Проблемы загрязнения биосферы и ее экологическое значение

лигандами. Соответственно, как каталитические свойства металлов, так и

доступность для  водных микроорганизмов зависят  от форм существования их в

водной экосистеме.

Многие металлы  образуют довольно прочные комплексы  с органикой; эти комплексы

являются одной  из важнейших форм миграции элементов  в природных водах.

Большинство органических комплексов образуются по хелатному  циклу и являются

устойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с  солями железа,

алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов,

относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой и

слабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрировать

в природных водах  на весьма значительные расстояния. Особенно важно это для

маломинерализованных  и в первую очередь поверхностных  вод, в которых

образование других комплексов невозможно.

Для понимания факторов, которые регулируют концентрацию металла  в природных

водах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и

токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю

свободных и связанных  форм металла.

Переход металлов в  водной среде в металлокомплексную форму имеет три следствия:

1.     Может  происходить увеличение суммарной  концентрации ионов металла за

счет перехода его в раствор из донных отложений;

2.     Мембранная  проницаемость комплексных ионов  может существенно

отличаться от проницаемости  гидратированных ионов;

3.     Токсичность  металла в результате комплексообразования может сильно

измениться.

Так, хелатные формы  Cu, Cd, Hg менее токсичны, нежели свободные ионы.

Для понимания факторов, которые регулируют концентрацию металла  в природных

водах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и

токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю связанных

и свободных форм. Источниками загрязнения вод  тяжелыми металлами служат сточные

воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной

металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав

удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с

сельскохозяйственных  угодий. Повышение концентрации тяжелых металлов в

природных водах  часто связано с другими видами загрязнения, например, с

закислением. Выпадение кислотных осадков способствует снижению значения рН и

переходу металлов из сорбированного на минеральных и  органических веществах

состояния в свободное. Прежде всего представляют интерес те металлы, которые в

наибольшей степени  загрязняют атмосферу ввиду использования  их в значительных

объемах в производственной деятельности и в результате накопления во внешней

среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической

активности и токсических  свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк,

висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден

и мышьяк.

            Биогеохимические свойства тяжелых металлов           

    

Свойство  

.Cd. 

.Co. 

.Cu. 

.Hg. 

.Ni. 

.Pb. 

.Zn .

Биохимическая активность В В В В В В В

Токсичность  В У У В У В У

Канцерогенность  —  В —  —  В —  —

Обогащение аэрозолей  В Н В В Н В В

Минеральная форма  распространения  В В Н В Н В Н

Органическая форма  распространения  В В В В В В В

Подвижность  В Н У В Н В У

Тенденция к биоконцентрированию  В В У В В В У

Эффективность накопления  В У В В У В В

Комплексообразующая способность  У Н В У Н Н В

Склонность к гидролизу  У Н В У У У В

Растворимость соединений  В Н В В Н В В

Время жизни  В В В Н В Н В 
 

В — высокая, У  — умеренная, Н — низкая

    

4.2 СВИНЦОВАЯ ИНТОКСИКАЦИЯ

      В  настоящее время свинец занимает

первое место среди  причин промышленных отравлений. Это  вызвано широким

применением его  в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца

подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных

заводах, в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при

изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного

бензина, свинцовых  красок и др. Загрязнение свинцом  атмосферного воздуха, почвы

и воды в окрестности  таких производств, а также вблизи крупных автомобильных

дорог создает угрозу поражения свинцом населения, проживающего в этих районах,

и, прежде всего детей, которые более чувствительны  к воздействию тяжелых

металлов.

С сожалением надо отметить, что в России отсутствует государственная  политика

по правовому, нормативному и экономическому регулированию  влияния свинца на

состояние окружающей среды и здоровье населения, по снижению выбросов

(сбросов, отходов)  свинца и его соединений в  окружающую среду, полному

прекращению производства свинецсодержащих бензинов.

Вследствие чрезвычайно  неудовлетворительной просветительной  работы по

разъяснению населению  степени опасности воздействия  тяжелых металлов на

организм человека, в России не снижается, а постепенно увеличивается

численность контингентов, имеющих профессиональный контакт  со свинцом. Случаи

свинцовой хронической  интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности

России. Ведущими являются электротехническая промышленность (производство

аккумуляторов), приборостроение, полиграфия и цветная металлургия, в них

интоксикация обусловлена  превышением в 20 и более раз  предельно допустимой

концентрации (ПДК) свинца в воздухе рабочей зоны.

Значительным источником свинца являются автомобильные выхлопные  газы, так как

половина России все еще использует этилированный бензин. Однако

металлургические  заводы, в частности медеплавильные, остаются главным

источником загрязнений  окружающей среды. И здесь есть свои лидеры. На

территории Свердловской области находятся 3 самых крупных  источника выбросов

свинца в стране: в городах Красноуральск, Кировоград и Ревда.

Дымовые трубы Красноуральского медеплавильного завода, построенного еще в

годы сталинской индустриализации и использующего  оборудование 1932 года,

ежегодно извергают  на 34-тысячный город 150 -170 тонн свинца, покрывая все

свинцовой пылью.

Концентрация свинца в почве Красноуральска варьируется  от 42,9 до 790,8 мг/кг

при предельно допустимой концентрации ПДК=130 мк/кг. Пробы воды в водопроводе

соседнего пос. Октябрьский, питаемого подземным водоисточником, фиксировали

превышение ПДК  до двух раз.

Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние  на состояние здоровья

людей. Воздействие  свинца нарушает женскую и мужскую  репродуктивную систему.

Для женщин беременных и детородного возраста повышенные уровни свинца в крови

представляют особую опасность, так как под действием  свинца нарушается

менструальная функция, чаще бывают преждевременные роды, выкидыши и смерть

плода вследствие проникновения  свинца через плацентарный барьер. У

новорожденных детей высока смертность.

Отравление свинцом  чрезвычайно опасно для маленьких  детей - он действует на

развитие мозга  и нервной системы. Проведенное тестирование 165

красноуральских детей от 4 лет выявило существенную задержку психического

развития у 75,7%, а  у 6,8% обследованных детей обнаружена умственная

отсталость, включая  олигофрению.

Дети дошкольного  возраста наиболее восприимчивы к вредному воздействию

свинца, поскольку  их нервная система находится  в стадии формирования. Даже

при низких дозах  свинцовое отравление вызывает снижение интеллектуального

развития, внимания и умения сосредоточиться, отставание в чтении, ведет к

развитию агрессивности, гиперактивности и другим проблемам в поведении

ребенка. Эти отклонения в развитии могут носить длительный характер и быть

необратимыми. Низкий вес при рождении, отставание в  росте и потеря слуха

также являются результатом  свинцового отравления. Высокие дозы интоксикации

ведут к умственной отсталости, вызывают кому, конвульсии и смерть.

Белая книга, опубликованная российскими специалистами, сообщает, что

свинцовое загрязнение  покрывает всю страну и является одним из многочисленных

экологических бедствий в бывшем Советском Союзе, которые  стали известны в

последние годы. Большая  часть территории России испытывает нагрузку от

выпадения свинца, превышающую критическую для нормального функционирования

экосистемы. В десятках городов отмечается превышение концентраций свинца в

воздухе и почве выше величин, соответствующих ПДК.

Наибольший уровень  загрязнения воздуха свинцом, превышающий  ПДК, отмечался в

городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Владимир,

Владивосток.

Максимальные нагрузки выпадения свинца, ведущие к деградации наземных

экосистем, наблюдаются  в Московской, Владимирской, Нижегородской, Рязанской,

Тульской, Ростовской и Ленинградской областях.

Стационарные источники  ответственны за сброс более 50 тонн свинца в виде

различных соединений в водные объекты. При этом 7 аккумуляторных заводов

сбрасывают ежегодно 35 тонн свинца через канализационную  систему. Анализ

распределения сбросов  свинца в водные объекты на территории России

показывает, что по этому виду нагрузки лидируют Ленинградская, Ярославская,

Пермская, Самарская, Пензенская и Орловская области.

В стране необходимы срочные меры по снижению свинцового загрязнения, однако

пока экономический  кризис России затмевает экологические  проблемы. В

затянувшейся промышленной депрессии Россия испытывает недостаток средств для

ликвидации прежних  загрязнений, но если экономика начнет восстанавливаться, а

заводы вернутся к работе, загрязнение может только усилиться.

           10 наиболее загрязненных городов бывшего СССР          

     (Металлы  приведены в порядке убывания  уровня приоритетности для данного  города)