Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Экология и здоровье детей (обзор литературы) 8-23
1.1. Влияние экологически неблагоприятных факторов на здоровье населения 8-14
1.2. Влияние микроэлементов на организм человека 14-18
1.3. Влияние витаминной недостаточности на здоровье человека 18-23
Глава 2. Состояние окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа 24-53
2.1. Природные условия Ханты-Мансийского автономного округа 24-29
2.2. Экологическая характеристика г. Сургута .29-36
2.3. Фоновое загрязнение атмосферного воздуха г. Сургута 36-53
Глава 3. Материалы, объем и методы исследования 54-58
Глава 4. Оценка содержания микронутриентов у школьников г. Сургута 59-121
4.1. Дифференцированный анализ техногенного загрязнения территории г. Сургута 59-69
4.2. Оценка витаминного статуса школьников, проживающих в разноза-грязненных микрорайонах города 70-74
4.3. Оценка влияния витаминно-минерального комплекса «Сантэвит Форте» на витаминный статус школьников г. Сургута 75-96
4.4. Содержание микроэлементов в волосах школьников г. Сургута как ин дикатор загрязнения окружающей среды 97-121
Заключение 122-123
Выводы 124
Список литературы 125-145
Приложение 146-161
- Влияние экологически неблагоприятных факторов на здоровье населения
- Природные условия Ханты-Мансийского автономного округа
- Дифференцированный анализ техногенного загрязнения территории г. Сургута
Введение к работе
Актуальность исследования. Ухудшение состояния здоровья населения, в том числе детского, в значительной степени связано с возрастанием экологических нагрузок, особенно в условиях промышленных городов.
Загрязненность окружающей среды в настоящее время достигла глобальных масштабов, оказывая негативное влияние на формирование здоровья детского населения [38, 43,128,172]. Организм ребенка находится в процессе роста и развития, поэтому в большей степени подвержен неблагоприятному влиянию различных факторов окружающей среды, что сказывается на дальнейшем развитии и формировании детского организма [12, 72, 100]. Имеются работы, доказывающие как неблагоприятное влияние загрязнения атмосферного воздуха на общую заболеваемость детей [120], так и на индекс здоровья [10], а также на показатели их физического развития [127].
Оценка роли неблагоприятных воздействий на организм человека, обусловленных загрязнением окружающей среды, представляет собой важнейшую социально-гигиеническую и медико-экологическую задачу.
Экологические проблемы нашли свое отражение в целом ряде исследований по охране здоровья населения, однако они включали в себя преимущественно анализ клинико-анамнестических данных без должного использования биохимических исследований, позволяющих оценить глубину и направленность процессов, происходящих в организме под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды.
Изучению витаминного и микроэлементного гомеостаза у детей, проживающих в экологически неблагополучных районах, посвящено небольшое количество работ. Целесообразно выделить группу детей с дисбалансом мик-ронутриентов для изучения возможных предпатологических состояний и разработать пути их оздоровления в этих районах.
Диссертационная работа выполнена в рамках государственных программ «Медико-экологический мониторинг состояния здоровья коренного и пришлого населения Ханты-Мансийского автономного округа - Югры» (номер государственной регистрации 0120.0 406834), «Комплексный климатоэколо-
5 гический мониторинг северных территорий Тюменской области» (номер го- * сударственной регистрации 0120.0 406836).
Цель исследования: Изучить микронутриентную обеспеченность школьников 1,6, 10 классов г. Сургута, проживающих в микрорайонах с различным характером загрязнения воздуха и почв с последующей разработкой методов их коррекции.
В соответствии с заданной целью были поставлены следующие задачи:
Задачи исследования:
1. Проанализировать состояние загрязнения воздуха и почв по микрорай- * онам г. Сургута.
Исследовать содержание витаминов (С, В2, B6j РР, В^ и микроэлементов (Си, Zn, Со, Cd, Pb, As, Hg, Se, Si, Ті, V, Al, Сг) в организме школьников в зависимости от степени загрязнения атмосферного воздуха и почв в различных микрорайонах г. Сургута.
Оценить эффективность применения витаминно-минерального комплекса «Сантэвит Форте» у школьников, проживающих в микрорайонах с различным характером загрязнения атмосферного воздуха и почв.
Изучить возможность использования показателей микронутриентного статуса у школьников как биоиндикаторов степени техногенного загрязнения окружающей среды.
Научная новизна. Впервые в г. Сургуте было проведено исследование содержания микроэлементов и витаминов (С, В2, В6, РР, В і) у детей школьно го возраста, проживающих в экологически неблагоприятных микрорайонах, т Показано, что обеспеченность микронутриентами недостаточна и зависит от экологической обстановки микрорайонов.
Проведено изучение эффективности влияния витаминно-минерального комплекса «Сантэвит Форте» на микронутриентную обеспеченность учащихся школ г. Сургута, в зависимости от степени загрязнения окружающей среды. Доказано, что для коррекции микронутриентной недостаточности необходим дифференцированный подход в зависимости от степени загрязненно- * сти территории проживания.
Практическая значимость работы. Доказана необходимость приема микронутриентов школьниками, проживающих в микрорайонах с различным характером загрязнения воздуха и почв, для профилактики микронутриент-ной недостаточности.
Результаты диссертационной работы легли в основу городской целевой программы «Здоровый ребенок» (2002 — 2006 гг.) и городской целевой программы «Молодежь Сургута» (2002 - 2005 гг.).
Основные положения, выносимые на защиту:
На территории г. Сургута наблюдается витаминная недостаточность (С, В2, Вб, РР, Bi) учащихся 1, 6, 10 классов, проживающих в микрорайонах с различной степенью загрязненности.
В волосах школьников разнозагрязненных районов обнаружилось пониженное содержание эссенциальных микроэлементов (Se, Zn) и повышенное содержание токсических элементов (As, Cd, Сг, Pb).
Проведенная коррекция витаминно-минеральным комплексом «Сантэ-вит Форте» привела к улучшению обеспеченности организма школьников г. Сургута витаминами (С, В2, В6, РР, Bi) и микроэлементами, выраженность которой также зависела от степени загрязнения микрорайонов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: II окружной конференции молодых ученых "Наука и образование 21 века" (Сургут, 2001); III окружной конференции молодых ученых ХМАО "Наука и Инновации ХМАО" (Сургут, 2002); Всероссийской научной конференции "Северный Регион: Стратегия и перспективы развития" (Ханты -Мансийск - Сургут, 2003); Открытой окружной конференции молодых ученых "Наука и инновации XXI века" (Сургут, 2003); III Конференции молодых ученых России с международным участием "Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины" (Москва, 2004); Научно-практической конференции "Экологические проблемы и здоровье населения на Севере" (Сургут, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ в материалах международных конференций, в сборниках научных трудов и 1 учебно-методическое пособие для студентов медицинского, биологического факультетов и факультета физической культуры.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, главы, анализирующей состояние окружающей среды территории исследования, главы, посвященной материалам и методам исследования, изложение результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы, приложения. Диссертация изложена на 161 странице машинописного текста, из которых основной текст представлен на 124 страницах. Работа иллюстрирована 23 рисунками и 36 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 227 источников, из них 183 отечественных и 44 зарубежных.
Влияние экологически неблагоприятных факторов на здоровье населения
В настоящее время актуальность изучения проблемы биологической роли макро- и микроэлементов не вызывает сомнения. Хорошо известно, что во многих регионах России большое влияние на здоровье населения оказывает как природно-обусловленные, так и имеющие антропогенную природу дефициты или избытки в организме химических элементов. В настоящее время установлено, что отклонения в поступлении в организм макро- и микроэлементов, нарушение их соотношений в рационе питания непосредственно сказываются на деятельности организма, могут снижать или повышать его сопротивляемость, а, следовательно, и способность к адаптации1 [5, 8, 15, 21, 84, 89, 94,105,138,143,144,148,158,185,189, 217,226].
Антропогенные воздействия, включающие избыточное поступление тяжелых металлов, а также эндогенный и экзогенный дефицит жизненно важных химических элементов, наблюдающиеся в провинциях высокого эколо-го-биогеохимического риска способствуют снижению здоровья на индивидуальном и популяционном уровнях, а в некоторых регионах — нарастанию процессов депопуляции.
В настоящее время роль микроэлементозов интенсивно изучается, так как уровень здоровья населения находится в прямой зависимости от состояния окружающей среды, а микроэлементный состав биосубстратов (кровь, волосы) отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из атмосферного воздуха, воды, продуктов питания [34,145].
В последние годы изучение микроэлементозов с помощью анализа волос получает все большее распространение среди ученых - медиков нашей страны, особенно педиатров [21, 130, 134, 215, 216, 217] и гигиенистов [84, 131, 171]. Это связано с относительной простотой забора, хранения, пробоподго-товки, а главное, неинвазивностью данного обследования и возможностью одновременного определения широкого спектра показателей.
Антропогенное загрязнение окружающей среды вызывает серьезную озабоченность своими негативными последствиями. Источники загрязнения (выхлопные газы автомобилей, сжигаемый уголь, промышленные и бытовые отходы и др.) характеризуются полиэлементным составом. В результате водного и воздушного переноса поллютантов могут загрязняться территории, находящиеся на значительном удалении от источника загрязнений [128, 132, 160].
Загрязнение или геохимические особенности биосферы отдельных регионов могут стать причиной неблагоприятного влияния на здоровье населения, особенно детей, в силу интенсивности у них обменных процессов, несовершенства гомеостаза, относительной оседлости. Это приводит к появлению врожденных уродств, снижению иммунитета, хронизации различных заболеваний, задержке умственного и физического развития [68, 85].
В отличие от традиционной системы санитарно-гигиенического нормирования предложены системные интегрированные биогеохимические критерии оценки экологического состояния территории, отражающие состояние биогенных циклов МЭ в экосистемах и сопоставление реакций организмов с геохимическими факторами среды [40,146].
«О мерах по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода и других мик-ронутриентов»: Приказ Министерства Здравоохранения Российской Федерации № 444 от 14 декабря 1999 г. Синтезирующим подходом к проблеме МЭ в медицине является концепция микроэлементозов. Патология человека, обусловленная дефицитом эс-сенциальных, избытком как эссенциальных, так и токсичных МЭ, а также их дисбалансом получила свое объединяющее название — микроэлементозы [94, 146].
Металлы в организме человека присутствуют на уровне - мкг/г., что делает их определение затруднительным. Наилучшие результаты при определении элементов в низких концентрациях дают физические методы анализа [84, 90,113].
В распоряжении исследователей в настоящее время имеется достаточный перечень методов элементного анализа самых разнообразных объектов. Современные методы позволяют определить практически все элементы в реальных концентрациях и любых объектах.
Чаще других в России и за рубежом используется атомно эмиссионная спектрометрия с индукционно связанной аргоновой плазмой (АЭС — ИСАП). Она до сих пор сохраняет определенное место наряду с более новыми методами анализа. Основным достоинством АЭС - ИСАП является возможность одновременного определения с довольно высокой чувствительностью большего числа макро- и микроэлементов, скорость анализа и относительная экономичность [148, 209].
В обширной научной литературе представлены данные по отдельным элементам с указанием их депо индикаторных тканей, позволяющие отразить их содержание в организме [145, 147, 189, 217, 219, 225, 226]. Помимо того минеральные образования в организме могут быть индикаторами для Са, Р, Fe,Mg,Zn,Ag[114,218].
Природные условия Ханты-Мансийского автономного округа
Территория ХМАО заключена между 58 и 60 С с.ш. и 59 и 86 С в.д. [178]. Общая протяженность внешних границ округа достигает 4750 км.
Основными климатообразующими факторами ХМАО являются: солнечная радиация, циркуляция воздуха и подстилающая поверхность. Под влиянием этих климатообразующих факторов создается физико-географическая среда, общими чертами которой являются отрицательный радиационный баланс, интенсивная циклоническая деятельность, общая неустойчивость и изменчивость погоды, резкие колебания метеорологических факторов [169].
На формирование климата существенное влияние оказывают географические факторы. Большую роль играет защищенность территории с Запада Уральским хребтом, приводящая, в частности, к уменьшению осадков в сравнении с европейской частью. Открытость территории с севера и юга способствует, с одной стороны, проникновению холодных арктических масс в любое время года, а с другой стороны - свободному выносу прогретого воздуха Средней Азии. Основными факторами формирования климата ХМАО являются преобладающий перенос воздушных масс с запада на восток и влияние Евроазиатского континента. Количество осадков, выпадающих на территории округа, почти полностью зависит от влаги, приносимой с Атлантики; континентальность климата выражается в большой повторяемости ан тициклональной погоды. Взаимодействие климатообразующих факторов придает циркуляции атмосферы своеобразные черты - быструю смену ци клонов и антициклонов и очень быструю изменчивость погоды, поэтому тер ритория округа характеризуется значительной межсуточной изменчивостью температур. Самой холодной частью округа является долина реки Вах в Нижневартовском районе [66]. Климатообразующие факторы определяют световой и температурный ре жим, атмосферное давление, осадки. На формирование климата влияет также характер подстилающей поверхности (наличие огромных заболоченных про странств, обилие локальных понижений, в которых и летом возможны ноч ные заморозки). Световой режим определяет количество тепла, испаряемость, особенности циркуляции атмосферы. С продолжительностью солнечного сияния тесно связано количество светлых часов в году. В северной части округа она составляет 1600 - 1700 ч/год, в центре 1800, на юге 1900. С севера на юг продолжительность солнечного сияния увеличивается. В холодное время года (ноябрь - январь) солнечная радиация составляет 0,5 - 1 ккал/см2. В марте и октябре радиационный баланс отрицательный в связи с превышением отра жения солнечной энергии над поступлением. С апреля по сентябрь поступле ние солнечной энергии на земную поверхность в ХМАО превышает отраже ние и излучение поверхностью в атмосферу. Температурный режим. Территория округа характеризуется резкой сме ной температур, колебаниями среднесуточной температуры, уменьшением продолжительности вегетационного периода с юга на север. На юге округа (Кандинский район) продолжительность периода вегетации достигает 110 115 дней, в средней тайге до 90 дней, на севере Березовского района он со ставляет всего 70 - 80 дней. Самая меньшая продолжительность вегетацион ного периода характерна для Приполярного Урала (60 дней). Неблагоприят ной чертой температурного режима территории являются короткий безмо розный период и возможность заморозков во все летние месяцы без исклю чения. щ Атмосферные осадки. Годовое количество осадков на территории округа изменяется от 400 - 450 мм в пределах Белоярского и Березовского районов, до 500-550 мм в - Нижневартовском и Сургутском. В горах Приполярного Урала за год выпадает 500 - 650мм осадков.
На территории ХМАО формируется резко континентальный климат. Для округа характерно наличие мощного снежного покрова, который часто формируется уже к середине октября. Высота его увеличивается постепенно и достигает максимума в марте. Снежный покров в среднем удерживается 160 26 180 дней, иногда 200 - 220 дней. Для начала зимы характерна большая циклон ичность погоды, колебания температуры, пасмурная погода и метели. В ноябре - декабре, как правило, формируются основные запасы снега. При выходе южных циклонов наблюдаются снегопады, метели, резкое потепление. Периоду «январь — март» больше свойственна антициклональная погода с преобладанием малооблачных, тихих и морозных дней. Самым холодным месяцем, по многолетним наблюдениям, является январь со средней температурой от —18,2 С до —24,0С. Минимальная температура может понижаться до -45 - 50С. Зимой выпадает около 20% годового количества осадков; наименьшее количество их отмечено в феврале — марте. Период с устойчивым снежным покровом продолжается 180 - 200 дней; практически с конца октября и до начала мая. Снежный покров залегает равномерно, его мощность в марте достигает 55 - 80 см. Таяние начинается в конце апреля, и к концу мая снег сходит полностью.
Переход к положительным значениям температуры ежегодно происходит, в среднем, с 10 апреля до 3 мая. До середины июня еще нередки заморозки от -5 С до -15С. Лето на территории округа относительно теплое, короткое. Самый теплый месяц - июль, средняя температура которого составляет от +15,7 С на севере до +18,4 С на юге округа. Максимальная температура в послеполуденные часы может достигать +37 С [178].
Таким образом, по гидролого-климатическим условиям Ханты-Мансийский автономный округ относится к зонам избыточного и весьма избыточного увлажнения при недостаточной теплообеспеченности. Избыточное увлажнение и связанные с ним прогрессирующее оглеение и заболачивание почв характерны для всего Нижнего Приобья.
Дифференцированный анализ техногенного загрязнения территории г. Сургута
Наблюдения за экологической обстановкой в г. Сургуте выявило ее территориальная неоднородность [104, 106]. Возникла необходимость более детального изучения микронутриентной обеспеченности школьников 1-х, 6-х, 10-х кл. школ г, Сургута такими витаминами: С, В2, В6, РР, Bt и микроэлементами по микрорайонам города в зависимости от степени их загрязнения вредными техногенными факторами, наиболее характерными для городской атмосферы.
На основе карт, полученных в лабораториях МП «Природа» и характеризующих загрязнение территории города отдельными токсическими соединениями были выбраны ключевые участки, на которых изучалась микронутри-ентная обеспеченность школьников. Выбрано 6 микрорайонов, причем пять из них оказались «загрязненными» (районы школ №1, №6, №44, №4, №28), а один микрорайон был выбран в качестве «чистого» (район школы №32) (рис. 6-11).
Территория школы №1. Школа №1 находится по адресу ул. Островского 1а. Она расположена в центральном районе города.
Район школы №1 оказался самым загрязненным по сравнению с другими территориями школ. Здесь выявлено 6 загрязняющих веществ, таких как пя-тиокись ванадия, оксид углерода, диоксид азота, БП, сажа и диоксид серы, которые присутствовали на территории исследования в высоких концентрациях. Все остальные территории школ в приведенном списке расположены в порядке уменьшения, как концентрации загрязнителей, так и количества загрязняющих веществ, содержание которых превышало ПДК.
Как следует из представленных схем, в районе школы №1 количество пя-тиокиси ванадия достигало максимальных концентраций (0,28 - 0,409 т/км /год), помимо этого особенно сильное загрязнение воздуха этого микро района выявлено по оксиду углерода (2860 - 6140 т/км2/год). Аналогичная картина максимального загрязнения наблюдалась по диоксиду азота, кон-центрация которого составила 1600 - 2240 т/км /год. Содержание БП состав-ляло 0,00329 - 0,0048 т/км /год, что является крайне негативным показателем. Удельное распределение выбросов серы тоже особенно сильно выраже-но в этом микрорайоне (121-177 т/км /год). Выпадение сажи в районах всех школ достигало значений в диапазоне от 2,8 - 6,5 т/км2/год, а на территории школы №1 составило 6,5 - 14,3 т/км /год.
Территория школы №6. Школа №6 расположена в районе НГДУ по адресу ул. Энтузиастов 49. Школа расположена вблизи дороги, которая заканчивается кольцом, где постоянно движется автотранспорт.
Район школы №6 по степени загрязнения занимал второе место, поскольку здесь присутствовали все 6 вышеперечисленных загрязнителей, но в меньших концентрациях.
Удельное распределение выбросов загрязняющих веществ достигало максимальных концентраций по следующим загрязняющим веществам: пяти-окись ванадия - 0,28 - 0,409 т/км /год, оксид углерода - 2860 - 6140 т/км2/год, диоксид серы - 121 — 177 т/км2/год. По остальным веществам немного ниже (диоксид азота - 1160 - 1600 т/км2/год, БП - 0,00329 - 0,0048 т/км /год, сажа - 2,8 - 6,5).
Ниже приведены данные по общему количеству обследованных учащихся (табл. 8): Таблица 8 Территория школы №44. Школа №44 находится в 32 микрорайоне по адресу пр-т Пролетарский 5/1. Вблизи проходит дорога, переполненная с большим количеством автомобилей.
Территория школы №44 занимала 3-е место по степени загрязнения вредными веществами среди других микрорайонов. Нужно отметить, что для этой территории характерно присутствие 5-ти загрязняющих веществ, среди которых выявлены максимальные концентрации выбросов БП (0,0048 — 0,006 т/км /год), диоксида азота (1600 - 2240 т/км /год), диоксида серы (54 - 121 т/км /год), пятиокиси ванадия (0Д2 — 0,28 т/км /год). Количество выбросов сажи во всех рассматриваемых районах находилось в пределах максимальной концентрации от 2,8 — 6,5 т/км /год. Что касается оксида углерода, то здесь его содержание было в пределах нормальных величин от 450 - 1190 т/км2/год. Территория школы №4. Школа №4 расположена в районе Энергетиков по
адресу ул. Просвещения 50.
Территория оказалась относительно загрязненной по сравнению с самыми «грязными», такими как микрорайоны школ №1, №6, №44. По степени загрязнения эта территория занимала 4-е место. Здесь выпадение сажи достигало максимальной концентрации от 2,8 - 6,5 т/км2/год, количество пятиокиси ванадия составляло 0,071 - 0,12 т/км /год, оксид углерода - 450 - 1190 т/км2/год, диоксид азота - 450 - 770 т/км2/год, БП - 0,00149-0,00229 т/км2/год и диоксид серы - 33 - 54 т/км /год.
