Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. Геохимия окружающей среды

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица

70. Средневзвешенные показатели изменения функциональных

характеристик и роста заболеваемости населения в городах разного типа (в % к от-

носительно чистым территориям городов того же типа)

Показатели

Иммунологическая реактив-

ность организма

Функционапьные

отклонения

(дыхания, сердечно-сосу-

дистой системы)

Суммарная

заболеваемость

детского населения

Заболеваемость органов

дыхания детей

Нарушение детородной

функции

Тип города

крупнейший

многоотрас-

левой

+ 50—150

+ 6—35

+ 6—27

+ 9—60

2—10

крупный с

мощным

ис-

(металлург)

+ 150—300

+ 20—120

+ 20—90

+ 30—180

+ 15—20

средний

машино-

строи-

тель-

ный

+ 50—100

5—15

5—10

5-25

средний ав-

тотранспорт-

ный

+ 120—200

+ 15—48

+ 15—30

+ 20—60

3—9

Примечание

— процент увеличения показателей относительно фоновых территорий.

(табл. 70) и, соответственно,

осредненный

вклад загрязне-

ния в ухудшение функциональных характеристик и рост забо-

леваемости населения (табл. 71).

Ухудшение иммунного статуса организма детей примерно на

50% связано с факторами загрязнения. Если в средних и малых

городах машиностроительного профиля суммарная заболевае-

мость лишь не более чем на 10% связана с загрязнением, то в

крупных городах этим фактором определяется до 25% всех за-

болеваний, а в городах близ особо мощных источников вредных

Таблица 71. Вклад

загрязнения

окружающей среды в рост заболеваемости

на-

селения и изменение функциональных показателей (в % средневзвешенных пока-

зателей по городу)

Показатели состояния

здоровья

Иммунологическая реактив-

ность

организма

Функциональные откло-

нения (дыхания, сердечно-со-

судистой системы)

Суммарная заболеваемость

детского населения

Заболеваемость органов

дыхания

Нарушение детородной

функции

Тип города

крупнейший

многоотрас-

левой

33—60

5—29

5—25

10—40

2—9

крупный с

мощным ис-

точником

60—75

17—55

17—47

33—64

12—33

средний ма-

шинострои-

тельный

55—67

17—33

12—23

17—40

средний ав-

тотранспорт-

ный

33—50

4-17

4—9

4—20

241

выбросов (металлургия, химия, горнообогатительное производ-

ство) загрязнение определяет иногда до 50% роста заболеваний.

Особенно интенсивен вклад загрязнения в уровень заболеваний

органов дыхания. В крупных городах с этой нозологией свя-

зано до 40% болезней, в городах близ мощных источников

выбросов до 60%.

Рост патологии беременности и родов обусловливает загряз-

нение окружающей среды примерно на 10% в крупных городах

и на 30% — в наиболее загрязненных.

Эпидемиология сердечно-сосудистых заболеваний в связи

'с

загрязнением среды изучена мало. Тем не менее, самая предва-

рительная оценка позволяет считать, что для крупных городов

около 10% этой патологии может быть связано с состоянием ок-

ружающей среды.

Для особо загрязненных городов с мощными источниками

выбросов загрязнение окружающей среды определяет

30—70%

общего числа заболеваний. В этих же городах в связи с загряз-

нением возникает до 40% онкологических заболеваний некото-

рых локализаций. Потери рабочего времени в связи с загрязне-

нием воздуха увеличиваются на

20—26%.

Приведенные данные

свидетельствуют, что загрязнение окружающей среды — один из

ведущих факторов, определяющих состояние здоровья населения.

3.5. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПРАКТИЧЕСКИЕ

ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Города, в которых урбанизация сводит на одной территории

большие массы населения и наиболее совершенную техноло-

гию, являются концентром проявления техногенных воздействий

на условия обитания человека.

Результаты геохимических исследований показывают воз-

можность

экспрессно

и точно выявить распространение хими-

ческих элементов по цепи «источник загрязнения — геохимиче-

ская аномалия в окружающей среде — живые организмы». Гео-

химические данные позволяют установить пространственную

структуру экологически опасных зон загрязнения, создавая тем

самым опорный фактический материал для всестороннего анали-

за проблем окружающей среды городов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТ

Общие принципы организации и характеристика работ на

конкретном этапе прикладных геохимических исследований

окружающей среды городов детально рассмотрены в методи-

ческих рекомендациях [28,

29].

Главной целью рекогносцировочных работ начального этапа

эколого-геохимических

исследований в городах является

выяв-

242

ление

основных источников загрязнения и геохимической специ-

фики зон их воздействия, а также установление природных

и антропогенных условий формирования ореолов и потоков

рассеяния. Предусматривается сбор и обобщение материалов,

необходимых для конкретизации задач и интерпретации резуль-

татов геохимических исследований. Для крупных урбанизирован-

ных территорий необходимо составление

ландшафтно-геохими-

ческих

схем.

Ландшафтные схемы строятся на базе топографической, гео-

логической, почвенной и других специальных карт местности,

имеющихся в фондах и архивах. Они корректируются в процессе

полевых рекогносцировочных исследований и детализируются

при отборе проб.

Для городских территорий аналогом ландшафтной карты

является карта-схема функциональных зон, отражающая

структуру городского ландшафта, которая складывается из

отдельных промышленных предприятий, жилых домов, бульва-

ров, улиц и т. д.

На

среднемасштабных

картах функциональных зон показы-

ваются промышленные зоны, где могут быть сосредоточены де-

сятки разнопрофильных предприятий. Каждая промышленная

зона характеризуется по основному направлению функциони-

рования (промышленное, складское, транспортное или их соче-

тания), по преобладающему виду промышленности (черная

металлургия, машиностроение и т. д.), по плотности мест труда.

Селитебные

зоны (жилые массивы) разделяются по плотности

населения и по типу застройки (капитальная,

индивидуальная).

Транспортные зоны различаются по интенсивности потоков.

Предварительные варианты карт функциональных зон города

составляются на основе фондовых архитектурно-планировоч-

ных материалов. Уточнение контуров проводится в рекогносциро-

вочных маршрутах и непосредственно в процессе опробования.

Карты-схемы должны сопровождаться инвентаризационным

списком предприятий, характеризующим их как потенциальные

источники загрязнения. Список должен содержать характери-

стику типа производства, объем выбросов и стоков.

Выявление источников загрязнения начинается со сбора и

анализа данных о действующих в городе производствах, сопро-

вождающихся образованием выбросов, стоков, жидких и твердых

отходов: выясняется структура производственных узлов, пре-

обладающие виды производства; выявляются многоотходные

и вредные производства; собираются данные по неутилизируе-

мым отходам — количеству, составу, степени токсичности, спо-

собам удаления и ликвидации, местам складирования или захо-

ронения.

Статистическая отчетность предприятия по выбросам и сто-

кам содержит сведения о количестве всех видов отходов и

от-

243

части об имеющихся в них загрязняющих веществах. Данные

поступают в статистические управления, в санитарно-эпиде-

миологические станции, в инспекции по регулированию исполь-

зования и охраны вод и по контролю за работой газоочистных

и пылеулавливающих установок. Хуже обстоит дело с жидкими

и твердыми неутилизируемыми промышленными отходами:

регулярной отчетности по ним нет, учет отходов производится

эпизодически.

В архитектурно-планировочных организациях на основе обоб-

щения данных о разных видах отходов составляются кадаст-

ры потенциальных промышленных источников загрязнения

окружающей среды с указанием видов и объемов загрязнителей.

Сведения о бытовых источниках загрязнения (объемы от-

ходов, способы обезвреживания и утилизации) имеются в управ-

лениях коммунального хозяйства.

Сбор данных продолжается и на выбранных для изучения

объектах, где производятся паспортизация видов отходов, озна-

комление с технологическими процессами, связанными с образо-

ванием отходов, уточнение количества отходов, выяснение сос-

тояния и эффективности очистных сооружений, способов уда-

ления неутилизируемых отходов и мест их размещения. Для

изучения состава загрязнителей проводится геохимическое опро-

бование

[29].

Геохимическое опробование ореолов и потоков рассеяния на

данном этапе проводится в районе известных и потенциальных

источников загрязнения. Как правило, опробуются наиболее

информативные компоненты — пыль, снег, донные отложения. Это

позволяет сформировать представительные геохимические выбор-

ки уже выявленных аномалий и оценить соответствующие им

ассоциации химических элементов. Кроме того, эти выборки рацио-

нально дополнять опробованием почв и снега с детальностью 1

проба на 1

км

Гидрохимическому опробованию подлежат устье-

вые участки всех водотоков, дренирующих промышленные зоны

города.

Основой

эколого-геохимических

исследований на следующем

(среднем) этапе изучения городов является метод геохимического

картирования распределения химических элементов в почвах,

снеговом покрове, донных отложениях, что позволяет выявить

пространственную структуру состояния среды и установить очаги

ее загрязнения.

Сущность геохимического картирования заключается в отборе

проб характеризуемого компонента по равномерной сети пунктов

наблюдения с последующим анализом проб на содержание хи-

мических элементов, сравнении полученных результатов с фоно-

выми аналогами и выделении геохимических аномалий по резуль-

татам проведенных исследований.

Методика исследования антропогенных ореолов и

организа-

244

ция

работ по их изучению основаны на следующих закономерно-

стях

[28].

1. Антропогенная аномалия характеризуется полиэлементным

составом с четко выраженным градиентом характеристик от цент-

ра — источника загрязнения — к периферии.

2. Размеры аномалий, связанных с промышленным загряз-

нением, и для урбанизированных территорий с высокой концент-

рацией производства могут достигать сотен и тысяч квадратных

километров. Непосредственно вокруг источника выброса форми-

руется ореол наиболее интенсивного загрязнения. Центральные

части ореолов, в которых особенно

отражается

индивидуальная

характеристика источника выброса, характеризуются наибольшей

концентрацией всего комплекса элементов-загрязнителей. Пло-

щади этих частей составляют

10—200

га, т.

е.

обычно не превы-

шают 2

км

При высокой концентрации производства с боль-

шим числом рядом расположенных предприятий ореолы их, сли-

ваясь, образуют своеобразный «очаг» загрязнения. На территории

промышленных городов площади очагов могут изменяться от еди-

ниц до 100—150

км

3. Аномалии в снеговом покрове отражают состояние окру-

жающей среды сегодняшнего дня, аномалии в почвах — более

стабильное многолетнее загрязнение. Поэтому обычно не наблю-

дается полной идентичности в расположении контуров ореолов

в почвах и снеге.

4. Распределение воздушных потоков и выпадение на город-

ской территории зависит от типа застройки, распределения дворов

и улиц.

Перечисленные закономерности необходимо учитывать при

организации опробования городской территории и зоны влияния

отдельно стоящего источника.

При изучении промышленных районов с высокой концентра-

цией производства, где происходит формирование крупных оча-

гов загрязнения, исходя из их характерных размеров (десятки

квадратных километров), оптимальная густота опробования мо-

жет быть принята

1—5

точек на 1

км

т. е. расстояние между

точками опробования может варьировать от 400 до 1000

м.

Равномерная сеть опробования обычно дополняется специ-

альным выборочным геохимическим опробованием около заведомо

известных крупных источников загрязнения и на наиболее инте-

ресных (приоритетных по социальным или ландшафтным особен-

ностям) участках. Рекомендуется размещать точки опробования

жилых зон в глубине дворов или на полузамкнутых участках,

заслоненных домами от уличного движения. Это позволяет умень-

шить долю случайного загрязнения, не связанного с выпадения-

ми из атмосферы.

Геохимическое изучение структуры загрязнения поверхност-

ных водных систем и выявление зон влияния конкретных

источ-

245

ников

загрязнения проводятся путем маршрутного геохимиче-

ского опробования донных отложений

[27].

В пределах крупных

промышленно-урбанизированных

зон проводится съемка всех

основных водотоков. При изучении отдельных источников загряз-

нения обычно достаточно проследить поток рассеяния до устья

водотока.

Опыт работы показывает, что при отборе проб по водото-

кам через

200—400

потоки рассеяния зоны влияния городов

выявляются достаточно надежно. При опробовании небольших

рек и ручьев в пределах городской территории с целью получе-

ния пространственной картины распределения загрязнения не-

обходимо уменьшить шаг опробования до 100 м.

В очагах загрязнения, установленных по результатам геохи-

мического картирования, проводятся детальные

эколого-геохи-

мические

работы. Они включают детализацию геохимического

опробования с целью уточнения морфологии зон загрязнения.

Из опыта работ для выявления пространственной геохимиче-

ской структуры окружающей среды почвы опробуются по сети

200X200 м, а снеговой покров, имеющий более широкий ореол

рассеяния загрязняющих веществ от

источника,—

по сети

400

Х400

м.

Главная задача опробования природных вод на данном этапе

состоит в изучении пространственно-временных параметров рас-

пределения и форм нахождения химических элементов. Органи-

зуются на исследуемых водотоках серии стационарных створов,

как правило, на наиболее загрязненных участках русел, выяв-

ленных

литохимической

съемкой донных отложений на этапе гео-

химического картирования.

Изучение кинетики распределения химических элементов и

форм их миграции в водном потоке проводится путем прослежи-

вания распределения элементов от источника загрязнения вниз

по реке. Отбор водных проб при этом производится с учетом

скорости,добегания

воды. Опробование проводится на расстоя-

нии от источника загрязнения не меньшем, чем протяженность

антропогенного потока рассеяния в донных отложениях. Полу-

ченные данные позволяют установить механизм миграции хими-

ческих элементов, дальность их переноса, наличие зональности

в потоке. Изучение динамики распределения химических эле-

ментов и форм их нахождения осуществляется путем проведения

наблюдений и опробования в течение определенных отрезков вре-

мени на эталонных створах с учетом пространственной структу-

ры водного потока. Полученные данные позволяют выявить осо-

бенности динамики распределения элементов и форм их нахож-

дения, оценить достоверный общий уровень загрязненности вод-

ной массы и установить комплекс элементов-индикаторов загряз-

нения и, главное, характер отношения различных форм мигра-

ции и закономерности поведения элементов в зависимости от

246

режима работы источника загрязнения и гидрологических харак-

теристик водотока.

На промышленных предприятиях, для которых установлена

пространственная связь с геохимическими аномалиями, изучает-

ся технология производства, определяются все каналы утечки

загрязняющих веществ во внешнюю среду, устанавливаются

виды отходов и их химический состав, характеризуются состояния

почв на

промплощадках

как индикаторов максимального уровня

загрязнения отходами предприятия. В итоге устанавливается

участие предприятия в создании неблагоприятной ситуации по

содержанию химических элементов в окружающей среде приле-

гающих территорий.

Опасность загрязнения окружающей среды для живых орга-

низмов может быть доказана превышением содержания химиче-

ских элементов в гигиенически нормируемых компонентах — воз-

духе и воде — предельно допустимых концентраций

(ПДК).

С этой целью проводятся прямые определения содержания метал-

лов в атмосферном воздухе. В пределах центров выявленных

геохимических аномалий отбирается статистически значимое коли-

чество проб

воздуха—25

(одна проба в день).

Изучение реакции живых организмов на загрязнение окру-

жающей среды химическими элементами проводится главным об-

разом по двум направлениям — для растительности и для чело-

века.

Реакция растений оценивается через изменение их химиче-

ского состава, которое увязывается как с проявлением внешних

признаков угнетения растений, так и с качеством продуктов пи-

тания. Отбор проб растений проводится по площадкам, которые

расположены в зонах геохимических аномалий разной интенсив-

ности.

Влияние загрязнения химическими элементами различных ком-

понентов окружающей среды на человека оценивается по изме-

нению комплекса показателей здоровья населения. С этой целью

в поликлиниках собираются первичные данные (учетные карточки)

по заболеваемости (наиболее целесообразно это делать на при-

мере детского населения) и обобщенные учетные медицинские

сведения, отражающие состояние здоровья населения на отдель-

ных территориях. Сравнением уровней загрязнения, состава

загрязняющих веществ с заболеваемостью

устанавливаются

ко-

личественные соотношения в ответной реакции человека на со-

стояние окружающей среды.

На наиболее интенсивных аномалиях выполняются определе-

ния содержаний металлов в биосубстратах населения (кровь,

моча, волосы и

др.).

При этом может использоваться метод группо-

вых проб, при котором индивидуальные пробы населения объеди-

няются по основным признакам (место жительства, профессия,

возраст, пол и др.). Это позволяет получить достаточные для

247

химико-аналитических исследований навески биологических мате-

риалов, что обычно непросто при работе с детьми.

Выбор районов и групп наблюдения за содержанием микро-

элементов в биосредах проводится совместно с территориальными

органами здравоохранения в соответствии с общими гигиениче-

скими принципами, принятыми при изучении здоровья населения.

Перед началом биогеохимических исследований выбираются

диагностические среды, которые в наилучшей степени отражают

влияние того или иного элемента. Методика отбора биопроб,

сроки проведения работ также согласовываются с местными ор-

ганами здравоохранения и санитарного надзора, а при работе в

детских учреждениях — с отделами народного образования

[28].

Материалы геохимического картирования и данные по связи

очагов загрязнения с показателями здоровья населения дают воз-

можность:

усовершенствовать систему контроля состояния окружающей

среды города (выбор расположения стационарных

постов

и уточ-

нение перечня контролируемых ингредиентов

загрязнения);

проводить градостроительные разработки с обоснованием ар-

хитектурно-планировочной структуры, границ промышленных и

санитарно-защитных и водоохранных зон, условий водопользова-

ния, размещение рекреаций;

установить производства и процессы с повышенным выбросом

и стоком токсичных химических элементов, требующие специали-

зированного обследования с целью технологического и

проектно-

конструкторского

улучшения

пылегазоочистного

и водоочистного

оборудования;

проводить специализированную медико-организационную и

профилактическую работу на конкретных территориях с условия-

ми повышенного риска для здоровья населения;

выявить участки водных систем и городских территорий, уров-

ни загрязнения которых требуют проведения санирования и очи-

стки природных сред (снятие зараженного грунта, чистка донных

отложений).

Основные практические выводы

Общий анализ всей совокупности материалов по

эколого-геохими-

ческим исследованиям окружающей среды городов показывает

необходимость общей корректировки структуры и характера при-

родоохранной деятельности в городских агломерациях и городах.

Геохимические исследования показали возможность разработ-

ки методов комплексного межотраслевого природоохранного

экологического проектирования, учитывающего всю совокупность

и взаимосвязь проблем, связанных с последствиями загрязнения

окружающей среды.

Организация экологического проектирования требует

разра-

248

ботки

принципов и системы экологической экспертизы и, главное,

проведения комплексных экологических изысканий. Это в перспек-

тиве приведет к созданию специализированной сети

проектно-

изыскательских

организаций. В основу изысканий должны быть

положены экологическое картографирование территорий, созда-

ние и регулярное подтверждение экологических паспортов, что

позволило бы структурировать проблемы и дифференцировать

территории по типу и интенсивности вредных воздействий, по

уровню неблагоприятного отклика живых организмов на воздей-

ствия.

Необходимо кардинально изменить структуру и содержание

системы контроля за состоянием окружающей среды урбанизи-

рованных территорий и экологическими последствиями ее за-

грязнения.

Существующие системы выборочного контроля на закреп-

ленной сети стационарных постов и створов по плотности распо-

ложения, частоте наблюдений и перечню наблюдаемых загрязняю-

щих веществ не соответствуют характеристикам и масштабу про-

явления процесса загрязнения. Контроль за состоянием здоровья

также осуществляется лишь по единичным выборкам с неясной

представительностью, включающим небольшую часть населения

контролируемых городов.

Следует внедрить методы картографирования состояния

среды с медико-географической оценкой состояния здоровья на

основе постоянно действующей информационной системы автома-

тизированного анализа изменения пространственной структуры

показателей неблагоприятных реакций населения на загрязнение

среды (динамический контроль структуры заболеваемости и

других показателей здоровья и на основе данных

автоматизиро-

ванного учета карт обращаемости и результатов функциональ-

ной

диагностики).

Необходима на единой методической основе

система биомониторинга за содержанием токсичных веществ

(металлы, пестициды) в различных группах населения.

В целях кардинального снижения уровня заболеваемости для

городов со сложившейся структурой расселения и промышлен-

ностью необходимо разработать детальные проекты здравоохрани-

тельных мероприятий. Эти проекты должны основываться на ре-

зультатах геохимических изысканий и анализе пространственной

структуры загрязнения и заболеваемости.

Важнейшими элементами таких проектов должны явиться:

1. Архитектурно-планировочные решения по изменению гра-

ниц

промзон,

санитарно-защитных

зон, условий землепользова-

ния в соответствии с реально наблюдаемой в городе пространст-

венной структурой дифференциации экологических условий, а не

только по

расчетно-нормативньш

планировочным показателям,

принятым сейчас.

2. Обоснование характера первоочередных мероприятий для

249

территорий с опасными уровнями загрязнения (около 10% пло-

щади крупных городов, для городов близ особо крупных пред-

приятий иногда много больше), включающих либо полный вы-

вод жилья и присоединение этих территорий к промышленным зо-

нам, либо принципиальное изменение технологии особо опасных

источников загрязнения вплоть до перепрофилирования предпри-

ятий.

3. Обоснование системы перестройки организационной струк-

туры медицинского обслуживания в соответствии со структурой

загрязнения и заболеваемости (усиление интенсивности и спе-

циализации

медобслуживания

для территорий с повышенной за-

болеваемостью населения).

4. Разработка территориальной структуры размещения дет-

ских учреждений, спортивных баз и режима их работы в зависи-

мости от дифференциации состояния окружающей среды и здо-

ровья населения).

Необходимо общее решение проблемы защиты окружающей

среды и населения от прямого и косвенного вредных воздействий

твердых бытовых и промышленных отходов. Следует коренным

образом изменить распространенную сейчас практику фактиче-

ски неконтролируемого рассеяния отходов в окружающей среде

путем их захоронения на необорудованных свалках и экологи-

чески необоснованного применения их в качестве удобрений. Де-

понирование или утилизация в природных системах отходов,

содержащих токсичные загрязняющие вещества, должна произ-

водиться в строго контролируемых условиях специализирован-

ными организациями.

Следует повсеместно, во всех промышленных городах орга-

низовать обезвреживание отходов физико-химической очистки

(гальванических и

пр.),

являющихся одним из основных загряз-

нителей водных систем, канализационных осадков, в некоторых

случаях почв. Полноценное решение этой проблемы возможно

даже на уровне существующих разработок. Для охраны окружаю-

щей среды от загрязнения единственным способом является

ути-

лизация накапливающихся отходов. При этом стоимость полу-

чаемой продукции должна учитывать природоохранный эффект,

что делает ее рентабельной для общества. Способы утилизации ча-

стично уже известны (но не

применяются),

частично могут быть

созданы в обозримой перспективе. Необходимо уже сейчас, до пол-

ного решения проблем утилизации, создать достаточно широкую

сеть полигонов-накопителей отходов. Расчеты показывают, что

отсутствие сравнительно дешевых полигонов и является основной

причиной загрязнения перечисленных выше природных сред,

так как сейчас в связи с отсутствием официально признанной

системы захоронения или утилизации эти отходы бесконтрольно

рассеиваются в окружающей среде.

Рассмотрим конкретные практические рекомендации, которые

250