К вопросу влияния состояния водных объектов бассейна реки Кубань на обострение проблемы йододефицита

антропогенный экологический йододефицит река

Здоровье населения является одним из основных показателей социального благополучия, нормального экономического функционирования общества, благоприятной экологической и эпидемиологической обстановки. В условиях социальных потрясений и неблагоприятной экологической обстановки возрастает смертность населения и уровень его заболеваемости [1].

По данным последней переписи населения (октябрь 2002 г.) на территории бассейна р. Кубани проживало 3811,6 тыс. человек, по данным статотчетности 2007 г. - 3546,2 тыс. человек. С конца 90-х годов естественные потери уже не компенсируются миграционным приростом. В результате общая численность населения в бассейне р. Кубань в 2002-2007 годах ежегодно уменьшалась на 0,04-0,2% [2].

В последние десятилетия во всех административно-территориальных единицах, расположенных в пределах бассейна р. Кубань, наблюдается четкая тенденция роста числа умерших: в 1960 г. 7,0-7,6 человек на 1000 населения, в 1970 г. 8,5-9,2 человека, в 1980 г. 9,0-12,2 человека, в 1990 г. 10,2-13,4 человек, в 2002 г. 11,1-15,9 человека. Особенно заметно превышение величины смертности у мужчин (в 4-4,5 раза) в трудоспособном возрасте [2].

Практически вся территория бассейна р. Кубани относится к зоне повышенного риска заболеваний щитовидной железы. Основной причиной таких заболеваний является недостаток потребления йода [3-5].

Йод является незаменимым для функционирования организма микроэлементом. Организм здорового человека содержит 15-20 мг йода, 70-80% из которого скапливается в щитовидной железе и служит необходимым компонентом для синтеза тиреоидных гормонов, состоящих на 2/3 из йода: трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4). Потребность в суточной норме йода составляет от 100 до 200 мкг, а за свою жизнь человек употребляет 1 чайную ложку йода (3-5 г). Периодами повышенной необходимости йода для организма являются половое созревание, беременность и время кормления грудью.

Йододефицит в окружающей среде (в почве, воде, продуктах питания) и, следовательно, недостаточное естественное его поступление в организм вызывает сложную цепь компенсаторных процессов, призванных поддержать нормальный синтез и секрецию гормонов щитовидной железы. Стойкий и длительный недостаток йода проявляется возникновением ряда йододефицитных заболеваний щитовидной железы (диффузного и узлового зоба, гипотиреоза), невынашиванием беременности, перинатальной смертностью, физической и умственной отсталостью детей, эндемическим кретинизмом [3-5].

Вторым по частоте возникновения йододефицитным заболеванием щитовидной железы среди взрослого населения является узловой зоб - неравномерная, узловая гиперплазия щитовидной железы. На ранних этапах узловой зоб не ведет к нарушению функций щитовидной железы, однако при приеме препаратов йода может вызывать развитие тиреотоксикоза [3].

Недостаток кальция, марганца и магния изменяют функциональную активность щитовидной железы [6]. На этом основании можно полагать, что дисэлементозы по кальцию, магнию и марганцу могут усиливать дисбаланс других тиреоспецифических элементов, включая йод, и способствовать функциональному напряжению тиреоидной системы. Повышенное содержание в воде органических загрязнений и синтететических поверхностно активных веществ (СПАВ), на основе которых создается большинство моющих средств, ведет к резкому снижению содержания в ней кальция, марганца и магния.

Известно, что многие факторы внешней среды (помимо дефицита йода) в экологически неблагополучных регионах способствуют ухудшению функциональной активности щитовидной железы и в силу этого оказывают зобогенный эффект. Следовательно, ухудшение экологической обстановки как бы усиливает эффект дефицита йода и, таким образом, создает условия для роста напряженности зобной эндемии. Совместное влияние этих факторов нередко оказывается настолько значительным, что компенсаторное, иногда даже значительное увеличение размеров щитовидной железы не в состоянии нормализовать ее функцию. Дополнительное воздействие комплексной антропогенной нагрузки неблагоприятно как для мальчиков, так и девочек, увеличивая индивидуальный риск развития диффузного нетоксического зоба (ДНЗ) в 2,5-3 раза по сравнению с детьми, проживающими в «чистых» районах [5, 7, 8].

В последние годы большого внимания заслуживает изучение влияния геохимических и техногенных факторов окружающей среды на состояние здоровья населения и зависимость показателей заболеваемости от территории проживания. При этом среди факторов, формирующих состояние здоровья населения, экологический является одним из доминирующих [5].

Река Кубань является одной из наиболее крупных рек Северного Кавказа. Бассейн р. Кубани охватывает западную часть северного склона Большого Кавказа, юго-западную часть Азово-Прикубанской низменности. Площадь бассейна реки Кубань - 57900 км², длина реки - 906 км. Гидрографическая сеть бассейна Кубани представлена как естественными водными объектами (реки, озера, ледники), так и антропогенными (водохранилищами, прудами) [9].

Состояние окружающей природной среды на территории бассейна реки Кубань тесно связано с географическим положением и местными климатическими особенностями. Указанная территория юга европейской части России представлена сочетанием равнин, предгорий и гор и включает в себя 4 субъекта РФ в пределах Южного и Северо-Кавказского федеральных округов (рис. 1).

Рис. 1. - Карта-схема бассейна р. Кубань

Анализ качественного состояния земельных ресурсов этого региона показывает, что в течение длительного времени на его обширных земледельческих территориях, наблюдается увеличение площадей деградированных земель, в результате воздействия антропогенной деятельности и опасных природных процессов (явлений). К началу ХХI столетия регион приобрел монофункциональную направленность, природные ландшафты превратились практически полностью в агроландшафты, где компоненты природного комплекса, в том числе и земли, в результате глобальной потери видового разнообразия и естественного равновесия, утратили экологические механизмы самоорганизации, самовоспроизводства, саморегуляции, самоочищения и стали полностью зависеть от разума и действий человека. Широкое использование земель в сельскохозяйственном производстве привело к тому, что на настоящее время доля земель сельскохозяйственного (с/х) назначения в регионе составляет около 80% от общей площади (в Ставропольском крае - более 90%), а площадь пашни - более 50% от общей площади сельскохозяйственных угодий. Повсеместная распашка почвы до уреза воды, смыв чернозема, органических и минеральных удобрений, пестицидов, снегозадержание на полях, отсутствие должных лесонасаждений, строительство дамб и искусственных прудов, забор воды на орошение - вот главные причины загрязнения притоков р. Кубани [10].

В организм человека загрязняющие химические вещества попадают в основном из атмосферного воздуха, пищевых продуктов и питьевой воды.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха, пищевых продуктов в последние годы в целом по Краснодарскому краю в пределах 1% проб, не отвечающих гигиеническим нормативам, (рис. 2) однако на отдельных территориях значительно выше средне краевых показателей. Уровень загрязнения питьевой воды повышенный в основном за счет органолептических показателей (цветность, мутность), уровень загрязнения химическими загрязняющими веществами воды в последние годы в целом по краю в пределах 1% проб, не отвечающих гигиеническим нормативам [11].

Рис. 2. - Уровень загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и пищевых продуктов в Краснодарском крае

Суммарный объём выбросов загрязняющих веществ, поступивших в 2013 году в атмосферный воздух на территории Краснодарского края от стационарных и передвижных источников, составляет около 850 тыс. тонн. При этом на долю выбросов от передвижных источников приходится около 76% от суммарного объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. К приоритетным загрязнителям атмосферного воздуха (превышающими ПДК), контролируемыми на территории Краснодарского края в 2011-2013 г.г., можно отнести химические вещества: взвешенные вещества, формальдегид, алифатические предельные углеводороды, углерод оксид, бенз(а)пирен и др. (табл. 1) [12].

Таблица 1 Доля проб атмосферного воздуха, превышающих ПДКмр по приоритетным веществам в % в Краснодарском крае в 2011-2013 гг.

Как видно из таблицы в 2013 году уменьшается удельный вес проб, превышающих ПДК, по сравнению с 2012 годом. Однако, отмечается увеличение проб, превышающих ПДК, по взвешенным веществам, углеводородам, в т.ч. алифатическим предельным углеводородам, бенз(а)пирену, аммиаку.

Доля населения, проживающего в городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха составляет в Краснодарском крае 54%. Большое количество выбросов загрязняющих веществ осуществляется и в других населенных пунктах в бассейне р. Кубань [1, 12].

По данным Федеральной службы государственной статистики по Карачаево-Черкесской Республике (2 ТП - воздух), выброс загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников за 2012 год составил 22,211 тыс. тонн. Подробные данные по выбросам приведены в таблице 2.

Таблица 2 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников по Карачаево-Черкесской республике в 2012 году

По отчетным данным предприятий в атмосферу поступают загрязняющие вещества 152 наименований, из них: 1-го класса опасности 4 наименования с годовым выбросом 0,3тонны; 2-го класса опасности 30 наименований с годовым выбросом 3547,5 тонн.

Выбросы от стационарных источников оказывают негативное воздействие на атмосферный воздух широким спектром вредных веществ, многие из которых относятся к I и II классу опасности и способны даже в малых количествах нанести значительный ущерб окружающей природной среде и здоровью человека [13, 14].

Наибольшую опасность для здоровья в 2013 году по всем регионам бассейна представляло загрязнение атмосферного воздуха формальдегидом, бенз(а)пиреном, марганцем, взвешенными веществами, медью, азота диоксидом, никелем, фенолом, оксидом углерода. Проблема загрязнения атмосферного воздуха наиболее характерна для урбанизированных территорий и обусловлено это не только выбросами от передвижных источников, основным из которых является автотранспорт, но и выбросами от стационарных источников, так как большие предприятия исторически размещались в крупных и средних городах [15].

Значительное влияние на состояние водных объектов оказывают потребление воды для различных нужд и сброс использованной воды в водные объекты.

В последние годы в связи с нарастающими объемами сельскохозяйственного производства все большую значимость приобретает проблема загрязнения природных вод стоком с полей, лесов, животноводческих угодий. Условно загрязнение этим видом стока можно разделить на три группы:

- биогенные вещества, поступающие в реки и водоемы в результате вымывания из почвы;

- ядохимикаты (пестициды, инсектициды, гербициды, дефолианты и др.), смываемые с полей или распыляемые с самолетов;

- продукты водной эрозии почв, включающие в себя органические и неорганические вещества, а также ядохимикаты.

Эти вещества попадают в водоемы и водотоки без какой-либо очистки, а потому имеют высокую концентрацию различных загрязнителей [16].

Наиболее негативно воздействуют на надземные и подземные воды свалки. В местах складирования отходов формируются антропогенные водоносные горизонты, по уровню загрязнения, превышающие все существующие техногенные образования в подземной гидросфере. Основной источник поступления загрязнителей в поземные горизонты грунтовых вод - уникальный по своей токсичности фильтрат, формирующийся в в аэробных условиях в толще свалки в результате процессов сбраживания, гумификации органического вещества. В фильтрате присутствуют ионы аммония и хлора, в высокой концентрации макрокомпоненты, содержание которых составляет несколько грамм на 1 литр, тяжелых металлов (цинк, свинец, никель, хром, кадмий и другие). В фильтрате формируются органические соединения смешанных рядов, ароматические, ациклические и карбонильные соединения всех классов опасности [16].

В 2013 году на территории Краснодарского края было сброшено 5030,99 млн. м³ сточных, транзитных и других вод, из них 2677,86 млн. м³ сброшено в природные поверхностные воды, из них загрязненных сточных вод - 839,32 млн. м³, нормативно очищенных - 123,25 млн. м³ [12, 17].

Водоотведение по Карачаево-Черкесской республике за 2008 по 2012 год варьируется в пределах 55,53 - 52,84 млн. м³/год. Структура сточных вод за 2012 гг.: 18 % стоков сброшено без очистки, 79,2 % - недостаточно очищенных, 1,6 % стоков - нормативно чистых без очистки, 1,2 % - нормативно-очищенных на сооружениях очистки. Промышленные предприятия и предприятия ЖКХ, являясь основными источниками загрязнения, уменьшили объемы сброса сточных вод, но качество их сточных вод с каждым годом ухудшается [13, 14].

Ежегодно в поверхностные водные объекты бассейна р. Кубани сбрасывалось более 2500 млн.м³ сточной воды, содержащей более 60 тыс. тонн загрязняющих веществ. Основные загрязнители - промышленное производство, орошаемое земледелие, предприятия ЖКХ. Система бассейна реки Кубань загрязнена рядом химических соединений, включая тяжелые металлы и нефтепродукты. Весьма загрязнены химическими веществами воды притоков реки Кубань - реки Лаба, Зеленчук и др. Самые распространенные загрязненные участки реки Кубань расположены в районе городов Армавир, Кропоткин и Краснодар, где сконцентрированы производства, широко использующие нефть и нефтепродукты [2].

Загрязняющие вещества попадают в водоемы не только с сосредоточенными сбросами промышленных и сельскохозяйственных предприятий или очистных сооружений городских стоков - значительная доля их поступления обусловлена смывом поллютантов с водосборных территорий. Более того, нередко общая картина загрязнения рек и водоемов бывает сформирована именно рассредоточенными источниками. Причем, в отличие от сосредоточенных стоков, которые хотя бы в принципе могут быть контролируемы и регулируемы, диффузное загрязнение водоемов практически не поддается прямому контролю и ограничению [18].

В 2013 г. качество воды р. Кубань, как и в 2012 году, во всех наблюдаемых створах характеризовалось 3-м классом разрядом «б» «очень загрязненная», за исключением створов р. Кубань выше и ниже города Армавира, качество воды в которых характеризовалось 3 классом разрядом «а» «загрязненная» [12, 17].

Для Краснодарского края проблема обращения с отходами производства и потребления (далее - отходы) считается первостепенной (согласно классификации экологических проблем края по уровню опасности для здоровья населения и сохранности экосистем). Реестр объектов размещения отходов производства и потребления Краснодарского края включает информацию о 841 объекте размещения отходов производства и потребления (ОРО), а именно: 320 свалок твердых коммунальных отходов; 499 навозохранилищ и 29 пометохранилищ; 13 объектов размещения промышленных отходов. Общая площадь учтенных ОРО составляет 966,59 га (0,012% от общей площади края) [12, 17].

Инфраструктура в области обращения с отходами производства и потребления на территории края практически не развита и не имеет в своем составе производств с современными технологиями переработки отходов. Оценка влияния деятельности в сфере обращения с отходами на окружающую среду муниципальных образований Краснодарского края показала, что: «очень высокая» экологическая нагрузка отмечается на территории города Краснодар, «высокая» экологическая нагрузка отмечается на территории 5 МО - город-курорт Анапа, город-курорт Сочи, город Новороссийск, Белореченский и Усть-Лабинский районы [12, 17].

В Карачаево-Черкесской республике эксплуатируется 3 полигона бытовых отходов в г. Черкесск и Усть-Джегутинском районе. Полигоны находятся в ведении ОАО «САХ» г. Черкесск, ОАО «КЧР ЭКО» и МУП «ЖКХ г. Усть-Джегута». Мощность полигонов ОАО САХ г. Черкесска и МУП ЖКХ г. Усть-Джегута практически исчерпана, через 1,5 - 2 года отходы размещать будет некуда. Полигон ТБО ОАО «КЧР ЭКО» заполнен на 7 % [13, 14].

Возить отходы с удаленных населенных пунктов на эти полигоны не рентабельно. Самые удаленные населенные пункты Зеленчукского и Урупского района находятся на расстоянии порядка 200 км от г. Черкесска и г. Усть-Джегуты. Из-за нехватки полигонов для размещения ТБО часть данных отходов размещается в местах временного складирования ТБО, организованными органами местного самоуправления, другая часть - на стихийно образованных свалках, в поймах рек, на окраинах населенных пунктов.

Сбор промышленных отходов (металл, аккумуляторы, отработанные масла, люминесцентные лампы и др.) производится частными предприятиями [13, 14].

Увеличение техногенной нагрузки на составляющие биосферу компоненты ухудшает качество природной среды и нарушает существующие в природе связи, что может привести к местным, а иногда и глобальным изменениям, имеющим, зачастую, необратимый характер.

Оздоровление воздушной среды связано, прежде всего, со снижением на неё антропогенного прессинга за счет уменьшения объёма выбросов, с одной стороны, и увеличения объёма очищенных и уловленных загрязняющих веществ, с другой.

Механизмом практического осуществления государственной политики в области охраны атмосферного воздуха являются экологические программы, представляющие собой увязанные по ресурсам, исполнителям и срокам осуществления воздухоохранные мероприятия, обеспечивающие эффективное решение задач в области улучшения качества атмосферного воздуха.

Учитывая особенности загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов веществами, специфическими для отдельных отраслей промышленности (выбросы от химических производств и от перегрузочных комплексов различных химических грузов), а также высокий уровень автомобилизации основными задачами для снижения уровня загрязнения атмосферного воздуха и улучшения условий проживания населения являются:

- снижение загрязнения атмосферного воздуха в Краснодаре и других крупных городах путём внедрения и развития общественного электротранспорта, снижения выбросов от автотранспорта за счёт установки каталитических нейтрализаторов, сажеуловителей, внедрения в крае стандартов качества автомобильного топлива «Евро - 3» и «Евро - 4»;

- осуществление контроля и регулирование загрязнения, снижение пиков загрязнения атмосферного воздуха, особенно в период неблагоприятных метеорологических условий; перевод всех объектов теплоэнерготического комплекса на природный газ, обеспечение регулярной влажной уборки улично-дорожной сети городов;

- ужесточение контроля реализуемого автомобильного топлива, а также организация и проведение контроля технического состояния транспорта, использующего, в ряде случаев, бензин с присадками свинца;

- обеспечение рациональной системы дорожного движения в городах и других населённых пунктах края, строительство объездных дорог, усовершенствование автотранспортных средств в части сокращения объёма выбрасываемых ими вредных веществ;

- ужесточение требований к ведению производственного лабораторного контроля на предприятиях всех форм собственности в соответствии с требованиями природоохранного и санитарного законодательства;

- вывод транспортных организаций за пределы селитебных зон населённых пунктов; обеспечение соблюдения природоохранного и санитарного законодательства при размещении гаражей и автостоянок.

Большое разнообразие природных условий в бассейнах рек и других водоемов, осложненное последствиями воздействия человека, все более вызывает необходимость дифференцированного подхода к разработке мероприятий по регулированию водного режима.

Приоритет при использовании водных ресурсов должен отдаваться экологическим требованиям, а затем по остаточному принципу (или по экономическим соображениям) должны решаться водохозяйственные задачи. Экологический попуск ниже створа регулирования или изъятия воды не может быть постоянной величиной и должен изменяться по величине расходов воды от определенного минимума до максимума, приближаясь в определенных пределах к естественному режиму. Поэтому наряду с мероприятиями по уменьшению сбросов загрязняющих веществ в водные объекты необходимо кардинально решить вопрос по упорядочению регулирования забора воды, особенно при перераспределении стока рек.

К основным мерам, направленным на улучшение качества поверхностных вод путём сокращения сбросов загрязняющих веществ в водные объекты, необходимо, в первую очередь, отнести реконструкцию существующих и строительство новых очистных сооружений, отвечающих современным требованиям к очистке сточных вод, а также сокращение объёмов сточных вод, поступающих на очистку, за счёт совершенствования технологии производств (переход на маловодные и безводные технологии, осуществление предварительной очистки наиболее загрязненных производственных сточных вод на собственных локальных очистных сооружениях и установках и т.п.).

Стратегической целью деятельности в области обращения с отходами производства и потребления является создание во всех субъектах эффективной системы управления отходами. При этом предусмотреть максимальное использование отходов в качестве вторичного сырья и энергоресурсов, а также внедрение экономически и экологически приемлемых методов обезвреживания, глубокой переработки и безопасного размещения неутилизируемых фракций отходов.

Сформулируем теперь некоторые основные выводы, к которым можно прийти в результате анализа вышеизложенного материала.

Анализ природных и антропогенных систем в пределах всего бассейна с учетом степени их деградации и загрязнения позволяет заключить, что ландшафтные системы в целом пока еще достаточно динамичные и способные к самовосстановлению при ослаблении антропогенного давления на них, а выполнение хотя бы части предложенных мероприятий будет благоприятствовать их устойчивому развитию и улучшению экологической обстановки в бассейне р. Кубань. Оздоровление окружающей среды, в свою очередь, поможет решению проблемы йододефицита у значительной части населения России и улучшению демографической ситуации в четырёх субъектах. Российской Федерации.