Омирбаева, С. М. Токсичность Ванадия и загрязнение им почвенного покрова г. Караганды/ С. М. Омирбаева, Т. Р. Крашановская, А. М. Рсалиева, С. К. Акмукашева, А. Т. Абдиманова //Вестник КарГУ: Сер. Биология, медицина, география

Использование нефтяного и минерального топлива в энергетике, машиностроении, транспорте, металлургии и других областях народного хозяйства связано с возможностью загрязнения атмосферного воздуха и почвы пятиокисью ванадия.

Однако наряду с ценными техническими свойствами ванадий обладает выраженной токсичностью и при неблагоприятных условиях труда или в результате загрязнения окружающей среды мо-жет приводить к изменениям в состоянии здоровья населения[1].

Характерной особенностью распространения ванадия в организме является быстрое равномерное поглощение его всеми органами и тканями после попадания в организм. Затем он перераспределяется и аккумулируется преимущественно в почках, печени и легких, а также в скелете и молочных железах и выводится из организма в основном с мочой[2]. Исследования показали, что ванадий в дозах 10 ПДК оказывает существенное влияние на эритроциты периферической крови [3].

На основе экспериментальных исследований установлено, что пятивалентный ванадий при однократном и повторном поступлении в организм крыс вызывает как функциональные, так и морфологические изменения в гонадах самцов. выявленные нарушения сперматогенеза сказываются на воспроизводимости животных и выражаются в снижении оплодотворяющей способности, увеличении гибели зародышей в доимплантационном периоде. Выявлено действие ванадия на эмбриогенез при поступлении в организм беременных самок в ранний период беременности. Это позволило сделать вывод, что при однократном и повторном поступлении в организм крыс на фоне отсутствия общетоксического эффекта выявляются гонадотоксический и эибриотоксический эффекты [4].

Показано, что прерывистое и интермиттирующее действие пятивалентного ванадия по сравнению с непрерывным ведет к ослаблению токсического эффекта. Это происходит в связи с уменьшением кумулятивных способностей вещества по мере увеличения длительности перерывов между повторными ингаляциями [5].

Ванадий является относительно распространенным химическим элементом и играет большую роль в биологических и геологических процессах. Распределение его в окружающей среде неравномерно, поэтому при оценке загрязнения окружающей среды необходимо знать естественное содержание ванадия в данном регионе. Целью настоящей работы являлось изучение загрязнения ванадием почвенного покрова г. Караганды.

Карагандинская область является одним из крупнейших промышленных регионов Казахстана. Почво-грунты города, преобразованные в результате антропогенного воздействия на них в техногенные грунты, значительно отличаются от естественных почв. Они характеризуются наличием большого количества бытового, строительного и промышленного мусора, отходов производства, низкими агрохимическими свойствами, засолением и, самое главное, являются концентраторами различных форм токсичных химических элементов [6-8].

Анализируя данные по загрязнению различных природных сред в Караганде, следует отметить, что наибольшая концентрация наблюдается в районе крупных предприятий, при этом захватываются: жилые кварталы в радиусе 1-2 км - районы Северо-Майкудукской и Южно-Карагандинской промышленных зон, районы ТЭЦ-1, ТЭЦ-3, машиностроительных заводов, обогатительных фабрик [8, 9].

Поступление тяжелых металлов на поверхность почвы зависит от метеорологических факторов, типографии местности, высоты трубы источника загрязнения, а также от размеров частиц пыли в выбросах. Эти факторы определяют и пространственную протяженность распределения тяжелых металлов в почвах на территории вокруг источника загрязнения.

Исследования загрязнения почвенного покрова г. Караганды ванадием проводилось в мае-июне 2004 г. Были отобраны и проанализированы образцы почвы в следующих точках городской территории на различных расстояниях от промышленных объектов:

- парк Воинов-интернационалистов в центре;

- территория парка Воинов-интернационалистов у дороги между Юго-Востоком и Орбитой;

- ТЭЦ-3, на расстоянии 500 м;

- ТЭЦ-3, на расстоянии 1000 м;

- автостанция Майкудука;

- Литейный завод:

- степь, на расстоянии 3 км от города, (фон).

Для определения фонового содержания ванадия пробы почвы брали в степи, на отдаленном расстоянии от города. С выбранной площадки методом конверта отбирали смешанный образец почвы I (глубина 5 см).

После высушивания проба почвы перетиралась в большой фарфоровой ступке и просеивалась через капроновое сито с размером отверстий 1 мм. Из измельченной пробы методом квартования брали средние пробы. Просеянную почву помещали на лист бумаги, перемешивали, распределяли ровным слоем толщиной около 0,5 см, делили на квадратики 3x3 см и из каждого квадратика брали шпателем неболыиое количество почвы, захватывая ее на всю глубину слоя.

Отобранный образец почвы (около 2 г) размельчали в агатовой ступке до пудрообразного состояния, из подготовленного образца брали навески для определения ванадия.

Для этого применяли фотометрический метод анализа. Метод основан на окислении ванадия и его соединений до пятиокиси ванадия и последующем фотометрическом определении по реакции образования желтой фосфорно-вольфрамово-ванадиевой кислоты [10].

Результаты исследования

За контрольный участок был принят парк Воинов-интернационалистов, находящийся между [Юго-Востоком и Орбитой, где отсутствуют промышленные предприятия, и данный район является жилым массивом в наиболее чистой экологической зоне г. Караганды.

Для определения фонового загрязнения почвы ванадием был выбран район в степи, на расстоянии 3 км от черты города.

В таблице приведены результаты определения содержания ванадия в образцах почвы Караганды.

Исследования показали, что фоновая концентрация ванадия в почве (в степи, на расстоянии 3 км от города) составляет 22,7±0,7 мг/кг. Максимальное содержание ванадия в почве отмечено на территории, прилегающей к литейному заводу, где концентрация ванадия в образцах почвы превышала допустимую норму в 5 раз и была выше фонового содержания в 33 раза.

Почвы парка Воинов-интернационалистов (в центре), в районе ТЭЦ-3, на расстоянии 1000 м от СЗЗ, в районе автостанции Майкудука содержат ванадий в концентрациях, не превышающих предельно допустимых, но выше фонового содержания ванадия (в степи) в 3,6-5,4 раза. В почвах парка Воинов-интернационалистов (вблизи дороги между Юго-Востоком и микрорайоном Орбита), на территории, прилегающей к ТЭЦ-3, на расстоянии 500 м, содержание ванадия обнаружено в количествах, превышающих допустимую норму в 2 раза, что выше фонового содержания в 12,8 раза.

Таким образом, следует отметить, что почвы г. Караганды загрязнены ванадием в значительной степени по сравнению с фоновым содержанием ванадия в почвах региона (см. табл.)

Наиболее активными загрязнителями почвы в Караганде являются литейный завод, автотранспорт и ТЭЦ-3. Средние концентрации ванадия в почве этих районов составляют 744,1±6,0 мг/кг, 290,8±2,7 и 291,7±2,4 мг/ьсг соответственно.

На расстоянии 1000 м от источника загрязнения (ТЭЦ-3) содержание ванадия в почвенном покрове снижается до 1223,5±1,4 мг/кг, что не превышает предельно допустимую концентрацию, но превышает фоновое содержание ванадия в 5,4 раза.

Токсическое действие ванадия и возможность его оказывать неблагоприятное влияние на здоровье населения вызывают необходимость продолжать разработки по совершенствованию технологических выбросов, утилизации и переработке отходов, а также совершенствовать процессы, связанные с переработкой или сжиганием минерального сырья, в частности нефти.

Список литературы

1. 
   Рощин А.В. Ванадий и его соединения. - М., 1968.
   
2. 
   Каримов М.А., Доскеева Р.А., Сарсебеков Е.К. и др. Содержание ванадия в моче работающих в вахтово-сменных условиях добычи высокованадиевой нефти // Гигиена труда и профзаболевания. - 1989. - № 3. - С. 9-12.
   
3. 
   Мищерякова Н.Г., Кленов В.А., Свиридова Т.Г. и др. Изучение влияния ванадия на некоторые физико-химические свойства эритроцитов периферической крови крыс // Вопросы питания. - 1995. - № 1. - С. 24-26.
   
4. 
   Рощин А.В., Казимов М.А. О влиянии ванадия на генеративную функцию экспериментальных животных // Гигиена тру-да и профзаболевания. - 1980. - № 5. - С. 49-51.
   
5. 
   Соколов С.М. Гигиеническая оценка непрерывного и прерывистого воздействия пятиокиси ванадия // Гигиена и санита-рия. - 1983. - № 9. - С. 77-79.
   
6. 
   Современные проблемы экологии Центрального Казахстана: Сб. ст. / Под ред. Ж.С.Акылбаева. - Караганда: Изд-во КарГУ, 1996.-С. 3-4.
   
7. 
   Алимбаев Т.А. Экологические проблемы Казахстана. - Алматы, 1999.
   
8. 
   Кожахметов М.К., Чистякова Г.Н., Дюсекеева Ш.Е., Глыва Н.А. Геоэкологические проблемы земельных ресурсов Ка-рагандинской области: Сб. ст. / Под ред. Ж.С.Акылбаева. - Караганда: Изд-во КарГУ, 1996. - С. 114-116.
   
9. 
   Иванова И.А., Прибыловский В.С. Эколого-геохимические особенности загрязнения городов Карагандинской области: Сб. ст. / Под ред. Ж.С.Акылбаева. - Караганда: Изд-во КарГУ, 1996. - С. 193-197.
   
10. 
    Быховстя М. С. Методы определения вредных веществ в воздухе. - М.: Медицина, 1966. - С. 170.