Воздействие Волгоградского алюминиевого завода на окружающую среду

 В целом почвенный покров территории, прилегающей к промплощадке

алюминиевого завода, характеризуется низкой буферной способностью обезвреживать поступающие техногенные загрязняющие вещества. Воздействие кислых растворов приводит к быстрой потере почвой обменных катионов кальция и магния, к повышенной миграционной активности алюминия и некоторых тяжелых металлов, снижению скорости минерализации органического вещества. Из этого следует, что значительное увеличение аэропромвыбросов кислой природы, в частности, диоксида серы и оксидов азота, может привести к появлению процессов деградации почвенного покрова. Это проявляется в гибели полезных микроорганизмов, в том числе азотфиксирующих, усыхании и гибели деревьев и травяного покрова. 
 

Доля тяжелых металлов в общем количестве выбрасываемой  технологической пыли составляет около 20%. Здесь обнаружены такие тяжелые  металлы как Ванадий (V), Свинец (Pb), Алюминий (Al), Железо (Fe).

Часть техногенных  выбросов тяжелых металлов, поступающих  в атмосферу в виде аэрозолей, переносится на значительное расстояние и вызывает глобальное загрязнение. Другая часть с гидрохимическим  стоком попадает в бессточные водоемы, где накапливается в водах  и донных отложениях и может стать  источником вторичного загрязнения. Соединения тяжелых металлов сравнительно быстро распространяются по объемам водного объекта. Частично они выпадают в осадок в виде карбонатов, сульфатов, частично адсорбируются на минеральных и органических осадках. В результате содержание тяжелых металлов в отложениях постоянно растет, и когда абсорбционная способность осадков исчерпывается, и тяжелые металлы поступают в воду, возникает особо напряженная ситуация. Этому способствует повышение кислотности воды, сильное зарастание водоемов, интенсификация выделения СО₂ в результате деятельности микроорганизмов.

Тяжелые металлы, поступающие  на поверхность почвы, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах. Не смотря на то, что за последние 10 лет количество и концентрация выбросов тяжелых металлов не увеличивается, именно их свойство накапливаться и является причиной постоянного продолжающегося ухудшения качества почв.

Тяжелые металлы  способны образовывать сложные комплексные  соединения с органическим веществом  почвы, поэтому в почвах с высоким  содержанием гумуса они менее  доступны для поглощения растениями. По сравнению с минеральными коллоидами, органическое вещество является лучшим сорбентом тяжелых металлов. Фульвокислоты  образуют с металлами хелатные соединения, растворимые в широком диапазоне pH (в кислой, щелочной среде, но не в  нейтральной), мигрирующие вниз по профилю. Комплексы металлов с гуминовыми кислотами малоподвижны, нерастворимы в кислой среде, что способствует накоплению тяжелых металлов в органогенном горизонте. Появляется иммобилизующий эффект органического вещества по отношению  к тяжелым металлам.

Избыток влаги в  почве способствует появлению тяжелых  металлов в низкой степени окисления  и в более растворимых формах. Анаэробные условия повышают доступность  тяжелых металлов растениям.

До тех пор, пока тяжелые металлы прочно связаны  с составными частями почвы и  труднодоступны, их отрицательное влияние  на почву и окружающую среду будет  незначительным. Однако, если почвенные  условия позволяют перейти тяжелым  металлам в почвенный раствор, появляется прямая опасность загрязнения почв, возникает вероятность проникновения их в растения, а также в организм человека и животных, потребляющие эти растения.

Свинец отрицательно влияет на биологическую деятельность в почве, ингибирует активность ферментов  уменьшением интенсивности выделения  двуокиси углерода и численности микроорганизмов.                                 Алюминий, растворимые соединения которого поглощаются корнями деревьев, вызывает алюминиевую болезнь, при которой нарушается структура тканей растений, оказывается для деревьев смертельной.

Из промышленных предприятий заводы по производству алюминия по вредоносности техногенных  эмиссий составляют наиболее токсичную  группу. О высокой загрязняющей способности  говорят данные, что при производстве одной тонны алюминия выбрасывается 20≈40 кг фтора, обладающего наиболее высокой токсичностью для фотосинтезирующих организмов. Несмотря на высокую химическую активность фтора, его биогенная миграция чрезвычайно мала и значительно ниже, чем у других галогенов. Живое вещество в среднем содержит 5 мг/кг фтора. Рассчитанный коэффициент биофильности (отношение среднего содержания элемента в живом веществе к его среднему содержанию в литосфере) составляет 0,007.

Аккумуляция фтора  зависит от наличия его подвижных  соединений в окружающей среде и  индивидуальных особенностей организма. В целом, естественное содержание фторидов в растениях, выросших вне зоны техногенного загрязнения, невелико. Среднее содержание его в различных органах растений колеблется от 0,1 до 5 мг/кг сухого вещества, однако может падать до значительно  меньшего уровня. При проведении сравнительного анализа различных видов растений, произрастающих в зоне влияния завода и вне ее, обнаружено, что содержание фтора в органах растений может  увеличиваться на три порядка. Такое  высокое поглощение не может не сказаться  на жизненном состоянии растительности. Видимые поражения листьев появляются при концентрации в воздухе менее 0,1 мг/м³.

В зоне распространения  выбросов алюминиевых заводов в  достаточно короткие сроки (в зависимости  от буферной емкости отдельных растений и биогеоценоза в целом) наблюдается  уменьшение прироста растений, усыхание чувствительных видов, что является следствием нарушения комплекса  физиологических процессов. 
 
 
 
 

3. Влияние выбрасываемых веществ  на организм человека.

• Фтористый водород.

Фтористые соединения, поступающие с выбросами местного алюминиевого завода, особенно неблагоприятно влияют на опорно-двигательный аппарат. Наиболее тяжелые формы ортопедической патологии преобладают в районах, наиболее близко расположенных к  предприятию. У 70% обследованных детей, проживающих вблизи алюминиевого завода, вследствие повышенной концентрации фтора  в атмосферном воздухе и питьевой воде, отмечены специфические изменения  эмали зубов. Причем у трети из них выявлены выраженные формы флюороза. Флюороз зубов - типичное заболевание, вызываемое алюминиевым производством. Флюороз приводит к размягчению  костно-мышечных тканей из-за хронической  фтористой интоксикации. У обследованных  людей лабораторный анализ выявил снижение иммунных свойств организма. Нарушение  репродуктивной функции у женщин, увеличение количества выкидышей, мертворождений и врожденных уродств у новорожденных. Все это указывает на то, что  выбросы алюминиевого завода сказываются  на генетическом уровне.

• Бензапирен.

Алюминиевый завод  является основным источником выброса  бензапирена в нашем городе. Так  были обнаружены превышения ПДВ по бензапирену на источниках электролизных  цехов в 1,2 – 9,8 раза, концентрация в  СЗЗ составляет 4,2 – 15,1 ПДК, а концентрация в жилой зоне превышает ПДК  в 2,6 – 5,1 раза.

Бензапирен является сильным канцерогеном, в частности, вызывает лейкозы – наименование разнородных клональных злокачественных (неопластических) заболеваний кроветворной системы, при которых злокачественный клон происходит из незрелых гемопоэтических клеток костного мозга, врождённые уродства. Механизм действия связан с встраивание (интеркаляцией) его молекул в молекулы ДНК.

Для бензапирена не существует пороговых концентраций — он представляет угрозу для здоровья в любом количестве.

• Тяжелые металлы.

Выбрасываемые тяжелые  металлы, в частности Свинец, способны накапливаться в организме человека. Он влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменения физической активности, координации, слуха, воздействует на сердечнососудистую систему, приводя к заболеваниям сердца. Отравление свинцом (сатурнизм) - представляет собой пример наиболее частого заболевания, обусловленного воздействием окружающей среды. В большинстве случаев речь идет о поглощении малых доз и накопление их в организме, пока его концентрация не достигнет критического уровня необходимого для токсического проявления. Свинцовое отравление может осложниться хроническим повреждением почечных канальцев и интерстициальной ткани. Характерными симптомами отравления являются бледность лица, потеря внимания, плохой сон, склонность к частой смене настроения, повышенная раздражительность, агрессивность, быстрая утомляемость, а также металлический привкус во рту. Характерны расстройства пищеварения, потеря аппетита, острые боли в животе со спазмами абдоминальных мускулов («свинцовые колики»). Обычным является изменение состава крови – от ретикулоцитоза, анизоцитоза и микроцитоза до свинцовой анемии. На более поздних стадиях наблюдаются головная боль, головокружение, потеря ориентации и проблемы со зрением. Специфическое почернение («свинцовая линия») может появиться у основания десен. Возможен паралич («свинцовые судороги»), обычно затрагивающий в первую очередь пальцы и кисти рук. У детей может быть поврежден головной мозг, что может привести к слепоте или глухоте или даже летальному исходу. Повреждения коры больших полушарий возможны и у взрослых после получения больших доз свинца.

• Оксид углерода.

Очень опасен, так как не имеет запаха и вызывает отравление и даже смерть. Признаками отравления служат головная боль, головокружение и потеря сознания. Токсическое действие оксида углерода основано на том, что он связывается с гемоглобином крови прочнее, чем кислород (при этом образуется карбоксигемоглобин), таким образом, блокируя процессы транспортировки кислорода и клеточного дыхания. При хроническом отравлении часто отмечаются тяжелые осложнения: нарушение мозгового кровообращения, субарахноидальные кровоизлияния, полиневриты, явления отека мозга, нарушение зрения, нарушение слуха.

• Диоксид серы.

В больших концентрациях  сероводород действует как сильный  яд нервнопаралитического действия. При его концентрации 1000 мг/м³ и выше у человека появляются судороги, может остановиться дыхание или наступить паралич сердца. Сероводород блокирует дыхательные ферменты в результате его взаимодействия с железом. Раздражающе действует на слизистую органов дыхания и глаз. Сероводород крайне ядовит: уже при концентрации 0,1% влияет на центральную нервную систему, сердечнососудистую систему, вызывает поражение печени, желудочно-кишечного тракта, эндокринного аппарата. При хроническом воздействии малых концентраций - изменение световой чувствительности глаз и электрической активности мозга, может вызывать изменения в морфологическом составе крови, ухудшение состояние сердечнососудистой и нервной систем человека.

• Оксиды азота.

Оксид азота NO и диоксид  азота NO₂ в атмосфере встречаются вместе, поэтому чаще всего оценивают их совместное воздействие на организм человека.  Патологические эффекты проявляются в том, что NO2 делает человека более восприимчивым к патогенам, вызывающим болезни дыхательных путей. У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты, круп и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO2 при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся настолько проницаемыми, что пропускают сыворотку крови в полость легких. В этой жидкости растворяется вдыхаемый воздух, образуя пену, препятствующую дальнейшему газообмену. Возникает отек легких, который зачастую ведет к летальному исходу. Длительное воздействие оксидов азота вызывает расширение клеток в корешках бронхов (тонких разветвлениях воздушных путей альвеол), ухудшение сопротивляемости легких к бактериям, а также расширение альвеол. 

Таким образом, характерные  компоненты химического загрязнения  окружающей среды от алюминиевого производства способствуют возникновению экологически зависимых заболеваний:

• новообразования (в т. ч. злокачественные);
• болезни костно-мышечной системы;
• болезни кожи и подкожной клетчатки;
• болезни крови;
• болезни органов дыхания;
• бронхиальная астма.