Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Окружающая среда и ее влияние на здоровье 11
*ь 1.2. Проблемы и современное состояние изучения загрязнения окружающей среды химическими элементами 14
1.3. Понятие биогеохимических провинций и геохимической экологии болезней 18
1.4. Элементный состав организма и его нарушения как следствия
Антропогенного изменения окружающей среды 22
1.5. Информативность элементного анализа различных биологических объектов и его mectob выявлении и оценке воздействия
Окружающей среды на здоровье 27
1.6. Методы элементного анализа в гигиенических исследованиях 32
Глава 2. Материалы и методы исследований 44
2.1 объем исследований , 44
2.2 методы обработки массивов экспериментальных данных 48
2.3 Оборудование, материалы, реактивы 48
2.4 современные данные о состоянии окруждающеи среды г. Москвы 50
Глава 3. Комплекс методов элементного анализа в * оценке показателей элементного обмена 55
3.1 комплексный подход к определению химическ их элементов в биологических образцах с применением методов исп-аэс и исп-мс 55
3.2 подготовка к проведению измерений 56
3.3 условия проведения измерений 62
3.4 порядок измерений 70
3.5 метрологический контроль качества анализа 71
3.6 преимущества комплексного подхода к элементному анализу 76
Глава 4. Распределение токсичных элементов в Волосах жителей различных административных Районов г. Москвы 78
4.1 принцип формирования групп риска по гипермикроэлементозам.- 7s
4.2 распределение концентраций важнейших токсичных элементов в Волосах жителей г. Москвы 79
4.2.1 свинец 79
4.2.2 кадмий ...93
4.2.3 мышьяк 103
4.2.4 никель 113
4.2.5 хром 124
4.3. Сопоставление с данными по другим регионам РФ 133
Глава 5. Антропогенное загрязнение окружающей среды и показатели элементного обмена человека .. 136
5.1 изучение корреляции между содержа нием металлов в почвах и в волосах жителей г. Москвы 136
5.2 Изучение корреляции между zc почвы и элементным составом волос населения 136
5.3 Изучение корреляции между загрязнением атмосферного воздуха по показателям zc снегового покрова и элементным составом волос населения 137
Заключение 139
Выводы 142
Практические рекомендации 143
Список литературы
- Понятие биогеохимических провинций и геохимической экологии болезней
- Оборудование, материалы, реактивы
- распределение концентраций важнейших токсичных элементов в Волосах жителей г. Москвы
- Изучение корреляции между zc почвы и элементным составом волос населения
Введение к работе
Комплексные эколого-гигиенические исследования имеют целью выявление воздействия различных факторов на экологическую ситуацию и здоровье человека, В числе этих факторов -антропогенное воздействие на окружающую среду и природно-обусловленные дефициты или избытки элементов и соединений в среде. Антропогенное загрязнение окружающей среды химическими элементами вызывает общетоксический эффект в организме и нарушает естественный обмен элементов (А.П. Авцын с соавт., 1991; Ю.Е. Сает с соавт., 1990; Б.А.Ревич, 1992; А.А. Жаворонков с соавт., 1999; А.В. Скальный, 1999). Природные аномалии в содержании жизненно-важных элементов в окружающей среде могут существенно повышать риск развития многих экологозависимых заболеваний (В.В. Ковальский, 1974; В.В. Иванов, 1993; В.В. Добровольский, 1998; В.Л. Сусликов, 1999) . Комплексное воздействие этих и социально-экономических факторов ведет к ухудшению здоровья и способности организма к адаптации. В свою очередь, на популяционном уровне это является причиной ухудшения демографических показателей состояния населения РФ в целом (Ю.П. Лисицын, 1992; Г.Н. Красовский, З.И. Жолдакова, С.Л. Авалиани, 1992; В.Г. Маймулов, А.В. Шабров, 1997; Г.Г. Онищенко, СМ. Новиков, Ю.А, Рахманин с соавт, 2002; Г.Г. Онищенко, Е.Н. Беляев с соавт., 2003).
Эколого-гигиенические исследования базируются на широком использовании инструментальных методов химического анализа. Применение комплексных методик определения широкого круга химических элементов в самых разных образцах способствует увеличению числа и видов мониторинга окружающей среды и и скрининговых исследований человеческой популяции и, как следствие, пониманию процессов элементного обмена в биосфере. В условиях сложной социально-экономической и экологической ситуации в крупных городах и промышленных центрах, актуальным становится решение комплекса экологических, химико-аналитических ир медицинских задач, связанных с определением вклада элементов-токсикантов из разных источников, с коррекцией элементного обмена (Ю. И. Израэль 1984; Современные методы..., 1999). Перед экологами и химиками-аналитиками стоит задача обеспечения мониторинга почв, вод, атмосферы, с одной стороны, и элементного анализа биологических субстратов человека, пищи и фармацевтических продуктов, с другой. То есть, требуется обеспечение большим количеством достоверных и экономически оправдываемых анализов на широкий круг элементов. Для этого используется весь спектр разнообразных методов элементного анализа: нейтронно-активационный, рентгеноспектральный, атомно-абсорбционный, атомно-эмиссионный, масс-спектрометрический.
Однако в настоящее время такие современные методы элементного анализа, как атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) и масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) практически не применяются в гигиенических исследованиях и мониторинге, что снижает эффективность комплексной гигиенической экспертизы медико-экологической ситуации в различных регионах РФ, и как следствие, тормозит шаги по внедрению социально-гигиенического мониторинга, предпринимаемые Минздравом и органами Госсанэпиднадзора РФ.
Актуальность данного исследования заключается в выработке комплексного подхода на базе двух методов, применяемых для анализа образцов различного матричного состава (почвы, природные и сточные воды, аэрозоли воздуха, пищевые продукты, биологические добавки и лекарства, биологические препараты — волосы, кровь, моча и т.д.). Экономически разумное сочетание затрат времени, труда и стоимости анализа для получения информативных результатов можно достичь сочетанием методов атомно-эмиссионной спектрометрии и масс- спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Первичная разбраковка образцов по преобладающему составу матрицы, ведется с применением более дешевого, более точного, но менее чувствительного метода ИСП-АЭС, а определение микро- и ультрамикроэлементов ведется с помощью метода ИСП-МС, более дорогого, но более чувствительного.
Комплексное использование высокопроизводительных приборов, ориентированных на анализ в различных диапазонах концентраций при санитарно-гигиенических и экологических исследованиях позволяет быстро окупить высокие капитальные вложения в лабораторию и открывает широкие возможности для исследования динамики элементов в биосфере.
Цель работы. Разработать и апробировать в ходе массового гигиенического исследования комплекс химико-аналитических методов ИСП-АЭС и ИСП-МС и дать гигиеническую оценку ситуации с накоплением в волосах населения г. Москвы токсичных химических элементов (As, Cd, Cr, Ni, Pb).
Задачи исследования.
1. Изучить возможность эффективного использования современных химико-аналитических методов ИСП-АЭС и ИСП-МС в целях гигиенического мониторинга популяции и окружающей среды.
2. Разработать экспрессные и производительные методики элементного анализа для гигиенических исследований химических элементов в биосубстратах человека и в объектах окружающей среды. Определить содержание химических элементов в волосах, полученных у жителей г. Москвы.
3. Провести сравнительный анализ распределения химических элементов (As, Cd, Cr, Ni, Pb) в волосах жителей г. Москвы и в объектах окружающей среды, депонирующих антропогенные загрязнения (почва, снеговой покров) и изучить связь между ними. 4. На основе полученных результатов разработать рекомендации по методике проведения комплексных гигиенических исследований по оценке накопления токсичных элементов в организме человека.
Научная новизна исследования.
Для массового эколого-гигиенического обследования человеческой популяции разработан и успешно применен систематизированный комплекс химико-аналитических методов ИСП-МС + ИСП-АЭС. Предложенный подход к исследованию экологических и биомедицинских объектов позволяет увеличить производительность лаборатории, существенно расширить круг уверенно определяемых элементов не только в биомедицинских объектах, но и в объектах окружающей среды, в объектах созданных и измененных человеком, повышает достоверность определения микро- и ультрамикроэлементов за счет выборочной перекрестной проверки, а также увеличивает срок службы приборов.
Разработан ускоренный с пособ подготовки биологических образцов к химическому элементному анализу спектральными и масс-спектральными методами. Предложенный способ позволяет анализировать один и тот же раствор разными методам без привлечения трудоемких процедур удаления органической и макрокомпонентной матриц.
Создана база данных, содержащая информацию об «элементных портретах» более 20 000 жителей Москвы, по результатам химического анализа волос на содержание 22-40 элементов. База организована по административно-территориальному признаку и также содержит усредненные по районам показатели накопления токсичных элементов (РЬ, Cd, As, Ni, Сг) в почвах и снеговом покрове различных районов мегаполиса и суммарные индексы загрязнения, служащие индикаторами антропогенного загрязнения окружающей среды в мегаполисе.
Изучена связь между накоплением важнейших элементов — антропогенных загрязнителей (Pb, Cd, As, Ni, Сг), а также суммарных индексов загрязнения почв и снегового покрова с одной стороны и показателями нагрузки организма токсичными элементами, с другой.
Практическая значимость. Диссертация выполнена в соответствии с целевой программой Комитета Здравоохранения г. Москвы по научному обеспечению медицинской помощи.
Разработаны методики анализа биомедицинских объектов и объектов окружающей среды, которые могут найти применение в различных исследованиях, при решении задач, связанных с количественным определением элементного состава вещества.
Разработан подход к объединению данных эколого-геохимического картирования территории мегаполиса и результатов исследования физиолого-гигиенических показателей качества жизни человеческой популяции в единую базу, позволяющую проводить ситуационный анализ причинно-следственных связей между различными факторами окружающей среды и показателями элементного статуса человека.
Обоснована необходимость проведения комплексного эколого-гигиенического мониторинга, на основе исследования элементов в объектах окружающей среды, депонирующих загрязнения (почвы, снеговой покров) и в волосах человека, служащих индикатором элементного гомеостаза внутренней среды организма.
Результаты исследований легли в основу методических рекомендаций по элементному анализу диагностирующих субстратов методами ИСП-АЭС и ИСП-МС (утверждены Главным врачом ФЦГСЭН МЗ РФ Е.Н. Беляевым 29.01.2003 и 26.03.2003, соответственно); методики определения содержания химических элементов методом ИСП-АЭС (утверждена Главным врачом ФЦГСЭН МЗ РФ Е.Н. Беляевым 24.06.2003); методических указаний по определению химических элементов методами ИСП-АЭС и ИСП-МС (утверждены Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г.
Онищенко, 30.06.2003); внедрены в деятельность Центра биотической медицины (г. Москва), Московского научно-практического центра спортивной медицины комитета здравоохранения г. Москвы, Центрального клинического санатория ФСБ им. Ф.Э. Дзержинского (г, Сочи); санатория «Правда» (г. Сочи); использованы при чтении лекций в Кубанской государственной медицинской академии, в Оренбургском государственном университете.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Комплекс методов элементного анализа ИСП-АЭС и ИСП-МС является оптимальным выбором при проведении массовых скрининговых санитарно-гигиенических исследований человеческой популяции и окружающей среды с целью определения профессиональных, социальных, поло-возрастных групп потенциального риска угрозы здоровью в результате избыточного накопления токсичных элементов (Pb, Cd, As, Ni, Сг).
2. Количественный анализ волос удовлетворяет основным требованиям неинвазивной гигиенической оценки для выявления групп риска по токсичному воздействию Pb, Cd, As, Ni и Сг на здоровье, при проведении массовых гигиенических и эпидемиологических обследований населения, установления распространенности антропогенных элементозов, степени их влияния на состояние здоровья и качество жизни жителей мегаполиса.
3. На основании элементного анализа волос человеческой популяции могут быть выделены территории и группы населения с избыточным содержанием токсичных элементов в организме. Ситуационный пространственный анализ при помощи геоинформационных систем позволяет устанавливать причинно-следственные связи между показателями нагрузки населения токсичными элементами и загрязнения окружающей среды. Целям массовых санитарно-гигиенических исследований токсичных элементов в системе «человек - окружающая среда» в большей степени отвечает обследование детского населения, характерной особенностью которого является более выраженная реакция на вредные факторы среды, вследствие меньшей мобильности и большей привязанности к определенной местности, в то время как взрослое население в большей степени подвержено профессиональным и социальным факторам, а так же миграционным процессам.
Понятие биогеохимических провинций и геохимической экологии болезней
Города и городские агломерации являются специфическим объектом эколого-гигиенических исследований. В больших городах экологические проблемы приобретают особую остроту, поскольку здесь наиболее ярко выражены два основных процесса техногенеза - концентрирование огромных масс химических элементов и их рассеяние. Городские агломерации представляют собой территории, где практически ни один компонент окружающей среды не избежал существенного антропогенного преобразования (М.А. Глазовская, 1981). В условиях города происходит нарушение естественных циклов миграции и превращений химических элементов и их соединений, а это провоцирует разрушение природной ландшафтно-геохимической ситуации и возникновение повышенной экологической опасности. Влияние города, как правило, распространяется далеко за его пределы, поскольку загрязняющие вещества в составе промышленных и коммунально-бытовых сбросов поступают с миграционными потоками в пригороды и за их пределы (Геохимические методы в экологических исследованиях, 1994).
Важнейшей задачей при изучении загрязнения окружающей среды в условиях городской агломерации является установление проблемных ситуаций и проблемных территорий (районов) с целью практического регулирования воздействия человека на окружающую среду и управления её состоянием. Для этого необходимо собрать информацию, позволяющую выявить источники загрязнения и зоны их влияния,что дает возможность определения конкретных территорий и групп населения, находящихся в неблагоприятных условиях (Скрининговые методы..., 1989; Геохимические методы в экологических исследованиях, 1994).
Необходимой средой, обеспечивающей функционирование живых организмов, и испытывающей наибольшую техногенную нагрузку, является атмоферный воздух. В городах и урбанизированных зонах выбросы в атмосферу, приводящие к загрязнению воздушного бассейна, представляют наибольшую опасность для населения. Оценки основных источников загрязнения воздуха территорий хозяйственного освоения и доля их вклада свидетельствуют, что загрязнение воздуха обусловлено в основном влиянием выбросов, образующихся при сжигании углеводородного топлива стационарными и передвижными источниками (Ю.И. Израэль с соавт., 1980; А.З. Миклишанский с соавт., 1980; Ю.И. Израэль, 2001), табл. 1.2.1.
Приближенная оценка элементного состава продуктов сжигания угля свидетельствует об обогащении золы (по сравнению со шлаками) Na, Со, Zn, As, Sb, Cs, Се, Eu, Hf. Эти элементы вместе с золой выбрасываются в атмосферный воздух. Элементы, поступающие в воздушный бассейн, можно разделить на три группы по количеству выделения (тонн/год): 1) Na, Fe, Zn, Sr (сотни тонн); 2) V, Сх, Ni, Си, Ва, Се (десятки тонн); 3) Sc, Со, As, Br, Rb, In, Sb, La, Sm, Eu, Hf, W, Th, Cs, Re, Au, Hg (единицы тонн) (Ю.И. Израэль с соавт., 1980; Г.И. Гофен с соавт., 1987; Л.Н. Пец, Н.А. Ваганов, 1988; ЯЗ. Юдович с соавт,, 1985).
Другими не менее мощными источниками поступления химических элементов являются металлургические предприятия. В их выбросах могут присутствовать токсичные элементы, такие как Pb, Hg, As, Sb, Cd, Tl (С.Г. Малахов, Э.П. Махонько, 1981; H.J. Annegara et al., 1983; N.A.I. Lynch, D.F. Brown, 1980; C. McDonald, I .H. Dunkan, 1973). Например, пыль заводов по переработке цветных металлов и по производству аккумуляторов характеризуется весьма широким набором элементов, самые высокие концентрации (соответственно профилю производства) имеют Си, Sb, W ( в тысячу раз выше кларковых значений), Pb, Bi, Sn, Zn, Ag, As, Cd (выше в сотни и десятки раз) (Ю.Г. Сает с соавт., 1990).
Одним из главных источников загрязнения атмосферного воздуха территорий хозяйственного освоения является транспорт. Из всех видов транспорта в наибольшей мере загрязняет окружающую среду в городах автомобильный, роль других видов - железнодорожного, водного, воздушного - значительно меньше. Для аэрозоля воздуха и почв вблизи магистралей характерно загрязнение не только Pb, но и Са, Na, Zn, Cd, Со, Ni, Cr, Mn, Sr, Ва за счет истирания шин, применения антигололедных реактивов, применения присадок к автомобильным маслам, износа картеров и цилиндров двигателей (P.D. Biggins, R.M. Harrison, 1979; J.M. Ondov et al., 1982; G.A. Schmel, 1980; Л.Н. Пец, H.A. Ваганов, 1988; Дз. Бериня, Л. Кал виня, 1989). Развитая автодорожная сеть в городах способствует повсеместному распространению загрязняющих веществ в воздухе.
Значительно загрязняют атмосферный воздух и другие производства, такие как машиностроение, мусоросжигательные заводы, предприятия стройиндустрии и химической промышленности, однако их вклад по сравнению с вышеперечисленными значительно ниже. Тем не менее они также поставляют в воздушный бассейн достаточно широкий комплекс химических элементов и органических веществ, что способствует увеличению уровня их концентрации в атмосферном воздухе городов. В промышленных городах степень концентрации многих химических элементов возрастает по сравнению с местным региональным фоном в 5-20 раз, а для отдельных элементов в сотни раз (А.З. Миклишанский с соавт., 1980; Ю.Г. Сает с соавт., 1990).
Гигиеническая оценка степени аэрозольного загрязнения атмосферы, учитывающая опасность аэрозолей для человека, основывается не только на измерениях элементного состава, но и учитывает дисперсный состав аэрозолей и распределение элементов по частицам различных размеров (С.Г. Пушкин, В.А. Михайлов, 1989; А.А. Volokh et al,, 1990; Н.Н. Роева с соавт., 2001). Так, в нижние органы дыхания проникают в основном частицы размером 1 мкм, что было установлено при извлечении этих частиц из легких человека (Айнбродт, 1980); Более крупные частицы осаждаются выше альвеолярной области,
Оборудование, материалы, реактивы
Исследование волос представляет интерес для выявления состояния обмена микроэлементов в организме и токсического воздействия отдельных тяжелых металлов (G. Chittleborough, 1980; R. Subramanian, 1987; ВА.Бацевич, О.В.Ясина, 1989; Б.А.Ревич, 1992; M.Anke, M.Rish, 1997; А.В. Скальный, А.В. Есенин, 1997). Имеющиеся данные определенно показывают, что содержание микроэлементов в волосах отражает микроэлементный статус организма в целом и пробы волос являются интегральным показателем минерального обмена (А.В. Скальный, 2000).
Во многих отношениях волосы являются благоприятным материалом для такого рода исследований и имеют ряд преимуществ, табл. 1.5.3.
Очень перспективным является использование проб волос как архивного материала в историческом биомониторинге, что, при постоянном совершенствовании аналитической базы, открывает новые возможности для этого вида контроля уровня элементов в человеческом организме и оценки загрязнения окружающей среды (А.В.Скальный, А.В.Есенин, 1997).
Проведение элементного анализа волос позволяет с высокой степенью надежности выделить группы риска по гипер- и гипоэлементозам для их дальнейшего углубленного изучения и своевременно принять меры профилактического характера, восстанавливающие нарушения гомеостаза элементов и связанных с ним биохимических и физиологических функций организма.
Кратковременные по экспозиции и значительные по степени отклонения элементного статуса изменения отражены в их концентрации в жидких средах организма, тогда как твердые ткани (волосы, ногти, кости) представляют элементный статус, формирующийся в течение длительного времени (месяцы, годы) и более пригодны для целей как клинической, так и гигиенической донозологической диагностики (А.В. Скальный, 2000).
Серьезные изменения баланса химических элементов отражаются на элементном составе внутренних органов и тканей, которые являются информативными биосредами в первую очередь для целей клинической диагностики.
Определение элементного состава биосред организма человека может использоваться при: мониторинге состояния здоровья, оценке уровня работоспособности и эффективности лечения; формировании групп риска по гипо- и гиперэлементозам; скрининг-диагностических исследованиях больших групп населения; подборе рациональной диеты как здоровому, так и больному человеку; составлении карт территорий риска заболеваний по нозологическим и системным формам патологии у детей и других возрастных групп населения; оценке взаимозависимости многосторонних связей цепи «человек-окружающая среда»; составлении карт экологического природного и техногенного неблагополучия регионов; изучении воздействия на организм вредных привычек детей и их родителей; экспертно-криминалистических исследованиях (идентификация личности в судебной медицине, метод выбора в подтверждение исследований по молекуле ДНК и генному коду).
В связи с необходимостью проведения физиолого-гигиенической экспертизы по содержанию химических элементов А.В.Скальный (2000) обращает внимание на следующие важные аспекты: 1. Методические подходы должны быть точными и обеспечивать
Распределение концентраций важнейших токсичных элементов в Волосах жителей г. Москвы
Применение элементного анализа волос для гигиенической оценки элементного статуса человека, в том числе оценки риска здоровью э результате накопления токсичных элементов, хорошо изучено (Б.А.Ревич, 1982-1992; С. Krause, et al., 19S9; S. Caroli et al., 1992; E. Sabbioni, et al., 1992; «Скрининговые методы..., 1989»; «Критерии оценки экологической обстановки..., 1992»; А.В. Скальный, 1988-2003; Г,Г. Онищенко, СМ. Новиков, ЮЛ. Рахманин с соавт., 2002). Однако основной трудностью, которая возникает при формировании групп риска по развитию гипермикроэлементозов при диагностике по волосам является отсутствие утвержденных гигиенических норм содержания токсичных элементов в волосах населения. Имеются исследования и нормативные документы, в которых приводятся рекомендуемые уровни содержания в волосах людей, контактирующих с потенциальными загрязнителями на производстве. Например в методических рекомендациях МЗ СССР, утвержденных в 1988 г. приведены следующие допустимые уровни по волосам, для рабочих, контактирующих с указанными элементами на производстве: РЬ — 100 мкг/г, Hg- 0.7 мкг/г, Сб.- 25 мкг/г, Мп- 1 5 мкг/г, Ni - 70 мкг/г, F - 500 мкг/г (Скрининговые методы..., 1989). Однако эти границы из-за их высокого уровня, по нашему мнению, не могут служить критериями для выделения групп риска среди непрофессиональных групп населения.
Ввиду отсутствия утвержденных значений биологически допустимых уровней (БДУ) содержания токсичных элементов в волосах людей не контактирующих с ними при выполнении работ, для формирования групп риска повышенного накопления Pb, Cd, Ni, Cr, As были использованы условные допустимые уровни (УБДУ) - рабочие величины, округленные значения по 75-му центилю распределения физиологического содержания элементов в волосах практически здоровых людей из экологически и гигиенически благополучных регионов Российской федерации и ближнего зарубежья, полученные в АНО ЦБМ (А.В.Скальный, 2000).
По данным многих исследователей, в настоящее время свинец является основным поллютантом-металлом, представляющим опасность для населения РФ (БА. Ревич, 1992; Н.Н. Беляева с соавт., 1994; А.В. Скальный, А.В. Есенин, 1997; А.В. Скальный, 1995, Госдоклад, 1998). Согласно современным представлениям (Preventing lead poisoning..., 1991, Скальный А.В., 1995; Скальный А.В., Быков А.Т., Лимин Б.В., 2002), концентрация свинца в волосах, превышающая значение 5 мкг/г, является индикатором «уровня обеспокоенности», который указывает на избыточное поступление этого потенциально опасного химического элемента в организм человека. Этот показатель, по данным различных авторов (Черняева Т.К., 1997; Скальный А.В., 2000, Pangborn J., 1994), превышен у 5-40% жителей городов России, причем максимальные значения отмечены А.В. Скальным (2000) в городах Урала (Челябинск, Карабаш, Кыштым и др.).
Исходя из значения 5 мкг/г РЬ, нами была проанализирована распространенность случаев превышения этого показателя в различных административно-территориальных районах и округах г. Москвы. Согласно полученным данным, встречаемость среди взрослого и детского населения лиц с превышением показателя 5 мкг/г волос по РЬ в среднем по Москве достаточно низкая (4,86%) по сравнению со многими другими крупными городами РФ (свыше 20% в Челябинске, до 13 % в Санкт-Петербурге, 4,94% в Нижнем Новгороде, 3,76% в Новосибирске), Московской областью (до 32% в г. Подольске) и РФ в целом (А.В. Скальный, 2000). Это, несомненно, свидетельствует об относительно умеренном антропогенном загрязнении окружающей среды в мегаполисе свинцом - наиболее распространенным и опасным токсичным металлом. Однако, между административными округами г. Москвы выявлены существенные различия в рассматриваемом показателе, что указывает на неравномерность загрязнения окружающей среды свинцом.
Из таблицы 4.2.1.1. следует, что наибольшая частота лиц, испытывающих избыточное поступление РЬ из окружающей среды, характерна для жителей СВАО, ВАО, СЗАО и ЮАО и наименьшая - для ЮЗАО, ЮВАО, САО. Различие между максимальными и минимальными показателями составляет 1,6 раза {6,03% и 3,76% в СВАО и ЮЗАО, соответственно, при среднестатистическом показателе по г. Москве 4,86%).
Изучение корреляции между zc почвы и элементным составом волос населения
Для сопоставления двух массивов данных по распределению элементов в волосах жителей Москвы и в депонирующих средах мегаполиса, было применено административно-территориальное деление города на округа и районы. Как показатели накопления элементов в окружающей среде, так и концентрации элементов в волосах жителей были усреднены по районам и округам. Далее, показатели по районам были ранжированы в пределах каждого округа. Все обработанные показатели затем были организованы для создания электронной геоинформационной системы (ГИС), на основе векторной административной карты Москвы, для наглядного графического отображения рангов и корреляционных зависимостей между показателями.
При построении иллюстративного материала мы отталкивались от элементного состава исследовавшегося биоматериала (волосы) как интегрального показателя, отражающего (среди прочих факторов) и влияние окружающей среды на обмен макро- и микроэлементов у человека (А,В. Скальный, 1989-2002; Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич с соавт., 1990; А.А. Кист, 1987; «Скрининговые методы..., 1989; В.А. Демидов, 2002).
Обработка имеющихся аналитических данных по методу Пирсона позволила установить значимую корреляционную зависимость между содержанием в волосах детского населения и в почве важнейшего элемента-токсиканта - свинца (г=0,56), табл. 5.1.2.
Изучение корреляции между Zc почвы и элементным составом
волос населения
Как показано на примере многочисленных исследований индекс суммарного загрязнения Zcn04BM токсичными металлами можно рассматривать как адекватный индикатор уровня загрязнения окружающей среды металлами в целом (Скрининговые методы..., 1989, Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич с соавт., 1990; Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест, 1999).
В результате проведенного корреляционного анализа усредненных по административным районам значений Zcao4aa и концентраций отдельных элементов в волосах двух групп населения (взрослых и детей) у детей выявлена статистически достоверная положительная корреляционная связь индекса Zc„04Bbl с содержанием в волосах никеля (г=0,45) и хрома (г=0,39), табл. 5.1.2.
5.3 Изучение корреляции между загрязнением атмосферного воздуха по показателям Zc снегового покрова и элементным составом волос населения
При сравнении данных об элементном составе волос населения г. Москвы с суммарным показателем концентрации металлов в пробах снегового покрова установлены те же закономерности, которые были получены нами при анализе данных элементного состава волос и Zc почвы. Как следует из таблицы 5.1.1, у взрослого населения установлена положительная корреляция ZcCHm с содержанием в волосах свинца (т=0,58) и мышьяка (г=0,48).
Таким образом, полученные данные демонстрируют связь между содержаниями токсичных химических элементов в волосах (As, Cr, Ni, Pb) и их концентрацией, а также индексами суммарного загрязнения почв и снегового покрова, как основных объектов, депонирующих загрязнения. В частности, можно сделать вывод о том, что и загрязнение почвы токсичными металлами и повышение их содержания в волосах горожан являются следствием загрязнения атмосферы города. У детей, кроме этого, вероятен и прямой путь поступления токсичных металлов в организм с осажденной пылью вследствие развития у детей выраженной связи «рука-рот» (А.В. Скальный, 1999).
Из представления о почве, как о главном компоненте среды, депонирующем загрязнения из воздуха следует, что мероприятия экологического характера, направленные на снижение уровня антропогенного загрязнения атмосферы токсичными металлами могут напрямую положительно повлиять на элементный статус населения, особенно детей, и снижать риск возникновения многих так называемых «экологозависимых» заболеваний и состояний жителей г. Москвы (так называемый «синдром мегаполиса») (А.В. Скальный, 2000).
