Города России с разной категорией опасности загрязнения почв металлами

Наибольшую опасность в результате седиментации токсич­ных веществ из атмосферы представляют предприятия цвет­ной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20—50 км, а превышение ПД К достигает 100 раз. Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содер­жащие тетраэтилсвинец, ртуть, диоксины, бенз[а]пирен и т.п. Выбросы ТЭС содержат бенз[а]пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения около трубы имеют радиусы 5 км и более.

На европейской территории России за 2000 г. с осадками выпало следующее количество загрязняющих литосферу веществ: оксидов серы и азота — 2, 4 млн т, свинца и его соеди­нений 2, 739 тыс. т, ртути — 68, 8 т, бенз[а]пирена — 80 т.

Важным показателем почв является их кислотность. Источ­никами кислот и оснований являются продукты распада органических соединений, гидролиз неорганических соеди­нений и загрязнения, вносимые в почву из атмосферы и гид­росферы. В зависимости от величины рН почвы относятся к кислым (рН < 7) и щелочным (рН > 7).

Подкисление почвы способствует переходу соединений тяжелых металлов в растворимые соединения. Соединения тяжелых металлов и повышенная кислотность обладают синергетическим действием на растения.

Песчаные почвы устойчивы к загрязнению, они не обла­дают способностью связывания тяжелых металлов, легко про­пускают их через себя с фильтрующимися водами. На таких почвах возрастает опасность загрязнения подземных вод.

Глинистые почвы обладают способностью прочно связы­вать тяжелые металлы, предохраняя от загрязнения грунто­вые воды, растительность. Так, например, общее количество свинца, которое может задержать метровый слой такой почвы на одном гектаре, достигает 500—600 т.

Закисление почвы снижает скорость разложения органи­ческих веществ, так как большинство почвенных бактерий и грибков угнетаются в кислой среде. Степень кислотности влияет на растворимость алюминия в почвенном слое. Алю­миний широко распространен в земной коре, присутствует в значительных количествах во многих почвенных минералах, входит в состав глинистых почв (каолин). При повышении кислотности происходит растворение соединений алюминия и переход в раствор. Образующиеся соединения обладают токсичностью для корневой системы растений.

Распространенными загрязнителями почвы являются пестициды и родственные им соединения. Без их примене­ния потери урожая от сорняков, вредителей и болезней могут достигать 60%. В мире производится около 1500 наименова­ний пестицидов. В окружающую среду поступают все пести­циды, производимые мировой промышленностью. В то же время они наносят вред живым организмам.

Для оценки относительной опасности того или иного пес­тицида ввели характеристику «продолжительность жизни» его в биосфере.

По этому параметру выделяют несколько групп пес­тицидов — препараты с продолжительностью сохранения в окружающей среде 18, 12, 6, 3 и менее 3 месяцев. Наибо­лее стабильны в природе (сохраняются в течение несколь­ких лет) хлорорганические пестициды. Они накапливаются в пищевых цепях.

Нефть представляет собой один из наиболее крупных видов органических загрязнителей литосферы. В состав нефти вхо­дит более 150 различных углеводородов (75% общего состава нефти). Кроме того, в нефти содержатся азот, сера, кислород­содержащие соединения и в зависимости от ее месторождения в ней могут также присутствовать железо, никель и медь.

Нефть и нефтепродукты попадают в почву при различных обстоятельствах: при разведке и добыче, при авариях на неф­тепроводах, на транспорте, на нефтебазах и бензозаправках.

Нефтяное загрязнение почв относится к числу наиболее опасных, поскольку оно принципиально изменяет свойства почв. Нефть обволакивает почвенные частицы, в результате чего почва не смачивается водой, гибнет микрофлора, расте­ния не получают должного питания. Частицы почвы слипа­ются, а сама нефть постепенно переходит в иное состояние, ее фракции становятся более окисленными, затвердевают, и при высоких уровнях загрязнения почва напоминает асфальто - подобную массу.

Остановимся на загрязнении почвы промышленными и бытовыми отходами. Ежегодно из недр Земли извлекается огромное количество горной массы, вовлекается в оборот около трети, используется в производстве около 7% объема добычи. Большая часть отходов не используется и скапли­вается в отвалах.

Примерами значительного накопления отходов, связан­ных с добычей полезных ископаемых, могут служить терриконы угольных шахт, отвалы вблизи карьеров при наземной добыче руд. Наиболее остро стоит вопрос утилизации отходов в угольной промышленности, поскольку на некоторых шах­тах добыча 1 тыс. т угля сопровождается подъемом из шахт до 800 т породы, идущей в отвал.

Отвалы различных производств, топливно-энергетиче­ских комплексов занимают немалые площади, выводя из поль­зования земельные угодья, и представляют опасность для окружающей природной среды. Так, например, отвалы мно­гих горных пород содержат пирит FeS₂, который самопроиз­вольно на воздухе окисляется до серной кислоты, и в период дождей или снеготаяния образуются сильно загрязненные кислотные территории.

Ежегодно отмечается рост количества образовавшихся отходов: 2002 г. - 2034, 9 млн т, 2003 г. - 2613, 5, 2004 г. -2634, 9 млн т. Более половины объема промышленных отходов (рис. 5.34) приходится на угольную отрасль; около трети — на металлургическое производство. Источниками загрязнения соединениями фтора являются алюминиевые заводы в Брат­ске, Иркутске и др., предприятия по производству фосфор­ных удобрений и т.п.

В настоящее время одной из самых острых проблем явля­ется утилизация и захоронение радиоактивных отходов АЭС. Опасны и значительны отходы сельскохозяйственного про­изводства — навоз, остатки ядохимикатов, кладбища живот­ных.

Распределение отходов по классам опасности представлено на рис. 5.35. Отходы V класса опасности (практически неопас­ные) составляют 90%, IV класса (малоопасные) — 9%.

Оценивая динамику изменения количества образовав­шихся токсичных отходов (рис. 5.36), можно сделать вывод о постоянном росте этого показателя в промышленности Рос­сии: с 82, 6 млн т в 1996 г. до 139, 5 млн т в 2001 г., эта тенден­ция продолжается и в настоящее время.

Практически весь объем образующихся токсичных отходов (95%) имеет промышленное происхождение, а остальные (5%) отходы этой категории распределяются почти поровну между сельским хозяйством (3, 7 млн т) и ЖКХ (3, 4 млн т). По дан­ным Госкомстата России, к 2000 г. в стране уже было накоп­лено 2 млрд. т токсичных отходов.

Ежегодно в России образуется около 150 млн м³ (30 млн т) твердых бытовых отходов.

По прогнозам ежегодное накопление ТБО возрастет до 200 млн м³, что объясняется увели­чением доли тары и упаковки в массе продуктов и товаров. К ТБО относятся бумага и картон, полимерные материалы, стекло, древесина, металлы и др.

Эффективность использования и обезвреживания отхо­дов составляет около 50% (ТБО — 3%). В России имеется 2, 9 тыс. мест захоронения токсичных отходов общей площа­дью 22 тыс. га.

В связи с недостаточным количеством полигонов для скла­дирования и захоронения промышленных и бытовых отхо­дов широко распространена практика размещения их в местах неорганизованного складирования, что представляет особую опасность для окружающей среды.

В табл. 5.22 приведены основные источники и наиболее распространенные группы веществ химического загрязне­ния почвы.

Таблица 5.22

Источники и вещества, загрязняющие почву

Техногенное воздействие на почву сопровождается:

— отторжением пахотных земель или уменьшением их плодородия. По данным ООН, ежегодно в мире выводится из строя около 6 млн га плодородных земель;

— чрезмерным насыщением токсичными веществами растений, что неизбежно приводит к загрязнению продук­тов питания растительного и животного происхождения. В настоящее время до 70% токсичного воздействия на чело­века приходится на пищевые продукты;

— нарушением биоценозов вследствие гибели насекомых, птиц, животных, некоторых видов растений;

— загрязнением грунтовых вод, особенно в зоне свалок.