Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Транскордонні проблеми токсикології довкілля

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Недоліки нормативних показників, що використовуються

Для кількісної токсикологічної оцінки стану навколишнього природного середовища, особливо для прийняття певних (у тому числі адміністративних) заходів з недопущення його забруднення конкретними полютантами або для його покращення, необхідно знати контрольні значення вмісту забруднюючих речовин, починаючи з яких подальша концентрація полютантів повинна вважатися неприйнятною для безпечного життя людини. Такі контрольні значення вмісту кожної забруднюючої сполуки мають встановлюватися для ґрунтів, повітря, підземних і поверхневих вод, рослин (передусім для сільськогосподарських культур, які вживаються у їжу).

Згідно із законом розвитку еколого-геохімічних зон у геохімічному ландшафті зміна концентрації забруднюючих речовин в якій-небудь частині ландшафту поза сумнівом вплине на всі його частини. Проте, враховуючи природну консервативність, цей процес може затягнутися на роки. Забруднення ж такої частини ландшафту, як, приміром, атмосфера, може вплинути на стан (і навіть на існування) живих організмів, включаючи людину, набагато раніше. Консервативність біосфери і визначила встановлення в багатьох країнах контрольних значень, які називаються гранично допустимими концентраціями (ГДК), що визначаються для забруднюючих речовин. Єдині ГДК були свого часу введені і для такої величезної території, як СРСР, багато з яких діє і досі на теренах СНД. Для частини з них, яка регламентувалася з погляду часу перебування людини в певному місці, враховувався "гранично нешкідливий для людини" вміст окремих хімічних речовин, у тому числі техногенних, які не мають природних аналогів.

Окрім ГДК, використовують і такий (також нормативний) показник, як гранично допустимі викиди (ГДВ) – допустима кількість викидів окремим джерелом забруднюючих речовин за одиницю часу. Теоретично підвищення ГДВ супроводжується подальшим підвищенням ГДК у середовищі, яке є навколишнім по відношенню до певного джерела забруднення. На жаль, при розробці загальних для великих територій ГДВ не враховувалися ландшафтно-геохімічні особливості й історія геологічного (геохімічного) розвитку окремих ділянок території, яка забруднюється, хоча б за останні мільйони років.

Окрім того, при встановленні ГДВ не враховується вся різноманітність можливих поєднань спільного розташування джерел забруднення. Отже, гранично допустимі викиди загалом являють собою "середньовигадану нормативну величину", яка була б повинна обмежити кількість викидів до концентрацій, які врешті-решт не приводять до перевищення в навколишньому середовищі ГДК.

Для людей важкі наслідки забруднення, а найголовніше такі, що швидко виявляться, зазвичай пов'язані з аномальними концентраціями отруйних речовин у повітрі і в питній воді. Проте ці концентрації, як правило, в аналізованих частинах атмосфери зберігаються нетривалий час. Техніка очищення повітря і води є відносно простою, а окрім того, для них у багатьох природних і навіть у деяких техногенних ландшафтах характерним є процес самоочищення.

Більшість забруднюючих речовин набагато довше зберігається в ґрунтах, які далі самі можуть стати джерелами забруднення атмосфери, води, рослинних і тваринних організмів. Саме тому особлива увага завжди приділяється питанням, пов'язаним з можливістю використання ГДК для ґрунтів. Проте проблема можливості використання ГДК для ґрунтів і проблема об'єктивності цих нормативних критеріїв, як правило, є аналогічними і для інших частин геохімічних ландшафтів.

З погляду екологічної геохімії, екології та токсикології довкілля ГДК можна використовувати в практичній діяльності лише як попередні показники-орієнтири. Очевидно, вони особливо необхідні в країнах з низькою екологічною культурою і на перших етапах дослідження в нових регіонах. Проте їхнє широке застосування при оцінці стану навколишнього середовища часто є неможливим з огляду на низку об'єктивних причин. Найголовніші з них за В.О. Алексеєнком такі [31]:

1. У своєму теперішньому виді ГДК розглядаються як норми вмісту різних речовин у середовищі, зовнішньому по відношенню до людини, при яких людина може вважати безпечним своє існування в певних частинах біосфери. При цьому під існуванням розуміється проживання або тільки перебування під час роботи в районах, для яких ці ГДК визначені. Передбачається також використання продуктів і води, для яких встановлені ГДК.

Проте врахуємо, що власне критерій ГДК з'явився і ним почали послуговуватися тільки в останні десятиліття. А на сьогодні достовірно відомо, що наслідки багатьох видів забруднення (наприклад, силікоз) виявляються тільки через десятиліття після їх визначення в забрудненій зоні. Зрозуміло, що більшість наслідків забруднення, які пізно виявляються, не могли бути враховані. Становище ускладнюється тим, що багатьох видів забруднення декілька десятиліть тому не існувало, а на багатьох з них не звертали уваги.

Певні речовини спричиняють генетичні зміни. Наслідки забруднення такими полютантами повною мірою можуть виявитися тільки у наступних поколіннях. Багато речовин, а тим більше їхні шкідливі концентрації навіть не могли бути враховані при встановленні ГДК, хоча ці речовини варто віднести до найбільш шкідливих полютантів.

Зазначене дає можливість розглядати ГДК тільки як один і далеко не найважливіший показник лише швидкого впливу на людський організм деяких (і не найбільше небезпечних) забруднювачів навколишнього середовища.

2. Майже неврахованими в ГДК є наслідки спільного впливу на людину різних хімічних елементів (а тим більше їхніх різноманітних токсичних сполук), які знаходяться в найбільш різноманітних концентраціях. З одного боку, асоціація основних антропогенних забруднюючих речовин є відомою. Згідно із законом асоціацій хімічних елементів, що утворюють значні техногенні геохімічні аномалії, вона визначається загалом рівнем розвитку науки і техніки в період забруднення.

Проте з іншого боку, врахувати всі можливі комбінації спільного впливу цих полютантів, які до того ж знаходяться в різних концентраціях, практично неможливо. На сьогодні немає серйозних робіт, що розглядають сумарний вплив на організми групи хімічних елементів з різними аномальними (підвищеними і зниженими) концентраціями.

Ряд хімічних елементів при їхній недостачі у середовищі (або продуктах харчування) заміщуються своїми геохімічними аналогами, якщо вміст останніх є достатньо великим. При цьому виникає багато досить важких хвороб у рослинних і тваринних (включаючи людину) організмів. На сьогодні з цих позицій найбільш відомі пари елементів Ca-Sr, Ва; S-Se. Так, уровська хвороба (ураження хребта людини і тварин – скривлення хребта, ураження суглобів, ламкість кісток, випадіння зубів і т. ін.) є характерною лише для районів із зниженим вмістом Са при надлишку Ва і особливо Sr.

У районах із підвищеним вмістом у ґрунтах Se, який переходить до рослин, спостерігається специфічне отруєння цим елементом, що отримало назву алкалоз. Так, при концентрації в зерні селену близько 12 мг/кг щури, кролики, крупний рогатий скот, кобили, що його їдять, через кілька місяців помирали. Розтин виявив ураження печінки, а в деяких випадках – нирок, серця і селезінки. Проте внесення до цих ґрунтів кристалічної сірки (і навіть гіпсу) при тому ж самому вмісті селену зменшило концентрацію останнього в зерні з 12 до 4 мг/кг.

Отже, для геохімічно подібних один до одного елементів надзвичайно важливим є відносний (порівняно із середнім) вміст кожного з них, оскільки одна й та сама концентрація одного з них в одному випадку є токсичною, а в інших – зовсім нешкідливо. І це також необхідно враховувати в ГДК, інакше можливі великі помилки, що призводять до непотрібних затрат і до захворювань людей.

У 1969 р. В. О. Алексеенком (Росія) [31] було встановлено, що потреба в багатьох металах контролюється особливостями біохімічного зв'язку між хімічними елементами в кожному організмі. Справедливість цієї закономірності чітко простежується в рослинах, насамперед для Pb, Cu і Mo; Be, Ві і К, Na, Si.

Такі особливості споживання організмами окремих елементів у різко підвищених або знижених кількостях при їхньому незмінному і невисокому вмісті в навколишньому середовищі залежно від зміни концентрації інших елементів супроводжуються хворобами організмів і ніби-το "успадковуються" в процесі переміщення за трофічним ланцюжком. Це широко розвинене для окремих елементів явище також зовсім не відображено в ГДК, хоча дуже сильно впливає на організми.

Усе зазначене з погляду сучасного токсичного впливу кількох хімічних елементів робить практично навіть неможливою розробку ГДК для великих територій, включаючи окремі райони (і навіть цілі геохімічні провінції) з підвищеним або зниженим місцевим фоновим вмістом.

3. Токсичність хімічних елементів (і їхніх сполук) залежить не тільки від концентрації, але й від форми, а часто – і від виду їхнього перебування в біосфері. Так, у ґрунтах більшість хімічних елементів знаходиться в мінеральній формі. При цьому чим важче розчинним є мінерал, тем менш доступними для організмів є його складові хімічні елементи, а отже, меншим є їхній токсичний вплив навіть при високих концентраціях. Наприклад, натрій, буде більш доступним і токсичним при високих концентраціях у ґрунтових розчинах, а не в мінералах. Проте і в різних мінералах він буде мати різний ступінь доступності, оскільки, зокрема галіт (NaCl) є розчинним, а жадеїт (NaAlSi2O6) – нерозчинним.

Врахувати в ГДК всі форми, а тим більше конкретні види, в яких знаходяться елементи, практично неможливо. Окрім того, розчинність багатьох сполук визначаються лужністю середовища, температурою і ще низкою ландшафтно-геохімічних чинників, які змінюються в біосфері.

4. Природний розподіл хімічних елементів у різних типах гірських порід характеризується значною нерівномірністю, а будь-який хімічний елемент, що потрапляє до організму, при певній концентрації і формі знаходження може стати токсичним. Гірські породи багато в чому зумовлюють склад ґрунтів, вод, рослинних і тваринних організмів, що формуються на них (і за їхній рахунок). До нерівномірності розподілу елементів у породах, а точніше – до цілком певних концентрацій хімічних елементів у конкретних породах окремих регіонів "звикли" живі організми (від найпростіших до вищих) принаймні за мільйон років (четвертинний період). У деяких регіонах таке "звикання" й еволюція відбувалися не один, а багато мільйонів років.

Як приклад виникнення різких геохімічних відмінностей існування організмів можна розглянути частини біосфери з карбонатними і ультраосновними гірськими породами. У перших вміст Cr і Со відповідно в 100 і 1500 разів є меншим, ніж у других. Різняться ці породи (хоча і не на стільки контрастно) вмістом й інших елементів.

Для Со ГДК складає 0,005 %, для Сг – 0,01 %. Відповідно їхній кларковий вміст в ультраосновних породах – 0,015 % і 0,16 %. Так природа перекреслює ці ГДК для районів з ультраосновними породами, де уламки корінних порід навіть у ґрунтовому горизонті варто розглядати як джерела інтенсивного забруднення. Проте порівняємо ці ж ГДК із кларком у карбонатних товщах (відповідно 0,00001 % і 0,0011 %), і картина різко зміниться. У цьому випадку вміст Со у породах, які утворюють ґрунт, у 500 разів є меншим порівняно з гранично допустимим, а Сг – майже в 10 разів.

Навряд чи організми будуть нормально розвиватися, якщо в ґрунтових горизонтах А і В вміст Со буде в 500 разів вищим, ніж у горизонті С (ГДК передбачають саме таку картину). До того ж треба врахувати, що відстань між горизонтами по вертикалі може бути не більше перших двох десятків сантиметрів. У всіх подібних випадках змінюється вміст (нехай і не так контрастно) і ще багатьох елементів.

Отже, з погляду геохімії природних утворень і екотоксикології обрати для всіх частин біосфери для будь-якої великої країни єдині ГДК неможливо, а орієнтування на цифри, що пропонуються, без урахування конкретної ландшафтно-геохімічної обстановки може призвести до екологічних ускладнень і навіть до катастроф.

5. Особливо варто врахувати, що для всіх живих організмів (включаючи людину) немає "корисних" і "шкідливих" хімічних елементів. Для нормального розвитку організму необхідні всі елементи, але тільки у певних концентраціях і формах знаходження в різних частинах біосфери.

Як відомо, елементи, які знаходяться в таблиці Д.І. Менделєєва нижче лінії поживних речовин, навіть при незначному підвищенні концентрації дуже швидко стають токсичними.

Різкі зниження вмісту елементів також спричиняють різні хвороби живих організмів, у тому числі і людини. Згадаємо J, F і низку інших елементів, недостача яких уже враховується у повсякденному житті (фторування води і зубної пасти, йодування солі і т. ін.).

Оцінюючи як токсичність хімічних елементів (при певних високих концентраціях), так і наслідки їхньої недостатньо високої концентрації, варто пам'ятати про вплив на організми значень абсолютного розкиду хімічних елементів, який встановився на континентах після утворення осадових порід і ґрунтів. Суттєве техногенне збільшення або зменшення вмісту хімічних елементів насамперед може негативно вплинути на розвиток організмів для таких елементів: Ві (1,43), Ag (2,9), W (3,67), J (4), Be (6), Au (6), Br (6,2), P (6,47), Zn (8,67) (у дужках наведені значення АР).

Отже, при визначенні нормативних показників для кожного з хімічних елементів варто враховувати максимальну і мінімальну їхні концентрації, які обмежують вміст, що визначає умови оптимального розвитку організмів.

  • 6. В останні десятиліття все більшу роль у біосфері починають відігравати техногенні сполуки, які не мають природних аналогів. Токсичність і час їхнього прояву для багатьох із них ще не відомі. Поки що зрозуміло, що вони "є чужими для конкретних природних умов", що їхній розклад і властивості продуктів розкладу варто вивчати. Вже класичним прикладом стало вивчення фреону і продуктів його розкладу, що впливають на потужність озонового слою, а врешті-решт – на виживання організмів. ГДК для більшості техногенних сполук немає і найближчим часом їх неможливо визначити.
  • 7. ГДК враховують токсичність елементів (або їхніх певних сполук) по відношенню до людини. При цьому не береться до уваги їхній вплив на інші організми, зокрема і мікро, а також те, що біосфера – це особлива біокосна система, в якій тісно пов'язані і взаємозумовлені живі організми і косна (мінеральна) речовина. Зміни косної речовини (концентрацій, форм знаходження, закономірностей розподілу тощо) у певному районі поза сумнівом впливають на певні (можливо, на небагато з тих, що знаходяться в цьому районі) організми. Ними можуть бути віруси, бактерії, гриби або тварини. Безпосередньо для людей ці зміни можуть бути спочатку нешкідливими. Проте загибель або мутація певних видів організмів безперечно вплинуть на інші організми. У біосфері всі організми пов'язані між собою, а людина є частиною біосфери. Виділення будь-яких ГДК тільки для людини принаймні є безглуздим. Забруднюючи біосферу або її окремі частини речовинами, що спричиняють смерть або хвороби і мутації певних організмів, але є "нешкідливими" протягом якогось першого проміжку часі для людини, ми створюємо бомбу сповільненої дії [81].
 
<<   ЗМІСТ   >>