Все тяжелые металлы, кроме кобальта, в промышленном Екатеринбурге оказались безопасны для жителей

Ученые определили, что жители Екатеринбурга не испытывают неблагоприятного воздействия тяжелых металлов, содержащихся в городской грязи. Концентрации этих потенциально опасных соединений не превышали нормы на всех городских территориях. Однако кобальт, поднимаясь в воздух с частицами дорожной и тротуарной пыли и попадая в легкие детей и взрослых, может увеличить риск развития онкологических заболеваний. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Environmental Geochemistry and Health.

В крупных городах остро стоит проблема загрязнения дорог, зданий и других объектов инфраструктуры мелкими частицами почвы, кусочками асфальта и строительного мусора. Они попадают в окружающую среду в результате работы промышленных предприятий, истирания дорожного полотна, плохой уборки, нарушения технологий благоустройства территорий, проведения ремонтных и строительных работ, с крупных строек города, а также с выбросами автомобилей. Вся эта городская грязь может нести на себе потенциально опасные для человека вещества, например тяжелые металлы, такие как цинк, кобальт, медь и свинец. Поднимаясь с ветром в воздух, частицы городской грязи вдыхаются жителями, из-за чего все переносимые соединения могут негативно сказываться на дыхательной системе, вызывать кожные раздражения, воспаления слизистых оболочек и даже увеличивать риск онкологических заболеваний.

Ученые из Института промышленной экологии УрО РАН (Екатеринбург), Южного федерального университета (Ростов-на-Дону) с зарубежными коллегами оценили риск, который влечет за собой городское загрязнение для жителей Екатеринбурга — четвертого по величине мегаполиса России. Екатеринбург представляет собой крупный промышленный центр Уральского региона, основными источниками загрязнения в котором служат машиностроительные, металлообрабатывающие и энергетические предприятия. Концентрация мелких частиц пыли в здешнем воздухе может в несколько раз превышать нормативные значения.

Авторы собрали 63 образца городской грязи из различных локаций Екатеринбурга: зеленых зон, тротуаров и автомобильных дорог. Пробы сначала высушили, после чего пропустили через сито, чтобы разделить частицы грязи на фракции по размеру. В результате ученые получили две основные фракции: «песок» — величиной от 0,1 до 1 миллиметра и «мелкий песок», размер которого не превышал 0,1 миллиметра. Затем в образцах определили содержание десяти наиболее распространенных тяжелых металлов, среди которых были железо, марганец, никель, медь, цинк, свинец и другие.

Затем авторы рассчитали степень загрязнения этими металлами различных районов Екатеринбурга, в которых были собраны образцы. Для каждого из веществ согласно моделям, используемым в мировой практике, оценили потенциальную опасность для здоровья человека. Анализ показал, что в пробах, взятых на территории зеленых зон, среди тяжелых металлов преобладали ванадий и медь, в то время как в дорожной и тротуарной грязи было больше кобальта, никеля, цинка и железа. Такие различия можно объяснить тем, что первая пара металлов имеет преимущественно естественное происхождение и образуется в почве без участия человека, тогда как остальные элементы имеют в основном антропогенное происхождение и связаны с выбросами автомобилей и промышленных предприятий.

При этом все городские территории, согласно расчетам, оказались умеренно загрязнены только никелем, тогда как по количеству остальных тяжелых металлов их можно считать незагрязненными. В связи с этим неблагоприятное действие на жителей города тяжелые металлы не оказывают. Однако потенциально высокий риск для здоровья жителей был обнаружен у кобальта, содержащегося в мелких частицах дорожной и тротуарной пыли, поскольку он имеет канцерогенный эффект и с высокой вероятностью может попадать в дыхательные пути детей и взрослых.

«Проблема загрязнения городов касается более 70% жителей России. Наше исследование показало, что грязь в российском городе приводит к загрязнению атмосферного воздуха, а потому жители мегаполиса вдыхают содержащиеся в ней тяжелые металлы. Это, в свою очередь, может увеличивать риск возникновения онкологических заболеваний. Хотя количество всех исследованных тяжелых металлов не превышало нормы, при организации городских пространств и проведении работ по благоустройству нужно учитывать существующие риски. На основе наших результатов мы можем предложить городам научно обоснованные рекомендации по оптимизации технологий благоустройства, уменьшению затрат на эти мероприятия. В конечном счете наши рекомендации могут привести к улучшению экологического состояния мегаполисов, имиджа региональных центров, улучшению качества атмосферного воздуха в региональных центрах», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Андриан Селезнев, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института промышленной экологии УрО РАН, доцент УрФУ.

Ранее ученые сравнили загрязненность десяти крупных российских городов, отличающихся по географическому положению и степени развития промышленности. Дальнейшие исследования химического состава городской грязи в различных регионах помогут понять, насколько сильно деятельность человека влияет на экологическое состояние окружающей среды.