Комплексная гигиеническая оценка загрязнения тяжелыми металлами техногенных территорий республики башкортостан 14. 02. 01 Гигиена



Скачать 413.25 Kb.
страница1/3
Дата23.04.2016
Размер413.25 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2   3



На правах рукописи

ДАУКАЕВ РУСТЕМ АСКАРОВИЧ


КОМПЛЕКСНАЯ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ТЕХНОГЕННЫХ
ТЕРРИТОРИЙ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

14.02.01 – Гигиена




АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Москва – 2010

Работа выполнена в ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана» и ФГУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Научные руководители:
доктор биологических наук Федорова Наталия Евгеньевна
доктор медицинских наук Сулейманов Рафаил Анварович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук,

профессор Аксенова Людмила Петровна
доктор медицинских наук,

профессор Королик Виктор Вячеславович



Ведущая организация: ГОУ ВПО «Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова»

Защита состоится 25 марта 2010 года в 12 часов на заседании Совета Д.208.107.01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана» Роспотребнадзора по адресу: 141000, Московская область, г.Мытищи, ул.Семашко, д.2.

 

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана» Роспотребнадзора.



 

Автореферат разослан « _____ » февраля 2010 года

 

Ученый секретарь Совета Д.208.107.01

по защите докторских и

кандидатских диссертаций,

доктор медицинских наук,

профессор Шушкова Т.С.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Совершенствование концепции гигиенической безопасности, направленной на устранение явной и потенциальной угрозы здоровью человека, вызванной неблагоприятным воздействием факторов окружающей среды на организм, является приоритетной задачей государственной политики и основным стержнем гигиенической науки (А.И. Потапов, 1993 – 2008; Р.С. Гильденскиольд, 2009; Г.Г. Онищенко, 1996 – 2006; Ю.А. Рахманин, 2001; Н.В. Русаков, 2006).

Среди многообразия неблагоприятных факторов среды обитания, формирующих риск здоровью населения, весомую часть составляют химические загрязнители, в частности соединениям тяжелых металлов. Многие тяжелые металлы проявляют высокую токсичность в следовых количествах, обладают существенной миграционной способностью и склонностью к биоаккумуляции, что делает опасным для человека их присутствие в объектах окружающей среды даже в низких концентрациях. Особенно актуальна эта проблема для промышленно развитых регионов страны, характеризующихся сочетанием техногенного и природнообусловленного воздействия тяжелых металлов на население. К одному из таких регионов, со своеобразными природно-климатическими условиями и высоким уровнем концентрации промышленного производства, относится Республика Башкортостан (РБ). Основными техногенными источниками загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами на территории республики являются межотраслевые комплексы (металлургический, нефтедобывающий, нефтеперерабатывающий, химический, топливно-энергетический, машиностроительный), автомобильный транспорт и сельское хозяйство.

Согласно данным Государственного доклада о состоянии природных ресурсов и окружающей среды РБ (2007 г.), наиболее напряженная ситуация с загрязнением природной среды тяжелыми металлами отмечается на территории горнорудного (Белорецкого) района с длительной историей горнодобывающей промышленности, агропромышленного (Стерлитамакского) района с усиленной химизацией сельского хозяйства и крупного промышленного города (Уфы) с большой численностью населения. Материалы Государственного доклада о санитарно-эпидемиологической обстановке в республике (2008 г.) свидетельствуют, что данные зоны относятся к территориям риска по относительным показателям первичной и общей заболеваемости населения, которые имеют негативную тенденцию.

Работы ряда исследователей (В.И. Сафарова, 1993; Т.К. Ларионова, 1999; М.Р. Яхина, 1999; Р.С. Сарбаев, 2006) показывают, что загрязнение промышленно развитых территорий РБ тяжелыми металлами является одним из проблемных вопросов обеспечения санитарно-эпидемиологиче­ского благополучия населения. Вместе с тем, по РБ недостаточно сравнительного аналитического материала, характеризующего состояние техногенного химического загрязнения селитебных территорий в районах с различной экономической специализацией. На основе материалов, полученных разными авторами в ходе региональных исследований, сложно достоверно оценить гигиеническую безопасность среды обитания и осуществить ранжирование по степени техногенной нагрузки на проблемных территориях. Малоизученными остаются региональные аспекты комплексной оценки техногенных и природных геохимических факторов, влияющих на состояние окружающей природной среды. В городах и районах гигиенического неблагополучия не определен оптимальный перечень приоритетных тяжелых металлов для мониторинга объектов среды обитания.

Вышеизложенное явилось основанием для проведения исследований, определило цель и задачи.

Работа выполнена в рамках Федеральных программ «Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения (на 2006 – 2010 гг.)» и «Развитие научной и инновационной деятельности в сельском хозяйстве, биологии и медицине. Медико-профилактические технологии оздоровления населения Республики Башкортостан» (2008-2010 гг.).



Цель работы: гигиеническое обоснование перечня приоритетных тяжелых металлов, определяющих качество окружающей среды на территориях с различной экономической специализацией для задач региональной системы социально-гигиенического мониторинга (на примере Республики Башкортостан).

Задачи исследования:

1. Провести комплексную гигиеническую оценку и установить региональные особенности загрязнения среды обитания тяжелыми металлами в условиях разной интенсивности техногенного воздействия.

2. Осуществить ранжирование территорий исследования по степени загрязненности тяжелыми металлами на основе геохимических показателей, характеризующих депонирующие среды (снежный покров, почва).

3. Выявить особенности накопления тяжелых металлов в биосредах детского населения, проживающего в биогеохимической провинции.

4. Выполнить прогнозную оценку риска воздействия химических контаминантов пищевых продуктов и питьевой воды на население.

5. Выделить приоритетные тяжелые металлы, являющиеся факторами риска хронической экспозиции, на территориях, отличающихся характером экономической деятельности.

6. Разработать обоснованные гигиенические рекомендации по снижению опасности воздействия тяжелых металлов на здоровье населения.

Научная новизна. На территориях, отличающихся характером и степенью промышленного освоения, изучены особенности гигиенической ситуации, обусловленные загрязнением тяжелыми металлами одновременно нескольких природных сред (снежного покрова, почвы, сельскохозяйственной продукции, подземных и поверхностных вод). Впервые проведено гигиеническое ранжирование территорий по степени опасности воздействия тяжелых металлов на здоровье населения.

Выявлен микроэлементный дисбаланс у обследованных лиц, проживающих в горнорудном районе, выраженный повышенным содержанием в волосах Pb, Ni, Cr, Fe и пониженными концентрациями Cu, Zn, Mn.

Разработан и реализован алгоритм, а также методические подходы к ранжированию тяжелых металлов по степени их опасности для здоровья населения, проживающего на территориях с различной экономической специализацией, с использованием гигиенического принципа оценки воздействия на среду обитания. Научно обоснован комплекс гигиенических мероприятий по уменьшению воздействия тяжелых металлов на здоровье населения.

Практическая значимость работы. На основе результатов комплексной гигиенической оценки создана единая база данных по загрязнению объектов окружающей среды тяжелыми металлами на территориях различного техногенеза. На основании полученных результатов сформированы списки приоритетных тяжелых металлов, представляющих риск для здоровья населения.

Результаты исследования использованы для совершенствования региональной системы социально-гигиенического мониторинга в части оптимизации объемов контроля, а также для обоснования и разработки профилактических мероприятий.

Результаты исследования внедрены в практическую деятельность территориального отдела Управления Роспотребнадзора по Белорецкому району (справка о внедрении от 16.12.2008 г.) и Управления Роспотребнадзора по Республике Башкортостан (справка о внедрении от 18.12.2008 г.), используются в лекционных курсах кафедры гигиены труда и профессиональных заболеваний ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет».

Материалы исследований нашли отражение в пособии для врачей «Использование биологических маркеров для оценки загрязнения среды обитания металлами в системе социально-гигиенического мониторинга» (утв. Ученым советом ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана, протокол № 10 от 12.12.2007).



Положения, выносимые на защиту:

  • Гигиеническая оценка загрязнения тяжелыми металлами промышленно развитых территорий Республики Башкортостан, базирующаяся на выявлении потенциально опасных факторообразующих источников химической контаминации, региональных особенностей природного и техногенного происхождения.

  • Ранжирование территорий исследования по степени загрязненности тяжелыми металлами, основанное на использовании геохимических показателей, характеризующих депонирующие среды.

  • Обоснование приоритетных тяжелых металлов на основе ранговой оценки степени их опасности, бальной системы обработки данных для социально-гигиенического мониторинга за состоянием окружающей среды и здоровьем населения в районах с различной экономической специализацией.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на конференции с участием иностранных специалистов «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы» (Москва, 2006); XV Всероссийской школе «Экология и почвы» (Пущино, 2007); заседании проблемной комиссии «Научные основы медицины труда и экологии человека» ФГУН УфНИИ МТ ЭЧ Роспотребнадзора (Уфа, 2008); III, IV и V Всероссийском форуме «Здоровье нации – основа процветания России» (Москва, 2007, 2008, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Нефть и здоровье» и 74-й Республиканской научной конференции студентов и молодых ученых «Вопросы теоретической и практической медицины» (Уфа, 2009); научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы гигиенической безопасности и здоровье населения» (Москва, 2009).

Апробация диссертации проведена на межотдельческой научной конференции Федерального научного Центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана 11.12.2009 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из которых 4 в центральных рецензируемых журналах списка ВАК, 9 в материалах международных и всероссийских конференций, 1 пособие для врачей в соавторстве.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературных источников, приложений, документов, подтверждающих внедрение полученных результатов в практику. Текст изложен на 175 страницах, иллюстрирован 50 таблицами и 30 рисунками. Список литературы содержит 230 источников (в том числе 17 иностранных).
ОБЪЕКТЫ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объектов исследований выбраны горнорудный (Белорецкий), агропромышленный (Стерлитамакский) районы и крупный промышленный город (Уфа), расположенные на территории Республики Башкортостан. Предметом исследования являлись параметры качества объектов среды обитания (снежный, почвенный покров, отражающие различные временные характеристики загрязнения атмосферного воздуха, подземные воды и воды открытых водоемов), пищевые продукты, а также показатели здоровья населения. Направления, объекты и объем исследований представлены в таблице 1.

Для решения поставленных задач были выполнены собственные исследования, проведена ретроспективная комплексная оценка и анализ данных официальных статистических форм Башкирского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Министерства природопользования, лесных ресурсов и охраны окружающей среды РБ, Министерства здравоохранения РБ.

Перечень определяемых тяжелых металлов был сформирован исходя из специфики антропогенной нагрузки исследуемых территорий и элементов, встречающихся в цикле промышленных предприятий. Обследование техногенных территорий осуществлялось с учетом приоритетности путей поступления тяжелых металлов из объектов окружающей среды в организм человека.

Условное картографическое зонирование исследуемых территорий и выбор мест отбора проб производились с учетом сведений об организации территорий: концентрации основных источников загрязнения, месторождений руд, расположении крупных аграрных комплексов и жилых массивов, объемов и состава выбросов промышленных предприятий. Фоновые пробы депонирующих сред (снег, почва) отбирались на участках, значительно удаленных от техногенных территорий и не испытывающих антропогенного воздействия.

Таблица 1



Направления, методы и объем исследований

Направления
исследований

Объекты исследований

Объем
исследований

1. Гигиеническая оценка качества среды обитания и безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья

Атмосферный воздух: материалы

Башкирского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Министерства природопользования, лесных ресурсов и охраны окружающей среды РБ за 2003 – 2008 гг.



15 постов
наблюдения

Снежный покров (до 9 ингредиентов)

2115

Почва (до 8 ингредиентов)

3120

Подземные питьевые воды и воды открытых водоемов (до 12 показателей)

1950

Пищевые продукты и продовольственное сырье (картофель, свекла, морковь, капуста, говядина, молоко), отобранные в частных хозяйствах (до 8 показателей)

4820

2. Анализ биосред

Волосы детей – до 9 ингредиентов
(Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, Cu, Fe, Zn, Mn)

1260

3. Оценка медико-демографических показателей и уровня заболеваемости населения

Официальные статистические данные Министерства здравоохранения РБ (смертность, рождаемость, естественный прирост). Форма № 12 государственной статистической отчетности (взрослые, дети до 14 лет).

В целом по исследуемым территориям за

2003 – 2007 гг.



4. Прогнозная оценка риска воздействия химических контаминантов пищевых продуктов и питьевой воды на население

4 наименования продуктовой корзины, питьевая вода (до 10 ингредиентов)

720

Содержание элементов в образцах определяли атомно-абсорбционным методом с использованием атомно-абсорбционных спектрометров SpectrAA 240FS и 240Z (Varian, Австралия) с пламенной и электротермальной атомизацией.

Анализ волос, отобранных у детей в возрасте 6 – 7 лет, на содержание 9 микроэлементов выполнен в соответствии с МУК 4.1.776-99. При оценке микроэлементного статуса, концентрации металлов в волосах сравнивались со значениями средних физиологических уровней (А.В. Скальный, 2002), «нормой» (Метод. рекоменд. – М., 2000), фоновыми показателями по России (Б.А. Ревич, 2001).

Анализ загрязнения снежного покрова на исследуемых территориях проведен в соответствии с «Методическими рекомендациями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве» № 5174-90, рассчитаны коэффициенты концентрации (Kc) и величины суммарного загрязнения (Zc).

Степень загрязнения почвы металлами (валовые и подвижные формы), оценена в соответствии с «Методическими указаниями по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами» № 4266-87 и «Гигиенической оценкой качества почвы населенных мест», МУ 2.1.7.730-99. Рассчитывались коэффициенты концентрации (Kc) и показатели суммарного загрязнения почвы (Zc).

Содержания микроэлементов в продовольственном сырье и продуктах питания местного производства оценены на соответствие СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности пищевой ценности пищевых продуктов».

Сбор и анализ информации о показателях здоровья проведен в соответствии с «Порядком деятельности санитарно-эпидемиологической службы по оценке состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды» (М., 1989).

Этапы оценки риска здоровью были проведены в соответствии с руководством P 2.1.10.1920-04 (М., 2004) и методическими указаниями МУ 2.3.7.2519-09 (М., 2009).

Для обработки количественных показателей в работе применены параметрические методы оценки достоверности результатов статистического исследования с использованием компьютерного программного обеспечения Microsoft Excel.



Вклад автора в организацию и проведение исследований – 80%, в обработку и анализ полученных результатов – 100%.

В проведении исследований принимали участие сотрудники химико-аналитической лаборатории, отдела медицинской экологии ФГУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора.



СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Выполненные исследования показали, что среда обитания обследованных территорий характеризуется значительной нагрузкой на атмосферный воздух.

В среднем по горнорудному району объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу регистрируется на уровне 15 тыс. т/год, что составляет 0,3 т/год на 1 жителя и 1,3 т/год на 100 Га территории. При этом значительный вклад в загрязнение атмосферы (более 60% всего объема загрязняющих веществ, поступающих от стационарных источников), вносит ОАО «Белорецкий металлургический комбинат» (БМК). Средние значения пылевой нагрузки на территории района (Л.Н. Белан, 2007) составляют 152 мг/м2 в сутки, что в 28 раз выше фоновых. Микроэлементный состав пыли характеризуется повышенными (в 2 – 4 раза относительно фона) содержаниями Mn, Cr, Cu, Zn, Pb.

Техногенное загрязнение района тяжелыми металлами происходит за счет пылевых выбросов от буро­взрывных работ в карьерах, деятельности металлургического комбината, хранения отходов производства (шламонакопители, шлакоотвалы), сточных вод предприятий, автотранспорта и спецтехники.

Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории агропромышленного района в среднем равняется 105 тыс. т/год, что составляет 3,0 т/год на 1 жителя и 48 т/год на 100 Га территории. Удельный выброс вредных веществ в атмосферу на единицу площади района в десятки раз выше, чем в среднем по республике.

В агропромышленном районе особую опасность приобретает комбинированное воздействие пестицидов и тяжелых металлов на здоровье населения и природную среду (В.Н. Ракитский, Т.А. Синицкая, 2004), так как люди работают, проживают и производят продукты питания на обработанных ими участках. Уровень пестицидной нагрузки на гектар пашни, по данным 2005 г., в районе являлся одним из самых высоких и составлял 0,51 кг, тогда как по республике данный показатель равнялся 0,16 кг. В 2006 г. плотность территориальной нагрузки минеральными удобрениями составила 140,5 кг/га, что также в несколько раз выше, чем в среднем по республике. Интенсивная химизация сельского хозяйства на территории района, в сочетании газопылевыми выбросами промышленных предприятий крупного промышленного центра (г. Стерлитамака), являются основными источниками загрязнения объектов окружающей среды тяжелыми металлами.

Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории крупного промышленного города зарегистрировано на уровне 330 тыс. т/год, что составляет в расчете на 1 жителя города – 3,1 т/год и 450 т/год на 100 Га территории. Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят предприятия нефтеперерабатывающей промышленности (свыше 70%). Вклад автотранспорта в суммарные выбросы по городу составляет свыше 50%.

Значительное количество тяжелых металлов поступает в окружающую среду города с выхлопными газами автотранспорта, атмосферными выбросами предприятий нефтепереработки, нефтехимии, энергетики, машиностроения и радиотехнических производств, сточными водами, твердыми бытовыми отходами.

В целом на территориях исследования сохраняется неблагоприятная демографическая ситуация, тип воспроизводства народонаселения характеризуется как депопуляционный. Снижение численности населения агропромышленного и горнорудного районов опережает среднереспубликанские показатели соответственно в 1,6 и 2,5 раза. Уровень общей заболеваемости взрослого населения в динамике за 2003 – 2007 гг. возрос на территории крупного промышленного города более чем на 20%, в горнорудном районе – на 30%, в агропромышленном - еще существеннее. Прирост заболеваемости детского населения составил в крупном промышленном городе – 1,4%, горнорудном районе около 5%, агропромышленном до 30%. В структуре заболеваемости взрослого населения приоритетное место занимали болезни органов дыхания, системы кровообращения, органов пищеварения, мочеполовой системы.

Для гигиенической оценки техногенного загрязнения среды обитания тяжелыми металлами существенное значение имеет состояние депонирующих сред, особенно почвы и снегового покрова (Б.А. Ревич, 1992; С.С. Макшанцев, 2008; В.Б. Гурвич, 2008). Причем, для оценки опасности аккумуляции металлов в снеге важное значение имеет содержание водно-растворимых форм, а в почве – подвижных форм, обладающих большей подвижностью и усвояемостью живыми организмами.

По результатам анализа снега на исследуемых территориях было установлено, что наиболее благоприятная ситуация по уровню загрязнения тяжелыми металлами складывается в агропромышленном районе (средний суммарный показатель загрязнения – 7,4). Возрастание усредненных суммарных показателей загрязнения снежного покрова условных зон агропромышленного района с 4,1 до 9,3, наблюдается по мере приближения к промышленному центру и автотрассе с интенсивным движением.

Средний суммарный показатель загрязнения снежного покрова на территории крупного промышленного города составил – 9,0. По мере уменьшения уровня загрязнения тяжелыми металлами снежного покрова условных зон, последние можно расположить в ряд: северная (Zc уср.= 13,9) > центральная (Zc уср.= 6,8) > южная (Zc уср.= 2,2). Интенсивное загрязнение снега в северной зоне города объясняется влиянием выбросов трех нефтеперерабатывающих заводов, расположенных в северной части города, технологические процессы которых требуют сжигания большого объема топлива и использования в процессе нефтепереработки катализаторов, в состав которых входят металлы. Кроме того, в зимний период года преобладают южные ветра, которые переносят выбросы промышленных предприятий центральной зоны города в северную часть.

Наиболее интенсивное накопление тяжелых металлов установлено в снежном покрове горнорудного района, значение среднего суммарного показателя загрязнения составило – 11,8. Уровень загрязненности снежного покрова условных зон тяжелыми металлами уменьшается в следующем ряду: юго-западная (Zc уср.= 18,4), центральная (Zc уср.= 8,6), северо-восточная (Zc уср.= 8,3), что согласуется с направлением преобладающих в зимний период южных ветров. На загрязнение снежного покрова юго-западной условной зоны основное влияние оказывают крупный шлаковый отвал, где осуществляется дробление шлаков и известковый карьер, разрабатываемый с помощью буро­взрывных работ.

Анализ содержания тяжелых металлов в почвенном покрове агропромышленного района выявил, что средние концентрации Pb и Ni превышают кларковое значение в 1,2 и 1,5 раз соответственно. Среднее содержание в почве Cu и Zn находилось на уровне кларка. Содержание подвижных форм металлов в почве не превышало гигиенических регламентов во всех исследованных нами зонах.

Оценка химического загрязнения почв сельскохозяйственных полей и частного сектора валовыми формами металлов с использованием суммарного показателя загрязнения показала, что почвы выделенных нами условных зон характеризуются допустимым уровнем загрязнения (Zc уср.< 16). Загрязнение почв сельскохозяйственных полей подвижными формами металлов характеризуется как допустимое (Zc уср= 5,5 – 10,8) (рис. 1), а величина среднего суммарного показателя загрязнения составляет 7,6 и является минимальной среди значений аналогичных показателей других исследованных территорий. Уровень загрязнения подвижными формами металлов почв, отобранных в частном секторе этих же условных зон, по оценочной шкале, является умеренно опасным (Zc уср.= 21,7 – 30,6). Это, возможно, связано с необоснованным и бесконтрольным применением минеральных и органических удобрений местными жителями.



  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал