Загрязнение окружающей среды фтористыми соединениями алюминиевого производства и их влияние на морфогенез костей (стр. 2 )

Экспериментальная модель создавалась в зимнее время у 16 белых беспородных крыс-самок массой 150 – 180 г методом пассивного выпаивания раствора фторида натрия (5 мг/л) в питьевой воде на протяжении 3 месяцев. Контрольную группу составили 16 крыс-самок, получавших воду без фторида натрия. Животных содержали в стандартных условиях вивария на полноценной сбалансированной диете в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных целей (Страсбург,1986) и требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к Приказу МЗ СССР от 01.01.2001. № 000). Развитие хронической фтористой интоксикации у животных подопытной группы контролировалось по экскреции фтора с мочой, которая в начале эксперимента составила 0,96±0,08 мг/л, а через 2 месяца 2,6±0,29 мг/л (в контрольной группе 1,1±0,08 мг/л; p<0,05). Через два месяца к крысам-самкам обеих групп подсаживали самцов. Животных (потомство) выводили из эксперимента с помощью эфирной эвтаназии. Экспериментальный материал (кости кисти и бедренные кости) полученный от 17 новорожденных крысят (1 сутки) и 45 крысят-подростков (1,5 месяца), родившихся от 32 крыс-самок с фтористой интоксикацией и интактных животных исследовался морфологическими методами.

Статистические методы. Статистическая обработка результатов исследования проведена согласно общепринятым методикам (с использованием программного продукта Statistica 6.0.), включала: проверку вариационных рядов на нормальность, расчет средних показателей (арифметической средней, среднего квадратичного отклонения, ошибки среднего показателя). Сравнение средних значений двух нормальных выборок осуществлялся с помощью критерия Стьюдента, экстенсивные показатели сравнивали по критерию хи-квадрат. Применялись методы линейного корреляционно-регрессивного анализа. Данные считались статистически значимыми при p<0,05 и коэффициенте корреляции r > 0,5.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Характеристика источников фтористого загрязнения

-СУАЛ» является первым крупным предприятием алюминиевой промышленности в Восточной Сибири - вступил в действие в 1962 году. -СУАЛ», расположен в промышленной зоне г. Шелехова на юго-восточной окраине, СЗЗ для предприятия составляет 1700 м. Иркутский алюминиевый завод специализируется на выпуске алюминия-сырца. Основными производственными подразделениями являются: электролизный цех, отделение производства фторсолей и цех анодной массы.

Процесс электролиза алюминия сопровождается выделением загрязняющих веществ: фтористого водорода, фторидов, пыли, диоксида серы, оксида углерода, смолистых веществ и бенз(а)пирена. Основная часть загрязняющих веществ поступает на газоочистку, другая часть поступает в воздушную среду корпуса, а затем вместе с воздухом общеобменной вентиляции через аэрационный фонарь выбрасывается в атмосферу. Климатический потенциал самоочищения атмосферы низкий. Характерной особенностью климата является инверсионное распределение температуры в нижнем слое атмосферы, особенно в зимний период. По данным ФГУЗ ЦГ и Э по Иркутской области в целом количество примесей выбрасываемых в атмосферный воздух в 2000-е гг. по г. Иркутску сократилось в 3 раза, в г. Шелехове оставалось стабильным и высоким.

В соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» при идентификации опасности, учитывающей валовые выбросы отдельных ингредиентов и их токсичность, определен ранговый ряд. Наибольшую неканцерогенную опасность для здоровья жителей г. Шелехова представляют следующие вещества: бенз(а)пирен > фториды газообразные > зола углей > диоксид серы > неорганическая пыль > фториды плохо растворимые.

Характеристика химического загрязнения объектов окружающей среды

На экспонированной территории в атмосферном воздухе гидрометеорологической службой контролируется 15 химических веществ на 2 стационарных постах. Наибольшему загрязнению атмосферного воздуха подвержены северная и центральная части г. Шелехов, особенно при южных и юго-западных ветрах, способствующих переносу примесей из промышленной зоны в селитебную. Среди вредных веществ загрязняющих атмосферный воздух в 90-е и 2000-е годы в г. Шелехове ведущее место занимали: бенз(а)пирен, взвешенные вещества, углерода оксид, формальдегид. Среднегодовые данные за два периода наблюдений приведены в (таблице 3).

Таблица 3.

Средние уровени загрязнения воздуха вредными веществами (мг/м3)

в г. Шелехов

Ингредиенты	ПДК с. с.	Среднегодовые концентрации мг/м3	Кратность ПДК
90-е г	2000-е г
Взвешенные вещества	0,15	0,15	0,124	1,0-0,8
Углерода оксид	3,0	2	1,78	0,7-0,6
Азота диоксид	0,04	0,035	0,035	0,9-0,9
Азота оксид	0,06	-	-	-
Серы диоксид	0,05	-	0,001	0-0,02
Формальдегид	0,003	0,009	0,007	3,0-2,3
Фтористые газообразные соединения	0,005	0,003	0,004	0,6-0,8
Фториды плохо растворимые	0,03	0,01	0,12	0,3-4,0
Бенз(а)пирен 1*10-6	1*10-6	2,8*10-6	4,2*10-6	2,8-4,2
Тяжелые металлы (мкг/м3)
Ванадий	0,002	-	-	-
Хром	0,0015	0,01	0,004	6,7-2,7
Марганец	0,001	0,035	0,026	35-26
Никель	0,001	-	0,006	0-6
Железо	0,007	3,62	1,99	517-284
Медь	0,002	0,017	0,022	8,5-11
Цинк	0,003	0,052	0,088	173-29
Свинец	0,0003	0,057	0,02	190-67
К сум		5,9	6,7

В настоящее время, несмотря на тенденцию к снижению, уровни загрязнения атмосферного воздуха продолжают оставаться высокими. По большинству загрязняющих веществ в 2007 г. отмечен рост проб атмосферного воздуха с превышением гигиенических нормативов: по углероду (11,9%), фторидов неорганических плохо растворимых (4,08%), фтористых газообразных соединений (1,65%). Специфические загрязняющие вещества: газообразный фтор и твердые фториды по данным УГМС находились ниже уровня ПДК.

Оценивая концентрации загрязняющих веществ в атмосфере изучаемой территории, установлено, что доля проб выше максимально разовых и среднесуточных ПДК фтористых соединений по данным Иркутского Управления гидрометеослужбы, с 1985 по 2005 гг. несколько снизилась. Однако максимальные разовые концентрации фтористого водорода в 1985 г превышали уровни ПДК в 7,2 раза, а с гг. в 6-8 раз. Максимально разовые концентрации в 1гг. фторидов неорганических были выше ПДК в 1,6 -2 раза. За последние годы уровень валовых выбросов специфических загрязняющих веществ незначительно снизился с 0,8 до 0,3 т/год и сохранялся примерно на одном уровне до 2007 года. Валовые выбросы фторидов неорганических за исследуемый период также уменьшились с 1,3 до 1,0 т/год.

По данным заводской санитарной лаборатории ОАО “ИркАЗ-СУАЛ” на маршрутных постах в селитебной зоне экспонированной территории в атмосферном воздухе среднегодовые концентрации фторидов газообразных в 90-е годы были выше уровня ПДК в 2,4-4,2 раза. Концентрация фторидов неорганических в 90-е годы была выше ПДК в 4,0-5,3 раза, а в 2000-е годы выше ПДК в 1,1 раза, т. е. наметилась тенденция к снижению их уровня в окружающей среде. Среднегодовые концентрации газообразного фтора с превышали уровни ПДКс. с. в 6,2 - 4,8 раза. За период с гг. регистрировался уровень превышения ПДКс. с в 2,4 - 1,4 раза. По фторидам неорганическим плохо растворимым среднегодовые концентрации составили 0,8, а в отдельные годы незначительно превышали ПДК. Проведен расчет коэффициентов потенцирования для веществ, обладающих эффектом потенцирования: газообразного фтора и фторидов твердых, в соответствии с ГН 2.1.6.1338-07 “Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест”:

Коэффициент потенцирования для фторсодержащих веществ составил 3,6, что превышает допустимый уровень в 4,5 раза.

Оценивая влияния фтористых соединений на здоровье населения, провели расчет коэффициентов и индекса опасности. Общий средний риск для здоровья жителей г. Шелехова с 90-х по 2005 годы составил (IH)=28, риск для органов дыхания составил (IH)=7,8. Коэффициенты опасности QH составили для газообразного фтора 1,1, а по твердым фторидам несколько ниже допустимого уровня - 0,8. Однако в целом при хроническом ингаляционном действии фторсодержащие примеси обусловливают риск развития патологии костно-мышечной системы (IH)=1,9. Таким образом, мы можем предположить, что содержание газообразного фтористого водорода и твердых фторидов в воздушном бассейне г. Шелехова представляет серьезную опасность для населения, особенно детского.

Основным источником загрязнения почвы на экспонированной территории являются выбросы промышленных предприятий и автотранспорта. В 90-е годы, установлено, что из общего количества проб в 85% случаев отмечалось превышение ПДК, причем в 9% проб выше ПДК в 10 раз. Концентрация фторидов водорастворимых была выше ПДК в 3,8 раза, максимальная концентрация доходила до 23,5 ПДК. Наибольшее загрязнение почвы соединениями фтора наблюдалось вокруг -СУАЛ» в радиусе 1 км, среднее содержание для водорастворимых форм фтора составляло в 90-е годы от 11 ПДК до 31 ПДК. Среднее содержание фтора в зонах радиусом 1,2-5,0 км и в радиусе 5,1-8,5 км составило 9,1-3,8 ПДК соответственно.

По данным Иркутского УГМС и ТОО «Экосол» при кафедре почвоведения Иркутского государственного университета (табл. 4.) среднее содержание фторидов в почве за период с 1985 по 2005 гг. на расстоянии 0,5 км превышало ПДК в 6,5-7,8 раз, а на расстоянии 2 км - в 4 раза. Максимальные концентрации фтора отмечены на расстоянии 3 км от источников выбросов. Содержание фторидов на расстоянии в 4 км от источника загрязнения превышало уровни ПДК в 2 раза.

Анализ многолетних наблюдений свидетельствует о сохранении высокого загрязнения фторидами почвы на протяжении 20 лет. В 2003 году из 15 проб %) не отвечали гигиеническим нормативам, а в 2007 году из 34 проб почвы -,1%) не отвечали гигиеническим нормативам.

Таблица 4.

Периодический мониторинг содержания водорастворимых фторидов в почвах (мг/кг почвы) г. Шелехов

Расстояние от ИркАЗ (км)	Почва	Глубина (см)	1985	1990	1995	2000	2005
0,5	Серая лесная	0-20	65±0,1	61±1,5	64±1,4	63±0,8	78±3,2
2	Серая лесная	0-20	40±2,9	33±2,6	40±2,0	33±1,3	39±4,6
3	Дерново-луговая	0-20	96±6,1	83±2,3	85±1,2	98±2,5	63±0,8
4	Серая лесная	0-20	22±0,7	18±0,7	18±0,4	18±1,1	20±1,7
30	Серая лесная	0-20	5,0±0,5	5±0,6	4,8±0,5	4±0,3	5±0,5

По суммарному показателю почва территории г. Шелехова оценивается как умеренно загрязненная с величиной Zсум = 22, что связано с повышенным содержанием фтора до 11 ПДК.