ВВЕДЕНИЕ
Производственная деятельность человека в большинстве случаев сопровождается в природных средах геохимических потоков с повышенными содержаниями химических элементов, как правило, отражающих специфику производства. Интенсивное загрязнение окружающей среды промышленных городов и поселков, природных и сельскохозяйственных земель в зоне крупных производственных объектов, а также часто бесконтрольное применение минеральных удобрений и ядохимикатов привело к образованию мощных техно- и агрогенных аномалий, в пределах которых часто проживают люди, выращивается сельхозпродукция, ведется животноводство. Химические элементы и соединения, в том числе и высокотоксичные, проникают в живые организмы и, аккумулируясь в них, оказывают негативное влияние на функционирование различных органов и систем.
Среди специфических загрязняющих веществ в городах важное место занимают металлы, большинство из которых относится к первому и второму классам гигиенической опасности. Их негативное влияние на человека проявляется не только в прямом воздействии высоких концентраций, но и в отдаленных последствиях даже незначительного загрязнения, связанных со способностью многих металлов накапливаться в организме. Говоря о воздействии среды на человека, надо подчеркнуть, что выяснение последствий этого воздействия является первостепенной и наиважнейшей целью экологических исследований и именно на эти задачи направлена в конечном итоге данная экологическая работа.
Известно, что металлы содержатся в большинстве видов промышленных, энергетических и автотранспортных выбросов в атмосферу и являются индикаторами техногенного воздействия этих выбросов на окружающую среду. Распределение металлов в различных компонентах окружающей среды, как правило, определяет источники загрязнения и зоны их воздействия. Ведущее место тяжелых металлов в загрязнении окружающей среды Пушкинского района связано с интенсивной промышленно- хозяйственной деятельностью предприятий района и особенно металлоемких объектов, а также в результате сельскохозяйственной деятельности с применением химизации. В городах и поселках района в настоящее время функционируют более 100 крупных и средних предприятий разного профиля, а также большое количество котельных, мелких строительных, хозяйственных, транспортных и аграрных объектов - потенциальных источников загрязнения природных сред района химическими элементами и соединениями.
Влияние высоких концентраций большой группы химических элементов на показатели заболеваемости местного населения в городах требует последующей организации наиболее рационального комплекса природоохранных мероприятий. Критерии оценки экологически неблагоприятных зон, полученные при исследованиях заболеваемости в городах, с полным правом могут быть применены и к поселкам района с развитой промышленностью. Как правило природоохранные мероприятия требуют значительных затрат, однако, из- за финансовых трудностей или недооценки значимости этих работ, эти средства не всегда выделяются в районах в достаточной степени. Эти обстоятельства усугубляют экологическую обстановку, вся тяжесть которой ложится на местные ландшафты. В связи с этим, большое внимание в проекте уделяется характеристике ландшафтов, которые помимо особой роли в формировании загрязнения обладают и большой способностью к самоочищению. Природные ландшафты по одному из важнейших компонентов - почвам обладают различной степенью геохимической устойчивости к техногенному загрязнению среды. Близкое залегание к поверхности водоупора из четвертичных отложений тяжелого мехсостава в районе, особенно в местах развития широких западин, затрудняют миграцию химических элементов и процесс быстрого выноса их из ландшафта, то есть создается сочетание природно- геохимических комплексов с низкой и средней самоочищающей способностью. На участках же расчлененного рельефа и в местах развития супесчаных и песчаных почв и грунтов механическая миграция веществ резко возрастает. Эти условия способствуют формированию ландшафтно- территориальных комплексов с высокой самоочищающей способностью. Важное значение в происходящих геохимических процессах, в частности, миграционных способностях химических элементов и их соединений, имеет кислотность и другие физико- химические свойства почв. Таким образом, при разработке мероприятий по созданию нормальных экологически благоприятных условий в районе, необходимо наиболее полно учитывать особенности местных ландшафтов. Представленная в проекте геохимическая информация позволила сделать эколого- геохимическую оценку состояния основных природных сред различных административных территорий и разработать комплексную эколого- геохимическую карту техногенного загрязнения окружающей среды района в целом. Объединение на одной карте данных по загрязнению природных сред, с учетом функциональной и ландшафтной специфики, позволило провести районирование территории по динамическим особенностям ее загрязнения с выделением зон устойчивого реликтового и современного загрязнения, а также территорий где загрязнение отсутствует.
Постановке эколого- геохимических работ в районе способствовали и некоторые наметившиеся негативные демографические аспекты в Пушкинском районе и, в частности, тенденция сокращения населения. Правда тенденция эта характерна в настоящее время для всей России и вызвана известными факторами экономической и политической нестабильности в стране, а также и последствиями ухудшения экологической обстановки в ряде регионов. Демографические показатели населения, проживающего в Пушкинском районе Московской области, также выглядят не лучшим образом: рождаемость на 1000 в 1992 г. жителей составляет всего 8. 7, а детская смертность (число случаев на 10000 родившихся) - 12, при общей смертности населения на 1000 человек равной 13. 6. Естественный прирост населения в 1992 году составил - 4. 87. Выяснению возможных причин этого обстоятельства посвящен соответствующий раздел проекта.
Геохимические проблемы окружающей среды исследуются, в основном, для решения практических задач. Эти задачи и способы их решения довольно заметно отличаются для различных функциональных типов территорий, испытывающих последствия загрязнения окружающей среды. Особенности решения экологических задач для городов, поселков, сельскохозяйственных и других объектов района отражены в соответствующих разделах проекта, где систематизированы геохимические данные по источникам загрязнения, зонам их воздействия, биохимическим и биологическим реакциям живых организмов.
РАЗДЕЛ 1 - ВВОДНЫЙ
Основные понятия и определения
Сегодня чаще всего при встрече знакомых жалобы на плохое самочувствие связываются с загрязнением окружающей среды мест их проживания. И, действительно, даже визуально и в бытовом смысле многое вокруг меняется, преобразуя природную среду в техногенные и селитебные зоны. В результате хозяйственной деятельности человека происходит сопоставимое по масштабу с природными явлениями перемещение и перераспределение различных твердых, жидких и газообразных веществ в огромных массах и на значительные расстояния. В составе этих веществ находится немалое количество металлов. Поскольку некоторые металлы относятся к опасным загрязнителям окружающей человека среды, то к изучению их распределения вокруг нас и определению его значения для нас привлекается внимание науки. Наиболее подготовленными для решения указанной экологической проблемы оказались некоторые прикладные методы геохимической науки, и, в первую очередь, это методы геохимических поисков месторождений полезных ископаемых. Близкими по подходам здесь могут служить представления о рассеянии и перераспределении металлов от локального источника загрязнения (предприятия, населенного пункта) во внешнюю среду, развития так называемой техногенной миграции, с образованием очага загрязнения, как аналогии скажем разрушающемуся рудному месторождению с характерными для него ореолами рассеяния, сопутствующими ему в разных природных средах. Ореолы рассеяния представляют собой обусловленные скоплениями рудного вещества участки, в пределах которых концентрации металлов уменьшаются во вне до величин, характерных для внешней среды.
Поскольку характер техногенной миграции во внешней от источника распространения металлов среде зависит от природных условий, для его оценки была привлечена тщательно разработанная теория геохимии ландшафтов (А. И. Перельман, 1975г. ). С позиций геохимии природных ландшафтов техногенная миграция рассматривается на фоне геологического строения территории с учетом неотектонических условий развития.
Основным понятием, которым оперирует геохимия, является количество химических элементов как в природной среде в целом, так и в отдельных природных (горных породах, почвах, минералах, водах и так далее) и техногенных (свалки, разного рода отходы производства, выбросы) телах в виде абсолютных и относительных их содержаний, устанавливаемых посредством аналитического изучения образцов.
Как оценочный параметр, свидетельствующий о воздействии каких- либо процессов на рассматриваемые предметы или поля, выступает коэффициент концентрации химических элементов, представляющий отношение единичного содержания к его средней, фоновой величине в данном объекте или поле. Таким образом реализуется возможность дать относительную количественную характеристику интенсивности миграции химических элементов в природных телах или полях и техногенных образованиях. Коэффициент концентрации металлов входит в состав суммарного показателя химического загрязнения различных природных сред - Zc. Данный показатель определяется как сумма коэффициентов концентраций отдельных металлов, участвующих в загрязнении:
где n - число определяемых металлов;
Сi - концентрация i- го загрязняющего металла в пробе;
Cфi - фоновая (средняя) концентрация i- металла в изучаемой среде.
По рассчитанным суммарным показателям составляются карты загрязнения окружающей среды.
Все компоненты природной среды по реакции на поступающие в них металлы могут быть разделены на две группы: миграционную, транспортирующую их, и депонирующую, в которой металлы преимущественно накапливаются. Миграционная группа включает поверхностные и подземные воды, а также атмосферный воздух. В депонирующую группу входят горные породы, донные отложения, твердые выпадения атмосферы, почва и живые организмы (растения). Обе группы тесно связаны. Природные среды депонирующей группы с некоторым отставанием во времени несут признаки наличия металлов в первой. Это позволяет изучать динамику техногенного загрязнения территории, оценивать степень опасности такого загрязнения для здоровья человека.
Сравнительный анализ распределения концентраций металлов в почвах и твердых выпадениях из атмосферы со снегом позволяет выявить специфику процессов загрязнения. При этом могут быть выделены три типа загрязнения: устойчивое, реликтовое, и современное. Устойчивое загрязнение характеризуется одинаковой интенсивностью
накопления металлов в почве и твердых выпадениях атмосферы, то есть в снеговом покрове как правило, площади с этим типом загрязнения располагаются вблизи его источников, действующих до настоящего времени. Реликтовое загрязнение фиксируется по большей загрязненности почвенного покрова по сравнению со снеговым. Для этого типа загрязнения , источник металлов либо прекратил свое существование, либо в настоящее время не вносит существенного вклада в загрязнение воздушного бассейна. Являясь остаточным, реликтовое загрязнение само может представлять опасность как источник вторичного загрязнения приземных слоев атмосферного воздуха. Современное загрязнение, сопровождаемое более интенсивным накоплением металлов в снеговом покрове по сравнению с почвой, носит прогрессирующий характер. Очевидно, что оно связано с ныне действующими источниками загрязнения территории металлами. Реликтовое и устойчивое загрязнение фиксируется также в донных отложениях, а современное - в поверхностных водотоках, в подземных водах. Среднее по интенсивности загрязнение почв становится уже умерено опасным для здоровья человека, а сильное и очень сильное - опасным и высокоопасным, что соответствует чрезмерной экологической ситуации. Максимальное загрязнение почв фиксирует уже экологическое бедствие. При умеренно опасном загрязнении почв увеличивается заболеваемость детского населения, а суммарная общая заболеваемость может возрасти до 15% . В случае опасного загрязнения резко возрастает число детей с хроническими заболеваниями, возникают нарушения состояния сердечно- сосудистой системы, суммарная же заболеваемость возрастает на 40% . Высокоопасное загрязнение почв сопровождается увеличением суммарной заболеваемости уже 70% , нарушается репродуктивная функция женщин, появляется множество болеющих детей. Между тем следует отметить: что недостаток ряда химических элементов в почве, как с точки зрения опасности для здоровья человека, так и с позиций оценки плодородия почв, не менее вреден, чем избыток. Об этом свидетельствуют известные биохимические эндемии, обусловленные недостатком в почвах йода, кальция, меди, молибдена и цинка (А. П. Виноградов, 1960г. ).
Оценка опасности загрязнения миграционных сред производится набором таких показателей как предельно допустимые концентрации (ПДК) отдельных химических элементов или их соединений.
Между тем данные биологической науки подсказывают, что наличие и уровень ДВ- молекул сине- зеленых бактерий в водной и воздушной среде способны на интегральной основе характеризовать экологическое неблагополучие среды даже если не известны его причины (А. Я. Кульберг, 1994г. , с. 57). ДВ- молекулы, продуцируемые цианобактериями, представляют важный инструмент управления жизнью разнообразных биологических сообществ. Цианобактерии несомненно преобладали во все периоды функционирования биосферы, а среды их обитания и поныне преобладают на поверхности планеты. ДВ молекулы опасны для здоровья человека и способны формировать целый ряд заболеваний, включая онкологические. Поступающие с водой они угнетают имунную реактивность, включая естественный противоопухолевый иммунитет и противовирусную защиту. Возможность проникновения ДВ- молекул сине- зеленых водорослей через слизистые оболочки в жидкости организма и животных обусловлена их высоким окислительным потенциалом. Являясь ловушкой для электронов, окисляющих переходные металлы, ДВ- молекулы формируются с участием последних: меди, цинка, железа и других, повышенные количества которых часто фиксируются в природных средах.
Причем в почвах жилых кварталов городов и поселков, где нет промышленных производств, первыми накапливаются серебро, цинк, вольфрам, а ближе к промышленным объектам появляются свинец, хром, ванадий, никель. Таким образом , проявляется антропогенная геохимическая зональность. Соответствие элементного состава аномалий, накапливающихся в почве, техногенным источникам их поставляющих, наблюдается дважды: на начальной стадии появления загрязнения и при максимальном его развитии. На промежуточных стадиях существенную роль играют геохимические свойства элементов, "замазывающие лицо" источника загрязнения.
Данные прикладной геохимии о распределении металлов в геохимическом поле или его отдельных объектах могут быть привлечены для расчета величин изобарно- изометрического потенциала как совокупной количественной энергетической характеристики воздействия металлов на окружающую среду. Рассмотрим основное уравнение названного потенциала применительно к твердым телам:
G= RTLnK, где
G - свободная энергия Гибса
R - газовая постоянная
Т - температура, постоянная величина условно равная 25° С
К - константа равновесия химической реакции, представляющая отношение количества продуктов химической реакции к количеству исходных продуктов.
Шкала загрязнения почв металлами и степень опасности этого загрязнения для здоровья человека
Таблица № 1
интенсивность загрязнения
суммарный показатель загрязнения почвы
степень опасности для здоровья человека*
оценка экологической ситуации * *
минимальное загрязнение
менее 8
не опасно
относительно удовлетворительная
слабое загрязнение
8- 16
не опасно
относительно удовлетворительная
среднее загрязнение
16- 32
умеренно опасно
относительно удовлетворительная
сильное загрязнение
32- 64
опасно
чрезвычайная
очень сильное загрязнение
64 - 128
высокоопасно
чрезвычайная
максимальное загрязнение
более 128
максимально опасно
экологическое бедствие
* Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почв химическими веществами. Минздрав СССР, Москва, 1987г. , стр. 16, табл. 4
* * Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия.
Министерство охраны окружающей среды и минеральных ресурсов. Москва, 1992г.
В этом уравнении применительно к данным прикладной геохимии константа химического равновесия заменяется аналогичной ей величиной коэффициента концентрации металла в гумусовом горизонте почвы, а постоянный множитель КГ, дающий уравнению размерность энергии энергетическим коэффициентом (Эком) А. У. Ферсмана, рассчитанным исходя из внутренних химических свойств каждого метала и понимаемым как мера его миграционной способности, т. е. подвижность в природных и антропогенных процессах, на основе Эка рассчитывается показатель (Еп) накопления каждого металла в природной среде. При этом величина ЭК переводится с одного г- атома на грамм вещества и нормируется на фоновое или среднее содержание каждого металла геохимическом поле или объекте:
Выполненные расчеты энергетического показателя определили, что размах его величины в целом для разных металлов в гумусовом горизонте почвы составляет 8 математических порядков от 1. 10 ~ 8 ккал до 1. 10 ккал. ( таблица № 2)
Приведенный размах величин препятствует составлению суммарного показателя, хотя переходные металлы группируются в центральной части таблицы: хром, ванадий, цинк, и свинец (Е. Д. Астрахан, 19992, с. ЗО).
Таблица № 2
Группировка металлов по величине Еп
Порядок величин Еп
Накапливаемые металлы
10- 1
фосфор, титан
1- 0, 1
марганец
0, 1- 0, 01
хром, барий, бор, цирконий, ванадий
0, 01 - 0, 001
кобальт, скандий, стронций, лантан, иттрий, свинец, медь, никель, литий, ниобий, цинк
0, 001 - 0, 0001
сурьма, молибден, бериллий, вольфрам, олово, мышьяк
0, 0001 - 0, 00001
серебро, висмут
0, 00001- 0, 000001
ртуть
Таким образом, приращение энергии накопления металлов, загрязняющих почву, выражаются уравнением:
Е= Епх1пКk
Применительно к масштабам геохимического картирования загрязнения почв и числу определяемых металлов оценка приращения энергии загрязнения на единицу площади ( удельная энергия загрязнения ) производится по формуле:
, где
М2 - квадрат обратной величины масштаба картирования,
Данная величина приращения энергии накопления металлов может быть получена как для каждой точки опробования, так и как средняя из данных по точкам опробования, выделенных по СПК аномалий. Для оценки приращения общей энергии загрязнения площади техногенных аномалий, выделенных по СПК, в приведенное выше уравнение вводится величина площади техногенной аномалии в единицах масштаба (Р):
Использование понятий удельной и общей энергии загрязнения позволяет перейти от фиксирования наличия загрязнения окружающей среды до прогнозирования его развития с использованием тех же измеряемых параметров.
Для прогнозирования динамики загрязнения каждой из выделенных по СПК техногенных аномалий в гумусовом горизонте почв положены следующие предпосылки:
- величина приращения удельной энергии накопления металлов свидетельствует об интенсивности накопления металлов в почве вне зависимости от режима действия источника загрязнения;
- величина приращения общей энергии загрязнения свидетельствует об интенсивности распространения последнего по площади при постоянном или с разным режимом периодичности, но продолжительном действии источника загрязнения;
- процессы накопления металлов в почве предшествуют и обуславливают процессы распространения в почве металлов по площади.
Наряду с процессами концентрирования металлов в почве за счет бытовой и хозяйственной деятельности , действуют противоположно направленные природные почвообразующие процессы, благоприятствующие рассеянию металлов, приведению их концентраций в почве к средним, фоновым содержаниям. Интенсивность указанного явления определяется энергией почвообразования. В настоящее время имеется возможность оценивать вероятную величину этой энергии. Расчет энергетики почвообразования может быть произведен в соответствии с биоэнергетической системой (В. Р. Волобуев, 1974г. ) по формул
Q = 7, 88 + 0, 165 ( ккал/ см2 год, где
( - годичный прирост растительного вещества, ц/ га.
В заключение раздела, в связи с особой важностью вопроса, необходимо более подробно остановиться на ландшафтно- геохимических особенностях техногенных почвенных аномалий, связанных с промышленными выбросами, поскольку эти аномалии - важнейший индикатор загрязнений атмосферы этими выбросами. Аномалия представляет собой комплексный ореол рассеяния с центром в источнике загрязнения и с зональной структурой. Тенденция строения очага загрязнения - наибольшая концентрация "загрязнителей в центре и уменьшения ее в периферии - в общей схеме отражает теоретические представления о распределении атмосферных выпадений на земную поверхность (М. Е. Берлянд, 1975г. ). Реальное строение почвенной аномалии может существенно отличаться от теоретического распределения выпадений, а также от эмпирически установленного распределения загрязнителей в снеговом покрове. Отличия объясняются как разницей в миграционной способности элементов- загрязнителей, так и разнообразием обстановок миграции - то есть ландшафтной структурой местности.
Влияние миграционной способности элементов сказывается в первую очередь на общем облике и размахах техногенной аномалии. Нами установлено, что в зоне дерново- . подзолистых почв Московской области для всех типичных элементов - примесей промышленных выбросов (свинец, цинк, медь, никель, молибден, серебро, ртуть и др. ) аномалии в почвах меньше по протяженности и общей площади, чем в снеговом покрове. 1 Если влияние крупного предприятия, установленное по загрязнению снегового покрова, распространяется на 10- 15 км. , то по почвам оно прослеживается на 5- 7 км. В ряде случаев происходит и изменение зонального строения почвенной аномалии по сравнению с аномалией в снеге. Например, в окрестностях одного из заводов минеральных удобрений в снеговом покрове ореол стронция значительно превосходил но размерам ореолы цинка, меди и свинца. В почвах, напротив, наибольшую протяженность имеет ореол свинца, а наименьшую - ореол стронция. Причина перераспределения заключается в различной подвижности изучаемых загрязнителей; одни из них осаждаются на различных геохимических барьерах почвенного профиля, другие - выносятся за его пределы водой. В окислительной обстановке с нейтральными кислотно- щелочными условиями свинец относится к слабо подвижным, активно накапливающимся элементам, стронций - к легко, цинк и медь - к умеренно подвижным (М. А. Глазовская).
Для внутреннего строения комплексного техногенного ореола наиболее существенны различия между природными и агрогеннными ландшафтами, характеризующимися меньшими содержаниями загрязнителей. Важным природным концентратом загрязнений, являются поймы ручьев, а заболоченнные понижения с дерново- глеевыми почвами не образуют ярко выраженных латеральных барьеров. В таких понижениях возможно только относительное накопление меди, что следует учитывать при исследовании аномалий этого элемента. Данные выводы целесообразно использовать при интерпретации геохимических карт загрязнения территорий, расположенных в аналогичных ландшафтных условиях. Правильной интерпретации помогает также пример распределения различных форм нахождения основных элементов- загрязнителей в средах района в гумусовом горизонте различных ЭЛГС - элементарных ландшафтно- геохимических систем (Н. И. Несвижская и др. . 1984г. ), приведенных в таблице 3.
Таблица 3
Распределение различных форм нахождения меди, цинка, свинца, кадмия, железа в гумусовом горизонте различных ЭЛГС района
Элемент
Тип ЭЛГС
Валовое содержание
усл. ед.
Содержание формы нахождения, % от валового
Подвижная форма
Органо- минеральная
Аморфн. Гидроокислы
Окислы
Нерастворимый остаток
Медь
Лес
85, 0
3
12
60
13
7
Луг
85, 5
3
12
61
20
7
Болото
48, 8
4, 5
16
52
10
9, :
Цинк
Лес
130, 0
10
12
41
10
26
Луг
134, 0
22
16
35
9
18
Болото
84, 0
13
10
49
9
19
Свинец
Лес
130, 0
24
32
41
0, 3
3
Луг
130, 0
19
28
36
0, 4
9
Болото
120, 0
19
20
55
0, 3
5
Кадмий
Лес
0, 8
45
19
17
1, 5
12
Луг
0, 8
80
20
17
0, 1
5
Болото
0, 5
60
16
12
0, 4
8
Железо
Лес
2320
2
3
52
21
21 .
Луг
2320
2, 5
4
52
23
18
Болото
3430
2, 0
5
59
18
16
РАЗДЕЛ II - МЕТОДИЧЕСКИЙ
Методика эколого- геохимических исследований
Пушкинский район Московской области имеет особое значение в апробации комплекса геохимических исследований для экологической оценки состояния окружающей среды. Он находится на ближайшей периферии крупнейшей в России Московской городской промышленно- селитебной агломерации. Разной крупности населенные пункты расположены в нем вдоль общей железнодорожной магистрали на неодинаковом удалении от Москвы и имеют датированную продолжительность действия предприятий, возможных источников и очагов загрязнения окружающей среды и связанных с ними селитебных территорий. Названные выше факторы позволяют одновременно охватывать изучением ограниченные площади с заведомо различной техногенной нагрузкой и иметь удобный для интерпретации аналитических данных фактический материал.
Комплекс геохимических работ включает исследования приземного слоя атмосферного воздуха, пылевых выпадений, почв, растительности, вод и донных отложений водоемов и водотоков, отходов производственной и коммунально- бытовой деятельности, оценку влияния техногенной нагрузки на состояние растительности и здоровья местного, в первую очередь детского, населения. Методической основой комплекса является геохимическое картографирование по регулярной сети наблюдений и опробования.
Геохимическое картографирование с экологическими целями представляет собой сочетание последовательно или совместно выполняемых исследований, организованных следующим образом:
1) камеральные работы подготовительного этапа,
2) полевые работы, проводимые в два подэтапа,
3) аналитические работы,
4) камеральные работы завершающего этапа.
Для выявления реакции растений на обогащение почв и атмосферного воздуха проводилось сопряженное опробование преобладающих типов растительности и почв в очагах, загрязняющих окружающую их среду. Участки сопряженного опробования в городах размещались таким образом, чтобы охватить участки загрязнения почв, снега и воздуха, выявленные в процессе картирования в разных функциональных зонах. Объектами исследований были выбраны из древесных видов - липа и береза, а травянистых - злаки. Все эти виды широко распространены в г. Пушкино и других городах. Ранее исследованиями МОГМЭ ИМГРЭ было установлено, что в условиях Москвы и городах области береза хорошо концентрирует тяжелые металлы, а липа наиболее чувствительна к загрязнению компонентов окружающей Среды. Отбор проб почвы и растительности проводился на участках размером от 10х10 кв. м до 20х50 кв. м. в зависимости от конкретных условий, где имелись все три вида растений. Материал каждого вида проб отбирался таким образом, чтобы составленные сборные пробы весом примерно 0, 5 кг. сырого материала характеризовали всю площадь участка. С древесных пород отбирались листва молодая и старая по возможности из разных мест кроны. Высота отбора материала ограничивалась длиной ручки сучкореза - 3, 5 м. У злаков ножницами срезалась надземная часть. При опробовании обращалось внимание на отклонения во внешнем облике растений, такие как усыхание ветвей, суховершинность, развитие форм хлороза и некроза листьев, скелетирование их и свертывание. Опробование проводилось в августе, поскольку концентрация металлов в органах растений возрастает к концу вегетации. Отобранные растительные пробы тщательно отмывались до светлой воды и высушивались. В лабораторных условиях они озолялись до белой золы.
Оценка возможного влияния загрязнения окружающей среды на заболеваемость местного, прежде всего, детского населения производилась посредством изучения химического состава волос. Из литературы известно, что на наличие повышенных концентраций металлов в окружающей среде чутко реагирует состав волос. С другой стороны, именно дети, как наименее мигрирующая часть населения наиболее тесно связаны с местными условиями. Поэтому именно они стали объектами исследований. Так как отбор роб волос у детей по месту жительства чрезвычайно осложнен, для этого выбирались детские организованные коллективы (детские сады, школы) расположенные в разных функциональных зонах с неодинаковой интенсивностью загрязнения окружающей среды. Кроме того, в детских садах имеется возможность организовать отбор проб атмосферного воздуха при помощи приборов. В г. Пушкино было выбрано 4 детских сада. в выделенных для изучения детских садах отбирались пробы у группы детей в 30 человек в каждом, что обеспечивает достоверность статистических характеристик (А. А. Беус, 1962). Группы обследуемых детей для отбора проб волос формировались по принципу копия- пара: одинаковые по возрастному и половому составу, материально - бытовым условиям жизни, продолжительности проживания в районе детского сада и его посещения. Условно приняты равными обеспеченность, квалификация медработников, социальное положение родителей, одинаковый санитарно- гигиенический и эпидемиологический фон, обеспеченность и качество питьевой воды, санитарное состояние детских учреждений. Поскольку ребенок находится в детском саду всего 8 часов в сутки, а остальное время он проводит по месту жительства, в ряде случаев документировались условия его проживания. Отбор волос производился следующим образом: состригалась прядь волос определенной длины с локального участка (затылок, теменная часть головы). Для снятия поверхностного загрязнения и обезжиривания использовались два способа. Первый способ это мытье волос при помощи детергента (лаурилсульфата натрия или триалона Х- 100). Детергент (4мл. ) добавляют на 3 л воды и заливают волосы, помещение в боксы так, чтобы раствор покрывал пробу. Через два часа детергент сливают, а пробы волос заливают бидистиллированной водой, постоянно перемешивая. Так повторяют дважды, затем волосы обезжиривают в течение 45 мин. в спирэфировой смеси, после этого волосы высушивают при 60 градусах по Цельсию в течение 72 часов. Второй способ подготовки волос рекомендован МАГАТЭ. Он заключается в обработке проб ацетоном Х4 в течение 10- 15 мин. н далее снова 10- 15 мин. обработка ацетоном. Таким образом подготовленный материал направляется на анализ.
Предшествующая и текущая заболеваемость детей исследовалась по данным обращаемости в поликлинику и по анкетным данным путем выкопировки из амбулаторных карт (форма № 112) за 19991- 1993г. г. Разные заболевания детей систематизировались по 7 группам. В каждой из групп учитывались следующие нозологические формы:
1 группа - заболевания верхних дыхательных путей: ОРЗ, аденовирусная инфекция, [ ринит, фарингит, синусит, заболевания миндалин.
2 группа - заболевания нижних дыхательных путей (НДП): бронхит, трахео- бронхит, брохиальная астма, пневмонии и пр.
3 группа - заболевания органов чувств: заболевания глаз и ушей, в том числе отиты, конъюктевиты.
4 группа - заболевания кожи: атопический дерматит родственные состояния, контактный дерматит и другие формы экземы.
5 группа - заболевания желудочно- кишечного тракта: гастрит, эндетерит, функциональные расстройства желудка и пр.
6 группа - прочие: заболевания нервной системы, суставов, инфекционные заболевания и др.
7 группа - общее количество заболеваний (всего). Подсчитывается количество всех случаев заболеваний.
Пробы анализировались на приоритетные, т. е. наиболее часто встречаемые в природных средах городов металлы, такие как свинец, медь, никель, кадмий, цинк, хром, кобальт, марганец, и железо.
В конце раздела необходимо обратить внимание на некоторые методические подходы при изучении аэрогенной нагрузки на человека. Важность этого акцента очевидна. В настоящее время используется большое разнообразие способов измерения количества атмосферной пыли, определения ее качественного состава, сводящееся в основном к аспирационным и седиментационным методам. Результаты таких исследований из- за методического различия нередко плохо согласуются между собой. До последнего времени считалось, что основной вред организму человека аэрозоли причиняют при воздействии на органы дыхания, в связи с чем наибольшее распространение получили аспирационные методы. В то же время ясно, что аспирационные и седиментационные методы не дублируют, а дополняют друг друга, поскольку направлены на разные во времени состояния аэрозолей. Кроме того, даже с точки зрения состояния атмосферы седиментационные методы не могут быть полностью заменены аспирационными. Современные исследования экосистем показывают, что нередко вредные влияния аэрозолей проявляются не тогда когда они находятся в воздухе в относительно небольших концентрациях, а когда включаются в цепь экологического круговорота веществ и накапливаются в ключевых звеньях экосистем.
В гигиенических исследованиях атмосферного воздуха обычно используются среднесуточные и максимальные разовые концентрации. В то же время при решении целого ряда народнохозяйственных задач, в частности при разработке прогнозов состояния атмосферного воздуха на длительное время в условиях развивающейся промышленности или даже при условии ее спада, удобнее применять оценки в годовых или сезонных циклах. Для оценки твердых примесей (пыли, отдельных химических элементов или соединений) целесообразно обращаться к седиментационным методам, особенно с использованием природных планшетов, в частности таких, как снег (оценки в годовых и полугодовых циклах) Аспирационные методы и метод природных планшетов направлены в конце концов на получение субстрата, вобравшего в себя пыль. Дальнейшее изучение примеси может проводиться одними и теми же методами - весовыми, аналитическим, химическим и т. д.
РАЗДЕЛ III - ОБЩИЙ
Глава I. Природные условия Пушкинского района
Пушкинский административный район Московской области расположен к северо- востоку от г. Москвы и входит во внешний пояс пригородной зоны города. На севере и западе он граничит с Сергиево- Посадским и Дмитровским районами, на западе - Мытищинским, на юге, юго- востоке и востоке с г. Калиниградом и Щелковским районом. Современная площадь Пушкинского района составляет около 632 км2 , население - 237, 3 тысяч человек. Средняя плотность населения оценивается примерно в 410 человек на кв. км.
На территории района находятся города Пушкино, Ивантеевка, Красноармейск: поселки городского типа - Софрино, Лесной, Правдинский, большое число населенных пунктов сельского типа, дачных поселков, домов отдыха, детских оздоровительных учреждений.
Климат района умеренно континентальный с преобладанием западного переноса воздушных масс. В осенне- зимний период (октябрь- март) доминируют ветры западного, юго- западного и южного направлений, весной и летом (апрель- сентябрь) - западного, северозападного и северного направлений. Среднее количество осадков составляет 500- 600 мм в год. Их выпадает больше, чем расходуется на испарение, что обуславливает промывной режим почв и грунтов, способствует интенсивному плоскостному смыву и переувлажнению рыхлых отложений в пониженных частях