ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ЗАВОДА ПО СЖИЖЕНИЮ ГАЗА НА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ (О. САХАЛИН)

Самутенко Л.В.

ORCID: 0000-0002-3083-7958, Кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБНУ «Сахалинский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

ВЛИЯНИЕ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ ЗАВОДА ПО СЖИЖЕНИЮ ГАЗА НА ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПЛОДООВОЩНОЙ ПРОДУКЦИИ (О. САХАЛИН)

Аннотация

Представлены результаты определения содержания оксидов азота, соединений серы и бенз(а)пирена в овощной и плодово-ягодной продукции, производимой на дачных участках, расположенных в районе действия завода по сжижению природного газа. Установлено накопление нитратного азота в листьях малины и яблони, в ягодах крыжовника, превышающее ПДК, в осенний период. Выявлено увеличение (в 4,4 раза) содержания серы в укропе. Присутствовали внешние признаки негативного воздействия заводских выбросов на плодовые культуры и кустарники. Накопление бенз(а)пирена в растительном материале не определено.

Ключевые слова: выбросы завода СПГ, овощи, ягоды, плоды, листья, оксиды азота, сера, бенз(а)пирен, накопление.

Samutenko L.V.

ORCID: 00000000-0002-3083-7958, PhD in Agriculture, FGBNU «Sakhalin Research Institute of agriculture»

 INFLUENCE EMISSIONS AIR GAS LIQUEFACTION PLANT ON THE CHEMICAL COMPOSITION OF FRUIT AND VEGETABLE PRODUCTION (ON SAKHALIN ISLAND)

Abstract

Presents the results of the determination of the content of nitrogen oxides, sulphur and benzo(a)pyrene in vegetable and fruit products manufactured on the suburban areas located in the liquefied natural gas plant. Set the accumulation of nitrate nitrogen in the leaves of raspberry and Apple trees, berries of gooseberries, exceeding the MPC, in autumn. Detected increase (4.4 times) sulphur content of dill. Present were the external signs of the negative impact of factory emissions on fruit crops and trees. The accumulation of benzo(a)pyrene in plant material is not defined.

Keywords: emissions from the LNG plant, vegetables, berries, fruits, leaves, nitrogen oxides, sulphur, benzo(a)pyrene, accumulation.

Установлено, что при сжигании природного газа из общего объема выбросов окислов азота ~ 90% приходится на оксид азота (NO) и 10% – на диоксид азота (NO₂), считающийся более опасным соединением [1]. Концентрация нитритов в почве для растений нетоксична. Способность к накоплению нитратов у разных культур различна. Агробиологи насчитывают около 30-40 факторов, влияющих на этот процесс [2]. Воздействие диоксида азота на почву и растения возможно через образование кислотных осадков. Усиление негативного влияния этого соединения отмечено в присутствии других загрязнителей, к которым, прежде всего, относятся озон и диоксид серы. Её растения поглощают избирательно, но при долговременном воздействии даже низких концентраций SO₂ содержание S в растительных тканях может возрастать в 2-2,5 раза по сравнению с фоновым уровнем. Воздействие выбросов сернистого газа на растительный покров выражается в ожогах листьев, поражениях хвои. Косвенное воздействие проявляется в изменении метаболических процессов в почве и характера питания растений [1,3,4].

Бенз(а)пирен чрезвычайно опасен для человека даже при сверхмалой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции [5]. Он присутствует в дымовых газах, копоти и саже [5], при выпадении которых попадает в почву, растения, воду. В почве бенз(а)пирен в основном сосредоточен в приповерхностном слое; в нижних горизонтах он не обнаружен [6]. Сведений о накоплении бенз(а)пирена в растениях найти не удалось.

Цель исследования: определение воздействия выбросов в атмосферный воздух с завода по сжижению природного газа и терминала по отгрузке нефти (далее СПГ/ТОН) на качественный состав растительной продукции, выращенной в садовом товариществе (СНТ «Строитель»), расположенном в 1,2 км от производства. Основой определения являлся химический анализ растительных образцов для установления в них уровня накопления оксида и диоксида азота, серы, бенз(а)пирена, нефтепродуктов и оценки полученной информации в соответствии с эколого-санитарно-гигиеническими требованиями (ПДК, ОДК, МДУ).

Необходимость проведения оценки воздействия атмосферных выбросов на накопление растительной продукцией элементов и соединений, характеризующихся негативным влиянием на здоровье людей, обусловлена совместной инициативой садоводов и РОО «Экологическая  вахта Сахалина».

Методика. Объектом исследований являлась овощная и плодово-ягодная продукция, производимая на дачных участках садоводческих товариществ "Строитель" и "Тимирязевское", выбранного в качестве контрольного, расположенного в нескольких десятках километров от СПГ/ТОН.

Отбор овощей, ягод и листьев в основном был приурочен к тем участкам, где присутствовали предназначенные для анализа культуры (плодовые в том числе – на неухоженных участках); таким способом составляли средний образец. Химические анализы проведены в лаборатории ФГБУ ГЦАС «Сахалинский», аккредитованной на данный вид деятельности. Определение содержания бенз(а)пирена по заявке исполнителя (СахНИИСХ) в качестве эксперимента проведено по почвенной методике за неимением  соответствующих.

Результаты и обсуждение. Количество нитритного азота в овощных растениях имело весьма низкие величины – оно меньше, чем в контрольных образцах СНТ «Тимирязевское» и значительно ниже ПДК (таблица 1).

Таблица 1 – Содержание нитритов и нитратов в овощной продукции, выращенной в садоводческих товариществах "Строитель" и "Тимирязевское", мг/кг сырой продукции

Наименование растительного материала	Токсикант	ПДК, мг/кг сырой массы	Место отбора образцов
			с/т «Строитель»	с/т «Тимирязевское»
Лук свежий зеленый (перо)	Нитриты (N-NO2)	5	0.21	0,22
Укроп свежий		5	0.35	0,68
Салат свежий		5	0.48	0,46
Морковь столовая свежая		5	0.16	0,27
Свекла столовая свежая		5	0.08	0,47
Лук свежий зеленый (перо)	Нитраты (N-NO3)	600	291.0	56,0
Укроп свежий		2000	1093.0	1921,0
Салат свежий		2000	48.0	128,0
Морковь столовая свежая		250	139.0	554,0
Свекла столовая свежая		1400	3514.0	1534,0

 

Уровень накопления нитратов в укропе, салате и моркови существенно ниже, чем в контрольных растениях; он не достигал опасных концентраций, составив соответственно 54,6; 0,02 и 55,6% от ПДК.

В продукции товарищества «Строитель» повышение содержания нитратов относительно контрольного обнаружено в зеленом луке (в 5,2 раза) и свёкле свежей. Однако в луке оно не вышло за рамки ПДК, в свёкле же превышение составило 2,3 раза.

В листьях ягодных культур, отобранных в СНТ «Строитель», отмечена тенденция к росту содержания N-NO₂, однако нитриты присутствовали в ягодном и листовом материале в очень незначительном количестве.

В большинстве образцов ягод и листьев из СНТ «Строитель» накопление нитратов оказалось ниже контрольных (СНТ «Тимирязевское»).

 

Таблица 2 – Содержание нитритов в ягодах и листовом аппарате ягодных и плодовых культур, выращенных в садоводческих товариществах «Строитель» и «Тимирязевское», мг/кг сырой продукции

Наименование растительного материала	ПДК, мг/кг сырой массы	Результаты химического анализа
		с/т «Строитель»	с/т «Тимирязевское»
Земляника (ягода)	5,0	0,13	0,13
Земляника (листья)		0,36	0,58
Малина (ягода)	5,0	0,20	0,29
Малина (листья)		0,62	0,46
Крыжовник (ягода)	5,0	0,19	0,16
Крыжовник (листья)		0,61	0,35
Смородина черная (ягода)	5,0	0,34	0,34
Смородина черная (листья)		0,58	0,31
Яблоня (листья)		0,32	0,31
Слива (листья)		0,34	0,26

 

Рост количества нитратов отмечен в растительном материале только двух культур: в ягодах малины (в 1,5 раза) и в листьях яблони (в 2,1раза).

Накопление нитратов в ягодах из СНТ «Строитель» было либо ниже ПДК, либо несколько выходило за пределы этого параметра (крыжовник) (таблица 3).

По предельному содержанию нитратов в листовом аппарате каких-либо нормативных документов найти не удалось. Для потребляемой продукции в определенной степени ориентиром могут служить приведенные в научных источниках [7] границы колебаний содержания нитратов в ягодах (мг/кг): в землянике – 20,0±1,2, клубнике – 28,0±3,0, малине садовой – 8,0±0,7, крыжовнике – 6,0±0,3, смородине чёрной – 12,0±1,0.

Обращает на себя внимание достаточно высокий показатель нитратного накопления в листьях яблони – 863,0 мг/кг. Судя по приводимым в литературных источниках данным [8], на момент наблюдений (осень) нитраты должны были бы присутствовать в листьях в минимальном количестве, либо не выявляться вовсе.

 

Таблица 3 – Содержание нитратов в ягодах и листовом аппарате ягодных и плодовых культур, выращенных в садоводческих товариществах «Строитель» и «Тимирязевское», мг/кг сырой продукции

Наименование растительного материала	ПДК, мг/кг сырой массы	Результаты химического анализа
		с/т «Строитель»	с/т «Тимирязевское»
Земляника (ягода)	100	61,0	123,0
Земляника (листья)	-	46,0	262,0
Малина (ягода)	60	51,0	33,0
Малина (листья)	-	560,0	560,0
Крыжовник (ягода)	60	71,0	91,0
Крыжовник (листья)	-	91,0	257,0
Смородина черная (ягода)	60	49,0	47,6
Смородина черная (листья)	-	300,0	435,0
Яблоня (листья)	-	863,0	403,0
Слива (листья)	-	64,0	79,0

 

При отборе листьев в СНТ «Строитель» отмечено наличие у них краевого усыхания, похожего на ожоги; верхняя часть штамба яблонь не имела листьев. Это же явление наблюдали и на некоторых сливах. Точечные высыхания имелись на листьях смородины и крыжовника. Учитывая, что последние занимают в садах нижний ярус, а плодовые деревья довольно высоки, именно их кроны были подвержены воздействию заводских выбросов в наибольшей степени, особенно в период запуска завода, причем круглогодично (судя по полученным данным, в основном, азотных соединений, а, возможно, и в совокупности с SО₂).

В нашем случае присутствующие в атмосферном воздухе после сгорания газа соединения азота могли стать, своего рода непроизвольным дополнительным  источником этого элемента для культур, произрастающих на дачных участках СНТ «Строитель» и, соответственно, накапливаться в виде нитратов в листовом аппарате некоторых из них.

Яблони оказались более восприимчивы к азоту. Исследованиями [9] установлено, что именно яблоне свойственна наибольшая скорость поглощения азота: 50% из применяемой дозы удобрений поглощается ею за период, равный 1-4 часам. Для других культур время поглощения азота составляет 1-36 часов.

Содержание серы в растительном материале весьма мало, в связи с чем можно предположить, что атмосферные соединения этого элемента практически не воздействуют на внутренние обменные и мобилизационные процессы S в растениях. Внешнее воздействие на культуры происходит, вполне возможно, в оксидной форме в совокупности с оксидами азота. ПДК на содержание серы в растениях не установлены. В целом ее количество (0,01-0,21 мг) укладывается в рамки параметров, приводимых в литературе: 0,07-0,56% [4].

Нормативные документы не дают четких рамок по ПДК, ОДК на соединения серы в растительной продукции. В оценке загрязнения ими овощей приходится ориентироваться на предлагаемые ПДК и максимально допустимые уровни в документации на другую продукцию.

Если сравнивать результаты химического анализа, то содержание серы практически равно в пробах обоих товариществ. Единственным исключением стал укроп из СНТ «Строитель»: количество серы в нем превысило контрольную величину в 4,4 раза (0,66 мг).

Достаточно сложно объективно оценить воздействие атмосферных выбросов и по изменению содержания бенз(а)пирена. Наличие бенз(а)пирена в растениях не выявлено. Во-первых, это может быть обусловлено не совсем корректным применением почвенной методики; во-вторых, отсутствием поверхностного накопления его на растениях вообще или в период отбора проб. Ссылки на проявления накопительного эффекта в растениях в научных источниках не встречались. Исходя из имеющихся документов, за некоторым исключением (при использовании копчения), присутствие бенз(а)пирена в продуктах не допустимо.

Выводы. Сравнительный анализ химических параметров плодоовощной продукции, выращиваемой в СНТ «Строитель», выявил отклонения в содержании соединений азота и серы в растительном материале (а в почве и бенз(а)пирена) от допустимых концентраций, установленных нормативными документами. Это дает основание считать воздействие выбросов в атмосферный воздух завода СПГ/ТОН имеющим место даже при его несистемности.

Исследователи подчеркивают, что потребление продукции, выращенной на участках, расположенных вблизи от производств, даже если она не содержит пока опасного количества загрязнителей, чревато негативными последствиями для здоровья людей вследствие постепенной аккумуляции этих веществ в организме. В последнее время ученые пришли к выводу, что для канцерогенных веществ и ионизирующей радиации не существует нижних пределов безопасности и любые их количества, превышающие природный фон, опасны для живых организмов.

Список литературы / References

1. Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн.2. Загрязнения воды и воздуха: Пер. с англ. – М.: Мир, 1995. – 296 с.
2. Садовникова, Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении: Учебное пособие. – М.: Высшая шк., 2006. – 334 с.
3. Нитраты и качество продуктов растениеводства /А.П. Лешков, В.М. Назарюк, ГИ. Ткаченко, В.И. Кирюшин и др. – Новосибирск: Наука. Сиб. отделение. – 1991. – 168 с.
4. Кулаковская Т.Н. Оптимизация агрохимической системы почвенного питания растений. – М.: Агропромиздат, 1990. – 219 с.
5. Серковская, Г.С., Сафонова Г.И. Определение грунтового углеводородного состава и бенз(а)пирена в нефти различных месторождений //Канцерогенные вещества в окружающей среде. – М.: Гидрометеоиздат, 1979. – С. 90 – 96.
6. Геннадиев А.Н., Козин И.С., Пиковский Ю.И. Педохимия полициклических ароматических углеводородов //Почвоведение, 1997, №3. – С. 290 – 300.
7. Фёдорова А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений. – М.: Гуманитарный издат. Центр ВЛАДОС, 2003. – 288 с.
8. Церлинг В.В. Индикаторный орган растений на избыток нитратов //Химизация сельского хозяйства, 1988, №10. – С.50 – 52.
9. Журбицкий З.И. Физиологические и агрохимические основы применения удобрений. – М.: Изд-во АН СССР, 1963. – 294 с.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Revell P., Revell H. Sreda nashego obitaniya [Wednesday our Environment]: V 4 knigakh. Kn. 2. Zagryaznenie vody i vozduha [Pollution of air and water]: In 4 books. Kn.2. Per. from English. – M.: Mir, 1995. – 296 p. [in Russian]
2. Sadovnikova L.K., Orlov D.S., Lozanovskaya I.N. Ekologiya i ohrana okruzhayushei sredy i vozduha pri himicheskom zagryaznenii: Uchebnoe posobie. [Ecology and environmental protection Wednesday when chemical contamination: tutorial]. – M.: High school., 2006. – 334 p. [in Russian]
3. Nitraty i kachestvo produktov rastenievodstva [Nitrates and quality of vegetal products] /A.P. Leshkov, V.M. Nazaryuk, G.I. Tkachenko, V.I. Kiryushin, etc. – Novosibirsk: Nauka. Sib. office. – 1991. – 168 p. [in Russian]
4. Kulakowskaya T.N. Optimizaciya agrohimicheskoi sistemy pochvennogo pitaniya rastenij [Optimization of agrochemical soilplant nutrition system ]. – M.: Agropromizdat, 1990. – 219 p. [in Russian]
5. Serkovskaya G.S., Safonov G.I. Opredelenie gruntovogo uglevodorodnogo sostava i benz(a)pirena v nefti razlichnyh mestorozhdenij [Definition of soil of hydrocarbon composition and benzo(a)pyrene in different fields] //Kanzerogennye veshestva v okruzhayushei srede [Cancerogenic substances in the environment Wednesday]. – M.: Gydrometeoizdat, 1979. – P. 90-96. [in Russian]
6. Gennadiev A.N., Kozin I.S., Pikovskij Y.I. Pedohimimiya poliziklicheskih aromaticheskih uglevodorodov [Pedohimiya polycyclihc aromatihc hydrocarbons //Pochvovedenie [Soil science], 1997, №3. – P. 290-300. [in Russian]
7. Fedorova A.I. Praktikum po ekologii i ohrane okruzhayushej sredy: uchebnoe posobie dlya studentov vyssh. ucheb. zavedenij [Workshop on ecology and environmental protection agency Wednesday: stud. allowance for students top. training facility-m.]. – M.: Humanities publisher. VLADOS Centre, 2003. – 288 p. [in Russian]
8. Cerling V.V. Indikatornyi organ rastenij na izbytok nitratov [Indicator body plants in excess of nitrates] //Himizaciya selskogo hozyajstva [Chemicalization of agriculture], 1988, №10. – P. 50-52. [in Russian]
9. Zhurbickij Z.I. Fiziologicheskie I agrohimicheskie osnovy primeneniya udobrenij [Physiological and agrochemical bases of fertilizer]. – M.: Izd-vo AN USSR, 1963. – 294 p. [in Russian]