научная статья по теме ОТКУДА В РЕЧНОЙ ВОДЕ ПЕСТИЦИДЫ? Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук
Текст научной статьи на тему «ОТКУДА В РЕЧНОЙ ВОДЕ ПЕСТИЦИДЫ?»
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2008, том 78, № 12, с. 1065-1067
В статье говорится об обнаружении современных источников загрязнения речной воды стойкими хлорорганическими пестицидами в условиях прекращения их массового применения в сельском хозяйстве бывшего СССР. Для снижения продолжающегося загрязнения водной среды авторы предлагают специальные профилактические меры.
ОТКУДА В РЕЧНОЙ ВОДЕ ПЕСТИЦИДЫ?
Р. В. Галиулин, Р. А. Галиулина
К числу пестицидов, очень активно применявшихся на территории бывшего СССР в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур и многолетних насаждений, относятся ДДТ (ди-хлордифенилтрихлорметилметан) и ГХЦГ (гек-сахлорциклогексан). Причиной продолжающегося мониторинга содержания остатков ДДТ и ГХЦГ в водной среде является их чрезвычайно высокая стойкость в природных условиях, а также возможность попадания в водоёмы и водотоки различными путями из мест локализации. Здесь под остатками ДДТ подразумевается сумма веществ в виде исходного соединения и его основных метаболитов - ДДЭ (дихлордифенилдихлор-этилен) и ДДД (дихлордифенилдихлорметилме-тан), а в случае ГХЦГ - сумма его изомеров а-, Р-, у- и 5-ГХЦГ и др. О высокой стойкости ДДТ и ГХЦГ свидетельствуют расчёты, проведённые по результатам мониторинга содержания их остатков в различных почвенных районах Мугано-Са-льянского земельного массива (Азербайджан), согласно которым периоды полного исчезновения веществ (Т99) находятся в пределах от 14 до
Авторы работают в Институте фундаментальных проблем биологии РАН. ГАЛИУЛИН Рауф Валиевич -доктор географических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории функциональной экологии. ГА-ЛИУЛИНА Роза Адхамовна - научный сотрудник той же лаборатории.
142 лет (табл.) [1]. Следует отметить, что чрезвычайно высокая стойкость, в частности, ДДТ в почве, как чужеродного для природы соединения определяется экзотичностью структуры его молекулы для микроорганизмов, доводящих органические вещества до глубокой деструкции или минерализации, а также отсутствием оптимальных значений определяющих их факторов - температуры, влажности, аэрации, окислительно-восстановительного потенциала, рН почвы и содержания в ней необходимых для микробных клеток источников питания и энергии. Поэтому ДДТ в почве претерпевает первоначально лишь частичное превращение до стадии образования ДДЭ или ДДД и в таком составе не только долго сохраняется в почве, но и попадает в водную среду.
Несмотря на прекращение применения ДДТ и ГХЦГ в сельском хозяйстве, загрязнение водной среды в настоящее время может происходить двумя путями: из точечных или концентрированных источников, то есть шламонакопителей химических предприятий по производству пестицидов или мест захоронения их препаратов - могильников, находящихся в крайне неудовлетворительном состоянии; из диффузных или рассеянных источников, то есть загрязнённых участков территорий, подобных Мугано-Сальянскому земельному массиву, где ранее эти пестициды интенсивно применялись и находятся в рассредоточенном состоянии на больших площадях под сельскохозяйственными культурами и многолетними насаждениями. Из-за названных особенностей локализации веществ уровень загрязнения воды остатками ДДТ и ГХЦГ из точечных источников будет всегда выше их предельно допустимых концентраций (ПДК), из диффузных источников - ниже ПДК. Идентификация подобных источников загрязнения имеет важное экологическое значение, так как водоёмы или водотоки используются для хозяйственно-питьевых целей и рыбного промысла, а при загрязнении остатками пестицидов возникает риск их поступления по пищевым цепям в организм человека и накопление в отдельных органах и тка-
Периоды исчезновения остатков стойких хлорорганических пестицидов ДДТ и ГХЦГ* в почвенных районах Му-гано-Сальянского земельного массива Азербайджана [1]
Почвенные Типы почв Периоды исчезновения, годы
районы 1 50 ** 1 95 ** 1 99 *** 1 ПДК
Северо-Муганский и Восточно-Прикуринский Сероземно-луговые 5-21 23-92 35-142 23-91
Южно-Муганский Каштановые восточно-закавказские; лугово-каштановые; сероземно-луговые и др. 2 9 14 13
Приакушинский Сероземно-луговые 5 21 33 22
* ДДТ, ДДЭ, ДДД, а-, Р-, у- и 5-ГХЦГ. ** Периоды исчезновения остатков пестицидов на 50, 95 и 99%. *** Время достижения ПДК остатков пестицидов (0.1 мг/кг) в почве.
нях. Последнее чревато тяжёлыми последствиями, так как патологии печени и крови, повышение частоты злокачественных новообразований, спонтанных абортов, мертворождений и врождённых уродств нередко связываются с хронической интоксикацией организма остатками стойких хлорорганических пестицидов [2].
Основным критерием идентификации источников загрязнения является постоянное обнаружение в одном и том же водном объекте остатков ДДТ и ГХЦГ в количествах выше или ниже ПДК, что будет свидетельствовать о существовании в его водосборном бассейне соответственно точечных или диффузных источников. Диффузные источники остатков ДДТ и ГХЦГ были ранее нами обнаружены в поймах рек Московской области -Яхромы, Истры, Москвы и Оки, дельте р. Кубани Краснодарского края и долине р. Зеравшан Самаркандского оазиса (Узбекистан), известных зонах орошаемого земледелия [3].
Рассматриваемый подход по идентификации источников загрязнения был применён на двух водных объектах бассейна Каспийского моря -р. Чапаевке (г. Чапаевск, Самарская область), являющейся левым притоком р. Волги, и р. Куре (Азербайджан). По последним данным, оказалось, что в воде р. Чапаевки остатки ДДТ и ГХЦГ обнаруживались в количествах соответственно 3 и 13 ПДК, а содержание метаболита ДДТ - ДДЭ было в необычайно высоких пределах - 5.411.0 мг/л [4-6]. Это неслучайно, так как по [7-9], в расположенном на этой реке г. Чапаевске на базе химического предприятия действовало производство хлорорганических пестицидов, промышленные стоки которого после частичной очистки сбрасывались в реку. Можно предположить, что в результате этого сброса остатки пестицидов аккумулировались в речных илах, а при резком изменении температуры или рН воды происходило и происходит их высвобождение из сорбированного состояния и загрязнение водной массы. Кроме того, согласно [8, 9], в шламонако-
пителях химического предприятия до сих пор находятся отходы пестицидов, что представляет угрозу загрязнения грунтовых и речных вод в случае разгерметизации днищ этих хранилищ, если учитывать то обстоятельство, что питьевое водоснабжение города базируется на использовании подземных вод, а на водоёмах водосборного бассейна р. Чапаевки ведётся рыбный промысел. Об экологически сложной ситуации в данном районе свидетельствует установление относительно повышенных показателей заболеваемости женского населения раком молочной железы, причём по [9], почти 80% больных питались рыбой, выловленной вблизи города. Не исключено, что остатки хлорорганических пестицидов, обнаруживаемых в воде, могли поступать в организм и оказывать воздействие как через "водный фактор", так и через промежуточные звенья пищевой цепи [2].
Изучение другого водного объекта - р. Куры -показало, что содержание ДДТ и ГХЦГ в её воде после прекращения их применения было на 2-3 порядка ниже их ПДК, что на основании вышеназванного критерия идентификации свидетельствует о существовании диффузного источника загрязнения [10]. Известно, что вода р. Куры используется для орошения хлопчатника в Мугано-Сальянском земельном массиве, а на определённом участке в этот водоток сбрасывается часть дренажных вод, вымывающих или выщелачивающих остатки пестицидов из почвы. Обнаружение остатков ДДТ и ГХЦГ в относительно небольших количествах связано с тем, что их смыв или выщелачивание из загрязнённых почв идёт очень медленно, составляя десятые доли процента в год от общего содержания пестицидов в почвах. Как и в случае точечных источников, загрязнение водной массы может происходить также в результате высвобождения сорбированных остатков пестицидов из речных донных отложений под действием резкого изменения температуры или рН воды. Важным свидетельством продолжающегося поступления остатков ДДТ и ГХЦГ с водой р. Куры
ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 78 < 12 2008
ОТКУДА В РЕЧНОЙ ВОДЕ ПЕСТИЦИДЫ?
в Каспийское море является факт их недавнего обнаружения в мышечной ткани осетровых рыб (Huso huso, Acipenser gueldenstaedtii, A. stellatus и A. percicus), выловленных в прибрежных водах Азербайджана и, в частности, на предустьевых пространствах реки [11, 12]. Аккумуляция остатков пестицидов в рыбах связана как с их обитанием в загрязнённой морской воде, так и заходом в р. Куру для размножения. Наблюдения показали, что накопление ДДТ и ГХЦГ в организме, вследствие их хронического поступления в относительно небольших количествах, приводит к поражению мышечной ткани осетровых рыб [12]. Более того, накапливаясь в гонадах рыб, пестициды поражают не только родительские, но и последующие поколения [10], что может способствовать появлению уродств, остановке процессов индивидуального развития и провоцирует смертность на ранней стадии развития икры, рождение молоди, дающей впоследствии плохо размножающееся потомство.
Для выхода из сложной экологической ситуации, отмечаемой непосредственно в водосборных бассейнах рек Чапаевки и Куры, предлагаются специальные профилактические и ремедиацион-ные меры, в числе которых следующие.
• Безотлагательная экспертиза технического состояния шламонакопителей химического предприятия г. Чапаевска, а при необходимости их реконструкция.
• Инвентаризация почвенного покрова Муга-но-Сальянского массива с целью выделения наиболее загрязнённых участков и их очистка от остатков ДДТ и ГХЦГ посредством внесения больших количеств (не менее 1% от массы почвы) органического удобрения в виде навоза и поддержания почвы в водонасыщенном состоянии в течение летних месяцев вплоть до достижения ПДК пестицидов (0.1 мг/кг).
• Обвалование, одернование и обсаживание кустарником наиболее загрязнённых участков полей хлопчатника в Мугано-Сальянском земельном массиве, находящихся рядом с водоёмами и водотоками.
• Оценка масштабов загр
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.