Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Комплексная гигиеническая оценка влияния антропогенных и природных геохимических факторов на состояние здоровья детей сельских населенных пунктов

На правах рукописи

РГ Б ОД

2 о СЕН тз

КАРПЕНКО Ирина Леонидовна

КОМПЛЕКСНАЯ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АНТРОПОГЕННЫХ И ПРИРОДНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ДЕТЕЙ СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ

ПУНКТОВ

14.00.07 - Гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Оренбург - 1999 г

Работа выполнена на кафедре общей гигиены с экологией Оренбургской государственной медицинской академии

Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор

В.М. Боев.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Н.П. Сетко;

кандидат медицинских наук В.В. Быстрых.

Ведущее учреждение - Научно-исследовательский институт

экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН

Защита диссертации состоится "24" июня 1999 г. на заседании Диссертационного совета Д 084.51.01. в Оренбургской государственной медицинской академии по адресу: 460014, г.Оренбург, ул.Советская, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан "_" мая 1999 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор М.Н. Воляник.

п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Все ускоряющееся развитие техники, промышленности и производительных сил приводит к тому, что деятельность человека по масштабам своего влияния на миграцию техногенных химических элементов в биосфере возрастает настолько, что становится в ряд с природными геохимическими факторами (Вернадский В.И., 1968). Известно, что наряду с природными геохимическими провинциями в настоящее время вокруг многих промышленных производств сформировались техногенные биогеохимические провинции с повышенным содержанием свинца, мышьяка, ртути, кадмия, марганца и др. (Авцын А.П. и соавт., 1987; Покатилов Ю.Г, 1993; Боев В.М., 1998).

Одной из важнейших гигиенических проблем Оренбуржья является качественная и количественная характеристика антропогенных и природных геохимических факторов и их влияние на организм человека, при этом анализ состояния здоровья должен быть ориентирован на выявление начальных неблагоприятных изменений, которые еще не являются патологическими, но в дальнейшем могут приводить к заболеванию (Сидоренко Г.И., Кутепов E.H., 1994; Филиппов В.Л., 1994).

Промышленное освоение, более тридцати лет, месторождения природного газа с высоким содержанием сероводорода оказало существенное влияние на состояние окружающей среды и здоровье населения Центрального региона Оренбургской области (Лебедькова С.Е., Боев В.М., 1994; Воляник М.Н. и соавт. 1997; Сетко Н.П., 1998; Горюнкова Е.В., 1998; Бархатова Л.А. 1999). Основное внимание в этих исследованиях уделялось состоянию окружающей среды и здоровью населения, проживающего в районе газоперерабатывающего завода, тогда как работ, посвященных эколого-гигиеническим проблемам сельских населенных пунктов в районе добычи и первичной подготовки се-роводородсодержащего газа до настоящего времени не проводилось. Характерно, что в данном регионе отсутствуют другие промышленные источники загрязнения, кроме объектов Оренбургского газопромыслового управления.

Учитывая, что избыток или недостаток микроэлементов или их дисбаланс в окружающей среде способствуют развитию заболеваний, характерных для естественных или искусственных биогеохимических провинций (Авцын А.П. и соавт., 1991), а природные геохимические условия в наибольшей степени оказывают влияние на сельское население, актуальным является дифференцированный анализ природных и техногенных факторов.

До настоящего времени, не проводилось ранжирования территорий данных населенных пунктов, расположенных в зоне добычи природного газа с высоким содержанием сероводорода, по величине комплексной антропотех-ногенной нагрузки на окружающую среду. Не изучался микроэлементный состав питьевой воды, продуктов питания и биосубстратов детей. Не опреде-

лялось влияние природных геохимических и антропогенных факторов' на состояние здоровья детей сельских населенных пунктов.

Перечисленный ряд вопросов, не нашедших отражения в предыдущих исследованиях, определил актуальность, составил цель и задачи настоящей работы.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы является анализ структуры антропогенного загрязнения селитебных территорий сельских населенных пунктов, расположенных в районе добычи природного газа и оценка влияния природных геохимических условий на состояние здоровья детского населения, разработка мероприятий по медико-экологической реабилитации детей.

Для реализации данной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить содержание химических веществ в атмосферном воздухе, снеговом покрове, почве, питьевой воде и продуктах питания. Провести ранжирование селитебных территорий сельских населенных пунктов по величине комплексной антропогенной нагрузки на окружающую среду и население.

2. Провести качественный и количественный анализ содержания микроэлементов в биосредах детей и подростков, проживающих в районах с разным уровнем антропогенной нагрузки.

3. Оценить физическое развитие, психофизиологический статус школьников, проживающих в сельских населенных пунктах, расположенных в зоне техногенных выбросов предприятий Оренбургского газопромыслового управления, и в контрольном районе.

4. Определить приоритетные факторы природного и техногенного происхождения, влияющие на состояние здоровья детского населения и на содержание микроэлементов в биосредах организма.

5. Разработать мероприятия, обеспечивающие медико-экологическую реабилитацию детского населения.

НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ. Впервые в динамике проведен качественный и количественный анализ содержания химических поллютантов в атмосферном воздухе, снеговом покрове, почве, питьевой воде и продуктах питания сельских населенных пунктов, расположенных в зоне добычи и транспортировки природного газа с высоким содержанием сероводорода. Приоритетными загрязнителями среды обитания являются марганец, барий, бериллий, хром и никель. Определен вклад природных и техногенных факторов в комплексную антропогенную нагрузку и их влияние на физическое развитие и психофизиологический статус детей. Установлена зависимость содержания в окружающей среде микроэлементов природного и техногенного происхождения с их количеством в биосредах детей.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенного исследования проведено ранжирование селитебных территорий сельских населенных пунктов по величине комплексной антропотехногенной нагрузки на окружающую среду и проживающее население. Установлены причинно-следственные связи между характером техногенного загрязнения, геохимическими условиями местности и состоянием здоровья детского населения Обоснованы конкретные мероприятия по медико-экологической реабилитации, проживающих в исследуемом районе детей и подростков. Рекомендовано включить в определение комплексной антропотехногенной нагрузки показатель суммарного загрязнения снегового покрова.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ПРАКТИКУ. Разработаны критерии оценки антропогенного воздействия окружающей среды сельских населенных пунктов, расположенных в зоне добычи и транспортировки природного газа, на состояние здоровья детского населения.

Рекомендовано проведение постоянного гигиенического мониторинга за состоянием окружающей среды с обязательным определением следующих химических веществ: марганец, барий, бериллий, хром, никель, цинк, медь, кобальт, йод, фтор в различных объектах окружающей среды и биосубстратах у детей.

Разработаны Методические указания по организации профилактики йод-дефицитных заболеваний в Оренбургской области МУ 23.7.001-98.

Материалы научно-исследовательской работы предложены для внедрения в работу ЦРБ Оренбургского района, центра Госсанэпиднадзора в Оренбургской области и в г. Оренбурге, центра Госсанэпиднадзора в Оренбургском районе, включены в ежегодный доклад областного центра Госсанэпиднадзора о санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области в 1996 году. Используются в учебном процессе на кафедре общей гигиены с экологией Оренбургской государственной медицинской академии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 2-ой международной научно-практической конференции "Экология и здоровье человека" (Самара, 1995), на региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1996), на VIII всерос-:ийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 1996), на региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1997), на Российской научно-технической конференции «Сертификация и управление экосистем на Южном Урале» (Оренбург, 1997), на научно-практической конференции «Молодые ученые - здравоохранению» (Оренбург, 1997), на пер-юй Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы предубеждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на трубопро-юдах нефтегазового комплекса» (Оренбург, 1998).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Во всех исследуемых населенных пунктах санитарно-гигиеническая ситуация, определяемая по величине гигиенического ранга, оценивается как напряженная. Наибольший долевой вклад в суммарное загрязнение вносят такие микроэлементы, как марганец барий, бериллий, хром и никель.

2. Проведенный анализ качества окружающей среды выявил приоритетные микроэлементы, подтверждающие наличие природной биогеохимической провинции с высоким содержанием никеля, низким уровнем йода и фтора, и позволяет предположить идущие процессы формирования техногенной провинции по барию, бериллию, марганцу и хрому.

3. Показатели физического развития и функционального состояния организма детей зависят от качественного и количественного уровня загрязнения окружающей среды.

4. С увеличением длительности проживания на территории с высоким уровнем аэрогенной нагрузки изменения психофизиологического статуса у детей носят более выраженный характер.

5. Накопление микроэлементов в волосах детей отражает как природное их содержание, так и техногенное загрязнение окружающей среды, специфичное для данной формирующейся биогеохимической аномалии.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, глав собственных исследований, заключения и выводов. Диссертация иллюстрирована 16 таблицами, 17 рисунками. Указатель литературы содержит 201 источников, из них 162 отечественных и 39 иностранных авторов. Материалы приложения включают документы, подтверждающие практическую значимость работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во «Введении» обоснована актуальность выбранной темы, определены цель и задачи исследования, раскрыта научная новизна, практическая значимость, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Обзор литературы» анализируются работы отечественных и иностранных авторов, в которых рассматриваются вопросы комплексной оценки антропогенного загрязнения окружающей среды селитебных территорий и влияния уровня и структуры загрязнения на состояние здоровья детей, а также проблемы диагностики экозависимой патологии.

Осмысление опыта, изложенного в работах разных ученых, подтверждает необходимость проведения данного исследования.

Вторая глава - «Объект, объем и методы исследования». Для решения поставленных задач была проведена комплексная гигиеническая оценка загрязнения окружающей среды за 1990-1996 гг. на селитебных территориях 4 сельских населенных пунктов Оренбургского района. Исследуемые населенные пункты расположены на территории Оренбургского месторождения природного газа где, кроме действующих скважин, расположено 11 установок комплексной подготовки газа (УКПГ). Система газопроводов транспорта газа от УКПГ до газоперерабатывающего завода проложена в трех коридорах Павловском, Дедуровском и Западном (Татищевском). Непосредственно в этой зоне находятся исследуемые населенные пункты с численностью населения 9350, в том числе детского 2080. В качестве контрольного региона выбраны сельские населенные пункты Беляевского района Оренбургской области, отдаленные от района исследования на расстояние 87-120 км, на территории которых отсутствуют источники промышленного загрязнения.

Комплексная оценка аэрогенной нагрузки проводилась по данным отчетной формы 2-ТП-«Воздух» за 1991-1996 гг., по данным стационарных постов за период с 1990 г по 1996 г и данным маршрутных наблюдений за 1994-1998 гг. по пяти веществам с учетом утвержденных групп суммации (данные ведомственной лаборатории Оренбургского газопромыслового управления и лаборатории ЦГСЭН в Оренбургском районе). Контроль проводился в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86 и РД 52.04.186-89. Анализ атмосферного воздуха в населенных пунктах по данным стационарных постов проводили по сероводороду, диоксиду серы, диоксиду азота, (в среднем 12000 проб по веществу), по данным маршрутных наблюдений - по диоксиду азота, диоксиду серы, сероводороду, формальдегиду, аммиаку и пыли (в среднем 65 проб по веществу).

Для более полной оценки аэрогенной нагрузки было изучено накопление химических соединений в снеговом покрове. При анализе загрязнения снегового покрова использованы данные кафедры общей и неорганической химии ОГМА и лаборатории объединения "Оренбурггеология". Отбор проб проводился в зимние сезоны (1992,1993,1995,1996 гг.) согласно методическим рекомендациям N 5174-90 за две недели до снеготаяния в количестве 60 проб. Проводился расчет коэффициентов концентрации пятнадцати химических элементов (Кс) по отношению к фоновому уровню и суммарный показатель загрязнения {Тс).

Анализ содержания в почве химических веществ проведен по данным ТОО «ТЭН-ИНФОРМ» Санкт-Петербургской инженерной академии в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 и ГОСТ 28168-89, в количестве -20 проб. Химическое загрязнение почвы исследуемых регионов оценивалось по суммарному показателю загрязнения почвы - Кпочва. Также рассчитывался суммар-

ный показатель загрязнения почвы металлами 1го-Зго классов опасноцти -Кпочва п (где п-1,2,3 классы опасности). Оценка степени загрязнения проведена в соответствии с методическими рекомендациями ГКСЭН РФ, № 0119/17-17, 1996. Дополнительно проводилось сравнение содержания металлов в почве с контролем (населенные пункты Беляевского района), с фоновым уровнем по Оренбургскому промузлу, который рассчитан ТОО «ТЭН-ИНФОРМ» Санкт-Петербургской инженерной академии, а также с кларком (по Виноградову А.П.).

Для оценки качества питьевой воды отбор проб проведен из разводящей водопроводной сети ГОСТ 24481-80 за период 1992-1996 гг. в количестве 118. Химический состав воды определялся на кафедре общей и неорганической химии и лаборатории объединения "Оренбурггеология" методом спектрального анализа и атомно-адсорбционным методом. Проанализировано 35 параметров, с учетом суммарного воздействия показателей с одинаковым лимитирующим признаком вредности в соответствии с ГОСТ 2784-82 и Сан-ПиН 2.1.4.559-96. Дополнительно был рассчитан комплексный показатель химического загрязнения воды (К вода). Для учета физиологической полноценности воды, использовался комплексный показатель (показатель "полезности" - Кпол).

Был проведен качественный и количественный анализ продуктов питания растительного (овощи) происхождения методом спектрального анализа, по 20 проб в исследуемом и контрольном районах, на содержание одиннадцати микроэлементов (данные ЦГСЭН в Оренбургской области). Оценка результатов проводилась в соответствии с СанПиН 2.3.2.560-96 и "Временными гигиеническими нормативами содержания некоторых химических элементов в основных пищевых продуктах" N 2450-81.

На основании полученных результатов определялась комплексная антро-потехногенная нагрузка в населенных пунктах, расположенных в зоне добычи и транспортировки природного газа и проводилась оценка санитарно-гигиенической ситуации, определяемой по величине гигиенического ранга в соответствии с Методическими рекомендациями ГКСЭН РФ, № 01-19/17-17, 1996 и №01-19/12-17, 1996. В связи с тем, что в данных методических рекомендациях не учитывается вклад в комплексную антропотехногенную нагрузку на окружающую среду суммарного загрязнения снегового покрова металлами, был предложен новый методический подход к оценке этого показателя. Учитывая, что за минимальный уровень загрязнения принимается значение показателя Zc равное 32, для расчета показателя Кснег предложена следующая формула: Zc

Кснег = 32 , где 32 - минимальный уровень загрязнения.

Величина данного комплексного показателя (Кснег), не должна превышать минимальный уровень загрязнения равный единице.

С целью выявления накопления микроэлементов в организме детей был проанализирован микроэлементный состав волос детского населения проживающего в исследуемом и контрольном районах. Исследования проводились в лаборатории ЦГСЭН Оренбургской области атомно-адсорбционным и спектральным методами, в количестве 120 проб.

У детей 8-15 лет исследуемого (250 человек) и контрольного (80 человек) районов проводилась оценка физического развития, психофизиологических реакций, состояния сердечно-сосудистой системы, а также физиометрические исследования.

При изучении функционального состояния ЦНС определялась устойчивость внимания и способность к его концентрации у детей школьного возраста по показателям корректурной пробы. Для исследования темпа сенсомо-торных реакций и особенности внимания был применен метод "отыскивания чисел по таблицам Шульте" (Блейхер В.М., 1976). Для измерения времени латентного периода простой зрительно-моторной реакции применяли прибор "Барьер".

Оценка физического развития детей проводилась по двум морфологическим признакам: росту и весу, измерение которых проводилось по общепринятой методике. Полученные данные оценивались с использованием стандартных центильных таблиц. Оценка функционального состояния сердечнососудистой системы проводилась по показателям артериального давления. Измерение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и мышечной силы рук (динамометрия) проводилось по общепринятой методике.

Математические расчеты осуществлялись на персональных компьютерах IBM PC/AT. Для статистической обработки материала применялась программа «Microsoft Excel» и общепринятые методы параметрического и корреляционного анализа.

В третьей главе «Гигиеническая оценка состояния окружающей среды сельских населенных пунктов», представлены результаты анализа антропогенного загрязнения окружающей среды изучаемых населенных пунктов.

Анализ валовых выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников Оренбургского газопромыслового управления (ОГПУ) показал, что атмосферный воздух загрязняется диоксидом серы, диоксидом азота, окисью углерода, сероводородом, углеводородами и меркаптанами, а также хромом и марганцем. Несмотря на стойкую тенденцию к снижению добычи газа и конденсата с 49.15 млрд. м3 до 36.79 млрд. м3 с 1990 по 1995 г. увеличивается выброс диоксида серы, окиси углерода, углеводорода, сажи и пыли.

Анализ атмосферного воздуха по данным стационарных и маршрутных постов наблюдения показал, что концентрации специфических загрязнителей, таких как сероводород, диоксид серы, диоксид азота не превышают предельно допустимых. Это возможно связано с климатическими условиями данной местности, так как среднегодовые значения климатических параметров по потенциалу загрязнения атмосферы относятся к категории "низкий", т.е. бла-

гоприятны для условий рассеивания вредных веществ в атмосфере. Суммарный показатель загрязнения (Катм), по данным маршрутных наблюдений, в Дедуровке и Никольском не превышает единицу, тогда как в населенном пункте Нижнепавловка он составил 1.2, а в 9-ое Января 2.07, за счет высоких концентраций пыли и, по-видимому, является следствием прохождения через эти села крупной автотрассы.

Анализ снегового покрова в населенных пунктах Дедуровка и Никольское, наиболее приближенным к установкам комплексной подготовки газа, показал, соответственно, средний и низкий уровень суммарного загрязнения (2с), в остальных исследуемых населенных пунктах показатель соответствует фону.

В суммарное загрязнение снегового покрова наибольший вклад вносят металлы: барий (25-38%), бериллий (5-22%), марганец (5-11%), кобальт (4-9%), никель (3-6%), титан (4-10%) (Рисунок 1).

40% 35% 30% 25% 20 % 1 5% 10% 5% 0%

Ад Ва Ве В1 Со Сг Си Мп Мо N1 Л V ¿п

элемент

Рисунок 1.Содержание микроэлементов в снеговом покрове (%).

Анализ загрязнения почвы показал, что в исследуемом регионе имеются превышения ПДК по валовому содержанию меди (1.3 ПДК), никеля (2.9 ПДК), концентрации цинка и ванадия на уровне ПДК. В контрольном регионе также обнаружено превышение ПДК по никелю (3.2 ПДК), содержание цинка на уровне ПДК.

Суммарный показатель загрязнения почвы металлами по веществам 1-ого и 3-его классов опасности имеет допустимый уровень (0<К < п, где п количество изучаемых элементов данного класса), по веществам 2-го класса опасности умеренный уровень (п<К<Зп), как в исследуемых населенных пунктах, так и в контрольном районе. Суммарный показатель загрязнения почвы в исследуемом регионе составил - 7.39, а в контрольном районе - 5.9 (Таблица 1).

Дополнительный анализ загрязнения почвы в исследуемых зонах относительно кларка (по Виноградову А.П.), показал превышение кларка по меди в 2.13, кобальта в 2.25 раза, цинка в 1.21. свинца в 1.75, никеля в 1.45 раза.

■ Дедуровка

■ Н.Павловка

□ Н икольское

□ 9 Января

Суммарное превышение естественного уровня содержания металлов в почвах составило 4.53. Это свидетельствует о существенном превышении естественного уровня содержания металлов в почвах.

Таблица 1.

Суммарный показатель загрязнения почвы в исследуемом

Вещество Исследуемый рай- Контрольный

он район

Цинк 1.10 1.10

Свинец 0.55 0.36

Кпочвы 1кл. 1.65 1.46

Никель 2.90 3.20

Медь 1.29 0.98

Кпочвы 2кл. 3.19 4.18

Ванадий 1.11 0.20

Марганец 0.44 0.27

Кпочвы Зкл. 1.55 0.47

Кпочвы 7.39 6.11

Примечание: «-» - элемент не определялся 0< К <п - допустимый уровень п< К <3п - умеренный уровень В связи с отсутствием ПДК для ряда металлов проведен дополнительный анализ загрязнения почвы в сравнении с контролем и с фоновым уровнем загрязнения почвы Оренбургского промузла. Несколько превышает фоновый уровень содержание цинка, ванадия, титана, молибдена, олова, циркония. В сравнении с контрольным районом отмечается превышение концентраций по кобальту в 2.6, хрому в 2.8 раза (р < 0.01), и стронцию в 6.86 раза (р < 0.001). Уровень загрязнения по цинку и никелю находится на уровне контрольного. Суммарный показатель загрязнения почвы химическими веществами равен 11.74 и является допустимым (Есум < 16).

Таким образом, проведенный сравнительный анализ содержания в почве металлов с ПДК, кларком, контрольными и фоновыми уровнями позволяет предположить естественное высокое (по сравнению с кларком для Среднерусской равнины) содержание никеля и цинка, что подтверждает наличие биогеохимической провинции по данным металлам в степях Оренбуржья. Высокие уровни таких элементов как, хром, кобальт, свинец, медь, барий и стронций, по-видимому, связаны с техногенным влиянием объектов газодобывающей и газоперерабатывающей промышленности.

Установлено, что загрязнение почв в населенных пунктах исследуемого региона практически соответствует фону, но существенно превышает естественный уровень и значительно выше содержания металлов в почвах контрольного района.

В изучаемых населенных пунктах источником питьевого водоснабжения населения являются подземные воды. Гигиенический анализ качества питьевой воды выявил значительные отклонения в качестве воды исследуемых населенных пунктов, обнаружена низкая обеспеченность питьевых вод эссен-циальными элементами, такими как фтор, йод, цинк, кобальт, медь и высокое содержание токсичных элементов, среди которых приоритетными являются марганец, барий, бериллий. Низкие концентрации токсичных элементов в контрольном регионе могут свидетельствовать о техногенном источнике загрязнения грунтовых вод исследуемых населенных пунктов. Суммарное содержание веществ 1-2 кл. опасности нормируемых по токсикологическому показателю превышает единицу во всех исследуемых населенных пунктах, самый высокий показатель в селе Нижнепавловка. Для учета физиологической полноценности воды рассчитывался показатель полезности воды (Кпол), учитывающий содержание фтора, кальция, натрия и сухого остатка. Чем ближе величина Кпол к четырем, тем лучше качество питьевой воды. В населенных пунктах Дедуровка, Никольское, 9-Января этот показатель более чем в 2.5 раза, а в Нижнепавловке в 4 раза выше должной величины и достоверно выше (р<0.01) данного показателя в контрольном регионе (Рис.2), что свидетельствует о физиологической неполноценности питьевой воды.

Дедуровка Никольское Нижнепавловка 9-ое Января Контроль

Рисунок. 2. Суммарное загрязнение питьевой воды Суммарный показатель Квода сум. рассчитывался как сумма двух показателей: Квода и Кпол. На диаграмме (Рис.2) видно, что суммарное химическое загрязнение питьевой воды (Квода) во всех исследуемых населенных пунктах выше, чем в контрольном регионе. В Нижнепавловке этот показатель составил 24.0, что в 2.8 раза превышает контроль (р<0.01), а также достоверно выше данного показателя в населенных пунктах Никольское и 9-ое Января (р<0.01).

Анализ микроэлементного состава продуктов питания растительного происхождения показал, что содержание микроэлементов (мышьяк, свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк) в овощах, выращенных в исследуемом районе, а также в контрольном, не превышают нормируемых концентраций (СанПиН 2.3.2.560-96). Однако сравнительный анализ продуктов питания исследуемого и контрольного районов показал, что концентрации меди, цинка, марганца и железа в овощах, выращенных в зоне добычи и транспортировки природного газа, превышают их содержание в продуктах контрольного региона. В растительных продуктах исследуемой зоны обнаружен свинец, в концентрациях, не превышающих допустимых уровней, тогда как в контроле этого элемента в овощных культурах обнаружено не было. Микроэлементный состав продуктов контрольного региона отличался более высокими концентрациями стронция и никеля.

Таблица 2.

Содержание (в мкг/г) микроэлементов в волосах детей различных регионов (М±т).____

Элемент 1.«Фоновый» уровень 2.Исследуемый район З.Контрольный район Достоверность различий

Си 11.0±0.35 11.45±1.32 6.32±0.34 Р2-3<0.01

Ъа 132.8±22.0 30.57±5.10 90.28±10.78 Р2-1,3 <0.01

РЬ 3.58±0.34 0.53±0.14 1.97±0.03 Р2-1,3 <0.01

С£1 0.19±0.07 0 0

Со 0.07±0.009 0 0

N1 - 22.72±9.38 0.15±0.05 Р2-3<0.05

Ре 18.5±1.86 52.96±9.59 14.18±1.17 Р2-1,3<0.01

Мп 0.27±0.04 1.37±0.25 0.63±0.31 Р2-К0.001

Сг 0.62±0.2 3.99±1.0 0.9±0.15 Р2-1 <0.01 ;Р2-3<0.05

8г - 0 1.37±0.37

В - 0.63±0.58 -

Мо - 0.15±0.08 -

Ад 0.16±0.02 0.11±0.04 -

Примечание: " -" микроэлемент не определялся

"Фоновый" уровень - Ревич Б.А., 1990.

Анализ микроэлементного состава волос показал, что содержание таких микроэлементов как медь, никель, железо и хром достоверно выше в исследуемом регионе по сравнению с контролем. По отношению к «фоновому» уровню установлено превышение содержания железа, марганца и хрома в волосах детей исследуемых населенных пунктов. Высокое содержание в волосах обследованных детей таких токсичных элементов как никель, хром, марганец является признаком накопления металлов в организме. Вместе с тем низкое содержание цинка, а также отсутствие кобальта в волосах детей, воз-

можно связано с низким содержанием этих элементов в питьевой воде и продуктах питания (Табл. 2).

Комплексный гигиенический анализ позволил выявить высокий суммарный уровень антропогенной нагрузки (который количественно оценивается суммой пофакторных оценок воздушного, почвенного и водного загрязнения) на селитебные территории сельских населенных пунктов, расположенных в зоне влияния Оренбургского газопромыслового управления. Так как проводимая оценка суммарного загрязнения атмосферного воздуха не учитывает содержания в атмосфере металлов, необходимо включить в величину комплексной антропо-техногенной нагрузки показатель загрязнения металлами снегового покрова, отражающего существующее загрязнение атмосферного воздуха этими химическими элементами. Данный показатель (Кснег) составил в населенном пункте Дедуровка 3.8, в Никольском - 1.7, в Нижнепавлов-ке - 0.7 и в 9-ое Января - 0.5.

Самое высокое воздействие комплекса антропогенных факторов отмечается в населенном пункте Нижнепавловка, в основном за счет химического состава питьевой воды. Во всех исследуемых населенных пунктах санитарно - гигиеническая ситуация, определяемая по величине гигиенического ранга, оценивается как напряженная (Рис. 3).

- ИДедуровка . ИНикольское

□ Нижнепавловка

□ 9-ое Января

Квоздуха

Рисунок 3. Комплексная антропотехногенная нагрузка в сельских населенных пунктах Оренбургского района

В населенном пункте 9-ое Января установлен самый высокий суммарный показатель загрязнения атмосферного воздуха, за счет высокой концентрации пыли, а наибольший уровень загрязнения снегового покрова металлами обнаружен в населенном пункте Дедуровка. Учитывая географическое расположение села Дедуровка, наиболее приближенное к установкам комплексной подготовки газа, общий уровень аэрогенной нагрузки выше в данном насе-

ленном пункте. Суммарный показатель загрязнения почвы изучаемых населенных пунктов достоверных отличий не имеет.

Проведенные анализы качества питьевой воды, почвы, снегового покрова, продуктов питания в населенных пунктах, расположенных в районе добычи и транспортировки природного газа, подтверждают сделанные ранее выводы (Боев В.М., 1998, Бархатова Л.А., 1999) о наличии в Центральном регионе Оренбургской области природной биогеохимической провинции с высоким содержанием никеля и низким уровнем йода и фтора. Высокие концентрации ряда элементов в исследуемых средах позволяют предположить идущие процессы формирования техногенной провинции в изучаемом регионе по барию, бериллию, марганцу и хрому.

В четвертой главе «Физическое развитие и психофизиологический статус школьников» приведены результаты оценки функционального состояния организма, физического и психофизиологического статуса детей, проживающих в зоне влияния объектов Оренбургского газопромыслового управления.

Установлено, что процент детей с отклонениями в физическом развитии в исследуемых населенных пунктах значительно выше, чем в контрольных (Рис. 4). Наиболее частыми отклонениями в физическом развитии являются сниженная и низкая масса тела при нормальных значениях длины. Самый высокий процент детей с отклонениями в физическом развитии установлен в населенном пункте Дедуровка, наиболее приближенному к установкам комплексной подготовки газа и имеющему высокий уровень аэрогенной нагрузки.

Нормальное физическое Отклонения в физическом

развитие развитии

Рисунок 4. Показатели физического развития детей.

Оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы по казала, что у детей проживающих в исследуемых населенных пунктах сред! патологических состояний наиболее часто встречалась артериальная гипер тензия, наибольший удельный вес эта патология имеет в населенном пункт« Нижнепавловка (49.4%). В среднем частота артериальной гипертензии у де тей по данным разных авторов, составляет 4.8-14.3% (Студеникин М.Я. 1983), причем распространенность повышенного артериального давления з сельских школьников ниже и составляет 3% (Габитова Р.Ф., 1960), тогда ка! во всех исследуемых селах частота артериальной гипертензии у детей значи тельно выше. В контрольном населенном пункте наиболее частым патологи ческим состоянием является артериальная гипотензия.

Проведенные физиометрические исследования показали, что самые низки« показатели спирометрии обнаружены у детей, проживающих в населенное пункте Никольское, здесь самый высокий процент детей со значительным у резким снижением ЖЕЛ. Во всех исследуемых населенных пунктах показатели, характеризующие функциональное состояние органов дыхания, ниже, чем в контрольном регионе, что может быть следствием специфическогс влияния предприятий газодобывающей промышленности (Рис.5).

Шрезкое снижение Показатели ЖЕЛ У детей ^значительное снижение

■умеренное снижение ^условная норма

Дедуровка Никольское Нижнепавловка Контроль

Рисунок 5. Показатели жизненной емкости у детей.

Проведение кистевой динамометрии не выявило существенных отличий в показателях мышечной силы рук у детей исследуемых регионов.

Установлено, что у детей, проживающих в зоне добычи и транспортировки газа показатели психофизиологического статуса значительно ниже, чем у детей контрольного региона. Оценка особенностей внимания с помощью корректурной пробы показала, что у детей исследуемых населенных пунктов

снижены концентрация внимания, собранность, "работоспособность, наблюдается быстрая утомляемость, снижена скорость обработки информации. Темп сенсомоторных реакций школьников, в отличии от контрольного региона, характеризуется низким исходным уровнем и дальнейшим нарастанием утомления. По данным хронорефлексометрии выявлена более низкая функциональная подвижность зрительного анализатора. Наибольшие отличия данных показателей относительно контрольного региона обнаружены в старших возрастных группах (12-13 и 14-15 лет).

В пятой главе «Влияние качества окружающей среды на физическое развитие и психофизиологический статус школьников» проведен корреляционный анализ между показателями физического развития, психофизиологического статуса школьников, проживающих в зоне влияния объектов Оренбургского газопромыслового управления, с одной стороны, и качественными показателями окружающей среды с другой.

Кроме того, изучены корреляционные связи между содержанием микроэлементов в различных средах окружающей среды и накоплением различных химических элементов в биосредах (волосы) у детей.

Наибольшие положительные коэффициенты корреляции для микроэлементного состава волос выявлены с цинком, никелем, марганцем, медью и молибденом в снеге и почве (Табл. 3). Сильная корреляционная связь обнаружена между содержанием цинка, марганца и железа в волосах и питьевой воде.

Таблица 3.

Коэффициенты корреляции между содержанием микроэлементов в различных объектах окружающей среды и волосах детей._

элементы

Си Ъп N1 Ре Мп Мо

Снеговой покров 0.32 0.96"* 0.99'" 0.95"* 0.82

Почва 0.87" 0.93" 0.5 0.5 0.16

Питьевая вода 0.19 0.76 0.74 0.78

Примечание: -р<0.05; -р<0.01

Проведенный анализ показал, что "специфические" загрязнители атмосферного воздуха такие, как сероводород, диоксид серы, диоксид азота, даже в концентрациях, не превышающих ПДК, оказывают влияние на показатели, характеризующие особенности внимания, собранность, работоспособность, скорость обработки информации, темпы сенсомоторных реакций у детей. Более низкие показатели функционального состояния центральной нервной системы, а также достоверно значимые корреляционные зависимости с загрязнением атмосферного воздуха, выявлены у детей старшего возраста. По-видимому, это связано с более длительным воздействием данных химических

веществ, обладающих специфическим действием на ЦНС, так как небольшая концентрация вещества при длительной экспозиции дает такой же (или близкий) отрицательный эффект, что и высокая концентрация в короткий промежуток времени (Астафьев О.М., Корчанова H.JL, 1989). Кроме того, наибольшие отличия показателей психофизиологического статуса у детей от контрольной группы наблюдаются в населенных пунктахДедуровка и Никольское, которые территориально наиболее приближены к установкам комплексной подготовки газа и имеют высокий уровень аэрогенной нагрузки. Корреляционный анализ показал, что кроме "специфических" поллютантов атмосферного воздуха на функциональное состояние центральной нервной системы школьников влияют концентрации висмута, меди, марганца, кобальта в снеговом покрове, марганца и никеля в почве, кобальта, бария, бериллия, марганца и лития в питьевой воде. Из этих элементов медь и марганец принадлежат к 3 классу опасности, а остальные - никель, барий, бериллий, литий, являются токсичными веществами 1-2 классов опасности. Известно, что хроническая интоксикация марганцем, медью, бериллием и барием может вызывать функциональные изменения ЦНС.

Проведенные исследования подтверждают литературные данные (Ананьев Н.И., 1986) о том, что ранними признаками хронической интоксикации серосодержащими газами являются отклонения в показателях артериального давления.

Таблица 4.

Коэффициенты корреляции между химическим составом питье-

Показатели Коэффициенты корреляции

Нитраты 0.90*

Нитриты 0.87*

Медь 0.91*

Кобальт 0.89*

Бериллий 0.99**

Барий 0.98**

Марганец 0.90*

Литий 0.94*

Квода 0.96**

Примечание: * - р<0.05; **- р<0.01

Установлено, что артериальная гипертензия, которая составляет большую часть среди показателей артериального давления в исследуемых населенных пунктах, зависит от содержания в атмосферном воздухе сероводорода и диоксида азота. Концентрации в снеге таких микроэлементов как висмут, медь, марганец и кобальт также влияют на повышение показателей артериального давления.

Известно, что химический состав питьевой воды может вызывать отклонения функционального состояния сердечно-сосудистой системы, самые вы-:окие коэффициенты корреляции в исследуемых населенных пунктах выяв-пены между показателями артериального давления и содержанием вредных химических веществ в питьевой воде (Табл. 4).

Установлено, что у детей проживающих в зоне влияния объектов "Орен-бурггаздобыча" показатели ЖЕЛ ниже, чем в контрольном регионе. С помощью корреляционного анализа определена зависимость данного показателя с содержанием в атмосферном воздухе формальдегида и аммиака, в снеговом покрове - бария, бериллия, хрома и никеля. Высокотоксичные элементы -хром и никель оказывают влияние на систему внешнего дыхания у детей могут вызывать снижение ЖЕЛ (Измеров Н. Ф., 1984; Крятов И.А., Можаев Е.А., 1993).

Определение количественной связи между уровнем физического развития детей и качеством окружающей среды показало, что, в первую очередь, отмечается связь данного показателя с качеством атмосферного воздуха, как с его "специфическими" загрязнителями, так и с содержанием токсичных микроэлементов в снеговом покрове.

Таким образом, помимо "специфических" поллютантов, имеющих высокие корреляционные связи с уровнем физического развития, психофизиологического статуса детей, установлены приоритетные загрязнители окружающей среды исследуемых населенных пунктов, с которыми также обнаружена сильная корреляционная зависимость. Это марганец медь, барий, бериллий, никель и хром. Причем марганец и хром присутствуют в выбросах предприятий "Оренбурггаздобыча". Большие концентрации бария в объектах окружающей среды возможно связаны с использованием сульфата бария при глубоком бурении скважин. Высокий уровень никеля в окружающей среде подтверждает наличие на исследуемой территории природной биогеохимической провинции.

Установлено, что влияние существующих уровней загрязнения различных объектов окружающей среды приводит к изменению показателей здоровья детей. Выраженные изменения параметров сомато-, физиометрии, показателей функционального состояния организма свидетельствуют о резком снижении функции дыхательной, сердечно-сосудистой и нервной систем, отставании в физическом развитии детей проживающих в зоне добычи и транспортировки природного газа.

На основании количественных зависимостей, установленных корреляционным анализом можно констатировать, что наиболее информативными показателями, из определяемых, свидетельствующими о средовом воздействии, являются: жизненная емкость легких, артериальное давление и показатели корректурной пробы.

Проведенный анализ качества питьевой воды, почвы, снегового покрова лыяпил приоритетные микроэлементы постоянно присутствующие в высоких

ш

концентрациях в объектах окружающей среды, что говорит о наличии природной биогеохимической провинции с высоким содержанием никеля и низким уровнем йода и фтора. Высокие концентрации ряда элементов в исследуемых средах позволяют предположить идущие процессы формирования техногенной провинции по барию, бериллию, марганцу и хрому.

Оценка содержания микроэлементов в биосубстратах у детей подтверждает, что накопление в волосах детей, проживающих в исследуемом регионе таких элементов как никель, хром и марганец специфично для данной формирующейся природно-техногенной аномалии, что позволяет использовать данный биосубстрат как биологический маркер оценки качества среды обитания и доказательство экологической обусловленности отклонений в состоянии здоровья детского населения.

Выявленные особенности воздействия факторов окружающей среды природного и техногенного происхождения на физическое развитие, психофизиологический статус детей, проживающих в зоне влияния объектов Оренбургского газопромыслового управления, позволяют обосновать конкретные мероприятия по проведению медико-экологической реабилитации проживающих в данном регионе детей.

ВЫВОДЫ

1. Комплексный гигиенический анализ выявил высокий суммарный уровень антропогенной нагрузки на селитебные территории сельских населенных пунктов, расположенных в зоне влияния объектов Оренбургского газопромыслового управления. Во всех исследуемых населенных пунктах санитарно-гигиеническая ситуация, определяемая по величине гигиенического ранга, оценивается как напряженная.

2. Проведенный анализ качества окружающей среды (воды, почвы, снегового покрова, продуктов питания) выявил приоритетные микроэлементы, подтверждающие наличие природной биогеохимической провинции с высоким содержанием никеля, низким уровнем йода и фтора, и позволяет предположить идущие процессы формирования техногенной провинции по барию, бериллию, марганцу и хрому.

3. Оценка загрязнения атмосферного воздуха должна проводиться с учетом содержания микроэлементов в снеговом покрове. Суммарный уровень загрязнения снегового покрова металлами необходимо учитывать как фактор, входящий в комплексную антропотехногенную нагрузку на окружающую среду.

4. Высокий уровень аэрогенной нагрузки выявлен в населенном пункте Дедуровка, географически наиболее приближенным к объектам газопромысла. В данном населенном пункте отмечается наибольший процент детей с отклонениями в физическом развитии и низкие показатели функционального состояния ЦНС школьников, имеющие статистически достоверные корреля-

ционные зависимости с загрязнением атмосферного воздуха и снегового покрова.

5. Наиболее высокая комплексная антропотехногенная нагрузка выявлена в населенном пункте Нижнепавловка, в основном за счет химического состава питьевой воды. Высокий процент детей с артериальной гипертензией в данном населенном пункте, вероятно, связан с высоким содержанием токсичных химических веществ и физиологической неполноценностью питьевой воды, что подтверждается сильной корреляционной зависимостью (р<0.05).

6. Анализ функционального состояния ЦНС выявил снижение концентрации внимания, быструю утомляемость, низкую работоспособность, низкий темп сенсомоторных реакций во всех исследуемых населенных пунктах. Более низкие показатели, а также достоверно значимые корреляционные зависимости с загрязнением атмосферного воздуха, выявлены в населенных пунктах наиболее приближенных к объектам газопромысла.

7. Более выраженные отклонения в физическом развитии и психофизиологическом статусе наблюдаются у детей старших возрастных групп (12-13 и 14-15 лет) в связи с длительной экспозицией вредных химических веществ.

8. Накопление токсических элементов никеля, хрома, марганца в волосах детей подтверждает высокие концентрации данных микроэлементов в объектах окружающей среды исследуемого региона и отражает как природное их содержание, так и техногенное загрязнение окружающей среды, специфичное для данной формирующейся биогеохимической аномалии.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Рекомендовано проведение постоянного гигиенического мониторинга за объектами окружающей среды с обязательным определением следующих химических веществ: марганец, барий, бериллий, хром, никель, цинк, медь, кобальт, йод, фтор в различных средах окружающей среды и биосубстратах у детей.

2. Суммарное загрязнение снегового покрова включить как фактор в определение комплексной антропотехногенной нагрузки на окружающую среду.

3. Детям, проживающим в зоне техногенных выбросов Оренбургского газопромыслового управления, необходимо проведение медико-экологической реабилитации в соответствии с предложенными рекомендациями.

4. Рекомендовано использовать содержание микроэлементов в волосах детей как биологический маркер оценки качества среды обитания, и для определения направлений профилактических мероприятий по оздоровлению детского населения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 .Сравнительный анализ антропогенных факторов и заболеваемости детского населения. // Тезисы 2-ой международной научно-практической конференции "Экология и здоровье человека". - Самара, 1995. - С. 41-42. (Соавт. В.М. Боев, О.В. Музалева)

2.Natural and Technogenic Biogeochemical Province of the Orenburg Region. // Abstracts: The 1995 International Co-Conference on Environmental Pollution and Neuroimmuno Interactions and Environment. - Russia,St.Petersburg,1995. P.5,75. (V.Boyev and others).

3.Гигиеническая оценка загрязнения снегового покрова в районах размещения предприятий газовой промышленности. //Тезисы докладов региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. -Оренбург, 1996. - ч 2. - С.99-100. (Соавт. Л.А. Бархатова)

4.Характеристика геохимических и антропогенных условий проживания населения. //Материалы VIII всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. - Москва, 1996. - Т.1. - С.100-102. (Соавт. В.М. Боев, Л.А. Бархатова, E.H. Тюрин, А.Г. Корнеев).

5.Современные проблемы антропогенных и геохимических условий проживания населения в различных регионах Оренбургской области. // "Актуальные проблемы клинической медицины". Сборник научных и методических трудов. - Оренбург, 1996. - С. 36-41. (Соавт. В.М. Боев, Л.А. Бархатова, E.H. Тюрин, О.В. Прыткова).

б.Заболеваемость детей и подростков, проживающих в сельских населенных пунктах, расположенных в районе Оренбургского газопромыслового управления. //Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых и специалистов. - Оренбург, 1997. - ч.1. - С. 128-129. (Соавт. Л.А. Бархатова).

7.Суммарная гигиеническая характеристика питьевой воды в западных и центральных районах оренбургской области. //Тезисы докладов научно-практической конференции "Молодые ученые - здравоохранению". - Оренбург, 1997. - С. 20-21. (Соавт. Л.А. Бархатова, E.H. Тюрин, О.Н. Шишкина).

8.Оценка состояния здоровья детского населения, проживающего в агропромышленном регионе газопромыслового комплекса. //Тезисы докладов Российской научно-технической конференции "Сертификация и управление экосистем на Южном Урале". - Оренбург, 1997. - С.67. (Соавт. Л.А. Бархатова)

9.0ценка техногенных выбросов Оренбургского газоперерабатывающего завода по загрязнению снегового покрова. //Тезисы докладов Российской научно-технической конференции "Сертификация и управление экосистем на Южном Урале". - Оренбург, 1997. - С.67-68. (Соавт. Л.А. Бархатова)

Ю.Влияние окружающей среды на распространенность тиреоидной гиперплазии у детей сельских населенных пунктов Оренбургской области. //Гиг. и

сан. - 1998. - №3. - С.37-41. (Соавт. В.М. Боев, В.В'. Утенина, Н.Д. Осадчая, JI.A. Бархатова, E.H. Тюрин).

11.Влияние серосодержащих выбросов Оренбургского газопромыслового управления на физическое и психофизиологическое развитие детей. //Тезисы докладов первой всероссийской научно-практической конференции «Проблемы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на трубопроводах нефтегазового комплекса». - Оренбург, 1998. - С.77-79. (Соавт. В.В. Боев, JI.A. Бархатова, М.Н. Еремин).

12.Оценка риска для здоровья населения от выбросов Оренбургского газопромыслового комплекса. //Тезисы докладов первой Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на трубопроводах нефтегазового комплекса». - Оренбург, 1998. - С.74-76. (Соавт. В.В. Боев, М.Н. Еремин, JI.A. Бархатова, Г.Н. Желудева, C.B. Перепелкин).

13.Комплексная гигиеническая оценка загрязнения окружающей среды сельских населенных пунктов в зоне влияния Оренбургского газоперерабат-вающего завода. //Гиг. и сан. - 1998. - №6. - С.66-70.(Соавт. JI.A. Бархатова, Н.Д. Осадчая, В.П. Кузнецова и др.).

14.Гигиеническая оценка физического и психофизиологического развития детей, проживающих в зоне выбросов Оренбургского газопромыслового управления. //Гиг. и сан. - 1998. - №6. - С.40-43. (Соавт. В.В. Утенина, Н.Д. Осадчая, C.B. Перепелкин, A.B. Шкунов).