Природные факторы юга Дальнего Востока и здоровье человека

В среднем организм взрослого человека должен получать от 1,5 до 2,5 мг фтора в день.

В то же время широко распространена в Дальневосточном регионе фторсодержащая минерализация в виде крупных фторсодержащих провинций и областей с флюоритом (CaF2) (рис. 13). Известны месторождения минеральных вод с высоким содержанием фтора от 2,0 до 7,5 мг/л. К ним относятся  Кульдурские термы, Анненские минеральные воды, Тумнинские ключи и т. д. Чаще всего термальные воды с высоким содержанием фтора используются в санаториях и курортах в основном  для наружного применения в виде ванн.

В пригороде Хабаровска в пос. Восточное также зарегистрировано наличие природного очага флюороза, связанного с эндемичным, высоким содержанием фтора.

Передозировка фтора опасна, т. к. его токсическая доза лишь незначительно превышает суточную потребность. Суточная потребность для взрослого человека составляет для фтора 1 мг. Свыше 5 мг он токсичен [90].

При избыточном поступлении в организм фтора может развиться эндемический флюороз. Это заболевание развивается у лиц, которые систематически используют для питья и для приготовления пищи воду с высоким содержанием фтора, а также употребляют в пищу овощи с огородов  расположенных рядом с месторождением термальных вод. В организме фтор в повышенных количествах может накапливается в костях и зубах, а также в волосах. Признаком высокого содержания фтора в организме, особенно у детей, является специфическое поражение эмали зубов – зубной флюороз. Появляется пигментация коричневого цвета в виде пятен и полосок,  чаще всего на верхних резцах.  Зубы при этом реже поражаются кариесом, но  становятся более хрупкими.

Эндемический флюороз скелета на рентгеновских снимках проявляется «мраморностью» костной ткани, часто при этом происходит пропитывание кальцием межкостных мембран, а также связочного аппарата позвоночника и суставов [78]. В регионах с повышенным содержанием фтора специалисты рекомендуют использовать для питья и приготовления пищи только привозную воду. Нельзя чистить зубы пастой, содержащей фтор. За одну такую процедуру чистки зубов в организм поступает не менее 0,05 мг фтора.

Железо. Дальневосточный регион богат месторождениями и проявлениями различных полиметаллических руд. На юге Дальнего Востока находятся месторождения железной руды – Гаринское и Кимканское.  Богаты железом подземные воды, они содержат до 25 мг/л, при предельно допустимой концентрации железа в питьевой воде 0,3 мг/л [38]. В воде р. Амур в  районе г. Хабаровска весной содержание растворенного железа составляло от 0,5 до 0,76 мг/л [54].

Потребность взрослого человека в железе (Fe2+) составляет 12 мг в сутки, а для женщин – 18 г в сутки. У детей и беременных женщин потребности в железе повышены.

Железо,  входящее в состав гемоглобина  и мышечного миоглобина, прямо участвует в переносе кислорода. Железо, входящее в состав белков- цитохромов, выполняет главную роль в биологическом транспорте электронов, обеспечивая энергетические реакции в сокращающихся мышцах. Из 4-4,5 г  железа, находящегося в нашем теле, примерно 60 % приходится на гемоглобин. Запасы железа хранятся в клетках или циркулируют в крови в виде соединения  с особыми транспортными белками – ферритином или трансферрином. При периодических потерях крови  мобилизуемые запасы Fe2+  (около 800 мг) уменьшаются. Примерно у 40 % женщин  их нет [90].

При недостаточности железа наблюдаются, например, такие симптомы как снижение работоспособности, головная боль, утомляемость и нарушения роста кожи и ее производных (ногтей и волос) [78]. Иногда при дефиците железа возникают стойкие грибковые инфекции, депрессии. Такие состояния могут возникать при периодических потерях крови  или при повышении потребности в железе во время беременности. Обычная диета уже не может дать его в требуемом количестве. Поэтому железодефицитная анемия является одной из самых распространенных акушерских патологий. Среди женщин она встречается в среднем у 10-30 % [25].

Железодефицитные состояния являются самыми распространенными микроэлементозами человечества. Диагноз железодефицитная анемия ставится на основании снижения общего количества эритроцитов, концентрации гемоглобина в одном эритроците, цветового показателя, уровня железа в сыворотке крови.

По данным В. М. Козлова с соавторами [42], у детей пришлого населения по мере проживания их в Дальневосточном регионе, довольно часто выявляется железодефицитная анемия. У них также изменяется микроэлементный состав крови – снижается концентрация железа и цинка плазмы.

Проведенные исследования [78] показали, что содержание железа в плазме крови зависит от климатической зоны проживания человека. Данные представлены в таблице 10.

Таблица 10. Показатели обмена железа у жителей разных климатических зон

         Причиной распространения железодефицитных состояний на севере является выраженная интенсификация процессов образования и разрушения эритроцитов  из-за экстремальных условий проживания. Эти изменения приводят к развитию акклиматизационного дефицита железа.

Медь. Для прибрежной части Тихоокеанского региона свойственны  повышенные содержания меди на площадях распространения полиметаллических зон в почвах, подземных водах и в самих горных породах. Количество меди в почве и золе растений на этих почвах может достигать 0,02-0,2% [20].

Содержание меди в почвах района г. Хабаровска ниже, чем в почвах Русской равнины, которые приняты за эталон нормального содержания [55]. Так  в почвах Хабаровска содержание меди в среднем составляет 1,49 мг %. В засушливые годы уровень меди в почвах повышается. Среднее содержание меди в р. Амур составляло 1,50 мкг/л, причем в зимний период оно достигало 1,54 мкг/л,  а в летний – 0,53 мкг/л.  Подземные воды содержат меди примерно в 1,4 раза больше, чем в открытых водоемах. Предельно допустимое содержание меди в питьевой воде не должно превышать 1-2 мг/л.

Растения накапливают медь, получая ее из почвы. Медь является одним из биокатализаторов,  необходимых для жизни растений. Различные овощные культуры отличается по содержанию меди. Так, в районе г. Хабаровска [55] морковью накапливается 6,3 мг  меди на кг сухого веса, свеклой – 4,98 мг на кг сухого веса, картофелем 4,7 мг/кг. Наименьшая концентрации меди содержится в капусте – 1,68 мг на кг сухого веса. Среди ягодных культур  большое содержание меди обнаружено в черной смородине, малине Мальборо и дикоросах – винограде амурском и шиповнике даурском. Накапливают медь и животные организмы. Значительные количества Сu содержатся в мясе, морских продуктах.

Физиологическая потребность взрослого человека в меди составляет в пределах 2,0-5,0 мг в сутки [90].

Общее содержание меди в теле взрослого человека составляет 50-120 мг, причем половина этого количества приходится на мышцы и кости, а 10 % ткани печени. Небольшое количество этого элемента находится в легких, кишечнике, селезенке, коже, волосах

Медь является одним из наиболее изученных в биологическом отношении элементов, т. к. относится к незаменимым микроэлементам, к биотикам, недостаток которых ведет к весьма значительным нарушениям в обмене веществ. Медь играет важное значение для окислительно-восстановительных процессов в клетке. Белки, содержащие медь, участвуют в энергетическом обмене, и препятствуют накоплению вредных окислительных продуктов.

Входя в структуру эритроцитов и в состав нуклеопротеидных комплексов, медь играет значительную роль в синтезе гемоглобина. Значение меди в гемопоэзе заключается в том, что медь вовлекается в обмен железа – усиливая мобилизацию депонированного железа и перенос его в костный мозг, и стимулируя созревания ретикулоцитов с превращением их во взрослые формы – эритроциты, а также обеспечивает переход минеральных форм железа в органические, тем самым способствуя синтезу гемоглобина. Поэтому недостаточность меди вызывает нарушение всасывания железа и развитие анемии, как правило, гипохромной.

Недостаток меди у человека понижает работоспособность и сопротивляемость к различным заболеваниям,  снижает синтез фосфолипидов, нарушает и истощает нервную систему, сказывается на эластичности кровеносных сосудов, способствует  заболеваниям костной системы, нарушает пигментацию.

Марганец. В Тихоокеанском регионе марганец присутствует в повышенных количествах,  особенно в районе Хингано - Сутарского железомарганцевого пояса. В буро-подзолистых почвах района г. Хабаровска его в среднем содержится 141,2 мг % , что выше содержания марганца в почвах большинства районов России [55].

Доступность марганца для растений зависит от количества атмосферных осадков. В дождливые годы его поступление из почвы в растения уменьшается из-за застоя воды и оглеения почвы. Некоторые растения способны накапливать марганец. В районе  г. Хабаровска к ним относятся овощи – свекла сорта бордо и морковь нантская. Они содержат марганца в 5-10  раз больше, чем другие овощи.

 В воде р. Амур количество марганца в среднем составляет 46,2 мкг/л, причем зимой его содержание увеличивается  за счет грунтовых вод. Летом из-за смыва органических веществ в реку марганец может вступать с ними в соединения и оседать на дно в виде двуокиси марганца. Содержание марганца в питьевой воде не должно превышать 0,1 мг/л.

По мнению И. Л. Лукашевой [55], несмотря на высокое содержание марганца в воде,  в организм человека из питьевой воды поступает лишь 5-10 % от суточной потребности в этом элементе. Суточная потребность составляет 5-8 мг.

Марганец относится к числу наиболее активных микроэлементов, принимающих непосредственное участие в обмене веществ и, в основном, в окислительно-восстановительных процессах.  Марганец участвует в углеводном обмене, усиливая гипогликемический эффект инсулина, снижает концентрацию общих липидов в сыворотке крови, тормозит развитие атеросклеротического процесса, активно  влияет на обмен аминокислот и содержание аскорбиновой кислоты в организме. Марганец стимулирует фагоцитоз, благоприятствует процессам кроветворения,  росту и развитию организма [16].

Избыток марганца в почвах и водах усугубляет развитие зобной эндемии,  затрудняя синтез йодированных соединений щитовидной железы. Марганец относится к элементам 3 группы экологической опасности. Может приводить к увеличению частоты хронических пневмоний у детей, острых бронхитов и пневмоний у взрослых.

Ртуть. Области Тихоокеанского региона, непосредственно примыкающие к морю, и охваченные проявлением современной вулканической деятельностью, содержат повышенные содержания ртути. Она сопровождает месторождения серебра и золота. По глубинным разломам ртуть поступает из глубоких частей Земли в составе газов вулканов.

В горных породах ртуть в основном присутствует в виде HgS – киновари. Ее растворимые соединения могут восстанавливаться до самородной ртути. Она активно поглощается бурыми водорослями и наземной растительностью, легко образует комплексы с гуминовыми кислотами в почвах,  образуя соединения, отличающиеся высокой токсичностью.

 В Дальневосточном регионе содержание ртути в горных породах может в 10-100 раз превышать обычное. Нормальное содержание ртути в невулканических породах – 11 нанограмм /м3, возле вулканов ее концентрация равняется 6 мкг/м3.

В Хабаровском крае обнаружено повышенное содержание ртути в 1,5-2 раза выше фоновых в почвах и горных породах Верхне-Буреинского, Комсомольского и Амурского районов [80]. Ртуть является типичным элементом минерализации территории Среднеамурской низменности. Здесь установлены рудопроявления и месторождения этого элемента. Известно также, что в практике местного земледелия активно употребляются ртутьсодержащие ядохимикаты. В бассейне р. Амура развиты производства, технологические циклы которых сопровождаются заметной эмиссией ртути в окружающую среду.

По данным сотрудников института водных и экологических проблем [47] содержание ртути в почвах Среднеамурской низменности соответствует уровням для незагрязненных территорий. Таким образом, ртутная минерализация, развитая на территории Среднеамурской низменности, а также специфические условия выветривания не сказывается видимым образом на уровнях содержания ртути в почвах.

Ртуть в водах бассейна мигрирует большей частью в ассоциации с взвешенным веществом (менее 0,45 мкм), а также в виде органически связанной растворенной и, в меньшей степени, «истинно растворенной» фракции.

         Содержание ртути в водах может увеличиваться в весьма значительной степени во время прохождения крупных паводков. При этом доля ее  в растворенной, не связанной с органическим веществом, фазе возрастает.

Согласно данным института водных и экологических проблем [48], растворенная фракция ртути  в водах р. Амура (Хабаровск)  составляет 9 нг/л (5-72), а взвешенная 60 нг/л (12-165). В озерах поймы нижнего Амура растворенная фракция колеблется от 1-6 нг/л, а взвешенная – от 92 до 120 нг/л. Для сравнения,  содержание растворенной фракции ртути в р. Катунь (Алтай) колеблется от 7 до 280 нг/л, а взвешенной – от 40 до 440 нг/л.

Таким образом, наличие в регионе существенной ртутной минерализации не сказывается непосредственно на величинах концентрации и формах элемента в водах. Однако уровень содержания элемента может сильно возрастать во время характерных для бассейна муссонных паводков, когда концентрация ртути во взвешенной и растворенной фракциях увеличивается на 1-2 порядка и достигает 0,5мкг/л (действующие нормы ПДК) и больших величин.

Исследование амурских вод, отобранных ниже крупных промышленных центров, не выявило существенного обогащения ртутью [48], но исследование донных отложениях выявило заметное обогащение донных отложений ниже крупных промышленных центров. Наиболее существенным обогащение ртутью донных отложений оказалось ниже г. Хабаровска.

Ртуть характеризуется высокой интенсивностью вовлечения в водную миграцию, активно поглощается земной растительностью и бурыми водорослями, легко сорбируется почвами, образуя комплексы с гуминовыми кислотами, отличается высокой токсичностью даже при низких содержаниях для любых форм жизни.

По своим  химическим свойствам ртуть относится к умеренно биофильным элементам. Это означает, что  живые организмы способны накапливать ее.  Растения,  растущие  на почвах с повышенным содержанием ртути  способны включать ее в состав своих тканей. У наземных животных в организме содержание ртути может быть  в 3 раза выше, чем у наземных растений.

Из всего количества ртути, которое мы получаем с пищей, примерно одна треть приходится  на растительную пищу и примерно половина приходится на продукты животного происхождения. Согласно Рюдту, наивысшее содержание Hg, которое было установлено путем обычных анализов пищевых продуктов, составляло 1 мг/кг (в чае и подобных ему продуктов

Для продуктов растительного происхождения  характерно следующее содержание Hg (в мг/кг): фрукты – 0,01, овощи – 0,02, хлеб – 0,01, соки – 0,05 [99]. В организм человека ртуть поступает в наибольшей мере с рыбопродуктами, в которых ее содержание может многократно превышать ПДК = 0,5 мг/кг.

Сотрудниками Института водных и экологических проблем была обнаружено в отдельных экземплярах рыб некоторых видов (щука амурская, касатка-плеть, верхогляд, чебак амурский, конь-губарь) ртуть в концентрации, превышающей ныне действующую в России и некоторых других странах величину ПДК. Меньше всего ртути оказалось в тканях травоядного леща белого и проходной кеты [49]. Другие продукты животного происхождения содержат: молоко – 0,005, мясо – 0,03 мг/кг [99].

Таким образом, концентрация ртути в организме человека вероятно будет зависеть от содержания ртути в почве, воде или продуктах питания.

В организме  ртуть выполняет важную роль (конечно при определенных концентрациях) – она обнаружена в молекуле ДНК, что возможно говорит о ее участии в передаче наследственной информации [13].  

Отрицательное влияние ртути на организм животных и человека зависит от свойств соединений, в виде которых она поступает в организм  (пары ртути,  неорганические и органические соединения). При воздействии неорганических форм соединений  патологических последствий,  как правило, не отмечается. Соединения  ртути с органическим веществом значительно более опасны по сравнению с неорганическими соединениями.

Одна из основных причин пагубного воздействия ртути на живые организмы заключается в блокаде активных групп белковых  молекул и низкомолекулярных соединений.   Это проявляется в нарушении окислительных процессов в печени и почках, вплоть до развития некротического нефроза, снижении уровня фибриногена,  разрушении нервной системы. У человека возможны вспышки психического возбуждения,  галлюцинации, которые сменяются упадком сил, развивается дрожательный паралич.

Мышьяк. Для материковой части Тихоокеанского региона характерны зоны с повышенным содержанием мышьяка, где содержание его может  значительно превышать обычные концентрации, характерные для пород и подземных вод за пределами этих зон.  Высокое содержание мышьяка характерно для cреднего и нижнего Приамурья  в частности  для Ниманского, Верхнеселемджинского, Кербинского и Пильда-Лимурийского золотоносных районов [20], почв и вод района им. П. Осипенко [80].  В этих местах в породах содержится много вкраплений  арсенопирита FeAsS.

Мышьяк  попадает  в поверхностные  и особенно  в подземные воды. На Сахалине находится Синегорское месторождение мышьяковистой минеральной воды  с содержанием мышьяка около 50 мг/л, что почти в тысячу раз превосходит ПДК мышьяка в питьевой воде. Предельно допустимая концентрация мышьяка в питьевой воде составляет менее 0,05 мг/л.

В организме человека мышьяк принимает участие в нуклеиновом обмене, т. е. он необходим для синтеза белка, в том числе он участвует в синтезе белков гемоглобина, хотя и не входит в его состав. Этим объясняется назначение мышьяковистых минеральных вод больным с диагнозом анемия. Употребление соединений мышьяка в постепенно возрастающих концентрациях является народным средством укрепления здоровья у горцев Австрии.

Проявления отрицательного воздействия мышьяка на организм  многообразны.  Нарушается тканевое дыхание, снижаются энергетические ресурсы клетки, развивается  паралич капилляров, гипоксия тканей, гемолиз, анемия, у животных развиваются различные уродства. 

У человека, длительное время употреблявшего питьевую воду или продукты питания с высоким содержанием мышьяка (0,5-6 мг/л), возникает заболевание – эндемический арсеноз или «черная нога».  Заболевание проявляется в поражении периферических  кровеносных сосудов, которое затем переходит в гангрену пальцев ног, стоп, а иногда поражаются и пальцы рук.  Описано также поражение кожи – мышьяковистый рак кожи – при длительном поступлении в организм  мышьяка суточных доз в несколько миллиграмм. Подобные заболевания встречаются в регионах Японии, на о. Тайвань, где основным источником питьевой воды являются артезианские скважины.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15