1.8. Влияние на организм человека факторов литосферы
Литосферой называется наружная оболочка «твердой» Земли, включающая земную кору и верхнюю часть подстилающей ее мантии. Нижняя граница литосферы находится на глубине 50—200 км.
Влияние литосферы на здоровье людей реализуется не только через состав ее почв, но зависит также от ее структуры, сейсмизма, вулканизма, радиоактивности почвообразующих горных пород, генерирования радона и других газов (метана, гелия и др.), разработки залежей полезных ископаемых.
Следует подчеркнуть, что сочетание и интенсивность действия перечисленных факторов неравномерно распределены по Земле. Так, например, высокие уровни естественной радиации регистрируются в г. Гуарапари (Бразилия), штатах Керала и Тамилнад (Индия), г. Рамсере (Иран), а также в ряде районов Франции, Нигерии, Мадагаскара (Келлер А. А., Кувакин В. И., 1998).
В последние годы некоторые ученые стали утверждать, что такие геологические структуры, как зоны повышенной проницаемости и напряжений земной коры, активные разрывные тектонические нарушения – разломы (геопатогенные зоны) оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Существует статистически значимая связь с геопатогенными зонами заболеваемости злокачественными новообразованиями, рассеянным склерозом, ишемической болезнью сердца, а также изменений поведенческих реакций и частоты дорожно-транспортного травматизма.
Неоднородность строения земной коры проявляется в других медико-экологических феноменах. Так, при изучении состояния здоровья сельского населения было установлено, что в районах Курской магнитной аномалии отмечается высокий уровень заболеваний органов кровообращения, пищеварения, дыхания, кожных заболеваний, заболеваний мочеполовой системы, щитовидной железы, нервной системы и т. д.
В настоящее время собран материал (Рудник В. А.,1998), показывающий, что существуют целые регионы, «лежащие» на горных породах, состав которых отрицательно влияет на здоровье людей. Подобные аномалии объясняются повышенным или пониженным содержанием в породах, почвах ряда химических элементов – кальция, фтора, йода, селена, и особенно фосфора, ртути, мышьяка, стронция, естественных радионуклидов.
Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95–97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Возрастающие антропогенные негативные воздействия на почвы привели за последние несколько десятилетий в России к резкому снижению плодородия почв, их истощению, загрязнению, заболачиванию, засолению и разрушению эрозионными процессами.
Все химические вещества, попадающие в почву, делят на две группы (Пивоваров Ю. П., 1999):
1. Химические вещества, вносимые в почву планомерно, целенаправленно (пестициды, минеральные удобрения, стимуляторы роста растений и т. д.). Только в случае избыточного внесения их в почву они становятся загрязнителями;
2. Химические вещества, попадающие в почву случайно с техногенными жидкими, твердыми и газообразными отходами. Территориально это связано с конкретными видами промышленности, а следовательно, с определенным видом химического загрязнения.
В России имеется около 40 территорий, которые определяют как искусственные биогеохимические провинции.
Нормирование химических веществ в почве значительно отличается от нормирования вредных веществ в воде, атмосферном воздухе и пищевых продуктах. Это связано с тем, что вредное вещество непосредственно из почвы поступает в организм человека только в определенных случаях (с почвенной пылью, при ручной прополке, во время игры детей и т. д.). Основное поступление химических веществ из почвы в организм человека происходит по экологическим путям миграции: почва – растения – человек; почва – растения – животные – человек; почва – вода – человек; почва – атмосферный воздух – человек. Поэтому при нормировании химических веществ в почве учитывается не только опасность почвы при непосредственном ее поступлении в организм, но и опасные для здоровья опосредованные загрязнения через почву поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, продукции растениеводства. Количество нормируемых в почве токсических веществ еще невелико. Получила теоретическое обоснование необходимость нормирования солей тяжелых металлов (свинец, мышьяк, медь, ртуть), микроэлементов, используемых в сельском хозяйстве (молибден, медь, цинк, бор, ванадий), а также пестицидов.
В настоящее время считается, что химический состав почв различных территорий неоднороден и распространение содержащихся в почвах химических элементов по территории неравномерное. Ряд химических элементов, содержащихся в почве, необходим для нормальной жизнедеятельности человека. Так, для поддержания нормального состава крови человека необходимо 25 микроэлементов, а в состав грудного молока их входит более 30. Степень обеспеченности человека микроэлементами находится в прямой зависимости от наличия их в почве (земной коре). Именно на этот момент впервые указал академик В. И. Вернадский. На основе этого А. П. Виноградов создал учение об аномальных биогеохимических провинциях (территориях), где отсутствие, избыток или дисбаланс того или другого элемента приводит к появлению заболеваний, которые называются микроэлементозами, или биогеохимическими эндемиями. Эндемии могут быть как природными, так и техногенными. В их распространении важная роль принадлежит не только воде, но и пищевым продуктам, в которые химические элементы попадают из почвы по пищевым цепочкам. Прогнозирование вероятности возникновения микроэлементозов на конкретных территориях и осуществление профилактических мероприятий следует проводить, используя карты биогеохимического районирования.
В настоящее время санитарно-эпидемиологическая обстановка расценивается как неблагополучная, а ее негативное влияние на здоровье населения все более заметно. По степени опасности для человека и окружающей среды первенство в настоящее время принадлежит тяжелым металлам, хлорированным углеводородам, нитритам, нитратам, асбесту и пестицидам.
Основными стационарными источниками загрязнения территории России служат предприятия металлургического комплекса, дающие 27,3 % загрязнения, энергетического комплекса – 21,1 %, нефтехимического комплекса – 19,8 %. Щербо А. П. [и др.] (1990) указывают, что предприятия черной металлургии загрязняют окружающую среду рудной пылью, окислами железа, марганца; объекты цветной металлургии – окислами свинца, цинка, кадмия, меди, мышьяка, ртути. С дымовыми газами объектов теплоэнергетики поступают зола, частицы недожога, сажа, оксиды серы и азота, циклические углеводороды, соединения мышьяка, фтора. Предприятия химической промышленности загрязняют среду углеводородными выбросами, соединениями серы, кислотами, фенолами, эфирами. Ежегодно в глобальном масштабе на почву выпадает 3 млн т диоксида серы, 3,1 млн т окислов азота, 8,2 млн т окиси углерода, 1,75 млн т органических соединений, 7000 т цинка, 6500 т свинца, 80 т кадмия и около 6000 т других поллютантов.
Значительный объем загрязняющих веществ попадает в почву от автотранспорта. Например, по обе стороны от автомагистрали в пределах 1 км концентрации в почве канцерогена бенз(а)пирена значительно превышают фон (Келлер А. А., Кувакин В. И., 1998). Большой вклад в загрязнение почвы вносят пестициды. Их широкое применение началось с ДДТ. За 20 лет во всем мире было использовано примерно 4,5 млн т гексахлорана. Особую тревогу вызывает то обстоятельство, что ДДТ сохраняется в почве многие годы, гексахлоран – 2–3 года. Кроме того, эти хлорсодержащие пестициды содержат диоксин или являются источником для его образования. Общая площадь загрязнения земель России токсикантами составляет примерно 74,3 млн га.
Наиболее сильно загрязняются почвы вокруг крупных промышленных предприятий (особенно химической и металлургической промышленности), больших городов, транспортных магистралей, на расстоянии нескольких десятков километров почвы загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсическими веществами. На территории РФ выявлено 3 города, которые по суммарному показателю загрязнения почвы в городе и в радиусе от него до 5 км относятся к чрезвычайно опасно загрязненным. Это Мончегорск на Кольском полуострове, Ревда в Уральском регионе и Белово в Кемеровской области. Загрязнение почв радионуклидами обычно отмечается в районах действующих урановых предприятий, АЭС, в местах захоронения радиоактивных отходов и аварийных сбросов. Около 4,9 млн га земель загрязнено в результате чернобыльской аварии, в том числе на 0,24 млн га уровень загрязнения более 15 Ки/км2. Небольшие локальные очаги радиационного загрязнения почв выявлены в Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Норильске, Иркутске и других городах (Ревич Б. А., 2001).
Опасность загрязнения почвы для здоровья населения зависит в первую очередь от ее функционального использования. Для почв сельскохозяйственного использования наибольшую опасность представляет переход загрязняющих веществ в выращиваемые на них сельскохозяйственные культуры и поступление загрязняющих веществ в местные источники питьевого водоснабжения. Интенсивное использование ядохимикатов в южных районах привело к значительному накоплению пестицидов в почвах.
В городах опасность для почв связана в основном с интенсивным их загрязнением тяжелыми металлами. К группе тяжелых металлов относят: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьму, висмут, ртуть, олово, ванадий, хром, железо, марганец, а также полуметалл мышьяк. Многие из них способны вызывать заболевания у людей. Разработан суммарный показатель опасности загрязнения почв металлами, представляющий собой сумму коэффициентов концентрации металлов, определяемых при оценках загрязнения, за вычетом числа металлов, уменьшенного на единицу. Коэффициент концентрации – это отношение содержания металлов в почве к фоновому содержанию, или ПДК. Опасность загрязнения почв определяется не только суммами тяжелых металлов, но и классом опасности отдельных токсикантов.
К 1-му классу опасности относятся мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бенз(а)пирен; ко 2-му классу – бор, кобальт, никель, медь, молибден, сурьма, хром; к 3-му классу – барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций.
Опасность соединений как первого, так и второго классов определяется их токсичностью, бластомогенным, аллергенным, мутагенным, эмбриогенным и другими видами воздействия.
Игры детей на детских площадках с загрязненной почвой могут привести к избыточному поступлению токсичных веществ в организм ребенка. Рассмотрим опасность загрязнения почв для здоровья детей на примере свинца. В России приняты следующие нормативы содержания свинца в почве разного типа: для песчаных и супесчаных почв – 32 мг/кг, для кислых почв – 65 мг/кг, для слабокислых и нейтральных – 130 мг/кг. По мнению ряда американских исследователей, содержание свинца в городских почвах не должно превышать 100 мг/кг – при этом обеспечивается защита организма ребенка от избыточного поступления свинца через загрязненные игрушки и руки. В реальных же условиях содержание свинца в почве значительно превышает этот уровень. Анализ имеющихся данных о загрязнении свинцом показывает, что в большинстве городов России содержание свинца в почве варьирует в пределах 30—150 мг/кг при среднем значении около 100 мг/кг. Наиболее высокое содержание свинца – от 100 до 1000 мг/кг – обнаруживается в почве городов, в которых расположены металлургические предприятия (Белово, Владикавказ, Кировград, Карабаш, Верхнее-Невьянск, Горняк, Дальнегорск, Медногорск), а также вблизи производств аккумуляторов в городах Курск, Санкт-Петербург, Свирск, Комсомольск-на-Амуре.
Увеличение содержания свинца в почве на каждые 100 мг/кг вызывает увеличение содержания свинца в крови детей в возрасте до 3-х лет на 0,5–1,6 мкг/дл (Ревич Б. А., 2001).
Загрязнение земель нефтью и нефтепродуктами является одной из крупных экологических проблем России, особенно острой для Западно-Сибирского и Северно-Кавказского регионов, Среднего и Нижнего Поволжья, Республик Коми, Башкортостан, Татарстан. Свыше 90 % аварийных разливов нефти вызывают сильные и во многом необратимые повреждения природных комплексов.
К особо опасным загрязнителям почвы относится диоксин. Загрязнение почв диоксинами зафиксировано в ряде городов, где размещены предприятия хлорной химии, – в Уфе, Чапаевске и некоторых других. Время разложения диоксина – более 10 лет.
На сегодняшний день в среднем по России от 16 до 17 % контролируемых образцов почв не отвечают санитарным нормам и гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, из них в 3 % проб отмечалось повышение содержания пестицидов, в 16 % – тяжелых металлов. По данным Госсанэпиднадзора, наибольшее количество загрязненных проб почвы обнаруживается в зонах влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей (18,6 %), селитебной зоне (13,1 %) и местах производства растениеводческой продукции (8,8 %).
