Автор:
Казакова Н. А.
Источник:
Publishing
house Education and Science s.r.o.
Известно, что основными источниками загрязнения окружающей среды являются нефтеперерабатывающие комплексы, металлургическое, металлообрабатывающее, коксохимическое производства, электростанции, предприятия промышленного и бытового комплекса, такие как автотранспорт, железнодорожный транспорт, сельское хозяйство, пищевая промышленность и другие источники опасных веществ.
Основные направления антропогенной трансформации почв промышленных зон обусловлены двумя процессами [9]:
1) механическая трансформация почвенного профиля, определяющая морфологию почв, основной особенностью которой является отсутствие генетических закономерностей его сложения, следствием чего становятся изменения воздушного, водного, теплового и других режимов;
2) за счет привноса чужеродного материала изменяются физико-химические и химические свойства почв, причем в данном случае наиболее актуально рассмотрение экотоксикологических аспектов данного процесса.
Исходя из агрегатного состояния (газообразного, жидкого, твердого) и способа действия загрязнителей, упрощенно их можно подразделить на следующие группы. Газы (особенно серосодержащие промышленные выбросы, галогениды и окислы азота). Загрязнение почвы сернистым газом (или соответствующими продуктами его окисления SO3, SO4) в полевых условиях, как правило, происходит вместе с загрязнением другими газами или пылью (зола, известковая пыль, частицы, содержащие тяжелые металлы, особенно промышленные выбросы). Большое значение имеют пылевые известковые выбросы, приводящие к изменению рН до нейтральных и основных значений. Высокий уровень техногенной нагрузки на почву является характерным для промышленной территории [1, 4].
В зависимости от технологии производства, все промышленные предприятия выбрасывают в воздух и сбрасывают в виде сточных вод и твердых отходов различные химические вещества, которые присутствуют в воздухе в аэрозольной форме и оседают на поверхности почвы и надземных органах растений. С воздушными потоками, грунтовыми и поверхностными водами токсичные выбросы перемещаются на значительные расстояния от источника загрязнения, что существенно затрудняет анализ истинного уровня загрязнения окружающей среды конкретным предприятием [10].
В зависимости от источника образования, промышленные отходы подразделяются на следующие группы: отходы металлургической промышленности, энергетики и машиностроения; горной, горно-химической промышленности; нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности [6]. Так, в качестве отходов производства в воздух выделяются газы и их смеси.
Наибольшими источниками атмосферного загрязнения, связанного с антропогенной деятельностью, являются электростанции, на долю которых приходится до 27% загрязнений, предприятия черной металлургии – 24,3%, предприятия по добыче и переработке нефти – 15,5%, транспорт – 13,1%, а также предприятия по добыче и изготовлению стройматериалов, производству цемента – до 8,1% [8]. Глобальная роль цементной промышленности обусловлена портландцементом, который в обозримом будущем останется основным строительным материалом для планет земного типа, так как содержит главные элементы литосферы Земли - O, Si, Al, Fe, Ca, составляющие 92,6% её массы [8, 10]. Объемы поллютантов, содержащих тяжелые металлы, ежегодно возрастают и наносят ущерб природной среде, подрывают существующее экологическое равновесие [7, 5].
При сжигании топлива вместе с дымом в атмосферу поступают содержащиеся в нем элементы. Часть взвешенных и испарившихся металлов выносится горячим воздухом через дымовые трубы в атмосферу и оседает на поверхности почвы на разном расстоянии от источника (в зависимости от величины частиц). А под влиянием цементной пыли в зоне выброса цементного завода формируется поверхностный техногенный горизонт, загрязненный тяжелыми металлами. В виде техногенной пыли в почву поступает основное количество тяжёлых металлов (>95%) [10]. Среди множества загрязняющих веществ, поступающих с выбросами в атмосферу от промышленных предприятий, наибольшую опасность для живых организмов представляют тяжёлые металлы, в силу высокой токсичности, подвижности и биоаккумулятивности. Так, металлы в количестве от 10 до 30% от общего выброса в атмосферу распространяются на расстояние 10 км и более от промышленного предприятия [2,3].
Роль промышленного производства в загрязнении окружающей среды велика. При этом огромными выбросами как твердых, так и газообразных загрязняющих веществ отличаются предприятия по производству цемента. Предприятиями цементной промышленности в окружающую среду выделяется ежегодно более 27 млн. т пыли [3]. На их долю приходится 2/3 промышленных выбросов твердых веществ и 44% газообразных [2]. Цементная пыль воздействует на все компоненты природной среды. При этом наблюдается комбинированное загрязнение растений, слагающееся из непосредственного оседания аэрозолей и пыли на поверхность листьев и корневого усвоения твердых металлов, накопившихся в почве в течение продолжительного времени поступления загрязнений из атмосферы.
Представляющими серьезную опасность для состояния почвенно-растительного покрова, являются физико-химические нарушения, связанные с загрязнением почв соединениями тяжелых металлов, нефтепродуктами, радионуклидами. Эти вещества, накапливаясь, способны существенно изменять свойства почв: снижать численность микроорганизмов, интенсивность микробиологических процессов, активность почвенных ферментов, кислотность среды, что приводит к снижению биохимической активности почвенных ферментов, замедляет процессы их самоочищения, и заканчивается частичной или полной утратой биопродуктивности [5]. Одним из таких негативных преобразований в экосистеме является загрязнение почвенного покрова отходами цементного производства. Способность многих поллютантов аккумулироваться приводит к появлению зон стабильного загрязнения.
Исследования пыли цементных заводов показали высокое содержание в них свинца – 1800 мг/кг, цинка – 410 мг/кг, кадмия – 93 мг/кг и меди – 62 мг/кг [1, 2, 5]. Они сохраняются долгое время даже после завершения работы предприятий, являющихся источником загрязнения. Результаты исследования дисперсного состава пыли, образующейся при производстве портландцементного клинкера, говорят о том, что выделяемые из источников загрязнения пыли – полидисперсные. Пыль, выбрасываемая в атмосферу после очистки, содержит более высокие концентрации Cd, Рb и Zn по сравнению с пылью в газовом потоке до очистки. Высокая концентрация пыли в выбросах наносит огромный вред природной среде.
В настоящее время контроль за состоянием земель в зонах техногенного воздействия предприятий практически не ведется, ПДК для многих поллютантов в почвах не определены. Все это затрудняет определение уровня загрязнения почв, а также нормирование выбросов, приводящих к их загрязнению.