РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТ, УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Характеристика стану забруднення досліджуваного регіону на основі моніторингу статистичних даних Державної метеорологічної служби України
Забруднення території міст з розвинутою промисловістю, перенасиченою транспортною мережею, значними обсягами токсичних промислових і побутових відходів є небезпекою для здоров'я населення. Серед найбільш токсичних техногенних забруднювачів провідне місце займають важкі метали. Глобальним забрудником міських агломерацій визнано свинець і його сполуки. Це пов'язано з міграційними можливостями, біотоксичністю і здатністю свинцю накопичуватись в організмах рослин, тварин і людей, викликаючи мутагенні та канцерогенні ефекти.
Актуальність проблеми насамперед обумовлена ситуацією, що пов'язана з техногенними джерелами викидів цього металу. Сьогодні антропогенне забруднення свинцем в 30 разів перевищує його природну емісію і майже вдвічі переважає вміст інших металів Тому перш, ніж перейти до модельних польових досліджень, нами було проведено моніторинг стану забруднення грунтово-повітряного простору території України та міста Києва з метою визначення реального стану свинцевого навантаження у природних ценозах та побудови відповідних модельних систем.
Для виконання цього завдання було проведено інформаційний скринінг збірників державної метеорологічної служби України за останні сім років. На підставі грунтовних узагальнень даних 84 щомісячних видань стосовно стану атмосферного забруднення встановлено тенденцію до зростання емісії Pb протягом останніх років. Зокрема, високий вміст свинцю в атмосфері характерний для північно-центральної частини України, де зареєстровані максимальні разові концентрації перевищували ГДК в Житомирській та Сумській областях в 30 разів, в Київській та Чернігівській - в 22 та 20 разів відповідно. Проби повітря на вміст важких металів відбираються щомісячно в п'яти стаціонарних постах міста Києва, а також в усіх районих центрах та основних промислових містах Київської області. Так, якщо у 1995 році середня концентрація свинцю в повітрі становила 0,07 мг/м3, у 1998 - 0,12 мг/м3, то починаючи з 1999 вона переважає 0,20 мг/м3. За держстандартом, середньодобова ГДК по Pb не повинна перевищувати 0,3 мг/м3 [103]. Середньорічні концентрації свинцю в атмосферному повітрі м. Києва суттєво перевищують фонові значення, проте не виходять за межі допустимих санітарних норм. Лише в Дарницькому районі спостерігалося перевищення ГДК в 1,5-3 рази протягом часу спостереження.
Згідно літературних джерел [62, 74, 121] близько 90% токсичних металів атмосфери акумулюються ґрунтами, звідки вони мігрують у ґрунтові та природні води, поглинаються рослинами і потрапляють у трофічні ланцюги. За коефіцієнтами факторних навантажень було виявлено, що у ряді регіонів України забрудненість грунтів металами, в тому числі рухомими формами перевищує допустимі норми від 2 до 14 разів [23, 80]. Зокрема, вміст свинцю в грунтах північних сільськогосподарських областей: Житомирської, Сумської, Рівненської, Чернігівської та Київської перевищує гранично допустимі концентрації в 3-9 разів [131]. Аналогічна тенденція спостерігається для грунтів Київського Полісся, де концетрація металу більша за природний рівень втричі [14, 131].
. Гранично допустима концентрація (ГДК) свинцю в грунті складає 30 мг/кг повітряно-сухого грунту [103], однак межі ГДК залежать від сукупності грунтово-екологічних умов, серед яких найбільше значення мають рН грунту та вміст гумусу [27, 45, 84]. Доведено, що основна кількість свинцю зосереджується у верхньому орному шарі 0-10 см [27, 336]. Період напіввидалення цього металу з грунту становить 740-5900 років [35]. Більшість неорганічних сполук свинцю нерозчинні або слабо розчинні у воді. Однак, їх розчинність змінюється залежно від рН. Вона досягає максимальних значень при рН ? 4,0, в інтервалі від 6,5 до 8,0 - різко падає; а при подальшому збільшенні рН знову дещо збільшується [27]. Крім рН на розчинність сполук свинцю у грунті впливають їх окисно-відновні властивості, рівень валового вмісту, гранулометричний склад грунтів [66]. Грунти виступають як комплексні геохімічні бар'єри, що утримують не лише тверді,а й водорозчинні сполуки свинцю у формі органо-мінеральних, мінеральних, сорбційних, хемосорбційних комплексів і сполук[27]. Відомо, що грунту властива буферність щодо токсичної дії забруднювачів, яка забезпечується трансформацією полютантів у важкорозчинні та малодоступні для рослин форми. Найбільш високу буферність, як правило, мають важкі за гранулометричним складом, багаті на органічну речовину, карбонатні грунти [30].
Найбільшу загрозу для біоти становлять розчинні та рухомі форми свинцю.Тому при порівняно високому вмісті важкого металу в грунтовому середовищі біодоступною є лише незначна його частина. Таким чином, більш правильну оцінку забруднення грунту дає вміст рухомих форм сполук свинцю, які зосереджені переважно у верхніх, насичених живою речовиною, горизонтах. Після надходження до продуцентів трансформація металу продовжується. Але потенційна токсичність свинцю (при переході в розчинну іонну форму) завжди залишаєтся загрозливою для всіх живих істот [32, 45, 336]. Такі масштаби антропогенного навантаження призводять до поступового підвищення рівня важких металів як в ґрунтах, так і в рослинних об'єктах [26]. Зокрема відзначено зростання вмісту свинцю в сільськогосподарських культурах в 5-20 разів [2, 35, 102], що є потенційно небезпечним для інтоксикації тварин і людини. Для прогнозування рівня забруднення сільськогосподарських культур слід застосовувати математичні моделі міграції полютанта у системі грунт-рослина [110, 294].
Аналіз результатів аналітичного визначення елементного складу полютантів у 395 зразках грунту, відібраних в різних ділянках міста Києва (рис. 2.1), дозволив нам з'ясувати, що одним із домінуючих забруднювачів даної території серед важких металів є свинець.
Рис. 2.1