CC BY
88
УДК 574.2:550.4
РЕГИОНАЛЬНАЯ СПЕЦИФИКА ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВОЛОС ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ НА ТЕРРИТОРИИ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Н.В. Барановская, Д.В. Швецова, А.Ф. Судыко
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Установлены особенности элементного состава волос детей в возрасте от3 до 15 лет, проживающих на территории Томской области. Приведены данные о среднем содержании 29 химических элементов в волосах детского населения в различных районах. Для каждой территории рассчитаны коэффициенты концентрации изученных элементов в волосах относительно средних значений по области. Выделены группы районов со специфическим спектром элементов, накапливающихся в волосах детей в количествах, превышающих среднеобластные показатели.
Ключевые слова:
Волосы детей, элементный состав, Томская область, биогеохимическая специфика. Key words:
Children's hair, element content, Tomsk region, biogeochemicalpeculiarity.
Химический состав волос является маркером экологического неблагополучия территории [1-5], а также может использоваться как индикатор при-родно-техногенных обстановок, поскольку отражает региональные особенности в накоплении элементов на территории проживания населения [6-11]. Волосы человека отражают уровень поступления химических элементов в организм человека. Они же являются самым доступным для массовых исследований биосубстратом [1, 2].
Материалы и методы
Пробы волос были взяты у детей (мальчиков и девочек) в возрасте от 3 до 15 лет. Всего исследовано 534 образца в 16 районах Томской области. Кроме того, для выявления региональной специфики, было проведено сравнение с изученными образцами волос детского населения Иркутской (36 проб) и Челябинской (44 пробы) областей.
Методика отбора данного биосубстрата выполнялась в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ (1980) [12]. При взятии образцов фиксировался возраст, пол, полное имя, адрес проживания и место рождения, а также наличие патологий и хронических заболеваний. В выборку включались дети, не имеющие отклонений по медицинским показателям, родившиеся в данном населенном пункте.
Пробоподготовка проводилась на кафедре геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета. При очистке волос от внешних загрязнений использовался широко применяемый способ, эффективность которого показана в работах Л.И. Жук и А.А. Кист [10, 13, 14].
Для количественного определения химических элементов использовался метод инструментального нейтронно-активационного анализа. Облучение осуществляли тепловыми нейтронами с потоком 1,2-1014п-см2/с на Томском исследовательском ядерном реакторе ИРТ-Т в лаборатории ядерно-геохимических методов исследования кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехниче-
ского университета (аналитик - с.н.с. А.Ф. Судыко). Измерения производились на гамма-спектрометре с германий-литиевым детектором. Метод инструментального нейтронно-активационного анализа широко используется для аттестации стандартных образцов состава как отечественных, так и зарубежных (МАГАТЭ, Германия, Япония, Индия и др.) и его качество, по оценке экспертов, является вполне удовлетворительным. В качестве стандартного образца сравнения для определения элементного состава волос использовались ЭК-1 Элодея канадская, БИЛ-1 - байкальский ил, SD-М2/ТМ - морские осадки. Выполнялся внутренний контроль.
В ходе анализа было определено содержание в волосах 29 элементов, включая малоизученные радиоактивные (и, ТИ) и редкоземельные.
Результаты и обсуждение
В состав Томской области входят 16 административных районов (рис. 1).
Территория области характеризуется неравномерным размещением населенных пунктов. Большинство из них сосредоточены в южной части Томской области вдоль автомобильных и железных дорог, долин рек. Отдельное место занимает в структуре Томской области Томский район. На его территории в зоне Северного промышленного узла (СПУ) сосредоточена основная масса промышленных предприятий, среди которых предприятия агропромышленного и топливно-энергетического комплексов, крупнейший в стране нефтехимический комбинат (ТНХК), предприятие ядерно-топливного цикла - Сибирский химический комбинат. Наибольшему техногенному влиянию подвержены населенные пункты, находящиеся в северо-восточном направлении от СПУ (зона преимущественного ветрового переноса веществ) [3, 7, 8, 15, 16].
Северные районы Томской области (Александровский, Каргасокский, Парабельский и Колпа-
Таблица. Элементный состав образцов волос детского населения, проживающего на территории районов Томской области, мг/кг сухого веса (* отмеченыI элементыI, определяемые менее чем в50% проб; - содержание элементов ниже предела определения)
Элемент Район
Александровский Каргасокский Парабельский Колпашевский Чаинский Молчановский Кривошеинский Шегарский Кожевниковский
N3 68,0+30,0 708,0+330,1 151,7+35,6 100+43,4 544,8+107 289,7+79,7 455+111 521+107 183,3+57,4
Са 6136,0+671,0 4960,0+851,2 916,7+175,9 1083,3+164,2 2113+428 1491,7+351,07 3311+787 4435+498 1716,7+548,6
5с 0,03+0,01 0,04+0,01 0,02+0,003 0,03+0,003 0,03+0,01 0,008+0,002 0,1+0,05 0,18+0,04 0,005+0,001
Сг 2,9+0,9 4,74+1,5 2,48+0,46 2,1+0,3 4,4+1,5 5,5+1,3 14,5+4,7 16,2+2,9 6,0+2,1
Fe 266,8+83,2 356,8+38,4 201,7+44,8 153,3+34,6 208,3+69 121,7+44,9 1183+563 2002+474 30,0+6,8
Со 0,3+0,06 0,1+0,03 0,18+0,04 0,2+0,04 0,12+0,04 0,03+0,008 0,31+0,14 0,55+0,01 0,017+0,01«
260,6+33,5 352,4+100,9 153,2+18,7 155,2+30,8 205,6+23 196,7+22,6 219,8+41,3 243,5+15 196,5+17,5
Аб - - - - - - - - -
5е 0,24+0,04 0,53+0,3« 0,6+0,09 0,6+0,14 1,45+0,21 1,57+0,19 0,89+0,3 1,4+0,2 1,8+0,16
Вг 8,5+1,4 14,7+2,3 7,85+1,7 3,6+0,8 6,01+0,9 13,25+3,3 17,3+3,4 15,3+3,6 5,8+0,9
№ - - - - - - 1,8+0,2« - -
5г - - - - - - - - -
Ад 0,82+0,3 0,4+0,2« 0,3+0,1« 0,3+0,1« 0,19+0,04« 0,4+0,09 0,55+0,1« 0,44+0,05« 0,2+0,1«
5Ь - 0,13+0,09« 0,1+0,07« - 0,1+0,04« 0,16+0,06 0,16+0,07« 0,08+0,02« 0,08+0,02«
Сб - - - - - - - 0,06+0,03« -
Ва 14,2+4,2* - - - 7,5+1,1« 5,8+1,5« 6,7+2,1« 5,0+2,2« 3,3+2,1«
La 0,028+0,01* 0,05+0,03 0,3+0,05 0,32+0,09 0,18+0,07 0,08+0,02 0,12+0,04 0,26+0,06 0,04+0,01
Се 0,48+0,17 1,2+0,16 0,67+0,13 0,92+0,23 0,5+0,23« 0,34+0,1« 0,53+0,1« 0,47+0,09« 0,14+0,08«
5т 0,05+0,03 0,048+0,03 - 0,03+0,01 0,04+0,014« 0,014+0,003« 0,13+0,05« 0,14+0,02« 0,03+0,009«
Ей 0,03+0,0003« 0,03+0,0002« 0,03+0,0003« - - - - - -
ТЬ - - - - 0,007+0,0005« - - - -
УЬ - 0,034+0,004« 0,03+0,0003« - - - - - -
Lu 0,005+0,002 0,003+0,0006« - 0,005+0,001 0,006+0,001« - 0,009+0,003« 0,013+0,002« -
Ж 0,19+0,05 0,19+0,07 0,04+0,01 0,05+0,008 0,02+0,005« 0,01+0,0001« 0,12+0,04« 0,17+0,04« 0,007+0,0015«
Та - - - - - - - - -
Аи 0,33+0,04 0,25+0,06 0,03+0,01 0,03+0,01 0,01+0,003 0,01+0,006 0,04+0,01 0,04+0,008 0,002+0,0005
нд 2,02+0,43 2,75+0,45 1,18+0,2 2,02+0,5 16,6+1,3 17,8+2,6 21,4+3,6 18,4+5,1 13,8+2,9
ТИ 0,02+0,008 0,097+0,06« 0,02+0,005 0,02+0,003 0,1+0,002« 0,02+0,004« 0,007+0,001« 0,006+0,002« 0,01+0,003«
и 0,61+0,6 0,28+0,16« 0,05+0,01 0,07+0,035 0,18+0,08« 0,07+0,02« 0,07+0,01« 0,08+0,008« -
Таблица (продолжение)
Элемент Район Томская область (без Томского района)
Томский Асиновский Первомайский Верхнекетский Тегульдетский Зырянский Бакчарский
N3 762,2+51,3 460+78 286,6+69 259,5+54,3 599,3+88 566,5+53 786,3+82,4 518,06+28,0
Са 3467,3+184,6 2415+489 1748,1+289,0 1280,0+201,9 2196+273 2043+118 2086,5+209,8 2184,37+88,0
5с 0,09+0,01 0,03+0,003 0,006+0,0009 0,021+0,006 0,04+0,005 0,012+0,001 0,03+0,003 0,03+0,003
Сг 7,11+0,66 1,83+0,45 0,83+0,15 1,6+0,3 5,9+0,9 1,03+0,1 2,0+0,5 3,05+0,29
Fe 1079,9+126,78 183,2+33 49,9+2,9 180,5+40,6 392,8+31 105,3+9 99,2+30,1« 242,36+30,9
Со 0,3+0,027 0,22+0,02 0,04+0,006 0,16+0,03 0,23+0,03 0,17+0,02 0,57+0,09 0,23+0,02
7п 172,61+5,9 163+24 210,3+13,4 191,3+15,04 222+11 150,4+5 210,4+11,6 186,9+4,4
Аб 0,89+0,02« - - 0,77+0,04 - - - 1,05+0,01
5е 0,55+0,05 0,77+0,06 1,3+0,08 0,87+0,18 0,8+0,04 0,4+0,02 0,66+0,04 0,78+0,03
Вг 19,5+1,7 2,9+0,5 9,5+1,2 9,7+2,3 2,4+0,4 4,1+0,4 5,9+0,7 6,32+0,35
№ 2,0+0,08« 2,1+0,08« - 2,0+0,1« 2,2+0,13« 2,1+0,04« 4,5+1,1« 2,4+0,17
5г 16,3+5,3« - 10+1,1« - 13,1+1,4« 13,5+0,9« 10,4+0,3« 11,8+0,4
Ад 0,61+0,13« 0,2+0,04« 0,17+0,03« 0,59+0,13« 0,45+0,09« 0,2+0,02« 0,43+0,06 0,3+0,018
5Ь 0,21+0,02« 0,045+0,008« 0,06+0,01« 0,096+0,03« 0,11+0,03« 0,06+0,006 0,05+0,008« 0,07+0,005
Сб 0,03 +0,0007« - 0,03+0,001« 0,031+0,001« - 0,03+0,001« 0,06+0,02« 0,04+0,003
Ва 10,9+1,3« 14,7+4,7« 8,07+1,1« 14,58+2,5« 12,3+1,0« 11,7+0,5« 13,7+1,3« 11,3+0,46
La 0,41+0,03 0,06+0,01 0,02+0,004 0,17+0,04 0,14+0,03 0,26+0,01 0,26+0,04 0,2+0,01
Се 0,56+0,07 0,1+0,01« 0,23+0,05« 0,45+0,09« 0,26+0,05« 0,26+0,03« 0,22+0,01 0,32+0,02
5т 0,11+0,009 0,08+0,02 0,002+0,00004« 0,04+0,03 0,22+0,01 0,04+0,003 0,3+0,05« 0,094+0,009
Еи 0,04+0,002« - - 0,02+0,003« 0,008+0,0004« 0,005+0,0002« 0,009+0,0007 0,008+0,0005
ТЬ 0,01+0,0004« - 0,01+0,0001« 0,017+0,005 0,01+0,0003« 0,01+0,0003« 0,02+0,0003« 0,011+0,0004
УЬ 0,11+0,03« 0,02+0,002« 0,03+0,0004« 0,037+0,005« 0,03+0,0003« 0,022+0,006« 0,03+0,004« 0,02+0,002
Lu 0,015+0,001« 0,008+0,0008« 0,001+0,00007« 0,005+0,002« 0,004+0,0003 0,004+0,0002« 0,003+0,0005« 0,005+0,0002
Ж 0,1+0,008« 0,03+0,002« 0,02+0,006« 0,03+0,005« 0,04+0,003« 0,02+0,002« 0,05+0,007 0,04+0,003
Та 0,06+0,002« - - 0,02+0,005« - - 0,02+0,0003« 0,027+0,000 8
Аи 0,11+0,03 0,05+0,02 0,016+0,005 0,04+0,01 0,04+0,005 0,04+0,006 0,05+0,008 0,04+0,004
нд 1,25+0,18 0,47+0,12 1,8+0,19 0,86+0,19 1,15+0,14 1,06+0,07 0,21+0,03 3,21+0,3
ТИ 0,19+0,04« 0,015+0,002« 0,01+0,001« 0,02+0,003« 0,038+0,004« 0,01+0,0007« 0,03+0,002« 0,018+0,001
и 0,21+0,02« 0,05+0,017« 0,024+0,003« 0,08+0,01« 0,11+0,02« 0,16+0,01« 0,18+0,03« 0,14+0,01
Рис. 1. Административно-территориальное деление Томской области (стрелкой показано преобладающее направление ветров). Районы: 1) Александровский; 2) Каргасокский; 3) Парабельский; 4) Колпашевский; 5) Чаинский; 6) Молчанов-ский; 7) Кривошеинский 8) Шегарский; 9) Кожевниковский; 10) Томский; 11) Асиновский; 12) Первомайский; 13) Верх-некетский; 14) Тегульдетский; 15) Зырянский; 16) Бакчарский
шевский) характеризуются преобладанием в структуре хозяйства нефтегазодобывающего комплекса. В недрах Бакчарского и Колпашевского районов расположено железорудное месторождение с прогнозными ресурсами в 110 млрд т. Остальные районы можно отнести к сельскохозяйственным и районам с развитой лесной и деревоперерабатываю-щей промышленностью.
Томский район
N3
Рис. 2. Коэффициенты концентрации элементов в волосах детей, проживающих в Томском районе, относительно среднего для Томской области (здесь и далее звездочкой отмечены элементы, определяемые не во всех пробах)
Данные по содержанию 29 химических элементов в составе волос детского населения, проживающего в различных районах Томской области, приведены в табл. 1. При расчете средних аномально высокие концентрации были заменены на среднее значение концентрации данного элемента в выборке. Содержание отдельных элементов находит-
ся на уровне ниже предела определения анализа (мг/кг): Аб < 1, КЬ < 2, Бг < 10, Сб < 0,03, Ва < 10. Однако в некоторых населенных пунктах они были зафиксированы. Так, например, А был обнаружен в пробах из пос. Сайга и Белый Яр Верхнекетского района.
Анализ имеющегося фактического материала (табл. 1) показал, что районы области имеют индивидуальную биогеохимическую специфику, о чем можно судить по спектру элементов в волосах детей с высокими коэффициентами концентрации относительно средних значений для региона в целом, рассчитанным без учета данных о содержании элементов по Томскому району (рис. 2-6), поскольку он имеет наиболее сложную экологическую обстановку, обусловленную деятельностью предприятий СПУ. Волосы проживающих здесь детей ярко отражают в своем составе техногенную составляющую (рис. 2).
Спецификой этой территории является содержание в изучаемой ткани наиболее широкого спектра элементов, которые накапливаются выше среднеобластных показателей. Кроме того, образцы волос детей именно в Томском районе характеризуются максимальными концентрациями ТИ, БЬ, Вг, Ей, УЬ. В них интенсивно накапливаются Бс, Сг, Fe, Щ Вг, БЬ, Аи и некоторые редкоземельные элементы, для которых характерно крайне неравномерное пространственное распределение, связанное с расположением источников природно-тех-ногенного воздействия на территории СПУ, о чем мы неоднократно писали [8, 15, 18]. Так, сильное воздействие на природные среды в Томском районе оказывают предприятия топливно-энергетического комплекса, а также промышленные объекты г. Томска, что может приводить к повышенному относительно среднеобластных показателей содержанию в волосах Бс, Сг, Fe, Со, Ж Именно с нео-
днородностью распределения связан факт присутствия в пробах на контрольных участках и более удаленных от промышленных предприятий территориях элементов в количествах, не превышающих пределы определения данным видом анализа (рис. 2). В то же время, импактные зоны дают в целом по району превышение над средним относительно области уровнем, составляющем минимально в 1,2 раза для Бш, а максимально - в 10,7 раз для ТИ. Природным источником, явившимся возможной причиной столь высоких концентраций тория и редкоземельных элементов на территории Томского района, могут быть расположенные здесь Туганское и Георгиевское месторождения циркон-ильменитовых россыпей, обогащенных к тому же, радиоактивными элементами [17]. В отдельных населенных пунктах, как, например, в Моряковском Затоне, имеет место комплексный характер при-родно-техногенного влияния, обусловленный как проявлениями циркон-ильменитовых песков вблизи поселка, так и функционированием в данном населенном пункте стекольного завода, использовавшего для своей работы пески туганского типа. Содержание тория в волосах детей, проживающих в этом месте, достигает значений 2,4 мг/кг сухого веса. Следует отметить, что эта геохимиче-
ская специфика Моряковского Затона отмечается по всем природным средам, изучаемым сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ (накипь питьевых вод, пылеаэрозоли и др.). Существование данной геохимической аномалии требует специального рассмотрения.
Наибольшие концентрации и установлены в образцах из север-северо-восточной зоны и г. Се-верска [8], что, по всей видимости, вызвано воздействием Сибирского химического комбината. Накопление Вг и БЬ, отмеченное в качестве особенности этой территории и для ряда других природных сред, обусловлено, на наш взгляд, в большей степени деятельностью нефтехимического комбината [3, 7, 16]. Следует учесть так же возможность влияния Семилуженского сурьмяного проявления, локализующегося на данной территории [17].
Зырянский, Асиновский, Первомайский, Верх-некетский и Тегульдетский районы нами были рассмотрены в совокупности, поскольку все они находятся в северо-восточном направлении от Томск-Северской промышленной агломерации и, в определенной мере, испытывают на себе негативное воздействие от ветрового переноса веществ от зоны СПУ при преобладающем направлении ветров (рис. 3).
Асиновский район
N3
Аи
Та И * Ьи * УЬ * ТЬ Еи Бт
Зырянский район
N3
ЧСо Т3 *
Дгп И */
—) Ав * Ьи *(-
Бе УЬ *1-
7Вг ТЬ
ОД * Еи
Ре Со гп Ав * Бе Вг ОД *
Тегульдетский район
N3
Та ИГ * Ьи * УЬ * ТЬ Еи
Ре Со гп Ав * Бе Вг ОД * Бг *
Первомайский район
N3
Та И * Ьи * УЬ * ТЬ Еи Бт
Верхнекетский район
N3
\ Со Т3 *
Дгп И */
-4 Ав * Ьи * К
Ч Бе УЬ *Ь
7Вг ТЬ *
ОД * Еи
Сг
Ре Со гп Ав * Бе Вг ОД * Бг *
Рис. 3. Коэффициенты концентрации элементов в волосах детей, проживающих в районах северо-восточного направления относительно СПУ и Сибирского химического комбината, по коэффициентам концентрации элементов относительно средних значений для Томской области
Кожевниковский район
N3
Аи
Та Н * Ьи * УЬ * ТЬ Еи Бт
Шегарский район
N3
Кривошеинский район
\ Со Т3 *
Дгп Н */
-4 Ав * Ьи *(-
Чве УЬ *1
у Вг ТЬ
Rb * Еи
\Со Т3 *
Дгп Ж */
—] Ав * Ьи *[■
Хве УЬ * V
у Вг ТЬ '
Rb * Еи
N3
Ре Со 2п Ав * Бе Вг RЬ *
Молчановский район
N3
Та Н * Ьи * УЬ * ТЬ Еи
\Со Т3 *
.АИп Hf *(-
-4 Ав * Ьи *Ь
—/Бе УЬ
у Вг ТЬ
RЬ * Еи
Чаинский район
N3
Ре
Со ^
Ав * Бе Вг Rb * Бг *
Рис. 4. Коэффициенты концентрации элементов в волосах детей, проживающих в районах с малой степенью техногенной трансформации природных сред, относительно средних значений для Томской области
Установлено, что районы данной группы значительно отличаются от других набором элементов, входящих в биогеохимические ряды, что свидетельствует о разнообразии факторов, влияющих на формирование элементного состава волос детского населения Томской области. Можно отметить некоторую схожесть биогеохимической специализации волос в Верхнекетском и Тегульдет-ском районах: нахождение А» БЬ, УЬ, ТЪ в концентрациях выше средних для области (рис. 3). Кроме того, для Тегульдетского района четко выделяется Бс-Сг^е ассоциация, отмеченная нами ранее для волос детей в Томском районе и обусловленная деятельностью предприятий топливно-энергетического комплекса г. Томска, работающих на угле [7, 18].
В образцах волос детей, проживающих в Зырянском районе, отмечается несколько повышенное содержание и и Поступление этих элементов в организм детей и последующее их накопление в волосах может быть обусловлено как влиянием деятельности Сибирского химического комбината, так и наличием природного источника - Яй-ского месторождения бурых углей, обогащенных ураном, редкими и редкоземельными элементами, которые поступают в питьевые воды Зырянского района [19], и, вероятно, присутствием песков ту-ганского типа.
Специфические биогеохимические особенности состава волос детей были выявлены для районов с преимущественным развитием сельского хозяйства. К ним отнесены Кожевниковский, Шегарский, Кривошеинский, Чаинский и Молчановский. Данные территории, не испытывающие воздействие от предприятий Томск-Северской промышленной агломерации по основной розе ветров, были условно отнесены к группе с малой техногенной трансформацией природных сред (рис. 4).
Они отличаются накоплением ртути в волосах детей - практически во всех районах в геохимическом ряду она выходит на первое место, причем коэффициенты концентрации имеют высокие значения (превышения над региональным уровнем составляют 4-6 раз) [20]. В сельскохозяйственных регионах загрязнение почв ртутью является весьма распространенным процессом, происходящим при применении фунгицидов [21]. Поступление этого высокотоксичного элемента в организм и его накопление в волосах населения может происходить аэрогенным путем при пылении почв, либо по пищевой цепи через выращенные на этих почвах пищевые продукты.
Кроме того, в Шегарском, Кривошеинском и Молчановском районах в составе волос детей происходит концентрация Вг с превышениями над региональным уровнем до 1,6 раз. Можно предпо-
ложить, что его накопление является следствием интенсивно ведущейся добычи нефти и газа в северных районах Томской области, либо другими возможными источниками Br.
Характер накопления элементов в волосах детского населения Шегарского и Кривошеинского районов можно обозначить как практически идентичный. На этих территориях в волосах детей концентрируются Sc, &, Fe, Ш (рис. 4).
В Шегарском районе элементы содержатся в более высоких количествах, что может говорить о более интенсивном их поступлении. Как указывалось ранее в наших работах [3, 18], оно может быть обусловлено трансграничным переносом веществ по долинам рек от предприятий топливно-энергетического комплекса гг. Кемерово, Новокузнецка, а также местных котельных, работающих на угле. Подобная ассоциация элементов не характерна для других районов этой группы, и только в Чаинском районе в волосах детей отмечается накопление хрома с коэффициентом концентрации 1,5. Безусловно, интересно накопление Se в волосах в трех из пяти районов этой группы, природа которого нам пока не понятна.
Северные нефтегазоносные территории отличаются высоким уровнем содержания в волосах детей Au, Br, Sb, Щ Ca, Ag и ^ (рис. 5). В спектр элементов, накапливающихся здесь в волосах в концентрациях выше среднего для области уровня, входят также Ce, Eu. На данный момент нельзя однозначно сказать, что является источником столь значительного поступления золота. Можно предполагать, что Au и Br, фиксируемые в волосах детей Каргасокского и Александровского районов, имеют общий источник: они могут попадать в окружающую среду в результате горения факелов на нефтегазовых месторождениях, поскольку известно, что бромидные соединения золота весьма летучие. Этот же техногенный источник может быть причиной значительных накоплений в составе волос сурьмы. Бром-сурьмяная специфика воздействия в районах нефтегазодобычи была выявлена и по данным изучения твердого осадка снега [22]. А, как известно, между пылеаэрозольными выпадениями и составом волос человека существует корреляционная взаимосвязь [10]. Вопрос поступления золота требует дополнительных исследований.
Парабельский район N8
Ц^-4—
Каргасокский район N8
Александровский район N8
Та Н * Ьи * ' УЬ *' ТЬ Ей
Со Т8 *
\ гп Hf */
— Аэ * Ьи * (-
/ Бе УЬ *Ь
У Вг ТЬ
РЬ * Еи
Бг * 'Ад *
X Со Т8 *
Д гп н */
-4 Аэ * Ьи * (-
7 Бе УЬ * Ь
у Вг ТЬ
РЬ * Еи
Со гп Аэ * Бе Вг РЬ *
Рис. 5. Коэффициенты концентрации элементов волос детей, проживающих в районах с интенсивной нефтегазодобычей, относительно средних значений для Томской области
Колпашевский район N8
Бакчарский район N8
Та Н * Ьи * УЬ * ТЬ Еи
Ре
Со гп Аэ * Бе
Вг
^ *
Бг *
Т8 Н * Ьи * УЬ * ТЬ Еи
Ре
Со гп Аэ * Бе Вг РЬ *
Рис 6. Коэффициенты концентрации элементов в волосах детей, проживающих в районах распространения железорудного бассейна, относительно средних значений для Томской области
Сг, мг/кг
Ре, мг/кг
20,1...55,8 55,9...74,5 74,6...105,2 105,3...154,5 154,6...454
Со, мг/кг
Щ мг/кг
0,13...0,46 0,47...0,55 0,56...0,64 0,65...0,80 0,81...1,68
0,030...0,037 0,038...0,042 0,043...0,56 0,057...0,072 0,073...0,186
Бт, мг/кг
Се, мг/кг
0,16...0,24 0,25...0,27 0,28...0,32 0,33...0,40 0,41...1,29
0,200...0,204 0,205...0,208 0,209...0,217 0,218...0,239 0,240...0,400
Рис. 7. Схематическая карта распределения (слева направо, сверху вниз): хрома, железа, кобальта, гафния, самария, церия на территории Бакчарского района поданным элементного состава волос детей (мг/кг)
Нами была специально изучена проблема особенности накопления элементов в составе волос детей, проживающих в населенных пунктах районов, в недрах которых локализуются крупные ресурсы железных руд (Бакчарский и Колпашевский железорудные узлы) (рис. 6). При этом в Бакчар-ском районе представительно были изучены практически все населенные пункты, что позволило на основании полученных результатов построить схематические геохимические карты районов (рис. 7).
Яркой особенностью биосубстрата в Бакчар-ском районе можно считать значительное накопление Co, являющегося характерным элементом для железных руд, распространенных на данной территории. Но, в то же время, в них не фиксируется мышьяк, постоянно присутствующий в рудах этого типа. Выделяет этот район также уровень накопления Rb (коэффициент концентрации равен 1,8).
Кроме того, обращает на себя внимание повышенное относительно регионального уровня содержание Eu и Ce в волосах детей Колпашевского района, так же как и в Парабельском (рис. 5, 6). Источником редкоземельных элементов на этих территориях, на наш взгляд, могут служить локальные проявления циркон-ильменитовых россыпей.
Анализ коэффициентов концентрации элементов, накапливающихся в волосах детей Бакчарско-го и Колпашевского районов Томской области, позволил установить особенность, заключающуюся в том, что содержание Fe в изученном биосубстрате примерно в 2 раза ниже среднеобластных показателей. Это связано, по всей вероятности, с формой нахождения железа в питьевых водах [23], откуда оно поступает в организм человека, и неспособностью этой формы накапливаться в депонирующих тканях в высоких концентрациях. С другой стороны, анализ графического материала распределения элементов на территории Бакчарско-го района показал, что геолого-геохимическая неоднородность находит свое отражение в этой ткани. Так, железо фиксируется в области распространения железорудного бассейна так же, как и хром (рис. 7). Это доказывает, что элементный состав тканей человека является весьма чувствительным к геохимическим параметрам окружающей среды, а количественные характеристики зависят от выбора фоновых показателей для нормирования, от формы поступления элемента, источников, влияющих на его концентрирование.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ревич Б.А. Химические элементы в волосах человека как индикатор воздействия загрязнения производственной и окружающей среды // Гигиена и санитария. - 1990. - № 3. - С. 55-59.
2. Бабикова Ю.Ф., Колесник В.В., Росляков Н.П., Горбунов А.В., Ревич Б.А., Сотсков Ю.П. Микроэлементный состав волос населения как индикатор загрязнения природой и производственной сред // В кн.: Активационный анализ. Методология и применение. - Ташкент: ФАН, 1990. - С. 209-214.
Значительные повышения содержания в волосах таких элементов, как кобальт, гафний, церий, лантан, самарий (рис. 7) отмечаются на северо-западе Бакчарского района. Возможно, это связано с присутствием циркон - ильменитовых песков. Так, В.А. Даргевич [24] отмечает, что к зоне распространения оолитовых осадочных руд железа приурочены и многочисленные проявления ильменит-цирконовых россыпей.
Выводы
Установлена внутрирегиональная специфика накопления элементов в волосах детей, проживающих на территории 16-ти районов Томской области.
Предложены средние оценочные показатели для каждого административного района и области в целом по 534 пробам.
Волосы детей в наиболее населенном Томском районе характеризуются широким спектром элементов, содержание которых выше среднеобластных показателей: ТЬ, БЬ, Бг, Ей, УЬ, Бе, Сг, Fe, Бг, БЬ, Аи. Столь широкий спектр элементов обусловлен сложной природно-техногенной обстановкой территории района. К факторам, влияющим на накопление химических элементов в волосах детей, следует, прежде всего, отнести деятельность предприятий Северного промышленного узла, промышленные объекты г. Томска и предприятия топливно-энергетического комплекса; влияние природного источника - месторождения циркон-ильме-нитовых песков.
Специфика Верхнекетского и Тегульдетского районов заключается в накоплении А» БЬ, УЬ, ТЬ с коэффициентами концентрации 1,5...2. В волосах детей, проживающих в Зырянском районе, отмечается несколько повышенное содержание и и
Для районов с развитым сельским хозяйством было зафиксировано присутствие Н в волосах детского населения (превышения над региональным уровнем составляют 4.6 раз) и в ряде случаев Бе.
Северные нефтегазоносные территории отличаются более высоким уровнем накопления Аи, Бг, БЬ, Щ Са, Ав и ТЬ.
На территориях распространения железорудного бассейна выявлены низкие концентрации Fe в образцах волос на уровне примерно в 2 раза ниже среднеобластных показателей.
Научно-исследовательская работа проведена в рамках реализации ФЦП«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013гг. (проект 2011-1.2.2-141-005-009).
3. Барановская Н.В. Элементный состав биологических материалов и его использование для выявления антропогенно-измененных территорий (на примере южной части Томской области): автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Томск, 2003. - 24 с.
4. Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. - М.: Изд-во КМК, 2001. - 83 с.
5. Ревич Б.А. Биомониторинг микроэлементов в организме человека // Микроэлементы в медицине. - 2005. - № 4. - С. 11-16.
6. Mazumder D.N.G., Chakraborty A.K., et al. Chronic arsenic toxicity from drinking water in rural West Bengal // Bull. World Health Org. - 1988. - V. 66. - P. 499-506.
7. Рихванов Л.П., Язиков Е.Г., Сухих Ю.И., Барановская Н.В. и др. Эколого-геохимические особенности природных сред Томского района и заболеваемость населения. - Томск: Курсив, 2006. - 216 с.
8. Baranovskaya N.V., Shvetsova D.V., Rikhvanov L.P. Element content in children hair samples (Tomsk Region, Russia) // Trace Elements in Human: New Perspectives: Proc. of the 7th Intern. Symp. -Athens, Greece, 2009. - P. 290-303.
9. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. - М.: Недра, 1990. - 335 с.
10. Zhuk L.I., Kist A.A. Human hair neutron activation analysis: analysis on population level and mapping // Czechoslov. J. Phys. - 1999.
- V. 49. - S. 1. - P. 339-346.
11. Зайчик В.Е., Агаджанян Н.А. Некоторые методологические вопросы медицинской элементологии // Вестник восстановительной медицины. - 2004. - № 3. - С. 19-23.
12. Element analysis of biological materials. Current problems and techniques with special reference to trace elements. App. II. Technical reports series. - № 197. - Vienna: IAEA, 1980. - P. 351-367.
13. Report on Second Research Coordination Meeting of IAEA. -Neuherberg, 1985. - P. 231-237.
14. Жук Л.И., Кист А.А. Картирование элементного состава волос // В кн.: Активационный анализ: методология и применение.
- Ташкент: ФАН, 1990. - С. 190-201.
15. Барановская Н.В., Рихванов Л.П., Язиков Е.Г. Оценка экологического состояния юга Томской области по комплексу природных сред // Актуальные проблемы геохимической экологии: Труды V Междунар. биогеохимической школы. - Семипалатинск, Казахстан, 2005. - С. 412-415.
16. Экология Северного промышленного узла г. Томска. Проблемы и решения / под ред. А.М. Адама. - Томск: Изд-во ТГУ, 1994. - 260 с.
17. Циркон-ильменитовые россыпные месторождения - как потенциальный источник развития Западно-Сибирского региона / под ред. Е.Н. Трибунского. - Кемерово: Сарс, 2001. - 217 с.
18. Барановская Н.В. Содержание Fe, Сг, Со, Sc, НС в волосах населения Томской области // Вестник Томского государственного университета. - 2003. - Вып. 3 (V). - С. 126-128.
19. Рихванов Л.П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии. - Томск: Изд-во ТПУ, 1997. - 384 с.
20. Швецова Д.В., Барановская Н.В., Корогод Н.П. Ртуть в волосах детей Томской области // Ртуть в биосфере: эколого-геохи-мические аспекты: Матер. Междунар. симп. - Москва, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, 7-9 сент. 2010. - М.: ГЕОХИ РАН, 2010. - С. 330-333.
21. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир, 1989. - 439 с.
22. Шатилов А.Ю. Вещественный состав и геохимическая характеристика атмосферных выпадений на территории Обского бассейна: автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. - Томск, 2001. - 24 с.
23. Видяйкина Н.В. Обеспечение экологической безопасности при использовании сельским населением подземных вод для питьевых целей (на примере Томской области и Ханты-Мансийского автономного округа): автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. - Томск, 2010. - 21 с.
24. Даргевич В.А. Сравнительная количественная оценка перспектив территории Томской области на ильменит-цирконовые россыпи раннеэоценового возраста // Проблемы геологии, ру-догенеза и минерагении Сибири. - Новосибирск: СНИИГ-ГиМС, 2000. - С. 102-105.
Поступила 21.01.2011 г.
