Гигиеническая оценка загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами

Для промышленного города Воронежа контроль накопления тяжелых металлов в городской среде имеет особое значение, поскольку уровень этих токсикантов в биосредах и объектах абиотической среды в значительной мере отражает общий промышленно-транспортный прессинг и, в конечном счете, комфортность среды обитания для населения. К основным вкладчикам в загрязнение атмосферного воздуха тяжелыми металлами относятся предприятия машиностроения и металлообработки - 65,6%; строительных материалов - 8,4%; химической и нефтехимической промышленности - 4,3%. Соединения тяжелых металлов поступают в атмосферу в результате процессов плавления, пайки, механической и химической обработки металлов и т.д.

В число наиболее значимых источников эмиссий тяжелых металлов от предприятий машиностроительной и металлообрабатывающей отраслей, входят АО «Тяжмехпресс» (Коминтерновский район), АООТ «ВАСО» (Левобережный район), ГП «Воронежский механический завод» (Советский район), АООТ «Тяжэкс» им. Коминтерна (Коминтерновский район). Химическая и нефтехимическая промышленность представлены АО «Воронежшина», ОАО «Воронежсинтезкаучук» (Левобережный район); промышленность строительных материалов - ЖБИ, ЖБК.

По объему преобладают аэротехногенные выбросы тяжелых металлов в Левобережном районе, а данные об объемах выбросов отдельных тяжелых металлов по районам г. Воронежа приведены в таблице 4.5.

Оценивая надежность данных о величинах эмиссий химических веществ, следует отметить, что источниками информации о выбросах поллютантов являются сами предприятия, которые в силу объективных причин имеют тенденцию занижать объемы своих выбросов. Причем, большинство крупных предприятий города построены без учета розы ветров, что создает напряженную обстановку в ряде жилых массивов. Низменный рельеф левобережной части города, слабая проветриваемость усиливают неблагоприятное воздействие выбросов загрязняющих веществ на качество атмосферного воздуха.

Таблица 4.5

Объемы выбросов тяжелых металлов в атмосферный воздух
по административным районам [53]

Ингре- диенты	Объемы выбросов (тонн/год) и удельный вес (%) по районам
г. Воронеж в целом	Левобережный	Железнодорожный	Коминтерновский	Советский	Центральный	Ленинский
Железо	21,233	9,799 46,1%	2,585 12,2%	2,846 13,4%	2,001 9,4%	1,068 5,1%	2,933 13,8%
Марганец	1,140	0,455 39,9%	0,168 14,7%	0,220 19,3	0,135 11,8%	0,085 7,5%	0,077 6,8%
Цинк	1,065	0,883 82,9%	0,012 1,1%	0,05 4,7%	0,068 6,4%	-	0,052 4,9%
Медь	0,380	0,162 42,6%	-	0,016 4,2%	0,052 13,7%	-	0,150 19,5%
Хром	0,211	0,071 33,6%	0,012 5,7%	0,040 19,0%	0,046 21,8%	0,003 1,4%	0,039 18,5%
Свинец	0,185	0,009 4,9%	0,046 24,9%	0,022 11,9%	0,022 11,9%	0,074 40%	0,012 6,4%

 

Лабораторные исследования воздушного бассейна свидетельствуют о наличии металлов в атмосферном воздухе в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы. Так, из 5000 проб атмосферного воздуха, исследованных на тяжелые металлы за последние 6 лет, 164 (3,3%) не соответствовали нормам, в том числе по свинцу, оксидам меди, марганца, хрома.

Параллельно расчетным путем с использованием системы «Эколог - город» получены данные о распределении приземных концентраций тяжелых металлов, согласно которым в атмосферном воздухе при неблагоприятных метеоусловиях может иметь место превышение ПДК меди в 1,5 - 7,5 раз, марганца - в 1,5 - 25,0 раз, хрома шестивалентного - в 1,1 - 3 раза.

Учитывая объемы поступающих в воздушный бассейн города загрязняющих веществ, класс и категорию опасности поллютанта, степень превышения допустимых концентраций, возможные неблагоприятные эффекты со стороны здоровья населения, было проведено специальное исследование по оценке роли приоритетных тяжелых металлов в формировании уровней общественного здоровья. Особенностью методики являлся расчет комплексных коэффициентов антропотехногенной нагрузки на среду обитания, включающих следующие сочетания металлов:

1) для атмосферы: К_атм = свинец+медь+хром+цинк+железо +марганец;

2) для почвы: К_почаы = цинк+медь+свинец+никель+хром

+марганец+кадмий+кобальт;

3) для питьевой воды: К_воды = железо+марганец.

Коэффициенты К_атм , К_почвы, К_воды рассчитывали как сумму отношений среднегодовых концентраций указанных металлов к их нормативным концентрациям по соответствующим средам.

В атмосферный воздух города избирательно поступают железо, марганец, цинк, медь, хром, и снижающий в последние годы свою роль свинец. Железо поступает в виде оксида от 873 стационарных источников практически всех отраслей промышленности. Превышений нормативов фактических и моделируемых уровней концентраций железа в атмосферном воздухе не отмечается.

Источниками поступления марганца являются 1204 предприятия города. Максимальный объем выбросов приходится на предприятия машиностроения и металлообработки - 53,8%, стройматериалов - 15,9%, строительства - 6,7%, химической и нефтехимической промышленности - 5,9%. Объемы выбросов превалируют в Левобережном районе - 39,9%. Данные лабораторного контроля свидетельствуют о наличии завышенных концентраций марганца в атмосфере города в 0,3% проб (в Центральном районе - в зоне обслуживания детской поликлиники №2).

По данным расчетного мониторинга могут иметь место значительные превышения ПДК марганца - до 25 раз в Железнодорожном районе, особенно в районе ст. Отрожка и локомотивного депо Отрожка. Учитывая, что почти весь марганец, выбрасываемый в атмосферу, представляет собой мелкодисперсные частицы и может переноситься на значительные расстояния, возможно превышение ПДК в атмосферном воздухе и выпадение на почву в любой точке города. Данные лабораторного контроля отмечали единичные случаи превышения содержания марганца в почве Центрального района (в зоне обслуживания 1 поликлиники СХИ).

Цинк в атмосферный воздух г. Воронежа поступает в виде оксида, нитрата, сульфата, хлорида, стеарата с предприятий химической и нефтехимической промышленности (ОАО «Воронежшина» - 82,2%), машиностроительной - 11,9%, медицинской, строительных материалов. Основной объем выбросов приходится на Левобережный район - 82,9%. Из всех соединений цинка преобладает оксид - 1,058 т/год. Значительное количество поллютанта содержится в выбросах при сжигании каменного угля и в металлической фракции шлаков при сжигании ТБО.

По данным лабораторного контроля и расчетного мониторинга приземные максимальные концентрации цинка не превышают нормативных значений.

Из соединений меди в атмосферный воздух города поступают оксид меди - 0,288 т/год и сернокислая медь - 0,092 т/год. Основными источниками являются ОАО «Воронежсинтезкаучук» химической и нефтехимической промышленности - 30,5% (Левобережный район) и ГП «Воронежский механический завод» машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности - 26,8% (Советский район). Максимальные объемы выбросов соединений меди приходятся на Левобережный район (42,6%) и Ленинский район (39,5%).

Точечные источники индустриального загрязнения дают локальные выбросы в окружающую среду, но за счет способности частиц меди распространяться на большие расстояния, соединения меди обнаруживаются на других территориях в концентрациях, превышающих нормативы. За исследуемый период из 1384 проб атмосферного воздуха в 1,7% проб установлено превышение содержания меди в концентрациях от 0,0027 мг/м³ до 0,0044 мг/м^З в Коминтерновском районе (зоны обслуживания детскими поликлиниками №1, 8, 11) и Центральном районе (детская поликлиника №2).

Исходя из прогнозируемых концентраций, рассчитанных с помощью моделей рассеивания, наиболее неблагополучной зоной по содержанию в атмосфере соединений меди, можно считать Левобережный район (детские поликлиники №№ 6, 7, 9), где степень превышения ПДК составляет 1,5 - 7,5 ПДК.

Из 63 предприятий города, являющихся источником поступления хрома шестивалентного в атмосферный воздух, наибольший вклад в загрязнение воздушного бассейна вносят предприятия машиностроения и металлообработки - 80,6% (АООТ ВАСО, ОАО «Рудгормаш» - Левобережный район, КБХА, ГП Воронежский механический завод - Советский район, АО «Тяжэкс» им. Коминтерна, АО «Автогенмаш», АО «Воронежпресс» - Коминтерновский район).

На долю предприятий электроэнергетики приходится 5,2% выбросов хрома шестивалентного (ТЭЦ), предприятий химической и нефтехимической промышленности - 4,7% (ОАО «Воронежсинтезкаучук). Объемы выбросов хрома преобладают в Левобережном районе - 33,6%.

По данным лабораторного контроля отмечалось превышение ПДК хрома в 2,3% проб в атмосферном воздухе Ленинского района (зона обслуживания детской поликлиники №3), Левобережного района (детская поликлиника №9). По данным моделей рассеивания имеет место превышение ПДК хрома в Левобережном районе (детская поликлиника №9) - до 1,5 ПДК, Ленинском (детская поликлиника №3) - до 2 ПДК и Советском районе (полигон КБХА) – до 3 ПДК.

В 90-е годы ежегодно от стационарных и движущихся источников в атмосферный воздух поступало около 39,3 тонн свинца, причем до 1999 г, выбросы токсиканта от автотранспорта в 115 раз превышали выбросы от промышленных предприятий. С 1999 г. в связи с переводом автотранспорта на неэтилированный бензин основными источниками поступления свинца в воздушный бассейн являются индустриальные источники и, в первую очередь, предприятия машиностроения и металлообработки (45,9%) и транспортной промышленности (27,6%), Максимальные объемы выбросов приходятся на Центральный район (40,0%) и Железнодорожный район (24,9%).

Источником выделения тяжелых металлов в окружающую среду является также автотранспорт за счет использования горюче-смазочных средств, содержащих металлы в качестве присадок (цинк, медь, железо, хром, никель и др.), а также выбросы металлов из двигателей внутреннего сгорания в результате коррозийно-агрессивных свойств топлив.

Результаты исследования снеговых осадков за 3 зимних сезона подтверждают загрязнение атмосферного воздуха. Гигиеническая оценка загрязненности снегового покрова как индикатора загрязнения атмосферного воздуха показывает (табл. 4.6)

Таблица 4.6

Средние концентрации содержания тяжелых металлов
в снеговых осадках, мг/дм³ [53]

Районы	Железо общее	Марганец	Медь	Цинк
Железнодорожный	0,869	0,013	0,023	0,014
Коминтерновский	1,112	0,030	0,008	0,037
Левобережный	1,176	0,017	0,006	0,024
Ленинский	1,626	0,023	0,008	0,026
Советский	1,479	0,018	0,012	0,024
Центральный	1,824	0,017	0,010	0,028

 

Из 11 определяемых в атмосферных осадках тяжелых металлов, были обнаружены 4: медь в массовых концентрациях от 0,001 мг/л, цинк – от следов до 0,59 мг/л, железо – от 0,05 мг/л до 12,6 мг/л, марганец – от следов до 0,6 мг/л.

Такая вариабельность уровней тяжелых металлов в атмосферных осадках подтверждает антропогенное воздействие отдельных источников и промышленных зон.

Наиболее высокие массовые концентрации токсикантов определяются в снеговых осадках, собранных в зонах влияния промышленных предприятий и автомагистралей. Максимальные уровни загрязнения снежного покрова марганцем и цинком отмечаются в зоне обслуживания детской поликлиники №1 Коминтерновского района, медью – на территориях обслуживания детских поликлиник №5 Железнодорожного района и №4 Советского района, железом – в районе ст. Отрожки Железнодорожного района и детской поликлиники №2 Центрального района.

Наличие тяжелых металлов в снеговом покрове на участках, находящихся на значительном расстоянии от индустриальных источников (районы СХИ, областной больницы, больницы «Электроника»), может свидетельствовать о трансграничных переносах, и, в частности, с Липецкого металлургического комбината.

В составе загрязненных стоков в водоемы г. Воронежа поступают алюминий, медь, цинк, хром, никель, железо.

Основными источниками поступления в Воронежское водохранилище недостаточно-очищенных хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод являются Левобережные очистные сооружения АООТ «Воронежсинтезкаучук», через которые сбрасывается около 71 млн. м³ в год и АООТ «Воронежшина» (3,5 млн. м³ /год); в р. Дон - Правобережные очистные сооружения (135,9 млн. м^З/год).

Правобережные очистные сооружения при проектной производительности 400 тыс. м³сут. и. фактической загрузке 330 тыс. м³сут не работают достаточно эффективно в связи с отсутствием запроектированного блока доочистки, нерешенными вопросами обработки и утилизации осадка, нарушениями утвержденных нормативов сброса промышленных сточных вод в городскую канализацию.

Левобережные очистные сооружения с проектной мощностью 305 тыс. м³сут. и 100%-ной загрузкой не обеспечивают очистку сточных вод до нормативных показателей за счет сброса в канализацию предприятиями города загрязняющих веществ более допустимых значений.

Токсичные элементы поступают в водоемы также с дождевыми водами, количество которых составляет по Правобережной части 135000 м³/сут., по Левобережной - 93750 м^З/сут, а также с неучтенными коллекторно-дренажными водами.

Анализ данных лабораторного контроля показал, что в воде водохранилища в концентрациях, превышающих нормативы для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения, обнаруживаются железо, марганец, медь. Причем, среднегодовые значения содержания железа превышали нормативную концентрацию в отдельные годы в 1,07 - 1,36 раз.

Тяжелые металлы в воды гидронамывов поступают с атмосферными осадками, талыми снеговыми водами, в результате выноса твердых частиц и инфильтрации с намывных грунтов. Поверхностные воды водохранилища подпитываются водами гидронамывов, а также ливневыми, талыми и дождевыми водами.

Таким образом, загрязнение воды водохранилища тяжелыми металлами происходит не только в результате сброса неочищенных или недостаточно-очищенных сточных вод, но и за счет процессов выноса и инфильтрации токсикантов из гидронамывов.

В связи с тем, что соединения железа и марганца накапливаются в донных отложениях, фильтрация придонных иловых вод, обогащенных марганцем и железом в нижележащие водоносные слои приводит к увеличению этих элементов, как в водоносном горизонте, так и в воде водозаборных скважин, что обуславливает повышенные концентрации металлов на ВПС № 3, 4, 8,11. Высокие концентрации марганца и железа в воде водозабора ВПС № 12 объясняются, в основном биогеохимическими факторами: развитием высшей водной растительности, восстановительным гидрохимическим режимом.

Установленные на ВПС - 4, 8, 11 очистные сооружения, предназначенные для обезжелезивания подземных вод методом упрощенной аэрации с последующим фильтрованием через песчаную загрузку, обеспечивают необходимое качество и очистку воды только на ВПС № 4.

Таким образом, в формирование показателя санитарного неблагополучия хозяйственно-питьевого водопользования г. Воронежа приоритетный вклад вносят ВПС № 3, 8, 11, 12. Отсутствие водоподготовки на ВПС № 6 и № 9 не оказывает отрицательного влияния на санитарную надежность условий хозяйственно-питьевого водопользования города.

В санитарном отношении нельзя считать надежной и систему транспортировки воды. Помимо неудовлетворительной водоподготовки, к увеличению содержания железа в магистральных сетях выше ПДК и ухудшению показателей воды по вкусу, цветности, мутности приводит наличие железобактерий в воде. Питьевая вода вызывает коррозию труб, вследствие чего увеличивается содержание железа в воде. Прямое отношение к санитарной надежности питьевого водопользования имеет высокая коррозионная активность хлорированной воды.

Подземные воды в пределах промышленных зон загрязнены тяжелыми различными металлами, включая железо и марганец.

Пространственное размещение компонентов - загрязнителей соответствует специфике производства. Так, установлены локальные очаги загрязнения хромом в пределах промышленных площадок АООТ «Электросигнал», АООТ «Полюс», ГП «Воронежский механический завод», КБХА, АООТ ВАСО, стронцием - ОАО «Комбинат мясной Воронежский». Ведомственные водозаборы на промышленных предприятиях используются как источники технической воды и не представляют непосредственной опасности для здоровья населения. Тем не менее, мониторинговые исследования техногенной трансформации подземных вод в границах промышленных территорий оправданы расположением многих промышленных предприятий в пределах областей питания коммунальных водозаборов.

Например, под полями фильтрации ТЭЦ-1 (по данным режимных наблюдений ГТП «Воронежгеология») подземные воды содержат кадмий, свинец с превышением ПДК в 30,4 и 3 раза соответственно. На левом берегу, в области питания водозабора ВПС № 8 расположено ОАО «Видеофон», в стоках которого присутствуют соединения тяжелых металлов. В области питания водозабора № 9 находятся ОАО «Воронежшина», ПО «Рудгормаш», промышленные стоки которых содержат в своем составе цинк, никель, марганец, железо.

Для территории г. Воронежа характерна мозаичность загрязнения почвенного покрова, что объясняется плотностью движения автотранспорта, выбросами промышленных предприятий, содержащими тяжелые металлы, хранением токсичных отходов на промышленных площадках предприятий. Ежегодно в городе образуется порядка 1 млн. 500 тыс. т. бытовых и до 500 тыс. т. токсических отходов, в том числе 1 класса опасности - до 50 тонн. Отсутствие полигона для захоронения промышленных отходов привело к тому, что основная масса токсичных отходов 1-3 класса опасности накапливаются на территориях промышленных предприятий, и способствует дополнительному техногенному загрязнению почвенного покрова.

На крупных промышленных предприятиях основными технологическими отходами являются осадки гальванических стоков, шламы с гальванических ванн, кислотно-щелочные, хромсодержащие осадки, содержащие в своем составе цинк, медь, хром, свинец, никель, железо. К наиболее крупным промышленным предприятиям, имеющим в своих технологических циклах гальваническое производство, относятся АО «Тяжмехпресс», АООТ «Тяжэкс» им. Коминтерна, АООТ ВЗР, ОАО СП завод «Водмашоборудование» (Коминтерновский район), АООТ «ВАСО» (Левобережный район), ГП «Воронежский механический завод» (Советский район), АООТ «Видеофон» (Железнодорожный район).

Практически все предприятия города осуществляют складирование на собственных промышленных площадках металлолома, электродов, металлической стружки, в результате коррозии которых может происходить загрязнение почвы тяжелыми металлами. Хранение промасленной ветоши, горюче-смазочных средств, содержащих в своем составе любые металлы, в том числе, стронций, свинец, кобальт, медь, приводит к попаданию последних на грунт.

За последние годы определилась тенденция к увеличению удельного веса нестандартных проб почвы по санитарно-химическим показателям в зоне влияния промышленных предприятий и автомагистралей. Наибольший удельный вес проб почвы, не отвечающих нормативам по санитарно-химическим показателям, отмечается в районе автомагистралей Коминтерновского и Левобережного районов.

Повышенное содержание тяжелых металлов обнаруживается в почвах берегов водохранилища. Тяжелые металлы, поступившие с техногенной пылью, могут переноситься с весенними талыми водами в понижения рельефа в сторону водохранилища. С другой стороны, источником загрязнения прибрежной зоны являются сточные воды, поступающие в водохранилище без предварительной очистки. Загрязнение городской среды интегрально отражается в загрязнении тяжелыми металлами почв городских парков и окрестных лесов. Значительно загрязнены тяжелыми металлами и почвы, занятые сельхозугодиями, садами и огородами.

Приоритетными загрязнителями почвенного покрова г. Воронежа являются цинк, свинец, медь, никель, хром, марганец, кадмий. Суммарный показатель загрязнения почвенного покрова в целом по городу колебался от 2,7 до 3,2. Самые высокие значения суммарного загрязнения регистрируются в Коминтерновском (3,8) и Центральном (3,1) районах. Анализ ситуации в разрезе детских поликлиник показал, что наиболее загрязнена почва в зоне обслуживания детскими поликлиниками № 6 (К - до 6,7), № 2 (К - до 4,9), № 4 (К - до 3,4), № 1 (К - до 5,6), № 10 (К - до 3,2).

Самым распространенным тяжелым металлом в почвах г. Воронежа является цинк, на долю которого приходится 23,9% проб с превышением ПДК в 1,02 - 31,8 раз. Лабораторные исследования проб почвы по городу показывают содержание свинца от 1,06 ПДК до - 8,9 ПДК в 12,9% проб, меди - 1,02 ПДК - 34,7 ПДК в 5,3% проб, никеля - 1,03 ПДК - 2,9 ПДК в 2,4% проб, марганца -1,01 ПДК -1,1 ПДК в 1,0%, кадмия -1,2 ПДК - 2,8 ПДК в 0,6% и хрома - 1,4 ПДК - 4,2 ПДК в 0,2% проб.

Из приведенных данных видно, что приоритетными загрязнителями города служат цинк и свинец. По уровням загрязнения наибольшие средние значения концентраций приоритетных металлов приходятся на Коминтерновский и Центральный районы.

При расчете в качестве фоновых концентраций приняты наименьшие концентрации, повторяющиеся несколько раз в пределах исследуемой территории, которые для цинка составили - 1,5 мг/кг, свинца - 5,0 мг/кг, меди - 0,8 мг/кг, никеля - 1,0 мг/кг, кадмия - 0,2 мг/кг, марганца - 2 мг/кг. Сравнивая полученные результаты, можно сделать вывод, что отмечается превышение многолетних фоновых концентраций по всем приоритетным тяжелым металлам, причем максимальные коэффициенты приходятся на цинк и марганец. В то же время кратность превышения ПДК не превышает нормативных значений.

Наиболее напряженной в г. Воронеже можно считать ситуацию по цинку. Диапазон концентраций достаточно широк и составляет 0,1 мг/кг - 731,0 мг/кг. Повышенное содержание металла обнаруживаются на всей территории г. Воронежа.

Имеют место превышения среднегодовых концентраций в отдельные годы в Центральном районе (детская поликлиника № 2), Советском (детские поликлиники № 4, 10), Коминтерновском (детские № 1, 8, 11) и Левобережном (детская поликлиника № 6). Отмечаются локальные загрязнения - до 248,8 мг/кг в Коминтерновском районе (детская поликлиника № 1) и 731,6 мг/кг в Центральном районе (детская поликлиника № 2).

Одной из причин накопления цинка в почве является его способность сорбироваться минеральными и органическими компонентами, а также щелочная реакция среды.

Содержание свинца в почвах колеблется в диапазоне 0,2 мг/кг - 286,0 мг/кг. Среднегодовые концентрации, превышающие нормативные значения, регистрировались в отдельные годы в Коминтерновском районе (детские поликлиники № 1, 8) и Центральном районе (детская поликлиника № 2). Свинцом загрязнены территории всех районов города, причем критические концентрации тяготеют к главным автомагистралям города. Наиболее высокие уровни свинца обнаруживаются в зоне обслуживания детских поликлиник № 2 - до 286 мг/кг и № 1 - до 234,0 мг/кг.

Для меди характерна локализация в верхнем слое почвы (10 - 15 см от поверхности), что отражает ее биоаккумуляцию, а также современное антропогенное влияние. Загрязнение почв соединениями меди - это результат поступления из индустриальных источников. Возможно возникновение локальных аномалий меди в почвах в результате коррозии конструкционных материалов, содержащих сплавы меди (например, электрических проводов, труб). Вариабельность концентрации меди на территории города составила 1,4 мг/кг - 216,3 мг/кг. Повышенные концентрации металла обнаруживаются на всех территориях города за исключением зоны, обслуживаемой детской поликлиникой № 7 в Левобережном районе. Наиболее неблагополучная ситуация сложилась в Коминтерновском (детские поликлиники №№ 1, 8) и Левобережном (детская поликлиника № 6) районах, где средние территориальные концентрации меди в почвенном покрове по результатам санитарно-химических анализов, выполненных в различные годы, превышали норму. Максимальные значения загрязнений отмечаются в зонах обслуживания детских поликлиник № 1 - до 216,3 мг/кг, № 6 - до 104,0 мг/кг.

Аккумулированию поллютанта в верхних слоях почвенного покрова г. Воронежа способствует слабощелочная среда со значениями рН - 7,2 - 8,2. Важную роль в связывании меди играет микробиологическая фиксация. Количество меди, связанной в биомассе микроорганизмов, меняется в широких пределах и зависит от многих факторов - концентрации меди, свойств почвы, сезона года.

Накопление марганца происходит обычно не на поверхности почвы, а в нижележащих горизонтах, причем 60 - 90% всего марганца обнаруживается в песчаной фракции почвы. В почвах города широкое распространен марганец (Mn²⁺) в концентрациях 0,6 мг/кг - 159,0 мг/кг. Это связано с тем, что в выбросах многих предприятий города содержится оксид марганца. В то же время превышения ПДК выявлены в единичных случаях в Центральном (детская поликлиника № 1-СХИ), Ленинском (детская поликлиника № 3), Левобережном (детские поликлиники №№ 7, 9) районах. Причина низкого содержания марганца в верхних слоях почвы может заключаться в большом радиусе его рассеивания, повышении растворимости в присутствии понижающих рН гуминовых кислот.

Никель обнаруживается в почвах города в концентрациях от 0,2 мг/кг до 11,9 мг/кг. Высокие концентрации определяются практически в зонах обслуживания всех детских поликлиник за исключением поликлиник №№ 7 и 9 Левобережного района. Однако превышение среднегодовой концентраций отмечалось только в 1995 г. в Коминтерновском районе (зона обслуживания детской поликлиники № 8). Накопление никеля в почве, в первую очередь, происходит за счет его способности сорбироваться оксидами Mn, Fe и органическими формами.

Диапазон концентраций кадмия по городу составляет 0,2 мг/кг - 1,42 мг/кг. Данный токсикант в концентрациях, превышающих ПДК, обнаруживается в отдельных пробах в Коминтерновском районе (зона обслуживания детских поликлиник №№ 1, 8). Среднегодовые концентрации остаются в пределах ПДК. Фиксации кадмия в почве способствует сдвиг рН почвы в щелочную сторону.

Поступающий из техногенных источников хром обычно накапливается в тонком поверхностном слое почв. Диапазон колебаний составляет 1,0 мг/кг - 25,0 мг/кг. Повышенное содержание хрома зарегистрировано в единичных пробах в Центральном (детская поликлиника № 2) и Советском (детская поликлиника № 10) районах. Наличие хрома в почвах свидетельствует о его техногенной природе. Накопление хрома в почве связано с рН среды и большим количеством органических комплексов.

Следовательно, за счет щелочной реакции, высокого содержания органических веществ, характера почвы происходит фиксация тяжелых металлов в верхних слоях почвы, в результате чего миграционная способность токсикантов по профилю почвы резко снижается. Учитывая, что 50-60% пыли в приземной части атмосферы имеет почвенный генезис, большое значение приобретает изучение не только концентраций подвижных форм, но и валовое содержание тяжелых металлов.

Не теряет актуальности проблема снижения токсичности продуктов питания.

Всемирная организация здравоохранения рассматривает мониторинг гигиенической безопасности пищевых продуктов как важнейшую подсистему оценки риска для здоровья населения, так как в зависимости от условий от 30 до 80% потенциально вредных химических веществ поступает в организм человека с продуктами питания.

Анализ результатов мониторинга качества продуктов питания показал, что удельный вес нестандартных проб пищевых продуктов по санитарно-химическим показателям имеет тенденцию к снижению от 4,87% до 1,92%, а удельный вес проб пищевых продуктов, не соответствующих гигиеническим нормативам по содержанию токсичных элементов в различные годы составляет 0,1 - 0,62%.

В целом отмечается тенденция снижения токсичности продуктов питания по содержанию тяжелых металлов

Данные о санитарно-гигиенической оценке товаров и материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, полученные токсикологической лабораторией Центра Госсанэпиднадзора в Воронежской области, свидетельствуют о высоком удельном весе нестандартных анализов по санитарно-химическим показателям от 6,1 до 15,0%, что несколько выше средне российского показателя. Одной из причин контаминации тяжелыми металлами пищевых продуктов и продовольственного сырья является их миграция из изделий, контактирующих с продуктами питания (технологическое оборудование, упаковочные материалы, посуда).

Среди продукции Воронежской области, имеющей нестандартные показатели, периодически встречается посуда заводов фаянсовых изделий г. Воронежа и г. Рамонь. Из этой посуды наблюдалась миграция цинка и марганца выше допустимых норм. Периодически выделяется марганец из крышек для консервирования Богучарского ОАО «Пищевик». Однако большую долю товаров и материалов, контактирующих с пищевыми продуктами, не удовлетворяющих требованиям гигиенической безопасности, составляет ввозимая на территорию Воронежской области продукция. Прежде всего, - это посуда из Турции - фаянсовые самовары, - миграция никеля, из которых превышала норму в 8 раз.

Кроме того, в последние годы Украина поставляла в Воронежскую область столовые приборы, из которых наблюдалась миграция свинца в количестве 0,9 мг/дм³ (при ПДК=0,03 мг/дм³). Фарфоровая посуда целого ряда заводов является источником выделения свинца, миграция которого составила 2,67 мг/дм (при ПДК = 1,7 мг/дм³) и кадмия - 0,56 мг/дм³ (при ПДК = 0,17 мг/дм³).

Таким образом, гигиеническая оценка накопления и миграции тяжелых металлов в объектах окружающей среды г. Воронежа показала, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия машиностроения и металлообработки (65,6% объема выбросов тяжелых металлов). По данным фактического мониторинга регистрируются превышения максимальных разовых ПДК: свинцом - до 14,9 ПДК, оксидом хрома - до 4,7 ПДК, оксидом марганца - до 3,7 ПДК, оксидом меди - до 1,8 ПДК, хотя среднегодовые концентрации этих соединений не превышают среднесуточные ПДК.

Соединения тяжелых металлов обнаружены в воде Воронежского водохранилища, донных отложениях. К числу приоритетных металлов относится железо, марганец, медь. Наиболее опасные уровни превышения ПДК зарегистрированы в донных отложениях - Mn до 400 мг/кг (ПДК в почве - 140 мг/кг), Fe - до 20000 мг/кг (в почве не нормируется), Cu - до 200 мг/кг (ПДК - 3 мг/кг), Сг⁺⁶ - до 400 мг/кг (ПДК - 6 мг/кг), что свидетельствует о процессах их долговременной аккумуляции. Основными причинами поступления металлов в водоем являются сбросы неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод, а также миграция соединений из гидронамывов. Ежегодно в составе сточных вод в Воронежское водохранилище поступает около 52 - 58 тонн железа, 0,67 - 3 тонн меди, 0,4 - 1,6 тонн хрома. Кроме того, токсичные элементы попадают в водохранилище с дождевыми, талыми и неучтенными коллекторно-дренажными водами с техногенно-загрязнснной территории города. Об этом свидетельствует и неудовлетворительное состояние почвы (концентрации: медь - до 10,7 ПДК, свинец - до 7,3 ПДК, цинк - до 6,7 ПДК, никель - до 2,2 ПДК).

Основной проблемой качества питьевой воды в г. Воронеже является превышение допустимых нормативов в источниках питьевого водоснабжения и в разводящей сети. Так, превышения ПДК в воде, поступающей населению, достигают по железу - 28,0 раз, марганцу - 14,3 раз. Наиболее неблагополучная ситуация складывается в Центральном районе.

Источником поступления тяжелых металлов в организм человека являются также продукты питания. Одной из причин контаминации продуктов тяжелыми металлами является их миграция из материалов (посуда, тара, упаковочные материалы, технологическое оборудование), не удовлетворяющих требованиям гигиенической безопасности.

4.3.2. Оценка риска и прогноз заболеваемости, обусловленной
содержанием тяжелых металлов в окружающей среде
и биосредах

Одним из очевидных следствий роста «металлического» пресса на городскую среду становится рост экологически обусловленных заболеваний. В городе в течение 90-х годов 20 века отмечен высокий уровень по 9 классам заболеваний, в том числе по болезням нервной системы и органов чувств, органов пищеварения, мочеполовой, костно-мышечной систем, кожи и подкожной клетчатки, психическим расстройствам, врожденным аномалиям, болезням, возникающим в перинатальном периоде, новообразованиям.

Темпы прироста по данным классам заболеваний составили:

- по новообразованиям - 132,7% или в 2,3 раза;

- болезням, возникшим в перинатальном периоде - 25,7%;

- болезням костно-мышечной системы - 9,9%;

- нервной системы и органов чувств - 12,0%;

- органов пищеварения - 14,2%.

У детского населения имеет место тенденция к росту новообразований и болезней нервной системы.

Учитывая тот факт, что дети, беременные женщины, а также больные хроническими заболеваниями, являются субпопуляциями, имеющими повышенный риск химических воздействий, в том числе тяжелых металлов, проведен детальный анализ заболеваемости этих трупп населения.

Отмечается рост заболеваемости беременных женщин на 49,2%, в том числе темпы прироста болезней мочеполовой системы составили +36,1%, анемий +22,7%, позднего токсикоза +62,5%, дисфункции щитовидной железы +383,9%. В структуре болезней беременных женщин первое - второе места занимают анемии и поздний токсикоз, третье - болезни мочеполовой системы.

Максимальные уровни заболеваемости беременных, в том числе болезни мочеполовой системы и поздний токсикоз регистрируются в Левобережном районе, анемии - в Железнодорожном и Центральном районах, дисфункция щитовидной железы - в Коминтерновском районе.

Одновременно интенсивные темпы прироста отмечаются, но болезням мочеполовой системы - в Левобережном районе, анемиям беременных - в Левобережном и Советском районах, позднему токсикозу - в Ленинском районе и дисфункции щитовидной железы - в Коминтерновском районе.

За 6 лет увеличилось число детей, родившихся больными, на 22%, в том числе с врожденными аномалиями - на 85%, болезнями, возникающими в перинатальный период - на 38,5%. Высокие показатели врожденных аномалий у новорожденных регистрируются в Советском районе, перинатальной патологии - в Коминтерновском и Левобережном районах.

Обращает на себя внимание рост врожденных аномалий и болезней, возникающих в перинатальном периоде, регистрируемых у детей первого года жизни. Самые высокие уровни врожденных аномалий детского населения до года отмечаются в Левобережном районе, а наиболее интенсивные темпы прироста - в Коминтерновском районе. Максимальные значения состояний, возникших в перинатальном периоде, регистрируются в Коминтерновском районе, темпы прироста - в Центральном районе.

За исследуемый период у детей отмечается четкая тенденция к росту заболеваемости органов эндокринной системы, органов пищеварения, мочеполовой системы, врожденных аномалий, перинатальной патологии, которые можно считать в определенной степени экологически зависимыми болезнями риска. Максимальные уровни общей заболеваемости по сумме болезней регистрируются на протяжении последних лет в Железнодорожном и Левобережном районах.

Имеет место увеличение числа детей, состоящих на диспансерном учете. Обращает на себя внимание стабильный ежегодный рост хронических болезней эндокринной, мочеполовой систем, органов пищеварения, кожи и подкожной клетчатки. Так, болезни органов пищеварения за 6 лет выросли в 3,8 раза. При этом данный класс заболеваний лидирует в структуре хронической патологии.

Анализ заболеваемости злокачественными новообразованиями показал, что в городе имеется стабильный рост онкозаболеваемости, который за 6 лет составил 24,7%. В том числе темпы прироста по злокачественным новообразованиям полости рта со