Роль приоритетных химических факторов в комплексной оценке среды обитания на примере северных территорий Восточной Сибири

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата

биологических наук

Роль приоритетных химических факторов в комплексной оценке среды обитания на примере северных территорий Восточной Сибири

03.00.16. - «Экология»

Перцева Татьяна Григорьевна

Ульяновск- 2009



Работа выполнена на кафедре физического воспитания в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Братский государственный университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Никифорова Валентина Александровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Романова Елена Михайловна

доктор биологических наук, профессор Филиппова Светлана Николаевна

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ульяновский государственный педагогический университет»

Защита диссертации состоится «20» ноября 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.278.07 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Ульяновский государственный университет по адресу: ул. Набережная реки Свияги, 106, корп. 1, ауд. 703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета, а с авторефератом - на сайте ВУЗа http://www.uni.ulsu.ru.

Отзывы на автореферат направлять по адресу: 432000, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, д.42, Ульяновский государственный университет, управление научных исследований.

Автореферат разослан «____» ______________2009 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент С.В. Пантелеев



ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы В настоящее время обострились экологические проблемы, обусловленные накопленным мощным антропогенным воздействием на природные экосистемы (Онищенко Г.Г., 2002; Manning A.C., 2001). Сложное переплетение технико-экономических и социальных факторов приводит к количественным и качественным изменениям природных экосистем, которые влекут за собой изменения условий жизнеобеспечения человека, как в природной среде его обитания, так и в социально-экономической сфере (Агаджанян Н.А и соавт.. 1998).

Одними из наиболее мощных факторов воздействия на среду и здоровье населения, остаются значительные объемы выбросов вредных веществ в атмосферу, сброса сточных вод, накопления токсичных отходов, образования геохимических провинций антропогенной природы (Башкин В.Н., 2004; Rukhovets L,A, 2006).

Промышленное развитие Сибири, формирование территориально-промышленных комплексов Иркутской области привело к необоснованной концентрации промышленных гигантов и к осложнению экологической обстановки. На территории Братского промышленного узла в начале 90-х годов сложилась чрезвычайная экологическая ситуация (Юшков Н.Н. с соавт., 1992,1996, 1998; Савченков М.Ф. и соавт., 2002).

В настоящее время получило признание наличие тесной связи между состоянием окружающей среды и показателями здоровья населения (Рахманин Ю.А. и соавт., 2001; Онищенко Г.Г., 2003). При этом здоровье рассматривается как критерий качества среды обитания, ее влияние на жизнедеятельность людей и эффективность природоохранных мероприятий (Гичев Ю.П., 1995, 2007; Прусаков В.М, Прусакова А.В, 2004,2007; Рукавишников В.С, Ефимова Н.В., Лещенко Я.А., 2002). В виду большой чувствительности детского организма к воздействию неблагоприятных факторов природной и окружающей среды большинство исследований касаются детей (Кувина В.Н.,1991; Маторова Н.И., 1995, 2000; Сухарев А.Г., 2000; Кучма В.Р., 2001; Даутов Ф.Ф. и соавт, 2001,2002; Вельтищев Ю.А.,2003). Причем особую актуальность приобретает выявление и донозологическая оценка состояний, возникающая при характеристике процессов адаптации под действием неблагоприятных факторов окружающей среды (Рахманин Ю.А. и соавт., 2001; Сливина Л.П.,2004; Филиппов Е.С., 2004).

Тесная связь между состоянием здоровья и физическим развитием особенно выражена в детском и подростковом возрасте, она определяет актуальность изучения темпов физического развития в различных условиях внешней среды. В подавляющем большинстве работ, при оценке физического развития указывается на ведущую роль генетического фактора. Вместе с тем, недостаточно изучен вопрос о зависимости физического развития различных групп населения от метеорологических факторов в условиях техногенного влияния окружающей среды, не решены проблемы адаптации различных половозрастных групп к изменяющимся условиям.

Цель работы: Выявить основные загрязнители среды обитания и дать оценку экологического риска для здоровья населения различных возрастных групп. техногенный экологический здоровье адаптационный

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- дать характеристику факторов внешней среды и изучить динамику изменения показателей техногенной нагрузки на территории г. Братска;

- провести оценку экологического риска и риска здоровью различных групп населения;

- дать оценку физического развития и адаптационных возможностей сенситивных групп населения;

- усовершенствовать подходы к повышению адаптационных возможностей групп риска корригирующими и оздоровительными методами.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Длительная техногенная нагрузка на объекты окружающей среды г. Братска обусловливает высокий экологический риск и риск здоровью населения. Адаптационные возможности организма зависят от длительности и интенсивности воздействия вредных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе г. Братска.

2. Неблагоприятные факторы окружающей среды, влиянию которых подвергается население г. Братска, обусловливает снижение адаптационных возможностей организма, функциональное напряжение сердечно-сосудистой системы и дисгармоничность физического развития.

3. Комплексная оздоровительная программа, включающая физкультурно-оздоровительные и медико-профилактические мероприятия, предусматривает повышение эффективности адаптации сердечно-сосудистой системы к учебно-производственным и техногенным нагрузкам.

Научная новизна Впервые дана комплексная оценка экологического риска и риска здоровью населения на территории, подвергающейся воздействию объектов окружающей среды, выбросами алюминиевого, лесохимического производства и теплоэнергетики. Выявлена приоритетная роль примесей: фтористых соединений.

Выявлены особенности адаптационных возможностей обследуемых в зависимости от уровня химической нагрузки, характеризующиеся большей долей лиц с дисгармоничным физическим развитием, напряжением функциональных возможностей сердечно-сосудистой и вегетативной нервной систем и у населения, подвергающегося более высокой экспозиции.

Дано научное обоснование мероприятий, направленных на повышение адаптационных возможностей организма, включающее анализ негативных факторов окружающей среды и условий жизнедеятельности, индивидуальные возможности организма.

Теоретическая и практическая значимость:

Результаты проведенных исследований дополняют современные представления об адаптационных возможностях организма в условиях изменяющихся экологических факторов. Материалы диссертационного исследования использованы при подготовке концепции социально-экономического развития г. Братска «Комплексная программа социально-экономического развития муниципального образования г. Братска», разработке целевой программы «Сохранение здоровья студентов и работников Братского Государственного Университета на 2008-2010 гг.». Материалы представлены в отдел экологии администрации г. Братска и использованы при принятии управленческих решений по минимизации экологического риска, в департамент физической культуры г. Братска.

Материалы исследования послужили основанием для разработки предложений по повышению эффективности адаптации детей дошкольного возраста и студентов, которые внедрены в практику на базе детских дошкольных учреждений г. Братска и санатория-профилактория Братского государственного университета, материалы используются в учебном процессе на кафедрах физического воспитания Братского государственного университета, Иркутского государственного университета, по курсу медицинской экологии АФ-НИИ Медицины Труда и Экологии Человека ГУ НЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН.

Внедрение результатов исследования осуществлено в форме:

- Монографий: «Физическое развитие детей и подростков Восточной Сибири» (г. Братск, 2007); «Медико-экологические риски современного города» (г. Братск , 2008);

- Методических указаний «Экология физической культуры» (методические указания). - Братск, 2004. - 36с.

- Методических указаний «Экологический аспект в учебно-тренировочном процессе» (методические указания). - Братск, 2004. - 42с.

Апробация работы Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: V научно-методической конференции «Проблемы физического воспитания и спортивной работы в системе образования» - Иркутск, 2004 г.; III Всероссийской научно-практической конференции «Физическая культура, спорт и здоровье студенческой молодежи в современных социально-экономических условиях развития общества», - г. Ульяновск, 2005 г; Международной научно-методической конференции «Восток-Россия-Запад. Физическая культура и спорт в развитии здоровьеукрепляющих и здоровьесберегающих технологий», - г. Иркутск, 2005 г; Матерiали II Мiждународної науково-практичної конференцiї «Сучаснi науковi дослiження - г. Днiпропетровськ, 2006г.; Пленуме Научного совета по Экологии человека и гигиене окружающей среды.- Москва, 2006 г.; Всероссийской методической конференции «Совершенствование качества профессионального образования в университете» - Братск, 2006 г.; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сохранения и укрепления здоровья молодежи сибирского региона». - Иркутск, 2006 г; VII International Crimean Conference «Сosmos and biosphere», Sudak, Crimea, Ucraine,2007 г; Международной конференции «Организация и методика учебного процесса, физкультурно-оздоровительной и спортивной работы». - Москва, 2008 г.; Форуме-выставке «Подготовка кадров для экономики области- потребности и инновационные подходы», Иркутск, 2008 г.; III межрегиональной научно-практической конференции «Охрана окружающей среды в муниципальных образованиях на современном этапе». - Братск, 2008 г.; Всероссийской научно-методической конференции «Актуальные проблемы здоровьесберегающих технологий в области физической культуры и спорта среди молодежи». - Иркутск, 2009 г.; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов». - Саратов, 2009 г.

Публикации. Результаты исследований изложены в 21 научной работе, в том числе в 3 изданиях, рекомендованных ВАК к публикации материалов диссертационных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, включающих обзор литературы, объем и методы, применяемые в работе, 3 глав собственных исследований, обсуждения результатов, списка литературы. Материалы изложены на 168 страницах, включая 12 рисунков и 47 таблиц, 334 литературных источника, в том числе 83 иностранных автора.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и задачи исследования, научные положения, выносимые на защиту, ее научная новизна и практическая ценность, апробация результатов исследований, приведена информация о структуре и объеме работы.

В первой главе проведен анализ современных работ отечественных и зарубежных авторов, посвященных проблемам оценки воздействия химических веществ на биологические объекты. За период последних десятилетий очевидно влияние природно-климатических факторов на живые организмы. Многочисленные примеры последствий техногенного загрязнения на экосистемы показывают, что они представляют опасность и наносят ущерб окружающей среде. Значительный вклад в изучение влияния промышленных выбросов на климатические изменения внесли Величко А.А, Воробьев А.В, Данилов-Данильян В.И.,. Соловьев А.Н, Чумаков Н.М, на экосистемы и биоту - Гомбеева С.В.,.Михайлова Т.А, Овчинникова С.И., Рунова Е.М., Руховец Л.А., Тугарина П.Я., Чернильникова Т.В.и другие. Результаты их исследований позволили дать комплексное представление о воздействии техногенных загрязнений на состояние окружающей среды, ими разработаны общие подходы к оценке их воздействия на экосистемы.

Климатические и погодные факторы, играя ведущую роль в формировании всех природных процессов, в значительной степени определяют условия жизни, сохранения и укрепления здоровья человека, оказывая на него разнообразное влияние. В главе приведены результаты литературного обзора исследования влияния температуры воздуха, скорости его движения, влажности, уровня атмосферного давления, продолжительности светового дня.

Концепция биологической адаптации человека, выраженная в существовании адаптивных типов как нормы реакции включает анализ биологических преобразований в процессе онтогенеза, изучение биологической роли онтогенетических перестроек в филогенезе человека, средовую обусловленность антропогенеза, соотношение скоростей биологической эволюции в антропогенезе и развитии материальной культуры. Это позволяет проводить оценку влияния природных антропогенных воздействий на процессы протекания онтогенеза и использовать популяционный подход, заключающийся в анализе морфо-физиологических корреляций с позиций изменчивости и стабильности физиологического гомеостаза популяций и его зависимости от экологических факторов.

Результаты литературного обзора показали, что с точки зрения воздействия на здоровье населения самым опасным является загрязнение атмосферного воздуха. В рамках данной темы следует отметить, в частности, влияние химических загрязняющих веществ, таких как, оксид углерода, оксиды азота, серосодержащие соединения, формальдегид, фтористые соединения с учетом неблагоприятных метеоусловий, в первую очередь, температурных инверсий. Накоплен существенный экспериментальный материал по их влиянию на заболеваемость дыхательной системы, нервной системы, сердечно-сосудистой системы, пищеварительной системы, иммунной системы, опорно-двигательного аппарата.

К наиболее перспективным методам количественной и качественной характеристики вредных эффектов, способных развиваться в результате воздействия факторов окружающей среды на конкретную группу людей при специфических условиях экспозиции следует отнести оценку риска для здоровья человека. В главе обоснована возможность и целесообразность использования методологии оценки риска на практике в качестве надежного инструмента, способного определять приоритетность и эффективность оздоровительных мероприятий.

Представленная информация позволяет в условиях антропо-экологического прессинга определить в качестве критерия здоровья населения - физическое развитие и в качестве индикатора - адаптационные возможности организма. Организм детей и подростков наиболее чувствителен к неблагоприятным воздействиям окружающей среды; у подростков происходят глубокие возрастные нейрогуморальные перестройки, которые часто вызывают функциональные нарушения или расстройства, что в значительной степени снижает устойчивость и адаптационные возможности растущего организма.

К настоящему времени значительные теоретические и практические исследования по оценке воздействия загрязнения окружающей среды химическими примесями и их воздействием на физическое развитие и функциональные системы организма провели Алексеева Т.И., Баевский Р.М, Ванюшин Ю.С., Вельтищев Ю.Е., Даутов Ф.Ф., Дегтева Г.Н., Казначеев В.П., Котышева Е.Н., Кувина В.Н., Кучма В.Р.. Литвинова О.В., Маторова Н.И., Мешков Н.А, Морозова Л.В., Насколов В.М., Рахманин Ю.А., Сливина Л.П., Сухарев А.Г.. Хонды М.В., Шестернина Ж.Г. В работах этих ученых отмечается, что качество среды обитания оказывает выраженное влияние на формирование показателей адаптационных возможностей организма, а динамическое наблюдение за процессами роста и развития групп населения в различных регионах позволяет своевременно обнаружить неблагоприятные тенденции и реагировать на них путем разработки и реализации региональных и федеральных программ укрепления здоровья.

Наиболее успешно реализовать сохранение и развитие здоровья организм может при воздействии внешней среды в определенном оптимуме. Влияние техногенных факторов существенно осложняет и нарушает процессы адаптации и может привести к развитию донозологических изменений или патологии. На основании изложенного необходимо провести экологические, клинико-эпидемиологические исследования с целью выявления факторов, оказывающих негативное воздействие на адаптационные возможности организма с учетом региональных особенностей для обоснования комплексных программ, направленных на сохранение и укрепление адаптационных реакций различных групп населения в условиях экологического неблагополучия.

Во второй главе изложена краткая характеристика объектов и методик исследований по изучению взаимосвязи экологических факторов и адаптационных возможностей организма.

В качестве объекта исследования принят г. Братск Иркутской области, где проживает более 250 тысяч человек и сосредоточен значительный промышленный потенциал, представленный предприятиями металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности и теплоэнергетики.

Административно город разделен на три округа - Центральный, Падунский и Правобережный, отличающиеся степенью загрязнения атмосферного воздуха. Направления и объем выполненных исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1. Программа исследований

Направление исследований	Объекты исследования	Объем исследований
1 Эколого-гигиеническая оценка качества окружающей среды	Метеорологические параметры (температура, скорость ветра, атмосферное давление, относительная влажность, частота туманов и др.) Атмосферный воздух	1995-2007 гг. Число исследований: 3400 проб
	Питьевая вода	20000 проб
	Почва	2820 проб
2. Экологическая оценка предотвращенного ущерба	Атмосферный воздух	25,277 млн. руб.
3.Оценка риска	Атмосферный воздух, почва	1995-2007 гг.
4. Анализ состояния здоровья детей и студенческой молодежи: - проведение исследований и оценка физического развития (соматометрические, физиометрические исследования, оценка гемодинамики, адаптационного статуса) вариабельности ритма сердца; - анализ содержания фторидов в волосах	Анкетирование Студенты 18-20 лет Дети 4-7 лет	220 человек 207 человек 67 человек 76 человек (двукратно) 62 пробы
5. Изучение причинно-следственных связей с использованием математико-статистических методов	Система «факторы среды здоровье населения»	1995-2007 гг.
6.Разработка комплекса методов и реабилитация различных когорт населения в условиях техногенного загрязнения	Территория города, детское население и студенческая молодежь	1995-2007 гг.

Анализ климатических факторов проведен по данным наблюдений Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды за 1990-2007 годы. Изучены среднегодовые и абсолютные максимальные и минимальные температуры (Т; 0С), скорость воздуха (м/с), давление (кПа), относительная влажность (%), частота туманов, частота штилевых состояний, повторяемость направления ветра по основным румбам.

Изучение загрязнения атмосферного воздуха и расчет потенциала загрязнения атмосферы (ИЗА) проведен по общепринятой методике РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы».

Оценка источников загрязнения атмосферного воздуха осуществлялась на основе данных государственной статистической отчетности по форме 2-ТП (воздух) за 1990-2007 гг.

Загрязнение атмосферного воздуха характеризовалось среднегодовыми и максимальными концентрациями, полученными из разовых и среднесуточных проб атмосферного воздуха за период 1990-2005 гг. по 6 стационарным постам: в Центральном районе (ПНЗ№8, №7); Падунском (ПНЗ№2, №3) округе; Правобережном (ПНЗ№11) округе и пос. Чекановский (ПНЗ№1).

Питьевая вода оценена в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01. «Вода питьевая. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» по 33-м показателям с учетом суммации.

Загрязнение почвы изучалось в соответствии с ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве».

Оценка риска, связанная с химическим загрязнением окружающей среды проведена в соответствии с руководством по оценке риска Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду». Для оценки комплексной химической нагрузки и выявления опасности вредного действия веществ определялись коэффициенты опасности (HQ) и индексы опасности (HI).

Экологическая оценка предотвращенного ущерба осуществлена по видам природных ресурсов, включая атмосферный воздух в соответствии с МР «Методика определения предотвращенного экологического ущерба».

Для выявления особенностей формирования организма в условиях воздействия факторов окружающей среды изучали состояние здоровья двух групп населения: детей 4-7 лет и молодых людей в возрасте 18-20 лет. На предварительном этапе проведено интервьюирование по оригинальной анкете, включающей разделы: место жительства, доход семьи, социальный статус, особенности питания; для лиц 18-20 лет- наличие вредных привычек, место работы, учебы, увлечения и т.п.

Проведено обследование двух групп дошкольников, проживающих в г. Братске с момента рождения. Обследованы 76 детей в возрасте 4-6 лет (из них 42 девочки и 34 мальчика), проживающих в Падунском районе и 64 (из них 39 девочек и 25 мальчиков), проживающих в Центральном районе. В соответствии с требованиями Комитета по биомедицинской этике обследование проведено с письменного информированного согласия родителей.

При оценке индивидуального здоровья учитывали: антропометрические и физиологические параметры (длина и масса тела, окружность грудной клетки, активная масса тела, артериальное давление, частота сердечных сокращений и частота дыхания, жизненная емкость легких, индексы, отражающие адаптационные резервы организма).

Оценку физического развития проводили с использованием региональных таблиц процентильного типа.

Функциональные возможности кардиореспираторной системы оценены с использованием пробы с нагрузкой (проба Мартине), позволяющей судить об адаптации к мышечной работе и о закономерностях восстановительных реакций. Оценка результатов пробы проводилась с учетом типов реакций на физическую нагрузку.

Проведенное обследование студентов, проживающих в г. Братске постоянно и прибывших из населенных пунктов северной части Восточной Сибири, позволило нам элиминировать влияние климатогеографических факторов при проведении сравнения показателей здоровья. Обследованы 67 студентов в возрасте 18-20 лет (из них 37 юношей и 30 девушек).

Функциональные возможности кардиореспираторной системы и особенности вегетативной регуляции ритма сердца у молодых людей изучены по показателям вариабельности ритма сердца. Проведена запись ЭКГ в покое, лежа, после 5-минутного отдыха (300 сокращений). Обработка ЭКГ проведена с использованием автоматизированного диагностического комплекса («ВНС-полиспектр», производство «Нейрософт», г. Иваново).

Кроме того, при комплексной оценке здоровья учитывались показатели общего анализа крови и мочи, исследование которых проведено по общепринятым методикам на базе муниципальных городских больниц №1 и №2.(г. Братск).

Для подтверждения химической нагрузки на изучаемые субпопуляции на базе лаборатории физико-химических методов исследования АФ-НИИ МТ и ЭЧ ГУНЦ МЭ ВСНЦ СО РАМН проведен анализ волос на содержание фтора, как специфического индикатора загрязнения атмосферного воздуха. Содержание фторидов определяли в навеске волос после ее минерализации. Фториды определяли электрохимическим методом с помощью фторселективного электрода твердоконтактного типа «ЭКОН-Р». Величину потенциала электродной системы на фоне цитратного буферного раствора с рН= 6,0 ±0,5 фиксировали ионометром марки АСГО/МЕТК-333. Общее число обследованных 62 человека, из них 60% проживали в Центральном и 40% в Падунском районах.

В качестве контрольной группы рассматривалась когорта детей г. Северобайкальска, обследованная в декабре 2005 года (40 детей 4-7 лет; 25- в возрасте 18-20 лет).

Обработка результатов исследования проведена с применением методов стандартной вариационной и сравнительной статистики, реализованной на ПК с помощью пакета прикладных программ EXEL и «Statistica». В том числе применялись методы оценки распределения данных на нормальность, расчет средних показателей, среднего квадратичного отклонения, ошибки среднего значения, сравнение средних значений двух нормальных выборок с помощью параметрического критерия Стьюдента, непараметрического критерия Вилкоксона.

Комплексная оценка состояния организма (по индивидуальным и групповым показателям) дана в соответствии с методикой, предложенной Ю.Н. Катульским.

Вклад автора в организацию и проведение исследований - 80%, в анализ и проведение результатов - 100%.

В третьей главе представлены результаты оценки экологических факторов, в частности приведена климатическая характеристика города по данным многолетних наблюдений.

Анализ природно-климатических, метеорологических условий (температурный режим, инверсии, штили, географические особенности) позволил оценить территорию г. Братска как неблагоприятную для рассеивания выбросов с низкой самоочищающей способностью при постоянном техногенном воздействии промышленных объектов на селитебные территории. Промышленный комплекс города представлен предприятиями теплоэнергетики, автотранспорта, цветной металлургии, целлюлозно-бумажной промышленности, которые создают постоянную опасность высокого уровня загрязнения воздушного бассейна. В настоящий период по сравнению с 80-ми годами прошлого века показатель загрязнения атмосферы (ПЗА) увеличился на 7 % .

Рисунок 1- Динамика валовых выбросов в атмосферный воздух г. Братска за период 1995-2007 гг.



В 2005 году по сравнению с 1995 годом в 1,2 раза снизился объем валовых выбросов вредных веществ от стационарных источников; средний уровень от стационарных источников и автотранспорта в 1995-1999 гг. составил - 109,36±6,28 тыс. т/год, а в 2000-2007 гг.- 102,70±16,32 тыс. т/год (рис.1.).

Снижение валовых выбросов связано, прежде всего, с остановкой работы ряда предприятий, что повлекло изменение структуры выбросов загрязняющих веществ и структуры выбросов специфических загрязняющих веществ.

Приоритетными загрязнителями за период 1995-2007 гг. являлись: метилмеркаптан (превышение ПДК в 94% разовых проб), бенз(а)пирен (92%), диоксид азота (16%), сероуглерод (16%). В целом, уменьшение объема выбросов вредных веществ от стационарных источников не привело к адекватному снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха и в течение наблюдаемых периодов на территории города отмечался рост загрязнения атмосферного воздуха.

По кратности превышения предельно допустимых концентраций приоритетными долгие годы являлись следующие химические соединения: метилмеркаптан, 3,4 бенз(а)пирен, диоксид азота, сероуглерод, фтористые соединения. В настоящее время в связи изменением гигиенических нормативов превышение ПДК по метилмеркаптану и диоксиду азота отмечается в единичных случаях в пределах 1-2 ПДК (таблица 2.).

Таблица 2- Содержание основных химических примесей в атмосферном воздухе г. Братска

Ингредиенты	Кратность ПДК
	1995-99 гг.	2000-07 гг.
	Максимально Разовой	Среднесуточной	Максимально разовой	Среднесуточной
метилмеркаптан**	54,8	16,4*	32,3	9,8*
сероуглерод	5,0	6,0	2,6	4,0
диоксид азота**	9,4	3,3	5,5	2,0
фтористый водород	4,7	1,0	3,3	0,22
взвешенные вещества	1,4	0,7	1,1	0,4
формальдегид	2,0	4,2	4,8	7,3
бенз(а)пирен	5,3	3,3	7,5	3,2

Примечание: * сравнение среднесуточных проб проведено с максимально разовой ПДК

** сравнение проведено с нормативами ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»

Концентрация предприятий-гигантов в Центральном районе города и значительная разобщенность селитебных территорий (до 30 км) привели к неравномерности загрязнения воздушного бассейна. Наиболее неблагоприятная обстановка регистрировалась в Центральном районе, где интегральный показатель «Р» в среднем составлял 28,9 (в Падунском -16,5). Это связано с тем, что почти полностью прекратилось проведение природоохранных мероприятий, устарело газоочистное оборудование, неритмичность работы оборудования привела к нарушению технологических регламентов и, следовательно, увеличению выбросов.

Особого внимания требует тот факт, что одновременно в воздушном бассейне города находятся вещества, способные не только суммировать, но и потенцировать свое действие на биологические объекты. Загрязнение атмосферы в Центральном районе по суммарному коэффициенту (Ксум.) в 1,4 раза выше, чем в Падунском районе. Среднегодовые уровни загрязнения воздушного бассейна во всех районах города превышают допустимые Средний показатель «Ксум» за 5 лет составил по районам 41,4±5,9 в Центральном и 28,7±1,1 в Падунском (различие статистически достоверно, t=2,7, p<0,05).

В соответствии с критериями гигиенической оценки загрязнение воздушного бассейна (по 9 веществам) Падунского района оценивается как сильное, а в Центральном экологическая ситуация может быть отнесена к чрезвычайной. Кроме того, в целом территория города также относится к зоне чрезвычайной экологической ситуации.

В качестве источника централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Братска используется р. Ангара. В системе питьевого водоснабжения показатели качества воды не оказывают неблагоприятного воздействия на здоровье населения.

Основными химическими загрязнителями почвы города являются фтористые соединения, среднее валовое содержание которых в пробах почвы (мг/кг) Центрального и Падунского районов представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 - Валовое содержание фтористых соединений в почвах Центрального и Падунского района за период 1995-2007 гг.

Изучение загрязнения почв фтористыми соединениями показало, что наибольшее загрязнение на горизонтах 0 - 5 см и 5 - 10 см выявлено в Центральном районе (5,05 мг/кг) и (3,80 мг/кг) соответственно; содержание фтористых соединений в почве Падунского района в 3,3 раза ниже по сравнении с наиболее загрязненным районом.

Загрязнение почв селитебной зоны может привести к поступлению примеси в организм человека. В связи с этим проведена количественная оценка воздействия химического вещества - фтористого водорода - для различных групп населения. Суточное поступление фтористых соединений из почвы для взрослых в среднем за период с 1995 по 2007 гг. составляет 0,4 мг/кг-день, что равно 19% от необходимой среднесуточной дозы фтора для взрослого человека, для детей - 1 мг/кг-день, что равно 67% от необходимой среднесуточной дозы фтора для детей.

Наименьшие дозы поступления фтористых соединений в организм за период с 1995 по 2007 гг. выявлены в Падунском районе: для взрослых они составляют 0,2 мг/кг-день (10% от необходимой среднесуточной дозы фтора для взрослого человека), для детей - 0,5 мг/кг - день (33% от необходимой среднесуточной дозы фтора для детей). Общая доза, составляющая дозы поступления фтора из атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы составляет 1,7 мг/л.

Оценка экологического ущерба и риска здоровью населения

Рассматривается оценка величины экологического ущерба, вызванного неблагоприятным состоянием природной среды. Общая величина экологического ущерба на территории города определялась как сумма величин, предотвращенных в результате деятельности природоохранных органов от ущербов в денежной форме по атмосферному воздуху за вычетом несостоявшихся экологических ущербов с учетом коэффициентов экологической ситуации и экологической значимости. Предотвращенный эколого-экономический ущерб от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу определялся с учетом массы загрязнений основных веществ (твердые вещества, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, углеводороды) и специфических веществ (сероводород, твердые фториды, фтористый водород, хлор, метилмеркаптан, диметилсульфид, диметилдисульфид, формальдегид, скипидар) за период 2000-2007 гг. Сумма эколого-экономического ущерба, предотвращенного в результате деятельности природоохранных мероприятий за исследуемый период составляет 2527,72 млн. руб.

Оценка неканцерогенного риска проведена по Центральному, Падунскому и Правобережному округам г. Братска за период 1995-2007 гг. при комплексном воздействии химических веществ (рис.3). В течение периодов 1995-2000 гг. и 2001-2007 гг. приоритетными по вкладу в суммарный индекс опасности неканцерогенных эффектов являются вещества, представленные в таблице 3. По величине индекса опасности установлено, что наиболее загрязненным за период с 1995 по 2007 гг. является Центральный район, затем Падунский район и Правобережный. При оценке коэффициента опасности отмечены аналогичные тенденции.



Рисунок 3 - Оценка коэффициента опасности при комплексном воздействии химических веществ за период 1995-2007 гг.

Таблица 3 Суммарный индекс опасности неканцерогенных эффектов по административным округам г. Братска

Вещества	Суммарный индекс опасности неканцерогенных эффектов
	1995 - 1999 г.г.	2000 - 2007 г.г.
	Централь- ный район	Падунский район	Правобережный район	Централь- ный район	Падунский район	Правобережный район
Сероугле- Род	5,75	0,92	0,54	4,35	0,91	0,53
Диоксид азота	2,08	1,87	1,27	3,03	1,78	1,08
Твердые фториды	1,58	0,6	0,4	0,35	0,5	0,3
Фтористый водород	0,19	0,02	0,01	0,55	0,02	0,01
Оксид серы	0,07	0,06	0,03	0,06	0,06	0,03
Оксид углерода	0,14	0,14	0,12	0,42	0,31	0,30

Для подтверждения химической нагрузки на население проведен анализ содержания в волосах фтора (табл. 4).

Для жителей г. Братска в большей степени характерно накопление фторсодержащих соединений, по сравнению с жителями других населенных пунктов. Причем в зависимости от места жительства в г. Братске также зависит уровень накопления токсиканта.



Таблица 4- Содержание в волосах фтора (мг/кг)

	Фтор, фон 10-200
Дети в возрасте 4-7 лет
Центральный район	113,4±6,7 (37,2)
Падунский район	20±1,1 (11,6)***
Студенты в возрасте 18-20 лет
Центральный район	97±3,2 (91,2)*
Падунский район	44±2,3 (39,8)
Всего постоянные жители г. Братска	64±2,9 (86,8)**
Приехавшие из других районов	11±0,8 (7,3)

Примечания: * - различия достоверны между группами жителей Центрального района и Падунского района

**- различия достоверны между группами жителей г. Братска и приехавшими из других районов

*** - различия достоверны между возрастными группами

В скобках () приведено стандартное отклонение от средней арифметической

У студентов, родившихся в Центральном районе, концентрация фтора в волосах составила 97±3,2 мг-кг, что в 2 раза выше, чем у жителей Падунского района и в 9 раз выше, чем у приезжих студентов. Кроме того, отмечено, что с возрастом увеличивается содержание фтора в волосах, возможно, это связано с его кумуляцией в организме и постоянной циркуляцией.

В пятой главе представлена оценка состояния физического развития детей и подростков.

По результатам обследования детей, проживающих в Падунском и Центральном районе, существенных различий в показателях физического развития не выявлено, гармонично развитых детей 57,9±7,5 и 54,7±6,2% соответственно. Более гармонично развиты девочки обоих районов, дисгармоничность представлена как среди мальчиков, так и девочек в основном за счет сниженной и повышенной массы тела.

Результаты исследования адаптационных возможностей организма показали, что нормотоническую реакцию на физическую нагрузку имеют 62,6±6,3% детей Центрального района и 52,7±6,7 детей Падунского района. Ступенчатый тип реакции, связанный с ухудшением функционального состояния организма, выявлен у 11,1±4,2% детей Центрального района и 5,5±2,7% детей п. Падунского района, что связано с ухудшением функционального состояния организма детей.

При клиническом исследовании крови установлено, что доля детей с содержанием гемоглобина выше клинических норм в Центральном районе , чем в Падунском районе (46,7±12,9% мальчиков и 47,1±12,1% девочек). Дети с содержанием гемоглобина в крови ниже клинических норм отличаются задержкой физического развития и имеют сниженную массу и длину тела вне зависимости от места проживания.

Оценка состояния физического развития студентов свидетельствует, что только 56,1% имеет нормальное физическое развитие. Дисгармоничность физического развития обусловлена в основном за счет сниженной массы тела у юношей (38,9%) и повышенной массы тела у девушек.

Учитывая показатели вариабельности ритма сердца только у 50% студентов нейро-гуморальная регуляция обеспечивает достаточные адаптационные возможности организма. У 7,5% состояние характеризуется истощением регуляторных механизмов. Оценка функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы студентов проведена в течение учебного года (осенний-весенний семестр) (табл. 5).

Таблица 5 Распределение студентов по изменению типа реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку

Пол	Переход типа реакций
	Нормотон. -нормотон.	Гипертон. -нормотон.	Нормотон. -гипертон.	Нормотон. -гипотон.	Нормотон. -ступенч.
Девушки	41,2±6,9	9,8±4,2	2,0±2,0	7,8±3,8	5,9±3,3
Юноши	45,9±8,2	5,4±3,7	2,7±2,7	10,8±5,1	8,1±4,5

Таким образом, у более 40% студентов реакция сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку осталась неизменной, и у 9,8±4,2% девушек и 5,4±3,7% юношей гипертоническая реакция, выявленная при обследовании в начале учебного процесса, стала нормотонической, а у 5,9±3,3% девушек и 8,1 ±4,5% юношей нормотоническая реакция сменилась на ступенчатую. При сравнении показателей гемодинамики в начале и в конце учебного процесса выявлено повышение средних показателей артериального давления, частоты сердечных сокращений и дыхательных движений, как у юношей, так и у девушек.

В связи с актуальностью проблемы была проведена серия исследований, целью которых явилось изучение процесса адаптации студентов, постоянно проживающих и прибывших для обучения в г. Братск. Установлено, интегральная оценка состояния здоровья студентов свидетельствует о повышении риска нарушений у лиц с низким доходом в семье, с недостаточной физической нагрузкой, постоянно проживающих в условиях техногенного загрязнения атмосферного воздуха.

Для сохранения здоровья и поддержания качества жизни студентов разработана целевая программа «Сохранение здоровья студентов и работников Братского государственного университета на 2008-2010 гг.».

При оценке состояния здоровья студентов по обобщенному показателю S выявлено, что до проведения оздоровительных мероприятий состояние здоровья юношей по комплексному показателю оценивалось в 2,7±0,7 условных единиц в группе лиц, отобранных для оздоровления и 2,1±0,97 - для лиц, не направленных на оздоровление (таблица 6). При этом вероятность неблагоприятных эффектов составляла 31,0±11,6% и 5,6±5,2% соответственно. Отклонения в состоянии здоровья девушек были выражены более значительно. В группе подлежащих реабилитации показатель S =18,0±7,6, вероятность неблагоприятного эффекта составляла 57,1±13,2%. После проведенного оздоровительного курса показатель снизился до 1,7±0,6, хотя вероятность эффекта по-прежнему достаточно высока - 14,0±9,1%. После проведенного оздоровления увеличилось количество студентов с нормотонической реакцией. В группе, не прошедшей реабилитацию, к концу учебного года адаптационные возможности снизились: увеличился удельный вес лиц с гипертоническим типом реакции.

Оценивая результаты оздоровления, выявили, что фоновые показатели адаптационных возможностей студентов были, не совсем равнозначны, а именно: в группе, не подлежащей для оздоровления (группа А), преобладали лица с нормотонической реакцией, меньше была доля лиц с гипертонической реакцией по сравнению с группой Б.

После проведенного оздоровления в группе Б увеличилось количество студентов с нормотонической реакцией. В группе, не прошедшей реабилитацию, к концу учебного года адаптационные возможности снизились: увеличился удельный вес лиц с гипертоническим типом реакции. После проведенного курса реабилитации структура групп приобрела статистически значимые различия (ч2>3,38. p<0.05). Кроме того, достоверно изменилась структура группы Б после лечения за счет увеличения доли лиц с нормотоническим типом реакции на физическую нагрузку (ч2>3,38. p<0.05) (рис. 4).

1 обследование



2 обследование

Примечание: группа А- студенты по результатам 1-го обследования не вошедшие в группу для оздоровления; группа Б - студенты подлежащие оздоровлению; 1-е обследование проведено для распределения студентов на группы А и Б и оценки фонового состояния здоровья; 2-е обследование проведено через 2 недели после завершения лечения студентов группы Б.

Рисунок 4 -Распределение студентов по типу реакции до и после оздоровления

При изучении распространенности общесоматической патологии по данным самооценки студентов (рис.5.) выявили, что показатель выше у лиц, не занимающихся спортом регулярно, в 1,4 раза (хотя уровень достоверности различий на изучаемых группах составил 90%).

Рисунок 5 -Распространенность патологии среди студентов в зависимости от интенсивности занятий физической культурой, (показатель на 100 опрошенных и ошибка показателя)

Таблица 6. Сравнительная характеристика результатов оздоровительных мероприятий (среднегрупповые показатели)

Группы

N, оздоровление

До оздоровления

После оздоровления

САД

ДАД

ЧСС

ТР

ИН

САД

ДАД

ЧСС

ТР

ИН

Юноши

N = 17 -

115,6±2,8

76,5±2,0

70,0±1,8

2273±850

52,8±4,6

125,3±2,2

75,2±1,8

74,5±2,9

3607±1507

52,9±4,5

N = 15 +

116,5±3,0

70,9±1,7

72,0±2,8

5966±1440

37,6±6,0

126,0±1,9

73,2±4,2

71,4±3,8

3753±677

36,2±4,6

Девушки

N = 9 -

103,7± 3,1

71,1±1,8

72,0±1,5

3870±1020

36,4±5,2

118,1±2,4

74,1±1,7

75,2±2,6

1570±170

56,6±5,1

N =14 +

108,4±3,0

73,2±2,3

73,4±3,2

3253±913

43,2±6,3

117,5±2,9

69,2±4,5

77,2±3,9

4145±827

43,9±4,2

Оба пола

N = 26 -

109,7±

74,0

71,0

3071

44,6

121,7

74,6

74,8

2588

54,7

N = 29 +

112,6±

72,0

72,7

4609

40,4

141,8

71,2

74,3

3943

40,0

Примечание: N - численность группы; оздоровление «+» - лица прошедшие курс оздоровления в профилактории БрГУ, «-» - не прошедшие оздоровления; САД - систолическое артериальное давление, мм рт. ст.; ДАД - диастолическое артериальное давление, мм рт.ст,; ЧСС- частота сердечных сокращений, удары в минуту; ТР - общая мощность вариабельности ритма сердца, мс2; ИН- индекс напряжения, условные единицы

Распространенность патологии среди студентов в зависимости от места рождения представлена на рисунке 6. По данным опроса показатель среди коренных жителей г. Братска составил 46,7 на 100 человек, против 36,4 в группе приезжих студентов (р<0,1). По гендерному признаку различий в изучаемой группе не выявлено.

Рисунок 6 -Распространенность патологии среди студентов в зависимости от места рождения (показатель на 100 опрошенных и ошибка показателя)

Оценка адаптационных возможностей организма студентов по типу реакций сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку в начале и в конце учебного процесса показала, что у 40 % студентов осталась неизменной.

В шестой главе представлено обсуждение результатов исследования адаптационных возможностей организма при воздействии комплекса экологических факторов.



ВЫВОДЫ

1.Экологическая ситуация на территории г. Братска характеризуется высоким суммарным уровнем техногенного воздействии, связанного с деятельностью крупных предприятий алюминиевой, целлюлозно-бумажной промышленности, теплоэнергетики. Окружающая среда города загрязняется высокотоксичными, многокомпонентными выбросами, среди которых приоритетными являются: формальдегид, серосодержащие вещества, 3,4бенз(а)пирен, фтористый водород, взвешенные вещества. .

2. Загрязнение воздушного бассейна Падунского района оценивается как сильное, а Центрального - как чрезвычайная экологическая ситуация. Индексы неканцерогенного риска, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха для здоровья населения являлись неприемлемыми и оценивались в Центральном районе в 3,2 раза выше, чем в Падунском.

3.Установлено, что суточное поступление фтористых соединений из почвы увеличивалось и в настоящее время для взрослых Центрального района составляет 0,4 мг/кг-день, для детей 1 мг/кг-день, что в 2 раза выше, чем в Падунском районе. Доля лиц с высоким содержанием фтора в волосах составляет 12% от числа обследуемых. Концентрация токсиканта увеличивается в зависимости от возраста.

4. У детей, проживающих в районах с интенсивным загрязнением атмосферного воздуха, по сравнению с детским населением контрольной территории, наблюдается статистически значимые изменения в показателях адаптационных возможностей организма. Ступенчатый тип реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку выявлен у 11,1% детей Центрального района и 5,5±2,7 детей Падунского района. Интегральная оценка состояния здоровья дошкольников, включающая показатели физического развития, гемодинамики и данных лабораторных анализов крови, свидетельствует о повышении риска нарушений у детей, постоянно проживающих в условиях техногенного загрязнения атмосферного воздуха.

5. У 50% студентов нейрогуморальная регуляция по показателям вариабельности ритма сердца обеспечивает достаточные адаптационные возможности организма, у 7,5% состояние характеризуется истощением регуляторных механизмов. Дисгармоничность физического развития молодых людей выявлена у 44% обследованных, что обусловлено сниженной массой тела у юношей - 38,9% и повышенной массой тела у девушек.

6.Сниженные резервы организма студентов приводят к нарушению адаптации к учебному процессу, что проявляется повышением средних показателей гемодинамики: систолического артериального давления, частоты сердечных сокращений и дыхательных движений в конце учебного года.

Практические рекомендации

Результаты настоящего исследования рекомендованы для разработки профилактических и оздоровительных программ регионального уровня. Выявленные зависимости между уровнями загрязнителей и адаптационными возможностями детей и студенческой молодежи позволяют прогнозировать риск нарушений в состоянии здоровья исследуемых групп.

Для повышения адаптационных возможностей студенческой молодежи необходимо внедрение дифференцированного оздоровительного комплекса.



СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ, РЕКОМЕНДОВАННЫЕ ВАК

1. Ефимова, Н.В. Оценка влияния техногенной нагрузки на здоровье населения г. Усть-Илимска / Н.В. Ефимова, В.А. Никифорова, Т.Г. Перцева // Экология человека. - 2006. - Приложение 4/2. - С. 202-204.

2. Перцева, Т.Г. Подходы к профилактике и реабилитации донозологических нарушений у детей и подростков / Т.Г. Перцева, В.А. Никифорова, Н.В. Ефимова, М.Ф. Албанова и др. // Валеология - 2007. -№2. - С.25-31.

3. Перцева, Т.Г. Физическое развитие и функциональные возможности сердечно-сосудистой системы детей и подростков / Т.Г. Перцева, В.А. Никифорова, Н.В. Ефимова // Валеология. - 2008. -№4. - С.18-27.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации:

4. Никифорова, В.А. Особенности проведения мониторинга функционального состояния студентов в экологически неблагоприятных районах / В.А. Никифорова, Н.В. Ефимова, Т.Г. Перцева // Сборник материалов международной научно-методической конференции «Восток-Россия-Запад. Физическая культура и спорт в развитии здоровьеукрепляющих и здоровьесберегающих технологий» - Иркутск, 2005. - С. 151-154.

5. Ефимова, Н.В. Загрязнение почвы г. Братска в зоне влияния производства алюминия / Н.В. Ефимова, В.А. Никифорова, Т.Г. Перцева // Сборник материалов Пленума Научного совета по Экологии человека и гигиене окружающей среды.- Москва, 2006. - С.239-241.

6. Никифорова, В.А. Методические аспекты мониторинга физических кондиций студентов в условиях экологического неблагополучия / В.А. Никифорова, Т.Г. Перцева, В.Б. Алексонис // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы сохранения и укрепления здоровья молодежи сибирского региона». - Иркутск, 2006. - С.169-170.

7. Никифорова, В.А. Физическое развитие детей и подростков Восточной Сибири (Монография). / В.А. Никифорова, Н.Е. Ефимова, Т.Г. Перцева. - Братск, 2007. - 130с.

8. Efimova, N.V. Environmental factor effects Siberian Northern territories of population health / N.V. Efimova, V.A Nikiforova, T.G. Pertseva // VII International Crimean Conference «Cosmos and Biosphere», Abstraccts. - Sudak. - 2007. - С.193-194.

9. Ефимова, Н.В. Медико- экологические риски современного города (Монография) / Н.Е. Ефимова, Н.И. Маторова, Н.Н.Юшков, В.А. Никифорова, Т.Г. Перцева. - Братск, 2008. - 195с.

10. Никифорова, В.А. Программно-целевой подход как средство внедрения здоровьесберегающих технологий (на примере Братского государственного университета) / В.А. Никифорова, Т.Г. Перцева, М.Ф. Албанова и др. // Материалы круглого стола форума-выставки «Подготовка кадров для экономики области- потребности и инновационные подходы». - Иркутск, 2008. - С.83-91.

11. Никифорова, В.А. Оценка экологического риска, связанного с химическим загрязнением атмосферы / В.А. Никифорова, Т.Г. Перцева, И.В. Камышникова // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов». - Саратов, 2009. - С.93-95.

Размещено на Allbest.ru

...