Влияние Новочеркасской ГЭС на содержание бенз(а)пирена в почвах

1.6 Система ПАУ–почва

Почвы играют роль своеобразного «депо», куда ПАУ попадают в результате антропогенных выбросов и природных поступлений (атмосферные осадки, останки растений, в последние годы и с используемыми в качестве удобрений различными бытовыми и промышленными отходами). Их наличие в почвах может играть индикаторную роль, отражая наличие источника загрязнения. Исследовани

я генезиса, превращений и особенностей поведения ПАУ в почвах, особенно охватывающие широкую гамму этих соединений, пока еще не многочисленны.

Буквально единичные публикации посвящены анализу распределения гаммы ПАУ по генетическому профилю почв в связи с почвообразовательными процессами и характером техногенного воздействия на почвенный покров.

Между тем система ПАУ–почва очень информативна. С одной стороны почвы представляют собой достаточно устойчивую среду, в которой можно вполне корректно осуществлять наблюдение за эволюцией состава ПАУ и использовать их как маркеры почвообразовательного процесса. С другой стороны, изучение молекулярного состава данных соединений перспективно для получения информации о путях образования каждого молекулярного типа, особенностях их накопления и распределения в почвах фоновых и техногенных территорий и о функциональном состоянии почв (Геннадиев, 1990).

В силу своих химических и физических свойств почва являет собой нечто уникальное, способное принять, отдать, преобразовать, организовать, дезорганизовать и т. п. все, что бы с ней не соприкоснулось. ПАУ естественно не являются исключением.

Поступающие в почву ПАУ могут перемещаться по почвенному профилю с почвенным раствором, связываться с твердыми фазами почвы и взвесями почвенного раствора, трансформироваться в другие соединения. Возможен вариант накопления ПАУ сопровождающийся скоплением полезных ископаемых, то есть, загрязнение почвы при разработке месторождений. Из почвы ПАУ могут перемещаться в растения, воду и воздух. При проведении исследований было выяснено, что многие почвенные микроорганизмы (сапрофиты, кишечная палочка, грибы, актиномицеты) оказались высокочувствительными к действию ПАУ, что изменяет сложившиеся микробиоценозы и влияет на биологическую продуктивность почвы. Так, внесение в почву 3,4–бенз(а)пирена в концентрациях 40–100 мкг/кг резко угнетает рост сапрофитных микроорганизмов, но стимулирует размножение кишечной палочки и грибов, главным образом, актиномицетов. Именно из почвы ПАУ поступают в подземные части растений, что подтверждается установленной корреляцией между содержанием БП в почве и, например, в клубнях картофеля (Худолей, 1996).

Концентрация ПАУ в почве зависит от ландшафтной–геохимической структуры и характера функционирования природной системы, в которой находится почва, интенсивности поступления ПАУ в почву. Вниз по профилю происходит уменьшение их содержания, достигая минимальных значений в материнских породах (Безуглова, 2001).

Исследования содержания 3,4–бенз(а)пирена (Геннадиев, 1990) показали, что контрастность его накопления в почвах зависит от их генетического типа. Максимальное содержание 3,4–бенз(а)пирена на незагрязненной территории (север Западной Сибири) было обнаружено в верхнем горизонте исследуемой почвы и составило 14,6 нг/ г. Минимальные концентрации 3,4–бенз(а)пирена были зафиксированы в минеральных субстратах тундрово–глеевых почв и в подзолах иллювиально–железистых. Слабая подвижность 3,4-бенз(а)пирена была отмечена в почвенном профиле, несмотря ни на интенсивную вертикальную миграцию почвенных растворов, ни на легкий гранулометрический состав почв. По данным (Геннадиев, 1990.), концентрация 3,4-бенз(а)пирена от 7 до 22 раз больше на глубине 0-5 см, чем на глубине 5-20 см.

В связи с интенсивно развивающейся промышленностью, ростом количества единиц транспорта, содержание ПАУ в верхних горизонтах почв возрастает прямопропорцинально темпам развития. Например, в верхнем слое почвы Ротамстедской опытной станции (Великобритания), где единственным источником ПАУ могли быть только атмосферные выпадения, содержание ПАУ увеличилось от 250-300 нг/г до 1700-1800 нг/г с 1850 по 1985 год. С наибольшей скоростью нарастало содержание бензфлуорантена, флуорантена, пирена и 3,4-бенз(а)пирен.

На уровень содержания ПАУ в почвах наряду с источниками загрязнения влияет и латеральное перераспределение поллютантов в связи с особенностями мезо и микрорельефа. Ареалы наиболее загрязненных почв чаще приурочены к отрицательным формам поверхности. Почвы элювиальных позиций загрязнены в меньшей степени в связи с выносом поллютантов плоскостным смывом и внутрипочвенным стоком вниз по склону.

Согласно результатам, раннее проводимых исследований, диапазон содержания 3,4-бенз(а)пирена составляет в среднем: для США 90-1300 нг/г, для ФРГ 8-82 нг/г, для Франции 2-170 нг/г, России 0,1-350 нг/г, Исландии 0-785 нг/г. Наибольшие концентрации ПАУ были установлены в районах прилегающих к городам, наименьшие в удаленных от них лесных массивах.

1.7 Перемещение и разрушение ПАУ в почве

Снижение способности ПАУ оказывать вредное действие на живые организмы (токсичности) возможно за счет абиотических и биотических процессов перемещения (миграции), трансформации и разрушения ПАУ, происходящих в почве. Основные процессы из них следующие:

а) разрушение молекул ПАУ под влиянием солнечного света и кислорода;

б) химическое разложение молекул ПАУ под действием окислителей, кислот или щелочей присутствующих или вносимых в почву;

в) микробиологическая деструкция молекул ПАУ, осуществляемая микроорганизмами, использующими ПАУ как источник питания;

г) сорбция молекул ПАУ почвенными частицами (в результате ее токсичность ПАУ снижается, но может происходить их постепенное накопление со временем и проявление токсичных эффектов при достижении определенного уровня содержания);

д) поглощение молекул ПАУ корнями растений;

е) вынос молекул ПАУ из почвы водными потоками.

Время сохранения без значительного изменения концентрации 3,4–бенз(а)пирена в почве измеряется 4–24 месяцами, в воде от нескольких часов до нескольких суток (Нурмухаметов,1971).

1.8 ПАУ в растениях

Поллютант, 3,4 – бенз(а)пирен может синтезироваться растениями, поступать в подземные органы из почвы и надземные части растений из атмосферы. Отмечено, что в индустриальных районах содержание в растениях 3,4 – бенз(а)пирена существенно выше, чем у тех же видов, собранных в «чистых» районах и превышает фоновый уровень (табл.3). Более того, установлено, что лекарственные растения, произрастающие в непосредственной близости от оживленных автомагистралей, содержат повышенное количество 3,4 – бенз(а)пирена (Девдариани, 1992). Загрязнение пищевых растение 3,4 –бенз(а)пиреном в большей степени зависит от техногенных факторов (промышленных выбросов) и от степени удаления от источника выбросов.

Таблица 3

Влияние источников атмосферных выбросов на содержание 3,4 – бенз(а)пирена в различных пищевых растениях (Девдариани, 1992)

 Скачать реферат