Влияние Новочеркасской ГРЭС на содержание 3,4-бенз(а)пирена в почвах

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

Биолого-почвенный факультет

Кафедра почвоведения и  агрохимии

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «ВЛИЯНИЕ НОВОЧЕРКАССКОЙ ГРЭС НА СОДЕРЖАНИЕ

3,4-БЕНЗ(А)ПИРЕНА В ПОЧВАХ  »

 

Студент 4 курса очной  формы обучения М.Ю. Гусакова

Научный руководитель: д.б.н., проф. Т.М.Минкина

Рецензент: к. с.-х.н.,доц  Л.Ю.Гончарова

Нормоконтролер: И.В.Замулина

 

г. Ростов-на-Дону

2010

 

Реферат

 

Объем работы – 34 страницы, 3 рисунка, 6 таблиц, 43 использованных источников.

Задачей исследований явилось  определить содержание полициклических  ароматических углеводородов (ПАУ) в почвах и в вегетативной части  растительности, прилегающих к Новочеркасской ГРЭС. Предметом исследования служили почвы, растения, расположенные на удалении от 1 до 20 км от Новочеркасской ГРЭС. Исследования содержания ПАУ в почвах было проведено методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Содержание ПАУ в почвах и растениях изучалось на примере 3,4 – бенз(а)пирена.

Установлено превышение предельно допустимых концентраций содержания 3,4–бенз(а)пирена в почвах и растениях всех исследуемых  точек.

Проведенные исследования – часть совместной работы специалистов научно – образовательного эколого–аналитического центра системных исследований, математического моделирования и геоэкологической безопасности юга России (Ростова–на–Дону), директором которого является к.х.н., Борисенко Н. И.; и сотрудников Донского государственного аграрного университета (п. Персиановский), под руководством д.б.н., проф. Назаренко О. Г.

Изучение содержания 3,4 – бенз(а)пирена в почвах и растениях  данного района было проведено в 2009г.

Ключевые слова: ПОЧВА, РАСТЕНИЕ, ПОЛИЦЕКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ, 3,4 – БЕНЗ(А)ПИРЕН, НОВОЧЕРКАССКАЯ ГРЭС, ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ, МОНИТОРИНГ, СВОЙСТВА ПОЧВЫ.

 

Оглавление

 

Список сокращений

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Влияние тепловых электростанций  на экологическую обстановку прилегающих территорий

1.2 Структура, химические и физические  свойства ПАУ

1.3 Источники поступления ПАУ  в окружающую среду

1.4 Естественные источники ПАУ

1.5 Антропогенные источники ПАУ

1.6 Система ПАУ–почва

1.7 Перемещение и разрушение ПАУ в почве

1.8 ПАУ в растениях

1.9 Влияние 3,4–бенз(а)пирена на  организм человека

2. Объекты и методика исследования

2.1 Объекты исследования

2.2 Методика исследования

3. Результаты исследования

Выводы

Список использованных источников

 

Список сокращений

 

БП - 3,4-бенз(а)пирен

НчГРЭС – Новочеркасская ГРЭС

ПАУ – полициклические  ароматические углеводороды

ПДК – предельно допустимая концентрация

ТЭС - тепловая электростанция

 

Введение

 

Вследствие бурного  развития промышленности в последнее  время увеличилось количество вредных выбросов в атмосферу. При этом в районах промышленных предприятий образовались высокие уровни загрязняющих веществ в атмосфере, водах, почвах и растениях.

Избыточный приток продуктов  техногенеза привел к нарушению  устойчивых равновесий в природных экосистемах и в ряде случаев явился причиной их частичного или полного разрушения.

Ежегодные сведения по мониторингу  окружающей среды, представленные в  Государственном Докладе «О состоянии  окружающей среды Ростовской области» 1997 году подтверждают статус города Новочеркасска как зоны чрезвычайной экологической ситуации.

В городе расположены  более 190 крупных и мелких промышленных объектов, оказывающих негативное влияние  на состояние различных объектов окружающей среды (Белоусова,2001).

ОАО «Новочеркасская ГРЭС» (НчГРЭС) одна из крупнейших тепловых электростанций России – является основным источником выбросов загрязняющих веществ не только в городе Новочеркасске, но и во всей Ростовской области. По данным Новочеркасского межрайонного комитета по охране окружающей природной среды, объемы выбросов НчГРЭС превышают 200 тыс. тонн в год, что составляет 50 % всех выбросов загрязняющих веществ в Ростовской области и 1 % в Российской Федерации (Экология Новочеркасска,2001).

Новочеркасская ГРЭС расположена всего в 7.5 км юга–восточнее города, поэтому 99 % выбросов приходится на селитебные зоны, т. к. построена электростанция по отношению к городу без учета розы ветров. Проектная десяти километровая санитарно–защитная зона не соблюдается. Станицы Заплавская, Кривянская и восточная часть Новочеркасского холма целиком попадают в подфакельное пространство.

Крайне отрицательное  влияние на экологическую обстановку в городе и на прилегающих территориях  усиливается еще и тем, что  топливо, используемое на предприятии, не соответствует требованиям качества.

Станция ежегодно потребляет 4.5–4.7 млн. тонн угля, 0.7 млн. тонн мазута и 380 млн. м3 газа. Уголь поступает  на станцию без переработки на обогатительных фабриках. Фактически на НчГРЭС используется уголь марки  «АШ» с зольностью и сернистостью, значительно превышающими проектные. Уголь поставляемый на НчГРЭС обогащен широким спектром тяжелых металлов и токсичных элементов (Cu2+, Zn2+, Hg+, Pb2+, Mn2+, и др.), а также радионуклидами (Экологический мониторинг почв Ростовской области, 2005).

Основными компонентами выбросов ОАО НчГРЭС являются зола, сернистый ангидрид, оксиды азота, сажа (свыше 30 тонн в год), пятиокись ванадия (около 8 тонн в год), оксид железа (свыше 5 тонн в год), хромовый ангидрид (около 0.1 тонны в год), фтористый водород (7 кг в год) и др. В золе сохраняется до 85 % содержащихся в исходном угле химических элементов. Несомненно, НчГРЭС является также и крупнейшим источником техногенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), являющимися продуктами сгорания органического топлива.

Известно огромное количество ПАУ. Соединения этой группы широко распространены и встречаются практически во всех сферах окружающей человека среды. Еще в 1996 году работы Л. М. Шабада (1979) и его школы показали, что наиболее токсичный представитель этого класса органических соединений 3,4-бенз(а)пирен служит индикатором для всех ПАУ.

В нашей стране не только 3,4-бенз(а)пирен подлежит обязательному  контролю, но он, из известных ПАУ  является наиболее изученным.

На данном этапе развития технологий, в ярко выраженном отрицательном их влиянии на процессы обмена веществ в живых организмах, нет никаких сомнений в актуальности проведения масштабных исследований в этой области.

Почвенный покров и растения выступают в качестве депонирующих эти соединения сред, поэтому, определение содержание количества 3,4-бенз(а)пирена в почве и растениях может служить важной характеристикой, определяющей состояние техногенного агроландшафта и приближает к ответу на вопрос, который волнует нас уже давно «Откуда ждать следующего подвоха от, изнывающей под техногенным натиском, природы?».

Актуальность  темы исследований. Изучение особенностей аккумуляции представителя класса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), поллютанта первого класса опасности, канцерогена и мутагена 3,4-бенз(а)пирена легло в основу экологической оценки состояния территорий зоны влияния Новочеркасской ГРЭС (НчГРЭС).

Экологическое состояние  изучаемых территорий оценивалось  в соответствии с методиками, утвержденными  государственными природоохранными органами. Рекомендуемые в них методические подходы несовершенны, и результатом их использования является оценка отдельных природных сред, а не всей экосистемы в целом. Возникает необходимость разработки показателя, с помощью которого можно было бы дать максимально объективную оценку состояния экосистемы, испытывающей техногенное воздействие.

Целью исследования являлось:

Изучить содержание 3,4–бенз(а)пирена в почвах и растениях зоны влияния  Новочеркасской ГРЭС

Задачи:

1. Провести оценку тенденций накопления 3,4 – бенз(а)пирена в почвах и растениях, зоны влияния Новочеркасской ГРЭС;

2. Определить дополнительные  источники эмиссии поллютанта;

3. Выявить особенности  аккумуляции 3,4 – бенз(а)пирена  в зависимости от расположения  по отношению к основному источнику выбросов и адсорбционных свойств почвы;

4. Выявить слои наиболее  интенсивной аккумуляции поллютанта.

Проведенные исследования – часть совместной работы специалистов научно – образовательного эколого  – аналитического центра системных исследований, математического моделирования и геоэкологической безопасности юга России (Ростова–на–Дону), директором которого является к.х.н., Борисенко Н.И.; и сотрудников Донского государственного аграрного университета (п. Персиановский), под руководством д.б.н., проф. Назаренко О.Г.

 

1. Обзор литературы

 

1.1 Влияние  тепловых электростанций на экологическую  обстановку прилегающих территорий

 

Доля мирового производства электроэнергии, принадлежащая тепловым электростанциям (ТЭС) составляет около 63%. ТЭС, используя для производства электроэнергии и тепла различные виды минерального топлива (уголь, мзут, газ), выбрасывают в атмосферу с дымовыми газами и несгоревшими частицами топлива токсичные компоненты. При сгорании углеводородного топлива образуются следующие поллютанты: оксиды серы, азота, ванадия, зола, сажа, канцерогенные вещества.

Канцерогенными веществами являются представители класса ПАУ  и, прежде всего, канцероген и мутаген  первого класса опасности, подлежащий обязательному экологическому контролю - 3,4-бенз(а)пирен (С20Н12). Общая схема образования 3,4-бенз(а)пирена при пиролизе метана следующая: 20СН4 10С2Н2+30Н2 С20Н12+34Н2. (Дикун, 1979).

По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды, 1997», НчГРЭС представляет собой крупнейший источник выбросов загрязняющих веществ в биосферу и является предприятием первого класса опасности. На её долю приходится 1 % всех выбросов в РФ и более 50 % - в Ростовской области. Основная их часть выпадает на г. Новочеркасск и прилегающие к нему территории.

Общий объём выбросов ОАО «НчГРЭС» до 2007 года составлял  более 200 тысяч тонн/год. При переводе энергоблоков на природное газовое  топливо к 2008 году удалось добиться снижения общего объёма выбросов до 70 тысяч тонн/год. Тем не менее, НчГРЭС остаётся предприятием первого класса опасности, крупнейшим источников выбросов в Ростовской области и на юге России (Белоусова, 2001).

В настоящей главе  представлен обзор литературных источников, характеризующих подробную  картину загрязнения атмосферного воздуха, почв и растительности территорий зоны влияния НчГРЭС.

 

1.2 Структура,  химические и физические свойства  ПАУ

 

Полициклические ароматические  углеводороды (ПАУ) - высокомолекулярные органические соединения, основными  структурными элементами которых являются соединенные между собой бензольные кольца. Два соединенных между собой бензольных кольца в молекуле ПАУ или имеют два общих атома углерода или соединены углерод-углеродной связью (Шурубор, 2000).

ПАУ могут быть замещенными  и незамещенными.

Незамещенные ПАУ рассматривают как производные молекулы простейших поликонденсированных соединений бензола–нафталина и дифенила.

Замещенные ПАУ в  своем составе как минимум  вместо одного атома водорода, содержат какую–нибудь функциональную группу.

Структурными аналогами ПАУ являются гетероциклические ароматические соединения, в состав молекул которых вместо атома углерода входят атомы других химических элементов (гетероатомы).

Структуру ПАУ в зависимости  от относительного расположения бензольных колец можно разделить на две группы, два типа сочленения: линейное в антрацене, тетрацене и др. и угловое, например, в фенантрене, хризене, пирене.

Особый случай углового сочленения–наличие общих для трех сочлененных циклов атома углерода, как, например, в пирене (Кулакова. 1982).

ПАУ, являющиеся производными нафталина, составляют группу ката-анелированных  ПАУ. ПАУ, являющиеся производными дифенила, составляют группу пери-конденсированных ПАУ.

3,4–бенз(а)пирен относится  к пятикольчатым незамещенным  пери-конденсированным ПАУ (рис.1 ).

Эти соединения (ПАУ) способны вступать в реакции замещения  и присоединения. Легче в такие  реакции вступают менее стабильные углеводороды. Для ПАУ характерны реакции электрофильного замещения. ПАУ не вступают в обычных условиях в реакции присоединения, что объясняется особенностью их электронного строения. В особых условиях ПАУ могут вступать в реакции присоединения, например, присоединение к бензольному кольцу галогенов может происходить под действием ультрафиолетового облучения, а присоединение водорода с образованием циклопарафиновых углеводородов может происходить в присутствии катализаторов при повышенной температуре (Шабад,1982).

ПАУ способны окисляться с образованием хинонов и карбоновых кислот; могут разлагаться под  действием сильных концентрированных кислот, токов высокой частоты, ультразвука.

 

Рис. 1. Структурная формула 3,4–бенз(а)пирена

 

ПАУ-молекулярные соединения, представляющие собой при комнатной температуре кристаллы (за исключением ряда производных нафталина).

Температура их кипения  и плавления растет с увеличением  числа бензольных колец, достигая соответственно у нафталина 80 и 2180C, у 3,4–бенз(а)пирена 1770C и 4560C (Дикун, 1979).

Растворимость ПАУ в  чистой воде невелика и значительно  варьирует от одного углеводорода к  другому. Растворимость их в органических растворителях уменьшается с  увеличением молекулярного веса в зависимости от взаимного расположения конденсированных бензольных колец в молекуле. Растворимость пирена в воде в тысячу раз выше, чем 3,4–бенз(а)пирена, которая в ряду изученных ПАУ минимальна. Солевой состав не оказывает влияния на растворимость ПАУ. Растворимость ПАУ в воде растет в присутствии бензола, нефти и нефтепродуктов. ПАУ обладают магнитными свойствами, являются полупроводниками. Отличительной способностью ПАУ является их способность люминесцировать. Люминесцирующие соединения имеют свои спектры излучения (люминесценции) и поглощения (возбуждения). На изучении электронных спектров поглощения и излучения, лежащих в видимой и ультрафиолетовой частях спектра, основан анализ ПАУ. Люминесценцию относят к физическим свойствам ПАУ (Теплицкая,1980).

 

1.3 Источники  поступления ПАУ в окружающую  среду

 

Выделяют четыре группы факторов, способствующих образованию ПАУ:

1. космические;

2. эндогенные геологические;

3. биогеохимические;

4. техногенные.

Обычно ПАУ образуются в процессе разложения органического  вещества при температурах 650-9000C и  недостатке кислорода. Состав и строение, образовавшихся таким образом ПАУ, зависит от природы исходного материала и от температуры, при которой они образовались.

Необходимо отметить, что естественные, то есть природные  ПАУ не представляют собой реальной угрозы. Они, как и все природные объекты и соединения не чужды «матери природе». В сложившейся ситуации работает такое утверждение, как «хорошо все то, что в меру». Говоря о проблеме ПАУ, имеются в виду именно техногенные продукты (Пиковский, 1993).

Ежегодное поступление  ПАУ в ландшафты мира исчисляется десятками тысяч тонн. При этом ПАУ уже в наноколичествах способны оказывать на живые организмы канцерогенное, мутагенное и другое негативное воздействие. Наибольшей опасностью по степени такого воздействия в обширном ряду ПАУ обладает 3,4–бенз(а)пирен.

По данным (Ровинский, 1988), предельно допустимые концентрации 3,4–бенз(а)пирена, по принятым в России нормам, имеют значения приведенные  ниже в таблице 1.

 

1.4 Естественные  источники ПАУ

 

Реальный источник природных  ПАУ в современных и древних осадках, а также в почвах–это воздействие глубинного тепла Земли на захороненное в них органическое вещество. Состав ПАУ при этом будет зависеть от мощности и длительности теплового потока, каталитических свойств пород и типа органического вещества. 3,4-бенз(а)пирен и другие ПАУ возникают в результате вулканической деятельности. А. П. Ильницкий и его сотрудники (1975), исследуя образцы вулканического пепла и лавы, обнаружили различные (но отличающиеся, как правило, не более, чем на порядок), уровни содержания ПАУ; так, в пепле вулкана Тятя (остров Кунашир) концентрация БП составляла до 0,4 мкг/кг, а вулкан Плоский Толбачик (полуостров Камчатка) до 5,5-6,1 мкг/кг. Авторы подсчитали, что при современном уровне вулканической активности ежегодно в биосферу Земли поступает до 24 тонн БП с пеплом вулканов и, по-видимому, от нескольких десятков до сотен тонн с лавой (таблица 1).

К природным источникам ПАУ в осадочных образованиях и почвах можно условно отнести  и лесные пожары как современные, так и в прошлые геологические эпохи. В этот список целесообразно включить и вулканические выбросы, выходы гидротермальных источников, аномалии тектонически-активных зон. Все вышеперечисленное–это источники, связанные с высокотемпературными проявлениями. ПАУ образующиеся таким путем, практически не отличаются от ПАУ антропогенного происхождения. Образование ПАУ может происходить в почвах из погребенной биоты древних и современных отложений.

Механизм образования  углеводородов при вулканических  и гидротермальных проявлениях  заключается в последовательной абиогенной поликонденсации простых органических веществ, приводящей к постепенному усложнению и укрупнению молекул. Для тектонически-активных зон (особенно в местах выхода в богатые биотой отложения) механизмом образования ПАУ может быть разложение органического вещества под действием высокой температуры–пиролиз .

 

Таблица 1

Современный фоновый  уровень 3,4–бенз(а)пирена в биосфере (Ильницкий и др., 1975)

Объект изучения	Содержание БП. нг/г сухого вещества
Атмосферный воздух, мкг/м3	0,0001–0,0005
над континентом	0,00001
над океаном	до 1-5*
Почва Растительность	до 1–5
Пресноводные водоемы вода (мкг/л)	0,0001
донный песок	до 1–3
водные растения	до 1–3

 

Для некоторых почв (чернозем, торфяники) характерен более высокий  уровень БП (15 – 20 нг/г), что определяется спецификой этих почв (высокое содержание органических веществ, микробный состав и т. д.)

В древних (породы) и современных (почвы) отложениях образование ПАУ  связано с относительно низкотемпературным (не более 200оС) преобразованием органического вещества, источником которого является погребенная биота.

Экспериментально доказана и возможность синтеза ПАУ  различными микроорганизмами и растениями, этим путем в биосферу поступает  ежегодно до 1000 тонн 3,4 – бенз(а)пирена (Девдариани, 1992).

 

1.5 Антропогенные  источники ПАУ

 

Антропогенные ПАУ, являются продуктами пиролиза органического  сырья (нефти, угля, торфа, сланцев), наиболее интенсивно протекающего при температурах порядка 700 градусов. ПАУ поступают  в атмосферу в виде частиц сажи (продукт неполного сгорания топлива), в адсорбированном состоянии на поверхности твердых частиц–оксидов или солей металлов, пыли.

К настоящему времени  выявлены сотни ПАУ и их аналогов, обладающих в большей или меньшей  степени канцерогенной и мутагенной активностью и отнесенных к группе антропогенных углеводородов.

Основные антропогенные  источники ПАУ:

1) стационарные, т.е. промышленные  выбросы от коксохимических, металлургических, нефтеперерабатывающих и иных  производств, а также отопительных  систем и предприятий теплоэнергетики;

2) передвижные, т.е.  наземный в основном, автомобильный  транспорт, авиация, водный транспорт.  Установлено, что только за  одну минуту работы газотурбинный  двигатель современного самолета  выбрасывает в атмосферу 2–4  мг 3,4–бенз(а)пирена. Даже приблизительные расчеты показывают, что в атмосферу от этого источника ежегодно поступает более 5000 т. 3,4-бенз(а)пирена.

Больше половины эмиссии  приходится на производство энергии  и на промышленные выбросы предприятий, работающих на угле. В крупных городах заметный вклад ПАУ дают выхлопные газы транспорта. Автотранспорт в настоящее время является наиболее интенсивным источником загрязнения окружающей среды. В отработанных автомобильных газах идентифицировано более 60 органических соединений. Кроме 3,4 бенз(а)пирена присутствуют и другие, не менее опасные ПАУ, проявляющие высокую мутагенную и канцерогенную активность, бенз(а)антрацен, бензфлуорантен, дибензантрацен и др (Шабад, 1982).

Значительная доля осажденных на почве загрязнителей уносится в дальнейшем ливневыми, паводковыми водами в реки, пруды, мигрирует в подземные водные пласты. В силу ограниченной растворимости некоторая часть ПАУ накапливается в донных отложениях и постепенно вновь поступает в воду. Канцерогенные соединения из почвы, воды и воздуха частью переходят в живой мир растений, ткани животных и рыб в организм человека ,непосредственно или в составе пищевых продуктов (табл 2).

 

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации 3,4- бенз(а)пирена ( по принятым в России нормам)

Природный объект	ПДК 3,4 бенз(а)пирена
Вода	5нг/г
Почва	20нг/г
Воздух	150 нг/м3

 

1.6 Система  ПАУ–почва

 

Почвы играют роль своеобразного  «депо», куда ПАУ попадают в результате антропогенных выбросов и природных  поступлений (атмосферные осадки, останки  растений, в последние годы и с используемыми в качестве удобрений различными бытовыми и промышленными отходами). Их наличие в почвах может играть индикаторную роль, отражая наличие источника загрязнения. Исследования генезиса, превращений и особенностей поведения ПАУ в почвах, особенно охватывающие широкую гамму этих соединений, пока еще не многочисленны.

Буквально единичные  публикации посвящены анализу распределения  гаммы ПАУ по генетическому профилю  почв в связи с почвообразовательными  процессами и характером техногенного воздействия на почвенный покров.

Между тем система  ПАУ–почва очень информативна. С  одной стороны почвы представляют собой достаточно устойчивую среду, в которой можно вполне корректно  осуществлять наблюдение за эволюцией  состава ПАУ и использовать их как маркеры почвообразовательного процесса. С другой стороны, изучение молекулярного состава данных соединений перспективно для получения информации о путях образования каждого молекулярного типа, особенностях их накопления и распределения в почвах фоновых и техногенных территорий и о функциональном состоянии почв (Геннадиев, 1990).

В силу своих химических и физических свойств почва являет собой нечто уникальное, способное  принять, отдать, преобразовать, организовать, дезорганизовать и т. п. все, что бы с ней не соприкоснулось. ПАУ естественно не являются исключением.

Поступающие в почву  ПАУ могут перемещаться по почвенному профилю с почвенным раствором, связываться с твердыми фазами почвы  и взвесями почвенного раствора, трансформироваться в другие соединения. Возможен вариант накопления ПАУ сопровождающийся скоплением полезных ископаемых, то есть, загрязнение почвы при разработке месторождений. Из почвы ПАУ могут перемещаться в растения, воду и воздух. При проведении исследований было выяснено, что многие почвенные микроорганизмы (сапрофиты, кишечная палочка, грибы, актиномицеты) оказались высокочувствительными к действию ПАУ, что изменяет сложившиеся микробиоценозы и влияет на биологическую продуктивность почвы. Так, внесение в почву 3,4–бенз(а)пирена в концентрациях 40–100 мкг/кг резко угнетает рост сапрофитных микроорганизмов, но стимулирует размножение кишечной палочки и грибов, главным образом, актиномицетов. Именно из почвы ПАУ поступают в подземные части растений, что подтверждается установленной корреляцией между содержанием БП в почве и, например, в клубнях картофеля (Худолей, 1996).

Концентрация ПАУ в  почве зависит от ландшафтной–геохимической  структуры и характера функционирования природной системы, в которой  находится почва, интенсивности поступления ПАУ в почву. Вниз по профилю происходит уменьшение их содержания, достигая минимальных значений в материнских породах (Безуглова, 2001).

Исследования содержания 3,4–бенз(а)пирена (Геннадиев, 1990) показали, что контрастность его накопления в почвах зависит от их генетического типа. Максимальное содержание 3,4–бенз(а)пирена на незагрязненной территории (север Западной Сибири) было обнаружено в верхнем горизонте исследуемой почвы и составило 14,6 нг/ г. Минимальные концентрации 3,4–бенз(а)пирена были зафиксированы в минеральных субстратах тундрово–глеевых почв и в подзолах иллювиально–железистых. Слабая подвижность 3,4-бенз(а)пирена была отмечена в почвенном профиле, несмотря ни на интенсивную вертикальную миграцию почвенных растворов, ни на легкий гранулометрический состав почв. По данным (Геннадиев, 1990.), концентрация 3,4-бенз(а)пирена от 7 до 22 раз больше на глубине 0-5 см, чем на глубине 5-20 см.

В связи с интенсивно развивающейся промышленностью, ростом количества единиц транспорта, содержание ПАУ в верхних горизонтах почв возрастает прямопропорцинально темпам развития. Например, в верхнем слое почвы Ротамстедской опытной станции (Великобритания), где единственным источником ПАУ могли быть только атмосферные выпадения, содержание ПАУ увеличилось от 250-300 нг/г до 1700-1800 нг/г с 1850 по 1985 год. С наибольшей скоростью нарастало содержание бензфлуорантена, флуорантена, пирена и 3,4-бенз(а)пирен.

На уровень содержания ПАУ в почвах наряду с источниками  загрязнения влияет и латеральное  перераспределение поллютантов в связи с особенностями мезо и микрорельефа. Ареалы наиболее загрязненных почв чаще приурочены к отрицательным формам поверхности. Почвы элювиальных позиций загрязнены в меньшей степени в связи с выносом поллютантов плоскостным смывом и внутрипочвенным стоком вниз по склону.

Согласно результатам, раннее проводимых исследований, диапазон содержания 3,4-бенз(а)пирена составляет в среднем: для США 90-1300 нг/г, для  ФРГ 8-82 нг/г, для Франции 2-170 нг/г, России 0,1-350 нг/г, Исландии 0-785 нг/г. Наибольшие концентрации ПАУ были установлены в районах прилегающих к городам, наименьшие в удаленных от них лесных массивах.

 

1.7 Перемещение  и разрушение ПАУ в почве

 

Снижение способности  ПАУ оказывать вредное действие на живые организмы (токсичности) возможно за счет абиотических и биотических процессов перемещения (миграции), трансформации и разрушения ПАУ, происходящих в почве. Основные процессы из них следующие:

а) разрушение молекул ПАУ под  влиянием солнечного света и кислорода;

б) химическое разложение молекул ПАУ под действием окислителей, кислот или щелочей присутствующих или вносимых в почву;

в) микробиологическая деструкция молекул  ПАУ, осуществляемая микроорганизмами, использующими ПАУ как источник питания;

г) сорбция молекул ПАУ почвенными частицами (в результате ее токсичность ПАУ снижается, но может происходить их постепенное накопление со временем и проявление токсичных эффектов при достижении определенного уровня содержания);

д) поглощение молекул ПАУ корнями  растений;

е) вынос молекул ПАУ из почвы водными потоками.

Время сохранения без значительного  изменения концентрации 3,4–бенз(а)пирена в почве измеряется 4–24 месяцами, в воде от нескольких часов до нескольких суток (Нурмухаметов,1971).

 

1.8 ПАУ в  растениях

 

Поллютант, 3,4 – бенз(а)пирен  может синтезироваться растениями, поступать в подземные органы из почвы и надземные части  растений из атмосферы. Отмечено, что  в индустриальных районах содержание в растениях 3,4 – бенз(а)пирена существенно  выше, чем у тех же видов, собранных в «чистых» районах и превышает фоновый уровень (табл.3). Более того, установлено, что лекарственные растения, произрастающие в непосредственной близости от оживленных автомагистралей, содержат повышенное количество 3,4 – бенз(а)пирена (Девдариани, 1992). Загрязнение пищевых растение 3,4 –бенз(а)пиреном в большей степени зависит от техногенных факторов (промышленных выбросов) и от степени удаления от источника выбросов.