CC BY
19
УДК 616.594.1-053.2:621.311:669.018.674
В.М. Куляс,
0. Б. Срмаченко, В.В. Жданов,
1.Б. Пономарьова, Д. Р. Садеков,
В. С. Котов, О.А. Дмитренко
Донецький нацюнальний медичний утверситет м. М. Горького кафедра гтени Ф1ПО
ОЦ1НКА ВПЛИВУ ВИКИД1В ТЕПЛОЕЛЕКТРОСТАНЦ1Й НА ВМ1СТ МЕТАЛ1В У ВОЛОСС1 Д1ТЕЙ
Ключовi слова: навколишне середовище, важк метали, волосся, дитяче населення Key words: environment, heavy metals, hair, children's population
Резюме. Проведены исследования по изучению распространения вредных выбросов в воздушном бассейне в районе размещения Луганской ТЭС. Установлено, что более 50 % компонентов в выбросах приходится на взвешенные вещества, в состав которых входит значительное количество металлов. Определены количественные зависимости между содержанием металлов в атмосферном воздухе и волосах детей, что подтверждается коэффициентами корреляции. Полученные результаты исследований будут использованы для моделирования и прогнозирования возможных рисков влияния на здоровье детских контингентов. Summary. Researches on the study of distribution of the harmful emissions into to the air in the district of Lugansk PES placing are conducted. It is set, that more than 50 % of components in the emissions compose suspended substances in the content of which there is a great number of metals. Quantitative dependences between content of metals in atmospheric air and in the hair of children are definited; this is confirmed by the correlation coefficients. The obtained results will be used for modeling and prediction of possible risks of impact on the health of children's contingents.
Отримання електроенерги пов'язано з про-цесами дезштеграци i спалювання твердого палива - вугшля, що сприяе значному забруд-ненню атмосферного пов^ря населених пунктов пилом возгоночного характеру. 1ншою особли-вютю даного пилу е вмют в ньому велико! кшь-косто металiв, у тому чи^ i важких.
У мюькому пилу можуть виявлятися рiзнi елементи: кремнш, алюмшш, залiзо, титан, каль-цш, барш, натрш, свинець, цинк, мщь, ванадш, марганець, шкель, олово, стронцш, бор, хром, вюмут, кобальт та ш. [3]. Присутнють у пилу домшок у виглядi як залiза i алюмiнiю, так i лужних елементiв, змiнюе його властивосто, наприклад, зменшуе фiброгеннiсть.
У промислових викидах теплоелектростанцiй мiститься понад 60 металiв. Основну кiлькiсть забруднювачiв, що надходять в атмосферу при спалюванш вугiлля, складають твердi частки -оксид шрки i оксиди азоту.
Кшьюсть хiмiчних елементiв залежить вiд !х вмiсту у вихщнш сировинi, а також вiд ступеня сорбцп золою i шлаком. Стутнь переходу, наприклад, фтору i ртуто в повiтря у процесi горшня досягае 80-90 % вiд !х вмiсту в паливi. Ступiнь переходу в повiтря летючих форм свинцю, кадмiю i хлору перевищуе 50 %. Для
миш'яку i нiкелю ця величина становить близько 20 %.
Динамiка здоров'я дiтей - один iз най-чутливших показникiв, що вiдбивае змiни якосто навколишнього середовища. 1з збiльшенням рiвня забруднення селiтебних зон спостер> гаеться пiдвищення як загально! захворюваностi, так i захворюваностi дiтей на хвороби оргашв дихання, серцево-судинно! i нервово! систем, шкiри, порушення статевого розвитку [1,9,11].
У лiтературi наводяться численш дослiдження концентрацп важких металiв у бюсубстратах дiтей [10]. Вiдзначаеться шдвищення у дiтей, якi проживають поблизу техногенних центрiв, концентрацп деяких iз них [2,5,7]. Важкi метали, що входять до складу мюького пилу, можуть бути причиною зниження iмунiтету дитячого населення.
Мета дослщження - встановити закономiр-носто розповсюдження забруднень теплоелектро-станцiй в атмосферному повiтрi i визначити рiвнi накопичення металiв у волоссi дггей.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛ1ДЖЕНЬ
Оцшка стану повiтряного середовища прово-дилася по кшьюсному вмiсту витаючого пилу вщповщно до рекомендацiй, висловлених у РД 52.04.186-89. Проби вщбиралися на вщдаленш
3,0; 5,0 i 10,0 км вщ Лугансько! ТЕС. Визначення металiв в атмосферному повiтрi виконано iз застосуванням атомно- абсорбцшно! спектрофотометра [6].
Визначення металiв в iндикаторних середо-вищах дозволяе не тiльки встановити кшьюсш зв'язки мiж рiвнями забруднення навколишнього середовища металами i !х вмiстом в органiзмi, але й створити математичш моделi прогнозу для рiзних ситуацiй. Визначення вмiсту метатв у волоссi дiтей, що проживають у зонi впливу теплоелектростанцп (ТЕС), проводили вщпо-вiдно до методичних вк^вок [4].
Обстежено 202 дитини у вщ 4-6 роюв, вiдвiдуючих дитячi дошкiльнi установи в м. Щастя, розташованi на вщсташ до 3,0 км (I група - 118 осiб) i на вщдаленш вiд 3,0 до 10,0 км (II група -84 оаб) вщ ТЕС. Контрольна група (92 особи) складалася з дiтей того ж вшу, що проживають у населеному пункп, де немае джерел забруднення атмосферного повггря.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ
На пiдставi детального вивчення Лугансько! теплоелектростанцп (ТЕС) нами було встановле-но, що в пов^ряний басейн надходить велика кшьюсть зважених речовин у виглядi пилу вугшьно! золи, до складу якого входять метали, у тому чи^ i важкi.
Питома вага твердих речовин у загальному обсязi викцщв Лугансько! ТЕС в атмосферу становить 61023,01 - 76895,57 т/год. Пил вугшьно! золи мютить таю метали, як кадмш, хром, мщь, марганець, шкель, свинець, цинк та ш.
Аналiз стану повiтряного басейну в райош розмiщення велико! теплоелектростанцп показав, що рiвень забруднення пилом вугшьно! золи на вщдаленш 3,0 км складав 1,063 мг/м3, що в 2,1 разу перевищуе максимально разову ГДК, i на вщдаленш до 10,0 км - 0,786 мг/м3 (в 1,7 разу). Середньодобовi концентрацп на цих же видаленнях вiд джерела викиду визначалися в межах 0,84 мг/м3 i 0,58 мг/м3, що в 5,6 i 3,9 разу вище ГДКс.с (табл. 1).
Таблиця 1
Середньор1чш концентрацп шк1дливих речовин у пов1тряному басейн м.Щастя за
показниками стац1онарни\ пост1в (мг/м3)
Ввдстань ввд джерела (км) Перевищення ГДК (%) М±т ЕПЗ (%) 1ндекс небезпеки
£ 30,0 32,0
3,0 - 10,0 29,5
Вщсоток позитивних проб пилу на вщдаленш до 3,0 км досягав 32,0 % i на вщсташ вiд 3,0 до 10,0 км - 29,5 %.
Високий рiвень вмiсту проб пилу, що пере-вищують ГДК, у другш зонi, iмовiрно, зумов-лений, перш за все, висотою викиду шкiдливих речовин в атмосферу (3,0 км) i особливостями розповсюдження забруднювачiв на територi! населеного пункту.
Основний внесок у формування сумарного
0,84±0,009 560 5,6
0,58±0,008 386 3,9
числа несприятливих результатiв (понад 50 %) вносять зважеш речовини [9]. Важливе ппешчне значення мае фракцiйний склад пилових часток, присутшх в атмосферному пов^р^ оскiльки вiн багато в чому визначае бюлопчну дiю на оргашзм людини. Аналiз зразкiв вугiльного пилу золи, вобрано! в районi впливу викцщв Лугансько! ТЕС, показав, що дисперсшний склад пилу був полiморфним (табл. 2).
Таблиця 2
В1дстань в1д джерела (км) Ддаметр пилових частинок %
до 2 мкм 2 - 5 мкм >5 мкм
0,5 - 1,0 57,6 28,3 14,2
1,0 - 3,0 65,2 23,8 11,0
3,0 - 10,0 72,6 18,4 9,0
Як видно з таблиц 2, розмiри часток вугшьно! золи мали виражену динамiку зменшення в розмiрах iз збiльшенням вiдстанi вщ джерела викиду. На вiддаленнi 10,0 км кшьюсть пилових
часток з розмiром до 2,0 мкм зросла до 72,6 %, тодi як на меж санiтарно! зони вона складала 57,6 %.
З урахуванням того, що пил вугшьно! золи
09/ Том XIV/ 4
69
мютить метали в значних кшькостях, нами був вивчений !х вмют у повiтряному басейнi м. Щастя (табл. 3). Вiдзначено, що найвищi кон-центрацi! металiв були характерш для нiкелю i марганцю, при цьому перевищення середньо-
рiчно! ГДК для нiкелю, марганцю i хрому складало вiдповiдно 2,7; 2,1 i 1,8 разу. Практично для вшх речовин, що вивчалися, також спос-терiгалось перевищення гiгiенiчних нормативiв.
Таблиця 3
Середиьор1чи1 р1вн1 вмкту метал1в в атмосферному пов1тр1 м.Щастя (мг/м )
Краттсть
Найменування метал1в Кшьюсть проб Меж1 коливань концентраций М±т перевищення середаьодобово!' ПДК
Кадмш 120 0,0007-0,0001 0,00045±0,00005 1,5
Хром 120 0,04-0,015 0,018±0,0002 1,8
Мвдь 120 0,0048-0,001 0,003±0,000013 1,5
Марганець 120 0,0035-0,0009 0,0021±0,00002 2,1
Н1кель 120 0,0032-0,00085 0,0027±0,00001 2,7
Свинець 120 0,00045-0,00025 0,00039±0,000001 1,3
Цинк 120 0,09-0,01 0,072±0,0007 1,4
Техногенне забруднення навколишнього сере-довища призводить до надмiрного надходження хiмiчних елементiв в оргашзм людини, що може впливати на розвиток екологозалежних захво-рювань.
Показано, що мiкроелементний склад волосся об'ективно вщображае ступiнь накопичення хiмiчних елементiв в органiзмi людини [10,11]. Встановлено, що середш рiвнi накопичення
важких металiв у волоссi дтей контрольно! групи спiвпадали з рiвнями рекомендованих ф> зiологiчних норм [8]. З наближенням до ТЕС бшьш нiж у 2 рази зрю вмют у волосс дiтей кадмда, мiдi, марганцю, свинцю i цинку, i бiльш нiж у 10 разiв збiльшилася концентрацiя нiкелю. Виняток становили лише рiвнi хрому, яю iстотно не вiдрiзнялися в порiвнюваних групах (табл. 4).
Таблиця 4
Показники вм1сту метал1в у волоса дггей р1зни\ груп (М±т)
Найменування метал1в Вм1ст метал1в у волосс1, мкг/г
Iгрупа II група контроль
са 0,80±0,12** 0,52±0,04* 0,18±0,03
Сг 0,89±0,14 0,63±0,05 0,60±0,05
Си 9,17±0,77* 10,40±0,65* 3,75±0,39
Мп 1,37±0,18* 1,25±0,15* 0,40±0,04
N1 3,98±0,42**# 1,04±0,08* 0,35±0,04
РЬ 1,49±0,17*# 0,69±0,12 0,48±0,09
Zn 235,87±29,14* 200,26±26,40* 109,0±9,25
Прим1тка: достов1ршсть вщмшностей щодо контролю: * - р<0,05; ** - р<0,01; достов1ршсть вщмшностей м1ж основними групами:
р<0,05; ## - р<0,01
При порiвняннi складу важких металiв у волосс дiтей рiзних груп iз контрольною групою визначалося достовiрне збшьшення в I групi концентрацiй: кадмш в 4,4 разу (р < 0,01), мад в 2,4 разу (р < 0,05), марганцю в 3,4 разу (р < 0,05), шкелю в 11,4 разу (р < 0,01) i цинку в 2,2 разу (р < 0,05). Вмют свинцю перевищував контрольне значення в 3,1 разу (р < 0,05) i в 2,2 разу (р < 0,05) аналопчний показник в II груш. Рiвень цих
металiв у волосс дтей II групи порiвняно з контролем був також достовiрно вищим: кадмш в 2,9 разу, (р < 0,05), мцц в 2,8 разу (р < 0,05), марганцю в 3,1 разу (р < 0,05), шкелю в 3 рази i цинку в 1,8 разу.
Таким чином, найбшыле у волосс дтей, що проживають в зош впливу викцщв ТЕС, нако-пичуються шкель, кадмiй, марганець i свинець. Середш концентрацп цих металiв у дтей, що
проживають в м. Щастя, перевищують рекомендовав норми, що може бути тдтвердженням ix техногенного походження i викликати змiни адаптацiйниx процесiв в оргашзмь
Проведений кореляцiйний аналiз взаемо-зв'язку мiж вмiстом важких металiв у волоссi i ix концентращею в атмосферному повiтрi шдгверд-жуе наявнють прямого сильного зв'язку концен-траци цинку (г = 0,76) i прямо' середньо' коре-ляцшно' залежностi рiвнiв хрому (г = 0,69), марганцю (г = 0,62), кадмда (г = 0,55), мад (г = 0,48), нiкелю (г = 0,36) i свинцю (г = 0,30) вщ ступени наближення до ТЕС у всix групах дтоей (табл. 5).
Таблиця 5
Показники кореляцшно'! залежност м1ж вмктом металiв у волоссi дiтей i i'x кшькктю в повiтряному басейн1 м. Щастя
Коефщснти кореляци (г)
Метали Iгрупа | II група | контроль
Cd 0,55 0,50 0,33
Cr 0,69 0,63 0,25
Cu 0,48 0,50 0,36
Mn 0,62 0,62 0,21
Ni 0,36 0,32 -0,31
Pb 0,30 -0,38 -0,20
Zn 0,76 0,70 0,30
Таким чином, тдвищений вмiст металiв у волосш дiтей, що проживають в зош впливу викидiв Лугансько' ТЕС, вказуе на 'х техногенне походження. Встановлена залежнють мiж кон-центрацiями металiв в атмосферному повiтрi i
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
вмiстом !х у волосс дiтей. 1з збiльшенням вщсташ вщ джерела атмосферного забруднення концентрацii' металiв у волоссi дiтей знижува-лися, проте при цьому !х рiвень залишався достатньо високим i перевищував контрольнi показники. Можна стверджувати, що дтои, якi проживають у зош впливу викцщв теплоелек-тростанци, отримують додаткове техногенне на-вантаження i становлять групу пiдвищеного ризику розвитку екологозалежних захворювань. Отриманi данi свщчать про необхiднiсть прове-дення профшактичних заходiв у дитячих ко-лективах, що розташоваш на забруднених тери-торiях, направлених на пiдвищення адаптацшних можливостей органiзму.
ВИСНОВКИ
1. Сучасш теплоелектростанцii' залишаються значними джерелами забруднення повторяного басейну населених пунктiв твердими i газо-подiбними речовинами в кшькостях вiд 130000,0 до 167000,0 т/рк.
2. При спалюваннi вугшля в атмосферу над-ходить пил комплексного хiмiчного складу, одними з компонентов якого е метали. Вмют металiв перевищуе встановленi нормативи в 1,1 -2,7 разу.
3. Мешкання дтоей в умовах викидiв Лу-гансько! ТЕС призводить до накопичення ме-талiв у волосс в концентрацiях, якi значно перевищують контрольш показники.
4. Отриманi результати можуть бути вико-ристанi для розробки профшактичних заходiв, направлених на запобиання негативнiй дii' викидiв теплоелектростанци на здоров'я дiтей.
1. Больбот Ю.К., Бордiй Т.А., Ковтуненко Р.В. Роль накопичення важких металiв в reHe3i реци-дивуючого бронхпу у дггей // Вестник физиотерапии и курортологии. - 2002. - № 3. - С. 10.
2. Бурак И.И., Радишевич А.А., Садиков Б.М. Состояние здоровья дошкольных учреждений промышленного города в зависимости от сферы обитания // Современная паразитология: проблемы и перспективы. - Витебск, 1999. - С. 22-27.
3. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека. Региональные публ. ВОЗ, Европ. Серия, № 85. -Копенгаген: 2001. - 293с.
4. Определение химических соединений в биологических средах. Методы контроля. Химические факторы: Сборник методических указаний МУК 4.1.763 -4.1.779 - 99. - М., 2000.
5. Ревич Б.А., Быков А.А., Ляпунов С.М. Свинец и здоровье детей - опыт изучения воздействия свинца на здоровье детей в некоторых городах России // 1-й
съезд токсикологов России: сб.тез.докладов.-М., 1999.-С.97.
6. Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД № 52.04.186-89.
7. Собирова З.Ф. Антропогенное загрязнение атмосферного воздуха и здоровье детского населения // Гигиена и санитария. - 2001. - № 2. - С. 9-11.
8. Содержание микро- и макроэлементов в волосах здоровых людей / С.В. Синяченко, Е.П. Стефа-ненко, В.Н. Петрова и др. // Вестник гигиены и эпидемиологии.- 2007. - Т.11, № 1. - С. 120-126.
9. Тщенко В.А. Сучасш проблеми фармакоте-рапп новонароджених дней // ПАГ. - 2002. - № 2. -С. 47.
10. Черняева Т.К. Содержание тяжелых металлов в волосах детей в промышленном городе // Гигиена и санитария. - 1997. - № 3. - С. 26-28.
11. Counter S.A. Elevated blood mercury and neuro-otological observations in children of the Ecuadorian gold mines // J.Toxicol Environ Health. - 2002. - Vol. 65, N 2. - P. 149 - 163.
09/ Том XIV/ 4
♦
71
