CC BY
0XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(3):225-236 xxi CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Обзорная статья УДК 632.15 Ей1Ч: GQFVME
йО!: 10.21285/2500-1582-2024-9-3-225-236
Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных средах Южного Прибайкалья (2016-2024 гг.)
Л.И. Белых23
Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, Россия
Аннотация. Целью работы был обзор результатов исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных средах Южного Прибайкалья, проводимых совместно с сотрудниками, магистрантами, аспирантами на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности института недропользования Иркутского национального исследовательского технического университета в период с 2016 по 2024 гг. Статья посвящена юбилейной 75-летней дате деятельности кафедры. Дана оценка состояния атмосферного воздуха в городах Иркутской области и Красноярского края по результатам мониторинга в нем содержания бенз(а)пирена. Определены его канцерогенные риски для здоровья населения. Рассмотрены результаты систематического изучения источников выбросов в атмосферу бенз(а)пирена и его аналогов - полициклических ароматических углеводородов. Выявлены антропогенно-техногенные (алюминиевое производство, теплоисточники малой мощности, автомагистрали) и природные (лесные пожары) источники выделения бенз(а)пирена с оценкой его массовой нагрузки. Установлены объекты-индикаторы источников загрязнения атмосферы - снежный покров, почвы, растения. Найдены корреляционные зависимости между загрязнением атмосферного воздуха и здоровьем (новообразования) населения городов Иркутской области. Изучено распределение бенз(а)пирена в системах сопряженных объектов биосферы: «источник выбросов - атмосферный воздух - снежный покров», «почва - растение», «вода - гидробионты». Получены закономерности, указывающие на новый источник загрязнения атмосферы канцерогенными полициклическими ароматическими углеводородами, - природные пожары, которые могут влиять на заболеваемость населения городов Южного Прибайкалья.
Ключевые слова: бенз(а)пирен, полициклические ароматические углеводороды, природные и техногенные среды, источники выбросов, распределение, здоровье человека, Южное Прибайкалье
Для цитирования: Белых Л.И. Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных средах Южного Прибайкалья (2016-2024 гг.) // XXI век. Техносферная безопасность. 2024. Т. 9. № 3. С. 225-236. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2024-9-3-225-236. ЕРЫ: СОРУМБ.
© Белых Л.И., 2024
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
н
2024;9(3):225-236
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)
ENVIRONMENTAL SAFETY
Review article
The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments of the Southern Baikal region (2016-2024)
Larisa I. Belykh3
Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract. The study aims to provide a retrospective review of the results of studies of benz(a)pyrene in the natural and man-made environments of the Southern Baikal region. The study was conducted with staff, students, and postgraduates at the Department of Industrial Ecology and Railways of the Institute of Subsoil Use of Irkutsk National Research Technical University in 2016-2024. The article is devoted to the 75th anniversary of the department. The atmospheric air in the cities of Irkutsk and Krasnoyarsk regions was assessed based on the results of monitoring of the content of benzo(a)pyrene. Its carcinogenic risks to public health were determined. The results of the systematic study of the sources of emissions into the atmosphere of benzo(a)pyrene and its analogues of polycyclic aromatic hydrocarbons were analyzed. Anthropogenic and man-made (aluminum production, low-power heat sources, highways) and natural (forest fires) sources of benzo(a)pyrene release were identified by assessing its mass load. The indicators of sources of atmospheric pollution - snow cover, soils, plants - were identified. Correlations between atmospheric air pollution and health (neoplasms) of the Irkutsk region population were determined found. The distribution of benzo(a)pyrene in the systems of conjugated objects of the biosphere was studied: "source of emissions - atmospheric air - snow cover", "soil - plant", "water -hydrobionts". Patterns indicating a new source of atmospheric pollution with carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons - natural fires, which can affect the morbidity of the population of the Southern Baikal region -were obtained.
Keywords: benzo(a)pyrene, polycyclic aromatic hydrocarbons, natural and man-made environments, emission sources, distribution, human health, Southern Baikal region
For citation: Belykh L.I. The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments of the Southern Baikal region (2016-2024). XXICentury. TechnosphereSafety. 2024;9(3):225-236. (In Russ.). https:// doi.org/10.21285/2500-1582-2024-9-3-225-236. EDN: GQFVME.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время сохраняется актуальность экологической проблемы во многих городах России, особенно Сибирского Федерального округа, - систематическое загрязнение атмосферного воздуха представителем биологически активных полициклических ароматических углеводородов
(ПАУ) - бенз(а)пиреном1,2 (Б(а)П). Соединение является продуктом неполного сгорания топлива, углеводородов, растительных материалов и относится к веществам 1-го класса опасности с канцерогенным эффектом действия. В большинстве городов страны проводится мониторинг содержания Б(а)П в атмосферном воздухе, который показывает
1 Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2021 году». М.: Минприроды России; МГУ им. М.В. Ломоносова, 2022. 684 с. Режим доступа: https://www.mnr.gov.ru/ docs/gosudarstvennye_doklady/gosudarstvennyy_doklad_o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_sredy_ rossiyskoy_federatsii_v_2021_/ (дата обращения: 30.08.2024).
2 Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2020 году». Иркутск: ООО «Мегапринт, 2021. 330 с. Режим доступа: https://мишелёвка.рф/upload/iblock/8cd/px6sb3xzfbj1o51vyl46r00hz nsi2yxa.pdf (дата обращения: 30.08.2024).
В
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Белых ЛИ. Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных... Belykh L.I. The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments...
превышение предельно допустимых концентраций (ПДКсс) в разы и на порядки значений показателей соответственно среднегодовых (СБП) и максимально разовых стандартных индексов (СИБП). Например, в 2021 году Б(а)П был веществом, определяющим высокий индекс загрязненности атмосферы (ИЗА5) в промышленных и сельскохозяйственного назначения городах Иркутской области -Братске, Вихоревке, Свирске, Зиме, Черемхово, Шелехове, Усолье-Сибирском. В этих городах значения СИБП канцерогена превышали норму от 11,4 (Шелехов) до 60,9 (Вихоревка) раз.
На основе статистических данных мониторинга за период с 2011 по 2020 гг. нами [1, 2] проведен анализ состояния атмосферы в шести городах юга Красноярского края: Ачинске, Канске, Красноярске, Лесоси-бирске, Минусинске, Назарово, на территории которых проживает не менее 50 % населения всего региона. Установлено, что во всех городах (кроме Назарово), по значениям показателя ИЗА5 сохраняется высокая (менее 13) и очень высокая (более 14) степень загрязнения, несмотря на динамику его снижения за исследуемый период. Положительная динамика обнаружена по содержанию Б(а)П в атмосфере всех городов, в которых значения СБП и СИБП превышали норму до 18 и 90 раз в зависимости от года и города соответственно. Для этих городов были оценены канцерогенные индивидуальные и популяционные риски Б(а)П для здоровья населения как пограничные между допустимыми и недопустимыми значениями. Для Красноярского края была отмечена динамика увеличения онкологической и общей заболеваемости
населения, положительно коррелирующая со средним содержанием Б(а)П в атмосферном воздухе изучаемых городов.
Актуальность обозначенной проблемы диктует необходимость более детального ее изучения, а именно: экологических свойств Б(а)П и ПАУ в системе «источник загрязнения -атмосфера - снежный покров - почва - вода -растение», включая состояние здоровья населения. Целью настоящей обзорной статьи было представление основных результатов исследований Б(а)П в природных и техногенных средах Южного Прибайкалья, проводимых совместно с сотрудниками, магистрантами, аспирантами на кафедре промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности института недропользования Иркутского национального исследовательского технического университета в период с 2016 по 2024 гг.
ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Мониторинг содержания Б(а)П в атмосфере городов Южного Прибайкалья Иркутской области проводят с 1987 года. В настоящее время3 это 29 пунктов наблюдения загрязнения в 16 городах. На рисунке представлена положительная динамика средних по всем этим городам среднегодовых (СБП) и особенно максимальных стандартных индексов (СИБП) концентраций Б(а)П в воздухе, которые все превышают ПДКсс [3-5].
По содержанию Б(а)П в атмосферном воздухе оценены канцерогенные индивидуальные и популяционные риски для здоровья населения, значения которых пограничны между допустимыми и недопустимыми в зависимости от периода времени и города. Отмечена слабая тен-
3 Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха городов на территории деятельности ФГБУ «Иркутское УГМС» в 2020 г. Министерство природных ресурсов и экологии РФ, ФГБУ «Иркутское УГМС», Иркутский центр по мониторингу загрязнения окружающей среды (Иркутский ЦМС), Иркутск. 2021. 170 с. Режим доступа: https://www.irmeteo.ru/index.php7ich42 (дата обращения: 30.08.2024).
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
ш
lupf
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(3):225-236 xxi CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
30
и 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Динамика средних по 16 городам Иркутской области среднегодовых (СБП с.г.) и максимальных (СБПтах.с.м.) концентраций Б(а)П в воздухе при ПДКсс, равной 1 нг/дм3
Dynamics of annual average (SBPs.g.) and maximum (SBpmax.s.m.) concentrations of B(a)P in the air for 16 cities of Irkutsk region at a MPCss of 1 ng/dm3
денция увеличения канцерогенных рисков. Определено, что заболеваемость злокачественными новообразованиями населения в Иркутской области в отдельные периоды времени прямо зависела от СБП в атмосферном воздухе промышленных и сельскохозяйственного назначения городов, а также от его индивидуального канцерогенного риска.
Состояние атмосферного воздуха городов и поселков на побережье оз. Байкал (Бай-кальск, Слюдянка, Листвянка, Култук) по содержанию Б(а)П и его канцерогенных рисков находится в пределах нормативных значений.
Анализ динамики концентраций Б(а)П в атмосфере самых крупных городов области показал его содержание выше ПДКсс с широкой вариацией результатов в зависимости от вида основного производства.
Согласно данным, представленным в таблице, практически не загрязнена атмосфера в следующих городах: Байкальске, Усть-Илимске, Саянске. В других городах по среднегодовым значениям СБП отмечается тенденция уменьшения степени загрязнения
атмосферы за 30-летний период времени примерно в 2-4 раза. Такая тенденция обусловлена спадом производства и появлением более «экологически чистых» технологий, например, в теплоэнергетике, производстве алюминия. Напротив, максимальные значения концентраций показателя СИБП в динамике возрастают, как например: в промышленных Братске, Шелехове, Усолье-Сибирском, так и в городах сельскохозяйственного назначения - Зиме, Черемхово.
К особо загрязненным относятся города с алюминиевым производством (Братск и Шелехов) и города, в которых обнаружены высокий процент печного отопления (Зима, Черемхово) и интенсивный поток автомагистралей (Иркутск). В связи с этим более детально исследованы потенциальные источники загрязнения атмосферы канцерогенными ПАУ.
Проведен ретроспективный анализ модернизации технологий производства первичного алюминия на Иркутском алюминиевом заводе за 55-летний период деятельности (1962-2017 гг.) и ее последствий для канцерогенной опасности ПАУ и их инди-
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Белых ЛИ. Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных... Belykh L.I. The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments...
Динамика содержания бенз(а)пирена в атмосферном воздухе городов Иркутской области Dynamics of benzo(a)pyrene content in the atmospheric air of the cities in Irkutsk region
Город (производство) Год наблюдения
1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
Концентрации (нг/м3) среднегодовые СБГ и (максимальные СИБГ), или доли ГДКсс (1 нг/м3)
Ангарск (нефтехимическое) 4,2 3,9 2,0 (5,1) 4,0 (7,8) 2,6 (6,8) 1,2 (3,6) 3,6 (13,0)
Иркутск (теплоэнергетика) 9,6 7,7 1,4 (5,2) 3 (5,2) 4,2 (10,0) 1,5 (9,2) 3,5 (11,1)
Усолье-Сибирское (химическое) 2,5 4,3 2,6 (15,7) 2,7 (5,5) 2,6 (5,6) 3,8 (8,4) 6,6 (33,6)
Саянск (химическое) 0,7 0,2 0,7 (1,5) 2 (3,9) 1,5 (2,5) 2 (4,9) 1,5 (6,1)
Усть-Илимск (лесное) 0,7 0,7 1,7 (2,8) 2,7 (6,2) 1,9 (3,6) 0,5 (2,0) 0,5 (1,3)
Братск (алюминиевое) 11,1 6,2 2,5 (13,9) 2,9 (7,5) 5,1 (11,4) 6,7 (30,2) 4,0 (20,5)
Шелехов (алюминиевое) 12,4 12,9 2,2 (5,3) 2,8 (5,7) 2,8 (6,2) 3,3 (9,3) 5,7 (17,2)
Зима (аграрное) 13,1 8,2 2,2 (1,7) 3,5 (6,5) 3,7 (8,0) 6,6 (39,6) 6,1 (68,6)
Черемхово (угольное) 11,4 8,2 1,8 (4,4) 3,8 (7,5) 2,3 (4,1) 1,9 (3,7) 6,1 (19,3)
Байкальск (аграрное) 0,7 0,7 1,7 (2,8) 2,7 (6,2) 1,5 (3,0) 0,2 (0,8) 0,7 (2,3)
катора - Б(а)П в объектах среды города Шелехова [6]. Дана краткая эколого-техно-логическая характеристика производства, включающая внедрение более совершенных технологий обожженных анодов и «ЭкоСо-дерберга». Оценена динамика содержания Б(а)П и его аналогов в воздухе рабочей зоны, атмосферном воздухе городской среды и сопряженной с ним подстилающей поверхности снежного, почвенного и растительного покровов. Выявлена тенденция уменьшения выбросов смолистых веществ и Б(а)П, приводящая к снижению степени загрязнения воздушной среды по сравнению с депонирующими объектами. Рассмотрены результаты экспериментального исследования влияния температуры анодных коксопековых композиций электролитического получения первичного алюминия на выбросы вредных веществ от электролизеров с верхним под-
водом тока и с самообжигающимися анодами. Показано, что технология охлаждения анодов снижает выбросы канцерогенного Б(а)П до 8-10 раз [7].
Оценка Братского алюминиевого завода как источника выделения Б(а)П и загрязнения окружающей среды проведена с помощью изучения распределения ПАУ в системе «снежный покров - источник выбросов» [8]. Определены и сопоставлены составы 16 ПАУ в снежном покрове в зоне влияния выбросов от алюминиевого завода с составом соединений в самих выбросах. Идентичность составов указывает на источник образования этих соединений. В дополнение к этому ПАУ идентифицированы в твердом осадке и фильтрате снежного покрова Братска [9], найдены индикаторные соотношения флуорантен/ флуорантен + пирен и пирен + флуорантен/ хризен + фенантрен, указывающие на пиро-
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Ш
'22е. л
Г
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(3):225-236 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
генный характер происхождения ПАУ [10-12] в процессе пиролиза анодной массы в электролизерах при получении алюминия.
Высокие содержания Б(а)П в атмосфере непромышленных городов: Зимы, Черемхово, Иркутска (см. таблицу) - в значительной степени могут быть обусловлены выбросами от теплоисточников малой мощности (котельные, домовые печи), особенно при сжигании твердого вида топлива - угля и дров. Были проанализированы результаты определения удельных выбросов продуктов неполного сгорания в процессе открытого горения растительных материалов и отходов разного состава, печного сжигания дров и угля [13]. Найдены усредненные удельные выбросы Б(а)П, сажи, монооксида углерода, с помощью которых рассчитаны валовые выбросы этих веществ от различных источников выбросов [14]. Полученные средние удельные выбросы Б(а)П от исследуемых процессов горения рекомендованы как более точные для прямого расчета валовых выбросов канцерогена, а средние содержания Б(а)П в саже - для косвенных его расчетов путем предварительного оценивания валовых количеств сажи.
Оценку автомобильного транспорта как возможного источника выбросов Б(а)П в атмосферу изучили с помощью метода биоиндикации, в котором биоиндикаторами служили листья различных деревьев, распространенных в городской среде Иркутска [15]. Установили, что степень загрязнения растений зависит от ландшафта и воздействия транспорта, вида деревьев. Показали возможность использования листьев деревьев в качестве биоматериалов для мониторинга состояния городской атмосферы.
Уже отмечалось, что за последние 30 лет многие промышленные предприятия модернизированы, внедрены новые технологии в производстве алюминия, теплоэнергетики,
транспорта, что значительно уменьшает валовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Это сказалось и на отрицательной динамике среднегодовых содержаний Б(а)П в атмосфере многих городов (см. таблицу). В то же время динамика усредненных концентраций вещества по всем городам Иркутской области, в которых проводился мониторинг Б(а)П, положительная (см. рисунок), что указывает на наличие других источников выделения ПАУ. Таким источником могут быть лесные пожары, интенсивность которых варьирует широко, а продукты горения содержат ПАУ. В наши исследования входило установление возможности загрязнения атмосферного воздуха от продуктов горения при лесных пожарах. Была изучена динамика показателей пожаров и их влияние на содержание Б(а)П в атмосфере городов Иркутской области и Красноярского края [1, 16-20].
За длительный период времени (с 1987 по 2020 гг.) наблюдений содержания Б(а)П в атмосфере городов Иркутской области найдены положительные линейные зависимости между средними концентрациями Б(а)П в атмосфере и интенсивностью количества пожаров или площади, пройденной огнем. Установлено, что точность корреляций выше за последние 10-15 лет, что может свидетельствовать об увеличении вклада природных пожаров в загрязнение атмосферы по сравнению с антропогенными источниками. Наиболее детально эти зависимости изучены на примере города Братска и пожаров в Братском районе [19]. Показано закономерное увеличение точности корреляционной связи содержания Б(а)П в атмосфере города Братска от показателей пожаров в ряде территорий: Иркутской области, вокруг Братского района и отдельно Братском районе. Более высокие коэффициенты корреляции найдены для показа-
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Белых ЛИ. Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных... Belykh L.I. The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments...
телей среднегодовых концентраций СБП и количества пожаров (Ы) по сравнению соответственно с максимальными концентрациями СИБП и показателями природной сгоревшей площади (Б).
В работе [20] дана оценка выделений Б(а)П, монооксида углерода и сажи от лесных пожаров как возможного источника загрязнения атмосферного воздуха в городах Иркутской области. Рассчитаны усредненные за 2014-2020 гг. массовые валовые выбросы (т/год) исследуемых веществ в 33 районах Иркутской области. Установлены зависимости валовых выбросов Б(а)П от показателей лесных пожаров: количества, площади, массы сгоревших растительных материалов, валовых выбросов оксида углерода и сажи. Сделан вывод о загрязнении атмосферного воздуха городов канцерогенным Б(а)П и токсичным оксидом углерода в результате выбросов от лесных пожаров.
В статье [17] найдена положительная корреляция между содержанием Б(а)П в атмосферном воздухе городов Иркутской области и онкологической заболеваемостью населения. Оценены массовые выбросы Б(а)П от теплоисточников «малой» мощности (котельные и бытовые печи), площади лесных пожаров и показаны зависимости от них содержания Б(а)П в атмосфере городов. Авторы пришли к выводу о вкладе техногенных и природных источников в загрязнение атмосферы Б(а)П и о необходимости его определения с разработкой мер по снижению выбросов.
В работах [21] и [22] предметом исследований было установление закономерностей распределения ПАУ в сопряженных объектах систем соответственно «вода - гидро-бионты» и «почва - растение». В модельных экспериментах показана способность байкальских гидробионтов (пресноводная губка ШЬот1гБк1а Ьа1са!еп515 и харовая водоросль Ше!!а Бр.) к накоплению и превращению ПАУ,
что указывает на активное участие водных организмов в процессах самоочищения вод от токсичных и канцерогенных соединений, а также на возможность использовать гидро-бионты как биоиндикаторы для оценивания состояния водной среды озера Байкал.
Для системы «почва-растение» предложено два подхода к информативному качественному и количественному оцениванию распределения биогенных и загрязняющих веществ с учетом их концентрации в почве. Первый подход включает аппроксимацию зависимостей по линейным или адсорбционным степенным функциям Фрейндлиха и Ленгмюра Ср = f(Cn), из которых определяются концентрационные показатели вида: а, 1Кр, Кр, С^. С их помощью оцениваются механизм и интенсивность накопления вещества растением. Второй подход включает получение степенной функции Кб = f(Cn) или ее линеаризированной формы 1дКб = f(lgCn) с расчетом из них стандартизированных коэффициентов Кб, чувствительных при низких (1, 10) и предельных при высоких (100, 1000) концентрациях вещества в почве. На примере различных по физико-химическим и биологическим свойствам веществ - Б(а)П, фтора и цинка -показано определение показателей для оценки абсолютного и относительного накопления веществ агрокультурами, проведены сравнения растений между собой, рассмотрены возможные механизмы распределения веществ и их интенсивность.
Исследования в работе [23] посвящены мониторингу содержания Б(а)П в растениях и почвах на территории антропогенного загрязнения в зоне выбросов алюминиевого производства и оцениванию биологической активности вещества для хвойных и лиственных растений. Показано, что в древесине стволов сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) и березы повислой (Betula
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(3):225-236 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
pendula) содержание лигнина, целлюлозы и экстрактивных низкомолекулярных полярных веществ определялись концентрацией Б(а)П и видом дерева. В лесных экосистемах фоновое содержание канцерогена в древесине деревьев (1-5 мкг/кг) не влияло на содержание лигнина и целлюлозы, но стимулировало синтез экстрактивных веществ, особенно у березы. Для сосны отмечена прямая корреляция между концентрацией Б(а)П в двухлетней хвое и ее пероксидазной активностью. Повышение активности оксидоредуктаз и участие их в синтезе фенольных, дубильных и других органических (экстрактивных) веществ в зависимости от концентрации Б(а)П указывают на его биостимулирующие свойства для растений. Проанализированы различные физиолого-биохимические реакции у древесных и травянистых растений в зависимости от концентрации (дозы) Б(а)П в составе растений и в почвах, загрязненных в зонах антропогенных выбросов. Отмечены противоположные реакции хвойных и лиственных деревьев на Б(а)П: соответственно ингиби-рование и стимулирование биохимических процессов. На основе собственных и лите-
ратурных данных выделены природный, средний переходный и техногенный диапазоны концентраций Б(а)П, которые оказывают влияние на растения соответственно от стимулирующих до ингибирующих эффектов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные результаты исследований канцерогенных ПАУ и его индикатора Б(а)П в экосистеме региона Южного Прибайкалья Иркутской области показали довольно надежные доказательства об антропогенно-техногенных и природных источниках их образования, путях распределения в системах сопряженных объектов окружающей среды: «источник выбросов -атмосферный воздух - снежный покров -почва - вода - растение», «атмосферный воздух - здоровье человека». Полученные результаты и их обобщение позволяют учитывать свойства и поведение приоритетных загрязняющих веществ ПАУ при мониторинге и контроле, разработке природоохранных мероприятий, управлении процессом канцерогенной безопасности ПАУ.
Список источников
1. Белых Л.И., Иванов В.Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов юга Красноярского края // XXI век. Техносферная безопасность. 2022. Т. 7. № 1. С. 8-20. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1-8-20. ЕРЫ: О^ВА^
2. Иванов В.Н., Белых Л.И. Бенз(а)пирен в атмосфере и его канцерогенные риски для здоровья населения городов Красноярского края // Безопасность-2022: материалы XXVII Всеросс. студ. научно-практ. конф. с междунар. участием «Проблемы техносферной безопасности современного мира» (г. Иркутск, 19-21 апреля 2022 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2022. С. 307-310. ЕРЫ: ШРШБ.
3. Белых Л.И., Будько Т.И. Бенз(а)пирен в атмосфере и его канцерогенные риски для здоровья населения городов Южного Прибайкалья // XXI век. Техносферная безопасность. 2020. Т. 5. № 3. С. 243-252. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-3-243-252. ЕРЫ: 1_6ТББМ.
4. Будько Т.И., Белых Л.И. Бенз(а)пирен в атмосфере населенных мест центральной экологической зоны Байкальской природной территории. Безопасность-2020. Материалы докл. XXV Всеросс. студ. научно-практ. конф. с междунар. участием «Проблемы техносферной безопасности современного мира» (г. Иркутск, 14-17 апреля 2020). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2020. С. 223-224. ЕРЫ: ОВСШШ.
И
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Белых ЛИ. Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных... Belykh L.I. The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments...
5. Belykh L.I., Maksimova M.A. Benzo(a)pyrene in the atmosphere and its carcinogenic risks to the health of the population of Irkutsk region cities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022. Vol. 1061. P. 012003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1061/1/012003.
6. Белых Л.И., Максимова М.А. Эколого-технологическая модернизация Иркутского алюминиевого завода и ее влияние на канцерогенную опасность для города Шелехова // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 9. С. 8-13. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-9-8-13. EDN: YABTAL.
7. Кузнецова А.А., Белых Л.И. Влияние охлаждения анода электролитического получения алюминия на выбросы бенз(а)пирена // Техносферная безопасность в XXI веке: материалы X Всеросс. научно-практ. конф. магистрантов, аспирантов и молодых ученых (г. Иркутск, 01-03 декабря 2020 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2020. С. 233-237. EDN: LRORUP.
8. Белых Л.И., Янченко Н.И. Распределение полициклических ароматических углеводородов в системе «снежный покров - источник выбросов» // XXI век. Техносферная безопасность. 2016. Т. 1. № 4. С. 10-22. EDN: XDBLIN.
9. Янченко Н.И., Белых Л.И., Слуцкий С.Л., Ланько А.В. Полициклические ароматические углеводороды в твердом осадке и легколетучие органические соединения в фильтрате снежного покрова Братска // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 2. С. 52-58. EDN: VYXGKZ.
10. Белых Л.И., Янченко Н.И., Халтурина Д.А. Отношения содержаний полициклических ароматических углеводородов как показатели оценки источников загрязнения // Экоаналитика-2016: тезисы докл. X Всерос. конф. по анализу объектов окружающей среды (г. Углич, 26 июня - 02 июля 2016). Углич: Филигрань, 2016. С. 18.
11. Янченко Н.И., Белых Л.И. Сравнительная оценка полициклических ароматических углеводородов снежного покрова в зоне выбросов алюминиевого производства // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 1. С. 66-71. https://doi.org/10.15372/A0020170109. EDN: XIHRLN.
12. Янченко Н.И., Белых Л.И., Мухамедьянова Р.Р. Снежный покров как индикатор источников выбросов полициклических ароматических углеводородов // Снежный покров, атмосферные осадки, аэрозоли: климат и экология северных территорий и Байкальского региона: материалы 1-й Междунар. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 26-29 июня 2017 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. С. 213-217. EDN: ZERDDH.
13. Белых Л.И., Халтурина Д.А., Мухамедьянова Р.Р. Мониторинг выбросов бенз(а)пирена в атмосферу при открытом и печном горении различных материалов // XXI век. Техносферная безопасность. 2017. Т. 2. № 1. С. 23-37. EDN: YHFJBD.
14. Belykh L.I., Maksimova M.A. Thermal sources of low power and their caricena hazard to the atmosphere of the cities of the Irkutsk region // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. Vol. 408. P. 012028. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012028.
15. Belykh L.I. Biomonitoring of Air Condition in Urban Environment (with Regard to Irkutsk, Irkutsk region in Russia) // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. Vol. 262. P. 012118. https://doi. org/10.1088/1757-899X/262/1/012118.
16. Belykh L.I., Garmyshev V.V. Carcinogenic hazard of forest fires for the atmosphere of the Irkutsk region cities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: XVIII International scientific and practical conference on prospects mining and metallurgy industry development (IGOSHIN Readings 2018). (Irkutsk, 29 November -1 December 2018). Irkutsk, 2019. Vol. 229. P. 012017. https://doi.org/10.1088/1755-1315/229/1/012017.
17. Belykh L.I., Shaimanova К.А. Sources of carcinogenic risks for atmosphere of Irkutsk Region cities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 687. Iss. 6. P. 066010. https://doi.org/10.1088/ 1757-899X/687/6/066010.
18. Belykh L.I. Forest fires and their environmental problems on the territory of Irkutsk Region // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2nd International Scientific Conference «Sustainable and
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Ш
233
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(3):225-236 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
Efficient Use of Energy, Water and Natural Resources. (Irkutsk, 16-20 September 2019). Irkutsk, 2020. Vol. 408. P. 012014. https://doi.Org/10.1088/1755-1315/408/1/012014.
19. Белых Л.И. Природные пожары в Иркутской области - возможный источник бенз(а)пирена в атмосфере города Братска // XXI век. Техносферная безопасность. 2024. Т. 9. № 2. С. 161-175. https:// doi.org/10.21285/2500-1582-2024-9-2-161-175. EDN: XBOVCO.
20. Белых Л.И., Гармышев В.В., Тюкалова О.В. Выбросы бенз(а)пирена и оксида углерода от лесных пожаров как источник загрязнения атмосферы городов Иркутской области // Экология и промышленность России. 2024. Т. 28. № 5. С. 54-59. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2024-5-54-59. EDN: KLGFZZ.
21. Белых Л.И., Глызина О.Ю. Закономерности распределения полициклических ароматических углеводородов в системе вода-гидробионты озера Байкал // XXI век. Техносферная безопасность. 2023. Т. 8. № 2 . С. 126-134. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2023-2-126-134. EDN: OCGONT.
22. Белых Л.И., Тимофеева С.С. Оценивание распределения вещества в системе почва-растение (на примере агрокультур) // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. 13. № 2. С. 272282. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-2-272-282. EDN: FILZTN.
23. Белых Л.И., Полей Н.Ю. Мониторинг и оценка влияния бенз(а)пирена на хвойные и лиственные растения в зонах антропогенного загрязнения // XXI век. Техносферная безопасность. 2021. Т. 6. № 3. С. 240-250. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2021-3-240-250. EDN: IJGDDG.
References
1. Belykh L.I., Ivanov V.N. Air pollution trends in southern cities of Krasnoyarsk region. XXI century. Techno-sphereSafety. 2022;7(1):8-20. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1-8-20. EDN: QRTBAR.
2. Ivanov V.N., Belykh L.I. Benz(a)pyrene in the atmosphere and its carcinogenic risks for the health of the population of the cities in Krasnoyarsk region. In: Bezopasnost—2022:materialyXXVII Vseross. stud. nauchno-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem «Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti sovremennogo mira» = Security-22: materials of the XXVII All-Russian student scientific and practical conference with international participation "Problems of technosphere security in the modern world". 19-21 April 2022, Irkutsk. Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University; 2022, p. 307-310. (In Russ.). EDN: RUPKWS.
3. Belykh L.I., Budko T.I. Benzo(a)pyrene in the atmosphere and its carcinogenic risks to the health of the population of Southern Baikal cities. XXI Century. Technosphere Safety. 2020;5(3):243-252. (In Russ.). https://doi. org/10.21285/2500-1582-2020-3-243-252. EDN: LGTSSM.
4. Bud'ko T.I., Belykh L.I. Benz(a)pyrene in the atmosphere of populated areas of the central ecological zone of the Baikal natural territory. In: Bezopasnost—2020: materialy dokl. XXV Vseross. stud. nauchno-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem «Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti sovremennogo mira» = materials of the XXVII All-Russian student scientific and practical conference with international participation "Problems of technosphere security of the modern world". 14-17 April 2020, Irkutsk. Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University; 2020, p. 223-224. (In Russ.). EDN: QBGWOV.
5. Belykh L.I., Maksimova M.A. Benzo(a)pyrene in the atmosphere and its carcinogenic risks to the health of the population of Irkutsk region cities. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2022;1061:012003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1061/1Z012003.
6. Belykh L.I., Maksimova M.A. Ecological and technological modernization of the Irkutsk aluminum smelter and its impact on the carcinogenic hazard for Shelekhov. Ecology & Industry of Russia. 2018;22(9):8-13. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-9-8-13. EDN: YABTAL.
И
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Белых ЛИ. Основные результаты исследований бенз(а)пирена в природных и техногенных... Belykh L.I. The key results of studies of benzo(a)pyrene in natural and man-made environments...
7. Kuznetsova A.A., Belykh L.I. The effect of cooling the anode for the electrolytic production of aluminum on benzo(a)pyrene emissions. In: Tekhnosfernaya bezopasnost'vXXI veke:materialyXVseross. nauchno-prakt. konf. magistrantov, aspirantov i molodykh uchenykh = Technosphere safety in the 21st century: materials of the XAll-Russian scientific and practical conference of undergraduates, graduate students and young scientists. 01-03 December 2020, Irkutsk. Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University; 2020, p. 223-224. (In Russ.). 2020, p. 233-237. EDN: LRORUP.
8. Belykh L., Yanchenko N. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in the "snow cover - emission source" system. XXI Century. Technosphere Safety. 2016;1(4):10-22. (In Russ.). EDN: XDBLIN.
9. Yanchenko N.I., Belykh L.I., Slutskii S.L., Lan'ko A.V. Polycyclic aromatic hydrocarbons in solid sediment and highly volatile organic compounds in Bratsk snow cover filtrate // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2016;327(2):52-58. (In Russ.). EDN: VYXGKZ.
10. Belykh L.I., Yanchenko N.I., Khalturina D.A. Ratios of polycyclic aromatic hydrocarbons contents as indicators for assessing pollution sources. In: Ekoanalitika-2016: tezisy dokl. X Vseros. konf. po analizu ob"ektov okruzhayushchei sredy = Ecoanalytics-2016: abstracts of reports of the X All-Russian Conference on the Analysis of Environmental Objects. 26 June - 02 July 2016, Uglich. Uglich: Filigran'; 2016, p. 18. (In Russ.).
11. Ianchenko N.I., Belykh L.I. Comparative estimate of polycyclic aromatic hydrocarbons in snow cover at the exhaust zone of aluminum manufactures. Optika Atmosfery iOkeana. 2017;30(1):66-71. (In Russ.). https:// doi.org/10.15372/AOO20170109. EDN: XIHRLN.
12. Yanchenko N.I., Belykh L.I., Mukhamed'yanova R.R. Snow cover as an indicator of polycyclic aromatic hydrocarbon emission sources. In: Snezhnyi pokrov, atmosfernye osadki, aerozoli: klimat i ekologiya severnykh territorii i Baikal'skogo regiona: materialy 1-i Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. = Snow cover, precipitation, aerosols: climate and ecology of the northern territories and the Baikal region: materials of the 1st International scientific and practical conference. 26-29 June 2017, Irkutsk. Irkutsk: Irkutsk National Research Technical University; 2027, p. 213-217. (In Russ.). EDN: ZERDDH.
13. Belykh L.I., Khalturina D.A., Muchamedjanova R.R. Monitoring of benz(a)pyrene emissions into the atmosphere as a result of open and oven combustion of various materials. XXI century. Technosphere Safety. 2017;2(1):23-37. (In Russ.). EDN: YHFJBD.
14. Belykh L.I., Maksimova M.A. Thermal sources of low power and their caricena hazard to the atmosphere of the cities of the Irkutsk region. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020;408:012028. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1Z012028.
15. Belykh L.I. Biomonitoring of Air Condition in Urban Environment (with Regard to Irkutsk, Irkutsk region in Russia). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017;262:012118. https://doi.org/10.1088/ 1757-899X/262/1/012118.
16. Belykh L.I., Garmyshev V.V. Carcinogenic hazard of forest fires for the atmosphere of the Irkutsk region cities. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: XVIII International scientific and practical conference on prospects mining and metallurgy industry development (IGOSHIN Readings 2018). 29 November - 1 December 2018, Irkutsk. Irkutsk; 2019, vol. 229, p. 012017. https://doi.org/10.1088/1755-1315/229/1/012017.
17. Belykh L.I., Shaimanova К.А. Sources of carcinogenic risks for atmosphere of Irkutsk Region cities. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019;687(6):066010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/687/6/066010.
18. Belykh L.I. Forest fires and their environmental problems on the territory of Irkutsk Region. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 2nd International Scientific Conference «Sustainable and Efficient Use of Energy, Water and Natural Resources. 16-20 September 2019, Irkutsk. Irkutsk; 2020, vol. 408, p. 012014. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012014.
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
Ш
0/
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2024;9(3):225-236 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
19. Belykh L.I. Forest fires in Irkutsk region as a possible source of benz(a)pyrene in the atmosphere of Bratsk XXI Century. Technosphere Safety. 2024;9(2)161-175. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2024-9-2-161-175. EDN: XBOVCO.
20. Belykh L.I., Garmyshev V.V., Tyukalova O.V. Emissions of benzo(a)pyrene and carbon monoxide from forest fires as a source of atmospheric pollution in cities of the Irkutsk region. Ecology & Industry of Russia. 2024;28(5):54-59. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2024-5-54-59. EDN: KLGFZZ.
21. Belykh L.I., Glyzina O.Y. Patterns of distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in the system ater-hydrobionts system of the lake Baikal. XXI Century. Technosphere Safety. 2023;8(2):126-134. (In Russ.). https:// doi.org/10.21285/2500-1582-2023-2-126-134. EDN: OCGONT.
22. Belykh L.I., Timofeeva S.S. Estimation of substance distribution in the soil-plant system (on the example of crop species). Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2023;13(2):272-282. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-2-272-282. EDN: FILZTN.
23. Belykh L.I., Poley N.Yu. Monitoring and assessment of the effect of benzo (a) pyrene for coniferous and deciduous plants in anthropogenically polluted areas. XXI century. Technosphere Safety. 2021;6(3):240-250. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2021-3-240-250. EDN: IJGDDG.
Информация об авторе
Белых Лариса Ивановна,
д.х.н., старший научный сотрудник, профессор
кафедры промышленной экологии
и безопасности жизнедеятельности,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83,
Россия,
Вклад автора
Автор выполнил исследовательскую работу, на основании полученных результатов провел обобщение, подготовил рукопись к печати.
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.
Информация о статье
Поступила в редакцию 06.09.2024. Одобрена после рецензирования 24.09.2024. Принята к публикации 25.09.2024
Information about the author Larisa I. Belykh,
Dr. Sci. (Chemistry), Senior Researcher, Professor at the Industrial Ecology and Personnel Safety Department,
Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia, [email protected]
Contribution of the author
The author performed the research, made a generalization on the basis of the results obtained and prepared the copyright for publication.
Conflict interests
Author declares no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by the author.
Information about the article
The article was submitted 06.09.2024. Approved after reviewing 24.09.2024. Accepted for publication 25.09.2024
Ü
https://journals.istu.edu/technosfernaya_bezopastnost/
