Автор: Города являются центрами интенсивного импактного загрязнения природной среды. В современных городах интенсивные потоки выбросов электростанций приводят к загрязнению почв канцерогенными экотоксикантами до опасных уровней концентраций. Наиболее опасными представителями загрязняющих веществ являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) — органические соединения, в химической структуре которых присутствуют два или более конденсированных бензольных колец [1]. Некоторые представители ПАУ обладают канцерогенными свойствами, что создаёт угрозу для здоровья населения [2]. Бенз(а)пирен (БаП) является канцерогенном первого класса опасности, содержание которого нормируется в почве. Предельно допустимая концентрация (ПДК) БаП в почве составляет 20 нг/г. ПАУ поступают в окружающую среду через выбросы от стационарных источников, постепенно оседая на поверхностном слое почвы. Загрязнение происходит в основном в пределах санитарно-защитной зоны, однако, в зависимости от метеорологических условий, оседание происходит и на значительном удалении от стационарного источника. В связи с этим цель данной работы: сравнить содержание ПАУ в почве Новочеркасской Государственной районной электростанции (НчГРЭС) за два года.
Для достижения поставленной цели на территории НчГРЭС была заложена одна мониторинговая площадка на расстоянии 2 км в северо-западном направлении по линии преобладающего ветра. Проба почвы отбиралась в течении двух лет: в 2018 и 2019 годах. Вокруг предприятия сосредоточены сельскохозяйственные поля, на которых выращивают зерновые культуры. Почва представлена чернозёмом обыкновенным с содержанием физической глины 53,4%, ила — 28,4%, органического углерода 2,2%, рН — 7,7. Отбор проб почвы осуществлен методом конверта на глубину 0-10 см.
Содержание ПАУ в почве определяли с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе Agilent 1260. Экстракцию ПАУ из образцов почв проводили гексаном в трехкратной повторности [3]. В исследовании определены ПАУ, входящие в список приоритетных поллютантов агентства по охране окружающей среды США, такие как: нафталин, фенантрен, флуорен, антрацен, аценафтен, аценафтилен, флуорантен, пирен, хризен, бенз(а)антрацен, бенз(Ь)флуорантен, бенз(к)флуорантен, бенз(а)пирен, дибенз^Щантрацен, бенз(g,h,i) перилен [4]. Результаты определения суммировались.
В результате исследования было установлено, что в 2018 году суммарное содержание ПАУ составило 4346,5 нг/г. Наибольший вклад в суммарное содержание внесли высокомолекулярные (Вм) ПАУ, к которым относятся бенз(а)антрацен, пирен, флуорантен, БаП, бенз(Ь)флуорантен, бенз(к)флуорантен, дибенз(a,h)антрацен, бенз(g,h,i)перилен. Содержание Вм ПАУ в почве за 2018 год равняется 3499,6 нг/г, что составило 77% от общей суммы. Содержание Нм соединений составило 852,7 нг/г. Среди индивидуальных соединений в почве, отобранной в 2018 году, преобладают фенантрен, пирен и антрацен. Содержание БаП составило 310 нг/г, что превышает ПДК в 15 раз.
В почве, отобранной в 2019 год, суммарное содержание ПАУ было меньше, чем в 2018 году и составило 3749,2 нг/г. Содержание Нм ПАУ в почве 2019 года составило 852,7 нг/г, что почти равняется содержанию ПАУ в почве за 2018 год. Снижение суммарного содержания ПАУ происходило за счёт уменьшения содержания Вм ПАУ. Содержание высокомолекулярных ПАУ в почве 2019 года составило 2896,5 нг/г, что на 603 нг/г меньше содержания Вм ПАУ за 2018 год. Содержание бенз(а)пирена увеличилось за год до 350,3 нг/г, что превышает ПДК в 17,5 раз.
Таким образом, в ходе исследования было установлено, что суммарное содержание ПАУ в почве НчГРЭС за два года уменьшилось с 4346,5 до 3749,2 нг/г. наибольший вклад в содержание ПАУ в почве за два года внесли высокомолекулярные ПАУ, в частности пирен, антрацен и бенз(а) пирен. Снижение содержания поллютантов в почве происходило за счёт уменьшения концентрации высокомолекулярных соединений. Содержание опасного БаП увеличилось в течении года примерно на 2 ПДК.
Благодарность: Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России, Соглашение No 075-15-2023-587, Соглашение № 075-15-2025-667) на оборудовании ЦКП «Биоинженерия почв», а также при поддержке Программы стратегического академического лидерства Южного федерального университета («Приоритет 2030»).
Литература
- Никифорова Е. М., Кошелева Н. Е. Полициклические ароматические углеводороды в городских почвах (Москва, Восточный округ)// Почвоведение, 2011, № 9, с. 1114-1127.
- Nisbet C., LaGoy P. Toxic equivalency factors (TEFs) for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) //Regulatory Toxicology and Pharma¬cology 16, 1992, p. 290-300.
- ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03. Методика выполнения измерений массовой доли 3,4-бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложений и твердых отходах методом ВЭЖХ с использованием анализатора жидкости
- US EPA (US Environmental Protection Agency). Integrated Risk Information System (IRIS). — Washington, DC: Office of Research and Development, 2020. URL: https://cfpub.epa.gov/ncea/iris_drafts/AtoZ.cfm. (accessed March 20, 2024).
Авторы: Шуваев Е.Г., Немцева А.А., Дудникова Т.С., Сушкова С.Н., Барбашев Ан.И. Южный федеральный университет, г.Ростов-на-Дону
