Эколого-геохимическая оценка территории района г. Междуреченска по данным снеговой съемки.

Эколого-геохимическая оценка территории района г. Междуреченска по данным снеговой съемки.

 (Лабораторная работа №1)

Вариант III-III

 

Выполнил: студент группы 2690

Моисеева А.Е.

Проверил:

Ассистент кафедры ГЭГХ

Филимоненко Е. А.

 

Томск 2012

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………..3

1. Общая характеристика территории г. Междуреченска………………………………..4
2. Методы исследования и виды анализов………………………………………………..8

2.1. Отбор проб снега и пробоподготовка…………………………………………..8

2.2. Методы анализа твердого осадка снега……………………………………….10

1. Характеристика пылевой нагрузки……………………………………………………13
2. Содержание тяжелых металлов в твердом осадке снега……………………………..16
3. Характеристика прогноза заболеваемости……………………………………………35
4. Основные природоохранные мероприятия…………………………………………...39

Заключение………………………………………………………………………………….40

Список литературы…………………………………………………………………………41

 

 

Введение

Целью работы является закрепление теоретических знаний, изложенных в лекционном курсе «Геохимия, геохимический мониторинг окружающей среды», более глубокая проработка методических вопросов эколого-геохимической оценки территории г. Междуреченска, а также интерпретация полученных данных. В задачу исследования входит применение геохимических методов для прогноза заболеваемости жителей г. Междуреченска.

Материал по теме «Эколого-геохимическая оценка территории района города по данным снеговой съемки» предлагается в виде реальных данных, которые были получены в ходе проведения научно-исследовательских работ (данные исследований А.Ю. Шатилова, 2001) на территории гг. Междуреченска по заданию городских комитетов экологии.

В ходе выполнения лабораторной работы проводится следующие исследования в три этапа:

Первый этап:

· Определение общей запыленности территории и построение схемы.

· Выбор элементов – загрязнителей согласно классам опасности, расчет статистических параметров в целом для выборки по исследуемой террито­рии.

· Построение моноэлементных схем содержания тяжелых металлов в твер­дом осадке снега.

· Расчет статистических параметров, коэффициентов концентрации, суммарного показателя загрязнения­ (СПЗ) и построение аддитивной схемы загрязнения (по СПЗ).

· Построение геохимического ряда ассоциации элементов с коэффициентами­ концентрации в порядке убывания

· Расчет суммарного показателя нагрузки (СПН) и построение аддитивной схемы по СПН.

Второй этап:

· Построение схемы прогноза заболеваемости населения с учетом пылевой нагрузки.

· Построение схемы прогноза заболеваемости населения по данным суммарного показателя загрязнении

Третий этап:    

Составление схемы природоохранных мероприятий для территории города.

Промышленные зоны

Основным источником загрязнения атмосферы являются предприятия, отопительные котельные, автотранспорт, а также шахты и угольные разрезы. Большинство предприятий сосредоточены в южной части города, котельные же расположены по всему городу, преимущественно в его центральной части. В атмосферу от них поступают пыль, сернистый газ, окись углерода, окислы азота, а также такие тяжелые металлы, как свинец, цинк, хром и др.

Значительную долю в загрязнение вносит также транзитная железнодорожная трасса Абакан – Новокузнецк.

Жилые селитебные зоны

На территории города, имеющей площадь 15 км², проживает более 100000 человек. Основной жилой фонд составляет 2х-3х этажные дома, реже 9-ти этажные дома. По окраинам города (Старое Междуречье, Сыркаши, Нахаловка, п.Притомский) много деревянных домов с печным отоплением. Отапливаются они каменным углём из различных объектов добычи.

Восточная часть города (Сыркаши) – наиболее возвышенная, заселённая, практически не содержит источников загрязнения. Аномалии, выявляемые здесь, могут иметь естественную геологическую природу.

Атомно-абсорбционный анализ (ААА) (атомно-абсорбционная спектрофотометрия, атомная абсорбциометрия).

Метод основан на просвечивании атомизированных паров исследуемой пробы монохроматическим светом с длиной волны, соответствующей резонансной линии поглощения определяемого элемента.Анализируемую пробу в виде раствора распыляют в пламя.

Метод атомно-абсорбционного спектрального анализа отличается высокой абсолютной и относительной чувствительностью. Метод позволяет с большой точностью определять в растворах около восьмидесяти элементов в малых концентрациях, поэтому он широко применяется в биологии, медицине (для анализа органических жидкостей), в геологии, почвоведении (для определения микроэлементов в почвах), в металлургии (для исследований и контроля технологических процессов) и в других областях науки.

Установка для работы на ААА состоит из блоков:

· источник резонансного излучения – обеспечивает интенсивное монохроматическое излучение просвечивающее линии определяемого элемента. Для этого применяются лампы с полым катодом и высокочастотные безэлектродные лампы.

· атомизатор – перевод пробы в атомарный пар. Применяются 2-х типов.: пламенные и электротермические. Пламенные – распыленная проба (обычно в виде раствора) подается в пламя смеси воздуха и горючего газа (пропан, ацетилен и др). Электротермические – проба помещается в графитовое устройство, разогреваемое электрическим током.

Спектральный прибор (монохроматор) – служит для выделения аналитической линии определяемого элемента. Приборы для атомно-абсорбционного анализа - атомно-абсорбционные спектрометры - прецизионные высокоавтоматизированные устройства, обеспечивающие воспроизводимость условий измерений, автоматическое введение проб и регистрацию результатов измерения. В некоторые модели встроены микро-ЭВМ.

Индикация и регистрация сигнала осуществляется автоматически.

Достоинства атомно-абсорбционного анализа – простота, высокая селективность и малое влияние состава пробы на результаты анализа.

Ограничения метода – невозможность одновременного определения нескольких элементов при использовании линейчатых источников излучения и, как правило, необходимость переведения проб в раствор.

В данной лабораторной работе с помощью атомно-абсорбционного анализа проводились исследования ртути [2].

Эмиссионно-спектральный анализ (ЭСА)

ЭСА анализ является наиболее широко применяемым методом определения содержания элементов по характеристическому линейчатому спектру испускания (эмиссии) свободных, нейтральных или ионизованных атомов химического элемента в оптическом диапазоне электромагнитных волн в самых разнообразных природных и искусственных материалах.

С его помощью можно анализировать твердые, жидкие и газообразные вещества более 70 элементов в том числе и радиоактивных.

Основные области применения - анализ состава металлов и сплавов в металлургии и машиностроении, исследование геологических образцов и минерального сырья в горнодобывающей промышленности, анализ вод и почв в экологии, анализ моторных масел и других технических жидкостей на примеси металлов с целью диагностики состояния машин и механизмов.

Принцип спектрального анализа заключается в том, что исследуемое вещество заставляют светиться, например, вводя его в зону электрического разряда, пламя или возбуждая лазером. Спектр возбуждается при столкновениях атомов с быстрыми электронами, существующими в разрядах.

Процесс спектрального анализа можно разделить на следующие этапы:

· Возбуждение спектра – образование аналитического сигнала, когда информация о составе вещества преобразуется в совокупность спектральных линий.

· Передача и преобразование сигнала в регистрирующем спектральном устройстве, и переход от измерения спектра к определению химического состава пробы – получение результата анализа.

· Качественное заключение о составе пробы путем идентификации длины волны излучаемого света.

Эмиссионный-спектральный анализ делят по конечно получаемой информации на качественный и количественный.

· Качественный эмиссионный спектральный анализ основан на измерении по шкале-спектру железа длины волн нескольких линий, отвечающих энергиям квантов, испускаемых возбужденными атомами при спонтанном переходе в устойчивое состояние. Полученные в результате спектральные линий, говорит только о наличии конкретного химического элемента в пробе.

· Количественный эмиссионный спектральный анализ основан на зависимости интенсивности (яркости) аналитической линии от количества совершившихся квантовых переходов (числа квантов), что при определенных условиях позволяет отградуировать эту зависимость.

В качестве источника энергии для возбуждения в ЭСА применяют: искровой разряд, дугу переменного или постоянного тока с температурой 3500-7500 К, лазер или пламя.

Общим для всех источников света является наличие в них плазмы, температура которой, а значит, и кинетическая энергия частиц в ней достаточна для перевода атома в возбужденное состояние.

Чувствительность и точность АЭСА зависят главным образом от физических характеристик источников возбуждения спектров - температуры, концентрации электронов, времени пребывания атомов в зоне возбуждения спектров, стабильности режима источника и т. д.

Достоинства анализа - многоэлементность метода, а также достаточно низкие пределы обнаружения элементов (10^–3–10^–4 %) в сочетании с относительно низкой себестоимостью анализа и простотой его выполнения [2].

 

 

Содержание тяжелых металлов в твердом осадке снега

В таблице 2 представлены данные по содержанию химических элементов в твердом осадке снега территории г. Междуреченска. Согласно ГОСТа 17.4.1.02-83 изучаемые элементы – загрязнители относят к следующим классам опасности:

1 класс опасности – Hg, Pb, Zn;

2 класс опасности – Со, Ni, Mo, Cu, Cr;

3 класс опасности – Ва, V, Mn, Sr.

Для выборки по исследуемой территории подсчитываются основные параметры распределения химических элементов: максимальные, минимальные, средние значения (С), мода, медиана и стандартное отклонение (S), ошибка среднего, а также коэффициент вариации (V), который отражает меру неоднородности выборки. Все полученные значения представлены на рисунке 4.1. Коэффициент вариации является наиболее распространенным показателем колебания, используемым для оценки типичности средних величин. В статистике совокупности, имеющие коэффициент вариации больше 30–35 %, принято считать неоднородными. Коэффициент вариации рассчитывается следующим способом формула (2):

                                   (2)

где σ – среднее квадратическое отклонение

С – среднее содержание элемента [7].

 

Таблица 2 - Микроэлементный состав твердого осадка снегового покрова г. Междуреченска, мг/кг [7]

№	V	Cr	Mn	Co	Ni	Cu	Zn	Sr	Mo	Ba	Hg	Pb
4	10	8	200	2	10	30	60	200	1	200	0,28	30
10	10	8	200	3	20	30	60	300	1	300	0,30	80
11	6	6	100	2	10	30	60	300	1	200	0,14	50
12	6	8	200	2	15	40	40	300	1	300	0,07	60
19	6	6	100	3	20	30	40	300	1	200	0,07	40
20	10	10	200	4	20	40	40	300	1	400	0,06	60
21	6	6	200	4	30	40	30	400	1	400	0,10	80
22	30	20	200	6	30	40	20	400	2	600	0,11	100
23	10	10	200	2	20	30	60	200	1	200	0,07	40
25	10	10	200	6	30	40	60	300	2	400	0,08	80
26	8	10	200	2	20	40	20	200	1	200	0,10	30

 

 

 

Рисунок 4.1 -  Основные параметры распределения элементов

Коэффициент концентрации является показателем уровня аномальности содержаний элементов и рассчитывается по формуле

            ,                                                                       (3)

где К – коэффициент концентрации,

С – содержание элемента в пробе, мг/кг (табл. 2);

Ск – геохимический кларк ноосферы, мг/кг (табл.3) [7].

 

Таблица 3 - Геохимический кларк и средние содержания химических элементов (мг/кг) в твердом осадке снега гг. Междуреченска [7]

Элемент	Геохимический кларк ноосферы (по Глазовским М.А. и Н.Ф.)	Среднее содержание в твердом осадке снега г. Междуреченска
V	70	13,4
Cr	50	13,1
Mn	440	203
Co	22	4,3
Ni	10	17,6
Cu	19,5	40,7
Zn	46	59,1
Sr	240	296
Mo	1,1	1,5
Ba	36	303
Hg	0,18	0,13
Pb	12	60,9

На основе исходных данных был рассчитан коэффициент концентрации для каждой точки. Для расчета был использован геохимический кларк ноосферы. Полученные данные представлены на рисунке 4.2.

 

 

Рисунок 4.2 – Коэффициент концентрации

Расчет суммарного показателя загрязнения, отражающего эффект воздействия группы элементов, проводится по формуле:

,                                            (4)

где К – коэффициент концентрации, значение которого больше единицы (Рисунок 4.2),

n – количество элементов, значение которых составляет больше единицы [7].

Полученные данные при расчете суммарного показателя загрязнения представлены на рисунке 4.3.

 

 

 

Рисунок 4.3 - Суммарный показатель загрязнения

Для величины суммарного показателя загрязнения используется градация:

· менее 64 –низкая степень загрязнения, неопасный уровень заболеваемости (наименьшее изменение показателей здоровья детей);  

· 64-128 – средняя степень загрязнения, умеренно опасный уровень заболеваемости (повышение суммарной заболеваемости);          

· 128-256 – высокая степень загрязнения, опасный уровень заболеваемости

(повышена суммарная заболеваемость, увеличено число болеющих и часто болеющих детей);

· более 256 – очень высокая степень загрязнения, чрезвычайно опасный уровень заболеваемости [3].

Степень загрязнения исследуемого района (менее 64) – низкая, неопасный уровень заболеваемости (Рисунок 4.3 и Рисунок 4.4).

 

Рисунок 4.4 – Суммарный показатель загрязнения г. Междуреченска

По данным снегового опробования рассчитывается показатель, нагрузки загрязнения (элемента) на окружающую среду – массы загрязнителя, выпадающей на единицу площади за единицу времени. Для этого учитывается общая масса потока загрязнителей – среднесуточная пылевая нагрузка P_n (кг/км² *сут) и концентрация элемента С (мг/кг) в снеговой пыли.

На этом основании рассчитываются:

- общая нагрузка, создаваемая поступлением химического элемента в окру­жающую среду

- коэффициент относительного увеличения общей нагрузки элемента 

 при ;

где С_ф – геохимический кларк ноосферы (Таблица 3);

Р_пф – фоновая пылевая нагрузка (для Нечернозёмной зоны фоновая пылевая нагрузка составляет 10 кг/км²*сут.);

Р_ф – фоновая нагрузка иссле­дуемого элемента [7].

Полученные данные представлены на рисунке 4.5.

 

 

Рисунок 4.5 – Коэффициент относительного увеличения общей нагрузки элемента

Поскольку техногенные аномалии обычно имеют полиэлементный состав, для них рассчитывается суммарный показатель нагрузки Zp, характеризующий эффект воздействия группы элементов. Показатель рассчитывается по формуле (5):

,                                                   (5)

где n – число учитываемых аномальных элементов, значение которых превышает единицу, в данной работе их 12 [7].

Используя полученные данные, был рассчитан суммарный показатель нагрузки. Результат проведенных вычислений представлен на рисунке 4.6.

 

 

 

 

Рисунок 4.6 – Суммарный показатель нагрузки

Из полученных данных мы можем наблюдать, что суммарный показатель нагрузки на исследуемом участке является неопасным, за исключением двух точек, наглядно мы можем это наблюдать на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – Суммарный показатель нагрузки г.Междуреченска

Построение моноэлементных схем содержания тяжелых металлов в твердом осадке снега проводят по результатам площадного опробования. В качестве градаций для изолиний в данной работе используется среднее содержание элемента в твердом осадке снега г. Междуреченска (Таблица 3).

Рассмотрим более подробно изучаемые элементы.

 

Ванадий

Ванадий – химический элемент с атомным номером 23. Ванадий и его соединения – известные загрязнители окружающей среды.

Ванадий находится преимущественно в рассеянном состоянии и обнаруживается в железных рудах, нефти, асфальтах, битумах, горючих сланцах, углях и др. Одним из главных источников загрязнения окружающей среды ванадием являются нефть и продукты ее переработки [13].

Черная металлургия - основной потребитель Ванадия (до 95% всего производимого металла). Ванадий входит в состав быстрорежущей стали, ее заменителей, малолегированных инструментальных и некоторых конструкционных сталей. В авиационной, ракетной и других областях техники нашли применение сплавы на основе ниобия, хрома и тантала, содержащие присадки ванадия [12].

Биологическая роль ванадия, из-за очень низкого уровня его в организме, до конца не изучена, предполагают, что он принимает участие в регуляции углеводного и липидного обмена (тормозит синтез жирных кислот, подавляет образование холестерина), сердечнососудистой деятельности, обладает гипертензивным действием.

Адекватный уровень потребления ванадия – 10-20 мкг, предельный – 100 мкг (по данным ВОЗ уровень потребления составляет 6-63 мкг).

Ванадий и его соединения очень токсичны. Токсические свойства появляются при накоплении в организме 0,25 мг (нормальный уровень – 0,11 мг для человека с массой 70 кг), 2-4 мг – уже летальная доза.

Избыточное поступление ванадия в организм довольно распространённое явление, связанное с производством нефтепродуктов, асфальта, стекла.

Признаками отравления ванадием могут быть: местные и системные аллергические реакции, экземы, приступы астмы, конъюнктивит, воспаление верхних дыхательных путей, скопление слизи в бронхах и альвеолах. Длительное токсическое воздействие ванадия провоцирует более серьезные заболевания: снижается количество лейкоцитов, эритроцитов, возникновение анемии.

Селен оказывает протективное действие при накоплении ванадия в организме[11].

 

Рисунок 4.8 – Моноэлементная схема по коэффициенту ванадия (V) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Наибольшая концентрация ванадия на исследуемой территории наблюдается в юго-западной части, а именно в точке 22, значение в этой точке существенно превышает среднее содержание (Рисунок 4.8), что, скорее всего, объясняется близостью автовокзала.

 

Хром

Хром – химический элемент, твердый серебристый металл с атомным номером 24.

Источники поступления хрома в окружающую среду могут быть как антропогенными, так и природными.

Находящийся в природе хром всегда встречается в трехвалентном состоянии, шестивалентный хром в окружающей среде практически полностью является результатом хозяйственной деятельности человека.

Главным антропогенным источником поступления хрома в окружающую среду являются предприятия по производству цемента, стекольное производство, сжигание топлива, черная металлургия, металлообрабатывающая, автомобильная, текстильная, кожевенная, пищевая и химическая промышленность [5].

Промышленные отходы предприятий в виде золы, пыли, шлака, шлама содержат в своем составе значительное количество хромовых загрязнений. Большое количество поступает в водные объекты с промышленными стоками.

Основными природными источниками загрязнения окружающей среды соединениями хрома являются обширные лесные пожары, продукты вулканической деятельности. Вода в районах, где есть месторождения хрома может содержать повышенные его концентрации в результате выщелачивания из пород (серпентинитов и других хромосодержащих минералов) [6].

Физиологические потребности в хроме в зависимости от возраста:

Возрастные группы                                         Показатели (мкг в сутки)

От 1 до 3 лет                                                    11

От 3 до 11 лет                                                  15

От 11 до 14 лет                                                 25

От 14 до 18 лет                                                 35

Мужчины и женщины (старше 18)                50

Более высокие дозы хрома необходимы при повышенном обмене веществ, например, у спортсменов.

Избыток хрома у россиян достаточно распространённое явление, но вызывает его шестивалентный хром известный канцероген, применяемый в металлургической и текстильной промышленности. Соединения шестивалентного хрома вызывают аллергические реакции (дерматиты), увеличивают риск рака лёгких[11].

 

 

Рисунок 4.9 – Моноэлементная схема по коэффициенту хрома (Cr) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Хром – важный компонент во многих легированных сталях (в частности, нержавеющих), а также и в ряде других сплавов. Используется в качестве износоустойчивых и красивых гальванических покрытий (хромирование).

Поэтому наибольшее содержание хрома наблюдается в зоне воздействия автовокзала, в юго-западной части исследуемого участка (Рисунок 4.9).

 

Марганец

Марганец (манган, марган) – тяжёлый, но хрупкий металл (тяжелее только железо), атомный номер 25.

Марганец поступает в атмосферу от выбросов предприятий черной металлургии (60% всех выбросов марганца), машиностроения и металлообработки (23%), цветной металлургии (9%), многочисленных мелких источников, например, сварочных работ. Марганец является составляющей промышленной пыли и мигрирует в окружающей среде с частичками пыли[12].

В тканях организма марганца обычно очень мало, порядка тысячных долей процента, но при этом он оказывает значительное влияние на жизнедеятельность, то есть является микроэлементом. Оказывает влияние на рост, образование крови, функции половых желёз (синтез половых гормонов), участвует в синтезе и обмене ферментов (включающихся в метаболизм аминокислот, углеводов, катехоламинов). Участвует в образовании костной и соединительной ткани, соединения марганца обладают дезинфицирующими свойствами.

Физиологическая потребность в марганце для взрослых составляет – 2 мг/сутки. Верхний допустимый уровень потребления в России – 5 мг/сутки.

При избыточном поступлении в организм человека марганец становится токсичным, он нарушает всасывание железа в кишечнике, конкуренция с медью в процессе кроветворения, вызывает анемию, а также обуславливает другие патологические изменения: снижение аппетита, угнетение роста, нарушение метаболизма железа, изменение функции мозга. Длительная интоксикация (в течении нескольких лет) приводит к изменениям в экстрапирамидной системе (подобным болезни Паркинсона).

Признаками избытка марганца могут быть: нарушения мышечного тонуса, утомляемость, заторможенность, сонливость, депрессия, расстройства походки, ухудшение памяти.

Марганец конкурирует с магнием за одни и те же рецепторы для всасывания, что приводит к недостатку одного из них при избытке другого [11].

 

Рисунок 4.10 – Моноэлементная схема по коэффициенту марганца (Mn) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Превышение содержания марганца на исследуемом участке не выявлено (Рисунок 4.10).

 

Кобальт

Кобальт – серебристо-белый металл, с жёлтым оттенком и розово-синим отливом, атомный номер 27.

Кобальт не является широко применяемым. Так, например, его используют в сталелитейной промышленности, в производстве полимеров.

Входит в состав витамина В12, участвует в кроветворении, усиливает выработку антител в организме, есть сведения о влиянии кобальта на функцию щитовидной железы и состояние миокарда.

Рекомендуемый уровень потребления для взрослых составляет 10 мкг в сутки.

Кобальт считается умеренно токсичным минералом и внесён Международным Агентством по исследованию рака в перечень средств с канцерогенным действием.

Его избыток: подавляет репарацию ДНК, вызывает кардиопатию (нарушает метаболизм миокарда), снижает выработку гормонов щитовидной железой (нарушает метаболизм йода), возникает гипоксия в клетках, ион кобальта разрушающе действует на витамин В1 и В6.

Соединения кобальта обладают противоопухолевым действием, но в чистом виде кобальт может способствовать развитию опухолей. На производствах где применяется порошкообразный кобальт, у рабочих часто возникают пневмонии, фиброзы, астма [11].

 

 

Рисунок 4.11 – Моноэлементная схема по коэффициенту кобальта (Co) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

На рисунке 4.11 мы можем наблюдать небольшое превышение содержания кобальта в точках 22, 25. Это может быть вызвано большим потоком автомобилей, так же на данную обстановку может оказывать влияние автовокзал.

Никель

Никель – химическое вещество, имеющее 28 порядковым номером в таблице элементов.

Важнейшими источниками загрязнения никелем окружающей среды являются предприятия горнорудной промышленности, цветной металлургии (89% общего поступления в окружающую среду), машиностроительные, металлообрабатывающие, химические предприятия. Сюда можно отнести также ТЭС, работающие на мазуте и каменном угле и другие производства, использующие в качестве источника энергии ископаемые углеводородные топливные материалы [9].

Никель концентрируется в тех органах и тканях, где происходят интенсивные обменные процессы, биосинтез гормонов, витаминов и других биологически активных соединений. Депонируется никель в поджелудочной и околощитовидной железах, гипофизе.

В сутки в организм человека поступает с пищей в среднем 0,3–0,6 мг никеля, что, по мнению многих исследователей, покрывает суточную потребность в нем взрослого человека.

При избыточном поступлении в организм человека никеля, он токсичен. Токсичность никеля, зависит от пути поступления в организм и растворимости его соединений. Более растворимые в воде (сульфат и хлорид никеля) в 30 раз токсичнее, плохо растворимых (оксида и сульфита).

Избыточное поступление в организм никеля может вызвать изменения в кроветворении, дистрофические изменения в печени и почках, нарушения со стороны сердечнососудистой, нервной и пищеварительной систем [11].

 

 

Рисунок 4.12 – Моноэлементная схема по коэффициенту никеля (Ni) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Особого превышения содержания никеля на исследуемом участке не наблюдается (Рисунок 4.12). Но основная часть данного элемента концентрируется вдоль реки Уса и в южной части исследуемой территории. Это места наибольшей концентрации людей, автомобильного транспорта. Также причиной концентрации никеля может служить находящийся неподалеку асфальтовый завод.

 

Медь

Медь, – химическое вещество (пластичный металл золотисто-розового цвета), имеет 29-ый атомный номер.

Основными источниками поступления меди в окружающую среду являются предприятия цветной металлургии (промышленные выбросы, отходы, сточные воды), транспорт, медьсодержащие удобрения и пестициды, процессы сварки, гальванизации, сжигание углеводородных топлив в различных отраслях промышленности [1].

Входит в состав 11 ферментов, обладающих окислительно-восстановительной активностью и участвующих в метаболизме железа, образовании гемоглобина, контролирует уровень эстрогена в крови, стимулирует усвоение белков и углеводов, участвует в процессах переноса электронов, обеспечения тканей организма кислородом.

В России верхний допустимый уровень потребления составляет 5 мг/сутки.

Медь – токсичный металл и в больших количествах или при накоплении в органах он способен вызвать мута- и канцерогенез (синоним онкогенез). Токсическое влияние оказывает медь не связанная с белком (например, после варки варенья в медном тазу).

Следствием избытка меди является повреждение мозга (головная боль, тремор, нарушение координации), нарушение деятельности печени. Избыток меди приводит к дефициту других микроэлементов железа, молибдена, цинка [11].

 

 

Рисунок 4.13 – Моноэлементная схема по коэффициенту меди (Cu) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Превышение содержания меди на исследуемом участке не выявлено (Рисунок 4.13).

 

Цинк

Цинк– амфотерный металл голубовато-белого цвета с атомной массой 30.

Антропогенные источники вносят вклад в загрязнение атмосферного воздуха цинком вдвое больший, чем природные. Из техногенных источников основным загрязнителем окружающей среды цинком является цветная металлургия (около 50% общего выброса), черная металлургия.

Цинк выделяется из печей в виде пыли, дыма, пара. Оксид цинка, или белый цинк образуется при окислении парообразного чистого цинка или при обжиге руды оксида цинка [9].

Входит в состав более 300 ферментов. Цинк стимулирует синтез инсулина, входит в состав его кристаллов, локализующихся в поджелудочной железе. Необходим он и для нормального функционирования инсулина. Нормализует жировой обмен, например, в печени, принимает активное участие в кроветворении.

Физиологическая потребность взрослого человека – от 11 до 15 мг в день, при этом в среднем население России потребляет от 7 до 17 мг, укладываясь в эти значения. Верхний допустимый уровень 25 мг, критический 130 мг. Физиологическая потребность для детей – от 3 до 12 мг в день.

Цинк очень токсичный металл, способный вызвать тяжелое отравление – это может произойти в результате вдыхания паров оксида цинка, также оксид или сульфид цинка может образоваться при хранении продуктов в оцинкованной посуде. Начальные симптомы отравления оксидом цинка: жажда, сладковатый вкус во рту, снижение (полная потеря аппетита), сонливость, чувство разбитости, усталость, давящая боль в груди, сухой кашель. Затем приходит ощущение холода в ногах, озноб и скачки температуры [11].

 

Рисунок 4.14 – Моноэлементная схема по коэффициенту цинка (Zn) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Превышение содержания цинка на исследуемом участке не выявлено (Рисунок 4.14).

 

Стронций

Основные области применения стронция и его химических соединений – это радиоэлектронная промышленность, пиротехника, металлургия, пищевая промышленность. Влияние нерадиоактивного стронция проявляется крайне редко и только при воздействии других факторов (дефицит кальция и витамина Д и др.)

Радиоактивный стронций (90Sr) практически всегда негативно воздействует на организм человека: откладывается в скелете, поражает костную ткань, что приводит к развитию лучевой болезни, опухолей кроветворной ткани и костей. Вызывает лейкемию и злокачественные опухоли (рак) костей, а также поражение печени и мозга [11].

 

 

Рисунок 4.15 – Моноэлементная схема по коэффициенту стронция (Sr) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

На рисунке 4.15 мы наблюдаем значительную концентрацию стронция в юго-западной и северо-западной части исследуемой территории. Такое существенное содержание стронция может объясняться близким расположением автовокзала, автомобильных дорог.

Молибден

Молибден – химический элемент, минерал, имеющий 42-й порядковый номер (атомное число) в периодической системе элементов.

Применяют в производстве легированных сталей, сплавов, а также в электро- и радиотехнике.

Физиологическая потребность в молибдене для взрослых – 70 мкг в сутки (45-100 мкг). Среднее потребление 44-500 мкг в сутки. Верхний допустимый уровень 600 мкг в сутки.

Следствием избыточного поступления молибдена может быть повышенное образование мочевой кислоты. Последствия избытка молибдена, аналогичны наблюдаемым при его дефиците. Токсична лишь пыль молибдена и его соединений, она оказывает раздражающее действие на дыхательные пути [11].

Рисунок 4.16 – Моноэлементная схема по коэффициенту молибдена (Mo) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

В целом на исследуемом участке содержание молибдена находится в норме, небольшое превышение наблюдается в точке 22 и в северо-восточной части исследуемого участка (Рисунок 4.16).

 

Барий

Барий и его сплавы используют в качестве газопоглотителей, в радиолампах, а окись бария — для покрытия катодов. Наиболее важные соединения бария: перекись бария ВаО2 применяют как катализатор и для приготовления Н2О2, а также отбеливающих средств; гидроокись бария Ва(ОН)2 применяют для поглощения СО2; карбонат бария ВаСО3 используют для получения других соединений Бария, в стекольной промышленности, для изготовления эмалей, глазурей; хлорид бария BaCl2·2Н2О применяют как ядохимикат, в кожевенной промышленности; сульфат бария BaSO4 применяют как белый пигмент, сильно поглощает рентгеновские и γ-лучи и применяется в медицине при исследовании пищеварительного тракта [9].

Барий относится к токсичным ультрамикроэлементам. Он не входит в число жизненно важных микроэлементов. Установлено, что при ишемической болезни сердца, хронической коронарной недостаточности, заболеваниях органов пищеварения содержание бария в тканях снижается.

Даже в ничтожных концентрациях барий оказывает выраженное влияние на гладкие мышцы. Все растворимые соли бария сильно ядовиты [11].

 

 

Рисунок 4.17 – Моноэлементная схема по коэффициенту бария (Ba) в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска

Особое превышение содержания бария на исследуемом участке не выявлено (Рисунок 4.17). Небольшое превышение от среднего содержания в городе наблюдается вдоль реки Уса, опять же так