SANITARY AND ONCOLOGICAL ASSESSMENT OF THE APPLICATION IN AGRICULTURE OF WASTE WATER CONTAINING CARCINOGENIC HYDROCARBONS

Abstract

Industrial development and urbanization have led to a sharp increase in the amount of domestic and industrial wastewater, some of which can be used to irrigate agricultural land. However, wastewater can contain compounds that are hazardous to public health.

Full Text

Развитие промышленности и урбанизация привели к резкому увеличению коли­чества бытовых и промышленных сточных вод, часть которых может быть исполь­зована для орошения сельскохозяйственных земель. Вместе с тем сточные воды могут содержать соединения, представляющие опасность для здоровья населения. Важ­ной гигиенической задачей является изучение возможности накопления подобных веществ в почве, подвергающейся орошению, а также в продуктах сельского хозяй­ства, выращенных на орошаемых землях. Так, исследования показали, что в город­ских и промышленных сточных водах могут присутствовать канцерогенные полицик­лические ароматические углеводороды (ПАУ), в том числе бенза(а)пирен (БП).

ПАУ считаются в настоящее время самыми распространенными канцерогенными веществами: они встречаются в почве, в атмосферном воздухе, воде, растительности и т. д. Среди них наиболее сильным онкогенным действием обладает БП — стойкое во внешней среде соединение, которое в соответствии с накопленными данными мож­но рассматривать в качестве индикаторного для всей группы канцерогенных углево­дородов. Обнаружение БП свидетельствует о присутствии других канцерогенных ПАУ.

Нами в порядке опыта изучена возможность накопления БП в почве и выращи­ваемой на ней сельскохозяйственной продукции в условиях орошения сельскохозяй­ственных земель городскими сточными водами, а также сточными водами текстиль­ных предприятий. По геологическому строению орошаемый массив сложен с поверх­ности и до глубины 24 м песками ледникового происхождения. Пески подстилаются пластом черной глины мощностью до 0,75 м. Грунтовые воды залегают на глубине 9,3—11,0 м. Почва орошаемого участка — дерново-слабоподзолистая, супесчаная.

Для орошения были использованы сточные воды поселка городского типа, а также тонкосуконной фабрики и коврового комбината. Нормы и сроки полива сточ­ными водами соответствовали санитарным требованиям. Для исследования были выбра­ны овощные культуры, выращиваемые при круглогодовом орошении сточными водами: морковь столовая (сорт «Шантанэ»), свекла (сорт «Бордо»), капуста (сорт «Москов­ская поздняя») и кормовая трава.

Содержание БП определяли в образцах почвы, растительности, а также в про­бах сточных вод. Количественное определение БП производили основанным на эф­фекте Шпольского спектрально-люминесцентным методом добавок, предложенным А. Я. Хесиной (1964). Всего было исследовано 77 проб почвы и 18 проб овощей и кормовой травы.

Изучение проб использовавшихся для орошения городских стоков и сточных вод текстильных предприятий подтвердило наличие в них БП.

В городских сточных водах содержание БП колебалось от 0,16 до 0,54, в сточ­ных водах тонкосуконной фабрики — от 0,15 до 0,22, в сточных водах коврового ком­бината — от 0,016 до 0,07 мкг/л.

Исследование возможности накопления БП в почве и овощах было начато в 1968 г. Оно показало, что при обычном режиме поливов, применяющемся на испытуемом

Таблица 1

Содержание бенз(а)пирена в почве в опыте с орошением городскими сточными водами (мкг/кг)

Участки	Гори­зонт, см	Содержание БП в пробах почвы, отобранных
		в августе	в октябре
Контрольный	0—10 10—20	3,0; 3,8 2,5; 5,2	3,6; 4,2 2,7; 5,2
С морковью	0—10 10—20	2,5; 3,0 2,6; 5,4	3,5; 4,0 2,3; 4,6
Со свеклой	0—10 10—20	5,8; 9,4 1,8; 5,9	3,0; 4,5 2,1; 3,4
С капустой	0—10 10—20	3,4; 5,8 5,8; 7,1	6,4; 7,9 4,0; 5,8

участке, не происходит накопления БП как в почве, так и в овощах. Дальней­шие анализы подтвердили эти данные: накопление БП в почве не происходило (табл. 1), а содержание его в овощах находилось на таком же уровне, как и в сельских местностях, где известные в настоящее время источники канцерогенных углеводородов отсутствуют (табл. 2). В этих условиях концентрация БП, как пра­вило, не превышает 10 мкг на 1 кг сухого вещества.

Таблица 2

Содержание бенз(а)пирена в овощах, собранных

с полей в опыте с орошением городскими сточными водами (мкг/кг)

Вид овощей	1969 г.	1970 г.
Капуста	2,0; 6,0	1,65; 4,5
Свекла	0,6; 0,8	до 2,0
Морковь	0,8; 0,8	0,8; 1,2

Следующим этапом работы (1971—1972 гг.) стало изучение возможности акку­мулирования почвой и кормовой травой БП при использовании с целью орошения сточных вод тонкосуконной фабрики и коврового комбината, которые, как и городские сточные воды, содержат БП и другие ПАУ и характеризуются высоким содержанием поверхностноактивных веществ (ПАВ). Орошение подобными стоками почвы не при­вело к увеличению содержания в ней БП при норме полива 900; 1825 и 2425 м³/га (4 полива за вегетационный период). В кормовой траве БП был обнаружен в кон­центрации 2—18 мкг/кг, т. е. в концентрациях, близких к обычному уровню БП в растительности в сельской местности.

Как же объяснить тот факт, что заведомое внесение в почву канцерогенного угле­водорода не привело к увеличению его содержания в почве и произрастающей на ней растительности? Прежде всего необходимо произвести некоторые расчеты. В течение года на 1 га орошаемой земли подается до 9 000 м³ сточных вод. Если считать, что в 1 м³ городских стоков содержится максимальное обнаруженное нами количество БП (540 мкг/м³), то в течение года на 1 га почвы попадает около 1,5 г БП, а на 1 м² — около 0,15 мг БП (150 мкг). При одномоментном поступлении таких количеств канцеро­генного углеводорода произошло бы, очевидно, загрязнение почвы этим веществом в определенной мере, что, судя по некоторым экспериментальным данным [3], могло бы отразиться также на содержании БП в растительности. Однако поступление БП в поч­ву происходит в течение года значительно более равномерно. При этом следует учиты­вать, что часть канцерогенного углеводорода, растворенная в сточных водах, может проникать в глубже лежащие слои, не задерживаясь в ее верхних слоях. Другая, боль­шая часть БП, сорбированная на различных содержащихся в сточных водах части­цах, остается именно в верхних слоях. В настоящее время известно, что в почве су­ществуют некоторые виды бактерий, способные разрушать канцерогенные углеводоро­ды, в том числе БП [2 и др.]. В соответствии с современными представлениями, имен­но деятельность этих бактерий является одним из основных факторов очищения почвы от попадающих в нее канцерогенных углеводородов.

Приведенные в статье факты свидетельствуют о том, что при указанных выше ре­жимах орошения почвы и концентрациях БП в сточных водах бытовых и текстильных предприятий, а также при данном характере почвы (дерново-слабоподзолистая) при­сутствующие в почве бактерии справляются с разрушением канцерогенных углеводо­родов. Вместе с тем следует признать необходимым пристальное изучение процессов самоочищения внешней среды от канцерогенных углеводородов, чтобы использовать знание их на пользу человеку.

В целом оценивая возможность применения сточных вод в сельском хозяйстве, следует сказать, что с точки зрения изучавшейся нами проблемы оно не вызывает воз­ражений.