. К природным объектам относятся земля, недра, воды, леса, животный мир, воздух. Природные ресурсы являются источниками потребления природы человеком и делятся на исчерпаемые и неисчерпаемые, возобновляемые и невозобновляемые. Природные комплексы- территории, на которых функционирует несколько природных объектов (заповедники, национальные парки, редкие ландшафты), находящихся под охраной закона.
2. Показано, что нормирование качества окружающей природной среды - это деятельность по установлению нормативов предельно допустимых воздействий человека и сохранения растительного и животного мира. Гигиеническое нормирование охватывает также производственную и жилично - бытовую сферу жизни человека.
3. Среди различных токсических веществ, загрязняющих воду, воздух и почву, проявляющие высокую токсичность при очень низких концентрациях.
Показано, что основной путь поступления тяжелых металлов в окружающую среду - это антропогенная деятельность человека, связанная с промышленными предприятиями по их добыче, переработке и использованию. Рассмотрены основные сведения о негативном воздействии соединений некоторых тяжелых металлов (меди, цинка, свинца, мышьяка, хрома, марганца, железа, кобальта и никеля). На организм человека.
4. Рассмотрены и проанализированы значения предельно - допустимых концентраций (ПДК) тяжелых металлов в воздухе, воде и почве. Отдельно проанализированы значения ПДК в пищевых продуктах, употребляемых человеком , и в кормах сельскохозяйственных животных. Показано, что для обеспечения безопасности и здоровья людей необходим более тщательный контроль за содержанием тяжелых металлов.
Приложение
Краткий словарь экологических терминов
Биосфера - оболочка Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба.
Вода очищенная - вода, доведенная до содержания в ней количества примесей, не превышающего естественного фона или допустимой величины.
Вода чистая - вода, не содержащая загрязнений. С санитарной точки зрения В.ч. - не вызывающая у человека ухудшения здоровья.
Деградация - постепенное ухудшение, утрата исходных качеств.
Доза предельно допустимая (ПДД) - максимальное количество вредного агента, проникновение которого в организмы (через дыхание, пищу и т.д.) или их сообщества еще не оказывает на них пагубного влияния. Устанавливается единовременная ПДД и ПДД за определенный промежуток времени (час, день и т.п.).
Доза токсичная - минимальное количество вредного агента, приводящее к заметному отравлению организма.
Загрязнение антропогенное - загрязнение, возникающее в результате хозяйственной деятельности людей.
Загрязнение трансграничное - загрязнение среды, охватывающее территорию нескольких государств или целые континенты и формирующееся за счет трансграничного переноса загрязнителей.
Зона санитарно-защитная - полоса, отделяющая промышленное предприятие от селитебной территории (населенного пункта).
Зона жилая (селитебная) - район населенного пункта, предназначенный исключительно или почти исключительно для размещения жилья с выводом из него или запрещением строительства в нем промышленных объектов.
Канцероген - вещество или физический агент, способствующие развитию злокачественных новообразований или их возникновению.
Количество предельно допустимые остаточные (ПДОК) - количества вредных веществ в пищевых продуктах, способных к накоплению в рыбе и др. организмах.
Концентрация максимальная разовая - концентрация загрязнителя в воздухе (населенных мест), не вызывающая рефлекторных реакций в организме человека.
Концентрация среднесуточная предельно допустимая - концентрация загрязнителя в воздухе, не оказывающая на человека прямого или косвенного вредного воздействия при круглосуточном вдыхании.
Лимитирующий (ограничивающий) фактор - ограничитель для течения какого-либо процесса или существования организма.
Лимитирующий признак вредности - признак, характеризующийся наименьшей безвредной концентрацией вещества в воде.
Локальный - относящийся к ограниченной местности.
Нормирование качества среды (воды, воздуха, почвы) - установление пределов, в которых допускается изменение ее естественных свойств. Обычно норма определяется по реакции самого чуткого к изменениям среды вида организмов (организм - индикатора), но могут устанавливаться также санитарно-гигенические и экономически целесообразные нормативы.
Среда обитания - совокупность конкретных абиотических и биотических условий, в которых обитает данная особь, популяция или вид.
Сток загрязненный - сточные воды, содержащие примеси в количествах, превышающих ПДК.
Токсические вещества - ядовитые вещества.
Толерантность - способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды.
Экология - наука, изучающая взаимоотношения живых организмов между собой и окружающей средой.
Доза летальная (абсолютная)LD - минимальное количество вредного агента, попадание которого в организм неминуемо приводит к его смерти.
Литература
1. Израэль Ю.А Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.
2. Опекунов А.Ю Экологическое нормирование. СПб.: ВнииОкеология, 2001. 216 с.
3. Цветкова Л.И., Алексеев М.И. и др. Экология. СПб.: Химиздат, 2001. 552 с.
4. Ахметов Т.Г, Порфирьева Р.Т. Химическая технология неорганических веществ. т. 1. М.: Высшая школа, 2002. 688 с.
5. Ахметов Т.Г, Порфирьева Р.Т. Химическая технология неорганических веществ. т. 2. М.: Высшая школа, 2002. 533 с.
6. Пестриков С.В, Красногорская Н.Н., Сапожникова Е.Н., Исаева О.Ю. Снижение экологической опасности металлсодержащих сточных вод. Уфа.: Изд-во УГАТУ, 2006. 252 с.
7. Заславский Е.М. О Нормирования в области охраны окружающей среды // Экология производства. 2006. №6. С. 58 - 64.
8. Беспамятнов Г.П. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Л.: Химия, 1975. 456 с.
9. Кобата - Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439 с.
10. Саэт Ю.Э., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 334 с.
11. СанПиН 2.1.1.573 - 96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения».
12. Ильин В.Б. Оценка существующих экологических нормативов содержания тяжелых металлов в почве // Агрохимия. 2000. №9. С. 74 - 80.
13. Матвеев Ю.М., Прохоров А.Н. Проблемы экологического нормирования содержания химических соединений в почвах различных типов // Тезисы докладов международной конференции «Проблемы антропологического почвообразования». т. 3. 1997. С. 53 - 56.
14. Алексеева А.С. Влияние применения нетрадиционных органических удобрений на накопление тяжелых металлов и биологическую активность дерново-подзолистых супесчаных почв. Дисс. канд. биол. Наук. Москва, МГУ, 2002. 145с.
15. Обухов А.И. Методические основы разработки ПДК ТМ и классификация почв по загрязнению. Система методов изучения почвенного покрова, деградированного под влиянием химического загрязнения. М.: Мир, 1992. 20 с.
16. Аристархов А.Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах. М.:ЦИНАО, 2000. 524 с.
17. Габович Р.Д., Припутина Л.С. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических вещств. Киев.: Здоровье, 1987. 248 с.
18. Рейли К. Металлические загрязнения пищевых продуктов. М.: Агропромиздат, 1985. 183 с.
19. Черников В.А., Алексахин В.М., Голубев А.В. и др. Агроэкология. М.: Колосс, 2000. 536 с.
20.Кузубова Л.И. Токсиканты в пищевых продуктах // Аналитический обзор. Новосибирск, 1990. 127 с.
21. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. 319с.
22. Скибенко В.В., Вихрова О.Е. Регламентация загрязняющих веществ в биосфере. М.: Инфермэлектро, 2003. 48с.
23. СанПиН 2.1.7.573 - 96 «Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения».
24. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск.: Наука, 1991. 151 с.
25. Фирсова В.П., Павлова Т.С., Тощев В.В, Прокопович Е.В. Сравнительное изучение содержания тяжелых металлов в лесных, луговых и пахотных почвах лесостепного Зауралья // Экология. 1997. №2. С. 96 - 101.
26. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987.142 с.
27. Мильчакова О.В., Иванов А.И., Тяжелые металлы в сельскохозяйственных растениях // Экология и промышленность России. 2000. №9.С.38 - 40.
Подобные документы
Проблема насыщения окружающей человека среды тяжелыми металлами и микроэлементами. Классификация тяжелых металлов и их вредное воздействие на живые организмы: ртуть, метилртуть, мышьяк, свинец, кадмий. Как оградить себя от воздействия тяжелых металлов.
реферат [46,2 K], добавлен 19.05.2008Развитие гигиены как науки и прикладной медицинской дисциплины. Становление гигиены как науки. Исследования в области диетики. Становление и развитие общественной гигиены. Развитие гигиенической диагностики. Принципы гигиенического нормирования.
презентация [119,3 K], добавлен 24.04.2015Предупреждение последствий аварий на химических объектах. Определение опасных химических объектов. Пожарная безопасность на химических объектах. Огнетушащие вещества, способы тушения. Мероприятия по улучшению производственной обстановки, окружающей среды.
контрольная работа [45,8 K], добавлен 04.05.2015Затраты предприятия на охрану окружающей среды и их анализ. Характеристика состояния природной среды Беларуси. Экономические основы природопользования. Анализ затрат на охрану окружающей среды ОАО «МЗОО». Расчет экологического налога и пути его снижения.
реферат [25,8 K], добавлен 17.12.2008Санитарно-гигиеническое обследование земельного участка и здания учебного заведения, классной комнаты и мебели. Гигиеническая оценка питания учащихся. Физическое развитие учащихся. Влияние физической нагрузки на величину кровяного давления и пульс.
практическая работа [41,1 K], добавлен 09.05.2012Характеристика аварий на радиационно-опасных объектах. Загрязнение среды отходами производства и потребления. Твердые бытовые, радиоактивные, диоксинсодержащие отходы. Обеспечение благоприятных условий жизни людей, защита человека и окружающей его среды.
контрольная работа [26,9 K], добавлен 29.03.2010Управление охраной труда на предприятии как реализация решений по сохранению здоровья и жизни профессионала. Взрывоопасность, предупреждение взрывов. Санитарно-бытовое обслуживание. Порядок расчета штрафов и плата за загрязнение окружающей среды.
контрольная работа [21,7 K], добавлен 26.03.2009Производство фосфорных удобрений как источник загрязнения окружающей среды. Характеристика технологических процессов и сырья. Разработка экологических нормативов предприятия; выбор методов и расчет оборудования для проведения природоохранных мероприятий.
курсовая работа [258,8 K], добавлен 23.07.2013Влияние окружающей среды на трудоспособность человека. Вредные производственные факторы. Виды опасных факторов производственной среды и параметры, определяющие ее влияние на организм человека. Предложения по улучшению окружающей среды на предприятии.
реферат [53,3 K], добавлен 23.09.2011Цель и принципы технического нормирования и стандартизации. Государственное регулирование в области технического нормирования, законодательная основа стандартизации в Республике Беларусь. Принципы оценки соответствия. Разработка технических регламентов.
контрольная работа [17,4 K], добавлен 07.12.2011