Проведен анализ загрязнения депонирующих сред (почв, вод и донных отложений) Большого Тропаревского пруда в г. Москве тяжелыми металлами и другими элементами. Исследования химического состава выполнены методом массспектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Рассчитаны коэффициенты вариации концентраций металлов в исследуемых средах, свидетельствующие о неравномерном распределении металлов. Установлены металлы, фоновые концентрации которых превышены или имеют приграничные значения.
тяжелые металлы, почва, донные отложения, коэффициент вариации
1. Введение
Важной эколого-геохимической характеристикой городов является структура загрязнения. В депонирующих средах особенно четко прослеживаются приоритетные загрязнители мегаполисов, к которым относятся тяжелые металлы [1].
Тяжелые металлы — группа химических элементов, с атомной массой более 40–50. К ним относятся ртуть (Hg), кадмий (Cd), свинец (Pb), таллий (Tl), мышьяк (As), селен (Se), теллур (Te) и некоторые другие элементы. К тяжелым металлам отнесена группа элементов, имеющих большое биохимическое значение: медь (Cu), цинк (Zn), молибден (Mo), кобальт (Co), марганец (Mn). Они обладают высокой токсичностью для живых организмов в относительно низких концентрациях, способны к биоаккумуляции и биомагнификации. По степени опасности химические элементы разделены на три класса [2]:
• As, Cd, Hg, Se, Pb, Zn, F — вещества высокоопасные;
• B, Co, Ni, Mo, Cu, Sb, Cr — вещества умеренно опасные;
• Ba, V, W, Mn, Sr — вещества малоопасные.
Наиболее высокие кларки1 концентраций тяжелых металлов в загрязненных почвах городов России имеют кадмий, свинец, цинк и медь, а наиболее контрастные локальные техногенные аномалии — никель, кадмий, цинк, медь и ртуть. Каждый промышленный город имеет свою геохимическую «специализацию»
[3]. В некоторых случаях максимальное содержание тяжелых металлов достигает десятков и даже сотен кларков концентраций. При интенсивной урбанизации и росте мегаполисов самым неблагоприятным экологическим фактором природной среды в городе является автомобильный транспорт. С его выбросами в воздух поступает до 75% содержащихся в бензине свинца, ванадия и других тяжелых металлов.
В России с 1 января 2003 г. введен запрет на применение этилированного бензина, при производстве которого использовался тетраэтилсвинец. В настоящее время вместо тетраэтилсвинца используются менее вредные высокооктановые добавки, например ферроцен. Несмотря на постановление от 15 ноября 2002 г. № 3302-III ГД [4], предписывающее ограничение оборота этилированного бензина в РФ, из ГОСТ Р 51942-2002 [5] следует, что содержание свинца в бензине допускается менее предела обнаружения метода определения — 2,5 мг/л, для железа — менее 0,01 г/л (ГОСТ Р 52530-2006) [6], для марганца в виде органического соединения — менее 0,25 мг/л в пересчете на
1. Сотникова Е.В., Дмитренко В.П. Техносферная токсикология. — СПб.: Лань+, 2013.
2. ГОСТ 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения». — М.: Стандартинформ, 2008.
3. Дмитренко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг техносферы. — СПб.: Лань, 2012.
4. Постановление от 15 ноября 2002 г. N 3302-III ГД о проекте ФЗ № 209067-3 «Об ограничении оборота этилированного бензина в РФ».
5. ГОСТ Р 51942-2002 «Бензины. Определение свинца методом атомно-абсорбционной спектрометрии» / ИПК Издательство стандартов, 2002.
6. ГОСТ Р 52530-2006 «Бензины автомобильные Фотоколориметрический метод определения железа». — М.: Стандартинформ, 2007.
7. ГОСТ Р 51925-2002 «Бензины. Определение марганца методом атомно-абсорбционной спектроскопии» /ИПК Издательство стандартов, 2002.
8. ГОСТ 1012-72 «Бензины авиационные. Технические условия». — М.: Стандартинформ, 2009.
9. ГОСТ 17.1.2.04-77 «Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов». — М., 1977.
10. ГОСТ 17.4.3.01-83 «Почвы. Общие требования к отбору проб». — М.: Стандартинформ, 2008.
11. ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа». — М., 2008.
12. ГОСТ 17.1.5.01-80 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность» / ИПК Издательство стандартов, 2002.
13. ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб». — М.: Стандартинформ, 2008.
14. ГОСТ 17.1.5.05-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков». — М., 1985.
15. ГОСТ 17.1.3.07-82 «Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков». — М., 2010.
16. ПНДФ 14.1:2:4.135-98 Методика выполнения измерений массовой концентрации элементов в пробах питьевой, природных, сточных вод и атмосферных осадков методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. — М., 2008.
17. ПНДФ 16.1:2.3:3.11-98 Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. — М., 2005.
18. СП 11-102-97 Свод правил «Инженерно-экологические изыскания для строительства». — М., 2008.
19. Нормы и критерии оценки загрязненности донных отложений в водных объектах Санкт-Петербурга. Утверждены главным государственным санитарным врачом по Санкт-Петербургу 17.06.1996 и комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов Санкт-Петербурга и Ленинградской области 22.07.1996). — СПб., 1996.
