Природные факторы юга Дальнего Востока и здоровье человека

Ртуть. Области Тихоокеанского региона, непосредственно примыкающие к морю, и охваченные проявлением современной вулканической деятельностью, содержат повышенные содержания ртути. Она сопровождает месторождения серебра и золота. По глубинным разломам ртуть поступает из глубоких частей Земли в составе газов вулканов.

В горных породах ртуть в основном присутствует в виде HgS – киновари. Ее растворимые соединения могут восстанавливаться до самородной ртути. Она активно поглощается бурыми водорослями и наземной растительностью, легко образует комплексы с гуминовыми кислотами в почвах,  образуя соединения, отличающиеся высокой токсичностью.

 В Дальневосточном регионе содержание ртути в горных породах может в 10-100 раз превышать обычное. Нормальное содержание ртути в невулканических породах – 11 нанограмм /м3, возле вулканов ее концентрация равняется 6 мкг/м3.

В Хабаровском крае обнаружено повышенное содержание ртути в 1,5-2 раза выше фоновых в почвах и горных породах Верхне-Буреинского, Комсомольского и Амурского районов [80]. Ртуть является типичным элементом минерализации территории Среднеамурской низменности. Здесь установлены рудопроявления и месторождения этого элемента. Известно также, что в практике местного земледелия активно употребляются ртутьсодержащие ядохимикаты. В бассейне р. Амура развиты производства, технологические циклы которых сопровождаются заметной эмиссией ртути в окружающую среду.

По данным сотрудников института водных и экологических проблем [47] содержание ртути в почвах Среднеамурской низменности соответствует уровням для незагрязненных территорий. Таким образом, ртутная минерализация, развитая на территории Среднеамурской низменности, а также специфические условия выветривания не сказывается видимым образом на уровнях содержания ртути в почвах.

Ртуть в водах бассейна мигрирует большей частью в ассоциации с взвешенным веществом (менее 0,45 мкм), а также в виде органически связанной растворенной и, в меньшей степени, «истинно растворенной» фракции.

         Содержание ртути в водах может увеличиваться в весьма значительной степени во время прохождения крупных паводков. При этом доля ее  в растворенной, не связанной с органическим веществом, фазе возрастает.

Согласно данным института водных и экологических проблем [48], растворенная фракция ртути  в водах р. Амура (Хабаровск)  составляет 9 нг/л (5-72), а взвешенная 60 нг/л (12-165). В озерах поймы нижнего Амура растворенная фракция колеблется от 1-6 нг/л, а взвешенная – от 92 до 120 нг/л. Для сравнения,  содержание растворенной фракции ртути в р. Катунь (Алтай) колеблется от 7 до 280 нг/л, а взвешенной – от 40 до 440 нг/л.

Таким образом, наличие в регионе существенной ртутной минерализации не сказывается непосредственно на величинах концентрации и формах элемента в водах. Однако уровень содержания элемента может сильно возрастать во время характерных для бассейна муссонных паводков, когда концентрация ртути во взвешенной и растворенной фракциях увеличивается на 1-2 порядка и достигает 0,5мкг/л (действующие нормы ПДК) и больших величин.

Исследование амурских вод, отобранных ниже крупных промышленных центров, не выявило существенного обогащения ртутью [48], но исследование донных отложениях выявило заметное обогащение донных отложений ниже крупных промышленных центров. Наиболее существенным обогащение ртутью донных отложений оказалось ниже г. Хабаровска.

Ртуть характеризуется высокой интенсивностью вовлечения в водную миграцию, активно поглощается земной растительностью и бурыми водорослями, легко сорбируется почвами, образуя комплексы с гуминовыми кислотами, отличается высокой токсичностью даже при низких содержаниях для любых форм жизни.

По своим  химическим свойствам ртуть относится к умеренно биофильным элементам. Это означает, что  живые организмы способны накапливать ее.  Растения,  растущие  на почвах с повышенным содержанием ртути  способны включать ее в состав своих тканей. У наземных животных в организме содержание ртути может быть  в 3 раза выше, чем у наземных растений.

Из всего количества ртути, которое мы получаем с пищей, примерно одна треть приходится  на растительную пищу и примерно половина приходится на продукты животного происхождения. Согласно Рюдту, наивысшее содержание Hg, которое было установлено путем обычных анализов пищевых продуктов, составляло 1 мг/кг (в чае и подобных ему продуктов

Для продуктов растительного происхождения  характерно следующее содержание Hg (в мг/кг): фрукты – 0,01, овощи – 0,02, хлеб – 0,01, соки – 0,05 [99]. В организм человека ртуть поступает в наибольшей мере с рыбопродуктами, в которых ее содержание может многократно превышать ПДК = 0,5 мг/кг.

Сотрудниками Института водных и экологических проблем была обнаружено в отдельных экземплярах рыб некоторых видов (щука амурская, касатка-плеть, верхогляд, чебак амурский, конь-губарь) ртуть в концентрации, превышающей ныне действующую в России и некоторых других странах величину ПДК. Меньше всего ртути оказалось в тканях травоядного леща белого и проходной кеты [49]. Другие продукты животного происхождения содержат: молоко – 0,005, мясо – 0,03 мг/кг [99].

Таким образом, концентрация ртути в организме человека вероятно будет зависеть от содержания ртути в почве, воде или продуктах питания.

В организме  ртуть выполняет важную роль (конечно при определенных концентрациях) – она обнаружена в молекуле ДНК, что возможно говорит о ее участии в передаче наследственной информации [13].  

Отрицательное влияние ртути на организм животных и человека зависит от свойств соединений, в виде которых она поступает в организм  (пары ртути,  неорганические и органические соединения). При воздействии неорганических форм соединений  патологических последствий,  как правило, не отмечается. Соединения  ртути с органическим веществом значительно более опасны по сравнению с неорганическими соединениями.

Одна из основных причин пагубного воздействия ртути на живые организмы заключается в блокаде активных групп белковых  молекул и низкомолекулярных соединений.   Это проявляется в нарушении окислительных процессов в печени и почках, вплоть до развития некротического нефроза, снижении уровня фибриногена,  разрушении нервной системы. У человека возможны вспышки психического возбуждения,  галлюцинации, которые сменяются упадком сил, развивается дрожательный паралич.

Мышьяк. Для материковой части Тихоокеанского региона характерны зоны с повышенным содержанием мышьяка, где содержание его может  значительно превышать обычные концентрации, характерные для пород и подземных вод за пределами этих зон.  Высокое содержание мышьяка характерно для cреднего и нижнего Приамурья  в частности  для Ниманского, Верхнеселемджинского, Кербинского и Пильда-Лимурийского золотоносных районов [20], почв и вод района им. П. Осипенко [80].  В этих местах в породах содержится много вкраплений  арсенопирита FeAsS.

Мышьяк  попадает  в поверхностные  и особенно  в подземные воды. На Сахалине находится Синегорское месторождение мышьяковистой минеральной воды  с содержанием мышьяка около 50 мг/л, что почти в тысячу раз превосходит ПДК мышьяка в питьевой воде. Предельно допустимая концентрация мышьяка в питьевой воде составляет менее 0,05 мг/л.

В организме человека мышьяк принимает участие в нуклеиновом обмене, т. е. он необходим для синтеза белка, в том числе он участвует в синтезе белков гемоглобина, хотя и не входит в его состав. Этим объясняется назначение мышьяковистых минеральных вод больным с диагнозом анемия. Употребление соединений мышьяка в постепенно возрастающих концентрациях является народным средством укрепления здоровья у горцев Австрии.

Проявления отрицательного воздействия мышьяка на организм  многообразны.  Нарушается тканевое дыхание, снижаются энергетические ресурсы клетки, развивается  паралич капилляров, гипоксия тканей, гемолиз, анемия, у животных развиваются различные уродства. 

У человека, длительное время употреблявшего питьевую воду или продукты питания с высоким содержанием мышьяка (0,5-6 мг/л), возникает заболевание – эндемический арсеноз или «черная нога».  Заболевание проявляется в поражении периферических  кровеносных сосудов, которое затем переходит в гангрену пальцев ног, стоп, а иногда поражаются и пальцы рук.  Описано также поражение кожи – мышьяковистый рак кожи – при длительном поступлении в организм  мышьяка суточных доз в несколько миллиграмм. Подобные заболевания встречаются в регионах Японии, на о. Тайвань, где основным источником питьевой воды являются артезианские скважины.

Кремний. Повышенное содержание кремния в питьевой воде (более 5 мг/л) характерно для районов современно вулканизма, областей распространения высококремнистых пород  и для некоторых термальных источников. Среднее содержание кремния в питьевых водоисточниках юга Дальнего Востока составляет 12 мг/л [78]. Содержание кремния в питьевой воде не должно превышать 10 мг/л.

В условиях повышенного поступления в организм кремния у человека возникает  заболевание, которое  рассматривают как проявление дизадаптации, − эндемический кремниевый уролитиаз. Уролитиаз – мочекаменная болезнь. Характеризуется  нарушением фосфорно-кальциевого обмена, при котором снижается реабсорбция фосфора в почках, что приводит к образованием камней.

Распространенность этого заболевания связана с проживанием в определенных климатогеографических широтах (особенно неблагоприятен резко континентальный и сухой климат), а также с нарушением минерального состава питьевой воды. Состав мочевых камней имеет почти такое же соотношение микроэлементов (кремний, свинец, железо, марганец, титан, алюминий и в значительных количествах кальций, фосфор, магний), что и в окружающей среде.

         На  рисунке 16 показано распространения кремнистых пород  и эндемического уролитиаза   на территории нашей страны. Южная часть  Дальнего Востока обозначена как  территория,  эндемичная по этому заболеванию.  Показатель заболеваемости  равен  26 человек из 10 тыс. населения.

 − числитель – показатель заболеваемости населения уролитиазом, на 10 тыс. жителей;     

            знаменатель – среднее содержание кремния в питьевых водоисточниках в мг/л [78].

Рис. 16  Распространение кремнистых пород и эндемического уролитиаза на территории Дальнего Востока

Радиоактивные элементы. Развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии радиации. Предполагают, что на начальных стадиях  развития Земли естественный радиационный фон был во много раз выше, чем сейчас. Живые организмы, которые  длительное время подвергались такому воздействию, смогли приспособиться и поэтому есть все основания полагать, что они должны хорошо переносить до определенного уровня воздействие естественной радиации. Данные последних лет [50] показывают, что рост и развитие высших растений и животных значительно замедляется при уменьшении содержания в организме природного радиоактивного изотопа  К и одновременного снижения внешнего космического g и  b-излучения, рассеянных в окружающей среде радионуклидов и удаления из воздуха радона. Это доказывает, что природная  радиация является необходимым  физическим фактором для нормального существования биоты.

Естественные радиоактивные вещества широко распространены в земной коре.  К числу основных радиоактивных элементов относят калий − 40, рубидий − 87,  уран − 238 и торий − 232.  Два последних относятся к числу долгоживущих изотопов. Их период полураспада исчисляется миллионами лет. В результате их радиоактивного распада появляются продукты с более коротким периодом полураспада. Считается, что породы «нормальны» по радиоактивности, если содержание урана и тория в них  не превышает 2,5 кларка  или 2,5 г/т. Кларк − это единица измерения содержания   элемента в земной коре, передает частоту элемента в земной коре в процентах по весу.

В таблице 11 приведены данные о среднегодовых дозах внешнего фонового облучения населения некоторых городов СССР в 1964-1965 годах [43].

Таблица 11. Среднегодовые дозы внешнего фонового облучения населения

Как правило, природные радионуклиды  сконцентрированы в горных породах. К зонам повышенного риска относят районы, где на поверхность Земли выходят гранит, гнейс, фосфарит и т. д. В этих районах содержание урана и тория может быть до 100 кларков и более.  К таким относят  Днепровскую кристаллическую гряду − выступ древних кристаллических пород (гранитов и гнейсов) на поверхность Русской равнины (Украинский  щит).  К районам с повышенной радиоактивностью относятся также Каратау, богатый залежами фосфоритов, некоторые районы Таджикистана, Кокчетавский массив в Казахстане.

Крупные месторождения урана найдены в Восточной Сибири − на Алданском щите − Эльконский урановорудный район, а также на востоке России − Центрально − Забайкальская провинция и Стрельцовский урановорудный район. Он включает несколько месторождений: Тулукаевское, Широндукуевское, Юбилейное, Аргунское и другие [34]. Запасы этого месторождения оцениваются в 200 000 тонн урана. Здесь же работает единственный  по производству урана в России Приаргунский  горнохимический  комбинат [39].

На Дальнем Востоке  к  зоне повышенной радиоактивности  относится Буреинский хребет. Он начинается от истоков р. Селемджи,  затем переходит в Малый Хинган на территории Китая. Сложен гранитами, гнейсами, сланцами. Мощность дозы облучения над  месторождением 13 мЗв/г. Здесь следует отметить, что средний фон естественной радиации, которому подвергается большинство населения нашей Земли составляет 0,95 мЗв/г.

Довольно часто в полиметаллических зонах Дальнего Востока встречается разновидность моноцита − основного минерала, содержащего уран и торий − минерал куларит. Он содержит много редкоземельных элементов, которые способны переходить в речные воды и оказывать воздействие на человека.

В Приамурье распространены месторождения углеводородистых сланцев, содержащих  повышенные концентрации урана. Совместно с торием эти радиоактивные элементы, благодаря наличию органики,  способны образовывать растворимые формы и накапливаться в подземных водах.

Переход радионуклидов из почвы в растения  в значительной степени зависит от их растворимости, содержания в почве гумусовых кислот в свободном состоянии или в виде соединений с кальцием, железом, алюминием, а также от рН почвенного раствора. Растения  способны накапливать  радиоактивные вещества  и  могут передаваться их по пищевым цепям  человеку.  В желудочно-кишечном тракте существенное влияние на всасывание радионуклидов в организме оказывает характер питания. Увеличению их всасываемости способствует кальций-обедненная и молочная диеты, длительное голодание, беременность, дефицит витамина D.

Из всех видов радиоактивных веществ, поступающих в организм человека с продуктами питания, выращенных в регионах с нормальным уровнем радионуклидов, наибольший вклад в облучение вносит естественный радиоактивный калий. Он усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма [93]. Вероятно, в зонах риска значительно большую дозу внутреннего облучения человека будет получать от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и тория-232. 

Независимо от  пути поступления  радионуклидов в организм человека основными органами депонирования являются скелет и печень. В скелете они откладываются на поверхности костных структур, затем с течением времени перемещаются в неорганическую часть кости. Некоторая часть радиоактивных элементов захватывается макрофагами и переходит в костный мозг.

Неблагоприятное воздействие радиации, а именно, ионизирующего излучения, заключается в том, что она способна разрывать химические связи молекул, составляющие живые организмы, и тем самым вызывать биологически важные изменения. Но это происходит, когда уровень ионизирующего излучения слишком высок.

В зонах риска мощность дозы естественного радиационного фона намного выше (примерно в 10 раз) той, которую испытывает на себе большинство населения. Люди, живущие в таких районах, длительное время на протяжении многих поколений подвергаются высоким уровням излучения. Если воздействие радиации оказывает на их здоровье негативное влияние, то это должно  сказаться на величине генетических нарушений или частоте возникновения раковых заболеваний.

Найдено несколько населенных мест на Земле, где уровень радиации почвы и горных пород составляет несколько миллизивертов  в год (мЗв/г.) − это Бразилия, Франция, Индия, остров Ниуэ и Египет.

В Бразилии, в основном на побережье, есть несколько участков, состоящих из минерализованных вулканических интузий. Протяженность каждого составляет несколько километров в длину и несколько сот метров в ширину.  Мощность излучения их почвы и скальных пород составляет 5 мЗв/г. В этих районах проживает и постоянно подвергается облучению около 30 000 человек.

Во Франции примерно 7 миллионов человек проживает в районах, где  мощность дозы излучения гранитных, сланцевых и песчаных  пород равна 1,8-3,5 мЗв/г.

 В Индии, в  штатах Керал и Мадрас,  в прибрежной полосе, длиной 200 км и шириной  несколько сот метров, находится район с большими залежами моноцита.  В этом районе проживает 100 000 человек, которые получают в год дозу, в среднем равную 13 мЗв.  Это самым высокий уровень естественной радиации, которому подвергается современный человек.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16