Программа ДВФЭЗ по снижению риска отравления свинцом
Исследование загрязнения тяжелыми металлами среды Дальнегорского района
Не менее 8 000 лет прошло с тех пор, как люди начали использовать и выплавлять свинец и столь же долгой является и история негативного воздействия свинца на здоровье человека. Еще в I веке до н.э. древнеримский философ Витрувиус писал о неестественном цвете лица рабочих цехов по выплавке свинца, отмечая, что дым плавильных печей «разрушает кровь». В настоящее время известно, что свинец может сохраняться в организме человека годами и разрушать его, особенно воздействуя на нервную систему, желудочно-кишечный тракт и кроветворные органы. В особо тяжелых случаях отравление свинцом (сатурнизм) может привести к потере зрения и слуха, параличу или летальному исходу (Hoekman, 2001).
Вместе с тем имеются тысячи примеров применения свинца в современной жизни человека, и для удовлетворения потребностей общества ежегодно производятся тысячи тонн этого металла. Вследствие этого загрязнение свинцом и накопление его соединений в природной среде с каждым годом представляют все большую угрозу для здоровья человека и природных экосистем. Загрязнение и отравление свинцом является особенно серьезной проблемой в тех местностях, где добывается и обогащается руда и выплавляется свинец. В долине реки Рудной, Дальнегорском районе Приморского края сотрудниками Тихоокеанского института географии (ТИГ) на протяжении 20 лет в 1980е-1990-е гг. изучалось влияние техногенного загрязнения на компоненты наземных и морских экосистем и накопление тяжелых металлов в среде и биоте. Было выявлено высокое содержание тяжелых металлов в воде, атмосферных осадках, почвах и растениях, и значимое негативное воздействие на флору и фауну долины (Качур и др., 1981; Игнатова, 1991; Елпатьевская, 1996; Kachur, Arzhanova, Elpatievsky, et al., 2003). По уровню загрязнения почв пос. Рудная Пристань, расположенный в устье р. Рудная, является одним из 5 самых загрязненных населенных пунктов России (Государственный доклад..., 1999). Учеными ТИГ делалось сопоставление загрязнения среды с уровнем заболеваемости жителей пос. Рудная Пристань, но риск отравления свинцом населения не изучался.
Начало исследованиям риска отравления свинцом населения было положено лишь в 1996-1997 гг. по инициативе профессоров Н. К. Христофоровой (зав. отделением экологии Дальневосточного государственного университета, Владивосток) и М. фон Браун (зав. департаментом экологии университета Айдахо). В ходе работ были проанализированы образцы почв и пыли, пробы которых были отобраны в различных местах пос. Рудная Пристань и г. Дальнегорск. Результаты были вполне закономерны. Данные, полученные группой американских и российских ученых, свидетельствовали, что загрязнение свинцом пос. Рудная Пристань и г. Дальнегорск представляет серьезную потенциальную проблему для здоровья жителей. Уровень загрязнения свинцом почвы в промышленных зонах достигал 95000 мг/кг и более при нормативе предельно допустимой концентрации (ПДК) 32 мг/кг. Средняя величина концентрации свинца в почвах дворов поселка Рудная Пристань составила 2095 мг/кг (von Braun, von Lindern, Khristoforova et al., 2002). Эти данные указывают также на возможность высокого уровня содержания свинца в питьевой воде, пыли жилых помещений и местной сельскохозяйственной продукции и, следовательно, на возможность высокого уровня риска отравления свинцом для всех жителей поселка.
По данным загрязнения почв исследователями Сюзан Спалинджер и Петром Шаровым в 2001-2002 гг. было проведено сравнение ситуации в долине реки Рудной со сходным горнорудным районом Бункер Хил (Серебряная долина) в шт. Айдахо, США. В Серебряной долине были похожие и даже в большем масштабе проблемы с отравлением людей свинцом и другими тяжелыми металлами. Но эти проблемы были решены в ходе комплексного долгосрочного экологического проекта. Петр Шаров выступили инициатором организации подобного проекта в Дальнегорском районе, для чего необходимо было продолжить исследования в Дальнегорском районе и особенно в наиболее загрязненном месте - пос. Рудная Пристань. Исследование затрагивает проблему токсичного действия свинца на детей, поскольку они наиболее чувствительны к отравлению этим металлом, и вред свинца для здоровья детей значительно выше, чем для взрослых (ATSDR, 1997; CDC, 1984, 1991). Сходство характера антропогенного загрязнения свинцом горнорудных районов пос. Рудная Пристань и Бункер Хил дает возможность использования зарубежного опыта при оценке риска отравления свинцом населения и выработки решения проблемы сатурнизма. Проблема Серебряной долины в шт. Айдахо была успешно решена в ходе отдельного специального проекта за счет достаточного финансирования и повышенного внимания к ней общественности и властей всех уровней. Уроки Серебряной долины могут помочь решить проблему в Рудной Пристани, Дальнегорске и других населенных пунктах долины р. Рудной, где пока еще не обеспечена реальная экологическая безопасность жителей. В период 2002-2005 гг. Петр Шаров при поддержке Дальневосточного государственного университета и Тихоокеанского института географии проводил исследования в пос. Рудная Пристань. Работа была комплексной и затрагивала загрязнение почвы, пыли, продуктов питания. Была проведена модельная и фактическая оценка риска отравления свинцом детей по содержанию свинца в крови. Были выделены основные зоны риска отравления свинцом в пос. Рудная Пристань. А самое главное - был предложен практический проект по улучшению экологической ситуации и снижению риска отравления детей. Все результаты и описание проекта нашли отражение в специальной монографии "Загрязнение свинцом в пос. Рудная Пристань и его влияние на здоровье детей". Проект получил поддержку международного Института Блэксмит и Зеленого Креста Швейцарии. И теперь исследования ведутся во всей долине р. Рудной в рамках практической программы ДВФЭЗ по снижению риска отравления свинцом. Научная работа имеет теперь две основных задачи - охарактеризовать загрязнение в долине и наметить приоритетные места для очистки почв и проведения иных мероприятий по снижению риска отравления детей тяжелыми металлами.
Поступление свинца в организм человека
Существует несколько путей попадания свинца в организм. Основным является воздушный путь, если воздух загрязнен частицами свинца, попавшими с дымом завода или пылью загрязненной почвы при сильном ветре. Содержащие свинец частицы из воздуха попадают в почву и внутрь жилых помещений. Пыль жилых помещений особенно опасна для детей ввиду особенностей их роста и поведения - они часто играют на полу, перемещаются "на четырех" и берут в рот предметы с пола. По тем же причинам опасно загрязнение свинцом почвы. Многие жители выращивают разнообразную плодо-овощную продукцию на своих огородах, где почва может быть загрязнена. Это особенно актуально для пос. Рудная Пристань. Содержание свинца в выращенных на "свинцовых" почвах продуктах, как правило, очень высоко и представляет дополнительный и важный фактор риска отравления свинцом.
Качество воздуха
В настоящее время ДВФЭЗ не ведется исследований качества воздуха в Дальнегорском районе. Основным источником воздушного загрязнения свинцом и другими тяжелыми металлами считался завод по выплавке свинца в пос. Рудная Пристань. Но после перепрофилирования завода в 2006 году и прекращения плавки концентрата выбросы снизились настолько, что позволяют говорить о минимальном загрязнении воздуха. В настоящее время основной источник - пыль от загрязненной почвы вокруг существующей и бывшей железной дороги, вокруг фабрики в Дальнегорске, рудников, завода и порта в пос. Рудная Пристань и хвостохранилищ. Это наиболее актуально в сухое время года - летом и начале осени. В целом же, повторимся, загрязнение воздуха по сравнению с историческим считается минимальным. Проведение дополнительных исследований в этой области пока не имеет финансирования.
Содержание свинца и кадмия в почве
В 2007 г. исследования в Дальнегорском районе проводились совместно российско-американской группой ученых Дальневосточного фонда экологического здоровья, университета Айдахо и Дальневосточного государственного университета. Всего было отобрано 109 проб почвы и 24 пробы пыли жилых помещений. Пробы почв отбирались в местах детских игр: детских площадках дошкольных учреждений, спортивных площадках школ, пляжной зоне. Основным критерием при отборе проб была вероятность контакта ребенка с загрязненной почвой. В результате были выявлены и картированы места наибольшего, потенциально опасного для здоровья загрязнения почв тяжелыми металлами. Исследования были продолжены Дальневосточным фондом экологического здоровья в 2008 и 2009 годах.
Принятой в России предельно допустимой концентрацией (ПДК) свинца в почве населенных пунктов является 32 мг/кг. Свинец, кадмий и цинк относятся к первому классу опасности химических загрязняющих веществ. По степени опасности в санитарно-эпидемиологическом отношении почвы населенных мест могут быть разделены на следующие категории по уровню загрязнения: чистая, допустимая, умеренно опасная, опасная и чрезвычайно опасная. Учитывая эти требования, на сделанных в ходе исследования картах долины р. Рудная, отмечались следующие уровни загрязнения почв: допустимый (ниже 32 мг/кг), опасный (от 32 до 260 мг/кг), чрезвычайно опасный (от 260 до 640, от 640 до 3200 мг/кг) и «экстремальный» (выше 100 ПДК - от 3200 до 11250 мг/кг).
Предельно допустимой концентрацией кадмия в почве населенных пунктов является 0,5 мг/кг. Хотя кадмий более токсичен, чем свинец, риск отравления кадмием в нашей стране менее изучен, поскольку отравление этим металлом более характерно для индустриально развитых стран Юго-Восточной Азии. На сделанных в ходе исследования картах, отмечались следующие уровни загрязнения почв по кратности ПДК: допустимый (ниже ПДК =0,5 мг/кг), опасный (1-10 ПДК), чрезвычайно опасный (10-20 ПДК и 20-50 ПДК) и экстремальный (более 50 ПДК). Подробнее с нормативами можно ознакомиться здесь.
Наиболее загрязненными участками в долине р. Рудная являются территории, прилегающие к железной дороге, свинцово-плавильному заводу и порту (пос. Рудная Пристань) и горно-обогатительной фабрике (г. Дальнегорск). С подробным описанием характера загрязнения почв долины р. Рудной по данным 2007-2008 гг. и картами можно ознакомиться здесь.
Пыль жилых помещений
В г. Дальнегорск и пос. Рудная Пристань загрязнение пыли жилых помещений оказывает большое воздействие на поступление свинца в организм. В силу небольшого роста и особенностей поведения (игр, хождения на четвереньках и т.п.) дети вдыхают пыли гораздо больше чем взрослые. Поэтому изучение и исключение этого фактора риска отравления является одним из приоритетов программы.
В 2007 г. сотрудниками Дальневосточного фонда охраны здоровья были отобраны 24 пробы пыли в жилых помещениях семей, где у детей было обнаружено повышенное содержание свинца в крови (>10 мкг/дл). В г. Дальнегорск было отобрано 16 проб пыли, в пос. Рудная Пристань – 8 проб. Все пробы пыли брались из пылесборников домашних пылесосов. Исключением была одна проба в пос. Рудная Пристань, где у семьи не было пылесоса. Поэтому была отобрана проба почвы во дворе.
Оказалось, что содержание свинца в пыли только в 2 пробах из 24 было безопасно для ребенка. Среднее содержание свинца в пыли жилых помещений составило 717 мг/кг, а максимальное – 2752 мг/кг. Самые высокие концентрации свинца 2752 мг/кг (Дальнегорск, Проспект-121) и 3400 мг/кг (Рудная Пристань, Школьная-4) соответствуют самым высоким концентрациям свинца в крови детей – 34,9 и 32,7 мкг/дл.
Как правило, концентрация свинца в пыли жилых помещений тем выше, чем выше содержание свинца в почве двора дома. Поэтому не является совпадением то, что эти дети проживают в зонах наибольшего загрязнения почвы – соответственно возле горно-обогатительной фабрики в Дальнегорске и возле завода по выплавке свинца в пос. Рудная Пристань.
Основным источником загрязнения пыли в доме являются частицы почвы, принесенные в дом на подошвах обуви или с уличной пылью на одежде. Поэтому очень большое значение имеет ежедневный маршрут членов семьи к месту работы или учебы. Если кто-то из семьи ежедневно проходит через полотно бывшей железной дороги или промышленную зону, то концентрация свинца в пыли в доме может быть очень высокой.
В России нет нормативов по загрязнению тяжелыми металлами пыли жилых помещений. Математический анализ с использованием биокинетической модели показывает, что при наличии других источников поступления свинца в организм, концентрация свинца в пыли в доме должна быть ниже 100 мг/кг для минимизации риска отравления. Поэтому долгосрочным решением проблемы является очистка загрязненной территории вокруг дома. Основное краткосрочное решение – частая влажная уборка жилых помещений.
Продукты питания
В ходе исследования в пос. Рудная Пристань в 2003-2004 гг. одновременно отбирались пробы клубней картофеля и почвы, в которой росло растение. Содержание свинца в почве (кислоторастворимая фракция) варьировало от 233 до 1242 мг/кг, в клубнях картофеля – от 0,08 до 23,93 мкг/г сух. массы. В 78% проб картофеля концентрация свинца превышала ПДК – 0,5 мкг/г (Гигиенические требования..., 2002).
Свинцовый концентрат, полученный из полиметаллической руды – галенита, – основным компонентом которой является PbS, содержит также примеси других элементов – Zn, Cu, Sb, Ag, As и др., - часть которых извлекается на разных стадиях технологического процесса (Sb, Cu, Ag), другая же часть выбрасывается в среду. Поэтому пробы почвы и картофеля анализировались также на содержание Cd, Zn, Cu. Содержание кадмия в картофеле превышало ПДК, которая составляет 0,03 мкг/г (Гигиенические требования..., 2002) от 7 до 42 раз. Наблюдалась общая тенденция, что концентрация кадмия была в пробах увеличивалась по мере уменьшения расстояния до плавильного завода. В пробах №7 и №21, отобранных вблизи главной трубы свинцовоплавильного завода, концентрация Cd в картофеле превышала – 1 мкг/г.
Аналогичные исследования надо провести в других местах долины р. Рудной. В 2009 г. планируется изучить содержание тяжелых металлов в продукции, выращиваемой на участках возле хвостохранилища.
Подробнее с научными работами Дальневосточного фонда экологического здоровья и его партнеров можно ознакомиться на нашем сайте в разделе "Публикации"
