Загрязнения почвы соединениями свинца
Свинец в домашнем саду и почвах городской среды
Carl J. Rosen Карл Дж. Розен
Источники свинца в окружающей среде
Высокие концентрации свинца потенциально токсичных элементов для людей и большинство других форм жизни. По этой причине, люди должны быть обеспокоены повышенным содержанием свинца в окружающей среде, особенно в крупных городах. Почвы с содержанием свинца выше предельно допустимых концентраций в первую очередь являются результатом свинцового загрязнения.
Есть два основных источника свинцового загрязнения: 1) краски на основе свинца, где заражение может произойти, когда кусочки краски со зданий смешиваются с землей, 2) выбросы автомобильного транспорта. Исследования, проведенные в городских районах, показали, что уровни содержания свинца почве достаточно высокие вокруг фундаментов зданий и в нескольких шагах от края улиц. Таким образом, загрязнение почв этими источниками по-прежнему вызывает обеспокоенность.
Содержание свинца в загрязненных почвах, в воде, воздухе, продуктах питания, а также некоторых народных лекарственных средств также может влиять на здоровье человека. Воздействие свинца может исходить от одного или нескольких путей, которые изображены на рисунке 1. Основное внимание в данном информационном листке заключается в определении рисков для здоровья человека от поступления свинца загрязненных почв и, пути минимизации этих рисков.
Рисунок 1. Загрязнение свинцом в домашних условиях
Наиболее серьезным источником поступления в организм свинца является прямой прием внутрь (прием пищи), через загрязненный грунт и пыль. В общем, растения не поглощают и накапливают свинец. Тем не менее, тестирование показало, что в почвах достаточно высокое содержание свинца, этот факт должен быть принят во внимание. Исследования показали, что загрязнитель плохо накапливается в плодоносной части овощных и плодовых культур (например, кукурузе, фасоли, кабачках, помидорах, клубнике, яблоках). Более высокие концентрации, более вероятно, можно найти в листовых овощах (например, салате) и на поверхности корнеплодов (например, морковь).
Растения, выращенные в почве с незначительным содержанием свинца, считаются безопасными, по сравнению с теми почвами, где наблюдаются превышения концентраций по свинцу. Как правило, безопасной для употребления считается продукция, выращенная в почвах с общим содержанием свинца менее 300 частей на миллион. Риска отравления свинцом через пищевую цепь увеличивается, когда уровень свинца в почве поднимается выше этой концентрации. Большая часть рисков свинцового загрязнения происходит от почвы или отложений пыли на предприятиях, а не от поглощения свинца на растениями.
Влияние свинца на корни, листья, фрукты
Существует большая опасность отравления свинцом из-за выбросов, произведенных заводом. Если ваш сад находится недалеко от оживленных улиц и магистралей, необходимо удалять наружные листья листовых культур, очищать все корнеплоды, и тщательно промывать в воде с уксусом (1 процент) или мылом (0,5 процента).
Меры предосторожности для почв сада
Чтобы свести к минимуму поглощение растениями свинца необходимо произвести целый ряд мер по ограничению выбросов:
1. Поддержание уровня рН почвы выше 6,5. Свинец является относительно недоступной для растений при рН почвы выше этого уровня. Если необходимо, добавить известь в зависимости от почвы. Свинец также менее доступен, когда концентрации фосфора в почвы являются высокими. Для дополнительных сведений о получении обычного анализа почвы, свяжитесь с местным офисом Extension.
2. Добавить органические вещества к вашей земле. В почвах с высоким уровнем свинца, добавление одной трети объема органических веществ, значительно сократит наличие свинца. Органические соединения связывают свинец и делают ее менее доступной для растений. При добавлении органического вещества, рН должен поддерживается выше 6,5. Хорошие источники органического вещества включают компост листьев, торфа, а также навоза. Избегайте сбор листьев вблизи шоссе или улицам города, он может содержать больше, чем нормальный уровень свинца.
3. Заводите свой сад, вдали от шумных улиц и дорог и старых зданий, по возможности.
4. Из-за возможности контакта детей (через грязные руки) с почвой с содержанием свинца, которое превышает 100 мг / кг, такая почва не должна использоваться для садоводства.
Стандарты для почв
Законодательный орган штата Минессот ы создал ряд стандартов для почвы, 100 стр / мин.. Этот уровень 100 стр / мин в настоящее время ниже уровня используются государствами окружающей среды Соединенных Агентство по охране и в большинстве других государств. Уровень 300 стр / мин обычно используется, для измерения рисков отравления свинцом еды у детей младшего возраста. Предполагается, что около половины свинца из почвы в пищу детям не впитается. Сумма поглощенных из почвы соединений свинца (биодоступность) зависит от многих факторов, включая здоровье, питание, а также возраст ребенка. Независимо от почвы, загрязнение свинцом зависит от частоты и продолжительности воздействия.
Доза свинца, которая вызывает нарушения в организме для детей шести лет и младше составляет 60 микрограммов свинца в день. Учитывая тот факт, что почва является одним из главных путей поступления свинца на уровне 100 мг / кг (100 мкг / г), прием пищи примерно 2 чайные ложки этой почвы содержат такое количество свинца, которое может вызвать нарушения в крови у человека. В этот расчет основан на предположении, что половина соединений свинца в почве в пищу детям не впитается. Для почв, которые приводят уровне 300 частей на млн., потребление продукции примерно три четверти чайной ложки в неделю может привести к повышенной свинца в крови, вызывающих заболевания.
Согласно правил штата Миннесота, почвы, содержащие более 100 мг / кг свинца, должны быть удалены, если присутствующие кусочки краски видны. Покрытие голой почвы дерном или другими материалами, является адекватной мерой. Если результаты анализов почвы на свинец показали высокое содержание (более 100 г / т), то рекомендуется, чтобы для детей в этом районе в возрасте до 6 провели анализ крови. Обратитесь в местный отдел здравоохранения или к частному врачу для получения информации о тестировании крови на свинец.
Проба почвы для определения свинца
Если вы подозреваете, что в почве находится высокое содержание свинца, необходимо такую почву подвергнуть испытаниям. Почва должна быть отобрана в проблемных областях от 6 до 12 проб. Для игровых площадок, где ребенок подвергается наибольшей опасности, проба отбирается глубиной от половины до одного дюйма. Для сада глубина отбора проб почвы должна быть от поверхности на 3 до 4 дюйма. Усредненную пробу помещают в пластиковые ведра и представлют в лабораторию. Определения в почвах свинца является дорогостоящей операцией не рекомендуется на регулярной основе. Существуют несколько лабораторий в Миннесоте для анализа почв на содержание свинца, в том числе в Университете Миннесоты. Обратитесь в местное отделение или загляните в телефонном справочнике в разделе «лабораторий» для получения информации об испытательных лабораториях, предлагающих эту услугу в вашем районе.
Восстановление почв, загрязненных свинцом
В настоящее время наиболее эффективных путей борьбы с высоким содержанием в почве свинца несколько: 1) повысить рН почвы добавлением органических веществ, 2) смешивание или покрытие почв с высоким содержанием свинца с почвами с низким его содержанием. Информационные и руководящие принципы по удалению почв с высоким содержанием свинца приводят, могут быть получены из Миннесоты из агентства по борьбе с загрязнением.
Одно из предлагаемых методов удаления из загрязненных – это удаление растений и урожая, выращенного на загрязненных почвах. Этот процесс, называемый биоремедиации, показал перспективы для очистки почв, которые были загрязнены кадмием, цинком и медью, но в настоящее время имеет ценность в применении для свинца. Растения отличаются по своей способности к накоплению свинца. В настоящее время проводятся научные исследования для определения того какие растения будут накапливать свинец больше.
Свинец в потенциально токсических уровнях находится вблизи оживленных улиц и магистралей или вблизи зданий и сооружений, где наблюдается отслоение свинцовосодержащих красок. Наибольшая опасность отравления свинцом возникает из непосредственного употребления в пищу продуктов, загрязненных свинцом из почвы или пыли. В соответствии с руководящими принципами в данном информационном листке, вы можете помочь уменьшить риск от отравления свинцом, котор ы й находится в загрязненных почвах.
Более подробную информацию о борьбе с выбросами свинца, обратитесь в местный отдел здравоохранения или ведущей программе в штате Миннесота по Департамент здравоохранения Миннесота, PO Box 59040, Minneapolis, MN 55459-0040.
1 Holmgren, GG, MW Meyer, RL Chaney, and RB Daniels. 1 Холмгрен, Г. Г., МВт Мейер, Р. Чейни, Р. Daniels. 1993. Cadmium, lead, copper, and nickel in agricultural soils of the United States of America. Journal of Environmental Quality 22:335-348. 1993. Кадмия, свинца, меди и никеля в почвах сельскохозяйственных Соединенных Штатов Америки. Журнал качества окружающей среды 22:335-348.
2 Rolfe, GL, A. Haney, and KA Reinbold. 2 Ролф, GL, А. Хана и К. А. Reinbold. 1977. 1977. Environmental contamination by lead and other heavy metals. Vol.2. Загрязнение окружающей среды свинцом и другими тяжелыми металлами. Vol.2. Ecosystem Analysis. Анализ экосистем. Institute for Environmental Studies. Институт по изучению окружающей среды. University of Illinois, Urbana-Champaign. Университет Иллинойса, Урбана-Шампейн. 112pp. 112pp.
3 Singer, MJ and L. Hanson. 3 Певица, МДж и Л. Хэнсон. 1969. 1969. Lead accumulation in soils near highways in the Twin Cities metropolitan area. Soil Science Society of America Proceedings 33:152-153. Ведущие накопления в почвах вблизи автомагистралей в побратимы столичном регионе. Общества почвоведов Америки Труды 33:152-153.
4 Minnesota Department of Health. 4 Миннесота Департамента здравоохранения. 1993. 1993. Minnesota Rules Chapter 4761.0300. Миннесота Правила Глава 4761,0300. Residential Lead Abatement. Standards. Жилая ведущий борьбы с загрязнением воздуха. Стандартов.
5 Carrington, CD and PM Bolger. 5 Каррингтон, CD и премьер-Болгер. 1992. 1992. An assessment of the hazards of lead in food. Оценка опасности свинца в пищевых продуктах. Regulatory Toxicology and Pharmacology 16:265-272. Нормативные токсикологии и фармакологии 16:265-272. 6 Contact the University of Minnesota at 612-625-3101 612-625-3101 for more information on lead testing. 6 Контакты Университета Миннесоты на 612-625-3101 612-625-3101 для получения дополнительной информации по свинцу тестирования.
Источник
XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019
ОПАСНОСТИ, СВЯЗАННЫЕ С СОДЕРЖАНИЕМ СВИНЦА В ПОЧВАХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ
Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Различные соединения свинца обладают разной токсичностью: мало токсичен стеарин свинца; токсичны соли неорганических кислот (хлорид свинца, сульфат свинца и др.); высоко токсичны алкилированные соединения, в частности, тетраэтилсвинец. Однако на практике, как правило, анализируется только общее содержание свинца в различных компонентах окружающей среды, продовольственном сырье и пищевых продуктах, без дифференциации на фракции и идентификации вида соединений.
В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания (от 40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинец содержащей краски или загрязненной свинцом почвы.
С атмосферным воздухом поступает незначительное количество свинца — всего 1-2%, но при этом большая часть свинца абсорбируется в организме человека. В атмосферном воздухе большинства городов, где Росгидрометом проводится контроль над содержанием свинца, среднегодовая концентрация варьирует в пределах 0,01-0,05 мкг/м3, что значительно ниже ПДК — 0,3 мкг/л. В таких условиях живет ориентировочно до 44 млн. горожан. Около 10 млн. человек проживает в городах с более высоким содержанием свинца — от 0,1 до 0,2 мкг/м3.
Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе обнаружены при проведении специальных исследований в городах с крупными промышленными источниками эмиссии свинца — Белово, Владикавказ, Гусь-Хрустальный, Екатеринбург и др. В этих городах проживает ориентировочно 2,5 млн. горожан. Концентрации свинца в воздухе этих городов превышают ПДК в несколько раз.
В питьевой воде различных стран мира содержание свинца изменяется в пределах 1- 60 мкг/л и в большинстве европейских стран не превышает 20 мкг/л. В России данные о содержании свинца в питьевой воде крайне немногочисленны. В питьевой воде его содержание варьирует в пределах 0,7-4 мкг/л. Возможно, что существует проблема загрязнения питьевых вод в районах расположения плавильных заводов или мест складирования промышленных отходов с высоким содержанием свинца.
Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов, где расположены предприятия по выплавке свинца, производству свинецсодержащих аккумуляторов или стекла.
В рамках данной работы, было проведено исследование по содержанию свинца в почвах Восточного района города Кургана. В ходе исследования были получены следующие результаты:
Кол-во свинца мг/кг
Кол-во свинца мг\кг
Таблица №1. Количество свинца в почвах Восточного района города Кургана.
График №1. Сравнение количественных значений свинца в почвах Восточного района города Кургана
Вывод: предельно допустимая концентрация свинца в почвах составляет 32 мг\кг. Исходя из данных, представленных в таблице и на графике можно сделать вывод о том, что в большинстве точек наблюдается значительное превышение ПДК, а в не которых случаях его концентрация доходит до (4 – 4,5 ПДК).
В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Кроме того, определенное значение имеет и возможность прямого загрязнения при производстве готовых изделий. Наиболее высокие уровни содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и мороженной, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Высокое содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районов и вдоль дорог.
По данным о потреблении продуктов питания в Российской Федерации, на основании материалов бюджетных обследований семей установлено, что расчетное поступление свинца в среднем 1,25мг на одного чел. в неделю. В некоторых промышленных городах поступление свинца с продуктами питания несколько выше: у 10% обследуемого населения превышает величину 2 мг/чел. в неделю. В суточном рационе детей в возрасте 1-3 года потребление свинца составляет 14 мкг, в возрасте 4-6 лет — 64 мкг, 7-14 лет — 68 мкг и в возрасте 14-17 лет -87 мкг, т.е. поступление свинца с продуктами питания для детей до 7 лет изменяется в зависимости от возраста в пределах 14-68 мкг/сут.
В России постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом. По данным Российского информационно-аналитического центра Госкомсанэпиднадзора России, случаи хронической свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности России.
Свинец вызывает обширные патологические изменения в нервной системе, крови сосудах, активно влияет на синтез белка, энергетический обмен клетки и ее генетический аппарат. Свинец подавляет ферментативные процессы превращения порфиритов и кровообразование, ингибирует SH-содержащие ферменты, холинэстеразу, различные АТФазы. Он угнетает окисление жирных кислот, нарушает белковый, липидный и углеводный обмены, способен занимать кальций в костях. Свинец нарушает деятельность сердечно-сосудистой системы, вызывая изменения электрической и механической активности сердечной мышцы, морфологические и биохимические изменения в миокарде с признаками сосудистой дегенерации, повреждения мышечной стенки сосудов и нарушение сосудистого тонуса.
Ведущими по числу случаев «сатурнизма» являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В электротехнической промышленности, цветной металлургии и машиностроении интоксикация обусловлена превышением ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз.
Органические соединения свинца, например тетраэтилсвинец, высокотоксичные для нервных тканей – они подавляют метаболизм глюкозы, синтезы РНК и ДНК, повреждают миелиновые оболочки нервных клеток, что сопровождается снижением скорости передачи нервного возбуждения. Тетраэтилсвинец значительно изменяет метаболизм серотонина и норадреналина, повышает уровень пирувата в крови, что ведет к нарушению снабжения мозга кислородом
Свинцовые отравления весьма различны в проявлениях и включают психическое возбуждение, тревогу, ночные кошмары, галлюцинации, нарушение памяти и интеллекта с симптоматикой распада личности. Очень опасны неврологические нарушения у детей – гиперактивность, ухудшение показателей психического развития, снижение работоспособности и способности к обучению. Отравления свинцом и его солями вызывает поражение десен, расстройство кишечника, заболевания почек. Соединения свинца обладают канцерогенностью и генотоксичностью – они могут вызвать мутации, нарушая третичную структуру и функции ферментов синтеза и репарации ДНК.
По результатам официальной статистики среди профессиональных интоксикаций свинцовая занимает первое место.
Среди рабочих, страдающих от воздействия свинца, около 40% составляют женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, так как этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных работниц 30 мкг/л и увеличения числа хромосомных аберраций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80 мкг/л.
Основным показателем воздействия свинца на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный пересмотр рекомендуемого нормативного содержания свинца в крови. Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации свинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ).
Лица, работающие со свинцом, должны проходить врачебный контроль. Если у рабочего появились боли в конечностях, наклонность к запору, признаки анемии, ему нужно дать профилактический отпуск в виде временного перевода на работу, не связанную с применением свинца. В случаях дальнейшего нарастания симптомов свинцового отравления, несмотря на принятые меры, больного нужно вообще снять со свинцового производства, проведя также соответствующее лечение.
Радикальные профилактические меры сводятся к устранению свинца из производства и замене его неядовитыми веществами. Там, где это невозможно, в борьбе со свинцовым отравлением принимают ряд мер, к которым прежде всего относятся хорошая вентиляция, удаляющая свинцовую пыль и свинцовые пары, содержание в чистоте рабочего помещения, укорочение рабочего дня, удлинение ежегодного отпуска, увеличение потребления молока и меры личной гигиены.
Под личной гигиеной подразумевается пища следующее: в помещении, где производится какая-либо работа со свинцом, запрещается принимать пищу; не следует курить, чтобы с сигаретой не занести в рот свинец; перед приемом пищи необходимо тщательно мыть руки; работать следует в специальной одежде, которую надо снимать по окончании рабочего дня и оставлять на предприятии. Рабочему должна быть предоставлена возможность переодеваться и перед уходом с предприятия мыться в ванне или под душем. Для приема пищи должна быть столовая, достаточно удаленная от производственных мастерских.
Источник