Источники загрязнения окружающей среды кадмием

Источники загрязнения окружающей среды кадмием

На пятой сессии Межправительственного форума по химической безопасности, прошедшей в Будапеште в сентябре 2006 года, было одобрено заявление по ртути, свинцу и кадмию «Тяжелые металлы: необходимость дальнейших глобальных действий».

В этом документе зафиксировано влияние ртути, свинца и кадмия на окружающую среду и здоровье человека во всем мире. В нем отмечены текущие и планируемые международные действия для уменьшения рисков, связанных с ртутью, свинцом и кадмием.

Кадмий. Наиболее интенсивные источники загрязнения окружающей среды кадмием – металлургия и гальванотехника, а также сжигание твердого и жидкого топлива. В незагрязненном воздухе над океаном средняя концентрация кадмия составляет 0,005 мкг/м3, в сельских местностях – до 0,025 мкг/м3, а в районах размещения предприятий, в выбросах которых он содержится (цветная металлургия, ТЭЦ, работающие на угле и нефти, производство пластмасс и т.п.), и в промышленных городах – до 0,5мкг/м3 (обычно 0,02–0,05 мкг/м3).

Около 52% кадмия попадает в окружающую среду при сжигании и переработке материалов, его содержащих, особенно изделий из пластмасс, куда он добавляется для прочности, и кадмиевых красителей. Сжигание мазута и дизельного топлива является дополнительным источником кадмиевого загрязнения.

Дым от сигарет тоже поставляет кадмий в окружающую среду, т.к. табак во время роста очень активно поглощает кадмий из почвы и в больших количествах накапливает его в листьях. В одной сигарете (около 1г табака) содержится 1,2–2,5 мкг кадмия. Мировое производство табака составляет 5,7 млнт в год; при его выкуривании выделяется 6,8–14,2 т кадмия. При этом около 25% этого количества остается в организме курильщиков, а остальное попадает в окружающую среду.

Кадмий не подвергается разложению, и, однажды попав в окружающую среду, продолжает в ней циркулировать. Новые выбросы кадмия добавляются к уже содержащемуся в окружающей среде кадмию. Кадмий и соединения кадмия обладают относительной водорастворимостью, поэтому они более мобильны, например, в почве, как правило, отличаются большей биодоступностью и тенденцией к биологическому накоплению.

Кадмий широко распространен в окружающей среде. Его потребление возрастает и это вызывает рост загрязнения соединениями кадмия почвы, воды и воздуха. 77% кадмия в мире используется в никель-кадмиевых аккумуляторах, 11% — в пигментах, 8% — в красках, и остальные 4% — в различных областях.

Антропогенная эмиссия кадмия в биосферу превышает природную в несколько раз. Например, в воздушную среду ежегодно поступает около 9000 т кадмия, причем 7700 т (т.е. более 85%) — в результате деятельности человека. Только в Балтийское море ежегодно попадает 200 т кадмия. Кадмий легко кумулируется многими организмами, в особенности бактериями и моллюсками, где уровни биоконцентрации достигают порядка нескольких тысяч. Наибольшее содержание кадмия обнаруживается преимущественно в почках, жабрах и печени гидробионтов, в почках, печени и скелете наземных видов. В растениях кадмий концентрируется, в основном, в корнях и в меньшей степени в листьях. В пресноводной среде кадмий большей частью поглощается за счет абсорбции или адсорбции непосредственно из воды, в то же время морские организмы, напротив, поглощают кадмий из пищи.

Основной источник загрязнения окружающей среды кадмием — места захоронения никель-кадмиевых аккумуляторов. В 2004 году Европарламент и Совет Европейского союза запретили поставки на рынок аккумуляторов и батарей, которые содержат более 0,002 процента кадмия. К 2008 году планировалось полностью запретить их выпуск и использование. Это решение напрямую коснулось железных дорог. Традиционно на пассажирских вагонах производства ГДР в основном устанавливались импортные никель-кадмиевые аккумуляторы. Но они отслужили свой срок. В 1996 году были созданы отечественные щелочные никель-кадмиевые батареи. Сегодня они в основном используются на вагонах с системой электроснабжения 110 вольт и, по оценке изготовителей, надежные и долговечные. Их технические характеристики намного превосходят импортные. Однако и они далеки от совершенства. По экспертному заключению Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожной гигиены (ВНИИЖГ), данные аккумуляторы содержат вредные вещества 1-го, 2-го и 4-го классов опасности, обладающие токсическими и канцерогенными свойствами. В сливе электролита, с которым непосредственно контактируют аккумуляторщики в депо, выявлены превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ от 2 до 13 раз.

РЖД начали принимать меры по применению менее экологически опасных источников питания. Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта совместно с ЗАО «ТрансЭнерго» разработал и изготовил энергоемкие свинцово-кислотные аккумуляторные батареи панцирного типа, которые прошли стендовые и эксплуатационные испытания. На сегодняшний день они установлены в пятистах пассажирских вагонах с кондиционированием воздуха и двухстах магистральных локомотивах.