Промышленные атмосферные выбросы

Промышленные атмосферные выбросы. С выбросами промышленных предприятий в атмосферу поступают различные химические вещества, качественный и количественный состав которых зависит от особенностей технологического процесса. Так, с выбросами предприятий теплоэнергетики в воздух поступают зола, сажа, серы диоксид, азота оксиды, циклические углеводы, соединения мышьяка и фтора; предприятия черной металлургии загрязняют воздух рудничной пылью, оксидами железа и марганца; объекты цветной металлургии — оксидами свинца, цинка, кадмия, меди, мышьяка и ртути. Выбросы предприятий химической промышленности загрязняют атмосферу ароматическими и алифатическими углеводородами, соединениями серы, кислотами, фенолами, эфирами и т. д. В результате процессов естественного самоочищения атмосферы за счет гравитационной седиментации (выпадения под действием силы тяжести) и вымывания атмосферными осадками указанные химические вещества из воздуха попадают сначала на поверхность почвы, а затем начинают мигрировать. Вследствие поверхностного стока они поступают в открытые водоемы. Миграция вглубь почвы приводит к загрязнению всего слоя почвы и поступлению в подземные, прежде всего грунтовые, воды. Из почвы химические вещества мигрируют в растения. С почвенной пылью и вследствие испарения летучие соединения поступают в атмосферный воздух. В почву из атмосферы в глобальном масштабе ежегодно поступает 3 млн т серы диоксида, 3,1 млн т азота оксидов, 8,2 млн т углерода оксида, 1,75 млн т органических соединений, 7 тыс. т цинка, 6,5 тыс. т свинца, 80 т кадмия, около 600 других химических веществ.

В последние десятилетия в связи с резким ускорением темпов научно-технического прогресса литосфера, особенно ее поверхностный слой — почва, интенсивно загрязняется тяжелыми металлами, в частности такими, как ванадий, висмут, железо, кадмий, кобальт, медь, молибден, никель, олово, свинец, селен, сурьма, теллур, хром, ртуть и др., атомная масса которых превышает 50.

Характерной особенностью загрязнения почвы металлами является четко выраженная локализация зон загрязнения. Наибольшее количество металлов, загрязняющих почву, фиксируется вблизи промышленных предприятий (в радиусе 1—2 км). На расстоянии 3—5 км содержание металлов в почве начинает уменьшаться, и это происходит до расстояния 20—30 км. За пределами этих границ оно в большинстве случаев не превышает фонового значения.

Накопление в почве тяжелых металлов в количествах, превышающих фоновые, а тем более ПДК, приводит к изменению химического состава почвы, появлению у нее токсических свойств, нарушению почвенных биоценозов, угнетению процессов самоочищения почвы, снижению ее плодородия. В зоне влияния выбросов металлургических производств формируются искусственные техногенные биогеохимические провинции. Основными их особенностями являются: высокое содержание тяжелых металлов в почве относительно регионального фона; образование стойких техногенных циклов миграции тяжелых металлов (атмосфера — почва, почва — растения, почва — вода); прогрессирующие процессы загрязнения; наличие корреляционной связи между концентрациями тяжелых металлов в окружающей среде и биологических объектах (биосредах растений и животных).

В техногенных биогеохимических провинциях вследствие загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха, питьевой воды и сельскохозяйственной продукции формируется хроническая токсическая нагрузка на организм человека. Высокое содержание свинца в почве и контактирующих с ней средах (в атмосферном воздухе — до 25—85 мкг/м3, в пищевых продуктах — до 2,5 мг/кг, в воде — до 2,6 мг/л) привело к тому, что у 30% детей, проживающих на загрязненной территории, содержание свинца в крови составляло более 40 мкг/100 мл крови, в то время как у детей, проживающих на относительно чистых территориях, оно не превышало 12 мкг/100 мл крови. Ориентировочный уровень поступления тяжелых металлов в организм взрослого человека на территории техногенных биогеохимических провинций составляет: цинка — от 2617,6 до 13 825,0; свинца — от 372,6 до 3323,9; кадмия — от 25,6 до 112,4 мкг/сут. Это значительно превышает уровень поступления веществ на незагрязненной тяжелыми металлами территории — 1759,4; 94,8; 9,3 мкг/сут соответственно и выходит за пределы безопасных уровней, которые установлены экспертным комитетом ВОЗ.

Известно, что тяжелые металлы имеют выраженные кумулятивные свойства, высокую биохимическую активность относительно сульфгидрильных, тиоловых, карбоксильных и других активных групп белков. Образование комплексов металл — белок может индуцировать аллергическую реакцию. Некоторые тяжелые металлы обладают мутагенными и канцерогенными (кадмий, мышьяк, никель, хром), гонадотоксическими, эмбриотоксическими и тератогенными (ртуть, кадмий) свойствами. Поэтому в искусственных биогеохимических провинциях наблюдается рост заболеваемости и смертности населения. Кроме того, тяжелые металлы (ртуть, мышьяк, хром и др.) обладают способностью проникать через плаценту, что повышает риск развития предпатологичес-ких и патологических состояний у новорожденных и младенцев.