В биогеохимической провинции основной вклад в загрязнение окружающей среды вносят заводы по выпуску фосфорных минеральных удобрений. Тем более для города с неблагоприятными направлениями ветров являются северные и северо-восточные вторжения, удельный вес которых составляет 30%, т.е. в каждом третьем случае вредные выбросы из труб проносятся над городом.
Основными причинами загрязнения окружающей среды выбросами заводов являются неэффективность традиционных воздухоохранных мероприятий, нарушение технологического регламента, частые аварийные выбросы вредных химических веществ в атмосферу окружающей среды [1-2].
Результаты изучения состояния загрязненности атмосферы города показали, что по жилым зонам города наибольший уровень загрязнения атмосферного воздуха сложился в юго-западной зоне, где максимальная концентрация фосфорного ангидрида достигла 4,98 мг/м3, фтористого водорода 0,92 мг/м3, фосфина 0,42 мг/м3, пыли 0,41 мг/м3, диоксида серы 0,75 мг/м, окиси углерода 9,82 мг/м3, формальдегида 0,0085 мг/м3. Среднегодовая концентрация вышеуказанных химических веществ, загрязняющих атмосферу города превышали ПДК от 1,2 (диоксид серы) до 42,0 (фтористый водород) раза.
По степени загрязненности атмосферы селитебных зон второе ранговое место заняла юго-восточная жилая зона. В этой зоне среднегодовая концентрация фосфорного ангидрида в атмосфере превышала ПДК в 29,7 раза, фтористого ангидрида 39,6 раза, фосфина 36,2 раза, пыли 1,9 раза, окиси углерода 1,1 раза, формальдегида 1,4 раза.
Центральная северо-западная и северо-восточная селитебные зоны по степени загрязненности также по основным компонентам значительно превышают предельно-допустимые концентрации. Условия жилых зон г.Тараза на основе оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха по комплексному показателю «Р» характеризуются следующим образом:
- наибольший уровень антропогенного загрязнения атмосферы, характеризующий как «очень сильный» отмечен по господствующей «розе ветров» в юго-западной (3,6,7 период социально-экономического кризиса и 46.2 период восстановления деятельности заводов) жилой зоне;
- очень сильное загрязнение атмосферного воздуха в оба сравниваемые периоды отмечено в северозападной и юго-восточной жилых зонах, где комплексный показатель «Р» составил от 32,3 до 42,3 единиц.
В зависимости от расстояния жилых зон от заводов по производству фосфорных минеральных удобрений и от интенсивности господствующих ветров сформированы уровни среднегодовой концентрации фтора в водоисточниках центральной (42,9 и 52,6 ПДК), северо-западной (42,8 и 51,8 ПДК) и северо-восточной (38,7 и 48,2 ПДК) жилых зонах. Такое же положение распространяется и к закономерности формирования уровня среднегодовой концентрации фосфатов. Так, его уровень в центральной жилой зоне в период социальноэкономического кризиса составил от 36,4 до 41,4 ПДК, а в период восстановления повысилась до 46,4 ПДК в центральной, до 48,7 ПДК в юго-восточной, до 46,2 ПДК в северо-западной и до 41,7 ПДК в северо-восточной жилых зонах.
В последние 5 лет (2000-2004гг.) загрязнение поверхностных водоисточников значительно усилилось. Уже к чрезвычайному уровню загрязнения отнесены водоисточники не только юго-западной жилой зоны (Ксум=121,3), но и юго-восточного селитебного (Ксум=103,7) района территории города. Уровень загрязнения водоисточников остальных жилых зон находится в пределах от 81,9 до 98,5 единиц, характеризующаяся как «очень высокий» уровень загрязнения.
Таким образом, уровень загрязнения водоисточников и степень его опасности для здоровья населения прямо детерминирован количественной и качественной характеристикой выбросов предприятий по выпуску фосфорных минеральных удобрений, сформировавших биогеохимическую провинцию в Жамбылской области. Среднегодовая концентрация фосфорного ангидрида в почве юго-западной зоны города превышала ПДК 23,7 раза, центральной жилой зоне 21,3 раза, юго-восточной жилой зоне 22,8 раза, северо-западной зоне 22 раза и северо-восточной зоне 19,4 раза.
Уровень среднегодовой концентрации фтора в почве юго-западной жилой зоне был наибольшим (28,9 ПДК), а наибольший уровень его среднегодовой концентрации была установлена в северо-восточной жилой зоне 20,3 ПДК. В центральной (24,1 ПДК), юго-восточной (26,4 ПДК), северо-западной (25,8 ПДК) жилых зонах среднегодовая концентрация по фтору также была значительна.
Среднегодовая концентрация фосфористого водорода в почве по жилым зонам повторяет ту же закономерность, что и по фосфорному ангидриду и фтору. Максимальная среднегодовая концентрации фосфористого водорода установлена в почве юго-западной жилой зоны (24,6 ПДК), а минимальная среднегодовая концентрация зафиксирована в почве северо-восточной жилой зоны и составила 122,85 мг/кг (18,9 ПДК). Преимущественное загрязнение почвы юго-восточной, юго-западной жилых зон соединениями фосфора объясняется наименьшим расстоянием до источников загрязнения, преобладающим уровнем «розы ветров» по этим направлениям.
Таким образом, в зависимости от расстояния жилых зон до фосфорных заводов, метеорологических условий жилые зоны города в разной степени загрязнены фосфорными соединениями и фтором. По результатам наших исследований загрязненность почвы жилых зон города за последние 5 лет значительно возросла. Среднегодовая концентрация фосфорного ангидрида в почве жилых зон города в 2000-2004гг. превышала ПДК от 34,3 до 42,6 ПДК, фтора от 39,2 до 48,4 ПДК, а по фосфористому водороду от 36,5 до 44,5 ПДК.
Оценка суммарного показателя загрязнения почв жилых зон города показала, что наибольшее антропогенное значение почвы, характеризующееся как «очень высокая» степень опасности для здоровья населения отмечается в юго-западной зоне, уровень которой составляла в среднем от 38,2 до 66,8 единиц. К очень высокой степени опасности загрязнения почвы относятся также центральная (от 31,3 до 54,7 ед.), юговосточная (от 35,3 до 61,9 ед.) жилые зоны города.
Суммарный уровень показателя загрязнения почв жилых зон характеризуется «чрезвычайно высокой» степенью опасности для здоровья. Только лишь северо-западной (48,3) и северо-восточной жилых зонах суммарный уровень показателя загрязнения почв оценен как «очень высокая» степень опасности для здоровья. В целом, в зависимости от интенсивности выбросов фосфорных заводов суммарный уровень показателя загрязнения почвы находился в пределах от «очень высокой» до «чрезвычайно высокой» степени опасности для здоровья населения города.
В связи с восстановлением мощности заводов по производству фосфорных минеральных удобрений отмечается резкое ухудшение состояния окружающей среды. В юго-западной жилой зоне города складывается зона экологического бедствия (102,9), а во всех остальных жилых зонах города складывается чрезвычайно опасная степень загрязнения окружающей среды, которые способствуют резкому ухудшению демографической ситуации и здоровья населения этих жилых зон города. Состояние здоровья населения можно оценить следующим образом: наблюдается дальнейшее увеличение заболеваемости, хронизация имеющихся патологий, которые влияют на демографические и генетические сдвиги в организме.
Исследования, проведенные, нами позволили установить зональное загрязнение объектов окружающей среды основными химическими веществами, представляющих выбросы фосфорных заводов. Полученные данные о загрязнении атмосферного воздуха в период от 1995-1999гг. показали, что высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха фосфином в северо-западном направлении отмечен на расстоянии 5 км, 10 км., 20 км, где концентрация химического вещества превышала ПДК в 21,4; 14,9; 3,2 раза соответственно.
В южном направлении на расстоянии 10 км уровень содержания фосфина в атмосферном воздухе составил 0,128 мг/м, что превышает ПДК в 12,8 раза.
В восточном и северном направлении на расстоянии 10 км превышение ПДК концентрации фосфина в атмосфере составило 8,7 и 13,4 раза соответственно. В северо-западном направлении в 5 км от фосфорных предприятий концентрация фтористого ангидрида в атмосферном воздухе превышала ПДК в 34,3 раза (0,688 мг/м), в 10 км 22,7 раза (0,454 мг/м) в 20 км- 8,3 раза (0,066 мг/м). В южном, восточном, северном направлении на расстоянии 10 км от источника превышение ПДК по фтористому водороду было 18,9; 12,1 и 20,6 раза соответственно. В северо-западном направлении на расстоянии 5 км максимальная концентрация фосфорного ангидрида достигла 2,867 мг/м, а среднегодовая его концентрация превышала ПДК 18,6 раза. На расстоянии 10 км (11,6 ПДК) и 20 км (2,4 ПДК) концентрация этого химического вещества в атмосфере значительно меньше, но также остается выше предельно-допустимой концентрации. В южном, восточном и северном направлении на расстоянии 10 км от источника выбросов концентрация фосфорного ангидрида превышала ПДК в 10,7; 6,4, и 12,0 раз.
Таким образом, состояние воздушного бассейна находилось в прямой зависимости от расстояния источников выбросов в атмосферу фосфорных соединений. В соответствии с вводом новых и восстановления старых мощностей фосфорных заводов, в период 2000-2004г.г. увеличился объем выбросов вредных веществ в окружающую среду. В этот период объем выбросов составил в среднем от 80,0 от 82,9 тыс. тонн в год. В контрольном пункте в северо-западном направлении на расстоянии 5 км от источника выбросов среднегодовая концентрация фосфина достигла 38,2 ПДК, фтористого водорода 59,7 ПДК, фосфорного ангидрида 32,1 ПДК, диоксида серы 2,8 ПДК и окиси углерода 3,2 ПДК.
На расстоянии 10 км, 20, 30 км превышение ПДК по фосфину составило от 6,2 до 28,7 раза, по фтористому водороду от 1,2 до 48,5 раза,, по фосфорному ангидриду от 1,2 до 22,7 раза. Выросла загрязненность атмосферного воздуха биогеохимической провинции в южном, восточном и северном направлении. При этом на расстоянии 10 км от источников выбросов концентрация фосфина превышала ПДК 19,2, 16,2, 19,4 раза, по фтористому водороду в 39,2; 31,7 и 42,3 раза, по фосфорному ангидриду в 16,9; 14,3 и 17,2 раза. В атмосфере превышение ПДК по диоксиду серы в северозападном направлении составило 1,9 раза, в южном направлении 1,02 раза и северном направлении 1,2 раза. Таким образом, уровень загрязнения атмосферного воздуха биогеохимической провинции химическими веществами фосфорного генеза прямо детерминирован с мощностью фосфорных предприятий, объемов выбросов в окружающую среду и расстоянием от источников загрязнения. Уровень загрязнения атмосферного воздуха по комплексному показателю «Р» выглядит следующим образом. По характеристике «очень сильное загрязнение» отмечено в 5 и 10км. по северо-западному направлению (39,4 и 26,7),а также в 10км. от источника выбросов по северному направлению (24,1). Антропогенное загрязнение, характеризуемое как «сильное» установлено в 20 км от (21,9) источника по северо-западному, 10 км от источника выбросов по южному (22,9) и восточному (20,3) направлениям. «Умеренное» антропогенное загрязнение отмечено 30 и 40 км от источника загрязнения по северо-западному направлению (10,3 и 7,4).
Таким образом, основными элементами-загрязнителями атмосферного воздуха биогеохимической провинции являются фосфин, фосфорный и фтористый ангидрид, диоксид серы и окись углерода. Развитие фосфорной промышленности в регионе воздействия на природную среду ведет к непрерывному накоплению в других объектах, в т.ч. в почве и воде перечисленных химических элементов.
К химическим элементам, не оказывающим вредного воздействия на окружающую среду, т.к. они содержатся в концентрациях, близких или ниже с уровнями их природного фона можно отнести аммиак, свинец, двуокись азота и углеводистые соединения.
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют о продолжающемся и значительном загрязнении атмосферного воздуха газообразными и пылевыми выбросами заводов по производству фосфорных минеральных удобрений, в которых содержится значительное количество фосфина, фосфорного и фтористого ангидрида.
Как известно, выбросы заводов по выпуску фосфорных минеральных удобрений не локализованы и распространяются на всю территорию биохимической провинции. В 25 км от источников выбросов в югозападном направлении водоисточники также наибольшей степени загрязнены фторидами (28,3 ПДК) и фосфатами (26,4 ПДК). В этой зоне среднегодовая концентрация железа (0,09 ПДК), свинца (0,42), цинка (0,06), меди (0,08 ПДК), хрома (0,36 ПДК), аммиака (0,16 ПДК), хлоридов (0,33 ПДК) характеризуется более низкими показателями загрязнения. На расстоянии 50,0 и 100,0 км в юго-западном направлении концентрация фторидов и фосфатов в поверхностных водоисточниках значительно снижается и составляет от 0,9 до 7,3 ПДК.
В южном направлении в 10 км от источников выбросов среднегодовая концентрация фторидов и фосфатов превышала ПДК на 16,4 и 19,2 раза соответственно. В восточном направлении в 10 км от фосфорных заводов среднегодовая концентрация вышеуказанных химических веществ несколько ниже, чем в южном направлении, но превышает ПДК от 10,8 до 12,4 ПДК, а в северном направлении и наоборот выше и составляет от 18, 2 до 21,8 ПДК.
Настоящее исследование подтвердило мнение, что и в условиях социально-экономического кризиса выбросы фосфорных предприятий продолжали загрязнять объекты окружающей среды. При этом концентрация основных факторов значительно превышала предельно допустимые их концентрации, представляя угрозу для здоровья населения биогеохимической провинции.
Чрезвычайно опасной степени загрязнения подвергнуты окружающая среда северо-западной, и северовосточной селитебных зон города на расстоянии 20-30 км от источников загрязнения по юго-западному направлению (Кос = 84,3 и 65,6) в районе сел Урнек и Тамды; в 10 км от источников загрязнения в южном направлении (с. Кумшагал, Кос = 87,3), по восточному (с. Кызыл Кайнар, Кос = 83,9) и северному - (с. Мырзатай, Кос = 92,6).
К опасной степени загрязнения окружающей среды отнесена биогеохимическая провинция в 40 км от источников загрязнения по юго-западному направлению господствующих ветров, в районе г. Каратау (Кос = 37,9). Таким образом, ранжирование территории на основе интегрального показателя позволило выделить зоны экологического бедствия и чрезвычайно опасные участки, где необходима реализация государственных природоохранных мероприятий, осуществляемых на основе экологического законодательства Республики Казахстан.
ЛИТЕРАТУРА
- .Саурбаев Т.К., Ахметова С.Д., Боребекова Ж.М., Уткельбаев Б. Проблемы совершенствования системы реформирования первичного звена здравоохранения // Международная научно-практическая конференция «Научные основы политики охраны здоровья и формирования здорового образа жизни в Республике Казахстан». Сб.научных трудов. - Алматы, 2003. - С. 180-182.
- .Абильдаев Т.Ш. Совершенствование системы территориально-отраслевого планирования и управления здравоохранением на региональном уровне // Материалы 2-ой Республиканской научно-практической конференции «Опыт проблемы и перспективы реформирования здравоохранения в РК». - Алматы, 2001. - С. 107-110.