CC BY
15
УДК 615.916
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-10-35-39
РОЛЬ ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ В ИЗУЧЕНИИ СОСТОЯНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ И ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ В ГОРНЯЦКОМ ПОСЕЛКЕ
Растанина1 Н.К., Крупская1'2Л.Т., Голубев1'2Д.А.
ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет», г. Хабаровск, Российская Федерация 2ФБУ «Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства», г. Хабаровск, Российская Федерация
Аннотация. Накопленные в результате деятельности горного предприятия большие объемы токсичных отходов переработки, складированные в хвостохранилища, привели к масштабному техногенному загрязнению экосферы и формированию эколого обусловленных заболеваний населения, проживающего в границах влияния техногенного объекта (хвостохранилища). В связи с этим целью исследования явилось проведение анализа воздействия техногенных факторов на среду обитания и заболеваемость населения, а также оценка их влияния на здоровье в горняцком поселке для обеспечения экологической и социальной безопасности. Исходя из цели исследования, определены следующие задачи: 1. Анализ, обобщение и систематизация литературных данных по проблеме влияния техногенных факторов на здоровье населения; 2. Комплексная оценка хвостохранилищ как источника загрязнения экосистем соединениями токсичных химических элементов в процессе освоения оловорудного сырья и роль техногенного фактора в изменении природных систем и состояния здоровья человека; 3. Предложения по снижению негативного влияния факторов техногенеза на состояние здоровья человека в условиях горного предприятия. Установлено, что экологическая ситуация на территории вблизи закрытого горного предприятия «Солнечный ГОК» (Хабаровский край) оценивается как критическая, не удовлетворительная и частично удовлетворительная. Оценка данных по заболеваемости населения и качеству компонентов биосферы в районе исследования позволила выявить тесную корреляционную их связь с техногенным загрязнением и уровнем заболеваемости, которые в патогенезе имеют экологически обусловленную зависимость. Даны предложения по снижению влияния негативных техногенных факторов на среду обитания и здоровье населения горняцкого поселка, новизна которых подтверждена Патентом РФ. Ключевые слова: экологическая опасность, хвостохрани-лище, источник загрязнения, экологическая и социальная безопасность, горное производство, экологические факторы, состояние здоровья населения._
THE ROLE OF TECHNOGENIC FACTORS IN STUDYING THE STATE OF HABITATS AND HEALTH OF THE POPULATION IN THE GORNYAK SETTLEMENT
Rastanina1 N.K., Krupskaya1'2L.T., Golubev1'2D.A.
1Pacific national university, Khabarovsk, Russian Federation 2Far eastern scientific research institute, Khabarovsk, Russian Federation
Annotation. Accumulated as a result of the activities ofthe mining enterprise, large volumes of toxic processing waste stored in the tailing dumps led to large-scale man-made contamination of the ecosphere and the formation of ecologically conditioned diseases of the population living within the boundaries of the impact of the technogenic facility (tailing dump). In this regard, the aim of the study was to analyze the impact of man-made factors on the habitat and morbidity of the population, as well as assess their impact on health in the minework village to ensure environmental and social security. Proceeding from the research goal, the following tasks are defined: 1. Analysis, generalization and systematization of literature data on the impact of technogenic factors on public health; 2. Integrated assessment of tailings as a source of pollution of ecosystems by compounds of toxic chemical elements in the process ofdevelopment of tin ore and the role ofanthropogenic factor in changing natural systems and the state of human health; 3. Proposals to reduce the negative impact of technogenesis factors on the state of human health in the conditions of a mining enterprise. It is established that the ecological situation on the territory near the closed mining enterprise «Solnechny GOK» (Khabarovsk Territory) is assessed as critical, not satisfactory and partially satisfactory. Assessment of data on the incidence of the population and the quality of the components of the biosphere in the area of the study made it possible to reveal their close correlation with tech-nogenic pollution and the level of morbidity, which in pathogene-sis have an environmentally dependent dependence. Proposals are made to reduce the impact of negative man-made factors on the habitat and health of the population of the mining village, the novelty of which is confirmed by the Russian Federation patent.
Key words: ecological danger, tailing dump, source of pollution, ecological and social safety, mining, environmental factors, health status of the population.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1] Бересневич П.В., Кузьменко П.В., Неженцева Н.Г. Охрана окружающей среды при эксплуатации хвосто-хранилищ. - М.: Недра, 1993.
[2] Боев В.М., Воляник М.Н. Антропогенное загрязнение окружающей среды и состояние здоровья населения восточного Оренбуржья. - Оренбург, 1995. - 127 с.
[3] Вернадский В.И. Биосфера. - М.: Мысль, 1967. - 367 с.
[4] Колесников Б.П., Моторина Л. В. Методы изучения биогеоценозов в техногенных ландшафта // Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. - М.: Наука, 1978. - С. 5-21.
[5] Куролап С.А. Геоэкологические аспекты мониторинга здоровья населения промышленных городов // Соров-ский образовательный, журнал. - 1998. - №6. - С. 2128.
[6] Черных Н.А., Сидоренко С.Н. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере. Монография. - М.: Изд-во РУДН 2003. - 430 с.
[7] Куролап С.А. Мамчик Н.П., Клепиков О.В. Оценка риска для здоровья населения при техногенном загрязнении городской среды. - Воронеж: Воронежский гос. ун-т, 2006. - 220 с.
[8] Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействия на окружающую среду. - Санкт-Петербургский горный институт. - СПб. - 2000. - С. 230.
[9] Растанина Н.К., Чумаченко Е.А., Крупская Л.Т. К вопросу изучения трансформации экосистем под воздействием горного производства на юге Дальнего Востока (на примере Херпучинского прииска). - ГИАБ. - №8. -2007. - C. 301-304.
[10] Geoecological factros of health risk for population of Solnechny mining settlement, Khabarovskiy Krai / Krupskaya L.T., Zvereva V.P., Rastanina N.K. and etc // Advanced Engineering and Technology II. - Hong-Kong. -2015. - PP. 31-36.
[11] Krupskaya L.T., Zvereva V.P., Leonenko A.V. Impact of Technogenic Systems on the Environment and Human Health in the Priamurye and Primorye Territories Estimation of the tin-sulfide tailing effect on hydrosphere with physicochemical modeling (Komsomolsk area). Contemporary Problems of Ecology. - 2013. - Vol. 6. - No. 2. - PP. 223-227.
[12] Патент №2569582. Способ рекультивации поверхности хвостохранилища, содержащего токсичные отходы, с использованием фототрофных бактерий. Авторы: Л.Т. Крупская, О.А. Кириенко, Л.П. Майорова, Д.А. Голубев, М.С. Онищенко. - 2015._
Введение. Интенсивное освоение оловорудного сырья в Дальневосточном федеральном округе (ДФО) уже привело к активному поступлению соединений токсичных химических элементов в экосферу от отходов переработки минерального сырья и масштабному техногенному загрязнению окружающей среды. Техногенное загрязнение почвы, биоты, воды и атмосферного воздуха способствовало снижению качества среды обитания живых организмов, в т.ч. и человека и
REFERENCES
[1] Beresnevich P.V., Kuz'menko P.V., Nezhentseva N.G. Okhrana okruzhayushchey sredy pri ekspluatatsii khvos-tokhranilishch. - M.: Nedra, 1993.
[2] Boyev V.M., Volyanik M.N. Antropogennoye zagrya-zneniye okruzhayushchey sredy i sostoyaniye zdorov'ya na-seleniya vostochnogo Orenburzh'ya. - Orenburg, 1995. -127 p.
[3] Vernadskiy V.I. Biosfera. - M.: Mysl', 1967. - 367 p.
[4] Kolesnikov B.P., Motorina L. V. Metody izucheniya bioge-otsenozov v tekhnogennykh landshafta // Programma i metodika izucheniya tekhnogennykh biogeotsenozov. - M.: Nauka, 1978. - p. 5-21.
[5] Kurolap S.A. Geoekologicheskiye aspekty monitoringa zdorov'ya naseleniya promyshlennykh gorodov // Sorovskiy obrazovatel'nyy, zhurnal. - 1998. - №6. - p. 21-28.
[6] Chernykh N.A., Sidorenko S.N. Ekologicheskiy monitoring toksikantov v biosfere. Monografiya. - M.: Izd-vo RUDN, 2003. - 430 p.
[7] Kurolap S.A. Mamchik N.P., Klepikov O.V. Otsenka riska dlya zdorov'ya naseleniya pri tekhnogennom zagryaznenii gorodskoy sredy. - Voronezh: Voronezhskiy gos. un-t, 2006. - 220 p.
[8] Pashkevich M.A. Tekhnogennyye massivy i ikh vozdeystviya na okruzhayushchuyu sredu. - Sankt-Peter-burgskiy gornyy institut. - SPb. - 2000. - p. 230.
[9] Rastanina N.K., Chumachenko Ye.A., Krupskaya L.T. K voprosu izucheniya transformatsii ekosistem pod vozdeystviyem gornogo proizvodstva na yuge Dal'nego Vostoka (na primere Kherpuchinskogo priiska). - GIAB. -№8. - 2007. - p. 301-304.
[10] Geoecological factros of health risk for population of Solnechny mining settlement, Khabarovskiy Krai / Krupskaya L.T., Zvereva V.P., Rastanina N.K. and etc // Advanced Engineering and Technology II. - Hong-Kong. -2015. - PP. 31-36.4.
[11] Krupskaya L.T., Zvereva V.P., Leonenko A.V. Impact of Technogenic Systems on the Environment and Human Health in the Priamurye and Primorye Territories Estimation of the tin-sulfide tailing effect on hydrosphere with physicochemical modeling (Komsomolsk area). Contemporary Problems of Ecology. - 2013. - Vol. 6. - No. 2. - RP. 223-227.
[12] Patent № 2569582. Sposob rekul'tivatsii poverkhnosti khvostokhranilishcha, soderzhashchego toksichnyye ot-khody, s ispol'zovaniyem fototrofnykh bakteriy. Avtory: L.T. Krupskaya, O.A. Kiriyenko, L.P. Mayorova, D.A. Golubev, M.S. Onishchenko. - 2015._
формированию эколого обусловленных заболеваний. Однако вопросы, касающиеся оценки изменения окружающей среды и состоянию здоровья человека в связи с воздействием неблагоприятных техногенных факторов, в том числе с техногенным загрязнением экосферы остаются исследованными в ДФО недостаточно. Имеются лишь фрагментарные данные [1, 2]. В связи с этим цель исследования заключалась в проведении анализа воздействия техногенных факторов на среду обитания и
заболеваемость населения, а также оценке их влияния на здоровье в горняцком поселке для обеспечения экологической и социальной безопасности. Исходя из цели исследования, определены следующие задачи: 1. Анализ, обобщение и систематизация литературных данных по проблеме влияния техногенных факторов на здоровье населения; 2. Комплексная оценка хвостохранилищ как источника загрязнения экосистем соединениями токсичных химических элементов в процессе освоения оловорудного сырья и роль техногенного фактора в изменении природных систем и состояния здоровья человека; 3. Предложения по снижению негативного влияния факторов техногенеза на состояние здоровья человека в условиях горного предприятия.
Объекты и методы исследования. В качестве объектов исследования рассмотрены техногенные источники: отходы переработки оловорудного сырья, складированные в хвостохранилища, техногенно загрязненные почвы, биота и водные объекты в границах влияния закрытого горного предприятия «Солнечный ГОК».
Методологической основой послужило учение академика В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере [3] и основные положения, изложенные в «Программе и методике изучения техногенных биогеоценозов» [4]. При выполнении работы нашли применение современные инструментальные и традиционные физико-химические и химические методы. Анализировались статистические данные медицинской отчетности [5, 6]. Биологический материал (волосы детей до 14 лет) отобран по методике, утвержденной начальником управления организации медицинской помощи населению А.И. Вялковым. Неканцерогенный риск для населения горняцкого поселка количественно рассчитан на основе определения коэффициента опасности (ИР) по формуле, предложенной Куролапом С.А. и др. [7].
Результаты и обсуждение. Анализ, обобщение и систематизация литературных данных и материалов патентного поиска свидетельствуют о поступлении соединений химических элементов в организм человека с продуктами питания, через атмосферный воздух, но в большей степени с питьевой водой [2, 8 и др.]. Мигрируя по пищевым цепям, они накапливаются в объектах природной среды и представляют собой угрозу для жизни человека. Из литературных источников известно что, наиболее чувствительными к техногенному загрязнению являются дети [5]. Выполненный анализ и обобщение имеющегося опыта позволил сделать выводы, что на современном этапе основные закономерности миграции загрязняющих веществ в объектах природной среды исследованы недостаточно. Вопросы загрязнения экосистем от техногенных объектов (хвостохранилище и др.) и их влияние на состояние здоровья населения горняцкого поселка в исследуемом районе изучены
недостаточно [9-11]. Существующая в РФ нормативно правовая база в области охраны окружающей среды в ДФО требует дальнейшего совершенствования. Сделан вывод о том, что недостаточная изученность характера загрязнения компонентов биосферы в границах влияния хвостохранилищ (техногенных объектов) и их воздействия на здоровье людей, сдерживает разработку рекомендаций по улучшению среды обитания в горняцком поселке.
Проведенные исследования позволили оценить роль техногенного фактора в изучении состояния среды обитания и здоровья населения горняцкого поселка. Выявлена высокая экологическая токсичность отходов переработки оловорудного сырья (класс опасности 2), что, по нашему мнению, несомненно, способствует как загрязнению экосистем, так и ухудшению здоровья населения. Обнаружены высокие концентрации соединений тяжелых металлов не только в почвах, но и в растительности, превышающие фоновые содержания и ПДК в несколько раз (от 2 до 16) для соединений Лб, Сг, Мп, Си, 2п, РЬ, Со, 8Ь, 8п на всех экспериментальных участках. Набольшая величина суммарного показателя загрязнения (более 140) характерна для почв, расположенных вблизи хвостохранилища (на расстоянии 300 м), а также в районе дач (свыше 170) - на расстоянии 1-1,5 км. С увеличением расстояния от хвостохранилища уровень загрязнения почвенно-растительного покрова снижается. Наибольший вклад в техногенное загрязнение почвенного покрова вносят соединения мышьяка, где коэффициент концентрации не соответствует допустимой категории загрязнения почв в селитебной зоне. Использование тест-систем «Ростовой тест» и «Стерильность пыльцы», а также изучение микрофлоры и лихоно-флоры позволило установить, что следствием горного техногенеза является ухудшение физиологического состояния живых организмов (биоты, микрофлоры, лишайников), что приводит к изменению генетического статуса популяции в целом. Это выражается в увеличении стерильности пыльцевых зерен (до 23%), что влечет за собой низкое прорастание семян. Судя по состоянию микрофлоры, структура и функционирование микро-боценозов нарушены. Изученные закономерности техногенного загрязнения компонентов природной среды дали возможность сделать вывод о большой его роли в формировании эколого-обусловленных заболеваний (табл. 1). Так, использование критерия среднемноголет-него уровня позволило оценить состояние здоровья детей до 14 лет в границах, закрытого горного предприятия «Солнечный ГОК» в связи с загрязнением атмосферного воздуха взвешенными частицами.
Таблица 1
Данные по заболеваемости детей пос. Солнечный
Класс болезни Число больных Процентное соотношение
Болезни органов дыхания 8856,4 58,6
Болезни органов пищеварения 1430 9,1
Болезни системы кровообращения 1038 6,8
Новообразования 115,6 1,2
Прочие заболевания 3733 24,3
Динамика распространенности здесь заболеваний детей астмой, астматическим статусом и атопическим дерматитом свидетельствует о том, что в 1997 году данный показатель составлял 4,0 на 1000 человек, а в 2017 г. - 9,2. Обнаружен прирост заболеваемости более чем в 2 раза. С 2002 года среди них отмечалась стойкая тенденция роста заболеваемости астмой, а в 2006 году выявлено превышение среднемноголетнего уровня в 2,0 раза. Возможно, это связано с осушением хвостохрани-лища в 2001 году, что породило мощную дополнительную экологическую проблему - пылевой разнос токсичных веществ с его поверхности. В этот период обнару-женое увеличение количества больных детей астмой и астматическим статусом за аналогичный период составляет 3,8 раза, хроническим фарингитом, а также синуситом и ринитом - 10,7 раза по сравнению с 1997 годом. Большое значение при индикации экологического состояния территории имеют онкологические заболевания. Их наличие свидетельствует о присутствии неблагоприятных факторов в районе исследования (например, канцерогенных соединений химических элементов - Аб, Сг, 8Ъ). Большой удельный вес в структуре заболеваемости органов пищеварения указывает на неблагоприятное экологическое состояние различных сред обитания: загрязненные атмосферный воздух, почвы и биоты, что подтверждается данными их химического состава и высоким суммарным показателем загрязнения (140 и более). Установлена связь между уровнем
Показатели заболеваемости детей до 14 лет (на 1
загрязнения канцерогенными веществами среды обитания и возникновением злокачественных новообразований (ЗНО). Приведены данные о распространенности ЗНО на территории Солнечного района Хабаровского края. Получены новые данные об экологическом состоянии окружающей среды на основе рассчитанных коэффициентов опасности (ИР) и индекса опасности (Н1) для загрязняющих веществ (диоксид серы и тяжелые металлы). В результате сравнительного анализа степени загрязнения исследуемой территории с данными других регионов России и зарубежья подтверждено, что существует прямая зависимость между качеством компонентов среды обитания и состоянием здоровья жителей горняцкого поселка. Корреляционный анализ позволил выявить тесную корреляционную связь между загрязнением воздушного бассейна и уровнем заболеваемости населения. Расчет суммарных индексов опасности для веществ, действующих на одни и те же системы и органы показал, что наиболее высокое значение обнаружено для группы веществ, влияющих на органы дыхания человека, а именно: взвешенные частицы, диоксид серы, медь, хром (Н1=69,97); вещества, влияющие на нервную систему (соединения свинца, марганца и кобальта, Н1=4,62), оказались на втором месте по риску воздействия. Установлено, что реакция человека на негативные изменения окружающей среды проявилась в горняцком поселке Солнечный и др. в форме различных эколого-обусловленных заболеваний (табл. 2).
Таблица 2
0 человек) с 2003 по 2017 гг. Солнечного района >го края
Заболевания 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Новообразования 6 8 13 7 7 9 10
Болезни органов дыхания 749 974 1059 1131 1306 945 1491
Заболевания 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Новообразования 11 23 13 13 16 17 18
Болезни органов дыхания 1598 1941 1532 1503 1826 1915 2004
Так, обследование взрослого населения в границах закрытого горного предприятия «Солнечный ГОК» выявило высокую частоту заболеваний органов дыхания, главным образом, хронических бронхитов (48%), опорно-двигательного аппарата (28%), заболеваний желудочно-кишечного тракта (19%). Одной из причин
этого является дисбаланс жизненно важных элементов, который приводит к развитию дисэлементозов. Наиболее распространенные заболевания биогеохимического характера включают анемии (дефицит железа, кобальта и т.д.); артриты (дефицит или избыток кальция, кремния, стронция и др.); мочекаменную (избыток кальция,
кремния ) и гипертоническую болезни (дефицит магния, кальция); стоматологические заболевания (дисбаланс фторида кальция, марганца). Отмечена связь между ростом эндокринных и нервных заболеваний и увеличением содержания кадмия в биологическом материале (волосах). Выявлено, что население указанного региона подвержено риску металлотоксикозов по Al, Fe, Mn, Pb, Ni, Cr, Hg, Cd, As и др. В тоже время выявлен риск дефицита эссенциальных элементов Co и Zn. Оценка данных по заболеваемости населения и качеству атмосферного воздуха позволила выявить тесную корреляционную связь между загрязнением воздушного бассейна и уровнем заболеваемости, которые в патогенезе имеют экологически обусловленную зависимость. Анализ биологического материала детей до 14 лет (волосы) исследуемого района показал, что содержание соединений тяжелых металлов выше в 1,5 и более раз, чем в Нечерноземье, Центральном Черноземье, Крыму.
Разработаны мероприятия по уменьшению влияния техногенных источников, в том числе хвостохранилищ, содержащих токсичные отходы переработки оловоруд-ного сырья, на объекты окружающей среды и здоровье населения горняцкого поселка в Дальневосточном
федеральном округе, новизна которых подтверждена Патентом РФ [12].
Заключение. Интенсивное освоение оловорудного сырья привело к накоплению в большом количестве токсичных отходов его переработки, складированных в хвостохранилища закрытого горного предприятия «Солнечный ГОК», что способствовало масштабному техногенному загрязнению среды обитания и формированию при этом эколого обусловленных заболеваний населения, проживающего в границах влияния хвостохранилищ. Комплексная их оценка позволила установить негативную роль техногенных факторов при изучении среды обитания и состояния здоровья населения. Полученные данные свидетельствуют о том, что существует прямая зависимость между качеством компонентов среды обитания в горняцком поселке и ростом заболеваемости в районе исследования (органов дыхания, онкологических заболеваний, нервной системы и др.). Даны предложения по снижению влияния негативных техногенных факторов на среду обитания и здоровье населения горняцкого поселка, новизна которых подтверждена Патентом РФ.
