Репрезентативность результатов эколого-гигиенической оценки почвы и риски здоровью населения Самарской области

Сухачева Инна Федоровна, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией гигиены окружающей среды НИИ гигиены и экологии человека

Березин Игорь Иванович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой общей гигиены Орлова Лариса Евгеньевна, доцент кафедры природоохранного гидротехнического строительства Дроздова Нина Ивановна, заведующая лабораторией токсикологии НИИ гигиены и экологии человека ингредиентов на санитарно-гигиенические заключения о пригодности различных территорий к использованию в тех или иных целях [1]. Однако не снижающаяся актуальность вопроса требует дальнейшего обсуждения. В данной статье акцент делается на определении нефтепродуктов (НПР) и тяжелых металлов в почвах Самарской области, поскольку, по нашим данным и в соответствии с рядом литературных источников [24], именно эти ингредиенты являются одними из ведущих загрязнителей почвы городов в настоящее время. Известно, что нефтепродукты канцерогенны, при этом парафиновые углеводороды (С<10) обладают наркотическими свойствами.

Популярными методами детектирования НПР являются ИК- и УФ-спектрофотометрия [5, 6]. Очевидно, что в инфракрасной (ИК-) и в ультрафиолетовой (УФ-) областях спектра будут регистрироваться разные группы веществ, входящие в понятие «нефтепродукты» [1]. При этом величина предельно допустимой концентрации (ПДК) для них, независимо от групповой принадлежности (кроме многосернистых нефтей), едина. В итоге оценка загрязнения окружающей среды нефтепродуктами не может считаться репрезентативной. Решающее влияние на конечный результат измерения при любом способе регистрации токсичных веществ оказывает подготовка проб к анализу.

При определении тяжелых металлов в НИИ гигиены и экологии человека используется «мокрое» озоление различными кислотами, позволяющее в зависимости от поставленных целей достичь необходимой степени извлечения металлов из почвы. Очень важным для получения достоверных эколого-гигенических выводов о загрязнении почвы является способ оценки результатов санитарно-химических исследований. Так, уровень содержания тяжелых металлов в почве нормируется ПДК и ориентировочно допустимыми концентрациями (ОДК). ОДК, в отличие от ПДК, связывает содержание ингредиентов в почве с ее типом и рН, в связи с этим по ряду показателей нормативы не совпадают. Для примера в табл. 1 приведены значения ПДК и ОДК для одних и тех же металлов.

Таблица 1. Сравнительные данные по ПДК и ОДК металлов в почвах

Из выше приведенного следует, что для одного и того же образца почвы в зависимости от способов проведения аналитического контроля и методов дальнейшей эколого-гигиенической оценки выводы о пригодности ее (почвы) для тех или иных целей могут различаться. Эти различия в аналитической части, по нашим данным, могут быть значительными, что очень важно с точки зрения рисков здоровью. В табл. 2 приведены усредненные результаты анализа почв г. Самары на нефтепродукты, Cu, Zn, Cd, Pb, рН, выполненного в НИИ гигиены и экологии человека.

Таблица 2. Результаты анализа почв г. Самары (усредненные данные)

Примечание: здесь и далее - *- УФ-детектирование в ультрафиолетовой области спектра; ** - ИК-детектирование в инфракрасной области спектра

Из таблицы видно, что рН городской почвы варьирует в интервале 8,15-9,15. Это характеризует ее как щелочную (рН 8-9) или как сильно щелочную (рН 9-10). Очевидно антропогенное воздействие на среду обитания. Обычно в природных условиях рН почвы находится в пределах 4-8. Норматив по ароматическим углеводородам (УФ-область спектра) в почвах для селитебной зоны (180 мг/кг) превышен практически повсеместно. Усредненные данные содержания углеводородов, измеренных в ИК области спектра также свидетельствуют о превышении ПДК для жилой зоны. По степени увеличения загрязненности почвы рассматриваемыми углеводородами районы города расположились в порядке, отраженном в табл. 3.

Таблица 3. Рейтинг районов г. Самары по степени увеличения загрязненности почвы нефтепродуктами, регистрируемыми в ИК- и УФ-областях спектра

Как видно из табл. 3, используемые для химического анализа области детектирования приводят к разным результатам для одних и тех же образцов почвы. Следовательно, отдавая предпочтение тому или иному методу измерений содержания нефтепродуктов, исследователи заведомо искажают представление о реальной ситуации состояния городских почв. Определение НПР в двух областях спектра позволило нам получить более объективную характеристику загрязнения почв города органическими веществами. В итоге в одном случае речь может идти о высоком, а в другом – о чрезвычайно высоком загрязнении почвы города нефтепродуктами. Это загрязнение напрямую связано с антропогенной нагрузкой, вызванной напряженностью транспортных потоков и плохим состоянием дорог в изученных районах. Учитывая, что нефтепродукты являются канцерогенами, а почвы активно участвуют в круговороте веществ, фактор риска здоровью населения очевиден.

Измерение содержаний меди, цинка, свинца и кадмия в почве проводили вольтамперометрическим методом [7]. Пробоподготовка обеспечивала определение только антропогенной составляющей содержания перечисленных металлов в почве. В таблице представлены усредненные данные по каждому городскому району. В целом они не вызывают опасений, связанных с содержанием в изученной почве меди, цинка и свинца, особенно, если принять во внимание региональное фоновое содержание этих металлов (табл. 4). Что касается зафиксированных в исследованных образцах содержаний кадмия, то они превышают ПДК во всех районах Самары.

Этот металл опасен в любой форме. Из организма он выводится очень медленно (0,1% в сутки). Присутствие кадмия в почвах города носит явно антропогенный характер. Сложившаяся ситуация может быть охарактеризована как опасная и чрезвычайно опасная для разных районов города.

В итоге можно констатировать, что зарегистрировано выраженное антропотехногенное воздействие на среду обитания г. Самары, приведшее ее к деградации. Санитарно-гигиеническая функция почвы города нарушена. Существует реальная угроза здоровью населения за счет опасности вторичного загрязнения приземной атмосферы города пылевидным материалом, обогащенным различными загрязнителями.

В табл. 4 приведены результаты анализа почвы другой территории Самарской области – земельных участков в северной части с. Большая Черниговка. Целью исследования этих земель была его санитарно-гигиеническая оценка в связи с предполагаемым использованием под строительство жилого района и исключение отрицательного влияния загрязнения почвы на человека и контактирующие среды (воздух, вода, растения). Поэтому при определении тяжелых металлов в натурных образцах были применены два способа их подготовки к анализу: озоление 1 М азотной кислотой, позволяющее в дальнейшем измерить содержание антропогенной нагрузки (ИК-детектирование), и более глубокое извлечение металлов царской водкой, дающее представление об общем содержании обсуждаемых ингредиентов в изученных образцах (УФ-детектирование). При сравнении результатов анализов видно, что содержания Cu, Zn и Pb заметно отличаются при разных способах про-боподготовки, а Cd при обработке почвы азотной кислотой совсем не был обнаружен. В итоге озоление царской водкой оказалось в данном случае более информативным, дающим более достоверные результаты с точки зрения оценки риска здоровью населения. Целесообразность принятого решения обосновывается тем, что в этом случае учитывается не только привнесенные, но и природные нагрузки. Такой подход соответствует одному из гигиенических постулатов о приоритетности рассмотрения наиболее жестких нагрузок на человека при изучении эколого-гигиенических ситуаций.

Таблица 4. Результаты анализов почвы земельных участков северной части с. Большая Черниговка Самарской области

Примечание : * - пробоподготовка с использованием царской водки; **- пробоподготовка с использованием 1М азотной кислоты; *** - ИК-детектирование в ультрафиолетовой части спектра; **** - УФ-детектирование в инфракрасной области спектра

Как видно из таблицы, образцы почвы, исследованные на загрязнение тяжелыми металлами, содержат медь, цинк, кадмий и свинец в количествах, составляющих доли от нормативных значений. С гигиенических позиций, учитывая содержание в почве цинка и меди, чрезвычайно важна величина рН почв, т.к. с увеличением их кислотности увеличивается доступность для растений экологически опасных ионов тяжелых металлов. Значения рН в почвенных образцах всех пробных площадок практически однотипны, судя по амплитуде колебаний: 7,43-7,62, они, скорее всего, являются фоном. Таким образом, нейтральная реакция почвы земельного участка обеспечивает безопасность произрастающим на ней растениям.

Как и при изучении почвы Самары, для полноты и достоверности результатов определение нефтепродуктов проводилось УФ- и ИК-спектрофотометрией. Как видно из табл. 4, нефтепродукты обоих групп присутствуют в почве земельного участка в количествах ниже ПДК. Принимая во внимание обследование территории изученного земельного участка, обилие и разнообразие растительного покрова, характер почвы пробных площадок, эколого-гигиеническую оценку состояния почвы, отсутствие признаков деградации, можно считать санитарногигиеническую функцию земельного участка в северной части с. Большая Черниговка сохраненной.

Выводы: проведенное с разными целями изучение состояния почв Самарской области, основанное на использовании нормативнометодических документов санитарного законодательства, показало, что достоверность оценки качества почвы в санитарно-гигиеническом отношении отсутствует. Это касается оценки по нефтепродуктам и тяжелым металлам. С позиций риска здоровью населения необходимо получение репрезентативной картины экологогигиенического состояния почвы обсуждаемой территории, это возможно на основании учета углеводородов разных групп, грамотного (в зависимости от целей исследования) выделения из почвы и определения тяжелых металлов.

Не менее важным при получении достоверной оценки является выбор нормативных критериев: ПДК или ОДК. Последний, в отличие от первого, позволяет учесть тип почв в зависимости от рН. ПДК же оказывается совершенно абстрактной в этом смысле. Исследователь волен сам выбирать, по какому документу он будет оценивать загрязненность почвы. И во многом достоверность этой оценки будет зависеть от добросовестности исследователя. Поэтому не стоит удивляться противоречивости некоторых экспертных заключений. Видимо, настал момент, когда в практику следует ввести нормативный документ, позволяющий унифицировать все существующие на данный момент подходы по изучении почв, четко закрепляющий в зависимости от целей исследования не только необходимые ингредиенты и методы их определения, но и документ для оценки полученных результатов. Поскольку достоверность выводов напрямую связана с риском здоровью населения, для Самарской области на первых порах помощь исследователю мог бы оказать, например, «Санитарный регламент (паспорт) почв Самарской области».