Эта работа опубликована в сборнике научных трудов "Естествознание
и гуманизм" (том 6, №1, 2010 год) под редакцией проф., д.б.н.
Ильинских Н.Н.
Посмотреть
титульный лист сборника
Скачать
сборник целиком (8,5 мб)
Фтор и его соединения являются одними из важнейших для народного хозяйства химических веществ, сфера применения которых с каждым годом расширяется: от фреона в холодильниках и высокоактанового топлива до производства алюминия и даже космической техники. Одновременно нарастает и техногенное загрязнение окружающей среды фтором. Источниками фтористых соединений являются предприятия по производству фтористых солей, плавиковой кислоты, алюминия, стали, цинка, суперфосфата, стекла, фосфора, кирпича, керамики, атомные электростанции, использующие гексафторуран, тепловые электростанции, работающие на угле с высоким содержанием фтора и т. д. [2]. В связи с этим проблема фтора становится все более гигиенической, экологической, биологической.
Самыми мощными источниками образования фторсодержащих промышленных выбросов являются алюминиевые производства. На территории Иркутской области действуют два крупных алюминиевых завода в гг. Братске и Шелехове, которые ежегодно выбрасывают в атмосферу более 4 тыс. т фтористых соединений.
В период 1997-2006 гг. среднегодовые концентрации растворимых твердых фторидов в воздушном бассейне гг.Братска и Шелехова находились на уровне ПДКСС, однако максимальные концентрации были выше ПДКмр в 2,3 и 3,3 раза соответственно [1]. Среднегодовое содержание фтористого водорода в г.Братске превышало гигиенический норматив в 1,2 раза. Максимальные концентрации HF в атмосферном воздухе гг. Братска и Шелехова достигали 4,9 и 2,8 ПДКмр, соответственно. Динамика удельного веса нестандартных проб в воздушном бассейне изучаемых городов представлены в табл. 1. Наибольшее число проб с содержанием фтористых соединений выше ПДКмр приходилось на 2002-2004 гг. В 2005г. на источниках выбросов проведен ряд природоохранных мероприятий, приведших к снижению выбросов.
Осаждение на земную поверхность из атмосферного воздуха соединений фтора приводит к накоплению их в объектах окружающей среды. Для осуществления мониторинга за накоплением фторидов в почве проводили анализ проб снежного покрова и непосредственно почвы. Точки наблюдения были выбраны с учетом зонирования территории города, расположения промышленной площадки по отношению к селитебной зоне, с учетом направления ветра. Содержание фторид-иона в пробах снега и почвы определяли электрохимическим методом с использованием ион-селективного электрода. Потенциометрический метод с использованием фторселективного электрода является экспрессным и простым в исполнении, отвечая при этом требованиям по чувствительности.
Снежный покров является индикатором интенсивности и уровня загрязнения атмосферного воздуха, что объясняется его высокой способностью поглощать из атмосферы продукты технического производства. Исследование загрязнения снежного покрова является удобным способом получения данных о поступлении загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность. В 2009-10гг. было проведено исследование снежного покрова г. Шелехова и контрольного (фонового) участка, расположенного в 8 км от г. Иркутска. Среднее содержание растворимых соединений фтора в талой воде составило 6,66 мг/дмЗ, что в 3 раза превышало фоновое значение.
По данным ежегодных наблюдений за содержанием примесей в почвах селитебных зон гг. Братска и Шелехова фтористые соединения являются приоритетными загрязнителями. Найдена надежная корреляция (с коэффициентом 0,8) между расстоянием от источника и содержанием фтора в почве и растительности (в логарифмическом масштабе). Содержание растворимого фтора в гумусовом горизонте вблизи предприятий до несколько десятков раз превышает таковое за пределами техногенной зоны.
Концентрация фтора в почве г.Братска в среднем составляла 832 мкг/кг на расстоянии 2 км от источника загрязнения, 630 мкг/кг – в 12 км от промплощадки, 290 мкг/кг – в 20-30 км.
В г. Шелехове наибольшие концентрации растворимых фтористых соединений обнаружены в пробах почвы, отобранных непосредственно вблизи алюминиевого завода, и составили в среднем в пределах 6-7ПДК (ПДК для водорастворимых фторидов в почве 10 мг/кг), на расстоянии 2-3 км также оставалось высоким на уровне 5-4,7 ПДК соответственно. Концентрации фторидов в черте города варьировали от 22,4 до 47,9 мг/кг, что соответствовало превышению предельно-допустимых значений в 2-5 раз.
Основное количество токсикантов аккумулируется в верхних горизонтах почвенного покрова. Содержание фторидов в верхних слоях почвы может возрастать за счет промышленных загрязнений, фосфатных удобрений, отложения газообразных выбросов. Почвы обладают способностью фиксировать фториды, а их снижение происходит за счет выщелачивания и удаления сельскохозяйственными культурами.
Начиная с глубины 30-50 см, происходит снижение (в десятки раз) содержания фтора, что свидетельствует о слабом вымывании фтора из почв. Накопление фтора в почве зависит от типа почвы и глубины горизонта. Исследования по содержанию растворимых форм фторидов в почве г.Шелехова на различной глубине от поверхности ( 0см, 0-10 см, 0-20 см) показали, что в песчаных почвах концентрации фторидов с глубиной уменьшаются в 1,5 – 2,0 раза, а в глинистых наоборот происходит их накопление на глубине 20 см также до 1,5 раз.
Почва является объектом окружающей среды, способным кумулировать и трансформировать вредные вещества. Особую опасность может представлять накопление загрязнителей в пахотных почвах. Установлено, что содержание фтористых соединений в почве агропромышленного комплекса, расположенного в 8 км от Братского алюминиевого завода, составляло в среднем 516 мкг/кг [1].
Повышенное накопление фтора в почвах снижает в 1,5-3,0 раза интенсивность процессов почвенного дыхания и на порядок – азотфиксирующую функцию микроорганизмов. Из почвы в растения он переходит путем пассивной диффузии, затем переносится в росток за счет транспирации. Если почвы засолены и богаты фосфорсодержащими удобрениями, концентрация фторидов в растениях может быть значительно выше.
Фтор, накапливаясь в растениях, по пищевым цепочкам поступает в организм животных, далее - человека, существенно влияя на его здоровье. Первое место в структуре заболеваемости населения, проживающего в районах размещения алюминиевых производств, занимают болезни органов дыхания – системы, прежде всего реагирующей на высокий уровень загрязнения воздушного бассейна. Значительный удельный вес в структуре приходится также на болезни нервной системы и органов чувств, кожи и подкожной клетчатки, костно-мышечной и эндокринной систем и др.
Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха и почвы городов с развитой алюминиевой промышленностью обуславливает поступление повышенной дозы фтора в организм, это может привести к накоплению токсиканта в биосубстратах, что представляет существенную опасность для здоровья населения.
