CC BY
16
[гиена и санитария 1/2011
значимые различия при сравнении ИПЛ лиц с высшим и средним образованием (р < 0,05).
Таким образом, отмечается высокая частота курения табака среди подростков, студентов и взрослого населения Ижевска. Периодом приобщения к курению табака является детский и подростковый возраст. Мужчины курят в 3,6 раза чаще, чем женщины. Достоверно меньше курящих мужчин с высшим образованием, чем со средним и средним специальным образованием. ИКЧ существенно выше как у мужчин, так и у женщин с высшим образованием по сравнению с лицами, имеющими среднее и среднее специальное образование. У мужчин интенсивность курения с возрастом увеличивается, а у женщин, достигнув максимума в 30—39 лет, в дальнейшем снижается. Высокая частота курения
табака населением Ижевска требует проведения активных профилактических мероприятий.
Л итература
1. Вануцио Д. Ю., Пшютто J1. // Профилактика заболеваний и укрепление здоровья. — 2000. — № I. — С. 40—43.
2. Колядо В. Б., Колядо И. Б., Трибунский С. И. // Медицина труда и пром. экол. — 2001. — № 7. — С. 17—21.
3. Хроническая обструктивная болезнь легких / Под ред. А. Г. Чучалина. — М., 2008.
4. Carrozzi L., Rijcken В., Bumey P. et at. // Eur. Respir. Rev/ — 2000. - Vol. 11. N 80. - P. 49-54.
5. Nationale Heart, Lung, and Blood Institute, Morbidity and mortality: Charbook on Cardiovascular, Lung, and Blood Diseases. — Bethesda, 1998. Available from: URL: www. Nhl-bi.nih.gov/nhlbi/sciin/other/cht-book/thm.
6. World Health Organization. World Health Report. — Geneva, 2000.
Поступила 02.04.10
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2011 УДК 614.777
Л. В. Воробьева', Г. Ф. Лутай2, И. А. Кузнецова' И. О. Мясников', Г. И. Чернова', Е. А. Радькова', А. Е. Опарин'
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД
'Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И. И. Мечникова, 2Ивановская государственная медицинская академия
Приведены материалы, характеризующие особенности формирования антропотехногенной нагрузки на водоем в условиях северных регионов, санитарно-гигиенические критерии оценки уровня биологического загрязнения, факторы повышения биопродуктивности альгофлоры водоемов, предложена классификация эвтрофи-рованных водоемов.
Ключевые слова: самоочищение, водная среда, фитопланктон, эвтрофикаиия, микрофлора, биохимическая потребность в кислороде
L. V. Vorobyeva, G. F. Lutai, /. A. Kuznetsova, I. О. Myasnikov, G. I. Chernova, E. A. Radkova, A. E. Oparin. — THE REGIONAL FEATURES OF THE HYGIENIC EVALUATION OF BIOLOGICAL CONTAMINATION OF SUPERFICIAL WATERS
The paper gives the data characterizing the specific features of formation of an anthropogenic load on water bodies in north regions; sanitary and hygienic criteria for estimating the biological contamination; and the factors that increase the biological productivity of the algal flora; a classification of eutrophic waters is also proposed.
Key words: self-purification, aquatic medium, phytoplankton, eutrophication, microflora, biochemical oxygen demand
Эвтрофикация природных водных систем создает ряд серьезных санитарно-гигиенических проблем в зонах питьевого и рекреационного водопользования [7], способствует дополнительному образованию органических веществ, создает питательную базу для развития патогенной флоры и вирусов, основу для образования галогенсодержащих соединений в питьевой воде, формирует реальную и потенциальную опасность для здоровья населе-
Воробьева Л. В. — д-р мед. наук, проф. каф. общей, военной, радиационной гигиены и медицинской экологии ([email protected]); Лутай Г. Ф. — д-р мед. наук, проф. каф. гигиены; Кузнецова И. А. — канд. мед. наук, доц. каф. организации госсанэпидслужбы, гигиены и эпидемиологии; Мясников И. О. — канд. мед. наук, доц. каф. организации госсанэпидслужбы, гигиены и эпидемиологии; Чернова Г. И. — д-р мед. наук, проф. каф. общей, военной, радиационной гигиены и медицинской экологии; Радькова Е. А. — канд. мед. наук, ассистент каф. общей, военной, радиационной гигиены и медицинской экологии; Опарин А. £. — студент VI курса медико-профилактического факультета.
ния [5]. Изучение процессов самоочищения эвтро-фированных вод требует гигиенической оценки особенностей взаимодействия химического и биологического загрязнения.
Исследовали поверхностные водоисточники Ленинградской и Вологодской областей. Гигиеническую оценку последствий эвтрофикации водоемов провели на Горьковском и Уводском водохранилищах в зонах строгого режима хозяйствен но-питьевых водозаборов. Обобщили данные контролирующих служб по гидрологической, гидрохимической характеристике вод, уровню их загрязнения за 1995—2007 гг. Гигиеническую экспертизу условий хозяйственно-питьевого водоснабжения проводили с учетом требований действующих нормативно-методических документов с использованием общепринятых санитарно-химических бактериологических показателей |1— 3, 12, 13].
Фактическую антропотехногенную нагрузку (АТН) на водоем определяли по классификации Г. Н. Красовского, Н. А. Егоровой [5] с коррекцией на региональный уровень ряда показателей
(мутность, цветность, химическое потребление кислорода — ХПК, содержание железа и марганца). Уровень мутности, цветности и содержания веществ с органолептическим лимитирующим признаком вредности (железо, марганец), не превышающий нормативные величины, либо равный им, оценивали как допустимый, не представляющий опасности, уровень 1—4 ПДК — как умеренную, 4—8 ПДК — как высокую, более 8 ПДК — как чрезвычайно высокую степень опасности. Аналогично оценивали суммарное содержание органических веществ по уровню биохимического потребления кислорода при 20°С (БПК20), перманганатной окисляемости (ПО) и ХПК.
Количественная обработка фитопланктона включала определение структуры популяций, жизненного состояния, идентификацию видов. Оценивали стадии развития и подсчитывали среднюю численность методом прямого микрокопирования [4, 11]. Обработка результатов исследований включала ретроспективный анализ, группировку по признакам, оценку достоверности по критерию Стьюдента, корреляционный и факторный анализ [91-
Основными источниками питьевого водоснабжения Ленинградской и Вологодской областей являются Ладожское озеро и его притоки, реки бассейна Белого моря (Сухона, Малая Северная Двина, Вологда) и Верхней Волги (Кошта, Ягорба, Рыбинское водохранилище), воды которых маломи-нерализованы, мягкие, бедны микроэлементами, содержат избыток гуминовых и фульвокислот, имеют высокие уровни цветности, ПО и бихромат-ной окисляемости.
По уровню АТН все водоисточники региона отнесены к 3-му классу санитарной опасности, за исключением р. Свирь. Наибольшую нагрузку испытывают реки бассейна Верхней Волги, где на всем протяжении от Онежского озера до Рыбинского водохранилища чередуются зоны умеренного (2-й класс) и высокого (3-й класс) уровней загрязнения. При этом наиболее интенсивно загрязнены участки бассейна ниже г. Вытегры — Белозерский канал, р. Шексна, р. Кошта (индекс общих колиформных бактерий (ОКБ) — до 2,4* 107, содержание нефтепродуктов — до 13 ПДК, фенолов — до 8 ПДК, кадмия — до 4 ПДК); большую антропогенную нагрузку испытывает бассейн р. Сухоны и Малой Северной Двины. В месте водозабора г. Сокола имеет место повышение концентрации растворенных органических загрязнений (БПКпа1И — до 9,7 ± 0,5 мг 02/л), ПО до 62 ± 5,2 мг Oj/л, превышение бактериологических показателей (индекс ОКБ — до 8 • 103), выделяются колифаги, ротавирусы и патогенная микрофлора.
Река Волхов от истока до устья отнесена к водоемам высокой, а на отдельных участках чрезвычайно высокой степени загрязнения. Обнаруживаются повышенные концентрации солевого аммиака, нитритов, пестицидов, высокие бактериальные показатели. Существенный вклад в уровень АТН вносит поступление с сельскохозяйственных полей минеральных удобрений, что способствует эвтро-фикации водной среды. Объем поступления азота
и фосфора в водные объекты с этих территорий с учетом фактической нагрузки на почву, площади обрабатываемых земель, поверхности водосбора превышает в десятки раз ПДК, их концентрация в малых реках достигает 79,5 ± 4,3 и 21,8 ± 1,3 мг/л соответственно.
Однако факторами, определяющими реальную нагрузку на водоемы в условиях северо-запада России, являются климатические особенности, тип водоисточника, его гидрохимические и гидрологические характеристики.
Сброс сточных вод (хозяйственно-бытовые, сельскохозяйственные, промышленные) формирует непосредственную эпидемиологическую опасность в районе их выпуска, обусловленную бактериальным фоном и большим количеством легко-окисляемых органических соединений, которые являются энергетической базой для дополнительного развития микроорганизмов [6]. В условиях севера наблюдается определенное несоответствие ряда интегральных показателей (БПК5, БПКполн, содержание растворенного кислорода) уровню реальной АТН. Низкие температуры воды (4— 10°С) снижают темп минерализации органических веществ, замедляют процессы роста и развития микрофлоры. Количество сапрофитных микроорганизмов при температуре воды 4— 10°С составляет 40—60% от таковой при 20"С, индекс общего микробного числа - ОМЧ 20°С/ОМЧ 37"С - не более 3 (4°С) против 10,5 (20°С). Информативность показателя БПК в условиях северных рек существенно снижена, так как БПК20 не является БПК„а1Н, не характеризует завершенность процессов минерализации органических веществ, не гарантирует полного отмирания патогенной микрофлоры. В экспериментальных условиях при температуре воды 4—10°С биохимическому окислению подвергается не более 53,1% органических веществ, БПК,,^ составляет 40 ± 4,5 сут. Гигиенический норматив БПК5 для водоемов хозяйственно-питьевого назначения с учетом среднегодовой температуры воды 5,1 ± 0,3°С предложен на уровне 1,5 мг О^л. Высокая цветность северных рек маскирует загрязнение, снижая информативность таких косвенных показателей микробного загрязнения воды, как ХПК и ПО. Тем не менее существует тесная корреляция между показателями БПК20, ХПК, ПО (коэффициенты корреляции составляют 0,83 и 0,79 соответственно), ОМЧ 20°С/ОМЧ 37°С и содержанием ОКБ (коэффициент корреляции 0,75—0,85), на основе которой предложена шкала оценки уровня загрязнения поверхностных вод (табл. 1).
Таблица 1
Шкала оценки степени загрязнения поверхностных водоемов
Степень загрязнения Показатель
БПКЖ, мг О/п ХПК, мг Oj/л ПО, мг OJn ОКБ
Допустимая 1,5 10 3,5 > 103
Умеренная 2,0 15 5 103
Высокая 5 30 10 104
Чрезвычай-
но высокая > 5 > 30 > 10 > 104
]][игиена и санитария 1/2011
Таблица 2
Гигиеническая классификация поверхностных вод по степени опасности для населения
Оценочные показатели для волных объектов I и 11 категории
органолегггиче-ский
Степень опасности
мутность, мг/л
цветность, хром-ко-бальтовая шкала
токсикологический
превышение ПДК^. разы
превышение ПДК,^. разы
ХПК. мгО^л
ПО. мг О/л
БПК№ мг OJn
0Jt мг/л
бактериологический
индекс ОКБ
ОМЧ 20'С/ ОМЧ 37"С
Индекс опасности
30 7,5 5 3 6 4 < 1 • 10' > 1 0
60 10 10 3-6 6-8 3 > 1- 104-105 0,5 1
120 20 20 6-8 8-10 2 > 1 • Ю'-Ю6 0,2 2
Допустимая 2 20 1 I 15 Умеренная 2-8 20-80 1-4 1-3 15-30 Высокая 8-16 80-160 4-8 3—10 30-60 Чрезвычайно
высокая >16 >160 8 10-100 >60 > 120 > 20 > 20 >8 >10 I > 1 - 106 >0,2
Примечание. Индекс загрязнения и степень опасности определяются по наиболее измененному показателю.
Значимость отдельных процессов, формирующих АТН, меняется с расстоянием от источника загрязнения. На расстоянии до 300—500 м (зона активного анаэробиоза) уровень АТН определяется непосредственным влиянием выпуска сточных вод, вклад которого достигает 47,4%, а также процессами восстановления азот- и серосодержащих компонентов (22,4 и 19%). Долевой вклад "донного фактора" в уровень АТН (зоны устойчивого загрязнения) достигает 70%, значителен вклад процессов трансформации высокомолекулярных органических соединений (от 15 до 23%). С расстоянием увеличивается значимость показателей, характеризующих солевой состав и кислородный режим, что свидетельствует об интенсификации процессов самоочищения.
В формирование вторичной нагрузки существенный вклад вносят процессы эвтрофикации, интенсивность которых изучили на примере Уводско-го водохранилища. По характеру формирования водных масс водохранилище условно разделяется на 6 плесов: Колбаскинский, Иванковский, Увод-ской, Центральный, Красоткинский и Приплотин-ный, которые характеризуются различной трофно-стью на их границах, разным накоплением органики, фито- и бактериопланктона. Степень биопродуктивности альгофлоры и ее видовой состав определяют наличие в воде биогенных элементов (азот и фосфор) и сезонные изменения температуры воды. Так, в летний период фитопланктон представлен преимущественно синезелеными водорослями Oscillatoria, Microcystis и Anabaena, их количество достигает 1,64- 104—4,36- 104 клеток на I мл (кл/мл) против 20,5 ± 1,2 кл/мл в осенне-зимний период. В эвтрофированном водоеме резко снижается интенсивность самоочищения, увеличивается количество низкомолекулярных органических веществ (продуктов отмирания альгофлоры) [5]. В северных водоемах процесс усугубляет наличие гуминовых и фульвокислот.
К наиболее приоритетным показателям, характеризующим степень санитарной опасности эвтро-фированных водоемов, следует отнести температуру воды, ХПК, ПО, уровень содержания 02, аммиака, фосфора и соотношение азота и фосфора (N:P).
При соотношении М:Р менее 50 доминируют сине-зеленые водоросли, при этом среди цианобактерий преобладают неазотфиксирующие виды [8]. В воде Уводского водохранилища соотношение Р^:Р в летние месяцы колеблется от 104 в мае до 15 в августе, средняя концентрация фосфора в период цветения составляет 0,085 ± 0,001 мг/л. Учитывая необходимое для подаачения сине-зеленых водорослей соотношение (более 50), концентрация азота должна находиться на уровне 4—4,5 мг/л. Фактически в июле она составила 10 ± 0,45 мг/л, в августе — 3 ± 0,1 мг/л. Если принять во внимание норматив фосфора, рекомендуемый на уровне 0,05 мг/л [8], то количество азота не должно превышать 2,5 мг/л. Учитывая степень изменения органолептических, санитарно-химических, бактериологических показателей и возможность образования токсичных веществ в воде эвтрофированных водоемов, предложена классификация их по степени санитарной активности (табл. 2).
Заключение
Выявлены механизмы формирования АТН на водоем, установлены вклады ее составляющих, их изменение с расстоянием.
Доказан приоритетный характер региональных типологических особенностей водной среды в формировании АТН. Установлено, что низкая температура воды северных рек замедляет процессы самоочищения, снижает гигиеническую значимость ВПК, ХПК, ПО как показателей биологического загрязнения. За относительно небольшими изменениями в химизме воды скрыты значительные уровни загрязнений.
Существенный вклад в АТН вносят процессы эвтрофикации вод. Степень биопродуктивности альгофлоры определяют низкие температуры воды, наличие азота и фосфора. Приоритетными показателями санитарной опасности эвтрофированных водоемов являются уровни 02, аммиака и фосфора. При соотношении Ь1:Р более 50, концентрации азота не более 2,5 мг/л, фосфора не более 0,05 мг/л замедляется рост сине-зеленых водорослей.
Эвтрофикация поверхностных вод создает серьезные гигиенические проблемы для питьевого и рекреационного водопользования: ухудшает орга-нолептические свойства воды, затрудняет работу систем водоподготовки и распределения воды, способствует дополнительному образованию низкомолекулярных органических соединений, являющихся энергетической базой для развития бактериальной флоры.
Уточнение информативной значимости отдельных санитарно-химических показателей с учетом климатических условий северо-запада Российской Федерации позволит обосновать методические подходы, принципы и критерии оценки гигиенических последствий эвтрофикации материковых вод, классифицировать их по степени санитарной опасности.
Л итература
1. ГОСТ 18963—73. Вода питьевая. Методы санитарно-бакте-риологического анализа. Утв. 29.06.1973 Госстандарт СССР Постановление 1612. — М., 1973
2. ГОСТ 2761—84. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора. Утв. и введен в действие постановлением Госстандарта СССР от 27 ноября 1984 г. № 4013. - М., 1984.
3. ГОСТ 51232—98. Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля. Утв. 17.12.1998 Госстандарт России Постановление 449. — М., 1998.
4. Гуревич А. А. Пресноводные водоросли / Определитель. 1996.
5. Красовский Г. Н., Егорова Н. А. // Гиг. и сан. — 1987. — № 3. - С. 8-10.
6. Красовский Г. Н., Воробьева Л. В. // Гиг. и сан. — 1998. — № 4. - С. 19-21.
7. Красовский Г. Н., Егорова Н. А., Быков И. И. // Гиг. и сан. - 2006. - № 2. - С. 5-8.
8. Левин А. П., Максимов В. Н., Булгаков Н. Г. Теоретическая и экспериментальная экология фитопланктона. Управление структурой и функциями сообществ. — М., 1997.
9. Максимов Г. К., Сииицын А. Н. Статистическое моделирование многомерных систем в медицине. — Л., 1983.
10. Методика изучения биоценозов внутренних водоемов. М., 1975.
11. Новиков Ю. В., Кудрин Л. В., Ноаров Ю. А. // Гиг. и сан. — 1987. - № 3. - С. 54-58.
12. СанПиН 2.1.5.980—00. Водоотвсдснис населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22 июня 2000 г. — М„ 2000.
13. СанПиН 2.1.4.1074—01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 26 сентября 2001 г. № 24. - М„ 2001.
Поступила 20.02.10
С О. В. ОБУХОВА. 2011 УДК 614.777
О. В. Обухова
ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА РОСТ И ФАКТОРЫ ПАТОГЕННОСТИ УСЛОВНО-ПАТОГЕННЫХ БАКТЕРИЙ
ФГОУ ВПО Астраханский государственный технический университет
В статье приведены экспериментальные данные о влиянии различных концентраций солей кадмия, меди и цинка на адаптационные возможности наиболее распространенной условно-патогенной микрофлоры Волго-Каспийского региона.
Полученные результаты свидетельствуют о высокой металлоустойчивости природных микроорганизмов (аэромонад и цитробактера), связанной, по-видимому, с постоянно повышенным фоновым содержанием данных металлов в водах Волго-Каспийского бассейна.
Ключевые слова: соли тяжелых металлов, загрязнение водоемов
О. V. Obukhova. - EFFECT OF HEAVY METAL SALTS ON THE GROWTH AND PATHOGENICITY FACTORS OF OPPORTUNISTIC BACTERIA
The paper presents experimental data on the effect of different concentrations of the salts of cadmium, copper, and Zinc on the adaptive potentialities of the most common opportunistic microflora in the Volga-Caspian region. The findings suggest that natural microorganisms (Aeromonas and Citrobacter) show a high metal resistance that seems to be associated with steadily increased background levels of these metals in the waters of the Volga-Caspian basin.
Key words: heavy metal salts, contamination of water bodies
В условиях природного и антропогенного загрязнения особую значимость приобретают методы контроля состояния водной среды, которые сочетают быстроту, информативность, доступность и широкомасштабность. Таковыми являются методы биотестирования, позволяющие оценить биологическую опасность загрязнения вод токсичными веществами [3].
Главным компонентом в загрязнении Волго-Каспийского бассейна являются тяжелые металлы.
Обухова О. В. — доц. каф. "Гидробиология и общая экология", канд. мед. наук ([email protected]).
Попадая в водоемы со сточными водами промышленных предприятий, они вызывают необратимые изменения природных экосистем. Эти металлы — одни из наиболее токсичных загрязнителей техногенного происхождения по сравнению с другими поллютантами.
В последние годы внимание исследователей привлекли микроорганизмы, которые могут быть тест-объектами, поскольку обладают рядом преимуществ: они сравнительно легко культивируются, могут быть получены в форме однородного материала, чувствительного к токсикантам, не уступая другим организмам. С экологической точки зрения бактерии также весьма представительны,
