Ртуть в городской пыли Ванадзора, Армения: оценка уровня загрязнения и риска для здоровья населения

Ртуть (Hg) является стойким токсичным элементом, и может вызвать серьезные проблемы в окружающей среде и для здоровья человека [4, 7]. Выбросы Hg из таких источников, как добыча золота, сжигание биомассы/ископаемого топлива, производство цемента и т.д. нарушили естественный круговорот этого элемента. Hg перераспределяется из атмосферы в почву, растительные и водные объекты [4]. В городских территориях одним из главных носителей и накопителем Hg является пыль, которая легко депонируется на разные объекты, в том числе на дорогах и на листьях растений . Концентрация Hg в пыли, является важным показателем текущего состояния окружающей среды и уровня загрязнения [7]. В добавок с пылью Hg может проникнуть в организм человека возбуждая острые и хронические заболевания [8].

Бывший промышленный г. Ванадзор еще в советские годы выделялся высоким уровнем загрязнения Hg: зафиксированные в воздушном бассейне концентрации Hg превышали допустимые нормы. Hg был обнаружен также в пределах главного источника этого элемента - нынешнее время не действующего ЗАО “Ванадзор-Химпром”, включающий химический завод и ТЭЦ [2]. Целью данного исследования является оценка уровня загрязнения и риска для здоровья от Hg в пыли города Ванадзор (Армения).

Материалы и методы

Город Ванадзор (40°48’40.53»С, 44°29'6.26»В) расположен в межгорной котловине (высота - 1350 м н.у.м., площадь - 25 км2). Территория города характеризуется горностепным ландшафтом и умеренным климатом. Годовое количество осадков в городе составляет 600 мм [1].

В 2016 г. (июль-август) с территории г. Ванадзора было отобрано 13 пробы листьев наиболее распространенных в городе древесных растений (вяз мелколистный (Ulmus parvifolia L.), орех грецкий (Juglans regia L.), ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior), клен остролистный (Acer platanoides L), тополь белый (Populus alba L.) и тополь черный (Populus nigra L.) обладающих относительно хорошим свойствам пылепоглощения. Листья отбирались с высоты 1.5 м над поверхностью земли согласно Стандартным Операционным Процедурам (СОП), разработанным в ЦЕНИ, и в бумажных пакетах были транспортированы в Центральную аналитическую лабораторию ЦЭНИ, аккредитованной согласно ISO-IEC 17025. Содержания Hg в пыли депонированной на листья деревьев было определено с использованием атомноабсорбционного спектрометра PerkinElmer Aanalyst 800.

Также из территории Ванадзора было отобрано 41 пробы уличной пыли. Для получения единой пробы из каждого пункта отбирались 7-10 точечные пробы. Пыль сметалась пластиковой щеткой и в пластиковыми мешками транспортировалась в лабораторию ЦЭНИ. Пробы были высушены при комнатной температуре. Подготовка проб была осуществлена согласно Стандартным Операционным Процедурам (СОП), разработанным согласно международным методам [3, 5]. Содержание Hg в уличной пыли определено с помощью рентгенофлуоресцентной спектрометрии (Olympus Innov-X-5000, USA), согласно методу US ЕРА 6200. В рамках контроля и обеспечения качества анализировались стандартные образцы (NIST 2710а и 2711а) и нулевая проба (SiO2), а также 5 лабораторных дубликатов проб (12,2% от общего количества). Средняя точность определения составляет 12.3%. а погрешность не превышает допустимых 20%.

Оценка загрязнения ртути в пыли был рассчитан коэффициент концентрации (Кс=С/С_ь, где C_t - концентрация Hg, Су- фоновое содержание Hg в почве). Уровень загрязнения была классифицирован согласно методике [3].

Оценка неканцерогенного риска для здоровья населения была осуществлена согласно модели, разработанной Агентством США по охране окружающей среде [6].

Результаты и обсуждения

Концентрация Hg в пыли, депонированной на листьях деревьев варьирует от 0.08-3.29 мг/кг, в среднем составляя 0.57 мг/кг (Таб.1). Среднее значение значительно превышает медиана, что свидетельствует о правосторонней асимметрии. Последнее связано с высокими содержаниями Hg в нескольких пробах являющемся результатом точечного загрязнения. Высокие значения стандартного отклонения и Кс тоже свидетельствуют об антропогенном происхождении Hg. Превышение концентрации Hg над фоном было зафиксировано в 85% проб (11 пробы) варьируя 0.54-65.9. и в среднем составляя 11.4. По данным Кс (Рис. 1) для 61.5% проб (8 проб) был зафиксирован допустимый уровень загрязнения, для 7,7% (1 проб) - умеренно опасный, для 23% (3 проб) - высоко опасный, и для 7.7% (1 проб) - чрезвычайно опасный уровень загрязнения.

Таблица 1

Статистические параметры концентраций (мг/кг) Hg в пыли

Рис. 1 Карта пространственного распределения уровней загрязнения пыли ртутью.

Концентрации Hg в уличной пыли по сравнению с концентрациями в пыли депонированных на листьях деревьев колеблется в небольших пределах: 0.039 -0.547 мг/кг. в среднем составляя 0.266 мг/кг. Превышение концентрации Hg над фоном было зафиксировано в 86% проб (36 пробы) варьируя 0,810.9, в среднем составляя 5.3. По данным Кс в пробах уличной пыли были зафиксированы 3 уровни загрязнения: допустимый - 16.7% (7 проб), умеренно опасный - 69% (29 проб), опасный - 14% (6 проб). Большая часть территории города находится под умеренно опасным уровнем загрязнения, поля опасного уровня загрязнения имеют точечный характер и пространственно сосредоточены в северной, центральной, и южной части города. Как видно из карты пространственного распределения уровней загрязнения Hg (Рис. 1) в северноцентральной части города опасный уровень загрязнения уличной пыли совпадает с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения Hg в пыли депонированной на листьях и пространственно рядом с бывшим ЗАО “Ванадзор-Хймпром4, который являлся главным источником загрязнения Hg.

Результаты оценки хронического риска показали, что максимальные значения индекс опасности (HQHg) для взрослых составляет 0.002- от уличной пыли, и 0.01 от пыли листьев, а для детей 0.023 - от уличной пыли, и 0.1 от пыли листьев. HQHg не превышают допустимый уровень (HQHg

Выводы. Результаты исследования позволяют заключить следующее:

• -    Hg в пробах пыли депонированных на листьях деревьев варьирует относительно больших пределах сравнительно с концентрациями в уличной пыли.

• -    максимальные концентраций Hg в исследуемых средах были выявлении вблизи бывшего ЗАО “Ванадзор-Химпром”,

• -    в пробах пыли депонированных на листьях деревьев преобладает допустимый уровень загрязнения (61.5% (8 проб) Hg. а в уличной пыли умеренно опасный (69% (29 проб)),

• -    Hg в пыли г. Ванадзор не представляет риска для здоровья населения.

Работа выполнена при поддержке Государственного комитета по науке МОН РА, грант № 15Т-1Е017 “Оценка рисков загрязнения ртутью на территории РА "