Влияние Новочеркасской ГРЭС на содержание 3,4-бенз(а)пирена в почвах

 

Таблица6

Содержание 3,4-бенз(а)пирена (нг/г) в вегетативной части естественной растительности мониторинговых площадок (среднее за 2009г.)

№ площадок	Удаленность и направление от источника  загрязнения	Вегетативная часть растений
		Содержание 3,4 БП, нг/г	Превышение фоновых концентраций
1	1,0 северо-восточное	196	39,2
2	3,0 юго-западное	79	15,8
3	2,7 юго-западное	189	37,8
4	1,6 северо-западное	167	33,4
5	1,2 северо-западное	71	14,2
6	2,0 северное	34	6,8
7	1,5 северное	76	15,5
8	1,0 северо-западное	133	26,6
9	15 северо-западное	36	7,2
10	20 северо-западное	41	8,2

 

Установлено превышение фоновых концентраций поллютанта как  минимум в 4 раза на всех участках исследуемых территорий. Обобщение полученных результатов проводится с использованием группировки мониторинговых площадок по интенсивности техногенной нагрузки и пространственному распределению.

«Генеральное направление (№ 4, 8, 9, 10)»

Территории, располагающиеся в направлении розы ветров (преимущественными являются ветры восточных направлений), испытывают максимальную техногенную нагрузку со стороны выбросов НчГРЭС. Превышение фоновых концентраций в надземной части растительности мониторинговых площадок, расположенных в северо-западном направлении, составляет от 7,2 до 33,4 раз; а в почвах превышение ПДК составляет от 2,4 до 9,7 раз. Максимальное содержание 3,4-бенз(а)пиреиа как в почве, так и в растительности (рис. 3), наблюдается на территории площадки № 4, удалённой от источника эмиссии на расстояние 1,6 км.

Рис. 3. Содержание 3,4-бенз(а)пирена в почвах и растительности по линии  «генерального направления»

 

На гистограмме показано, что содержание поллютанта в изученных  объектах снижается по мере удаления от источника эмиссии. Особое положение  занимает мониторинговая площадка № 10, удаленная на расстояние 20 км от НчГРЭС, но испытывающая влияние дополнительных источников загрязнения. Территория площадки ограждёна двумя автомагистралями - Ростов-Москва с северо-западной стороны и Ростов-Новочеркасск с юго-восточной. В этой точке наблюдается возрастание содержания канцерогена во всех изучаемых объектах. Проведённые мониторинговые наблюдения показали, что даже значительно удалённые НчГРЭС территории могут содержать 3,4-бенз(а)пирен в концентрациях превышающих допустимые, причём преобладающим агентом загрязнения может являться не основной, а дополнительные источники эмиссии. Как наглядно демонстрирует гистограмма (рис.3), содержание изучаемого канцерогена в надземной части растительности не превышает его концентрацию в почве. Травянистая растительность, покрывающая почвенный покров изучаемых территорий, и обладающая развитой сорбционной поверхностью, накапливает загрязнённые вещества из атмосферных аэрозолей менее активнее почвы и, следовательно, содержит меньшее количество 3,4-бенз(а)пирена.

«Площадки, расположенные  в радиусе 1-3 км (№ 1, 2, 3, 5, 6, 7)»

Площадки лежат на концентрической кривой, очерчивающей границы санитарно-защитной зоны.

«Площадки, подверженные влиянию дополнительных источников эмиссии (№ 1)»

Активное накопление 3,4-бенз(а)пирена в надземной части  растительности наблюдается на территории площадки № 1. Концентрация канцерогена в надземных органах составляет 196 нг/г, превышает ПДК в 39,2 раза, а содержание поллютанта в почве равно 275 нг/г, что превышает ПДК в 14 раз. Такой характер накопления поллютанта вызван атмосферным загрязнением, так как точка максимально приближена к НчГРЭС (1км).

«Площадки близко расположенные  к линии «генерального направления (№ 3)»

Среди площадок радиального направления, наибольшая концентрация 3,4-бенз(а)пирена обнаружена в растительности и почвах мониторинговой площадки № 3, расположенной па удалении 2,7 км на юго-запад от источника эмиссии (табл.5). Территория мониторинговой площадки № 3 расположена всего на 1100м южнее максимально загрязнённой площадки генерального направления №. 4, а уровень загрязнения почвы и надземной части растительности возрастает в 1 и 1,2 раза соответственно. Значительное повышение концентрации 3,4-беиз(а)пиреиа на территориях, расположенных севернее и южнее от «генерального направления», связано с физическими свойствами почв, а именно с гранулометрическим составом.

«Площадки среднего уровня влияния НчГРЭС (№ 2, 3, б, 7)»

Мониторинговые площадки № 2 и №. 3, расположенные на расстоянии 3,0 км и 2,7 км на юго-запад от НчГРЭС, имеют общие черты в характере  расположения, а, следовательно, и в уровне загрязнения растительности и почв этих территорий 3,4-бенз(а)пиреном, но при этом имеются и различия.

Возможно, причина того, что содержание 3,4-бенз(а)пирена в  почве и растительности площадки № 3 выше, чем площадки № 2, заключается  в том, что площадка № 3 находится в условиях лучшего увлажнения и характер сё растительного покрова несёт выраженные черты лугового сообщества. Растительность площадки более разнообразна, а надземные органы развиты лучше, и как следствие имеют большую адсорбционную площадь, что способствует накоплению изучаемого поллютанта.

Необходимо заметить, что почва мониторинговой площадки № 2, имеет наиболее лёгкий гранулометрический состав и самую низкую ёмкость  катионного обмена (табл. 4.) и, следовательно, сорбционные способности, что и является причиной низкого содержания 3,4-бенз(а)пирена.

Возможно, сочетание перечисленных  факторов приводит к тому, что содержание 3,4-бенз(а)иирена в слое почвы площадки № 2 по усреднённым данным двух лет  наблюдений превышает ПДК не значительно и составляет 1.

Приведённые результаты исследований показывают, что даже при сходном расположении участков но отношению к источнику эмиссии, уровень загрязнения объектов экосистемы может заметно отличаться. Причинами  этого служат различия в свойствах  почв, условиях увлажнения, характере растительного сообщества, сорбционных свойствах надземных частей растений и т.д.

Картина распределения 3,4-бенз(а)пирена на территории площадок № б и  № 7 имеет аналогичные черты, по сравнению  с площадками № 2 и № 3. На указанных площадках большая часть поллютанта накапливается на площадке №7, что составляет в почве 90 нг/г, превышение ПДК здесь 1,4 раза. Канцероген накапливается и в надземной части растений интенсивнее нежели в точке №6. Причина приоритетного накопления 3,4-беиз(а)пирена в растительности и повышенная его концентрация в почве, по сравнению с площадкой № 6 - в расположении мониторинговой площадки № 7. Она соседствует с площадкой № 8, и располагается ближе к подфакельному пространству НчГРЭС.

Содержание изучаемого поллютанта на всех представленных мониторинговых площадках в надземной части растительности несколько меньше, чем в почве. Это наглядно демонстрирует, что почва более активно поглощает 3,4-бенз(а)пирен из загрязненной атмосферы нежели растения. Являясь жирорастворимым веществом, 3,4-бенз(а)пирен может проникать в ткани растения через липидные компоненты клеточной стенки, т.е. путём поступления поллютанта через поверхность надземных органов растений - стеблей и листьев. На изучаемых территориях именно этот путь и является приоритетным (табл.5).

Анализ данных мониторинговых исследований 2009 года позволяет предположить, что уменьшения содержания Пау в  почвах, по сравнению с показателями 2008 года, не наблюдается, наоборот идет накопление поллютанта в верхнем слое почв.

 

Выводы

 

- Обнаружен 3,4-бенз(а)пирен  во всех исследуемых объектах  экосистемы в концентрациях значительно  превышающих предельно допустимые (почва в 14 раз) и фоновые  (растительность в 39,2 раза) значения.

- Основным источником  являются атмосферные аэрозоли, загрязнённые дымовыми выбросами НчГРЭС, поступление 3,4-бенз(а)пирена на территории зоны максимального загрязнения составляет в среднем 9 нг/м2 в сутки.

- Интенсивность накопления 3,4-бенз(а)пирена зависит от удаления  и направления от основного источника загрязнения ОАО «НчГРЭС». Наиболее активно поллютант аккумулируется в северо-западном направлении, совпадающем с розой ветров. На значительном удалении (20 км) влияние НчГРЭС перекрывается дополнительными источниками эмиссии, автотрасс.

- Надземная часть растительности мониторинговых площадок содержит 3,4-бенз(а)пирен в концентрациях, не превышающих его содержание слое почвы 0-20 см, что доказывает приоритет атмосферного загрязнения над корневым питанием.

- Наиболее активно  загрязнитель накапливается в верхнем 0-5 см слое почвы

- На накопление загрязнителя  оказывает влияние физико-химические  и агрохимические свойства почв

 

Список использованных источников

 

1. Агрохимические методы  исследования почв. - М.: Наука, 1975. –  С. 651–656

2. Алексеева Т.А., Теплицкая Т.А. Спектрофлуориметрические методы анализа ароматических углеводородов в природных средах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. – С. 213–215

3. Беджер Г.М. Химические  основы канцерогенной активности. - М.: Медицина, 1966. – С. 121-124

4. Белоусова Н.В. Экология Новочеркасска. Проблемы, пути решения.- Ростов н/Д.: Сев.–Кав. Научный центр высш. Школы, 2001. – С. 387–395

5. Беляков Г. И. «Охрана  труда». - М.: ВО «Агропромиздат», 1990. - С. 154–167

6. Безуглова О.С. Гумусное  состояние почв юга России. - Ростов н/Д: СКНЦВШ, 2001. - 228 с

7. Большой энциклопедический  словарь. Химия. – М.: Большая  Российская энциклопедия, 1998. - С. 789–790

8. Вальков В.Ф. Экология  почв Ростовской области. - Ростов  н/Д: СКНЦВШ, 1994. - С. 82-86

9. Васильева Т.В., Железняк А.О., Халикова Н.У. Миграция канцерогенных гидроароматических углеводородов в биосфере города Бишкека // Экологический вестник. - №4. - 2003. – С. 45-47

10. Геннадиев А.Н., Козин  И.С., Шурубор и др. Динамика загрязнения  почв полициклическими ароматическими углеводородами и индикация состояния почвенных экосистем // Почвоведение. - 1990. - №10 – С. 75–85

11. Горобцова О.Н., Назаренко  О.Г., Минкина Т.М., Борисенко Н.И., Ярощук А.В. Роль почвенного  покрова в аккумуляции и миграции  полициклических ароматических углеводородов при техногенном загрязнении // Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Естественные науки. - 2005. - №1. - С. 73-79

12. Государственный доклад  «О состоянии окружающей природной  среды г. Новочеркасска «. –  Новочеркасск.: 1997. – С. 21-27

13. Давыдова С.Л. Тагасов В.Ш. Тяжёлые металлы как супертоксиканты. - М.: Российского унив. др. народов, 2002. 139 с

14. Девдариани Т. В.  Биотрансформация некоторых канцерогенных  полициклических ароматических  углеводородов в растениях: Автореф.  дис. док. биол. наук. – Тбилиси, 1992. –46 с

15. Дикун П.П. Определение  полициклических ароматических  углеводородов // Проблемы аналитической  химии. - М.: Наука, 1979. - № 6. - С. 100-116

16. Израэль Ю.А. Экология  и контроль состояние природной  среды. - М.: Гидрометеоиздат, 1984. - С. 355-356

17. Ильницкий А.П. Канцерогенные  углеводороды в почве, воде  и растительности // Канцерогены  в окружающей среде. - М.: Гидрометеоиздат, 1975. - С. 53-71

18. Кулакова И.И. и  др. О возможном механизме синтеза  полициклических ароматических  углеводородов в процессе эндогенного минералообразования // Докл. АН СССР, 1982. Т. 266, - №4. - С. 1001 – 1003

19. Медико-биологические  требования и санитарные нормы  качества продовольственного сырья  и пищевых продуктов. - М., 1990. 54 с

20. Металлогения и геохимия угленосных и сланцевых толщ СССР. Геохимия элементов. - М, 1987. 17 с

21. Нурмухаметов Р.Н.  Поглощение и люминесценция ароматических  соединений. - М.: химия, 1971. 74 с.

22. Перечень предельно-допустимых  концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. - М.: Минздрав СССР. Утв. зам. главн. Госуд. Санитарного врача СССР, 1991. - № 6229. – С. 87–91

23. Петрухин В.А., Андриевский  В.И., Савенко В.С.О значении атмосферной  миграции веществ в гидрохимическом  режиме поверхностных вод : материалы 5-го Всесоюзного симпозиума по современным проблемам самоочищения и регулирования качества вод. Таллин, 1975. - С. 62-65

24. Пиковский Ю.И. Природные  и техногенные потоки углеводородов  в окружающей среде. - М.: Изд-во  МГУ, 1993. 208с

25.Ровинский Ф.Я., Теплицкая  Т.А. , Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг  полициклических ароматических  углеводородов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 224 с

26. Скуратов Н.С. Влияние  атмосферного загрязнения промышленными  предприятиями на плодородие  почв г. Новочеркасска и прилегающих к нему территорий // Промежуточный отчет , 1992. 52 с

27. Теплицкая Т.А. Автоматический  анализатор ПАУ на основе тонкоструктурной  люминесцентной спектроскопии// Аналитическое  приборостроение. Тез, докл. Всес. научно-технич. совещания. Тбилиси, 1980.144 с

28. Угрехелидзе Д.Ш. Метаболизм  экзогенных алканов и ароматических  углеводородов в растениях. Тбилиси:  Мецниереба, 1976. 48 с

29.Унифицированные методы мониторинга  фонового загрязнения природной  среды // Под ред. Ф.Я. Ровинского. - М.: Гидрометеоиздат, 1986. 182 с