Эколого-гигиеническая оценка почв промышленного города со стекольным производством по содержанию тяжёлых металлов и мышьяка

Введение. В работе представлены результаты исследования уровня загрязнения почвы тяжёлыми металлами и мышьяком города с функционирующим продолжительное время стекольным производством.

Материалы и методы. Объектом исследования являлся почвенный покров Гусь-Хрустального, широко известного за счёт продукции, которая выпускается на его предприятиях. Градообразующей отраслью, упоминание о которой начинается со второй половины XVIII века, является производство стекла и хрусталя.

Результаты. Установлено наличие полиэлементного загрязнения почвенного покрова города, что, вероятно, связано со спецификой и длительностью функционирования стекольного производства. Приоритетными загрязнениями городской почвы являются в первую очередь относящиеся к первому классу опасности Zn, Pb и As. Максимальные уровни загрязнения зафиксированы в урбанозёмах промышленной территории, минимальные – в ландшафтно-рекреационной зоне. Выявлено чрезвычайно опасное по суммарному показателю химическое загрязнение почвы на территории не функционирующей в настоящее время части стекольного завода, по сути, являющейся локальной техногенной литогеохимической аномалией. Оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения показала, что большая его часть проживает в зоне с почвами умеренно опасной или опасной категорий.

Ограничения исследования. Ограничения исследования связаны с разовым отбором проб и небольшим количеством реперных участков, что ограничивает возможности более широкой интерпретации полученных данных.

Заключение. При обосновании мероприятий по снижению риска для здоровья населения и состояния окружающей среды необходим постоянный эколого-гигиенический мониторинг территории. Сокращение загрязнения почвы города возможно лишь при условии модернизации промышленных предприятий и создания вокруг них расширенных санитарно-защитных зон. Необходимы мероприятия по детоксикации загрязнённых почв с использованием прежде всего современных методов биологической очистки: фиторемедиации, фиторекультивации и др.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует заключения комитета по биомедицинской этике.

Участие авторов:
Трифонова Т.А. — концепция и дизайн исследования, итоговое структурирование статьи для публикации;
Селиванов О.Г. — сбор материала и обработка данных, написание текста;
Марцев А.А. — сбор материала и статистическая обработка данных, написание текста;
Курбатов Ю.Н. — лабораторные исследования.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 14.02.2023 / Принята к печати: 07.06.29223 / Опубликована: 30.07.2023

1. Марцев А.А. Влияние факторов окружающей среды на заболеваемость Владимирской области: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Владимир; 2015.

2. Касимов Н.С. Экология города. М.: Научный мир; 2004.

3. Алексеенко В.А., Алексеенко А.В. Химические элементы в городских почвах. М.: Логос; 2014.

4. Ильин В.Б. Тяжёлые металлы в городских почвах. Сибирский экологический журнал. 2002; 9(3): 285–92. https://elibrary.ru/baweic

5. Трифонова Т.А., Подолец А.А., Селиванов О.Г., Марцев А.А., Подолец А.А. Оценка загрязнения почв рекреационных территорий промышленного города соединениями тяжёлых металлов и мышьяка. Теоретическая и прикладная экология. 2018; (2): 94–101. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2018-2-094-101/1 https://elibrary.ru/xtciqh

6. Трифонова Т.А., Марцев А.А., Селиванов О.Г. Газовоздушные выбросы стеклотарного производства как фактор риска здоровью населения. Теоретическая и прикладная экология. 2020; (4): 155–61. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-4-155-161 https://elibrary.ru/qzaiof

7. Шартова Н.В., Энх-амгалан С., Малхазова С.М. Здоровье населения урбанизированных территорий республики Бурятия и Монголии. География и природные ресурсы. 2019; (S5): 192–6. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2019-5(192-196) https://elibrary.ru/laplnb

8. Шайхлисламова Э.Р., Валеева Э.Т., Шастин А.С., Малых О.Л., Газимова В.Г., Цепилова Т.М. и др. Заболеваемость населения трудоспособного возраста в республике Башкортостан в 2015–2020 годах. Медицина труда и экология человека. 2022; (2): 141–65. https://doi.org/10.24412/2411-3794-2022-10211 https://elibrary.ru/dhhaim

9. Официальный сайт муниципального образования город Гусь-Хрустальный Владимирской области; 2023. Доступно: https://gusadmin.ru

10. Комаров В.И., Селиванов О.Г., Марцев А.А., Подолец А.А., Лукьянов С.Н. Содержание тяжёлых металлов в пахотном горизонте почв сельскохозяйственного назначения Владимирской области. Агрохимия. 2019; (12): 75–82. https://doi.org/10.1134/S0002188119100089 https://elibrary.ru/eldgxk

11. Марцев А.А., Селиванов О.Г. Оценка почв придорожной территории участка федеральной трассы по содержанию тяжёлых металлов, мышьяка и фторид-ионов. Гигиена и санитария. 2022; 101(3): 275–80. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-3-275-280 https://elibrary.ru/eldgxk

12. Водяницкий Ю.Н. Учет геохимических особенностей территории и погодных условий при нормировании тяжёлых металлов в почвах. Агрохимия. 2014; (2): 66–72. https://elibrary.ru/rybiqd

13. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. Пер. с англ. М.: Мир; 1989.

14. Водяницкий Ю.Н. Оценка суммарной токсикологической загрязнённости почв тяжёлыми металлами и металлоидами. Агрохимия. 2017; (2): 56–63. https://elibrary.ru/yfsksj

15. Водяницкий Ю.Н. Нормативы содержания тяжёлых металлов и металлоидов в почвах. Почвоведение. 2012; (3): 368–75. https://doi.org/10.1134/S1064229312030131 https://elibrary.ru/oweqwv

16. Manceau A., Marcus M.A., Tamura N., Prous O., Geoffroy N., Lanson B. Natural speciation of Zn at the micrometer scale in a clay soil using X-ray fluorescence, absorption, and diffraction. Geochim. Cosmochim. Acta. 2004; 68(11): 2467–83. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(03)00883-4

17. Wang Q., Dong Y., Cui Y., Liu X. Instances of soil and crop heavy metals contamination in China. Soil Sediment. Contam. 2001; (10): 497–510. https://doi.org/10.1080/20015891109392

18. Водяницкий Ю.Н. Об опасных тяжёлых металлах/металлоидах в почвах. Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011; (68): 56–82. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2011-68-56-82 https://elibrary.ru/ojqhsf

19. Плеханова И.О. Самоочищение супесчаных дерново-подзолистых почв при полиэлементном загрязнении в результате применения осадков сточных вод. В кн.: Современные проблемы загрязнения почв. Материалы II Международной конференции. М.; 2007: 198–202.

20. Понизовский А.А., Мироненко Е.В. Механизмы поглощения свинца (II) почвами. Почвоведение. 2001; (4): 418–29.

21. Brown G.E., Foster A.L., Ostergren J.D. Mineral surface and bioavailability of heavy metals: A molecular scale perspective. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999; 96(7): 3388–95. https://doi.org/10.1073/pnas.96.7.3388

22. Безуглова О.С., Околелова А.А. О нормировании содержания мышьяка в почвах. Живые и биокосные системы. 2012; (1). https://doi.org/10.18522/2308-9709-2012-1-7 https://elibrary.ru/swbesk

23. Raven K.P., Jain A., Loeppert R.H. Arsenite and arsenate adsorption on ferrihydrite: kinetics, equilibrium, and adsorption envelopes. Environ. Sci. Technol. 1998; 32(3): 344–9. https://doi.org/10.1021/ES970421P

24. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О. Магнетизм почв. М.: Ярославль; 1995.

25. Кудрявцева Г.П. Ферримагнетизм природных оксидов. М.: Недра; 1988.

26. Окина О.И. Влияние техногенного загрязнения окружающей среды на микроэлементный состав биосубстратов человека (на примере г. Гусь-Хрустальный Владимирской области и Подольск Московской области): Автореф. дисс. … канд. техн. наук. М.; 2011.