Файл: Туровцев. Биоиндикация.pdf

151 

ный горошек, звездчатка жѐстколистная, ландыш майский, гравилат реч-

ной, ежа сборная, пырей гребенчатый и др. По мере накопления радионук-

лидов этими растениями содержание марганца в их золе снижается в 3-10 

раз. 

5.5. Полиароматические углеводороды и диоксины 

Среди органических веществ наиболее опасными из множества ток-

сичных соединений, образующихся при сжигании ископаемых топлив, му-

сора,  медицинских  отходов,  производства  химической,  нефтехимической, 

металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности являются 

по-

лиароматические углеводороды(ПАУ) 

и – особенно – 

диоксины.

 ПАУ объ-

единяют десятки веществ, для которых характерно наличие в химической 

структуре  трех  и более  конденсированных  бензольных  колец.  Группа ди-

оксинов объединяет сотни веществ, каждое из которых содержит специфи-

ческую гетероциклическую структуру с атомами хлора в качестве замести-

телей. 

ПАУ образуются в  процессах сгорания нефтепродуктов,  угля, дере-

ва, мусора, пищи, табака. Чем ниже температура в устройстве для сжига-

ния,  тем  больше  образуется  ПАУ.  Среди  них  наибольшей  канцерогенной 

токсичностью  обладают 

бен(а)пирен,  холантрен,  перилен,  дибенз(а)пирен

(Пурмаль, 1998). Вместе с другими продуктами сгорания ПАУ поступают 

в воздух. При комнатной температуре все ПАУ – твердые кристаллические 

вещества. Температуры их плавления близки к 200

0

С. При охлаждении го-

рячих  газов  ПАУ  конденсируются  вблизи  источников  выбросов,  но  их 

большая часть уносится на дальние расстояния в виде аэрозолей. Хорошим 

адсорбентом  для  ПАУ  являются  сажевые  частицы.  В  США  при  сгорании 

угля  в  воздух  выбрасывается  около  600  т  бенз(а)пирена  в  год.  Присутст-

вуют ПАУ и в питьевой воде (допустимый предел содержания ПАУ в воде 

– 200 нг/л). 

152 

Высокой  токсичностью  обладают  около  30  хлорзамещенных  диок-

синов.  Среди  них 

полихлорбифенилы

  –  целевой  продукт  химической  про-

мышленности.  Они  используются  в  виде  добавки  к  трансформаторным 

маслам  как  гидравлическая  жидкость,  теплоноситель,  жидкость  для  мощ-

ных конденсаторов. Объем их производства – сотни тысяч тонн в год. По-

ловина  суммарного  выброса  диоксинов  приходится  на  мусоросжигатель-

ные  заводы  и  сжигатели  медицинских  отходов.  Для  образования  диокси-

нов необходимы повышенная температура, наличие органических, особен-

но ароматических веществ и хлора. Заметную добавку к выбросам диокси-

нов в атмосферу приносят лесные пожары, работающие на угле теплоэлек-

тростанции. 

В  России  основным  источником  диоксинов  являются  предприятия 

химической промышленности и целлюлозно-бумажные комбинаты, на ко-

торых применяют хлорную отбелку целлюлозы. Сточные воды целлюлоз-

но-бумажных комбинатов содержат высокотоксичные 

полихлордибензофу-

раны

. 

Диоксины обладают политоксичностью. Для них не существует норм 

ПДК.  Длительное  воздействие  диоксинов  в  ничтожных  концентрациях 

приводит к росту онкологических заболеваний, гибели плода в матке, рож-

дению  детей  с  физическими  и  психическими  уродствами,  к  снижению  и 

потере иммунитета,  утрате фертильной мужской спермы. Основное коли-

чество диоксинов попадает в организм с пищей. Больше всего диоксинов в 

жирных сортах рыбы и мяса, масле, сырах. Допустимая суточная доза по-

ступления диоксинов в организм не более 10

-11

г/кг в день, их содержание в 

воде  не  должно  превышать  2∙10

-11

г/л.  Диоксины  выводятся  из  организма 

крайне  медленно.  Это  связано  с  тем,  что  их  подавляющая  часть  концен-

трируется в жировых тканях организма. Период полувыведения диоксинов 

составляет от одного года до 10 лет. 

5.6. Нефть и нефтепродукты 

153 

Значительный вклад в загрязнение окружающей среды углеводоро-

дами  вносит  нефте-  и  газодобывающая  промышленность.  В  России  в  на-

стоящее время 27 нефте- и 17 газодобывающих регионов, где добывается 

около 350 млн т нефти, включая газовый конденсат, и около 600 млрд м

3

природного газа. 

Около 66% общероссийского объема нефтедобычи и 92% газодобы-

чи приходится на долю Тюменской области. Загрязнения происходят в ре-

зультате  утечки  и  разливов  нефти  и  газа  из  трубопроводов,  на  нефтепро-

мыслах, закачивания в скважины высокоминерализованных растворов для 

увеличения  нефтеотдачи,  засоления  почв  пластовыми  водами,  сжигания 

нефти и нефтепродуктов. Общая протяженность нефтепродуктопроводов в 

России  составляет  62  тыс.км,  магистральных  газопроводов  –  149  тыс.км. 

Только по Тверской области общей площадью 84,1 тыс.км

2

 проходит более 

1100  км  протяженных  нефте-  и  газопроводов,  где  ежегодно  отмечаются 

прорывы и загрязнения почвы нефтью и газом. Наиболее важные магист-

рали: нефтепроводы Сургут – Новополоцк и Нижний Новгород – Кириши, 

газопроводы  Ухта  –  Торжок  –  Минск  («Сияние  Севера»)  и  Серпухов  – 

Санкт-Петербург (с ответвлением на Псков). 

Особенно опасны разливы нефти при ее добыче в шельфовой части 

морей, а также при авариях на нефтеналивных судах. 

Нефтепродукты  оказывают  наибольшее  отрицательное  влияние  на 

почву, загрязняя еѐ основными органическими компонентами нефти: 

орга-

ническим углеродом, азотом, битумозными веществами, полициклически-

ми ароматическими углеводородами, 

в частности 3

,4-бенз(а)пиреном,  1,2-

бенз(а)периленом

,  обладающим  канцерогенными  и  мутагенными  свойст-

вами. При концентрации битумозных веществ в пахотном горизонте 4-5% 

происходит практически полная гибель посевов зерновых культур. При их 

концентрации 2,0% численность растений уменьшается в два раза, а высо-

та растений в 3-4 раза по сравнению с контролем. Хозяйственное освоение 

154 

нефтезагрязненных почв без применения рекультивации земель возможно 

лишь  через  15-20  летнего  срока.  К  свежим нефтяным  загрязнениям  отно-

сятся разливы нефти с момента аварии до 3-4 лет, к старым – разливы дав-

ностью  4-5  лет  с  момента  разлива.  Для  свежих  разливов характерно  при-

сутствие в загрязненных почвах парафиновых углеводородов с температу-

рой кипения до 300

0

С.  На участке свежего нефтяного загрязнения токсич-

ность почвы превышает контрольную в 5, а старого – в 50-100 раз. 

Хорошим  индикатором  загрязнения  почв  нефтью  являются 

сравни-

тельно  крупные  почвенные  беспозвоночные,  микроорганизмы,  грибы  мик-

ромицеты, водоросли

. 

Следовые количества нефти в подстилке (до 1%) не влияют на педо-

бионтов.  В  интервале  концентраций  нефти  от  1  до  12-14%  происходят 

лишь количественные изменения в численности и биомассе мезофауны. С 

дальнейшим ростом интенсивности загрязнения почвы нефтью обедняется 

видовый состав, погибают наименее устойчивые элементы фауны (

моллю-

ски,  равнокрылые  хоботные,  гусеницы  бабочек

).  Трофическая  структура 

населения  беспозвоночных  является  наиболее  консервативной  характери-

стикой и претерпевает изменения, начиная с концентрации нефти 20-25%; 

наиболее  устойчивы  хищные  педобионты,  из  которых  складываются  со-

общества мезофауны на последних стадиях деградации. 

Восстановление сообществ почвенной мезофауны начинается по ме-

ре снижения концентраций в почве и токсичности остаточного нефтепро-

дукта.  На  начальных  стадиях  восстановления  комплексы  почвенных  бес-

позвоночных  слагаются  преимущественно  из  хищников  (

пауки,  жужели-

цы

). Заселение территории разлива начинается с краев. На втором этапе – 

по мере накопления на поверхности пятна растительных остатков – пятно 

заселяют сапрофаги. На третьем этапе – по мере освоения пятна растения-

ми – появляются фитофаги. Трофическая структура сообщества восстанав-

ливается.  В  дальнейшем  увеличиваются  численность,  биомасса,  видовое 

155 

разнообразие  сообществ.  Быстрее  всего  восстанавливают  численность 

многоножки

,  затем 

насекомые,  паукообразные

,  далее 

кольчатые  черви

, 

моллюски

  (Соромотин,  1991,  Никифорова,  Солнцева  и  др.  1987,  Восста-

новление, 1988). 

В лесостепи при среднем и высоком уровнях загрязнения нефтью (24 

и 48 л/м

2

)

дождевые черви

  отсутствуют.  При  невысоком  уровне  загрязне-

ния (6 л/м

2

) их численность восстанавливается не ранее чем через 3-4 года. 

Внесение дождевых червей в почву с 3-5% загрязнением нефтью без рых-

ления  на  третьи  сутки  приводит  к  полной  гибели  червей.  Для  дождевых 

червей  наиболее  токсичны  легкие  фракции  нефти.  При  10%  загрязнении 

почвы  нефтью  с  рыхлением  гибнет  50%  червей.  Наиболее  устойчив  к  за-

грязнению нефтью вид 

эзения отвратительная

. Среди хищных членисто-

ногих высокую устойчивость к нефтяному загрязнению проявляют 

губоно-

гие многоножки

. 

Низкие уровни нефтяного загрязнения практически не оказывают от-

рицательного воздействия на почвенные микроорганизмы. Средние уровни 

приводят к перераспределению степени доминирования в составе активно 

функционирующих в почве микроорганизмов. Очень высокому уровню за-

грязнения соответствует практически полное подавление активности мик-

роорганизмов в почве. При 6-10% загрязнении почвы нефтью увеличивает-

ся численность бактерий, использующих нефть как источник пищи, подав-

ляется развитие 

азотобактера

. 

Засоление  почв  нефтепромысловыми  водами  подавляет  развитие 

почвенных бактерий, грибов, актиномицетов

, приводит к резким измене-

ниям в комплексах почвенных животных. Отрицательный эффект свежего 

засоления  проявляется  в  верхней,  старого  –  в  нижней  части  пахотного 

слоя. Наиболее быстро заселяют засоленные участки 

личинки двукрылых и 

щелкунов

.