Выявление и геохимический анализ источников
Техногенного воздействия
Геохимическая трансформация городских ландшафтов зависит от количества техногенных источников на территории города, их расположения, мощности и качественного состава загрязняющих веществ.
Основными техногенными источниками поступления загрязняющих веществ в городскую среду являются:
· выбросы в атмосферу,
· промышленные и коммунальные сточные воды,
· твердые отходы производства и потребления, а также сырьевые материалы.
Особенностью городов является наложение полей воздействия различных производств и других видов хозяйственной деятельности с формированием полиэлементных техногенных геохимических аномалий в компонентах городского ландшафта. Большое число и неравномерность размещения техногенных источников в сочетании с неоднородностью природных условий создают сложную структуру аномалий на территории городов. Поэтому идентификация техногенных источников в крупном городе является важной задачей выполняемого анализа.
Для характеристики техногеных потоков химических веществ, поступающих в городскую среду, необходимо проанализировать данные о их количественном и качественном составе, то есть выявить перечень и количество химических соединений, содержащихся в выбросах, стоках и отходах на территории города, определить форму содержания элементов в соединениях и их экологическую опасность.
Каждому виду хозяйственной деятельности свойственна характерная ассоциация накапливающихся элементов, однако есть и много общих черт, объединяющих разнообразные стоки и отходы производства и потребления. Общие черты – большая комплексность состава, преимущественное накопление в них малых и редких химических элементов, отличающихся повышенной технофильностью и токсичностью. Для энергетики, металлообработки, химической промышленности и других производств, связанных с первичной или вторичной переработкой минерального сырья, характерна концентрация техногенных элементов и в выбросах, и в стоках, и в твердых отходах. Для производств, обрабатывающих органическое сырье, более характерно их накопление в стоках.
Чтобы из большого числа техногенных веществ, поступающих в городскую среду, выделить наиболее существенные для трансформации природной среды, выполняют их приоритетное ранжирование. Результатом такого ранжирования являются перечни приоритетных загрязнителей городской среды. Общие принципы составления таких списков отсутствуют, поскольку приоритетность загрязняющих веществ может изменяться в зависимости от среды (воздух, вода, почва, биота), источника поступления, места, временного интервала и т.д. При составлении перечней приоритетных загрязнителей обычно опираются на критерии встречаемости того или иного вещества, его экологической токсичности и потенциала воздействия на человека. В итоге перечисляются техногенные элементы и соединения, требующие первоочередного внимания общества.
О приоритетности загрязнителя свидетельствует его включение в списки (приложения) соответствующих международных соглашений, в частности, в Протоколы к Женевской конвенции, Стокгольмской и Базельской конвенции, указания Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и другие. Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния в соответствии с характером оказываемого воздействия объединяет вещества, отнесенные к приоритетным загрязнителям, в группы: закисляющих соединений, эвтрофирующих, предшественников приземного озона, тяжелых металлов, стойких органических загрязнителей (СОЗ).
В список тяжелых металлов, подлежащих контролю, включены элементы: свинец, ртуть, кадмий, хром, никель, цинк, медь, мышьяк и селен, при этом приоритетными названы свинец, ртуть и кадмий [115].
Действие Протокола по стойким органическим загрязнителям [116] распространяется на альдрин, хлордан, хлордекон, ДДТ, диэльдрин, эндрин, гептахлор, гексахлорбензол, мирекс, токсафен, линдан, гексабромбифенил (ГББ), пентахлорфенол, полихлорированные бифенилы (ПХБ), диоксины и фураны, полициклические ароматические углеводороды (индикаторные соединения – бензо(а)пирен, бензо(b)флуорантен, бензо(k)флуорантен, индено(1,2,3-c,d)пирен). Критериями отнесения веществ к списку стойких органических загрязнителей (СОЗ) являются токсичность этих соединений, стойкость в окружающей среде, способность к биоаккумуляции, предрасположенность к трансграничному атмосферному переносу на большие расстояния и осаждению. Стокгольмская конвенция о СОЗ [117] регулирует потоки 12 стойких органических загрязнителей, совпадающих с включенными в списки Протокола по СОЗ, за исключением полициклических ароматических углеводородов, ГББ, хлордекона и ГХЦГ, не включенных в Стокгольмскую конвенцию.
В Руководстве ВОЗ по качеству атмосферного воздуха для Европы [118] приведены рекомендуемые в качестве критериев качества величины концентраций в атмосферном воздухе для 16 органических загрязняющих веществ, 12 неорганических и 4-х основных загрязнителей (диоксиды азота и серы, взвешенные вещества, озон и другие фотохимические оксиданты). Среди рассматриваемых неорганических загрязняющих веществ – металлы (мышьяк, свинец, ртуть, кадмий, хром, никель, ванадий, марганец, платина), а также асбест, фтор, сероводород.
Однако международные соглашения регулируют перечень загрязняющих веществ, представляющие опасность в глобальном либо региональном масштабе. В то же время на локальном уровне, в том числе на уровне города, приоритетные загрязняющие вещества могут быть иными.
В Беларуси вещества, загрязняющие атмосферный воздух, воды и почвы, контролируются Республиканским центром радиационного контроля и мониторинга природной среды (РЦРКМ) согласно утвержденным перечням.
Загрязнители воздуха подразделяются на основные и специфические. К основным относятся взвешенные вещества, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода; к специфическим – аммиак, формальдегид, фенол, тяжелые металлы, бензо(а)пирен, сероводород, сероуглерод и другие. Ранжирование загрязняющих веществ по их вкладу в качество атмосферного воздуха выполняется для города на основе кратности и повторяемости превышения ПДК. Учитываются лишь замеряемые в данный период загрязняющие вещества.
В поверхностных водах на постах (створах) РЦРКМ контролируется содержание компонентов солевого состава (сульфаты, хлориды, ионы натрия, калия), взвешенных и органических веществ, соединений азота и фосфора, железо, тяжелые металлы (цинк, медь, никель, свинец, кадмий), нефтепродукты, фенолы, СПАВ, а также специфические загрязняющие вещества (цианиды, роданиды, сероводород, сероуглерод, метанол). На основе замеренных концентраций величин ПДК рассчитывается индекс загрязнения вод, относимый к определенному отрезку реки (выше-ниже города). В качестве приоритетных загрязнителей вод для данного периода определены: соединения азота (азот аммонийный и нитритный), органические вещества и цинк.
В почвах городов Беларуси контролируются тяжелые металлы (свинец, кадмий, цинк, медь, никель и марганец), водорастворимые соединения (сульфаты, фтор, нитраты) и нефтепродукты. Уровень загрязнения оценивается по отношению к фону (коэффициент накопления) и по отношению к ПДК (ОДК). К приоритетным загрязнителям, согласно данным мониторинга, относятся свинец и нефтепродукты.