Источники, уровни накопления и экологическая опасность тяжелых металлов и металлоидов в почвах и фракции PM10 г. Северобайкальска

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения экологического состояния почвенного покрова промышленных городов, являющегося главной депонирующей средой техногенных выбросов тяжелых металлов и металлоидов, для выявления геохимических особенностей региона и оценки воздействия на здоровье населения. Цель: изучить источники и аккумуляцию тяжелых металлов и металлоидов в почвах и их фракции PM10 г. Северобайкальска и оценить связанные с ними риски для здоровья населения. Методы.Валовое содержание Zn, As, Cd, Pb, Cr, Co, Ni, Cu, Sb, Mo, V, W, Sr, Bi в пробах почв, угля и золы определяли масс-спектральным и атомно-эмиссионными методами с индуктивносвязанной плазмой, использовались геохимические (KK, Kc, Zc) и санитарно-гигиенические (Ко) показатели, рассчитывались риски для здоровья взрослого населения и детей, применялся анализ главных компонент (PCA). Результаты. В Северобайкальске приоритетными поллютантами почв являются Sb, Cu, Pb, Mo, Cr, наиболее загрязнены почвы и фракция PM10 транспортной зоны, где аккумулируются Sb, Cu, Pb, Co, V, W, Ni. Наибольшее влияние на химический состав городских почв и частиц PM10 оказывают выбросы железнодорожной инфраструктуры и сжигание угля на Центральной ТЭЦ (22 % для почв в целом и 48 % для фракции PM10). Средний суммарный уровень загрязнения городских почв и фракции PM10 соответствует низкому, неопасному уровню (Zc=6). Суммарный неканцерогенный риск попадания в организм детей частиц почвы, загрязненных тяжелыми металлами и металлоидами, превысил безопасный уровень 1 (от 1,60 в селитебной одноэтажной до 1,81 в транспортной зоне), для взрослого населения значения HI были ниже допустимого порогового значения. Для взрослого населения отсутствует канцерогенный риск, связанный с проглатыванием или попаданием в организм через кожный контакт As, Cr и Pb. Для детей выявлен опасный риск (ILCRingest 5,56*10-4) попадания в организм канцерогенных тяжелых металлов и металлоидов через проглатывание.

Relevance. The need to study the ecological state of the soil cover of industrial cities, which is the main depositing environment for technogenic emissions of heavy metals and metalloids, to identify the geochemical characteristics of the region and assess the impact on public health. Aim. To assess the sources and accumulation of heavy metals and metalloids in soils and their fraction PM10 in Severobaikalsk and to assess the risks associated with them for public health. Methods. Total content of Zn, As, Cd, Pb, Cr, Co, Ni, Cu, Sb, Mo, V, W, Sr, Bi in soil, coal and ash samples was determined by mass spectral and atomic emission methods with inductive-coupled plasma. Geochemical (KK, Kc, Zc), sanitary and hygienic (Ko) indicators were used. Health risks for adults and children were assessed. Principal component analysis was used. Results. In Severobaikalsk, the priority soil pollutants are Sb, Cu, Pb, Mo, Cr. The soils and their PM10 fraction in the transport zone, where Sb, Cu, Pb, Co, V, W, Ni are accumulated, are the most polluted. The greatest influence on the chemical composition of urban soils and PM10 particles is exerted by emissions from railway infrastructure and coal combustion at the Central Thermal Power Plant (22% for soils in general and 48% for the PM10 fraction). The average total level of contamination of urban soils and PM10 fraction corresponds to a low, non-hazardous level (Zc=6). The total non-carcinogenic risk of soil particles contaminated with heavy metals and metalloids. entering the body of children, exceeded the safe level 1 (from 1.60 in a residential one-story zone to 1.81 in a transport zone). For the adult population, HI values were below the acceptable threshold value. For adult health, there is no carcinogenic risk associated with ingestion or skin contact of As, Cr and Pb. For children, a dangerous risk (ILCRingest 5.56·10-4) of ingestion of carcinogenic heavy metals and metalloids was identified.