Свинцовое загрязнение и изменения физико-химических свойств почв населенный пунктов Республики Алтай

Краткое описание

Введение... 4

Глава 1. Состояние проблемы... 9

1.1. Свинцовое загрязнение окружающей среды:

источники, масштабы, медико-экологические последствия... ——

1.2. Основные аспекты геохимии свинца в почвах... 15

1.3. Изученность физико-химических свойств почв при антропогенезе... 21

Глава 2. Природные условия и факторы антропогенеза на территории

Республики Алтай... 24

2.1. Физико-географические и климатические условия... 24

2.2. Геологическое строение и металлогения... 30

2.3. Почвы. Растительный покров... 36

-----

2.4. Основные факторы антропогенеза... 42

2.5. Экологическое состояние объектов окружающей среды... 45

Глава 3. Изученность территории. Методы исследования... 51

3.1. Геоэкологическая изученность... 51

3.2. Методика полевых и лабораторных работ... 55

3.3. Обработкам интерпретация аналитических данных... 60

Глава 4. Особенности распределения свинца в почвах населенных

пунктов Республики Алтай... 62

4.1. Распространенность свинца в почвообразующих породах и почвах... 63

4.2. Распределение свинца в антропогенно измененных почвах... 70

4.3. Особенности распределения подвижных форм свинца... 78

4.4. Характер поведения свинца в системе "снег-почва-растение"... 83

4.5. Ассоциации тяжелых металлов в антропогенно измененных почвах.. 91

3

Глава 5. Характеристика физико-механических свойств почв населенных

пунктов Республики Алтай... 98

5.1. Фоновые параметры физико-химических свойств почв... 99

5.2. Характер антропогенных изменений физико-химических свойств

почв... 102

5.3. Связь изменений физико-химических свойств почв с их загрязнением свинцом... 117

Глава 6. Оценка экологической ситуации, обусловленной свинцовым

загрязнением населенных пунктов Республики Алтай... 132

6.1. Уровни накопления свинца в антропогенно измененных средах... 132

6.2. Характеристика свинцовой нагрузки в населенных пунктах... 136

6.3. Эколого-гигиеническая обстановка, обусловленная свинцовым загрязнением населенных пунктов РА... 140

Заключение... 147

Литература... 150
Введение

Введение

Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями во всем мире признается одной из главных проблем экологии и охраны здоровья населения.

В настоящее время промышленные предприятия, урбанизированные тер-ритории и транспортные артерии являются значительными источниками образования и накопления в объектах окружающей среды, главным образом в почвах, соединений свинца - токсичного металла 1-го класса опасности. Доля техногенного свинца в природных средах, в том числе и в почвах индустриальных центров на один - два порядка превышает его природный фон. Среднегодовой прирост концентраций свинца в промышленных центрах составляет 3-5 и более процентов (Доклад..., 1997).

Прогрессирующий уровень техногенного использования свинца, его спо-fa собность накапливаться в трофических цепях, в сочетании с высокой токсично-

стью и патологичностью, обусловливают его высокую экологическую опасность и неблагоприятное воздействие на здоровье человека (Иванов, 1996).

Несмотря на то, что в Республике Алтай (РА) нет значительных промышленных производств, ее населенные пункты также подвержены локальному свинцовому загрязнению, в основном, со стороны многочисленных котельных и автотранспортных средств. В меньшей степени, источниками поступления техногенного свинца являются промышленные и горнодобывающие предприятия, АЗС, полигоны твердых бытовых отходов (Любимов, 2003).

Бурный рост автотранспортных средств в республике (до 10-15 % в год) в *9 сочетании с ограниченной дорожной сетью, горно-долинными условиями мест-

ности и вытянутостью преобладающей части населенных пунктов вдоль автомагистралей обусловливает повышенную загрязненность почв и других природных сред на их территории (Доклад, 2004).

Из региональных источников многолетнего свинцового загрязнения территории РА существенная роль принадлежит трансграничному аэрогенному

5

переносу комплекса тяжелых металлов, содержащихся в отходах горнодобывающих и металлургических предприятий Восточного Казахстана (Робертус, Кац, 1998).

До настоящего времени какого-либо специализированного изучения особенностей техногенеза свинца и изменений физико-химических свойств почв на территории населенных пунктов РА не проводилось, не считая пилотных работ, проведенных в конце 90-х годов на ряде объектов (Чуйский тракт, г. Горно-Алтайск, пос. Сейка) сотрудниками Томского и Горно-Алтайского университетов (Тодожокова, 1998; Летувнинскас и др., 1999).

Основная цель работы заключается в выявлении антропогенных изменений физико-химических свойств и особенностей сопряженного свинцового загрязнения почв населенных пунктов Республики Алтай. Для ее достижения решались следующие основные задачи:

1. Изучение уровней, характера распределения и связей валовой и подвижных форм свинца и физико-химических свойств почв населенных пунктов РА;

2. Выявление особенностей распределения свинца и физико-химических свойств почв населенных пунктов при воздействии различных антропогенных источников;

3. Установление взаимосвязи уровня накопления свинца с уровнем и спектром тяжелометального загрязнения почв и объемами атмосферных выбросов;

4. Выявление характера поведения валовой и подвижных форм свинца в системе: снег - почва - растение;

5. Изучение уровней присутствия свинца в объектах окружающей среды и оценка эколого-гигиенической ситуации по свинцу в населенных пунктах РА.

Фактическим материалом для написания диссертации послужили результаты НИР по теме "Изучение уровней свинцового загрязнения почв населенных пунктов Республики Алтай", выполненной в 2002-2004 гг. при личном

6

участии автора Алтайским региональным институтом экологии и рационального природопользования по заказу Центра науки и технологий при Правительстве РА.

В рамках темы во всех физико-географических районах республики было взято 450 проб целинных и пахотных почв в 30 населенных пунктах, а также 30 сопряженных с ними проб растительности и 10 снеговых проб. Для них в ФГУП "Березовгеология" был выполнен полуколичественный эмиссионный спектральный анализ на 30 элементов, а в Аналитическом центре ОИГГиМ СО РАН проведено 150 определений валового содержания свинца и 133 анализа его подвижных форм методом атомной абсорбции. Для всех 450 почвенных проб в ФГУ САС "Горно-Алтайская" было определено содержание гумуса и емкости поглощения, а в АРИ "Экология" — величина рН и магнитная восприимчивость проб. Для 100 проб в ИВЭП СО РАН определен механический состав и карбонатность. Все пробы просмотрены автором под микроскопом на Щ предмет определения доли ксеногенного материала или степени "техноземисто-

сти" почв. Кроме этих данных, при подготовке работы были использованы имеющиеся фондовые научные и производственные отчеты, а также многочисленные публикации по теме исследования.

Научная новизна работы. Впервые достоверно оценен уровень накопления и характер распределения свинца и его подвижных форм на территории населенных пунктов Республики Алтай. Выявлены и детально изучены закономерности поведения комплекса физико-химических свойств антропогенно измененных почв. Установлена специфика и оценен вклад техногенных источни- ков в свинцовое загрязнение и уровень физико-химических свойств почв насе-ленных пунктов. Намечены типоморфные ассоциации химических элементов при техногенном загрязнении почв. Впервые систематизированы данные по уровню присутствия свинца в объектах окружающей среды и дана обоснованная оценка эколого-гигиенической ситуации по свинцу на территории населенных пунктов Республики Алтай.

7

Практическая ценность работы. Результаты, полученные в процессе исследования, позволяют более достоверно оценить эколого-гигиеническую обстановку в населенных пунктах Республики Алтай и выявить на их территории локальные очаги антропогенного загрязнения.

Полученные данные по комплексу физико-химических свойств почв и содержанию в них валовых и подвижных форм свинца, сведенные в единую базу данных, отвечают требованиям ГИС-технологий и могут использоваться для геоэкологического картирования территории республики и других целей. Они включены в базу данных социально-гигиенического мониторинга Республики Алтай на 2002-2007 гг. и в банк данных территориальной Системы комплексного экологического мониторинга РА.

Результаты исследования были переданы в ЦНТ при Правительстве РА (акт о внедрении № 24 от 11.04.05 г.), а также в природоохранные органы республики.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации отражены в двух, составленных с участием автора, научно-технических отчетах, рассмотренных на НТС Центра науки и технологий при Правительстве РА и Управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Республике Алтай. Результаты работы по теме докладывались на седьмом Международном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А Усова в ТПУ (2003 г.), на научно-практической конференции Горно-Алтайского регионального отделения Российского геологического общества (2004 г.), а также на научных семинарах ИВЭП СО РАН. Кроме того, авто- ром опубликовано 15 статей, в том числе 10 статей по теме диссертации:

Основные защищаемые положения:

1. Уровень накопления и характер распределения свинца и его подвижных форм в почвах населенных пунктов Республики Алтай определяется спецификой антропогенной нагрузки, создаваемой, в основном, автотранспортом и котельными.

8

2. Антропогенные изменения физико-химических свойств почв населенных пунктов Республики Алтай носят комплексный направленный характер и имеют локальное распространение, сопряженное с очагами свинцового загрязнения почв.

3. Концентрации свинца в основных депонирующих его природных сре- дах на территории населенных пунктов Республики Алтай за исключением ряда локальных очагов загрязнения в настоящее время не превышают действующих эколого-гигиенических нормативов и не представляют опасности для здоровья населения.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 160 страниц состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 120 наименований. Работа содержит 73 таблицы и 26 рисунков.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность к.г.-м.н. директору АРИ "Экология" Робертусу Ю.В. и заместителю директора по научной Щ работе ИВЭП СО РАН д.б.н. Пузанову А.В. за научное руководство данной ра-

ботой.

При подготовке работы автор пользовался полезными советами и помощью сотрудников лаборатории биогеохимии ИВЭП СО РАН д.б.н. Мальгина М.А., к.б.н. Горюновой Т.А., Медниковой Г.М., Балыкина С.Н., Балыкина Д.Н., Салтыкова А.В., Архипова И.А., а также сотрудников кафедры геоэкологии и геохимии ИГДН Томского политехнического университета к.г.-м.н. Арбузова СИ., к.г.-м.н. Язикова Е.Г., к.г.-м.н. Волостнова А.В., к.г.-м.н. Шатилова А.Ю., к.г.-м.н. Соболева И.А., к.г.-м.н. Архангельской Т.А., к.б.н. Барановской Н.В., аспиранта Усмановой Т.В., Котеговой М.В., которым выражает свою призна- тельност, Автор также благодарит руководителя ТЦ "Алтайгеомониторинг" Кац В.Е. и коллектив Алтайского регионального института экологии за большую помощь в процессе подготовки работы на всех ее этапах.

Глава 1. Состояние проблемы

Интенсивное развитие промышленного производства в XX веке сопровождалось прогрессирующим насыщением биосферы химическими элементами. В настоящее время человечество использует практически все элементы периодической системы, а его производственная деятельность стала мощным геохи-мическим фактором - техногенезом (по А.Е. Ферсману, 1955), заметно влияющим на миграцию элементов в гипергенных условиях.

Особая роль в процессах техногенеза принадлежит свинцу — сильно токсичному металлу, стойкому загрязнителю окружающей среды, давно и широко используемому человеком. На протяжении индустриального и начавшегося постиндустриального периодов наблюдается постоянный рост производства и потребления свинца и, как следствие, увеличение его поступления в окружающую природную среду.

Qa Нарастание вовлечения свинца и его соединений в процессы техногенеза

синхронизированы и пространственно сопряжены с комплексом антропогенных преобразований окружающей среды в пределах промышленно-селитебных зон. Эти преобразования приводят к заметным изменениям экологического состояния природных сред не только крупных городов и промышленных центров, но и относительно небольших населенных пунктов. Экологические последствия многолетних антропогенных нагрузок наиболее информативно проявляются в составе и свойствах почв — основной природной среде, депонирующей различные виды загрязнения, в том числе и свинцовое.

Прогрессирующее накопление свинца в объектах окружающей среды и W его негативное влияние на здоровье человека постоянно привлекают внимание

научной общественности и правительств многих развитых стран, где эта медико-экологическая проблема является одним из приоритетов природоохранной политики.

Проблема свинцового загрязнения окружающей среды весьма актуальна и в Российской Федерации. В последнее десятилетие правительством страны принят ряд мер, направленных на улучшение сложившейся ситуации в этой

10

сфере. В частности, в рамках ФЦП "Топливо и энергия" предусмотрен комплекс мероприятий по реконструкции и модернизации предприятий нефтеперерабатывающей отрасли, направленных на снижение производства содержащих свинец бензинов. В ряде субъектов РФ (Москва, Татарстан и др.) реализуются программы по существенному ограничению использования этилированных бензинов.

Некоторые меры по сокращению свинцового загрязнения были предусмотрены ФЦП "Техническое перевооружение и развитие металлургии России (1993-2000 гг.)". Более комплексное решение проблемы содержалось в разработанной, но не реализованной ФЦП "Защита окружающей среды и здоровья населения от свинцового загрязнения (1998-2005 гг.)". В ее развитие в отдельных регионах РФ разработаны и реализуются местные программы аналогичного содержания.

Вышеотмеченная актуальность проблемы свинцового загрязнения окру- жающей среды обусловливает необходимость оценки современных и ретроспективных уровней присутствия свинца в природных средах, особенно на селитебных территориях, а также установление специфики его связей с антропогенными источниками поступления, что возможно при условии всестороннего и глубокого изучения особенностей техногеохимии этого металла.

1.1. Свинцовое загрязнение окружающей среды: источники, масштабы, медико-экологические последствия

Источники свинцового загрязнения. Человечество издавна использует свинец в различных сферах хозяйственной деятельности, извлекая его из недр. Одновременно с ростом производства и потребления увеличивается рассеяние свинца в биосфере, а также накопление его в отходах - источниках вторичного загрязнения природных сред, главным образом, почвенного покрова. Различные источники создают отличающуюся между собой специфику техногенного свинцового загрязнения почв, которое может быть разделено путем изучения его вещественного состава и изотопии свинца.

11

Кроме антропогенных загрязнителей, небольшая доля поступления свинца в почвы (4-5 %) принадлежит природным источникам - горным породам, зонам рассеянной минерализации, проявлениям и месторождениям свинцовых и свинецсодержащих руд.

Основным источником свинцового загрязнения окружающей среды в РФ являются выбросы в атмосферу автотранспорта (4 тыс. т в 90-х годах), что в 5-6 раз больше, чем прямые промышленные выбросы свинца. Последний присутствует в этилированных сортах бензина в виде тетраэтилсвинца, а в дизельном топливе в составе металлоорганических добавок.

Среди стационарных источников основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха свинцом на территории РФ вносят предприятия цветной металлургии - 87 %, машиностроения и металлообработки - 8.8 %, черной металлургии - 1.4 %. Вклад других отраслей промышленности, в т.ч. местной теплоэнергетики (котельные, печи), составляет в сумме 2.8 %.

Основная доля потребления свинца в РФ приходится на аккумуляторное производство (60-70 %), предприятия которого являются ответственными за 70 % его ежегодного сброса в водные объекты, оцениваемого величиной порядка 50 т (Доклад.., 1997). Характерно, что отработанные свинцовые аккумуляторы, содержащие более 1 млн. т свинца, являются одним из основных источников свинцового загрязнения природных сред в местах их хранения.

Другим важным источником техногенного поступления свинца в окружающую среду являются его трансграничные переносы с сопредельных территорий. Эта проблема актуальна как для европейской части России, так и для рассматриваемой в настоящей работе территории Республики Алтай, поскольку только за 1991 г. из стран Западной Европы на территорию России вследствие трансграничного переноса загрязненных воздушных масс поступило более 3000 т свинца и примерно столько же из Казахстана на юг Западной Сибири (Доклад.., 1997). Эти цифры сопоставимы с объемами его ежегодных выбросов на территории России.

12

Следует отметить, что к настоящему времени на территории Восточно-Казахстанской области накоплено 1.4 млрд. т промышленных отходов, значительная часть которых принадлежит токсичным отходам цветной металлургии и добывающей полиметаллы отрасли. Ежегодные выбросы содержащих свинец загрязняющих веществ в атмосферу составляют порядка 160-170 тыс. т (Дани- лова, Чапаева, 2000). Их многолетний трансграничный перенос создал мозаично проявленный повышенный региональный фон свинца на территории Горного Алтая и сопредельных регионов (Робертус, Кац, 1998).

Масштабы свинцового загрязнения. О масштабах антропогенного свинцового загрязнения можно судить по увеличению его кларка в почвах за последние десятилетия, который по разным оценкам, на ЕТР увеличился с 60-70-х годов в 1.5-4 раза. Особенно интенсивно его накопление в почвах происходит в мегаполисах и индустриальных центрах, где сосредоточена основная часть промышленных предприятий и транспортных средств.

В 2003 году в 20 городах России среднемесячные концентрации свинца в воздухе превышали значения ПДК (Госдоклад.., 2001). Как правило, максимальные концентрации свинца в приземной атмосфере наблюдаются в зимний период, что обусловлено его дополнительным поступлением с выбрасываемыми продуктами сжигания топлива и неблагоприятными метеорологическими условиями этого времени года.

По данным Росгидромета, в 80 % из 120 городов России имеются существенные (до 10 и более раз) превышения ОДК содержания свинца в почве (Обзор.., 1999). Многие города и более мелкие населенные пункты, имеющие в среднем благополучную ситуацию по свинцу, существенно загрязнены им на отдельных частях своей территории, как правило, в промышленной и транспортной зонах. Установлен сложный характер накопления свинца в почвах урбанизированных территорий. В их пределах техногенные аномалии свинца, вытягиваясь вдоль улиц и окружая выбрасывающие его предприятия, сливаются между собой и образуют неправильные по форме зоны загрязнения.

13

Наиболее крупные ореолы свинцового загрязнения формируются вокруг металлургических заводов, аккумуляторных производств, предприятий по добыче и переработке свинецсодержащих руд. Их площадь достигает десятков, реже первых сотен км2 при поперечнике до 10-20 км. Для мелких источников загрязнения (котельные, полигоны отходов и пр.) характерны небольшие - десятки-первые сотни метров участки слабоинтенсивного загрязнения, имеющие субизометричный и линейный (вдоль автострад) локальный характер.

Медико-экологические последствия. Опасность свинца для человека определяется его высокой токсичностью и способностью накапливаться в организме. Различные соединения свинца обладают разной токсичностью: повышенной - соли неорганических кислот (хлориды, сульфаты и пр.) и высокой -органические соединения, в частности, тетраэтилсвинец.

Показатель патологичности свинца очень высок (П = 4), что соответствует 20 связанным с ним патологиям (Иванов, 1996). В частности, он гонадо- и эмбриотоксичен, а при повышенных концентрациях в воде ( 0.8 мг/дм3) является канцерогеном (табл. 1).

Таблица 1

Основные последствия хронического воздействия свинца и его соединений на человека

Источники поступления Пути поступления Патологические эффекты Основные виды патологий

Воздух, пыль. Продукты питания, питьевая вода, почва, курение Ингаляционный Пероральный Гонадотоксический Эмбриотоксический Канцерогенный Интоксикации, легочные заболевания Изменения центральной нервной системы Заболевания сердечно-сосудистой системы Злокачественные новообразования Нарушения репродуктивной функции Заболевания желудочно-кишечного тракта

Основное количество свинца в организм человека поступает: с продуктами питания (85-87 %, по другим данным 40-70 %); в меньшей степени, с почвой и пылью, что более характерно для детей (до 11.3 %); незначительно с воздухом (1-2 %), питьевой водой - 1.8-3.5 % и при курении (Доклад.., 1997). Следовательно, почва является основной природной средой - поставщиком свинца в продукты питания животного и растительного происхождения.

14

Большая часть поступившего в организм свинца (96 %) выводится из него через желудочно-кишечный тракт. Часть его элиминируется с желчью, мочой, волосами. Выведение свинца из организма происходит медленно, что способствует его накоплению в органах и тканях. В крови человека свинец присутствует, в основном, в эритроцитах (95% от общего количества) в концентрациях 250-300 мкг/дм3 при рекомендуемом уровне 200-400 мкг/дм3.

В организме свинец накапливается в костях (около 90 %), волосах, тканях аорты, печени и почек, нарушает обмен веществ и синтез гемоглобина и протеина в крови, вызывает болезни периферической нервной системы, анемию и спазмы кишечника. При избытке неорганических соединений свинца в крови он может замещать кальций в костях и являться постоянным источником отравления. Считается, что хроническое свинцовое отравление проявляется в анемии, неврологических расстройствах и невропатии.

Среди профессиональных интоксикаций свинцовая занимает в РФ первое место (11.7 % от всех случаев профессиональных отравлений в 1994 г.). Основными показателями воздействия свинца на здоровье человека является уровень его содержания в крови и в волосах, допустимые пределы которого для детей составляют 10 мкг/л и 8-9 мкг/г соответственно.

Экологические последствия свинцового загрязнения окружающей среды обусловлены миграцией свинца с поверхностными и грунтовыми водами, его аккумуляцией в почвах, грунтах и донных отложениях с последующим поглощением растениями и участием в пищевых цепочках животных и человека. Основным процессом, способствующим распространению свинца, является воздушный перенос загрязненных им выбросов и, в меньшей степени, водный пе-ренос загрязненных природных и сточных вод.

Накопление свинца в почвах и грунтах зоны аэрации оказывает ингиби-рующее воздействие на их биологическую активность, что проявляется в уменьшении интенсивности дыхания почвы и скорости распада клетчатки, в появлении токсичности и пр. Одним из негативных факторов загрязнения почв является резкое увеличение подвижных форм свинца. Эта ситуация, как прави-

15

ло, усугубляется вследствие синергизма со стороны других токсичных тяжелых металлов, сопутствующих свинцовому загрязнению почв - медь, цинк, кадмий и др.

Физиологическая значимость свинца для растений до конца не выяснена. Имеются данные о стимулирующем действии его малых концентраций на от-(л дельные виды растений. Согласно им, свинец в небольших концентрациях (5-10

мг/кг) повышает содержание крахмала, ускоряет прорастание растений. В повышенных концентрациях — 100-150 мг/кг (по Г.В. Добровольскому более 10 мг/кг) свинец оказывает токсичное воздействие на процессы фотосинтеза, митоза, поглощения воды, а также способствует отвердеванию тканей вследствие нарушения пластичности клеток. Основные экологические последствия свинцового загрязнения растений заключаются в снижении их продуктивности и качества, а также в обогащении свинцом почв и повышенном его вовлечении в пищевые цепочки животных и человека.

Аккумуляция свинца представителями животного мира зависит от многих факторов, в первую очередь, от их таксономической принадлежности. В частности, у беспозвоночных свинец концентрируется преимущественно в твердых покровах, в костной ткани у позвоночных, в гонадах у рыб, в перьях у птиц, в головном мозге, почках и печени у млекопитающих. Для последних и человека многие исследователи отмечают идентичность воздействия высоких концентраций свинца.

1.2. Основные аспекты геохимии свинца в почвах

В настоящее время свинец по причине своей повышенной опасности является одним из наиболее изученных в эколого-геохимическом и медико-гигиеническом плане тяжелых металлов. Также достаточно полно изучены аспекты геохимии свинца в условиях техногенеза. Из ее основных составляющих - извлечения элемента из природной среды, последующей техногенной концентрации, перегруппировки в новые соединения и рассеяния в окружающей ере-

16

де, в настоящей работе интерес вызывает именно последний аспект в плане раскрытия геохимии свинца в почвах и на путях его поступления в них.

Выше было отмечено, что основное поступление свинца в почвы происходит путем сухого и мокрого выпадения из загрязненных им атмосферных выбросов. Установлено, что в зависимости от интенсивности техногенного за- грязнения содержание свинца в атмосферном воздухе варьирует в очень больших пределах - 0.01-0.5 мкг/м3 (в фоновых районах 0.8-19 нг/м3), а в атмосферных осадках - 0.08-69 мкг/дм3 при фоне 0.3-4.4 мкг/дм3 (Иванов, 1996).

Воздушную миграцию свинца отличает его преимущественная концентрация (до 70%) в тонкодисперсной (субмикронной) фракции аэрозолей. Поэтому, по сравнению с другими тяжелыми металлами, он образует наиболее протяженные техногенные воздушные потоки рассеяния вокруг промышленных предприятий (Сает, 1982). Так, в полосе МКАД более тонкодисперсные аэ-розоли свинца перемещаются в 1.5-2 раза дальше аэрозолей других тяжелых металлов.

В связи с тем, что содержание свинца в атмосферных выбросах по мере удаления от источника уменьшается по экспоненте, зоны их слабого воздействия имеют значительные размеры. При этом мелкая пыль, как правило, более обогащена свинцом по сравнению с крупными частицами, выпадающими вблизи источника загрязнения.

Фазовым анализом атмосферных выпадений выяснено, что их твердые частицы содержат (в порядке распространения) сульфаты, оксиды, сульфиды свинца и его металлическую форму. В выхлопных газах автомобилей свинец

' присутствует в виде галогенидов РЬ(ОН)Вг и др., которые неустойчивы и легко

W

переходят в более стабильные соединения - карбонаты, сульфаты, оксиды. Н.И.

Игнатенко (1992) на примере г. Минска установил, что аэрозольные выпадения свинца в придорожных зонах города представлены, в основном, легкообменной карбонатной формой, а в промышленных районах, где преобладают выбросы ТЭЦ, его сульфатной формой.

4

17

Ю.Е. Саетом (1990) показано, что между содержанием свинца в воздухе, атмосферных осадках и почвах, а также между объемами его выбросов и запасами в почвах существует прямая зависимость, что говорит о тесной взаимосвязи сред на путях его транзита (рис. 1).

Почва-снег Кс (почва)

Воздух-снеговой покров Запасы в пределах аномалий

ю

5

2 1

мкг/м (воздух)

Запасы в почве, т

0 8 3 6

ОЛ

Кс (снег)

0.1

50 -

30 20

мг/кг (снег)

выброс, т/год

3 1о го so ' tealooo w оба \ » »

Рис. 1 Зависимость концентраций и запасов свинца в сопряженных природных средах

Особенности геохимии свинца в антропогенных почвах базируются на закономерностях, установленных для неизмененных типов почв, основной из которых является прямая зависимость содержания свинца в почвах от его концентраций в почвообразующих породах и от их состава.

Основным механизмом поглощения почвой как природного, поступающего при выветривании первичных минералов, так и антропогенного свинца, является его адсорбция. Установлено, что на ее протекание, а в конечном итоге на уровень накопления свинца в почве, влияют следующие факторы: реакция и окислительно-восстановительные условия среды, содержание минеральных и органических веществ, гранулометрический состав почвы.

В частности, кислые и песчаные почвы, содержат заметно меньше свинца, чем щелочные и глинистые почвы. В последних поглощающая способность в отношении свинца увеличивается в ряду: каолинит — хлорит - иллит — вермикулит - монтморилонит. По прочности сорбирования на вышеотмеченных глинистых минералах свинец стоит выше других тяжелых металлов, но в тоже время он из-за большого ионного радиуса не входит в их кристаллическую решетку.

Список литературы