Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Научные основы гигиенических исследований окружающей среды городов с использованием геохимических методов

п -У'

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР

ЦЕНТРАЛЬНЫ»! ОРДЕНА ЛЕНИНА ИНСТИТУТ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВРАЧЕЙ

На правах рукописи

РЕВИЧ Борис Александрович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОКРШЩЕй СРЕДИ ГОРОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

14.00.07 - Гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва 1992

Работа выполнена в Институте минералогии, геохгыии я кристаллохимии редких элементов АН СССР и ¡Министерства геологии СССР.

Официальные оппоненты:

чл.-корреспондент АМН СССР,,

профессор А.В.РОЩ®

доктор медицинских наук,

профессор Р.С.ГЯЛЬДЕНСКйОДЬД доктор медицинских наук,

профессор А.А. КЛИМОВА

Ведущее учреждение: Киевский НИ! общей и коммунальной гигианн им. А.Н. Маозеева

Запета диссертации состоятся " ___1.

в я-й- часов на заседании Специализированного совета 074.04.03 при Центральном ордена Ленина Институте усовершенствования врачей ко адресу:

Москва, ул. Смольная, д. 40

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЦОЛИУ врачей

Автореферат разослан "-// " г.

Ученый секретарь

Специализированного совета, ^

доктор медицинских наук /' г\ / И.А.МОТЫБГА

------ --------—"-у

5:15

.1.

диссертаций

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных индустриальных городах химический состав атмосферного воздуха, вод, уровень цумз,электромагнитных полей и другие параметры качества среды существенно отличаются от природных условна, в которих ранее существовало человечество. Среди названии факторов в большинства городов дня здоровья населения большое значение имеет качество атмосферного воздуха, которым, по данным ВОЗ, определяется от 7 до 20% заболеваний. Для принятия управленческих решений по оздоровлению атмосферы городов, в т.ч. дая уточнения источников загрязнения и состава их знбросоз, экологической паспортизации предприятий!, перспектив их развития, корректировки размеров санитарно-защитяых зон и существующей планировки, разработки системы профшгактячес-1их мероприятий необходимо .определение зон наибольшого загрязнения и выявление групп населения наибольшего риска.

В городах качество атмосферного воздуха оценивается по результатам наблюдений за зогрязпящиш веществами на стационарных постах, при подфаколышх исследованиях я на основе карт распределения расчетных концентраций. Существующая дискретная сэть наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха городов не позволяет дифференцировать и там более структурировать территорию по интенсивности загрязнения, недостаточен и спектр контролируемых ингредиентов. Расчетные тлели целиком зависят от полноты данных по составу выбросов ж не всегда, учитывают лаидаафтнно условия городов. Поэтому широкое распространение получил метод геохимического картографирования, основашшй на изучения распространенности загрязняющих веществ в средах, дедонярукщих выпадения из атмосферы - почве и снежпом попроно (Саэт Ю.Е.1985). Наиболее детально этот метод разработан прамзнятолыю к металлам, занимающим одно из ведущих мест по удельной токсичности выбросов в атмосферу. Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха металлами традиционно занимает значительное место в работа советских исследователей (Цусев М.й., 1960; Садалова М.С., 1968; Берулэва Ю.К,,

Работа выполнялась при постоянном научном копаультирорт!',!и доктора геол.-мин.паук По.К.Саэта] л доктора ипд.нчук про р. К.А.Буштуевой, которым автор рмратоет искр»«'!»« л при-' -нпт^ыюстъ и благодарность.

1974; Гиноян М.М.,1976; Шарипоза Н.П.,1975; Попов Л.Н.,1976; Пазынич В,М.,1978; Плотко Э.Г.,1980; Сидоренко Г.И., Ицкова А.И., 1980; Селянкина К.П. ,1981; Идиятуллина Ф. ,1982; Чинчевич В.И., 1982; Алферов В.П.,1982; Спажакина Г.П.,1983; Новикова О.Г., 1983; Кунцбвич И.Е.,1984; Воронов В.П.,1984; Гагара В.Ф.,1985; Ковальчук В.К. ,1985; Камильдаанов А.X.,1987; Соколов В.М., 1987; Грановский Э.И, ,1987; Бессмертный A.M.,1988; Фролова А.Д.,1990; Ермаченко А.Б.,1989 и другие). Эти исследования направлены на изучение зоны влияния выбросов крупных металлургических производств или же посвящены проблеме отдельных металлов, но не рассматривают пространственные аспекты загрязнения территорий городов, которые решаются методам! картографирования. Число городов, по которым составлены карты распределения металлов в депонирующих средах, уже превышает 200; предусматривается дальнейшее развитие этих работ, а также геохимическое картографирование в различных масштабах территорий краей, областей и районов. "Металлический пресс" чрезвычайно опасен в связи с такими биологическими особенностями тякелых металлов, как способность их куьму-лировать в организме человека, длительное время биологической полужизни, наличие отдаленных последствий, адтагеннкх, канцерогенных, терратогенных, эмбрио- и генадотоксичннх свойств. Одной из особенностей металлов является способность их накапливаться в организме человека и его диагностических биосубстратах, В докладах экспертов ВОЗ по критериям качества окружающей среды в связи с воздействием наиболее токсичных макроэлементов (Свинец,1980; Ртуть,1979; Марганец,1981; Мышьяк,1986; Селен,1989; Хром, 1990) рекомендуется использование методов биомониторинга этих элементов с определением их содержания в организме человека. Проведенные в ряде стран исследования ( Fri berij, Vahter ,1983; Berlin etal. ,1983; Miller ,1984 и другие) позволили оценить воздействие различных уровней загрязнения атмосферного воздуха микроэлементами на непрофессиональные группы населения и установить некоторые закономерности их накопления в организме.

Для использования результатов биомониторинга в гигиенических целях необходимо изучить закономерности изменения шкроэле-ментнего состава биосубстратов различных возрастных груш насе-

леяия, проаде всего детского, в условиях воздействия различных уровней загрязнения атмосферного воздуха макроэлементами; количественные связи мевду их концентрациями в атмосферном воздухе или депонирующих средах в биосубстратах населения. Особенно важно изучение закономерноотей накопления в организме человека вн-сокотоксичшгх металлов I класса опасности - свинца, кадмия и ртути. Результаты этих исследований позволяют разработать методическую основу биомониторннга микроэлементов как составной части диспансерного наблюдения за группами детского населения повышенного риска, проживающими в зонах загрязнения атмосферного воздуха.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы - разработка научных основ гигиенического анализа результатов геохимического изучения окружающей среды городов; использование результатов этого анализа при выработке гигиенических решений.

Для. достижения указанной цели решались следующие задачи: - гигиеническая оценка источников выбросов металлов в атмосферный воздух;

изучение закономерностей распределения некоторых тяжелых металлов в атмосферном воздухе и депонирующих средах и распределения их между этими сопредельными средами;

изучение закономерностей распределения микроэлементов в биосубстратах населения в городах с различными уровнями загрязнения атмосферного воздуха;

изучение связей между показателями состояния здоровья населения и пространственной структурой распределения микроэлементов в воздушном бассейне городов, фиксируемой техногенными геохимическими аномалиями;

разработка методики геохимического картографирования и использование ее результатов в процессе государственного санитарного надзора и гигиенической экспертизы.

Объем и методы исследования. В работа предотавлены материалы комплексных эколого-геохимических и гигиенических исследований с применением современных аналитических методов в городах с различной структурой производства (Москва, Владикавказ, Курск, Ереван, Ярославль, Ялта, Подольск и другие).

Дм гигиотяескоИ оценки эггряэнения атмосферного воздуха городов изучалось распределение микроэлементов в воздушном бассейне к средах, депонирующих атмосферные выпадения, - почве и снежном покрове. Натурные исследования велись по двум направлениям: путем отбора проб воздуха на стационарных постах Госкомгад-ромета СССР в различных функциональных зонах Москвы в течение трех лет и путей месячных циклов исследования на специально организованных постах вблизи источников загрязнения и в отдаленных от центра районах. При атом определялся дисперсный состав аэрозоля при помощи ишактора.» позволяющего разделить аэрозоль на три фракции - болэе 8 мим, от 2 до 8 мкм и менее 2 мкм.Для улавливания субаэрозольной составлявшей, (менее 0,08 мкм), проскакивающей через используемые в практике фильтры типа АуА, на потоке воздушной струи после импактора устанавливалась сорбцяон-ная трубка с активированным углем.

Микроэлементный состав атмосферных аэрозолей определялся методом нейтронно-акгиващюшюго и спектрального анализов,ртуть -переносными атомно-абсорбционнымк анализаторами ИМГРЭ-4 и АГП-01.

С целью выявления количественных зависимостей мевду уровнем загрязнения атмосферного воздуха металлаш и их содержанием в ат-мосферннх вьшаденлях на территориях, гдо размещались посты наблюдения, отбирались образцы поверхностного слоя почв и снежного покрова на всю его глубину.

Для оценки качества атмосферного воздуха использованн как гигиенические нормативы, так и фоновые концентрации микроэлементов. Это дает представление об интегральной мккрозлэментной нагрузке, возникающей в городах, в сравнении с территорией мало затронутой хозяйственной деятельностью. Поскольку ПДК по ряду микроэлементов в атмосферном воздухе еще не установлены, их фоновые содержания в определенной степени могут служить критерием оценки степени техногенного воздействия. В качестве фоновых показателей использовались данные по территории, расположенной к западу от Москви, т.е. с наветренной стороны. Доя оценки суммарного загрязнения, металлами атмосферного воздуха, почв и снежного покрова применен используемый в геохимии окруяакщей среды сум-марнш показатель загрязнения ( ), рассчитываемый по форцуле

где Л - суша коэффициентов концентраций;

К^ - коэффициент превышения сродней концентрации по отношению к фоновым величинам;

II - число аномальных элементов.

С целью оценки влияния атмосферного воздуха, загрязненного металлами, на состояние здоровья населения, использованы экспозиционные тесты, позволившие выявить нарушения элементного статуса населения. Применение комплекса аналитических и статистических методов дало возможность определить группы населения повышенного риска, характеризующиеся накоплением токсичных металлов в биосубстратах, а сопоставление с данными о содержании металлов в атмосферном воздухе и атмосферных выпадениях сделало возможным получить количественные зависимости в ряду: "содержание в атмосферном воздухе - содержание в диагностических биосубстратах". В качестве диагностических биосубстратов использованы волосы и моча населения. Волосы в качестве биоиндикационного материала в настоящей время широко применяются при массовых эпидемиологических исследованиях. Образцы биосубстратов отбирались у рабочих металлургических производств, производства аккумуляторов, минеральных и свинцовых красок, минеральных удобрений, ацетальдегида, ртутных термометров; у населения, проживающего в зоне влияния выбросов этих производств, и в центре городов с интенсивным движением автотранспорта на этилированном бензине. В качестве контрольных групп обследовались дети и взрослые, не имеющие производственного контакта с металлами и проживающие в наиболее "чистых" районах изученных городов. Образцы волос подвергались специальной обработке для снятия поверхностного загрязнения и обезжиривания, образцы мочи разлагались методом кислотной минерализации, после чего концентрировались на полимерном тиоэфире. Для определения РЬ, СЛ, Си , ¿Ел . Ре , Ми и Н^ использовап атошю-абсорбционпнй метод и нейт-ронно-активационннй метод - для определения Аз, £Ь, 5е , Сг , Со ,бг и ряда других элементов. Р определялся методом ион-селективной потенциометрии.

Для статистического анализа микроэлементного баланса волос использован метод главных компонент и факторный анализ. Общее число изученных образцов биосубстратов составило: волос 2684; мочи 662.

Сопоставление данных о заболеваемости населения в городах о разной геохимической структурой территории(Мооква, Ереван, По-

дольск, Владикавказ и др.) позволило выявить связи мезду показателями состояния здоровья населения и пространственной структурой распределения микроэлементов в атмосферном воздухе городов. Показатели заболеваемости населения основывались на данных анализа первичной обращаемости детского населения (по талонам уточненных диагнозов - 200 ткс.случаев в 24 поликлиниках Москвы), формам статистической годовой отчетности за 3 года по 28 городам Московской области о частоте, хронических заболеваний у детей, историям родов и развития новорожденных в г.Подольске (3,5 тыс.), данным о распространенности бронхиальной астмы среди детей Москвы (курналы диспансерного учета ПО поликлиник и картотеки 5 межрайонных аллергологических центров (15 тыс.случаев), по амбулаторным картам в гг.Подольске, Воскресенске, Электростали,Коломне, Балашихе, Клину, Мытищи, Курска, Ярославле, Ялте, Истре (2,5 тыс.детей). Проводились выкопировки всех случаев заболеваний с момента рождения до 6 лет.

Методами статистического анализа проводилась оценка влияния загрязнения атмосферного воздуха металлами, а также расчетных концентраций наиболее распространенных загрязнителей (окиси углерода, окислов азота, сернистого ангидрида, взвешенных веществ) на распространенность бронхиальной астмы - манифестного заболевания, тесно связанного с интенсивностью загрязнения атмосферного воздуха. Другие факторы, оказывающие влияние на повышенный рост бронхиальной астмы среди детокого населения выявлялись путем анкетирования семей больных детей.

Сопоставление разного типа карт загрязнения атмосферного воздуха Москвы (карта геохимических аномалий, карта расчетных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе) с показателями заболеваемости детского населения позволило ранжировать территории города по степени ее гигиенической опасности.

Все исследования выполнены автором шш при его непосредственном участии. В работа использованы также результаты некоторых совместных исследований.

Изучение загрязнения металлами окружающей среды городов проводилось при участии сотрудников ИМГРЭ - канд.географ.наук Р.С.Смирновой, Е.П.Сорокиной, А.А.Волоха; изучение распространенности врожденных пороков среди новорожденных - ст.науч. соти. Института общей генетики АН СССР канд.биол.наук Б.А. Кэлпбуыкина и руководитель медико-генетического Центра детской клинической больницы № 13 им. Филатова (г.Москва), канд.мод.наук Г.Г.Цузеева. Использованы также результаты ис-

Научная новизна выполненных исследований состоит в обосновании возможности использования геохимических методов для углубленной комплексной оценки негативного техногенного воздействия на окружающую среду и здоровье населения как основы проведения оздоровительной политики в городах страны.

Масштабно-предметное графическое изображение геохимической информации, как база картографического метода гигиенического анализа, позволило впервые разработать гигиенические карты состояния атмосферного воздуха ряда городов (Москва, Подольск, Воскре-сенск, Ярославль, Ереван и другие), и дифференцировать их территории по степени опасности для здоровья населения.

Впервые получены данные по относительной опасности выбросов в атмосферу широкого круга химических элементов от стационарных и передвижных источников загрязнения.

Впервые установлены количественные зависимости между концентрациями ряда металлов в атмосферном воздухе и депонирущих средах (почве и снежном покрове), определены пространственные закономерности распространения в атмосферном воздухе наиболее токсичных металлов ( РЬ , Сс(, Щ ).

Предложена система биомониторинга широкого спектра микроэлементов в диагностических биосубстратах населения промышленных городов. Анализ микроэлемзнтного состава биосубстратов подтвердил доминирунцее значение Рв среди тяжелых металлов и надежность гигиенического норматива этого металла в атмосферном воздухе с биогеохимических позиций.

Впервые получены данные о закономерностях изменения состояния здоровья детского населения в зависимости от пространственной структуры загрязнения воздушного бассейна городов.

Практическое значение работы. Основные теоретические разработки и результаты натурных исследований позволили создать систему гигиенических критериев для оценки техногенных геохимических аномалий в городах и систему биомониторинга широкого круга химических элементов, определить основные, направления и конкретные оздоровительные мероприятия по ряду городов (Москва, Подольск, Курск, Ярославль, Ереван, Ялта, Владикавказ). Результаты исследо-

следований канд.геол.-мин.наук И.Л.Башаркевич - по изучению микроэлементного состава выбросов промышленных производств; Л.С.Соколова с сотрудниками - по изучению ртути в атмосферном воздухе промышленных городов.

Аналитические работы выполнены в лабораториях ИМГРЭ,М1Ш, Объединенного института ядерных исследований.

ваний использованы при разработке территориальных комплексных схем охраны природы и генеральных планов городов.

Форма и уровень внедрения. Основные результаты работы послужили основой для разработки трех нормативных документов, утвержденных Министерством здравоохранения СССР - "Методических указаний по оценке степени опасности загрязнения почв химическими веществами'' (1987, й 4266-87), "Методических рекомендаций "Скрининговые методы для выявления групп повышенного риска среди рабочих, контактирующих с токсичными химическими элементами" (1989), "Методических рекомендаций по оценке загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве" (1990, № 5174-90). Результаты гигиенической оценки загрязнения окружающей среды городов внедрены в территориальные комплексные схемы по охране природы Москвы и Московской области (Институт генерального плана г.Москвы, Институт градостроительства Мособлисполкома), Ярославля (ЦНИП градостроительства), курортных подрайонов Крымской области (Киев Гипроград), % также использованы органами санитарного надзора гг.Москвы, Яросавля, Курска, Подольска, Московской и Астраханской областей, Армении, Главным управлением здравоохранения Мосгорисполкома.

Материалы работы использованы также в Комплексной территориальной отраслевой программе интенсификации социально-экономического развития учреждений здравоохранения Москвы "Прогресс-94", утвержденной Минздравом СССР, в проекте "Долгосрочной Государственной программы охраны окружающей среда СССР на Ж пятилетку и на перспективу до 2000 года" Госкомприроды СССР. Получены две бронзовые и одна серебряная медаль ВДНХ СССР. За участие в работе "Разработка и внедрение комплекса геолого-экологических методов исследований контроля и прогноза природной среда г.Москвы и Московской области" присуждена премия Совета Министров СССР 1991 года.

Апробатая. Основные положения диссертации обсувдались на кафедральных конференциях ЦОЛИУ врачей, ученых советах ШГРЭ, ряда научных и проектных организаций. Материалы дисоертации докладывались на 17 Всесоюзных совещаниях, конференциях, семинарах, сессии АМН СССР, симпозиуме "Географическая и экологическая патология" (1989), ¡Международных совещаниях "Аналитические методы контроля окружаэдей среды" (СССР, Дубна,1990), "Здоровье населения в странах Евреи; к СССР" (Литва, Вильнюс, 1990), 8-й Международной шко-

лы экологии (Болгария, 1989), Международной концеренщш по микроэлементам (Югославия,1990), Секциях по гигиена атмосферного воздуха Проблемной комиссии "Гигиена окружающей среды" (Тбилиси, 1985, Минск,1988), 3-ей Международной конференции по экологической эпидемиологии (Израиль, 1991), 2-ом Симпозиуме стран ЕЭС и СССР "Оружающая среда и здоровье. Наука и практика" (Москва, 1991).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Содержание тяжелых металлов (в частности, свинца и ртути) Б средах, депонирующих выпадения из атмосферы, отражает уровень их содержания непосредственно в атмосферном воздухе.

2. Геохимические показатели загрязнения депонирующих сред {суммарный показатель загрязнения почв и снежного покрова металлами, выпадение пыли на единицу территории) могут использоваться как индикаторные показатели состояния загрязнения металлами и.пылью воздушного бассейна населенных мест.

3. Метод геохимического картографирования депонирующих сред -инструмент для выявления пространственной картины распространения тяжелых металлов в атмосферном воздухе.

4. Геохимическая структура загрязнения территорий городов определяется типом доминирующей в городе промышленности. Среда металлов, загрязняющих воздушный бассейн городов, ведущее место занимает свинец, определяющий неблагополучную эколого-гигиеничес-кую ситуацию в большинстве городов страны.

5. Микроэлементный состав биосубстратов человека отражает уровень загрязнения атмосферного воздуха химическими элементами и является индикатором его отрицательного влияния на здоровье населения.

6. Некоторые показатели состояния здоровья детского населения имеют тенденцию к изменению в зависимости от пространственных параметров и интенсивности техногенных геохимических аномалий.

7. Результаты медико-геохимического картографирования и районирования могут быть использованы как один из важнейших методических приемов дая прогностической оценки состояния здоровья населения в связи с меняющимся качеством окружающей среды городов

и как критерий для принятия решений по ее оптимизации.

Публикации. По теме диссертации опубликованы две монографн (в соавторстве), 41 научная статья (7 - в журналах, 34 - в различных сборниках и монографиях).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введ шш, 7 глав и выводов.

Диссертация изложена на 401 странице машинописи, содержат рисунков - 33, таблиц - 44 в основном тексте и 88 в Приложении. Список литературы содержит 533 источника, из них 331 отечествен ьшх авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Гигиенические критерии оценки техногенных геохимических аномалий

Данные по поступлении металлов в атмосферный воздух городо: с выбросами промышленных предприятий по материалам официальной статистической отчетности немногочисленны. Известно о выбросах Рв и его соединений, Hg , газообразных фтористых соединений. Пол ностыо отсутствует анализ выбросов химических элементов знергег: ческиыи производствами. На основании данных о содержанки микроэлементов в твердом и жидком топливе (уголь, сланцы, мазут) определено, что сжигание угля приводит к поступлению в воздушный бассейн страны десятков тыс.тонн соединений V , сотки

тонн L¡ , F , Р , Co.lV; ,<Ь, As, Вг, РЬ, У Ь,&а, В ¡ ДЬ и до ста тонн Be., Se , Nfb , No, Ag , Cd , In , Sr¡ , Ce , y¿>, H$ , W , Hf и TI. При среднегодовом использовании приблизительно 120 мш мазута поступление в воздушный бассейн соединений V , № , Р , 6 исчисляются тысячами тонн; Lf, F , Al ,TÍ , Сг , Ее. , Со , $Ь , Си ,2 Se , Zr i С4 и РЬ - десятками тонн. Определенное загрязнение атмс ферного воздуха микроэлементами происходит ж при сжигании славд(

Работа автотранспорта на этилированном бензине приводит к выбросам в атмосферный воздух соединений Рв, удельный выброс которого составляет в среднем I кг/год на I автомобиль. В целом пс стране при 15—миллионном автомобильном парке выброс свинца доен гает 15 тыс.т. Сопоставление средних объемов содержаний выброси микроэлементов в воздушный бассейн страны по различным источнике загрязнения показывает, что по многим микроэлементам (Tí ,Мп, А и др.) ситуацию определяют выбросы угольных ТЭС, скитание нефти

>булс/явливает основное поступление /// , V , В , ? . Промышленные гредприятия (по весьма неполным данным) являются основным постав-раом соединений Нд , Сс1 , £ и 9п.

Дяя каждого поступающего в атмосфернкй воздух гаткроэлемен-■а рассчитан показатель относительной опасности (отношение ко-жчества выбросов к ЦИК или ОБУВ). По этою* показателю лгдирую-[ее место занимает Ев, за ним следуют N1 и Мл (табл.1).

Таблица I

Относительная опасность выбросов металлов з атмосферный воздух

Показатель удельной _токсичности_

Элементы

100000 100000-10000 10000 -IООО 1000 - 100 100 и менее

Нп

Аз СЬБа

РЬ

т

V, й<2, Р, Сг, Сц 1 Со/ Со, "Ип'( йг, е^Н^е^и 5 1л, \У, Те.

Распределение потоков загрязняющих веществ в городских уело-иях определяется структурой функционального использования город-кой территории и, соответственно, пространственным соотношением ежду источниками выбросов (промзонами, шоссе) и селитебными тер-иториями. Характер загрязнения атмосферного воздуха и опасность го воздействия на здоровье населения во многом различны для по-нфункциональннх городов с многоотраслевой промышленностью, горо-ов с доминирующим источником выбросов и для городов (районов)-спален" . Обобщение данных среднесуточных наблюдений за содер-энием металлов в воздухе в центрах и на периферии аномалий око-о предприятий машиностроительного типа, типографий, предприятий риборостроения и в фоновых районах города, являющихся по уровню эгрязнения переходными территориями между аномальными и региона-ьными фоновыми значениями, показали, что в центрах аномалий, т.р а расстоянии 50-200 м от предприятий, средние концентрации V, Сг п > \Н >2п I РЬ > Со выше фоновых значений в 18-63 раза.На перифр т аномалий в 5-13, а в ьоэдухе наиболее чистых районов - в 2-7 аз . Примерно такая же тенденция прослеживается и при анализе реднегодовые концентраций металлов в атмосферном воздухе трух

различных частей города - промышленной, центральной и селитебной ("фоновой"). Значение суммарного показателя загрязнения атмосферного воздуха изменяется от II на городской периферии (этот уровень загрязнения вызван диффузией загрязненных воздушных масс по всей территории города) до 37 в центральной части, что связано с планировочной структурой города; пониженным рельефом и поступлением загрязняющих веществ при движении автотранспорта. Далее его значение возрастает до 58 в жилой застройке около крупного машиностроительного производства с металлургическим процессом.

В воздухе содержатся не только наиболее распространенные в окружающей среде тяжелые металлы, но и такие летучие элементы,кай Asi Sb i 6r >8 такяе редкоземельные элементы. Видимо их поступление связано с работой автотранспорта, так как рост концентраций этих элементов наблюдается в воздухе примагистралышх территорий. Оценка концентраций химических элементов в атмосферном воздухе Москвы с учетом класса опасности вещества дала возможность провести их ранжирование с гигиенических позиций (табл.2). На значительной территории Москвы наблюдается примерно десятикратное превышение фонового уровня металлов I и П классов опасности (РЬ.Со , Сг , Ш , Мп). , Таблица 2

Распределение комплекса микроэлементов в атмосферном воздухе различных зон Москвы (коэффициент концентрации относительно фоновых значений по аэрозольной составляшцей

Расположение зоны !. Класс опасности

и расстояние от ! предприятий ! i I "! "' ! " ! П ! Ш 1 ! 1 ! 1 \ ;не оп- ; {ределен { Í !

Около машинострои- PbÉi Crv. Co¡¿ Hú¡¿ 2пго Sí^Se^

тельных заводов: ,, ,. „ с i „ <•„ г.

0,05-0,2 км Vs Hfl, ASj 6r£ Sn, Ufy Eu}

0,3-0,8 км Ca PbaCr, % Mn, Hft, 5Ц Se, Центр Cf)} Ц ^í

it

Vj firc ün£ Сц

Периферийные фоно-BUO районы РЬ} Lr?

f/i5 Мпг Zn> Аь, br¿

Th The

230 100-12

140 20-24

Приведенные данные характеризуют некую осредненнуго как во времени (длительный период), так и в пространстве картину загрязнения металлами воздушного бассейна города с преобладанием машиностроительного производства при работе автомашин на неэтилированном бензине и псдтверздают геохимическую неоднородность городской территории. Пространственная картина распределения микроэлементов в атмосферном воздухе и типоморфность их ассоциаций прослежена также вокруг различных источников загрязнения. Основными поставщиками широкого комплекса химических элементов в окружающую среду являются предприятия цветной металлургии. Структура загрязнения территории металлами в городах о такими источниками загрязнения совершенно иная, чем в Москве. Здесь существует один мощный очаг загрязнения и постепенно убывающие концентрации металлов от источника к периферии. В особенно неблагоприятных условиях в городах с металлургическими производствами находится население, проливающее в радиусе 0,5-1,5 юл от предприятий, так как тленно здесь отмечается превышение Ц£К комплекса металлов и одновременно высоки концентрации газообразных веществ (диоксида сэры, оксида азота). Так, в окружении металлургического комбината во Владикавказе в воздухе концентрации химических элементов от 10 раз ( А& , Ьг ) до 100 раз и более ( РЬ, 2л ) выше фоновых величин, суммарный показатель уровня загрязнения атмосферного воздуха достигает сотен единиц. Мелкодисперсный состав атмосферных аэрозолей определяет диффузионный тип рассеяния загрязняющих веществ на большие расстояния. Дале на расстоянии 3 юл от комбината концентрация элементов велика и превышает фоновые значения в десятки раз. В распределении химических элементов в воздухе явственно проявляется зональность, что связано с объемом их выброса в воздушный бассейн. При ежегодной эмиссии нескольких тыс. т РЬ ийг , их концентрации в атмосферном воздухе практически по всей территории города значительно превышают фоновые значения, а средние концентрации Рв в воздухе на расстоянии до 2,5 км от предприятия превышают ЦДК. Другие же элементы ( Д4,$Ь), содержание которых в выбросах не столь велико, находятся в воздухе в меньших концентрациях и резкое их снижение происходит -в двухкилометровой зоне.

Геохимическое картографирование территории городов ши районов с предприятиями черной металлургии (г.Электросталь Московской области) показывает преимущественное накопление Сг , Ш , Ми .. Как в атмосферном воздухе, так и в депонирующих средах эти металлы локализуются непосредственно вблизи предприятий. На рас-

стоянии I км в приземном слое атмосферы происходит резкое снижение концентраций, а на расстоянии 2 км заметных превышений фоновых концентраций тяжелых металлов не наблюдается.

Анализ особенностей распределения отдельных микроэлементов в атмосферном воздухе позволяет оценить уровень натурных концентраций около различных источников загрязнения, дальность их распространения от источников, распределение элементов по частицам различного размера.. Наиболее подробно изучено распределение в атмосферном воздухе Ев, который в значительной степени (26-62% от общей массы) находится в субаэрозольной фракции, а среди аэрозольной составляющей - во фракции 0,03-2 ыкм. 3 городах происходит постепенное наращивание свинцового "пресса", который особенно явно проявляется около предприятии с выбросом этого металла в воздух. На расстоянии 200-700 м от таких заводов концентрации Рв превышают фоновые значения в сотни раз, средняя концентрация выше ПДК в 2 раза, а максимальная из среднесуточных - в 16 раз (Курский аккумуляторный завод). ]!£же около предприятии, которые не считаются свинцовыми источниками и не указывают его выброс в атмосферу, за счет примесей Ев к исходному сырью в атмосферном воздухе концентрации этого металла могут достигать ДДК. Дальность распространения повышенных (по отношению к ВДК) концентраций Ев в атмосферном воздухе составляет от 0,3-1,0 км доя машиностроительных и полиграфических предприятий, а для таких мощных источников, как Курский аккумуляторный завод и металлургический комбинат во Владикавказе - до 2-3 км. По этим источникам загрязнения наблвдается близкий характер структуры распределения Рв в атмосферном воздухе. Выделяются две зоны: ближняя, где происходит резкое убывание концентраций, и дальняя, где градиент значительно меньше и происходит более плавное уменьшение концентраций.

Если промышленные предприятия создают мощные, но относительно локальные (за исключением крупных металлургических производств) очаги загрязнения, то автотранспорт создает общегородской повышенный фон. Зто хорошо видно при анализе данных о качестве воздуха жилых кварталов в различных городах страны, которые находятся вне сферы влияния промышленных источников загрязнения, но где концентрации Рв в 5-10 раз выше фоновых содержаний. Еще более ярко влияние автотранспорта на загрязнение воздуха Рв проявилось в Ялте - городе, расположенном в межгорной котловине с застойными явлениями в приземном слое атмосферы, где даже при относительно небольшом автотранспортном парке происходит значктель-

нов накопление Рв. Содержание ого в воздухе жилых кварталов, расположенных вблизи автомагистралей, превышает ВДК в проб на транзитном шоссе, в 50-75$ проб около центральной магистрали и в 33% проб около небольших улиц с малым движением транспорта.

Сопоставление данных о содержании Рв в атмосферном воздухе различных частей городов, около промышленных предприятий й вблизи автомагистралей позволил выделить несколько типичных'уровней этого поллютанта, которые представлены на рис.1. Работа автотранспорта на этилированном бензине приводит к повсеместному .загрязнению воздушного бассейна. Даже в глубине яилых кварталов концентрации Ев выше фоновых значений в 40 раз, а в единичных пробах возможно превышение ЩК.

По другим микроэлементам превышение гигиенических нормативов, в воздухе прослеживается только вблизи специфических источников выбросов. Например, исследование в окружении Никитовского ртутного комбината, производства ацетальдегвда в г.Темиртау.трех заводов до производству электроламп в гг.Ереване, Смоленске п Полтаве подтвердили локальность Н^ аномалий. Наиболее значительные по интенсивности и площади зон загрязнения радиусом до 2 км формируются только около таких мощных источников выбросов, как металлургические комбинаты или производство ацетальдегида. Другие, более.распространенные источники выбросов - светотехнические,приборостроительные заводы - образуют гокруг себя более локальные очаги загрязнения, которые распространяются в радиусе 0,2-1 ил. Примерно такие же зоны максимального влияния фиксируются по Ц , tr , А/Г и другим элементам. Большинство из них находятся в субаэрозольной фракции или в виде мелкодисперсных частиц (до 5070$), но явного влияния вида производства на особенности их распределения по частицам разного дисперсного состава выявить не удалось. Сопоставление трех еидов концентраций (фоновых .средних по городам страны и предельно допустимых) показывает, что для большинства тяжелых металлов, наиболее распространенных в атмосферном воздухе городов, существуют достаточно стабильные соотношения (табл.3).

Фоновые концентрации таких металлов., ка-" Pb , Col , V , Сг , U¡ , Мл , tu, Zn находятся в пределах 0,2-23 нг/м3, что составляет по всем элементам, кроме 2п и Cd , сотые и тысячные доли ЛДК. Средние концентрации этих элементов в воздухе городов составляют десятые части ГЩК. При этом снова выделяется Zп : при recién высокой нормативной величине (50»10a нг/мэ) - олтакгк боднпой рчз

Тип территории к источники загрязнения

Рис.1. Содержание свинца в аэрозолях атмосферного воздуха в зависимости от типа территории и источников выбросов (по средним из среднесуточных концентраций относительно фоновых значений):

1 - Периферийные районы городов, где не используется этилирован-

ным бензин;

2 - Периферийные районы городов, где используется этилированный

бензин;

3 - Машиностроительные завода, производство минеральных удобре-

ний; нефтеперерабатывающая промышленность; ТЭЦ;

4 - Электротехническая и полиграфическая промышленность;

5 - Город с интенсивным движением автотранспорта;

6 - "Свинцовые" предприятия.

Таблица 3

Соотношение натурных и предельно допустимых величин тяжелых металлов в атмосферном воздухе

Химический ! Концентрации, нг/м3 !ДДК, !Отношение > „ i к ПДК

элемент ! Фоновые !сроднив по i НГ/,М ¡фоновых! средних

! üepeзин-!Иодмос-!ский био^ковье ¡сферннй ! !заповед-! ник /I/х)! ! ! i i '.нескольким [стацконар-!ным постам !в 100-200 ¡городах,^ !сттеры 1 i ¡ i i i ! t !концен-!по ,'траций ! i ! ! ! ! ! i ] стране

РЬ 10 8 150 300 0,03 0,5

Ы 0,2 - 30 300 0,0007 0,1

V - 4 Г20 2000 0,002 0,1

Cr - 6 260 Г 500 0,004 0,17

ш - В 310 rooo 0,005 0,31

Un -- 13 170 1000 0,013 0,17

Cu - - 510 2000 - 0,26

Ел окись сульфид - 23 470 BO'IO3 0,0005 0,009

8Ч03 0,003 0,06

Ровинский и соавт.,1986.

Состояние природной среды в СССР»- М»,1990.

рыв о реальной концентрацией. Это вызывает сомнения в надежности ВДК для этого металла, которая установлена достаточно давно и новые исследования свидетельствуют о более высокой токсичности,чем считалось ранее. На основании изучения токсичности при его поступлении с водой обосновано сшкениа ЦЦК ВТого металла в 5 раз - с 5,0 до 1,0 мг/л /Борэупова и соавт.,1987/. Все это позволяет считать, что нообходиш ковыз исследования по оценке токсичного действия 2п при его ингаляционном пути носуушгешм и такие работы уже появляются. В 1991 г. А.Гезойдяном обосновал норматив содержания в атмосферном воздухе сульфида цинка, равный 8• Ю^гг/м3, что в 6 раз низке норматива по окиси цинка.

Исследования металлов непосредственно в атмосферном Воздухе городов позволили выявить ряд закономерностей этого типа загрязнения, однако точные пространственные параметры могут быть получены только при применении равномерного картографирования, в Данном случае таких сред, депонирующих атмосферные выпадения, как почва и снежный покров. Почвенный покров отражает многолетнее вы-

падение загрязняющих веществ, а снежный покров - только за время снегостава. На основании сопряженных исследований Рв в атмосферном воздухе и почва по 47 объектам в атмосферном воздухе и снежном покрове по 20 объектам выявлены количественные связи между концентрациями в этих сопредельных средах (рис.2,3). ЦЦК Рв в атмосферном воздухе соответствует концентрация этого метачла. в почве 400 мг/кг и в снежном покрове 1460 мг/кг.

Приведенные показатели дозволили построить карты распределения Рв на территории ряда городов и оконтурить зоны гигиенического неблагополучия, в которых следует ожидать превышения ГЩК.Практически в каждом промышленном городе, где расположены полиграфические или друтие использувде Рв предприятия и применяется этилированный бензин, при геохимическом картографировании выявляются такие зоны, но площадь их обычно невелика (в пределах 0,5 км2). Мощный очаг загрязнения формируют металлургический завод во Владикавказе, где на площади до 4 км^ содержание Рв в воздухе может превышать 1Щ, около аккумуляторного завода площадь такого загрязнения составит I км2, в городе о доминирующим влиянием автотранспорта в условиях межгорной котловины (г.Ялта) примерно 2км2 (рис.4). Анализ карты распределения Рв в почвах этого города отчетливо выявляет два типа аномалий: линейные - вдоль трасс и площадные, охватывающие нижние части долин, где наблюдаются застойные метеорологические явления, причем выявлена танке зависимость между содержанием Рв в почвах вдоль трасс и интенсивностью движения автотранспорта.

При сопряженном исследовании Н^, в атмосферном воздухе и почве по 21 объекту получена следующая зависимость: У = 1,3х + 0,01, где у - содержание Нд в атмосферном воздухе, х - в почве, ПДК Нд. в воздухе (0,3 мкг/м3) соответствует ее концентрации в почве 0,4 мг/кг (рио.5)

Содержание Нд. в почве городов оценивалось по этому показателю, тем более, что ЦДК этого металла (2,1 мг/кг) установлено по трзнслокаццонноод показателю и, следовательно, применимо только при сельскохозяйственном использовании земель. Полученная величина близка к нормативу, предложенному и для почв сельских областей Польши - 0,25 мг/кг /К^и&ка и ссавт.,1986/. Анализ карт распределения в почвах городов показывает, что содержание выше 0,4 мг/кг встречается практически только около источников загрязнения и протяженность аног.алий составляет 0,5-1,0 км.

У

Содержание Рв в атмосферном воздухе, мкг/мз

Рис.3. Зависимость медцу содержанием Ев в атмосферном воздухе (X) и снежном покрове (У)

Рис.5. Зависимость мекду содержанием Но в атмосферном воздухе (X) и почве (у) "

Определение зависимости между содержанием загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и депонирующих средах прослеживаются и по другим ингредиентам (пыль, оксид углерода, оксиды серы и азоты). В Москве выявлена строгая закономерность распределения этих веществ в снежном покрове (на основе равномерного картирования) в четырех различных функциональных зонах города. ■

Сопоставление результатов снегового опробирования и наблюдений на стационарных постах эа загрязнением атмосферного воздуха выявляет определенную корреляцию при группировке этих данных по функциональным зонам. Ход кривых уровней загрязнения атмосферы, по данным стационарных пунктов, и среднего загрязнения снежного покрова практически подобны, за вполне понятным исключением данных по сульфатам и пнли на приыагистральноЗ территории. Это даот принципиальную возможность в условиях крупных урбанизированных зон с множеством источников загрязнения использовать снежный покров как косвенный индикатор загрязнения атмосферного воздуха пылью и, что очень важно, газовыми компонентами.

В настоящее время оценка загрязнения атмосферного воздуха проводится также на основании расчета максимальных концентраций загрязняющих веществ по программам Госкоигидромета СССР. Поэтому наш была сделана попытка провести корреляцию между расчетными концентрациями и содержанкам их в депонирующих средах. Расчетные поля концентраций пнли в атмосфере от выбросов ТЭЦ (данные КПГ по программе "Зфир-6") совпадают с картой распределения пыли в снежном покрове Москвы.

Сопоставление показателей загрязнения атмосферного воздуха и депонирующих сред различными веществами позволило разработать шкалу оценки геохимических показателей с гигиенических позиций

(табл.4). Выделено 4 основных уровня загрязнения почв и снежного

низкий, „ „

покрова -^/среднии, высоким и очень высоким, которые характеризуются определенными параметрами качества атмосферного воздуха.

Отдельный блок показателей касается почв сельскохозяйственного использования, которые часто находятся в самих городах, например, Владикавказе, Ярославле и в ближайших пригородах. Интенсивный рост числа приусадебных и садовых участков происходит в непосредственной близости от промысленных предприятий, поэтому при геохимическом картографировании в этих местах, как правило, выявляются интенсивные аномалии. Для оценки таких почв используются утвержденные Минздравом ВДК и другие показатели, включенные

Таблица 4

Гигиеническая характеристика комплексных геохимических аномалий в почах и снежном покрове

Показатели загрязнения депонирующих Характеристика уровня

сред «загрязнения атмосферного _¡воздуха_

Низкий уровень загрязнения почв металлами { Zc. менее 16} и снежного покрова (Не. менее 64); содержание пыли в снежном покрове менее 250 кг/км.кв сутки

Средний уровень загрязнения почв металлам!! (.'¿г. =16-32) и снежного покрова (2-е. =64-128), содержание пыли в снежном покрове 250-450 кг/км.кз./сутки

Высокий уровень загрязнения металлами лота (2с. =32-1^8) и снежного покрова ( 2с- =128-256), Присутствие в составе аномалий металлов I класса опасности (РЬ , На, иногда - Ы в концентрациях в ввде фоновых значений более 10 раз). Содержание пыли в снежном покрове 450-800 кг/км.кв./ сутки

Очень высокий уровень загрязнения металлами почв (. 2-е. более 128) и снежного покрова ( Ъс~ более 256). Присутствие в составе аномалий Рв в количестве более 400 мг/кг, На -более 0,4 мг/кг, что является индикатором превышения ЦЩС этих металлов в атмосферном воздухе. Содержание пыли в снежном покрова более 800 кг/км.кв/сутки

в "Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами". На основании фактических данных о содержании металлов в почвах крупного Северо-Казахстанского промышленного узла, включающего города Усть-Каменогорск, Лешшогорск и другие, построены модели карг оценки загрязнения почв этого региона. При разработке карг принята гигиеническая классификация, которая предусматривает создание четырех типов карт, - стационарных, оценочных, прогнозных, рекомендательных. Ситуационные карты содержат исходную информацию по двум блокам - природному (характер рельефа, тип почвы: ее рН , степень ж характер обводненности, вид почвообразуюцкх пород, устойчивость лакдашафта, природное

Превышение ЦДК (в 2-4 раза) отдельных веществ (30г,(('02., С-0 ), содержание металлов выше фоновых значений, но ниже ДНК

То же, + появление эпизодических концентраций отдельных металлов (главным образом Рв) выше предельно допустимых)

То асе, + устойчивое превышение ЦЦК металлов в атмосферном воздухе

содержание широкого комплекс-) химических элементов) и антропогенному (источники загрязнения, его виды, интенсивность и площади распространения загрязнения, химический состав аномалий, формы нахождения химических элементов в почве к другие показатели) и дается районирование почв по характеру их хозяйственного использования и санитарно-гигиенической роли. На оценочных картах тлеющаяся информация выражена через количественные показатели, учитывающие класс опасности вещества, интенсивность загрязнения и другие. Особую роль здесь играют и показатели самоочищения почв, выраженные в виде высокой, средней или низкой способности. Самоочищающая способность почв зависит от многих ландшафтно-гэохишгческих факторов. Разработанные модели карт могут служить основой для дальнейшего совершенствования методов картографирования и оценки степени загрязнения почв в различных масштабах.

П. Гигиенический биомониторинг микроэлементов как метод оценки состояния здоровья населения

Повышенный уровень содержания микроэлементов (МЭ) в окружающей среде городов приводит и к повышенному поступлению их в организм человека. Для изучения этого явления используются методы биомониторинга, т.е. определение их непосредственно в диагностических био-субсгратах. Наличие биогеохимических связей в системе "среда -человек" обусловливает переход к изучению состояния здоровья человека и, в последующем, к формированию модели гигиенического прогноза оптимизации качества окружающей среды городов. ,

Определение микроэлементиого состава волос населения фоновых районов городов и республик, расположенных в различных природных зонах страны, показало, что средние концентрации как токсичных,так и биоэлементов в волосах населения различались между собой не более, чем в 2 раза.

Однако для токсичных элементов характерна большая вариабельность концентраций (\/= 54-430$), чем для биозлементов (Си ,Нп ,Мп (V =24-193^). Схожесть микроэлементиого состава волос на селения, проживающего з малозагрязненных частях различных городов, свидетельствует об относительной стабильности микроэлементного статуса организма человека, находящего в сходных условиях городской среды и защищенного от влияния природных колебаний геохимической обстановки. Концентрации химических элементов в волосах детского и взрослого

населения, не подвергающегося воздействию загрязненной окружающей среды, не превышают допустимых уровней. Содержание некоторых металлов в волосах детского и взрослого населения различно. Так, у детей содержание Рв в волосах в 1,6 раза выше, что объясняется более активной абсорбцией этого элемента в растущем организме; у взрослых в волосах в 1,4 раза выше концентрации Си и?ц, что связано с возрастным накоплением этих элементов.

Наиболее высокие биоконцентрации МЭ характерны для рабочих металлургических комбинатов, производств минеральных удобрений и минеральных красок, а также у детей 5-7 лет в зонах влияния выбросов этих источников загрязнения. Важной особенностью изменения МЭ состава волос населения является накошгение элементов, специфичных для техногенной геохимической авомалии, возникшей вокруг них. Интенсивность накопления МЭ в волосах детей вблизи свинцово-цинкового комбината ниже, чем у рабочих, но по сравнению с контрольной группой у них выше содержание Рв в 7 раз, - в 3 и 5Ь-в 4 раза (табл.5). ■

Таблица 5

Ассоциация химических элементов в волосах детей, проживающих в техногенных геохимических аномалиях

Производство и 'Коэффициент концентрации относительно

расстояние от источни- ¡(Тоновых значений

ков загрязнения, км ! '! I

" > 10 ! 10-5 ! 5-3 ! 3-1.5

Свинцово-кадмиевнй комбинат: 1,0 км 2,0 км Минеральных^у^обрений: РЬ? Те6 Ч РЦ

Медеплавильный комбинат: 0,5 км 1,0 км Аьг* /кб Ркч Си^

Производство аккумуляторов: 0,5 км 1,5 км Центв города с интенсивным движением автотранспорта и6 РЬь Вгг.

Аналогичная тенденция к повышению концентраций в волосах прослеживается по , Сч , Со . В отличие от рабочих у детей содержание 2л в волосах несколько снижено. Выбросы медеплавильного комбината обуславливают повышенное загрязнение атмосферного воздуха Си и РЬ . В ближайшей к источнику загрязнения жилой зоне (0,5 юл) в волосах детей 5-7 лет содержание /Ьв 23 раза, Рв-в4и£а-в2 раза выше,.чем в контрольной группе. Накопление РЬ и Ля в волосах этих детей достигает концентраций, значительно превышагацих допустимый уровень (так, у всех детей содержание /Ь выше рекомендуемого допустимого уровня I мкг/г и у В0% детей - допустимого уровня Рв -8 мкг/г). Можно проследить пространственные изменения микроэлемон-тного состава волос. Так, концентрации Рв и резко снижаются, и на расстоянии 1,0 км достигают физиологического уровня. На большем расстоянии ощущается влияние загрязнения атмосферного воздуха , что закономерно ввиду его высокой летучести. Накопление химических элементов в волосах более выражено у детей. Иная по качественному составу ассоциация элементов проявилась при исследовании волос детей вблизи производства минеральных удобрений из кольсних апатитов.. В волосах детей из зоны влияния выбросов этого производства достоверно выше содержа ние Ц и .

Приведенные параметры характеризуют изменения микроэлементного состава волос населения, подвергающегося воздействию наиболее мощных источников загрязнения. Значительно большая часть населения в городах испытывает влияние низкого уровня загрязнения атмосферного воздуха, создаваемого выбросами многочисленных машиностроительных производств, типографий, автотранспорта. Результаты изучения Ш состава волос детей в городах с доминирующим влиянием машиностроительной промышленности и автотранспорта показывают накопление преимущественно РЬ и 5г (в 1,5-2,0 раза выше, чем в контрольных группах) - элементов, поступающих с отработанными газами автомобилей.

Это подтверждает важную индикационную роль биотестов, так как позволяет дифференцировать влияние промышленных и транспортных выбросов Рв. Информация о содержании в волосах значительного числа микроэлементов позволяет оценить изменения и самого микроэлементного баланса, то есть количественных взаимосвязей элементов. Для населения условно наиболее "чистых" районов городов корреляции между содержанием отдельных микроэлементов практически отсутствуют. В условиях Бездействия загрязненного атмосферного воздуха, особенно в зоне влияния таких мощных источников загрязнения, как металлургические производства, происходит разделение токсичных бисэлеу.ен-

тов. Так, у рабочих металлургического производства возникают устойчивые связи между Си и (г =0,52); РЬ и У (г =0,73). У детского населения проявляется антагонизм между концентрациями Р'Ь и Ем , то есть с увеличением содержания в волосах Рв происходит снижение содержания ( ь =-0,77). Можно предположить, что снижение содержания 1 и, играющего определенную роль в поддержании иммунных свойств, отражает и снижение имвднологичесной резистентности организма ребенка.

Рассмотрим закономерности накопления в диагностических биосубстратах человека наиболее токсичных металлов I класса - РЬ, и а, обладающих значительным временем биологической полужизни.

Повышенные концентрации Рв в атмосферном воздухе обусловливают процессы куммуляции этого металла в организме человека. Для оценки уровней накопления этого металла в организме человека использовались рекомендуемые допустимые уровни (биологические ЦДК). Так, параллельные исследования Вв в волосах детей и их нервнопси-хического статуса, / Эа£а /, специфических изменений в

костях / К« т ,1982/, изучение состояния здоровья детей, подверженных воздействию повышенных концентраций Рв /КУнце-в;г-г,1984/( позволили в качестве допустимого уровня Рв в волосах детей принять величину 8 мкг/г, в качестве критического значения этого показателя - 24 мкг/г - уровень, при котором регистрируется повышенная заболеваемость нервной системы, наблюдаются специфические изменения в костях.

У населения, которое находится вне зон прямого воздействия промышленных предприятий в отдалении от автомагистралей, среднее содержание Ев в волосах детей колеблется в пределах 3,85-6,0 мкг/г, взрослых - 1,83-4,39 мкг/г (рис.6). В контрольной группе было небольшое число детей (6,65?) с содержанием Рв в волосах выше допустимого уровня, что соответствует общим закономерностям распределения в организме. Содержание Рв а волосах детей, проживающих на расстоянии 0,5-1,0 км от машиностроительных предприятий составляет в среднем 4,6 мкг/г, а в 13% случаев концентрация Ев вше допустимого уровня 8 мкг/г.

Наиболее высокие уровни загрязнения окружающей среда наблюдаются в окружении иаталлургичеоких комбинатов и аккумуляторных производств. Выбросы этих промышленных предприятий вызвали образование интенсивных аномалий, что соответственно привело к значительному накоплению Рв в организме людей, проживащих около них. Так, около медеплавильного комбината в зоне максимального загрязнения

E%L

I ij и 2 V W vii Wji ij ^ Й

¿<)- частота встречаемости детей с содержанием Рв в волосах,мкг/г.

□ mm

12 3

Рис.6. Распределение детей по уровню содержания Рв в волосах:

I - до 8,

8-24

более 24

А1 - фоновые территории

Б - зовы воздействия машиностроительных предприятий и автогран-спорта ;

П - машиностроительных предприятий

Ш - машиностроительных предприятий и автотранспорта .17 - автотранспорта в горном ландшафте

V - автотранспорта в долинном ландшафте

В - зоны воздействия предприятий по переработке Рв и свинец-содержащих материалов

В-£ - 0,5-1,0 км от предприятия

VI - медеплавильного комбината УП - свинцово-цинкового комбината УШ - аккумуляторного комбината

В2 - 1,5-2,0 км от предприятия

IX - медеплавильного комбината

X - свинцово-кадаиевого комбината

XI - аккумуляторного завода

га

у 64$ детей превышед допустимый, а у 14$ детей критический уровень Рв в волосах; около полиыеталлУРтяческого комбината 94 и 76$ соответственно.

Между концентрациями Ев в волосах детей и его содержанием в атмосферном воздухе и почве существует достаточно сильная связь ( ^-=0,7 и ь =0,74 соответственно). На основании уравнения рег-рзсии определено, что ВДК Рв в атмосферном воздухе (0,3 мкг/м3) соответствует его концентрации в волосах детей 8,2 мкг/г, т.е. величине, принятой в качестве допустимой. Учитывая корреляцию между концентрациями Рв в волосах детей и в почве, являющейся средой, кумэдлирухщей атмосферные выпадения, рассчитано, что при содержании Ев в почве более 400 мг/г число детей с повышенным содержанием свинца в волосах достигает 10$.

Частота распределения фоновых концентраций Н^. в волосах детей носит гаусовскяй характер. По мере индустриализации населенных пунктов и некоторого увеличения концентрации Н|. в атмосферном воздухе за счет рассредоточенных источников происходит и определенное увеличение биоконцентраций (рис.7).

По сравнению с кителями сельской местности (Карагандинская область), отдаленной от промышленных центров, в городах Подмосковья, Москве, Смоленске концентрации Щ увеличиваются в 1,5-2 раза. Можно выстроить следующий ряд накопления этого металла в волосах детей: сельская местность (0,24 мкг/г) - средний город Смоленск (0,34 мкг/г) - крупный город Москва (0,44 мкг/г). В большинстве образцов волос содержание не превышало 0,9 мкг/г, поэтому нами эта величина принята как верхняя граница физиологического уровня. Близкий по значению допустимый уровень Н^ в волосах 1,3 мкг/г получен А.Б.Ермаченко (1990). Наиболее высокое накопление у населения, проживающего около ртутных источников загрязнения, - производство ацетальдегвда в г.Темиртау, приборостроительном заводе в г.Клину. Степень накопления Н^-в организме ладей около этих объектов не столь велика, как, например, Рв около свинцовых объектов. По сравнению с характером распределения Щ в волосах детей контрольных групп появляется большее число лиц с содержанием этого металла в волосах более 0,9 и даже более 1,2 мкг/г. На накопление в организме ребенка влияет также и контакт его родителей с этим металлом в производственных условиях. Так, у детей, родители которых заняты на ртутном производстве, содержание Н^. в моче ели в волосах в 1,3-1,5 раза выше, чем у других детей

содержание Щ в атм. воздухе мкг/м3

5x10"

сельская местность

ТОхЮ-3

крупный город

180x10'

гЗ

производство ацетальдеги-Да

дети рабочих

дети работников других производств

г* * ?

V V V V V

0,05

0,3

0,6

0,9

1,2

Нд в волосах мкг/г

Рис.7 Распределение детой по уровни содержания Ну в волосах

в этом же жилом районе. Биоиндикационвые методы показывают, что дальность распространения выбросов ртутных источников не цревыша-ет I км.

Таким образом, можно сделать вывод о локальном характере распространения ртутного загрязнения в атмосферном воздухе. Если в волосах населения в результате воздействия загрязненного атмосферного воздуха содержание превышает фоновые значения в 1,5-4 раза (табл.6), то у рабочих производства ацетальдегида - уяе в 50 раз. Важно отметить, что повышение концентраций в шч0 наблюдается при ее содержании в воздухе уже на уровне 0,1 ЦДК и резко возрастает при концентрации 0,5 ЦЦК для атмосфер:ого воздуха. При дополнительном поступлении Н^ о питьевой водой или. продуктами питания даже в условиях ее содержания в атмосферном воздухе ниже гигиенических нормативов возможно интенсивное накопление в организме человека и достижение предельных уровней биоконцентрацрш. Поэтогду представляется необходимъш в местах расположения ртутных источников загрязнения определение реальной нагрузки (биоконцентраций) и изучение всех путей ее поступления.

При оценке влияния Со( на здоровье населения в качестве диагностических биосубстратов используют мочу и волосы. Наиболее высокие биоконцентрации О/ характерны для населения, прсг^ванцего в центре

Таблица 6

Содержание ртути в воздухе и биосубстратах населения

Труппа населения, расстояние от источника загрязнения

Воздух

Кс1 ! к?"

Волосы

Кс

I

Моча

Рабочие производства: ацетальдегдда термометров газортутных ламп

Население (дети) в зоне влияния производства:

ацеталвдегдца, км: 0,3 1,0 2,0 4,0

ртутных термометров

X

1500

390х 156х

30 18 4

3,5 2,7

50

13

5,2

1,0 0,6 0,13 0,12

0,09

50,2

2,36 2,36

1.4

1.5 1,0 1,0

7,1

6,9

4,0 2,4

1,86 1,08

Фоновые значения 0,01 мкг/м3 ДДК=0,3

мкг/м3

дети 0,38 1,3;

мкг/г мкг/л

взрослые 0,35 1,4

мкг/г мкг/л

Среднесуточная концентрация рассчитана на основании истинной концентрации в воздухе рабочей зоны с учетом продол;хитольности •смены и числа рабочих дней в году.

Примечание.

Кс* - коэффициент концентрации по отношению к фоновым значениям; р

Кс - по отношению к ЦДК для атмосферного воздуха.

Таблица 7

Содержание кадмия в воздухе и биосубстратах населения

Группа населения, ! расстояние от источника ! загрязнения, км_

{Волосы

! Кс

Ж

Моча

Рабочие производств:

кадмия и его солей 7800 ■ 130 240 27,3

кадмиевых электродов для аккумуляторов 5300 88 360 36,2

минеральных красок 1860 31 68 6,1

Население в зоне влияния производств:

кадмия и других металлов

I км дети 3,0 3,0

взрослые 17 0,28 1,9 4,8

2 км дети 4 0,07 1,5 -

взрослые 1,0 -

3 км дети 1.5 -

взрослые 1,0 -

аккумуляторов

0,5 км дети 6,2 4,9

взрослые 5.4 0,09 1,2 4,1

2,0 дети 3,6 0,066 1,3 1.0

взрослые 1,0 -

Фоновые содержания 0,005 мкг/м3 ПДК= 0,3 мкг/м3

дети

взрослые

0,25 мкг/г

0,37 мкг/г

1,21 мкг/л

мкг/л

аномалии в полз километровой, зона от аккумуляторного завода (табл.7). Накопление Col в организме кителей в зоне влияния выбросов этого предприятия резко снижается уже на расстоянии 1,5 км. Гак, если вблизи завода у 4455 детей содержание Ы в волосах превышает допустимый уровень I мкг/г, то на расстоянии 1,5-2 км от предприятия и на. фоновых территориях такие значения не обнаруживаются. Сопоставление накопления Ы в ¿волосах и моче детей выявило сходную контрастность по сравнению с фоновыми уровнями содержания id в моче (выше в 4,9 раза) и в волосах (выше в 5,4 раза). В волосах взрослых накопление было выражено не столь ясно. В центре аномалии (1,0 км от территория завода) содержание Ы в волосах и моче детей в 2,6-3,0 раза выше фоновых значений, а у взрослых - соответственно в 2,0 и 4,8 раза. При отдалении от источника выбросов содержание этого металла в волосах жителей снижается, отличия от фоновых содержаний недостоверны. По сравнению с накоплением td в биосубстратах населения, проживающего вблизи источников загрязнения, распространение повышенных биоконценграцсй более локально.

На этих же объектах выполнены скриннинговые исследования по определению специфического показателя воздействия на функции почек - шкроглобулинов в моче (И.В.Ликутова,1989). Почечная дисфункция, показателем которой является содержание f>¿ -микроглобулинов более 250 мкг/л, выявлена у рабочих Курского аккумуляторного завода и Дулевского красочного завода в 8,3-18,7$ случаев. У взрослого населения, проживающего в районе размещения этих производств, также отмечается повышенное содержание Д -микроглобулияов: в зоне влияния Курского аккумуляторного завода 2,6/5 случаев, в окружении завода "Электроцкик" - 5,9$, в г.Дуле-во - 3,2$ случаев. Такие нарушения отмечаются при концентрации Col в атмосферном воздухе ниже установленной ЦДК. Повышенное содержание p>L -микроглобулинов в моче находится в прямой зависимости от концентрации в воздухе ( t =+0,61). Для выяснения причин появления лиц о повышенным содержанием Ы проведен анализ и пищевых рационов в г.Владикавказе. При подсчета рациона за основу бралось суточное потребление продуктов питания, рекомендуемое Институтом питания АМН ССОР. Результаты исследования свидетельствуют о превышении гигиенических нормативов CJ в некоторых местных продуктах питания. При ежедневном потреблении человеком 20 м3 воздуха и 2 л воды поступление Cd с учетом реального содер-

жания его в атмосферном воздухе и ретенцией 50% будет составлять 0,0034 мг/сутки, а с питьевой водой, содержащей 0,0005 мг/л и ретенцией 10% - 0,0001 мг/сутки. При таком поступлении Cd в организм у взрослого населения г.Владикавказа наблюдается низ-комолокулярная протеинурия в 5,9% случаев. Приведенные данные свидетельствуют о необходимости продолжения исследований по выявлению специфического воздействия Ы на население.

Ш. Модико-геохимическое картографирование территорий промышленных городов как составная часть комплексного эколого-гигиенического картографирования

Медико-географическая, так же как и гигиеническая карта позволяет в наиболее краткой и наглядной форме фиксировать, систематизировать и оценивать тлеющуюся информацию. Гигиеническое картографирование на уровне регионов наиболее подробно разработано сотрудниками Новосибирского НПО "Гигиена и профпатология" МЗ PC'iCP /Гигиенические основы решения территориальных проблем, 1987/. В настоящее время предусматривается решение медико-географического картографирования на различном таксономическом уровне. В Советском Союзе основы медико-географического картографирования были заложены еще в 30-е года. Вопросами пространственной неоднородности различной патологии, но преимущественно инфекционной или эндемической занимались многие исследователи • (Шошн A.A.,1962; Игнатьев Е.И.,1964; Авцын А.П., 1964,1972; Мещенко В.М.,1964; Прохоров Б.Б.,1976, 1979, 1989; Вертинский Б.В., 1968; Хлебович »i.A.,1972; Райх Е.Л.,1984; Лебедев А.Д., 1973; Фельдман Е.С.,1977; Чаклиа A.B.,1977,1986 и др.). Разработанный этими авторами понятийный аппарат, картографические методы и методы прогнозирования могут быть использованы и при оценке влияния загрязненного атмосферного воздуха на состояние здоровья населения в городах. Ранжирование городских территорий по степени загрязнения, выделение "локусов патологии", изучение адекватных реакций населения на загрязнения атмосферы и другие задачи решаются при медико-географическом картографировании городских территорий. Медико-географическое картографирование тесно связано смыкается и с экологическим картографированием, методические основы которого разрабатываются советскими географами /Котляков и соавт.,1980/. В настоящее время уже подготовлены некоторые варианты карг, на которых дана градация экологических

ситуаций Дочуров Б.И., 1990/ и оценены природные условия жизни населения /Лопатина Е.Б., Назаревский O.P./.

В городах ведущим фактором, дафференвдрушцим качество среды обитания, является загрязнение атмосферного воздуха, поэтому . геохимические карты, несущие гигиеническую информацию позволяют ранжировать территорию и могут использоваться наряду с другими картами (акустическими, радиационными, ландшафтными и прочими) для экологического картографирования урбанизированных агломераций. Картографирование позволяет осуществлять пространственный анализ явлений, которые не видны при традиционном гигиеническом подходе "опытная - контрольная группа населения". Применительно к задачам данной работы разработаны модели различных карт, основанные на сопряженном пространственном изучении показателей состояния здоровья населения и качества окружащуй среды. Оценка качества окружающей среды городов давалась преимущественно по таким геохимическим показателям, как уровень суммарного загрязнения почв и снежного покрова комплексом химических элементов, уровень выпадения пели, определяемый по снежному покрову. Мы исходили также из предположения, что в городах, где отсутствуют мощные источники загрязнения с выбросом специфических органических веществ, распределение комплекса металлов и пыли в депонирующих средах отражает общую картину загрязнения воздушного бассейна. Это подтверждается как картографическими материалами (совпадение контуров на картах распределения пыли в снежном покрове и полей расчетных концентраций пшш в атмосферном воздухе), так и наличием корреляций между содержанием металлов в атмосферном воздухе и депонирующих средах.

Результаты анализа пространственной структуры заболеваемости населения могут быть продемонстрированы на примере такого крупного промышленного города, как Москва, для которого построена серия геохимических карт. Распространенность бронхиальной астмы, острого бронхита, конъюктивита, острого фарингита, острого тонзиллита, хронического отита значительно выше (на 40-60$) на территориях о уровнем выпадения пыли более 250 кг/км2-сутки, чем в наиболее "чистых" частях города, где выпадение пыли находится в пределах 100-150 кг/км^/сутки. Между уровнем выпадения пыли и уровнем заболеваемости детей установлены достоверные связи.Рассчитанные на основании этих связей уравнения регрессии позволили установить степень изменения поиазятечей зяболевпемости при уве-

личении пылевой нагрузки. На основе карты распределения пыли в снежном покрове и полученных количественных зависимостей "пылевая нагрузка - заболеваемость органов дыхания детей" было составлено прогнозное зонирование территории всего города.

Большее число показателей, характеризующих качество городской среды, использовано при построении карт распространенности бронхиальной астмы среди детей - заболевания, четко связанного с уровнем загрязнении атмосферного воздуха. Особенности распространения этого соболевания во многом определяются уровнем загрязнения воздушного бассейна (хотя оно связано также и с другими факторами).Наиболее высокие показатели распространенности бронхиальной астмы регистрируются в центре, в пределах Садового кольца, в северо-запад- ■ ной и северо-восточной частях города, характеризующихся преимущественно высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха. В этих районах проживает более 150 тыс.детей. Для оценки влияния на распространенность бронхиальной астмы среди детей степени загрязнения атмосферного воздуха и некоторых условий проживания населения (плотность застройки, близость к промшиенной зоне, озелененность и пр.) применен ряд вероятностных и эвристических методов, при помощи которых построены корреляционные поля распространенностей бронхиальной астмы и каждого средового показателя. Почти линейный характер носят корреляционные зависимости между распространенностью бронхиальной астмы, расчетными концентрациями окиси углерода.от выбросов автотранспорта и суммарным показателем загрязнения снежного покрова металлами. По остальным показателям связи носят более сложный характер. Применение метода "случайного поиска с адаптацией" позволило также выделить такие основные средовые показатели, определяющие изменчивость показателей распространенности бронхиальной астмы, как расчетные концентрации оксидов азота и диоксида серы от выбросов ТЭЦ, оксида углерода от автотранспорта, суммарное загрязнение атмосферного воздуха (по показателю K<vyM), суммарное загрязнение снежного покрова металлами. Эти факторы определяют только 70$ дисперсии заболевания. Наличие в городе каких-то других,не выявленных факторов, наглядно видно и при рассмотрении картины пространственного распределения бронхиальной астмы на основе интегральной карты загрязнения атмосферного воздуха, учитывающей геохимические показатели загрязнения территории и расчетные концентрации наиболее распространенных газообразных примесей. На карте-схеме видно (рис.8), что по отношению между интенсивностью загрязнения воздушного бассейна и уровнем распространенности бронхиальной астмы существуют два типа соотноше-

Рис. 8 Распространенность бронхиальной аотш среда

датского населения города в зависимости от уровня загрязыекяя атмосферного воздуха

Условные обозначения:

1 - высокий уровень (>10 случаев на 1000) нз терригошг о

высокий уровней загрязнения (150 тыс.датei или 12}Ш от общего числа детей)

2 - средних уровень (5-9 случаев ва 1000) на территория с преи-

мущественно средним уровнем загрязнены (430 тыс.датай ала 35,8* от общего часла детей)

3 - высокий уровень (нвнее 5 случаев ва 1000) на территории о преимущественно низким уровней загрязнения (280 тыс.детей или Й,3> от оЗкаго числа)

4 ■

висохий а срадша уровни ва тврривд загрязнения (430 тыс.детей гш 28,

_ с нязкем уровней от общего числа детей)

5 - киша территория, на которых rpedyw уточнения распростра-

ненность бронхиальное астмы среди детского населения

6 - промешенные зови я нежилые территории

ний: коррелирующие и некоррелирующиё. Коррелирующий тип соотношения развит примерно на 70$ территории города, где зафиксировано хорошее пространственное сопряжение полей высокой, средней и низкой распространенности бронхиальной астмы соответственно с высоким для условий Москвы, средним и относительно низким уровнем загрязнения. Для 30$ территории распространение бронхиальной астмы не связано с уровнем загрязнения. Здесь встречаются поликлинические участки о высокой заболеваемостью и небольшим уровнем загрязнения и наоборот. Более детальный анализ распространенности-бронхиальной астмы по всем детским педиатрическим участкам города позволил выявить отдельные участки, с наибольшей заболеваемостью. Выделенные очаги,или локу-сы, патологии составили примерно 5$ общего числа участков. Они совпали с зонами загрязнения воздуха возле предприятий, связанных с переработкой цветных металлов, локализованы вдоль магистралей с интенсивным движением автотранспорта, а также развиты близ предприятий парфюмерной, пищевой и медицинской промышленности.

Наблюдаемый в стране рост частоты рождения детей с аномалиями развития связывают и с загрязнением окружающей среды городов. В Москве число врожденных пороков развития за последние годы держится на одном уровне, но в районах с наиболее высоким уровнем загрязнения частота их встречаемости достоверно выше (на 18$) по сравнению с более "чистыми" районами.

Систематизация результатов обследования детей на основе карт загрязнения почв и снежного покрова Москвы показала постепенное увеличение числа детей с нарушениями нормального физического развития.

На территории с малой интенсивностью загрязнения почв число таких детей на 20$ больше, чем на наиболее "чистых" территориях, и по мере увеличения интенсивности загрязнения эти нарушения возрастают на 30$ при уровне загрязнения почв по показателю ¿с о 32-64 и на 50$ при Ее. более 64. Чутко реагирует на загрязнение атмосферного воздуха и показатель иммунологической резистентности организма (обсеме-ненность слизистой оболочки носа). Число детей с высокой степенью об-семоненности слизистой оболочки носа в центрах загрязнения в 3 раза выше, чем у детей в наиболее "чистой" части города.

На основе выявленных связей между геохимической ситуацией и изменением показателей состояния здоровья детей проведено зонирование жилой территории, в результате которого определено, что только для 50$ детей (750 тыс.), проживающих преимущественно в новых жилых кварталах в северной, западной и кго-западной частях города, отмечается сравнительно низкий уровень общей заболеваемости и наибольшее

число детей с нормальным физическим развитием (рис.9). По мере приближения ясшшх кварталов к промышленным зонам и повышения уровня загрязнения почвы и снежного покрова происходит рост числа детей с отклонениями показателей состояния здоровья. В таких районах Москвы (северная часть центра и отдельные микрорайоны востока и севера) проживает примерно 41$ детского населения (600 тыс.) и проявляется тенденция к росту общей заболеваемости на 15-20$,заболеваний органов дыхания на 20-90$. В крайне неблагоприятных условиях в центре и восточной части города проживает 9$ детей. У них сильно выражена тенденция к ухудшению показателей здоровья: общая заболеваемость и отклонения от нормального физического развития возрастают на 30-50$, заболеваемость органов дыхания на 100-150$, число часто болеющих детей - на 20-30$.

Зависимость между геохимическими показателями загрязнения окружающей среды города, геохимической структурой территории и изменением показателей состояния здоровья населения прослежена на примере пяти наиболее промышленно развитых городов Московской области (Подольска, Воскресенска, Электростали, Коломны, Клина) и относительно "чистого" города (Истры), принятого за эталон. Для указанных городов характерна резко выраженная дифференциация геохимической обстановки. Несмотря на то, что ведущие источники загрязнения в этих городах относились к различным видам производств и состав геохимических аномалий в почвах и снежном покрове был также различен, в жилых массивах, примыкающих к промышленным зонам, заболеваемость детского населения по данным первичной обращаемости и по показателям хронической заболеваемости была выше в среднем на 30-60$, органов дыхания --на 190$; частота таких хронических заболеваний, как отит, фарингит, пневмонии, бронхит возросла в 2 раза. Патология детородной функции проявилась достоверным увеличением числа спонтанных выкидышей, стремительных родов.

Реагируют на интенсивность загрязнения атмосферного воздуха и показатели функции внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы детей. Особенно явственно это видно по показателям резэрвного объема вдоха и выдоха, отклонениям от оптимальной ЭКГ.

Зависимости между изменениями показателей состояния здоровья детей и геохимическими показателями легли в основу шкалы опасности загрязнения атмосферного воздуха по уровню загрязнения почв металлами,которая включает 4 условных уровня: I) условно-допустимый, почв до 16. Уровень, характеризующийся наиболее низкой заболеваемостью детей и минимальными функционально-морфологическими изменения-

Рис.9. Карта-схема зонирования Москвы по стенени изменения состояния здоровья детей в связи с геохимической структурой территории.

Условные обозначения: Типы "территории: I- с относительно низким уровнем загрязнения и наиболее низким уровнем заболеваемости детей; 2- умеренно опасный уровень загрязнения,повышена общая заболеваемость детей, распространенность заболеваний органов дыхания, число часто болеющих детей; 3- опасный уровень загрязнения, кроме указанных изменений в состоянии здоровья детей пшисходит увеличение числа детей с хроническими заболеваниями; 4-'чрезвычайно опасный уровень загрязнения, характерен значительным (двукратным и более) увеличением заболеваемости детей, числа детей с врожденными поиска?.® развития;5- промышленные зоны; 6 -зеленые насаждения, неосвоенные и неудобные земли.

ми; 2) умеренно опасный, Xi, почв 16-32: у детей, проживающих на этих территориях, возможно отклонение показателей физического развития и рост количества лейкоцитов в крови на 10-30$, увеличение суммарной заболеваемости на 10-20$, распространенности заболеваний органов дыхания - на 10-50$; 3) опасный, Ze почв 32-128. Функциональные отклонения увеличиваются на 30-100$, суммарная заболеваемость - на 20-60$, распространенность заболеваний органов дыхания -на 50-100$. При таком уровне загрязнения возможны некоторые нарушения детородной функции; 4) чрезвычайно опасный уровень, Е-е. почв более 128. По сравнению с наиболее "чистыми" районами частота функционально-морфологических отклонений и суммарная заболеваемость д< тей возрастают в 2 раза, заболеваемость органов дыхания - в 3 раза значительно чаще встречаются патологии беременности и родов.

Применение такой оценочной шкалы позволяет определить характе; ные вариации изменения здоровья детей в городах разного типа и интенсивности загрязнения и таким образом экспертно оценить (по прин пипу аналогии) ситуацию в городах, где специальные исследования по оценке состояния здоровья не проводились. Несмотря на то, что коли чествешшэ оценки зависимостей между показателями загрязнения окру жающей среда и состояния здоровья варьируют .в широких пределах,мол но вццелить несколько наиболее характерных типов городов. Сопряжен ный анализ показателей интенсивности загрязнения окружающей среды городов и показателей состояния здоровья проживающего в них населе ния позволил оценить вариации изменений последних показателей. В каждом городе в качестве контрольных показателей состояния здоров! использовались данные по наиболее "чистой" его территории (табл.8)

Таблица 8

Изменение показателей здоровья населения в городах разного

тала (в % к относительно ''чистым" территориям городов)

Наименование показателя {крупнейший

{многоотраслевой

Типы городов_

{большой с ме-{большой и С]

• »те тгтпгттттпг»— • trt*rfr «яапттлилг»»

•ятиями'

Иммунологическая реактивность организма детей

Функциональные отклонения (органы дыхания,сердечнососудистая система; Заболеваемость органов дыхания детей

t-50-150 +150-300

+6-35

+9-60

Нарушение детородной функции +2-10

+20-120

+30-180 +15-50

+50-100

+5-15

+15-25 О

Примечание: 'V - процент увеличения показателей относительно контрольной группы.

Результаты данного исследования, а также анализ более 60 работ по оценке состояния здоровья детей в различных городах страны позволили провести их ранжирование, определить типичные характеристики изменения уровня заболеваемости детского населения, специфические особенности ее структуры. Сопоставление в одном ряду показателей распространенности тех или иных заболеваний по различным городам дает возможность более объективно оценить и результаты работы отдельных исследовательских груш. Совершенно четко прослеживается ситуация с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения в "металлургических" и "химических городах". Следует отметить, что во многих таких небольших городах отсутствует'настоящий контроль за содержанием в атмосферном воздухе специфических загрязняющих веществ, вызывающих наибольшие отклонения в состоянии здоровья проживающих там людей. Полученная типизация городов позволяет экспертно оценить ту- экологическую ситуацию, которая реально существует в городах, и определить ориентировочное число людей, находящихся на территории о тем или иным уровнем загрязнения. При этом использовались последние данные о численности населения в городах Российской Федерации по результатам переписи 1989 г. К чрезвычайно опасному уровню загрязнения относятся территории, где крупные металлургические комбинаты, расположенные в горах или предгорьях, своими выбросами практически полностью накрывают небольшие города, расположенные вблизи них. На территории России 15 таких городов, где проживает до 150 тыс.детей. Второй тип - это 8 крупных городов с населением 100-130 тыс.человек (Норильск, Орел, Братск, Владикавказ и другие). Выбросы металлургических комбинатов здесь затрагивают до 25$ территории, где проживают ориентировочно 100 тнс.детей. Третий тип - это крупнейшие города (Красноярск, Челябинск), где выбросы могут создавать "чрезвычайно опасный" уровень на 5-10$ территории и на них находятся около 50 тыс. детей. Аналогичная оценка по 27 городам с химическими производствами показала, что число детей, находящихся в экстремальных условиях достигает 350 тнс. Таким образом, можно считать, что только в условиях чрезвычайно опасного загрязнения в 50 городах ГОЗСР проживают до 700 тыс.детей. В условиях опасного уровня загрязнения воздуха численность проживающего населения значительно больше и достигает нескольких миллионов детей и именно здесь в первую очередь необходимо финансирование мероприятий по улучшению'качества окружающей среды.

1У. Оптимизация качества атмосферного воздуха на основе результатов геохимического изучения окружающей среды городов

При геохимических исследованиях окружающей среды ввделяются три основных этапа, различавшиеся решаемыми задачами и методами -рекогносцировочный; основной, при котором происходит выделение и оконтуривание на местности техногенных аномалий (т.е. собственно геохимическое картографирование), и завершающий, при котором проводятся детальные гигиенические и биогеохимические исследования. Практически каждый этап работ заканчивается предложениями по оптимизации качества окружающей среды и результаты геохимического изучения наряду с данными других эколого-гигиенических исследований позволяют выработать стратегию и тактику соответствующих мэр качества окружающей среды. К стратегическим задачам можно отнести концепции развития городов, которые заложены в документах перспективного развития (генеральные планы, схемы развития и размещения производительных сил, шины развития автотранспортных коммуникаций). Приведем конкретные примеры использования результатов сопряженных геохимических и гигиенических исследований в таких проектных документах.Геохимическим картографированием территорий Москвы, Подольска, Еревана Коломны, Ялты выявлены аномалии с высоким содержанием комплекса металлов в различных компонентах ландшафта, а гигиеническими исследованиями подтвервденн изменения состояния здоровья детского населенна Это послужило основанием дня формирования в Генеральном плане развития Москвы позиции о недопустимости дальнейшего жилого и промышленного строительства в восточной части города, о необходимости резкого снижения объемов выбросов загрязняющих веществ, поступающих в центральную часть города; в г.Подольска принято решение о недопустимости нового жилого строительства на участках, примыкащих в промышленной зоне; в Коломне в рамках разработанной территориальной схем охраны природы предложено решить вопроо о выводе жилого поселка из зоны влияния выбросов цементного завода; по г.Ялте - отклонена схем развития автотранспорта ввиду высокого уровня загрязнения окружапце: среды города свинцом а обоснована необходимость использования эколо' гически чистых видов транспорта. Такая задача практически решена в Ярославле, где нами также было показано наличие свинцовых аномалий, а санитарной службой города обосновано решение о переводе автотранспорта на неэтилированный бензин.

Кроме того, возможно относительно быстрое решение частных зада

Во-первых, это оптимизация размещения сети стационарного контроля за качеством атмосферного воздуха, исходя из геохимической структуры городски:: территорий. Такие предложения выработаны по Москве, Подольску, Владикавказу и направлены в территориальные органы Гос-комгидрошта. Во-вторых, вывод детских учреждений за предолы аномалий наибольшей интенсивности, степень загрязнения в которых оценивается как чрезвычайно опасная и опасная. Такие мероприятия уяе реализованы в Подольске, даны соответствуйщпе рекомендации по гг.Владикавказу, Еревану. В-третьих, технологические изменения на самих источниках загрязнения Это коренная реконструкция Юрского аккумуляторного завода с резким уменьшением выбросов металлов в воздушный Зассейн; прекращение эксплуатации цехов свинцовых кронов и окислов з Ярославском ПО "Лакокраска"; запрещение строительства цеха по переработке привозных шлаков для извлечения алшиния на Подольском за-зоде цветных металлов. Материалы геохимических и гигиенических ис-игедовашй по оценке ситуации в г.Алаверди и его окрестностях исполь-юваны при решении вопроса о прекращении эксплуатации Алавердского 'орнохимического комбината. В-четвертых, санация загрязненных город-¡ких почв. В ряде городов (Москва, Ярославль и др.) выявлены релпк-ювые техногенные аномалии Щ и РЬ на месте ранее действовавших за-юдов пли свалок. Здесь проведена выемка загрязненных почв и дерно-аниэ загрязненных участков. Б-пятых, оптимизация сети медицинской дружбы, исходя из данных о структуре распространенности заболеваний, ак, в Москве на основании медико-геохимических карт реорганизована етская пульмонологическая служба.

• вывода

1. Интенсивное загрязнение окружающей среда городов металлами ривело к образованию нового явления - техногенных геохимических ано-алий, изучение которых геохимическими методами позволяет получать зполнительную информацию о возможном влиянии этого типа загрязнения

з здоровье населения, а такке для принятия решения об оптимизации ачества городской среда.

2. Лидирующее место по показатели относительной опасности выб->сов металлов в атмосферный воздух занимает свинец, за ним следуит гкель и марганец. По топал микроэлементам - марганцу, мышьяку, суме и титану - ситуацию определяют выбросы угольных ТЗС; по никаяв, шадию, бору и фосфору - процессы сжигания нефти; металлургические юдприятия являются основными источниками зшссяи соединений ртути, ;дмия, «фтора и олова.

3. Геохимическое картографирование территорий городов на основании изучения распределения металлов в средах, депонирующих атмосферные выпадения (почве и снежном покрове), позволяет пространственно ранжировать территории по интенсивности загрязнения широким комплексом металлов и определить контуры зон загрязнения.

4. Установлены корреляционные зависимости между содержанием свинца и ртути в атмосферном воздухе и депонирующих средах, на основании которых обоснованы допустимые уровни их загрязнения.

5. Мшсрозлементный состав биосубстратов населения достаточно четко отражает техногенную геохимическую ситуацию в местах проживания людей. Выявлено практически повсеместное накопление свинца в волосах детей, проживающих в центрах городов с интенсивным движением автотранспорта и около металлургических комбинатов. Высокие биоконцентрации ртути и кадмия характерны дая населения, проживающего в непосредственной близости от источников загрязнения или работающих на них, но определенное накопление зависит от размеров городских агломераций. Содержание свинца и кадмия в биосубстратах населения имеет статистически достоверные связи с их концентрациями в атмосферном воздухе и депонирующих средах.

6. Коэффициенты накопления микроэлементов в биосубстратах зависят от класса опасности вещества и наиболее высоки дая веществ

I класса.

7. Для некоторых тяжелых металлов характерны специфические проявления, в частности влияние на изменение обмагшых процессов в организме. Так, при накоплении свинца происходит снижение содержания такого важнейшего биоэлеыента, как цинк; воздействие кадмия сопровождается повышенным выделением низкомолекулярного -микроглобулина, что свидетельствует о наличие связей между уровнем бноконцантрацяй

и выраженностью неблагоприятных изменений в организме человека.

8. Загрязнение атмосферного воздуха городов металлами, фиксируемое геохимическими техногенными аномалиями, оказывает неблагоприятное воздействие на состояние здоровья детского населения. Ориентировочные типовые геохимические структуры территорий городов позволяют выделить удельную долю зон загрязнения различной интенсивности

и на основании этого определить возможные типовые вариации изменения различных показателей состояния здоровья.

9. Разработанный метод медико-геохимического картографирования дает возможность прослеживать связи в цепи: содержание в атмосферном воздухе или депонирующих средах - уровень биоконцентраций - изменения отдельных показателей состояния здоровья датского населения.

При помок® этого мзтода произведена классификация степенп опасное-■ ти загрязнения территории городов дан проливающего в них населения и выделены три основных типа: крупнейшда гягагоотраслевые, большие моталлургического тш, большие и средние машиностроительного типа. Медико-геохимические карты городских территорий' эффективно используются в практике Государственного санитарного надзора и при регламентации качества городской среда.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации

1. Содержание химических элементов в волосах как показатель воздействия загрязнения окружающей среда на население //Экспресс-информация "Гигиена окружающей среды".- 1980.- 3 9.- С.1-19.

2. Содержание металлов в волосах как показатель накопления их в организме //Металлы. Гигиенический.аспекты оценки и оздоровление окружающей среды.- М.,1983.- С.

3. Опыт использования геохимических карт г.Москвы при исследовании влияния атмосферных загрязнении на заболеваемость населения // Теорет.и методические вопросы изучения влияния факторов окружающей среды на здоровье населения,- М.,1983,- С.101-106.- ДСП

4. Метода оценки влияния на здоровье населения низких загрязнений атмосферного воздуха, химическими элементами //Проблемы оценки функциональных возможностей человека и прогнозирование здоровья.-М.,1985.- С.362-363.

5. Техногенная геохимическая среда города и здоровье человека //Геохимия техногенеза.- Иркутск,1985.- Т.1.- С.43-45.

6. Гигиеническая оценка содержания некоторых химических элементов в биосубстратах челозека //Гигиена и санитария,- 1986.- /5 7.-С.59-62.

7. Биогеохимическне методы оценки воздействия загрязненной окружающей среда городов на здоровье человека //Микроэ лементы в биологии и их применение в медицине и с/х: Тезиса докл.Х Всес.конф. по микроэлементам.- Чебоксары,1986,- Т.1.- С.57-59.

8. Химические элементы в волосах человека как индикаторы воздействия загрязнения производственной и окружающей среда //Псиона и санитария.- 1990.- 3 3.- С.55-59.

9. Свинец в биосубстратах населения промышленных городов //Гигиена и санитария.- 1990.- 3 4,- С.28-33.

10.Состояние здоровья детского населения г.Москвы в связи с загрязнением атмосферного воздуха //Экологические исследования в Москве и Московской области.- М.,1990.- С.25-1С9.

11. Еиомониторинг тяжелых металлов и других химических элементов у населения промышленных городов //Окружающая среда и здоровье. Наука и практика,- М.,1991.- С.18-32.

12. Использование метода геохимического картирования в гигиенических исследованиях //Гигиена и санитария,- 1981.- й 7,- С.48-50

(с соавторами)

13. Город как техногенная геохимическая провинция //Тезисы докл.

IX Бсес.коыф.по микроэлементам в биологии.- Кишинев,1581.-С.42-45 (с соавторами)

14. Анализ состояния загрязнения снегового покрова для проектирования сети станций АБКОС //Методические и системотехнические вопросы контроля загрязнения окружающей среды.- М.,1982,- С.144-149 (с соавторами)

15. Геохимические исследования для целей экологической оценки урбанизированных территорий //Информационные материалв по проекту МАБ-11,- I,!., 1984.- С.36-59 (с соавторами)

16. Город как техногенный субрегион биосферы //Биогеохимическое районирование и геохимическая экология.- М.,1985,- С.133-166 (с соавторами)

17. Выбор зон наблюдения в крупных городах для выявления влияния атмосферных загрязнений на здоровье населения //Гигиена и санитария.- 1985,- й I.- С.4-6 (с соавторами)

18. Диагностическое значение определения свинца в волосах рабочих //Гигиена труда и проф.заболеваний,- 1986,- $ 4.- С.33-37

(с соавторами)

19. Некоторые результаты генегико-эпвдемиологического исследования новорожденных в г.Москве и сопоставления врожденных пороков развития в грех группах районов города //Науч.информ.бюллетень Проблемы окружающей среда и природных ресурсов,- М.,1986.- й 5

• (56).- С.4-21 - ДСП (с соавторами)

20. Распространенность бронхиальной астмы среди детского населения г.Москвы в связи с загрязнением атмосферного воздуха //Там ке.-С.43-45 (с соавторами)

21. Геохимические аспекты экологии человека в городе //Проблемы экологии человека.- М. ,1986.- С.33-42 (с соавтором )

22. Минроэлементный состав волос детей как индикатор загрязнения атмосферного воздуха //Влияние промышленных предприятий на окружающую среду,- М.,1987.- С.93-101 (с соавторами)

23. Кадмий в окружающей среде //Науч.цнформ.бюллетень Проблемы окружающей среды и природных ресурсов.- М.,1987.- JS 8.-С.ЗО-50 (с соавторами)

24. Тяжелые металлы и функциональное состояние серд.-сосудистой системы //Кровообращение,- 1987.- й 5,- С.55-56 (с соавтором)

25. Еиогеохимические методы оценки городских ангропоэкологических систем //Экология человека : Основные проблемы.- М.,1988.-

(с соавтором)

26. Эколого-геохимкческиэ подходы к разработке нормативной оценки состояния окружающей среды //Известия АН СССР. Сер.Географ, науки.- 1988,- JÎ 3.- С.37-46 (с соавтором)

27. Методические подхода к оценке загрязнения степени загрязнения почв химическими веществами //Гигиена и санитария.- 1988.-Ж.-С.5-9 (с соавторами)

28. Возможности использования геохимических карт при гигиенической и экологической оценке окружающей среды населенных мест //Гигиена жилой средн.- М.,1987.- С.140-144 (с соавторами)

29. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими алемэнтакн .- КМП?Э,1982. -

III с. (с соавторами)

30. Методические рекомендация по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среда.- ШПРЭД982.- C.6S (с соавторами)

31. Состояние здоровья детского населения прсшшганннх городов с различной территориальной геохимической структурой //Вестник АМН СССР.- 1989.- Jí 5.- С. 14-18 (с соавтором)

32. ЫщроэлеменгныК состав волос рабочих заводов керамических красок //Гигиена труда и проф.заболеваний.- 1989.- & 3.- С.7-9

(с соавторам)

33. Содержание фтора в биосубстрагах и минерализация костей при профессиональном воздействии фтора //Микроэлементозы человека: Материалы Всес.симпозиума.- М. ,1989.- С.178-179 (с соавторами)

34. Система геохимических показателей для оценки состояния окружающей среды при разработке комплексных схем охраны природы городов //Биогеохимическке методы при изучении окружающей среды.-М.:ИМГРЭ,1989,- C.II7-I23 (с соавтором)

35. Геохимическая структура природной среда и состояние здоровья населения //Прогнозное социальное проектирование. Методологические и методические проблемы,- i,í.,IS89.- С.136-143 (с соавтором)

'35. Производство фосфорных минеральных удобрении как источник загрязнения округднцзй среды редкоземельными элемэиталш //Препринт Объединенного института ядерных исследований. РЦ-89-IOI.-Дубна, 1989.- 10 с (с соавтораш)

37. Геохимия окружающей среды.- М.:Недра, 1990.- 335 с. (с соавтораш!

38. Эколого-геохзшичзская оценка окружающей среды промышленных городов //Урбо экология.- М.:Наука,1990,- С.196-198 (с соавтором)

39. Особенности иикроэлементного состава атмосферного воздуха в зоне влияния различных типов производств //Зколого-геохимичес-киз исследования в районах интенсивного техногенного воздействия.- М.:ШГРЭ, 1990,- С.128-133 (с соавтором)

40. Quality or air in tha industrial cities of the USSR and children's haalth //Abstract Collection. The Third Conference of the International Society for Environmental Epidemiology. 11-16 August, 1091, Yerusalem, Israel', P. 6.

4L Elements in the children hair as an indicator of air pollution in cities //Abstracts Seventh international symposium on trass elements in mn and animals 20-25 Мзу, 1990, Yugoslavia,P. 147.

А О рЬляпНллил ^л»*f <5 1 4 п»\л/1плИл»% «л«-» <»Л1 тлл /ч-f4

rixs&bstivt ua i&t tixl^ci i/uuwi'ii/si сьэ а оиш ос ui

rare - earth eleirsnts pollution on the environment

/ /ТЦл АЛЛА у V.X4 Тл> v?r\*ri 1 ПД

f / lips fcjoJ.сiI'wC \JL uitc iwccix uiv uuuiciiLai) x.vaUfO%jf

P. 141-148 /с соавторами/

Т?лл1 /ЧЛСЛ — лл1 -4«-»r-».%«-*wv"sv".f лГ 4-V-S/4 i w г» ч .-• v» j /> П

'«VtbM/lWJU ^C(JVlX;UllVOi CWSOCJOUCMIC U1 CtK7 iiliJLLaWt Ш1

urbane areas environment // Toxic ard Hazardous ' Substance Control /in press с соавтором/'.

Пс-'Ш. к ти?ч. 1 8/XI-91 г. Зак. ]8Г. Гир 1UO