Свинец и проблемы экологии
Пути поступления свинца в организм
По степени воздействия на живые организмы свинец отнесен к классу высокоопасных веществ наряду с мышьяком, кадмием, ртутью, селеном, цинком, фтором и бенз(а)пиреном (ГОСТ 17.4.1.02-83).
Опасность свинца для человека определяется его значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Различные соединения свинца обладают разной токсичностью: малотоксичен стеарат свинца; токсичны соли неорганических кислот (хлорид свинца, сульфат свинца и др.); высокотоксичны алкилированные соединения, в частности, тетраэтилсвинец. Однако на практике, как правило, анализируется только общее содержание свинца в различных компонентах окружающей среды, продовольственном сырье и пищевых продуктах, без дифференциации на фракции и идентификации вида соединений.
В организм человека большая часть свинца поступает с продуктами питания (от 40 до 70% в разных странах и по различным возрастным группам), а также с питьевой водой, атмосферным воздухом, при курении, при случайном попадании в пищевод кусочков свинецсодержащей краски или загрязненной свинцом почвы.
С атмосферным воздухом поступает незначительное количество свинца - всего 1-2%, но при этом большая часть свинца абсорбируется в организме человека. В атмосферном воздухе большинства городов, где Росгидрометом проводится контроль за содержанием свинца, среднегодовая концентрация варьирует в пределах 0,01-0,05 мкг/м3, что значительно ниже ПДК - 0,3 мкг/мз. В таких условиях живет ориентировочно до 44 млн. горожан. Около 10 млн. человек проживает в городах с более высоким содержанием свинца - от 0,1 до 0,2 мкг/м3.
Более высокие концентрации свинца в атмосферном воздухе обнаружены при проведении специальных исследований в городах с крупными промышленными источниками эмиссии свинца - Белово, Владикавказ, Верхняя Пышма, Гусь-Хрустальный, Екатеринбург, Карабаш, Кировград, Красноуральск, Курск, Новосибирск, Ревда, Усолье-Сибирское и др. В этих городах проживает ориентировочно 2,5 млн. горожан. Концентрации свинца в воздухе этих городов превышают ПДК в несколько раз.
В питьевой воде различных стран мира содержание свинца изменяется в пределах 1- 60 мкг/л и в большинстве европейских стран не превышает 20 мкг/л. В России данные о содержании свинца в питьевой воде крайне немногочисленны. В московской питьевой воде его содержание варьирует в пределах 0,7-4 мкг/л. Возможно, что существует проблема загрязнения питьевых вод в районах расположения плавильных заводов или мест складирования промышленных отходов с высоким содержанием свинца.
Загрязненная свинцом почва является источником его поступления в продовольственное сырье и непосредственно в организм человека, особенно детей. Наиболее высокие концентрации свинца обнаруживаются в почве городов, где расположены предприятия по выплавке свинца, производству свинецсодержащих аккумуляторов или стекла (Белово, Владикавказ, Дальнегорск, Саранск, Рудная пристань, Свирск и ряд других).
В продовольственное сырье и пищевые продукты свинец может поступать из почвы, воды, воздуха, кормов сельскохозяйственных животных по ходу пищевой цепи. Кроме того, определенное значение имеет и возможность прямого загрязнения при производстве готовых изделий. Наиболее высокие уровни содержания свинца отмечаются в консервах в жестяной таре, рыбе свежей и мороженной, пшеничных отрубях, желатине, моллюсках и ракообразных. Высокое содержание свинца наблюдается в корнеплодах и других растительных продуктах, выращенных на землях вблизи промышленных районов и вдоль дорог.
Загрязнение продуктов в сборной жестяной банке объясняется тем, что припой, используемый при сварке швов, содержит до 60% свинца, а используемые покрытия не выдерживают "агрессивной" среды продукта.
По данным о потреблении продуктов питания в Российской Федерации, на основании материалов бюджетных обследований семей установлено, что расчетное поступление свинца в среднем на душу населения в год составляет 65,25 мг или 1,25 мг на одного чел. в неделю. В некоторых промышленных городах поступление свинца с продуктами питания несколько выше: у 10% обследуемого населения превышает величину 2 мг/чел. в неделю. В суточном рационе детей в возрасте 1-3 года потребление свинца составляет 14 мкг, в возрасте 4-6 лет - 64 мкг, 7-14 лет - 68 мкг и в возрасте 14-17 лет -87 мкг, т.е. поступление свинца с продуктами питания для детей до 7 лет изменяется в зависимости от возраста в пределах 14-68 мкг/сут.
Таблица 1
Пути поступления свинца в организм детей дошкольного возраста в городах России
Характеристика городов
Общее
поступление, мкг/сут
Пути поступления свинца в организм, %
с воздухом
с питьевой водой
с почвой и пылью
с продуктами питания
Города с относительно низким и средним уровнем загрязнения
23-33
0,3
1,5
11,3
86,9
Города с повышенным уровнем загрязнения
24-67
0,7
2,8
10,7
85,8
Среднее прогнозное содержание свинца в крови детей для городов с невысоким содержанием свинца в окружающей среде близко к контрольному нормативу ( 10 мкг/дл. В городах с высоким содержанием свинца в окружающей среде этот норматив может быть превышен почти вдвое.
Группы повышенного риска воздействия свинца
В России постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом. По данным Российского информационно-аналитического центра Госкомсанэпиднадзора России, случаи хронической свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности России.
Ведущими по числу случаев хронического отравления свинцом являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В электротехнической промышленности, цветной металлургии и машиностроении интоксикация обусловлена превышением ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз. Высокий удельный вес свинцовых интоксикаций в полиграфии вызван использованием в типографиях отдельных районов России (Амурская, Пензенская области и др.) морально устаревшего оборудования, ручной отливки и переплавки свинцовых шрифтов, ручного набора при несовершенной приточно-вытяжной вентиляции.
По результатам официальной статистики среди профессиональных интоксикаций свинцовая занимает первое место. Так, в 1994 г. среди всех острых и хронических профессиональных отравлений удельный вес свинцовой интоксикации составил 11,7%. Количество пострадавших составило 7,5 чел. на 10 000 работающих, из них 3,54 -с утратой трудоспособности. Удельный вес свинцовой интоксикации в структуре профессиональных отравлений, диагностированных в России, увеличился с 9,4% в 1991 г. до 11,6% в 1995г.
Среди рабочих, пострадавших от воздействия свинца, около 40% составляют женщины. Для женщин свинец представляет особую опасность, так как этот элемент обладает способностью проникать через плаценту и накапливаться в грудном молоке. ВОЗ отмечает возможность риска спонтанных абортов при концентрации свинца в крови беременных работниц 30 мкг/дл и увеличения числа хромосомных аберраций у рабочих при содержании свинца в крови свыше 80 мкг/дл.
Свинец и здоровье детей
Основным показателем воздействия cвинца на здоровье детей является уровень его содержания в крови, причем происходит постоянный пересмотр рекомендуемого нормативного содержания cвинца в крови. Результаты ряда крупных международных и национальных проектов подтвердили, что при увеличении концентрации cвинца в крови ребенка с 10 до 20 мкг/дл происходит снижение коэффициента умственного развития (IQ).
В России исследования по определению содержания cвинца в крови детей крайне немногочисленны, но их результаты свидетельствуют о его повышенном уровне у детей, проживающих вблизи аккумуляторного завода в С.-Петербурге, металлургических заводов в городах Белово, Карабаш и Красноуральск.
Допустимый уровень содержания свинца в волосах - 8-9 мкг/г. Систематические исследования по определению накопления свинца в волосах населения проводятся в различных городах России с 1980 г. с использованием современных инструментальных методов. За последние 15 лет проведено исследование около 5 тыс. образцов волос детского населения, проживающего в городах с различными источниками свинцовых выбросов. Среди детского населения, подвергающегося воздействию повышенных концентраций cвинца, наиболее высокие уровни его накопления отмечаются на территориях вблизи металлургических и аккумуляторных производств в городах Владикавказ, Курск, Карабаш, Красноуральск, Кыштым, Саратов, Челябинск, а также в зоне влияния Чернобыльской катастрофы.
Установлено значительное накопление cвинца в зубах детей, проживающих в уральских городах Карабаш, Кировград, Красноуральск, Верх-Нейвинск и Верхняя Пышма. Содержание cвинца в зубах этих детей значительно выше, чем то же в США и других странах мира.
Эффекты воздействия cвинца на здоровье детского населения рассмотрены по отдельным системам организма, на состояние которых этот металл оказывает наиболее выраженное влияние.
Неврологические эффекты. У маленьких детей изменения психомоторных реакций связывают с повышенным поступлением cвинца в организм при облизывании пальцев рук и игрушек, побывавших на загрязненной почве. Для детей школьного возраста характерно изменение показателя IQ. Влияние cвинца проявляется также в изменениях двигательной активности, координации движений, времени зрительно- и слухомоторной реакции, слухового восприятия и памяти. Эти изменения в психоневрологическом статусе ребенка возможны и в более старшем возрасте, что выражается в трудностях обучения и поступления в высшие учебные заведения.
Наиболее выражены изменения психоневрологического статуса у детей, проживающих вблизи аккумуляторных заводов в городах С.- Петербурге и Саратове и металлургических заводов в городах Белово и Красноуральск. В г. Белово Кемеровской области (среднее содержание свинца в крови детей 9,9 ± 0,5 мкг/дл) показатель тревожности детей встречается чаще, чем в других городах; болезни нервной системы у детей первого года жизни в этом городе представлены преимущественно энцефалопатиями и судорожным синдромом, а у детей старшего возраста ( неврозами, энурезами, эписиндромом. В г. Красноуральске (среднее содержание свинца в крови детей 13,1 ± 0,5 мкг/дл) у 76% детей отмечается задержка психического развития.
При длительном поступлении свинца возникают также нефрологические эффекты. Так, среди детей дошкольного возраста, проживающих вблизи Саранского электролампового завода, являющегося источником загрязнения окружающей среды свинцом и ртутью, распространенность заболеваний мочевой системы в 3 раза выше, чем в контрольном районе этого же города.
Воздействие свинца вызывает определенные изменения в сердечно-сосудистой системе. Патогенез поражения сердца при действии свинца связывается с поражением митохондрий, в частности с ингибированием поглощения ионов кальция. У детей с повышенным содержанием cвинца в крови (более 20 мкг/дл), проживающих вблизи аккумуляторного завода в С.-Петербурге, выявлены функциональные изменения сердечно-сосудистой системы.
Загрязнение окружающей среды свинцом оказывает влияние на состояние здоровья новорожденных. Новорожденные в городах Белово Кемеровской области и Карабаш Челябинской области имеют более низкие показатели физического развития, чем в контрольном районе. В другом городе с металлургическим производством, Владикавказе, у женщин увеличено число случаев бесплодия, самопроизвольных абортов, токсикозов, мертворождаемости и рождения детей с уродствами: дефектами развития костно-суставной системы, врожденными пороками сердца и др. Частота врожденных пороков развития выше среди детей, родители которых работают на металлургическом комбинате. В этом же городе у рабочих плавильных производств выявлено увеличение числа хромосомных аберраций.
Интегрированная биокинетическая модель поступления свинца в организм детей позволяет произвести оценки для детской популяции вероятностного распределения концентрации свинца в крови по имеющейся информации о поступлении свинца в организм различными путями. Риск рассчитывали как вероятность того, что концентрация свинца в крови детей превышает нормативные уровни, в качестве которых использовали принятые в США официальные медицинские нормативы содержания свинца в крови детей (шкала CDC), так как в России аналогичные стандарты не разработаны.
Для оценки риска проведены расчеты по обобщенным показателям содержания свинца в различных компонентах окружающей среды и пищевом рационе. При этом на основании изложенного выше материала города России (проанализировано свыше 150 городов) разделены на две основные группы: 1) с относительно низким и средним уровнем; 2) с повышенным уровнем содержания свинца в окружающей среде.
Расчеты вклада путей поступления в формируемую свинцовую нагрузку для детей, проживающих в городах России, показали преобладающую роль загрязнения продуктов питания: более 85% от общего поступления свинца в организм (табл. 1). Однако данные о загрязнении продуктов питания, используемых в рационе детей в России, весьма противоречивы. Поэтому необходим дополнительный анализ содержания свинца в продуктах питания.
Следует отметить также недостаточность имеющейся информации о содержании свинца в питьевой воде, что несомненно потребует дальнейшего изучения, поскольку использованные в расчетах значения по Москве могут не отражать реальный уровень загрязнения питьевой воды в различных городах России. Необходима систематизация имеющихся данных о содержании свинца в питьевой воде в различных регионах России.
Результаты расчетов рисков по шкале CDC (табл. 2) свидетельствуют о том, что почти у 44% детей в городах России могут возникать проблемы в поведении и обучении, обусловленные воздействием свинца; около 9% нуждаются в лечении; здоровье 0,2% детей находится в опасности и примерно 0,01% детей (500 из анализируемого контингента) нуждается в неотложном медицинском вмешательстве.
Таблица 2
Прогнозируемая численность детей с повышенным содержанием свинца в крови
Характеристика городов
Численность детей до 7 лет, млн. чел
общая
с содержанием свинца в крови, мкг/дл
10-19
20-44
45-69
более 70
Города с относительно низким и средним уровнем загрязнения
4,3
1,8
0,3
0,003
0,0
Города с повышенным уровнем загрязнения
0,2
0,1
0,1
0,006
0,0005
Всего
4,5
1,9
0,4
0,009
0,0005
2. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ
Стационарные источники
Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями металлургической промышленности определяется спецификой их производственной деятельности: непосредственное производство свинца и его соединений; попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси; очистка получаемой продукции от примеси свинца и т.д.
Из 640 кг в год свинца, сбрасываемого ежегодно в водные объекты со сточными водами, 570 кг (89%) принадлежало предприятиям, производящим цветные металлы. Сравнительно небольшие выбросы свинца предприятиями черной металлургии Российской Федерации определяются отсутствием в сырье сколь-либо значительного содержания свинца, хотя в ряде развитых стран мира наличие в рудном сырье и скрапе свинца создает серьезные экологические проблемы в доменном, мартеновском и электроплавильном переделах.
99,86% выбрасываемого в атмосферу свинца приходится на долю 11 из 39 предприятий цветной металлургии, в том числе около 94% этого металла выбрасывают 5 предприятий: Среднеуральский медеплавильный завод (291 т/год); Красноуральский медеплавильный комбинат (170 т/год); Кировградский медеплавильный комбинат (114 т/год); АО "Дальполиметалл" (28 т/год); завод "Электроцинк" (16 т/год).
Производство аккумуляторов в машиностроении использует половину потребляемого в стране свинца. Суммарные выбросы в атмосферу 7 аккумуляторных заводов России, объединенных в АО "Электрозаряд", составили в 1998 г. ориентировочно 38,2 т в пересчете на свинец; суммарные сбросы в водные объекты (через канализацию) - 35,3 т.
С переходом на применение в производстве кабелей пластмассовых материалов для оболочек произошло снижение потребления свинца и его сплавов кабельными заводами. К настоящему времени потребление свинца на заводах этой подотрасли снизилось до 5 тыс. т. Особенности применяемой технологии таковы, что выбросы свинца незначительны.
В топливно-энергетическом комплексе загрязнение окружающей среды свинцом обусловлено производством этилированных бензинов и сжиганием топлива (прежде всего угля).
В 1998 г. было произведено 27,4 млн. т автомобильных бензинов, в том числе 14,5 млн. т этилированных. Содержание свинца в этилированных бензинах колеблется от 0,15 до 0,37 г/л. Следует отметить, что неэтилированные бензины из-за технологии производства и транспортировки могут содержать свинец в концентрации до 0,01 г/л.
Несмотря на положительную тенденцию снижения выпуска этилированных бензинов, имеется ряд экономических и организационных причин, сдерживающих решение этой проблемы. Отказ от применения этиловой жидкости и использование альтернативных октаноповышающих добавок приводит к увеличению себестоимости автомобильных бензинов.
Расчеты, сделанные на основании официальных статистических данных о потреблении топлива субъектами Российской Федерации в 1993 г., показали, что при сжигании органического топлива (уголь, мазут, природный газ) в атмосферу России поступает примерно 400 т свинца.
Выбpосы и сбpосы соединений свинца в химическом комплексе связаны с пpоизводством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных пpисадок к автомобильным бензинам, полимеpизацией пластмасс и др.
В России этиловая жидкость (на основе тетраэтилсвинца - ТЭС) вырабатывается только одним предприятием - АО "Синтез" (г. Дзержинск, Нижегородская область). Производство этиловой жидкости на этом предприятии сократилось по сравнению с концом 80-х годов в 2 раза и составило в 1998 г. 8,9 тыс. т.
Сокращению производства этиловой жидкости на АО "Синтез" способствует выпуск рядом предприятий (Московский и Омский НПЗ, АО "Нижнекамскнефтехим", Тольяттинский и Волжский заводы синтетического каучука) октаноповышающих кислородсодержащих компонентов: МТБЭ и фэтерола (смесь МНБЭ с третбутиловым спиртом).
В лакокрасочном производстве по-прежнему (в последнее время во все меньших количествах) используют свинцовые пигменты. Пигменты, содержащие свинец, входят и в состав антикоррозийных покрытий, имеющих главным образом защитное, а не декоративное значение.
На предприятиях России в 1998 г. было произведено всего 800 т свинцового сурика, содержащего собственно свинца 725 т. В отличие от хрустальных изделий, в процессе бытового использования которых вероятность выщелачивания свинца и воздействия его на организм человека практически исключена, свинцовые краски представляют собой значительную опасность. В соответствии с Законом Российской Федерации "Об опасных химических веществах" и Законом Российской Федерации "О правах потребителей" свинецсодержащие краски не могут использоваться для покрытий, с которыми непосредственно контактирует человек. В целом выбросы в атмосферу соединений свинца предприятиями лакокрасочной промышленности составляют около 20 т. Эта цифра является оценочной, но сам порядок величины заслуживает того, чтобы провести детальную инвентаризацию использования и потерь соединений свинца в этой подотрасли.
Выбросы свинца стекольными предприятиями в целом по России оцениваются величиной порядка 100(200 т/год. Производство хрустальной посуды, оптического стекла типа "тяжелый флинт", деталей кинескопов, специальных свинцовых стекол для спайки с металлами и другими стеклами следует рассматривать как источники загрязнения окружающей среды, в первую очередь атмосферного воздуха, соединениями свинца. Потери свинца на таких предприятиях составляют 2-8% от массы вовлеченного в технологический процесс элемента. Концентрация свинца в отходящих газах при варке малосвинцового стекла составляет до 600 мг/м3.
В производство консервов (использование свинецсодержащих припоев при изготовлении жестяных банок) по приближенным оценкам на 1998 г. вовлечено от 100 до 200 т свинца. Несмотря на сокращение производства консервированных продуктов в 90-е годы, масса ежегодно поступающего в твердые бытовые отходы свинца в настоящее время может составлять десятки тонн. Еще большую опасность представляет возможность попадания свинца, содержащегося в припое, в продукты питания при хранении консервов.
Существенными источниками загрязнения окружающей среды свинцом и его соединениями являются предприятия оборонной промышленности. Так, монтажно-паечные работы обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений в приземный слой атмосферы в целом по России в объеме 1 т/год. Лакокрасочные, пропиточные, эмалировочные работы и работы с применением компаундов обусловливают эмиссию свинца и его неорганических соединений до 150 т/год без учета составов с высоким удельным содержанием свинца, но имеющих ограниченное применение. Поступление свинца в окружающую среду происходит также при производстве свинецсодержащих боеприпасов, нанесении свинцовых покрытий и других специальных работах.
Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) представляют собой мощные площадные источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, в том числе свинцом.
К собственно бытовым источникам поступления свинца в ТБО следует отнести отработанные свинцовые аккумуляторные батареи, потерявшие потребительские свойства провода и кабели, лакокрасочные покрытия (особенно выпущенные в прошлые десятилетия), изделия из хрусталя, свинцовых стекол, глазированную керамику, паяные изделия, в том числе и консервные жестяные банки, некоторые резиновые изделия. В продуктах мусоропереработки содержание свинца превышает таковое в земной коре от сотен до тысяч раз, т. е. достигает 0,16-1,6% весовых.
По экспертным оценкам на свалках, транспортных площадках и других местах по всей территории России в настоящее время находится до 1 млн. т свинца в отработанных аккумуляторах. При существующем положении с их переработкой эта величина возрастает на 50-60 тыс. т ежегодно.
По данным Госкомстата России в стране в последние годы в связи с падением уровня производства динамика выбросов свинца и его соединений в атмосферный воздух от стационарных источников имеет устойчивую тенденцию к снижению.
Вклад различных отраслей промышленности в загрязнение атмосферного воздуха свинцом стационарными источниками оценивается, по данным Госкомстата России, следующим образом:
- цветная металлургия - 86,7%;
- машиностроение и металлообработка - 8,8%;
- черная металлургия - 1,4%;
- химическая и нефтехимическая промышленность - 0,5%;
- деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность - 0,3%;
- транспортные предприятия, пищевая промышленность, промышленность строительных материалов, электроэнергетика и топливная промышленность - по 0,1%;
- другие отрасли промышленности - около 1,8%.
Поступление свинца в поверхностные водные объекты со сточными водами имеет также тенденцию к снижению. В 1998 г., по данным Госкомстата России, свинца было сброшено в 3,1 раза меньше, чем в 1991 г. - 50,47 т (в пересчете на свинец). Хотелось бы считать, что подобная ситуация объясняется проводимыми природоохранными мероприятиями, но, очевидно, это всего лишь следсвие сокращения примерно во столько же раз объемов промышленного производства на территории России.
Наибольшие темпы снижения сбросов свинца за последние 5 лет отмечены в Москве и Московской области (в 20 раз), Санкт-Петербурге и Ленинградской области (в 7 раз). Рост сбросов свинца наблюдается в Архангельской, Орловской и Иркутской областях, Республике Башкортостан, Приморском крае.
Нестационарные источники
По данным ГВЦ УВД ГАИ в России насчитывется 19,6 млн. автомобилей, в том числе - 14,7 млн. легковых, 4,2 млн. грузовых автомобилей и около 0,7 млн. автобусов.
Количество автомобилей, использующих газ в качестве топлива, не превышает 2%. Доля грузовых автомобилей с дизельным двигателем составляет в среднем для России 28%, а автобусов - примерно 63%.
Суммарное ежегодное поступление свинца в атмосферу от автотранспорта на территории России оценивается величиной около 4 тыс. т. Пространственное распределение этих выбросов показывает, что максимальная нагрузка свинца от выбросов автотранспорта приходится на Московскую и Самарскую области. За ними следуют Калужская, Нижегородская, Владимирская области и другие субъекты Федерации, расположенные в центральной части ЕТР и Северного Кавказа.
Наибольшие абсолютные выбросы свинца отмечаются в Уральском (685 т), Поволжском (651 т) и Западно-Сибирском (568 т) регионах.
54% общей массы свинца поступает в атмосферу от грузового транспорта.
В авиации использование этилированных бензинов марок Б-91/115, Б-100/130, Б-95/130 и др. поршневыми самолетами типа АН-2, ЯК-18 и вертолетами типа КА-26 сопровождается годовой эмиссией свинца и его окислов в атмосферу в количестве 3,6-3,7 т/год (всем парком авиационной техники указанного класса).
В ракетно-космической технике основным источником свинцового загрязнения являются пиросредства. Наибольшее применение получили пиросредства (пиропатроны, разрывные болты, трубки дистанционного типа и др.), снаряженные капсюлями-детонаторами и электродетонаторами с инициирующим составом из азида свинца и тринитрорезорцината свинца (или стифаната свинца), при срабатывании которых в числе других вредных веществ выделяется свинец в парообразном состоянии. Общая эмиссия указанных соединений свинца составляет от 250 до 500 т/год.
К нестационарным источникам поступления свинца в окружающую среду следует отнести также охотничий промысел и любительскую охоту, в частности загрязнение окружающей среды свинцовой дробью. Оценочные расчеты свидетельствуют, что в целом по России ежегодно в водно-болотные угодья попадает до 1400 т свинца.
В табл. 3 приведены сравнительные данные по источникам загрязнения окружающей среды Российской Федерации свинцом. Анализ приведенных в ней материалов свидетельствует, что несомненным лидером в загрязнении свинцом всех компонентов природной среды России является автотранспорт (примерно 70% всех выбросов в атмосферу).
Таблица 3
Характеристика источников свинцового загрязнения окружающей среды России в 1998 г.
по отраслям и видам деятельности, (тонны свинца).
Наименование источников
Выбросы
в атмосферу
Сбросы
в водные объекты
Образование
отходов
Стационарные источники:
Данные Госкомстата России по всем отраслям
615,5
50,5
1 864 056
Отраслевые данные:
Металлургия
671
0,64
в том числе цветная
660
0,57
900
Машиностроение
38,2
3,5
-
Сжигание топлива (уголь, нефть, газ)
400
-
-
Химическая, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность
0,94
9,55
725
Стекольное производство (оценка)
100-200
15-20
100
Производство консервов (оценка)
-
-
100-200
Оборонная промышленность (оценка)
150
-
-
Нестационарные источники:
Автотранспорт
4 000
1 000
60 000
Авиация и ракетно-космическая техника (оценка)
400
-
-
Охота (оценка)
-
1 400
-
Характер загрязнения свинцом
Пространственное распределение фонового содержания свинца в атмосфере неоднородно и в значительной степени определяется распределением его антропогенных источников на территории России. Фоновое содержание свинца в атмосфере (данные максимальных разовых, среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций) не превышает значений предельно допустимых концентраций (ПДК).
Как правило, наиболее высокие концентрации свинца в фоновых районах наблюдаются в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы.
За последние 5 лет для большинства районов России наблюдается уменьшение содержания свинца в атмосфере (примеры - на рис. 6), что связано как с сокращением производства и, соответственно, выбросов свинца внутри страны, так и со снижением трансграничного переноса свинца вследствие сокращения потребления этилированного бензина за рубежом. Наиболее заметное снижение концентрации свинца в воздухе регистрируется в центральной части ЕТР.
Максимальный уровень загрязнения природных сред регистрируется в городах и промышленных центрах. Значения средних за концентраций свинца в атмосфере городов составили 0,01-0,5 мкг/м3. Для большинства городов России среднегодовая концентрация свинца не превышала значений 0,1 мкг/м3.
Наиболее высокий уровень загрязнения воздуха свинцом, превышающий принятые в России нормы (ПДК - 0,3 мкг/м3), отмечался в в городах Комсомольск-на-Амуре, Тобольск, Тюмень, Карабаш, Владимир, Владивосток (до 0,5 мкг/м3)
Значения среднемесячных концентраций свинца в атмосфере отличаются большей изменчивостью по сравнению с данными его среднегодового содержания в воздухе. В 1995 г. в 29 городах России среднемесячные концентрации свинца превышали значения ПДК. Промышленные источники свинца обуславливают загрязнение обширных территорий за счет процессов дальнего атмосферного переноса загрязненных воздушных масс.
Выпадение свинца на ЕТР составило около 16 тыс. т в год, из которых за 10 тыс. т была ответственна собственно Россия. Вследствие преимущественно западного и юго-западного направления ветров, поступление свинца в Россию происходило почти из всех европейских стран, включая бывшие республики СССР, причем для подавляющего большинства европейских стран поступление свинца на ЕТР было больше, чем соответствующий встречный перенос. В целом, вследствие трансграничного переноса на территорию ЕТР из-за рубежа поступает более 3 тыс. т свинца в год.
Имеющееся информационное обеспечение не позволяет сделать такие же расчеты для Азиатской части России, однако предварительные оценки показывают, что поступление свинца из Китая в восточную зону и на Дальний Восток, а также из Казахстана на юг Западной Сибири составляет 2,5-3 тыс. т. При этом баланс трансграничного переноса свинца также положителен.
Следовательно, ориентировочная величина суммарного поступления свинца на территорию России вследствие его трансграничного переноса может составить около 5-6 тыс. т в год.
Содержание свинца в атмосферных осадках изменяется по территории России от 0,05 до 7,3 мкг/л (среднегодовые значения за 38 лет наблюдений). Наиболее высокое загрязнение осадков свинцом наблюдается в северо-западном, центральном и южном районах ЕТР (4,5-7,3 мкг/л).
Загрязнение осадков свинцом в городах и промышленных центрах значительно (до 10 раз) превышает соответствующие данные, полученные для фоновых районов.
Максимальные выпадения свинца регистрируются в северо-западном, центральном и южных районах ЕТР (2,9-4,6 кг/км2), что в 10-100 раз превосходит соответствующие значения, наблюдаемые в
На ЕТР наиболее высокие нагрузки наблюдаются в Московской, Владимирской, Горьковской, Рязанской, Тульской и Ленинградской областях, а также в промышленном районе Таганрог-Шахты-Ростов-на-Дону.
В целом на территории России выпадает около 30 тыс. т свинца ежегодно, в том числе:
- выпадения за счет естественных источников свинца (фоновые) -ориентировочно 17 тыс. т;
- выпадения за счет трансграничного переноса свинца -около 6000 т;
- выпадения за счет российских источников -около 7000 т.
Свинец в речных водах содержится как во взвесях, так и в растворимой форме. Для большинства водных объектов на территории России концентрация свинца составляет 1,5-6,5 мкг/л, что не превышает принятых в России санитарных норм (ПДК).
Высокое содержание свинца в речных водах (45-90 мкг/л) носит эпизодический характер и, как правило, наблюдается в тех створах рек, где осуществляется сброс свинецсодержащих сточных вод промышленными предприятиями (например, городов Набережные Челны, Тольятти, Самара, Сызрань и др.) на р. Волге
Повышенное содержание свинца в воде регистрируется в бассейнах рек Амур (10-90 мкг/л), Тобол, Ишим (30-40 мкг/л). Данные систематических наблюдений Росгидромета в бассейнах рек Дон, Северная Двина, Нева, Енисей, Обь, Иртыш свидетельствуют об умеренном уровне загрязнения свинцом этих рек.
Влияние на флору и фауну
Увеличение содержания свинца в почве, как правило, но не всегда, ведет к его накоплению растениями как на незагрязненных почвах, так и почвах естественных геохимических аномалий. В соответствии с этим содержание свинца в растениях, выращенных на почвах легкого механического состава (песчаных и супесчаных) колеблется от 0,13 до 0,96 мг/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с рН < 5,5) 0,22-0,96 мг/кг; в почвах тяжелосуглинистых (с pH 5,5) в более широких пределах 0,34-7,0 мг/кг.
Более высокие концентрации свинца (до 1 000 мг/кг) характерны для растительности на техногенно загрязненных территориях: в окрестностях металлургических предприятий, рудников по добыче полиметаллов и, главным образом, вдоль автострад.
Размеры зоны влияния автотранспорта на экосистемы сильно варьируют, и ширина придорожных аномалий содержания свинца в почве может достигать 100-150 м. Лесные полосы вдоль дорог задерживают в своих кронах потоки свинца от автотранспорта. В условиях города размеры свинцовых аномалий определяются условиями застройки и структурой зеленых насаждений. В сухую погоду происходит накопление свинца на поверхности растений; после обильных дождей значительная его часть (до половины) смывается.
На загрязненных свинцом почвах безопаснее выращивать зерновые культуры. Возделывание в этих зонах овощей, кукурузы на силос, кормовых трав может оказаться рискованным.
Аккумуляция свинца представителями животного мира зависит от множества факторов и, в первую очередь, от их таксономической принадлежности. Подтверждена прямая зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха свинцом и степенью его накопления в организме теплокровных животных, обитающих рядом с металлургическими производствами.
У беспозвоночных животных, имеющих твердые покровы, свинец в наибольшей степени концентрируется в них. У позвоночных животных свинец в наибольшей степени накапливается в костной ткани, у рыб -в гонадах, у птиц -в перьях, у млекопитающих -в головном мозге и печени.
Систематические наблюдения за содержанием свинца в тканях животных на территории России не проводились.
3. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ СВИНЦОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
Правовая, нормативная и экономическая база
Правовое обеспечение охраны окружающей среды и здоровья человека от воздействия загрязняющих веществ реализуется различными отраслями законодательства: конституционного, гражданского, уголовного, административного, здравоохранительного, природоохранительного, природоресурсного, а также нормативными правовыми актами, международными конвенциями и соглашениями, ратифицированными Россией.
Конституцией России закреплено право каждого гражданина на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическим правонарушением.
Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993 г. наряду с регулированием административных отношений обеспечивают защиту экологических прав граждан: гарантируют право на охрану здоровья граждан, права на информацию о факторах, влияющих на здоровье. Особо закреплены права граждан на охрану здоровья в неблагополучных районах и права граждан на обжалование действий государственных органов и должностных лиц в области охраны здоровья.
Закон Российской Федерации "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" от 19 апреля 1991 г. регулирует отношения по обеспечению такого состояния здоровья и среды обитания людей (условия работы, учебы, быта, отдыха, проживания и т. п.), при которых отсутствует вредное влияние факторов среды на организм человека и созданы благоприятные условия для его жизнедеятельности. Основная ответственность за это возлагается на государство в лице законодательной и исполнительной власти. Однако закон исходит также из того, что обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения - составная часть управленческой, социальной и производственной деятельности всех государственных органов, предприятий, общественных объединений.
Закон возлагает на предприятия обязанность осуществления производственного, санитарного и экологического контроля с целью предотвращения загрязнения окружающей среды, обеспечения безопасных условий труда, выпуска продукции, не причиняющей вреда здоровью человека, и др.
Закон Российской Федерации "О защите прав потребителя" от 7 февраля 1992 г. предоставляет потребителю право на то, чтобы товары, работы, услуги при обычных условиях их использования, их хранении и транспортировке были безопасны для его жизни, здоровья, окружающей среды; устанавливает имущественную ответственность за вред, причиненный вследствие недостатков товара (работы, услуги).
Систему экологического законодательства возглавляет Закон РСФСР "Об охране окружающей природной среды" от 19 декабря 1991 г. Данным законом провозглашается право граждан на охрану здоровья от неблагоприятного воздействия окружающей природной среды, вызванного хозяйственной или иной деятельностью, авариями, катастрофами, стихийными бедствиями. Предприятия, учреждения, организации и граждане, причинившие вред окружающей природной среде, здоровью и имуществу граждан, народному хозяйству загрязнением окружающей природной среды, порчей, уничтожением, повреждением, нерациональным использованием природных ресурсов, разрушением естественных экологических систем и другими экологическими правонарушениями, обязаны возместить его в полном объеме.
Федеральный закон "Об экологической экспертизе" от 19 июля 1995 г. направлен на реализацию конституционного права граждан России на благоприятную окружающую среду посредством предупреждения негативных воздействий хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду.
Закон Российской Федерации "Об основах градостроительства в Российской Федерации" от 14 июля 1992 г. устанавливает целенаправленную деятельность государства по формированию благоприятной среды обитания населения и предусматривает основные направления градостроительной деятельности: ее организацию с учетом состояния окружающей среды; экологически безопасное развитие городов, других поселений и их систем, обеспечивающее реализацию прав граждан на укрепление здоровья, гармоничное физическое и духовное развитие; рациональное землепользование, охрану природы, ресурсосбережение, защиту территории от опасных техногенных процессов.
Основным законодательным актом, регулирующим отношения по водопользованию и сохранению водных объектов, является Водный кодекс Российской Федерации от 18 октября 1995 г.
Земельный кодекс Российской Федерации ставит своей задачей регулирование земельных отношений в целях рационального использования земель и их охраны, воспроизводства плодородия почв, сохранения и улучшения природной среды. Понятие "охрана земель" включает в себя, в том числе, и защиту земель от загрязнения отходами производства, химическими веществами.
Отдельные аспекты охраны окружающей среды и здоровья населения отражены в федеральных законах Российской Федерации "Основы лесного законодательства Российской Федерации", "О животном мире", "Об особо охраняемых природных территориях", "О континентальном шельфе", "О мелиорации земель", "О природных лечебных ресурсах, лечебно-оздоровительных местностях и курортах".
Административным кодексом Российской Федерации установлена административная ответственность за различные нарушения в области охраны окружающей среды: превышение нормативов ПДВ или временно согласованных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу; превышение нормативов предельно допустимых вредных физических воздействий на атмосферный воздух; выброс загрязняющих веществ в атмосферу без разрешения специально уполномоченных на то государственных органов и др.
Уголовным кодексом Российской Федерации, принятым 13 июня 1996 г. и вводимым в действие с 1 января 1997 г., предусмотрена уголовная ответственность за экологические преступления.
Конституция Российской Федерации устанавливает, что "общепризнанные принципы и нормы международного права и международные договоры Российской Федерации являются составной частью ее правовой системы. Если международным договором Российской Федерации установлены иные правила, чем предусмотренные законом, то применяются правила международного договора".
К числу важнейших международных соглашений, ратифицированных Россией, относятся Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979 г.) и Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением (1989 г.). В соответствии с Законом "О ратификации Базельской конвенции о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением" от 25 ноября 1994 г., Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 июля 1995 г. ј 670 "O первоочередных мерах по выполнению Федерального закона "О ратификации Базельской конвенции о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением", постановлением Правительства Российской Федерации от 1 июля 1996 г. ј 766 "О государственном регулировании и контроле трансграничных перевозок опасных грузов", которым утверждено Положение о государственном регулировании трансграничных перевозок опасных отходов, Россия запретила импорт и транзит отходов, содержащих соединения свинца, а трансграничные перевозки съема свинцового, изгари свинцовой, шлама свинцового и свинецсодержащих отходов и экспорт отходов, содержащих соединения свинца, подлежат государственному регулированию.
В основе многочисленных нормативных документов лежат конкретные нормативы, ограничивающие содержание свинца и его соединений в отдельных объектах окружающей среды, производственном и продовольственном сырье, продуктах питания, промышленных отходах: ПДК, ОБУВ, ОДК, ДОК, ДСД и другие биологические критерии.
В частности, для свинца установлены ПДК для атмосферного воздуха на уровне 0,3 мкг/м3, рабочей зоны -10 мкг/м3; для питьевой воды -30 мкг/л. Для почв установлены ПДК по валовому содержанию свинца [СанПиН 42-128-4433-87] и ОДК свинца в зависимости от их механического состава и кислотности от 32 до 130 мг/кг [ГН 2.1.7.020-94]. ДОК свинца для продуктов питания: рыбные продукты -1,0 мг/кг; мясные продукты и овощи -0,5 мг/кг; фрукты, соки -0,4 мг/кг; хлеб, зерно -0,2 мг/кг; молочные продукты -0,05 мг/кг.
Материалы по предупреждению воздействия выбросов автотранспорта, работающего на этилированном бензине, появились почти полвека назад. В 1947 г. Всесоюзной госсанинспекцией были утверждены "Правила по хранению, перевозке и применению этилированного бензина". В 1948 г. Главным госсанинспектором СССР были утверждены "Временные санитарные правила по хранению, перевозке и применению этиловой жидкости для добавления к авиационным и автомобильным бензинам в качестве антидетонатора"; в 1972 г. ( "Правила по хранению, перевозке и применению этилированного бензина в автотранспорте". На основании распоряжения Совета Министров СССР от 28.01.56 Главным санитарным врачом СССР было запрещено применение этилированных бензинов в Москве, Ленинграде, столицах союзных республик и курортных зонах. С этой целью были приняты меры по обеспечению выпуска неэтилированных бензинов на НПЗ в Москве, Киришах, Краснодаре и Туапсе.
В 1991 г. Верховный Совет СССР ратифицировал Конвенцию Международной организации труда N13 "Об использовании свинцовых белил в малярном деле". Положения этой Конвенции отражены ранее в таких документах, как Постановление Наркомтруда СССР от 16 августа 1929 г. N 265 "Об изготовлении, продаже и употреблении свинцовых белил", "Санитарные правила при окрасочных работах с применением ручных распылителей N991-72", ГОСТ 12.3.035-84 "Работы окрасочные. Требования безопасности". В соответствии с Земельным кодексом Российской Федерации утверждено Постановлением Правительства Российской Федерации от 5 августа 1992 г. N555 "Положение о порядке консервации деградированных сельскохозяйственных угодий и земель, загрязненных токсичными промышленными отходами и радиоактивными веществами", согласно которому земли, загрязненные токсичными промышленными отходами свыше ПДК, подлежат консервации для восстановления их плодородия и последующей реабилитации.
В настоящее время заканчивается работа по подготовке "Санитарных правил и норм при работе со свинцом".
При нарушении санитарных правил и норм госсанэпидслужбой принимаются меры по снижению воздействия выбросов вредных веществ и свинца, в частности, на состояние здоровья населения. Так, приостанавливались эксплуатация производства на Карабашском металлургическом заводе в 1992 г., Подольском аккумуляторном заводе в 1994 г., Саратовском заводе в 1994 г. и др.
В соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды" основными экономическими методами, регулирующими сохранение окружающей среды, являются: кадастры природных ресурсов, экологические программы, платежи за загрязнение окружающей среды, лицензирование и экономическое стимулирование. Перечисленные экономические методы, составляющие экономический механизм природопользования, имеют различную степень практической реализации. В наибольшей мере разработана и успешно функционирует, начиная с 1991 г., система платежей за загрязнение окружающей среды.
Необходимо отметить, что в настоящее время в экономическом механизме природопользования отсутствуют специальные мероприятия, направленные на снижение свинцового загрязнения. Однако в системе общих экономических стимулов, направленных на уменьшение загрязнения окружающей среды, присутствуют элементы, непосредственно направленные на снижение свинцового загрязнения. В основном они связаны с платежами за загрязнение окружающей среды.
Норматив платы представляет собой часть величины годового удельного экономического ущерба народному хозяйству, возмещающую затраты на компенсацию или ликвидацию вредного воздействия выбросов (сбросов, отходов) загрязняющих веществ, а также затраты на предотвращение указанного воздействия путем достижения предельно допустимого уровня выбросов (сбросов, отходов) и строительства природоохранных объектов.
Плата за загрязнение взимается с природопользователей (предприятий, учреждений, организаций и других юридических лиц) независимо от их организационно-правовых форм и форм собственности, осуществляющих следующие виды воздействия на окружающую природную среду:
- выброс в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников;
- сброс загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, а также любое подземное размещение загрязняющих веществ;
- размещение отходов.
При сверхлимитном загрязнении окружающей среды размер платы повышается в 5 раз.
Особый порядок расчета платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу существует для передвижных источников. В основе его формирования -вид загрязняющего вещества, вид топлива, базовый норматив платы за выброс 1 т загрязняющего вещества и масса конкретного загрязняющего вещества, содержащегося в выхлопных газах технически исправного транспортного средства.
Одним из наиболее сложных вопросов является оценка размеров ущерба от загрязнения почв. В 1993 г. был утвержден порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. При расчете размеров ущерба используются показатели уровня загрязнения земель химическими веществами. Для свинца: 1 уровень (допустимый) < ПДК; 2 уровень (низкий) -от 1 до 3 ПДК; 3 уровень (средний) -от 3 до 5 ПДК; 4 уровень (высокий) -от 5 до 20 ПДК; 5 уровень (очень высокий) 20 ПДК. Величина ПДК для свинца в почвах, приведенная в данной методике, составляет по валовым формам 32 мг/кг, по подвижным формам -6 мг/кг почвы.
В соответствии с Конституцией Российской Федерации вопросы природопользования, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности находятся в совместном ведении Российской Федерации и субъектов Российской Федерации. Это означает, что субъекты Российской Федерации имеют право по этим вопросам принимать законы и иные нормативные правовые акты, которые не должны противоречить федеральным.
Мониторинг окружающей среды
Госкомэкологией России разработана концепция создания и ведения Единой государственной системы экологического мониторинга -ЕГСЭМ. Однако пока эта система далека от широкомасштабного внедрения в природоохранную практику.
В то же время в Российской Федерации функционирует Государственная служба наблюдений за состоянием природной среды (ГСН), базой которой являются подразделения Росгидромета.
Для оценки современного состояния, прогноза изменения уровня загрязнения природных сред в районах, удаленных от антропогенных источников загрязнения на расстояние более 100 км (фоновые районы), в конце 70-х годов на территории бывшего СССР была создана система комплексного фонового мониторинга (СКФМ). В программу работ станций СКФМ, расположенных в биосферных заповедниках, включены измерения свинца в воздушной среде. В настоящее время эта сеть включает 10 станций в различных природно-климатических зонах.
Системе Росгидромета принадлежит также сеть станций по мониторингу загрязнения воздуха в городах, предприятия промышленности которых, в том числе выбрасывают в атмосферный воздух свинец (217 станций в 126 городах), на основании измерений которых подготавливаются "Ежегодники состояния воздуха городов", а также региональные станции контроля загрязнения поверхностных вод, снежного покрова, почв и растений.
В настоящее время комплексный агроэкологический мониторинг негативного воздействия на почвы сельскохозяйственных угодий ведут 32 центра и 71 станция агрохимической службы, а также 75 станций защиты растений Главхимзащиты Минсельхозпрода России.
На реперных участках ЦИНАО проводятся: агрохимическое обследование (содержание макро- и микроэлементов); радиологическое обследование, определение степени загрязнения тяжелыми металлами и пестицидами; определение уровня урожайности и его качества; определение загрязненности тяжелыми металлами снеговых и дождевых вод.
Наряду с федеральными в стране функционируют также региональные системы экологического мониторинга. Например, в Москве реализуются мероприятия по организации мониторинга окружающей среды. Решения Исполкома Моссовета от 25.04.89 N872 и от 20.03.90 N452 "Об организации деятельности по разработке и формированию системы экомониторинга в Москве", постановления Правительства Москвы от 28 января 1992 г. N38 и от 23 мая 1995 г. N436 "О ходе работ по созданию автоматизированной системы экомониторинга" определяют механизм выполнения комплекса мероприятий, связанных с созданием сети постов для наблюдений за загрязнением объектов окружающей природной среды, в том числе свинцом. Так, система мониторинга водных объектов строится с возможностью контроля содержания свинца в автоматическом режиме на станциях водоподготовки и путем ручного отбора проб с последующим лабораторным анализом питьевой воды в системе водопровода.
Результаты мониторинга Госкомсанэпиднадзора России за содержанием свинца в продовольственном сырье и пищевых продуктах в целом по России свидетельствуют, что за период с 1990 г. в 47 раз увеличилось количество проводимых анализов, что впрочем, соответствует процессу дезинтеграции закупок, оптовой и розничной торговли, а также производства продуктов питания за последние 10 лет.
Медико-биологический мониторинг проводится в соответствии с приказом Минздрава России от 14.03.96 N90 при проведении периодических медицинских осмотров лиц, работающих в контакте со свинцом. Наряду с определением свинца в крови обязательно определение АЛК мочи, гематологических показателей ( гемоглобина, цветового показателя, ретикулоцитов, эритроцитов с базофильной зернистостью. Использование указанного диагностического комплекса в сочетании с данными осмотров терапевта и невропатолога позволяет наиболее рано выявлять начальные признаки неблагоприятного воздействия свинца на организм работающих. Особую значимость приобретают результаты перечисленных лабораторных исследований при групповом анализе показателей здоровья определенных профессиональных групп в процессе медико-биологического мониторинга.
Федеральные и региональные программы
Постановлением Правительства Российской Федерации от 6.03.96 N263 утверждена федеральная целевая программа "Топливо и энергия", в состав которой включена подпрограмма "Реконструкция и модернизация предприятий нефтеперерабатывающей промышленности". Программа была рассчитана на период до 2000 г. и предусматривала увеличение выпуска неэтилированного бензина до 65%.
Программа требовала капиталовложений в объеме 12-15 млрд. долл. США. Однако из-за финансового обвала в августе 1998 года, ограниченности инвестиционных ресурсов, падения добычи нефти и других причин выполнение программы идет с отставанием на 2-3 года.
Переход на выпуск неэтилированных бензинов сдерживается также из-за сложившейся в стране политики формирования цен на автомобильные бензины. Себестоимость этилированного бензина ниже себестоимости неэтилированного, а система налогообложения едина и не зависит от вида бензина.
Постановлением Правительства Российской Федерации от 24.01.94 одобрена федеральная программа "Техническое перевооружение и развитие металлургии России (1993-2000 гг.)". Главные приоритеты программы: конкурентоспособность продукции и существенное улучшение экологической обстановки путем снижения эмиссии опасных химических веществ. Программой предусматривается реконструировать и технически перевооружить 143 предприятия черной и цветной металлургии, работы ведутся на 89 предприятиях.
Постановлением Правительства Российской Федерации от 13.09.96 N1098 утверждена федеральная целевая программа "Отходы".
К неотложным мерам по решению проблемы обращения с отходами, в том числе свинецсодержащими, отнесены:
- разработка классификатора токсичных отходов;
- проведение экологической экспертизы отраслевых норм технологического проектирования с включением в них положений об обязательной комплексной переработке сырья, использованию, обезвреживанию и экологически безопасному размещению отходов;
- создание и введение в действие системы экономического регулирования в целях интенсификации вовлечения в хозяйственный оборот вторичных ресурсов.
На уровне субъектов Российской Федерации разработан ряд региональных программ, предусматривающих решение вопросов по предотвращению свинцового загрязнения окружающей среды.
Например, постановлением от 19.05.95 N312 Кабинет Министров Республики Татарстан утвердил 19.05.95 "Программу по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств в Республике Татарстан", которой предусматривается разработка новых антидетонационных присадок к моторному топливу взамен этиловой жидкости, разработка предложений по экономическому стимулированию перевода автотранспортных средств на использование природного газа и других альтернативных видов топлива, осуществление к 2000 г. перевода на газ не менее 30% автомобилей от общего их количества в Казани и ряде других городов республики.
Правительство Москвы постановлением от 27 сентября 1994 г. N860 утвердило Комплексную экологическую программу Москвы, которой был предусмотрен комплекс мер, направленных на улучшение состояния окружающей среды в Москве и, в частности, на улучшение состояния атмосферного воздуха.
Распоряжением мэра Москвы от 1 декабря 1993 г. N689-РМ "Об особенностях реализации моторного топлива в Москве и введении штрафных санкций" в Москве запрещена розничная торговля этилированным бензином. Постановлением правительства Москвы от 18 мая 1996 г. N517 утверждено положение о порядке осуществления в Москве экологического контроля автотранспортных средств, которым предусматривается внедрение сертификата автотранспортного средства единого образца. Распоряжением мэра Москвы от 13 августа 1996 г. N239/1-РМ утвержден план экологических мероприятий, которым предусматриваются:
- подготовка и поэтапное принятие мер по реализации в Московском регионе экологически приемлемого моторного топлива;
- поэтапная установка каталитических дожигателей и фильтров-конверторов на муниципальном транспорте;
- комплекс мер по разработке и внедрению альтернативных видов моторных топлив и электротранспорта;
- проведение массовой операции по проверке уровня выбросов московскими и иногородними автомашинами (не менее 800 тыс. ед.) с принятием административных и экологических мер;
- изготовление, установка и последующее обслуживание информационных щитов на расстоянии 5-50 км от города "Использование этилированного бензина в Москве запрещено!" и "Въезд в Москву с превышением ГОСТ по выбросам СО, СН и дымности запрещен!";
- ограничение (и возможно -запрещение) эксплуатации в Москве транспортных средств иностранного производства, изготовленных до 1985 г.;
- подготовка комплекса мер по предотвращению сброса в р. Москва и канализацию тяжелых металлов от основных промышленных источников.
4. ЗАДАЧИ, ЖДУЩИЕ СВОЕГО РЕШЕНИЯ.
При всем разнообразии федеральных и региональных правовых и нормативных актов в Российской Федерации отсутствует единая государственная политика по нормативно-правовому и экономическому регулированию влияния на состояние окружающей природной среды и здоровье населения свинца и других тяжелых металлов, снижению свинецсодержащих выбросов и сбросов, переработке и обезвреживанию отходов, прекращению производства этилированного бензина.
В связи с этим, в первую очередь, целесообразно определить условия разработки и реализации федеральной целевой программы по защите окружающей среды и здоровья населения страны от свинцового загрязнения, т. к. эта проблема требует общих и целенаправленных усилий для ее решения в научном, техническом и практическом планах.
Совершенствование производственных технологий
Наиболее радикальной защитой окружающей среды от загрязнения свинцом является изменение технологии. Ниже рассмотрены основные направления снижения свинцового загрязнения окружающей среды различными отраслями промышленности.
На большинстве заводов цветной и черной металлургии запланированы и частично реализуются мероприятия, призванные резко сократить загрязнение окружающей среды. В первую очередь это относится к замене устаревших технологий и оборудования на современные ресурсосберегающие и экологически безопасные процессы, позволяющие существенно сократить объемы отходящих газов и обеспечить возможно полное улавливание и утилизацию всех компонентов этих газов, включая соединения свинца.
Основным направлением реконструирования медеплавильной промышленности выбран перевод на автогенные технологии плавки с использованием обогащенного кислородом дутья, которое кроме технологических преимуществ, позволяет резко сократить объем отходящих газов. Это, в свою очередь, дает возможность практически полностью улавливать пыль и диоксид серы от основных плавильных агрегатов.
Решение проблемы эффективности пылеулавливания обеспечивается применением многоступенчатой очистки газов в технологической схеме сернокислотного производства, а в случае выброса газов без утилизации в дымовую трубу - переводом на пылеочистку в рукавных фильтрах.
Возможность обеспечения санитарных требований в нашей стране достижимо при использовании в качестве финишного аппарата пылеулавливания фильтра со струйной продувкой, оснащенного специальной тканью двойного переплетения. В настоящее время эти фильтры обеспечивают на АО "Рязцветмет" и ряде других предприятий России и стран СНГ снижение остаточной запыленности по свинцу в выбрасываемых газах до уровня ПДК (следует отметить, что в России величина ПДК свинца в атмосфере -0,3 мкг/м3 , жестче, чем в большинстве развитых стран мира.
Экологическое оздоровление аккумуляторной промышленности России немыслимо без технического перевооружения всего технологического цикла производства с применением новейших достижений, как в технологии, так и в конструкции оборудования, в том числе и очистке производственных выбросов из рабочих зон.
Для уменьшения выбросов свинца в воздух и сбросов в водные объекты необходимо провести техническое перевооружение аккумуляторных заводов с изменением технологии и применением нового оборудования с встроенной системой очистки выбросов в воздух и отсутствием стоков (оборотное водоснабжение).
В целях уменьшения свинцового загрязнения целесообразно применять в автомобилях емкостные накопители энергии (так называемый "конденсаторный пуск двигателя") совместно с аккумулятором небольшой емкости. Целесообразно также внедрять новейшие достижения в области разработки аккумуляторных батарей на основе электрохимической системы никель-цинк.
В настоящее время в России проводится определенная работа в этих направлениях. Так, в городах Курске и Свирске идет работа по внедрению технологического оборудования, закупленного по контракту у фирмы "Эксайд" (США) и других зарубежных фирм. Курский аккумуляторный завод закупил у фирмы "Варта" (ФРГ) оборудование для переплавки аккумуляторного лома и брака производства. Тюменский аккумуляторный завод закупил в Австрии линию по производству сепараторов и создал собственное производство по выпуску основного технологического оборудования (мельницы, сушилки и др.). Саратовский завод "Электроисточник" закупил в Италии оборудование для литья токоотводов, производства порошка и намазки. Подольский аккумуляторный завод закупил намазочные линии для производства порошка по типу "Бартона" и т.д.
Требованиям экологической безопасности при минимальных капиталовложениях и энергозатратах отвечает безотходная технология переработки аккумуляторного лома с применением гидрометаллургических, электрохимических и низкотемпературных (600-7000 С) металлургических переделов.
Главной задачей в улучшении экологических характеристик бензинов является полный отказ от применения свинецсодержащих антидетонаторов. Это влечет за собой проблемы, связанные с развитием технологических процессов переработки нефтяного сырья с целью повышения октановых чисел компонентов бензина, что требует значительных капиталовложений в нефтеперерабатывающую промышленность и времени на ее модернизацию. По оценке зарубежных экономистов отказ от применения в составе бензинов этиловой жидкости в Европе потребует капитальных вложений в размере 26,7 долл. США на 1 т годовой мощности производства бензина, но, несмотря на это, доля неэтилированных бензинов в Западной Европе непрерывно увеличивается.
Переход на производство неэтилированных бензинов предусматривает реконструкцию и ввод новых установок каталитического риформинга, каталитического крекинга, гидрокрекинга, изомеризации, алкилирования, производство кислородсодержащих октаноповышающих компонентов.
Альтернативными антидетонаторами являются присадки на основе марганца и железа, не дающих негативных экологических эффектов, поскольку фоновое содержание этих элементов соответственно на 2 и 3 порядка выше, чем у свинца. В стране проведены исследования возможности использования ЦТМ, выявившие оптимальную его концентрацию (0,05 г/л).
Перспективно использование присадок на основе ферроценов. Присадки этого типа сочетаемы с каталитическими дожигателями и используются в производстве бензинов А-76 и АИ-91 на Ачинском и Ангарском НПЗ.
Эффективным антидетонатором для авиационных бензинов является малотоксичный N-метиланилин. Разрешение на его использование в антидетонационных присадках получили Ачинский, Ангарский, Волгоградский, Ярославский и ряд других заводов.
Из оксигенатов наибольшее распространение получил МТБЭ, использование которого уменьшает образование и выброс токсичных веществ. Ряд заводов вырабатывают фетерол. Имеется потенциал производства МТБЭ до 1 млн. т в год при потребности в 3 млн. т.
Помимо отсутствия выбросов свинца другим важным преимуществом использования неэтилированного бензина является возможность устанавливать в автомобилях каталитические нейтрализаторы отработавших газов для уменьшения содержания несгоревших углеводородов, окиси углерода, окислов азота и в результате снижать на 70-90% вредные выбросов автомобильным транспортом. В настоящее время такие дожигатели широко используются во многих странах и являются чрезвычайно эффективными для снижения уровня загрязнения воздуха от автомобилей. Однако нормальная эксплуатация таких систем возможна только на неэтилированных бензинах, так как даже одна заправка этилированным бензином приводит к выходу из строя каталитического нейтрализатора.
В производстве декоративных красок можно вполне отказаться от использования свинцовых пигментов, заменив их ферритами, титанатами, алюминатами.
В России активно ведутся в инициативном порядке работы по воплощению идеи использования стальной дроби в охотничьих патронах во избежание загрязнения окружающей среды в процессе охотничьего промысла и любительской охоты. Для этого необходимо предусмотреть защиту ружейного ствола от стальной дроби, разработать новые типы гильзы и пороха для размещения большего по объему стального снаряда.
В области переработки промышленных и бытовых отходов для снижения загрязнения окружающей среды и решения проблемы циркуляции свободного свинца необходимо, прежде всего, упорядочить систему сбора и переработки вторичного свинцового сырья (в первую очередь амортизированных аккумуляторов) путем создания региональных специализированных организаций. При этом важно обеспечить контроль за загрязнением окружающей среды в регионах сосредоточения транспортных и промышленных пользователей свинецсодержащего оборудования.
Целесообразно разработать нормативы, учет и отчетность по сдаче вторичного свинцового сырья, исходящие из сроков эксплуатации свинецсодержащего оборудования и аккумуляторов.
Технико-экономический анализ создания новых производственных мощностей по полному циклу на новых и реконструируемых (перепрофилируемых) предприятиях показал несомненное преимущество последних, т. к. наличие зданий, сооружений, транспортных связей, очистных установок во многих случаях может снизить капитальные затраты в 3-5 раз.
Технико-экономические расчеты реконструкции ряда российских предприятий на переработку вторичного свинца показывают, что в зависимости от масштаба производства (от 15 до 30 тыс. т товарной свинцовой продукции) объемы инвестиций составят от 9 до 15 млн. долл. США с окупаемостью от 1,7 до 3,0 лет. Однако, если создается комплекс, включающий сбор, переработку вторичного свинца и выпуск товарной продукции с использованием свинца и его сплавов (аккумуляторы, кабельная продукция), то даже при вложении средств на реконструкцию, например аккумуляторного производства с доведением выпускаемых батарей до конкурентоспособного качества, окупаемость не превысит 1,0-1,5 лет. При этом следует иметь в виду, что стоимость свинца в изделии в 2-3 раза выше, чем товарного свинца и его сплавов.
Исходя из сказанного, решение проблемы предотвращения загрязнения окружающей среды на территории России одновременно с обеспечением народного хозяйства страны свинцовой продукцией является задачей государственной важности и независимо от источников финансирования реализуемых мероприятий должно быть под контролем Правительства Российской Федерации.
Сокращение выбросов свинца в атмосферу от автомобильного транспорта может быть обеспечено за счет реализации мероприятий по нескольким направлениям:
Повышение топливной экономичности (энергоэффективности) вновь производимых автотранспортных средств. По имеющимся оценкам конструктивные характеристики отечественных автомобилей определяют их более высокое (на 20-30%) топливопотребление по сравнению с зарубежными аналогами. В настоящее время в рабочих органах Комитета по внутреннему транспорту ЕЭК ООН обсуждается проект правил, регламентирующих требования к топливной экономичности автотранспортных средств. Признание Российской Федерацией данных правил и использование их в национальной системе сертификации автотранспортных средств позволит предъявлять соответствующие требования топливной экономичности к продукции отечественных предприятий-производителей автотранспорта. Можно ожидать, что соответствие выпускаемой отечественной автомобильной техники требованиям действующих международных стандартов в области топливной экономичности может быть обеспечено к 2003-2005 гг. Это позволит к 2005 г. по экспертным оценкам снизить удельное топливопотребление эксплуатируемого автомобильного парка (с бензиновыми двигателями) в среднем на 18-20%.
Изменения в конструкции автомобильных двигателей с целью замещения бензина альтернативными видами топлива (газ, спиртовые топлива, биогаз, водород и др.). Расширение использования для двигателей внутреннего сгорания автомобилей сжатого природного газа и сжиженного нефтяного газа. Перевод, например, 10% автомобильного парка России (легковых, грузовых автомобилей и автобусов) на газовое топливо (более дешевое, чем бензин) могло бы сократить потребление этилированного бензина и снизить выбросы свинца в атмосферу на 25%.
Кроме указанных мероприятий снижению потребления свинецсодержащих бензинов способствуют:
- выпуск и широкое использование грузовых автомобилей различной грузоподъемности и автобусов с дизельными двигателями (например, увеличение парка дизельных грузовых автомобилей до 50% обеспечит снижение поступления свинца в окружающую среду от грузового автотранспорта на 22%);
- обеспечение на переходном этапе гарантированной поставки неэтилированного бензина в наиболее экологически уязвимые и густонаселенные районы;
- обеспечение контроля за качеством топлив, поступающих в продажу;
- совершенствование организации и регулирования дорожного движения, позволяющее снизить расход топлива автотранспортными средствами при их движении по улично-дорожной сети на 10-15% за счет ограничения максимальных скоростей движения, выравнивания скоростей движения в транспортном потоке, повышения равномерности движения и снижения задержек на пересечениях;
- улучшение управления перевозками, позволяющее обеспечить удовлетворение имеющихся транспортных потребностей без увеличения численности автомобилей;
- совершенствование контроля технического состояния эксплуатируемого автотранспорта, являющееся резервом снижения расхода топлива в среднем на 5-7%;
- учет транспортной составляющей в градостроительной политике; развитие системы общественного пассажирского транспорта (сокращение транспортных потребностей населения, создание компактных селитебных зон с развитой торговой и сервисной инфраструктурой, имеющих хорошую и доступную транспортную связь с центральными частями городов и промышленными зонами с использованием общественного пассажирского транспорта, предпочтительно электрифицированного);
- развитие телекоммуникационных технологий, снижающее потребность в перевозках;
- совершенствование элементов государственной политики в области управления работой транспорта (механизмы ценовой, тарифной и налоговой политики, стимулирующие производство и использование более экономичной автотранспортной техники, создающие равные условия конкуренции между различными видами транспорта, стимулирующие перераспределение части объемов автомобильных перевозок на более экологически "чистые" виды транспорта и др.).
Реабилитация территорий
Несмотря на наличие значительных территорий, загрязненных свинцом, работы по их реабилитации в России в настоящее время проводятся в очень ограниченных масштабах.
В зависимости от степени загрязнения территорий можно апробировать различные мероприятия.
При высокой и очень высокой степени загрязнения могут быть использованы физические методы (удаление и захоронение загрязненных слоев почв, остекловывание, разубоживание), а также созданы искусственные геохимические барьеры вокруг загрязненных участков почв, препятствующие миграции поллютанта в сопредельные среды.
При невысокой степени загрязнения территории свинцом могут быть использованы различные химические (известкование кислых почв, внесение минеральных или органических удобрений в отдельности или совместно, использование цеолитов, гумусовых препаратов и других поглотителей для снижения подвижности свинца в почве) и биологические приемы (выращивание растений, слабо реагирующих на избыток свинца в почве и не накапливающих его в количествах, токсичных для животных и человека; извлечение свинца из почв с помощью микроорганизмов; культивирование растений, способных аккумулировать свинец в больших количествах ( фитомелиорантов с последующим их удалением с территории, переработкой или захоронением) или их сочетание.
В решении проблем свинцового загрязнения окружающей среды существенную роль может сыграть экологическое движение страны, включающее соответствующие экологические программы в учебных заведениях России. Неправительственные организации могли бы более активно участвовать в формировании национального сознания и национальной политики по предотвращению свинцового загрязнения окружающей среды, реализовывать образовательные, просветительские, контрольные и агитационные функции в процессе выполнения природоохранных программ, обмениваться соответствующей информацией с научно-образовательными и общественными учреждениями, организациями других стран.
Через средства массовой информации образовательные и общественные организации могли бы также осуществлять функции информирования учащихся и населения по проблемам свинцовой опасности, иннициировать проведение независимой экспертизы по свинцовому загрязнению окружающей среды.
От того, насколько полно неправительственные организации выполнят эти функции в ближайшем будущем, во многом определится судьба рассмотренных здесь предложений по предотвращению свинцового загрязнения окружающей среды России.