Предельно допустимые концентрации химических элементов с точки зрения экологической геохимии

• Совершенно не ясны и практически не учтены в ПДК последствия совместного воздействия на человека разных химических элементов (а тем более их токсичных соединений), находящихся в самых различных концентрациях. С одной стороны, ассоциация основных антропогенных загрязняющих веществ известна. В соответствии с законом ассоциаций химических элементов, образующих крупные техногенные геохимические аномалии, она определяется в основном уровнем развития науки техники в период загрязнения. Однако, с другой стороны, учесть все возможные комбинации совместного воздействия этих поллютантов, к тому же находящихся в разных концентрациях, практически невозможно. К настоящему времени нет даже работ, рассматривающих суммарное влияние на организмы группы химических элементов с различными аномальными (повышенными и пониженными) концентрациями.

Ряд химических элементов, при недостатке последних в среде (или продуктах питания), замещается их геохимическим аналогам. При этом возникают многие довольно тяжёлые болезни у растительных и животных (включая человека) организмов. К настоящему времени наиболее известными с этих позиций являются пары элементов Ca-Sr, Ba, S-Se. Так, уровская болезнь (поражение скелета человека и животных – искривление позвоночника, поражение суставов, ломкость костей, выпадение зубов и т. д.) характерна лишь для районов с пониженным содержанием Ca при избытке Ba и особенно Sr.

В районах с повышенным содержанием в почвах Se, переходящего в в растения, наблюдается специфическое отравление этим элементом, получившее название алкалоз. Однако внесение кристаллической серы (и даже гипса) в почвы с тем же содержанием селена уменьшило содержание этого элемента в выращенном на этих почвах зерне с 12 до 4 мг/кг. При концентрации в зерне селена около 12 мг/кг поедающие его крысы, кролики, крупный рогатый скот, лошади через несколько месяцев умирали. Вскрытие показало поражение печени, а в некоторых случаях – почек, сердца и селезёнки.

Таким образом, для геохимически подобных друг другу элементов чрезвычайно важным становиться относительное (по сравнению со средним) содержание каждого из них, так как одна и та же концентрация одного из этих элементов в одном случае является токсичной, а в других – совершенно безвредной. И это тоже было бы необходимо учесть в ПДК, иначе возможны большие ошибки, приводящие к ненужным затрат и заболеваниям людей.

Поступление в организм в существенно повышенных (или пониженных) содержаниях одних элементов, определяемое изменением концентрации в окружающей среде других элементов, как бы «наследуется» при перемещении по трофической цепи и часто сопровождается болезнями организмов. Это широко развитое для отдельных элементов явление также совершенно не отражено в ПДК, хотя оказывает чрезвычайно большое воздействие на организмы.

Всё рассмотренное, с позиции совместного токсичного воздействия нескольких химических элементов, делает практически невозможной разработку ПДК для больших территорий, включающих отдельные районы (и даже целые геохимические провинции) с повышенными или пониженными местными фоновыми содержаниями.

Токсичность химических элементов (их соединений) зависит не только от концентрации, но и от формы, а часто и от вида их нахождения в биосфере. Так, в почвах большинство химических элементов находится в минеральной форме. При этом чем труднее минерал растворим, тем менее доступны для организмов составляющие его химические элементы, а следовательно, меньше их токсичное воздействие даже при высоких концентрациях.

Рассмотрим в качестве примера поведение натрия. Более доступным и токсичным он будет при высоких концентрациях в почвенных растворах, а не в минералах. Однако и в разных минералах степень его доступности будет различной: в галите (NaCl) – доступен, а в жадеите (NaAlSi2O6) – практически недоступен. Подобных примеров можно привести очень много.

Учесть в ПДК все формы, а тем более конкретные виды, в которых находятся элементы, практически невозможно. Кроме того, растворимость многих соединений определяется щелочностью среды, температурой и ещё целым рядом изменяющихся в биосфере ландшафтно-химических факторов.

• Природное распределение химических элементов в различных типах горных пород отличается крайней неравномерностью (а как уже указывалось, любой химический элемент, попадающий в организм, при определённой концентрации и форме нахождения может стать токсичным).

Горными породами во многом определяется состав формирующихся на них (и за счёт них) почв, вод, растительных и животных организмов. К неравномерности распределения элементов в породах, а точнее, к вполне определённым концентрациям химических элементов в конкретных породах отдельных регионов живые организмы (от простейших до высших) «привыкли», по крайней мере, за миллион лет (четвертичный период). В некоторых регионах такое привыкание и эволюция происходили не один, а многие миллионы лет.

Перейти на страницу: 1 2 3

Немного больше об экологии

Методы сбора и изучения водорослей
По мере развития человеческого общества увеличивается антропогенная нагрузка на различные природные системы, и, в первую очередь, на водные. Изменение природного лика планеты влечет глубокую перестройку в самих экосистемах. Вследствие изменения физико-химических по ...

Теплоэнергетика и окружающая среда
Существует неразрывная взаимосвязь и взаимозависимость условий обеспечения теплоэнергопотребления и загрязнения окружающей среды. Взаимодействие этих двух факторов жизнедеятельности человека и развитие производственных сил привлекает постепенное внимание к проблеме ...