Последствия влияния тяжелых металлов на окружающую среду в зоне воздействия промышленных предприятий
Изучение последствий техногенного накопления тяжелых металлов и антропогенного загрязнения природной среды в настоящее время приобрело исключительно важное значение для здоровья и безопасности населения. Выбросы, поступающие с промышленных предприятий, оказывают мощное техногенное воздействие на окружающие природные комплексы степной зоны, вызывая нарушения естественного развития биогеоценозов. Растения, являясь продуцентами, составляют основной уровень в пищевой цепи любого биоценоза. Накопление тяжелых металлов в растительных организмах приводит к их накоплению в пищевой цепи и может вызвать тяжелые заболевания человека и животных. Ключевые слова: тяжелые металлы, растительный покров, антропогенное загрязнение, безопасность населения, здоровье человека, промышленные предприятия. По данным Всемирной организации здравоохранения в 20% факторы окружающей среды определяют состояние здоровье человека, оказывая непосредственное или провоцирующее влияние. Поэтому снижение негативного воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения является приоритетным направлением любого государства. Загрязнение окружающей среды различными химическими веществами приводит к неблагоприятным сдвигам в состоянии здоровья населения, особенно детского, которое выражается в изменениях физиологических показателей, сдвигов физического развития, возникновение заболеваний и других эффектов. Наиболее социально-значимой проблемой, во многом экологически обусловленной является онкологическая заболеваемость [8]. Изучение последствий техногенного накопления тяжелых металлов (ТМ) и антропогенного загрязнения природной среды в настоящее время приобрело исключительно важное значение для здоровья и безопасности населения. Растения, являясь продуцентами, составляют основной уровень в пищевой цепи любого биоценоза. Накопление тяжелых металлов в растительных организмах приводит к их накоплению в пищевой цепи и может вызвать тяжелые заболевания человека и животных, которые формируют консументный блок [9]. ТМ отличаются от других металлов высоким содержанием в промышленных отходах и высокой токсичностью, своей долговечностью и практической невыводимостью из системы «почва – растения – животные – человек». Эти металлы относятся к категории неспецифических загрязняющих веществ, так как присутствуют практически во всех почвах в том, или ином количестве [10]. Так, накопление тяжёлых металлов в почве, воде, растениях у человека вызывает специфические токсикозы, мутагенные эффекты. Результатом такого нарушения в обычных (неполовых) клетках может стать разбалансированность регуляции их деления, в итоге – злокачественные заболевания. Их влияние на клетки зародышевого пути и на половые клетки может привести к мутациям и рождению наследственно больных детей (умственно неполноценных, дебильных). Возможны также вырождение периферических нервов, пневмосклероз, цирроз печени, слепота [11]. Длительное воздействие промышленных предприятий изменяет состав растительного покрова. Одной из таких территорий являются степи восточной части Оренбуржья, в которой сосредоточено большое количество промышленных объектов, прежде всего металлургических. Преобладающее развитие тяжелой промышленности и её структура свидетельствуют о том, что район является типично уральским промышленным комплексом. Ядро комплекса образует Орско-Новотроицкий промышленный узел, в состав которого входят Орск, Новотроицк, Аккермановка, Халилово, Новорудный и ряд других небольших населенных пунктов. При этом в городских территориях антропогенная нагрузка формируется за счет загрязнения атмосферного воздуха, то в сельских в основном за счет хозяйственно-питьевого водоснабжения [10,11]. Загрязнение воздуха селитебных территорий города Орска в первую очередь обусловлено отсутствием санитарно-защитных зон (СЗЗ) между предприятиями и жилой застройкой (ОАО «Орскнефтеоргсинтез», ОАО «Комбинат Южуралникель» (ЮУНК), Орская ТЭЦ – 1 ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания», ЗАО «ОМК», ОАО ПО «ОРМЕТО – ЮУМЗ и др.); а также исторически сложившейся близкорасположенной агломерацией двух промышленных городов: Орска и Новотроицка, когда при ветрах западного направления выбросы ОАО «Уральская сталь» достигают северных районов г. Орска; работой предприятий на полную мощность, невыполнением природоохранных мероприятий на промышленных предприятиях в полном объеме. В городе Новотроицке практически все предприятия, имеющие в составе источники выбросов загрязняющих веществ, имеют проекты нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) вредных веществ в атмосферный воздух. У трех предприятий: ОАО «Новотроицкий цементный завод», ООО «Металлекс», ООО «Южно-Уральская Горно-Перерабатывающая компания» – имеются проекты организации СЗЗ, проект ОАО «Уральская Сталь» не получил положительного экспертного заключения (рис. 1). В санитарно-защитной зоне промузла, основным предприятием-загрязнителем атмосферного воздуха, в котором является ОАО «Уральская Сталь» – проживает 23 тысячи населения [12]. Выбросы, поступающие с промышленных предприятий, оказывают мощное техногенное воздействие на окружающие природные комплексы степной зоны, вызывая нарушения естественного развития биогеоценозов. Интенсивное антропогенное воздействие на естественные природные ландшафты, связанное с промышленным и сельскохозяйственным освоением, привело к существенным изменениям структуры и экологического потенциала территории городов. В связи с промышленным освоением целинных земель происходила мощная трансформация растительного и почвенного покрова [13].
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С целью установления влияния промышленного воздействия на растительный покров отбирали пробы наземных и подземных органов растений для биохимических анализов. Подготовку проводили в соответствии с требованиями к отбору проб при общих и локальных загрязнениях. В полученных вытяжках определяли содержания тяжелых металлов (Zn, Cu, Pb, Cd, Ni) на атомно-адсорбционном спектрофотометре типа С-115 ТМ в ФГУ ГЦАС «Оренбургский». Исследования проводились в вегетационный период (май-сентябрь) 2006 (засушливый год) и 2007 (влажный) гг. Результаты исследования. Любой живой организм обладает биологическим фильтром, ограждающим его от всего инородного. В определённой ситуации этот фильтр работает надёжно и не допускает в организм ничего лишнего. Но при сильном воздействии загрязнителей биологический фильтр не справляется, и часть инородного вещества проникает в организм. До определённого времени оно не оказывает своего разрушительного воздействия, а накапливается, так как выделительная система не успевает освободиться от излишков токсических веществ. И только когда пределы биологической самозащиты исчерпаны, происходит накопление вредных веществ выше определённого критического уровня – предельно-допустимой концентрации
(ПДК). В этом случае все произрастающие растения на загрязнённой территории становятся источником заражения животных и человека тяжёлыми металлами [14]. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) – один из основных показателей, по которому оценивается и прогнозируется состояние экосистем, которые развиваются в условиях техногенного воздействия. При проведении исследований были использованы региональные ПДК для Cu, Zn, Cd, Pb и Ni [10]
Таким образом, наибольшее превышение ПДК по исследуемым тяжелым металлам отмечается в молочайно-пырейно-житняковом сообществе за весь вегетационный период, это связано с непосредственной близостью исследуемого сообщества с ЮУНК. Влияние избытка тяжёлых металлов на растения может быть, как прямым, так и косвенным. Прямое влияние связано с непосредственным накоплением металлов растениями, косвенное – с негативным воздействием тяжёлых металлов на состав и свойства почвы и на её плодородие. Изучение реакции растений на загрязнение среды тяжёлыми металлами является одной из задач биологического мониторинга окружающей среды [14, 15]. Тяжелые металлы могут поступать в растения двумя путями: из почвы и непосредственно из атмосферы. Это зависит от множества факторов: местонахождения растения, его видовой принадлежности и природы металла. Как известно тяжелые металлы в живых организмах играют двоякую роль. В малых количествах они входят в состав биологически активных веществ, регулирующих нормальный ход жизнедеятельности организмов, изменение же содержания этих металлов приводит к тяжелым последствиям. При избытке в почве и растениях меди у человека развиваются заболевания костной ткани. Значительное количество меди может наблюдаться в агроландшафтах, где в качестве минерального удобрения интенсивно используется простой суперфосфат. В организм медь поступает в основном с пищей. Основные проявления избытка меди: функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница); при вдыхании паров может проявляться «медная лихорадка» (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах); воздействие пыли и окиси меди может приводить к слезотечению, раздражению конъюнктивы и слизистых оболочек, чиханию, жжению в зеве, головной боли, слабости, болям в мышцах, желудочно-кишечным расстройствам; нарушения функций печени и почек; поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова); аллергодерматозы; увеличение риска развития атеросклероза; гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия [16, 17]. Когда цинк в организме человека присутствует в избыточных количествах, иммунная система начинает работать несогласованно. Если цинк в организме человека содержится количестве 150–600 мг, наступает состояние отравления, со всеми признаками интоксикации, появляется тошнота, слабость. Влияние высоких концентраций цинка проявляется в синергическом действии, усиливая эффект других загрязнителей. Так, кадмий обладает мутагенным и канцерогенным свойствами и представляет генетическую опасность. Появляются невыносимая боль в мышцах, непроизвольные переломы костей (кадмий способен вымывать кальций из организма), деформация скелета, нарушения функций легких, почек и других органов. Излишек кадмия может вызывать злокачественные опухоли. Длительное вдыхание кадмия начинает проявляться симптомами, похожими на простуду: повышение температуры, озноб, боли в мышцах. Позднее развивается повреждение легких: одышка, боль в груди, кашель. В тяжелых случаях повреждение легких приводит к смерти больного [18]. Свинец попадает в организм через пищевод, дыхательные пути, кожу, накапливается в организме и трудно оттуда выводится, при постоянной работе с ним будут появляться различные заболевания, связанные с токсичностью. Вдыхание свинцовой пыли намного опаснее, чем попадание его в организм с пищей. Поступление свинца в организм человека по пищевым цепям ведет к расстройству нервной системы. Причем свыше 90% этого металла попадает в организм с пищей.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 149; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!