Основной причиной сложной экологической обстановки в Приаралье явилось крупномасштабное антропогенное вмешательство. Повсеместное расширение площадей под орошение в долинах рек Сырдарья и Амударья сопровождалось не только изъятием воды, нарушением гидрологического режима рек, засолением плодородных земель, но и внесением в окружающую среду громадного количества химических веществ [1].
Территория п. Айтеке-би представляет собой плоскую равнину, пересеченную с востока на запад рекой Сырдарья, протекающей в 1 км к югу от поселка. По северной окраине поселка проходит автотрасса Самара-Ташкент. В поселке расположена железнодорожная станция Казалы на железной дороге Арыс–Кандыагаш, со строительством которой связано возникновение этого населенного пункта. В поселке действуют предприятия железнодорожного транспорта, маслозавод, рыбный и кирпичный заводы, всего – 22 предприятия [3]. Часто поднимаются соле-песчанные ветры и бури, загрязняя поселок. Солевая пыль со дна высохшего Аральского моря, садится на почву, водоемы, попадает в систему водоснабжения. В связи с вышесказанным, изучение состава почвы поселка Айтеке-би на наличие загрязняющих веществ является весьма актуальным.
Цель исследования: изучить состояние окружающей среды (почва) поселка Айтеке-би, расположенного в экологически неблагоприятном районе близ Аральского моря и дать оценку содержания загрязняющих веществ в данном регионе.
Материалы и методы исследования
Лабораторией экологической гигиены и токсикологии Национального центра гигиены труда и профзаболеваний г. Караганды РК для определения содержания вредных веществ в почве использовались общепринятые методы, изложенные в руководстве по методам определения вредных веществ. При сборе, обработке и анализе полученных материалов пользовались официальными руководящими документами.
Отбор проб почвы проводили согласно ГОСТ 17.4.4.02-84 « Отбор проб почвы для химического анализа». Точечные пробы почвы отбирали ножом или шпателем одноразово в течение светового дня на пробных площадках из одного горизонта методом конверта и составляли объединенную пробу путем их смешивания (масса не менее 1 кг). Отбор проб почвы был проведен в 19 точках п. Айтеке-би. Почвенные пробы транспортировались в лабораторию экологической гигиены и токсикологии РГКП « НЦ ГТ и ПЗ» МЗ и СР РК для химического анализа на содержание нитратов, хлоридов, фосфатов, сульфатов, тяжелых металлов. Пробы почв отбирались с глубины 5-20 см. Коэффициент вариации содержания химических элементов в объединенной пробе не превышал 30% и находился в пределах ошибки анализа. В дальнейшем проводили химический анализ почвы с помощью комплекса аналитического вольтамперметрического СТА, спектрофотометра PD-303S (Япония), фотометра Эксперт-003 на содержание тяжелых металлов (марганец, мышьяк, медь, никель, кадмий, хром, ванадий, селен, кобальт, цинк, свинец, ртуть). С помощью спектрофотометра PD-303S, фотометра Эксперт-003 проводили анализ на содержание веществ: нитраты, хлориды, фосфаты, сульфаты.
Оценка полученных результатов проводилась по отношению к ПДК веществ в почве, степени токсичности всех компонентов по СанПиН 2.1.7 «Гигиенические параметры, характеризующие степень токсичности веществ-компонентов отходов». Проводили расчет индекса загрязнения почвы тяжелыми металлами (ZC). Для оценки уровней загрязнения почвы использован суммационный показатель, расчет которого выполнен для металлов, содержащихся в почве на уровне более или равное 1 ПДК. Для оценки выбрана шкала с 5 уровнями загрязнения: Zс =1 незагрязненная; Zс=1-13 низкий уровень загрязнения; Zс =13-25 средний уровень загрязнения; Zс=25-37 повышенный уровень загрязнения; Zс=37 и более высокий уровень загрязнения.
При помощи программ STATISTICA 10, Excel 2010 были проведены расчеты показателей по первичным данным. Была использована вариационная статистика с расчетом среднего арифметического, ошибки среднего, доверительного интервала, размаха колебаний, процента проб, превышающих ПДК, кратность превышения ПДК почвы.
Результаты исследования и их обсуждение
По данным лабораторных исследований установлено, что в летний период года во всех 19 пробах почвы п. Айтеке-би содержание металлов, превышающих ПДК (марганец, мышьяк, медь, никель, кадмий, хром, селен, ванадий, кобальт, цинк, свинец, ртуть) не было обнаружено. Суммарный индекс загрязнения почвы тяжелыми металлами ZC составил 10,87 у.е. Индекс показывает низкий уровень загрязнения почвы тяжелыми металлами. Однако следует отметить, что во всех пробах почвы присутствует большое содержание хлоридов (кратность к ПДК – 24,5) и сульфатов (кратность к ПДК – 248,1) (таблица).
Оценка уровня загрязнения почвы п. Айтеке-би металлами и неметаллами
|
Показатели |
n |
M+m, мг/кг |
ДИ |
Размах колебаний (Min-Max) |
ПДК, мг/кг |
Кратность к ПДК |
Кларк мг/кг |
Кратность к кларку |
|
Нитраты |
19 |
7,12±1,6 |
5,2:13,7 |
0,1-32,8 |
130 |
0,05 |
||
|
Хлориды |
19 |
8820 ±2133 |
4340:13301 |
326,6-31630,0 |
360 |
24,5 |
||
|
Сульфаты |
19 |
39706±7316 |
24337:55076 |
2784-89856 |
160 |
248,1 |
||
|
Фосфаты |
19 |
0,02±0,002 |
0,01:0,02 |
0,003-0,03 |
200 |
0,00007 |
||
|
Марганец |
19 |
8,06±0,09 |
6,13:10 |
1,15-16,0 |
1500 |
0,005 |
1000 |
0,01 |
|
Мышьяк |
19 |
0,001±0,0001 |
- |
0,001-0,0001 |
2 |
0,0005 |
1,7 |
0,001 |
|
Никель |
19 |
1,68±0,07 |
1,54:1,83 |
1,5-2,5 |
4 |
0,4 |
58 |
0,84 |
|
Кадмий |
19 |
0,0007±0,0001 |
0,0006:0,00 |
0,001-0,001 |
0,5 |
0,0013 |
0,13 |
0,86 |
|
Хром |
19 |
0,0063±0,0002 |
0,0059:0,01 |
0,005-0,01 |
6 |
0,001 |
83 |
0,85 |
|
Селен |
19 |
0,001±0,0001 |
- |
0,001-0,001 |
0,4 |
0,0025 |
0,05 |
0,85 |
|
Ванадий |
19 |
0,01±0,0004 |
0,01:0,01 |
0,01-0,02 |
150 |
0,00007 |
90 |
0,00 |
|
Медь |
19 |
0,6±0,1 |
0,3:0,8 |
0,2-2,5 |
3 |
0,2 |
47 |
0,01 |
|
Кобальт |
19 |
0,05±0,01 |
0,03:0,07 |
0,0015-0,0017 |
5 |
0,01 |
18 |
0,003 |
|
Цинк |
19 |
4,4±0,2 |
3,9:4,9 |
1,7-5,7 |
23 |
0,19 |
83 |
0,05 |
|
Свинец |
19 |
0,02±0,005 |
0,006:0,03 |
0,002-0,08 |
32 |
0,001 |
16 |
0,001 |
|
Ртуть |
19 |
0,99±0,18 |
0,6:1,4 |
0,05-2,6 |
2,1 |
0,47 |
0,083 |
11,9 |
Примечание. ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%].
Заключение
Почвенный покров поселка Айтеке-би имел низкий уровень загрязнения. Наличие тяжелых металлов наблюдалось в виде следов и было ниже предельно-допустимых концентраций. Напротив, среди неметаллов (сульфаты, хлориды, нитраты, фосфаты) в почве наблюдали большое содержание сульфатов в 248,1 раз и хлоридов в 24,5 раза выше нормы. Хлориды, сульфаты, фосфаты входят в состав физиологических отходов организма людей и животных и являются косвенными показателями органического (фекального) загрязнения. Повышенное содержание сульфатов в организме человека может развить различные заболевания желудочно-кишечного тракта, влиять на нервную систему. Например, повышенное содержание в почве сульфата аммония приводило к полиэнцефаломаляции овец и крупного рогатого скота в результате отравления травой, выросшей на загрязненных почвах [5, 6]. Превышение концентрации хлоридов в организме длительное время может вызвать сердечно-сосудистые болезни, заболевание органов дыхания, может способствовать развитию рака печени и почек, слабоумию [6].
Выводы
Суммарный индекс загрязнения почвы тяжелыми металлами ZC составил 10,9 у.е., что показало низкий уровень загрязнения почвы. Содержания тяжелых металлов в почве, превышающих ПДК обнаружено не было. Однако следует отметить, что во всех пробах почвы присутствует большое содержание сульфатов (кратность к ПДК – 248,1) и хлоридов (кратность к ПДК – 24,5).