научная статья по теме МОНИТОРИНГ СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ КАК ЭЛЕМЕНТ ВЫПОЛНЕНИЯ СТОКГОЛЬМСКОЙ КОНВЕНЦИИ О СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯХ Химия

Текст научной статьи на тему «МОНИТОРИНГ СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ КАК ЭЛЕМЕНТ ВЫПОЛНЕНИЯ СТОКГОЛЬМСКОЙ КОНВЕНЦИИ О СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯХ»

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА, 2012, том 31, № 10, с. 38-45

ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

УДК 535.71

МОНИТОРИНГ СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ КАК ЭЛЕМЕНТ ВЫПОЛНЕНИЯ СТОКГОЛЬМСКОЙ КОНВЕНЦИИ О СТОЙКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯХ © 2012 г. А. В. Коноплев*, Е. Ф. Волкова, А. И. Кочетков, Р. И. Первунина, Д. П. Самсонов

Научно-производственное объединение "Тайфун"Росгидромета, Обнинск * E-mail: konoplev@obninsk.com Поступила в редакцию 14.10.2011

Представлены результаты мониторинга стойких органических загрязнителей (СОЗ) в атмосферном воздухе Российской Арктики. Проведено сравнение концентраций СОЗ в различных регионах Российской и зарубежной Арктики. Обнаружено, что концентрации полихлорированных бифенилов (ПХБ) и дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) являются повышенными в районе Северной Чукотки (Валькаркай) по сравнению с другими Российскими станциями (Амдерма и Дунай) и зарубежными глобальными станциями мониторинга СОЗ. Состав смеси конгенеров ПХБ в воздухе Арктической Чукотки оказался отличным от составов других станций мониторинга и близким к составу промышленных смесей ПХБ. В отличие от большинства глобальных станций мониторинга СОЗ в дальневосточной Российской Арктике наблюдается повышение уровней концентраций ПХБ в воздухе за последние 6—8 лет. При этом уровни концентраций ДДТ за последние 6—8 лет практически не изменились, а гексахлорциклогексана — несколько снизились. Показано, что полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ) повсеместно распространены и обнаруживаются в значимых количествах в пробах воздуха как центральных городов (Москва, Обнинск), так и удаленных мест (Архангельск, Амдерма, Валькаркай). В газовой фазе существенный вклад в общее содержание ПБДЭ вносят более летучие низкобромированные БДЭ, в то время как в аэрозоле преобладают высокоброми-рованные конгенеры. В воздухе внутри помещений во всех точках отбора концентрации ПБДЭ были существенно выше, чем в атмосферном воздухе. Предложены первоочередные задачи в области создания национальной системы мониторинга СОЗ в плане выполнения Стокгольмской конвенции о СОЗ.

Ключевые слова: стойкие органические загрязнители (СОЗ), атмосферный воздух, мониторинг, по-лихлорированные бифенилы (ПХБ), полибромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ), дихлорди-фенилтрихлорэтан (ДДТ), гексахлорциклогексан (ГХЦГ).

ВВЕДЕНИЕ

27 июня 2011 г. Президент Российской Федерации подписал Федеральный Закон № 164-ФЗ "О ратификации Стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях". Главной целью Стокгольмской конвенции является защита здоровья человека и окружающей среды от воздействия стойких органических загрязнителей (СОЗ) посредством уменьшения или полного исключения их выбросов в окружающую среду [1]. Стойкие органические загрязнители объединяют группу органических загрязняющих веществ, характеризующихся высокой токсичностью, устойчивостью к разложению в окружающей среде, биоаккумуляцией и способностью к переносу на дальние расстояния по воздуху и водным путям. Изначально список СОЗ Стокгольмской конвенции включал 12 классов и индивидуальных загрязняющих веществ (альдрин, хлордан, 4,4'-ди-

хлордифенил-трихлорэтан (ДДТ), диэльдрин, диоксины, эндрин, фураны, гексахлорбензол (ГХБ), гептахлор, мирекс, полихлорированные бифенилы (ПХБ) и токсафен).

В последние годы международная общественность обеспокоена широким распространением и неуклонным ростом концентраций в окружающей среде такого класса соединений, как полиб-ромированные дифениловые эфиры (ПБДЭ) [2]. Структура ПБДЭ выглядит следующим образом:

Эти соединения относятся к антипиренам — промышленным химикатам, используемым в производстве пластмасс, текстильных изделий, электронных плат для предотвращения их возго-

рания. Они используются как добавки в промышленном производстве полимеров. В начале 90-х гг. было установлено, что воздействие высоких температур на определенные бромсодержащие анти-пирены может приводить к образованию галоге-нированных дибензодиоксинов и дибензофура-нов. Кроме того, обладая характерными свойствами СОЗ, они способны переноситься на большие расстояния и накапливаться в живых организмах. На 4-й Конференции Сторон Стокгольмской конвенции гексабромдифениловый эфир и гептабромдифениловый эфир (коммерческий октабромдифениловый эфир), а также тет-рабромдифениловый эфир и пентабромдифени-ловый эфир (коммерческий пентабромдифени-ловый эфир) были внесены в список СОЗ Стокгольмской конвенции.

Так же как и ПХБ, ПБДЭ имеют 209 индивидуальных конгенеров. Наиболее распространенными конгенерами ПБДЭ в окружающей среде до последнего времени считались бромированные дифениловые эфиры (БДЭ): 2,4,4'-трибромди-фениловый эфир (БДЭ-28), 2,2',4,4'-тетрабром-дифениловый эфир (БДЭ-47), 2,2',4,4',5-пента-бромдифениловый эфир (БДЭ-99), 2,2',4,4',6-пентабромдифениловый эфир (БДЭ-100), 2,2',4,4',5,5'-гексабромдифениловый эфир (БДЭ-153), 2,2',4,4',5,6'-гексабромдифениловый эфир (БДЭ -154), 2,2',3,4,4',5', 6 -гептабромдифенил о -вый эфир (БДЭ-183) [2].

В соответствии со статьей 16-й Стокгольмской конвенции Конференция Сторон проводит регулярную оценку эффективности Конвенции. Для подготовки оценки и обеспечения ее данными Программа по окружающей среде ООН (UNEP) реализует Программу Глобального Мониторинга СОЗ. Система Глобального Мониторинга СОЗ основывается на Региональных и Национальных Программах и системах мониторинга СОЗ. На 3-й Конференции Сторон Стокгольмской конвенции был принят План Глобального Мониторинга СОЗ. Его целью является обеспечение гармонизированной организационной инфраструктуры для сбора сопоставимых данных мониторинга СОЗ для определения временного хода их уровней в окружающей среде и обеспечения информацией по их региональному и глобальному переносу. Это означает, что глобальный мониторинг СОЗ должен быть сосредоточен на фоновых районах, не подверженных влиянию локальных источников СОЗ. Для обеспечения сопоставимости данных мониторинга в глобальном масштабе Секретариатом Стокгольмской конвенции подготовлено и опубликовано Руководство [3].

Традиционно мониторинг загрязнения окружающей среды в России проводится на сети наблюдений Росгидромета. Данные представляются в ежегодных обзорах загрязнения окружаю-

щей природной среды (воздух, поверхностные и морские воды, почвы) в Российской Федерации (до 10 ежегодных обзоров). Однако из числа СОЗ, подпадающих под действие Стокгольмской конвенции, в программы мониторинга Росгидромета включены только ДДТ, гексахлорциклогексан (ГХЦГ) и ГХБ. Остальные наиболее токсичные СОЗ, такие как ПХБ и полихлорированные ди-бензо-п-диоксины и фураны (ПХДД/Ф) сетевыми подразделениями Росгидромета не контролируются, поскольку их определение требует проведения сложного хромато-масс-спектро-метрического анализа, который под силу только специализированным исследовательским центрам.

В программах глобального мониторинга для изомерспецифического анализа и идентификации СОЗ в объектах окружающей среды, биообъектах и других матрицах рекомендуют использовать в основном капиллярную газовую хроматографию в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ/МС) [3]. Пробоподготовка для анализа СОЗ включает их выделение из матрицы при помощи различных экстракционных методов и отделение мешающих анализу примесей с помощью колоночной хроматографии на многослойных колонках. Для полноты выделения определяемого соединения на разных этапах работы и проведения контроля качества аналитических работ используют ряд внутренних стандартов, как правило, изотопно-меченых и веществ-имитаторов, вводимых в матрицу пробы. Достоверность идентификации соединений обусловлена получением масс-спектров и совпадением хроматографических времен удерживания изотопномеченых аналогов и определяемых в пробе соединений.

Надежность, достоверность и сопоставимость результатов всех анализов достигается выполнением программы внутреннего контроля качества аналитических работ, которая включает оценку воспроизводимости результатов, достоверности проводимых измерений, контроль матричных эффектов, установление причин отклонения и их устранение. Кроме того, аналитические лаборатории должны принимать участие в международных интеркалибрационных испытаниях, подтверждающих техническую компетентность лабораторий на международном уровне.

Поскольку СОЗ проявляют устойчивость к разложению и характеризуются биоаккумуляцией, они мигрируют (переносятся) через атмосферу и водные пути на тысячи километров от места их использования, накапливаясь в экосистемах суши и водных экосистемах. По этим причинам показательными в плане воздействия на здоровье населения являются атмосферный воздух, поверхностные воды (донные осадки) и биообъекты. Изначально экспертами UNEP в качестве объектов

глобального мониторинга СОЗ были рекомендованы следующие матрицы [4]:

♦ атмосферный воздух;

♦ двустворчатые моллюски;

♦ яйца птиц;

♦ рыба и/или морские млекопитающие (в зависимости от региональных и национальных особенностей);

♦ грудное молоко и кровь человека.

Важно отметить, что для глобального мониторинга СОЗ из геофизических сред рекомендуется только атмосферный воздух, все остальные матрицы — биоиндикаторы. Использование биоиндикаторов в качестве базовых матриц для мониторинга позволяет получить интегральную оценку загрязнения природных экосистем. Для первой оценки эффективности Стокгольмской Конвенции (2009 г.) использовались данные мониторинга только для двух матриц — атмосферного воздуха и биологических жидкостей человека (грудное молоко и кровь).

В последние десятилетия особенно обострилась проблема загрязнения Арктики, где были обнаружены высокие уровни СОЗ в организме коренных народов Севера. Присутствие и поведение СОЗ в Арктике определяется как климатическими особенностями Арктического региона, так и свойствами самих СОЗ [5]. Не производя и не используя СОЗ, коренные народы Севера оказываются зачастую под воздействием загрязнений, происходящих из индустриально развитых регионов Земли (Северной Америки, Западной Европы, Юго-Восточной Азии). Особенности атмосферной циркуляции, речные и морские течения, низкие температуры в

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком