РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ РИСКА ДИСБАЛАНСА МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ У НАСЕЛЕНИЯ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ

Дахова Екатерина Валерьевна

студентка 3 курса, кафедра биологии и географии ДВГГУ, г. Хабаровск

E-mail: ekaterina.0305@mail.ru

Целых Екатерина Дмитриевна

д-р биол. наук, профессор ДВГГУ, г. Хабаровск

Неотъемлемой частью среды обитания человека является вода, служащая для удовлетворения физиологических, санитарно-гигиенических и других потребностей. На сегодняшний день практически все водные источники продолжают подвергаться техногенному воздействию различной интенсивности, увеличивая совокупный риск для здоровья человека, из-за изменения водного фактора [18].

Сегодня является актуальным определение влияния качества питьевой воды на формирование характеристик сердечнососудистой и дыхательной систем подростков, проживающих в условиях напряженного экологического состояния территории.

Цель работы: дать эколого-физиологическое обоснование адаптивных реакций организма подростков, под влиянием микроэлементного дисбаланса в питьевой воде, и разработать предложения и рекомендации по снижению риска дисбаланса микроэлементов питьевой воды у населения Хабаровского края.

Проведено экспедиционное физиолого-экологическое обследование экологических факторов среды (пробы питьевой воды) и функциональных характеристик подростков Хабаровского края (сс. Найхин и Троицкое Нанайского района, с. Датта Ванинского района, гг. Амурск и Хабаровск (n♂ = 139; n♀ = 220) средний возраст составил 16,28 ± 0,09 лет, обоего пола.

В пробах питьевой воды децентрализованного и централизован-ного водоснабжения исследуемых территорий исследовалось содержание элементов и примесей (n = 42), в зимний период времени 2009—2011 гг.

Исследованы пробы питьевой воды на содержание элементов (n = 40): токсичных (As, Pb, Ba, Bi, Cd, Hg, Tl, Be, Sb, Sn и т.д .), потенциально токсичных (Zr, Sn, Ag, W, Ge, Ga, Sr, Ti, Cu, Fe, Mn и т. д.), эссенциальных (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co, Cr, Se ), условно эссенциальных элементов (B, Ni, V, As, Li и т. д.) методом атомно-эмиссионной спектроскопии на квадрупольном спектрометре: ICP-MS ELAN DRCII PerkinElmer (США) [5].

Оценка содержания некоторых примесей: общая сумма нитратов (NO₃^–), общая сумма нефтепродуктов (СН) в природных питьевых водах осуществлена фотометрическими и спектрофотометрическими методами анализа, на базе Хабаровского инновационно-аналитического центра РАН ДО ИТиГ [7; 8].

Исследованы некоторые физиологические показатели сердечнососудистой (ССС) и дыхательной (ДС) систем. Определение систолического (САД), диастолического (ДАД) давления проводилось методом Короткова, частоты сердечных сокращений (ЧСС) — по пульсовому показателю [6]; пульсовое давление (ПД), систолический и минутный объем крови (СО, МОК), адаптационный потенциал (АП), [1; 3; 4] экскурсия грудной клетки (ЭГК) — расчетными методами [22]. При статистическом анализе использовались стандартные методы вариационной статистики: определение достоверности полученных данных в условиях стандартного нормального распределения для независимых выборок — по коэффициенту Стьюдента; ошибка оценивалась с помощью средней квадратической ошибки (М±m).

Метод определения интегрального показателя функционального отклика организма (ИПФО) [6] на факторы внешней среды, с определением диапазона реагирования, с нормированным шагом, рассчитывался по формуле:

Примечание: П — знак произведения; exp — знак экспоненциального множителя; 2nL_i² — масштабный множитель; L_i — масштаб допустимых изменений; К (Х₁,…Х_n) — функция, отражающая отклонения воздействия факторов внешней среды от нормативных; n — количество сомножителей.

Для математических расчетов использовались статистический пакет SPSS и офисный пакет Microsoft Office Excel 2007.

В ходе проведенного нами исследования, были выявлены отклонения от норм в микроэлементном составе питьевой воды обследованных территорий. В результате исследования 42 компонентов в пробах питьевой воды выявлено содержащие примесей в концентрациях, превышающих ПДК. Основными экотоксикантами питьевой воды определены — СН, NO₃^―1, Mn, Fe, Ba и Р.

СН — встречается в 60 % всех исследуемых проб с. Найхин и с. Троицкое Нанайского района, из которых 40 % проб децентрализованного водоснабжения. В других исследуемых районах данные вещества не обнаружены. Нитраты обнаружены в с. Троицкое в 80 % проб в концентрации, превышающей ПДК. Высокое содержание Mn, Fe, Ba и Р обнаружено во всех пробах исследуемых территорий.

В пробах питьевой воды исследуемых территорий определена низкая концентрация эссенциальных элементов (Se, Zn, Mo, Co, Cr и Cu), в пределах «ниже необходимого человеческому организму». Длительный дефицит элементов, так же как и избыток, ведет к нарушению металло-лигандного гомеостаза [10]

При рассмотрении показателей ИПФО на 42 фактора (31 фактор с ПДК, определенными СанПин), питьевого водоснабжения исследуемых районов, нами выявлено: в природных питьевых водах Нанайского района, наибольшее значение для организма человека имеет превышающая ПДК концентрация СН и Fe (с. Найхин уровень «региональные нормативные показатели»; с. Троицкое уровень «функционального напряжение системы организма» и уровень «специфических адаптивных качеств); для с. Датта — превышающая ПДК высокая концентрация Р (уровень «региональные нормативные показатели»); в питьевых водах г. Амурска — превышающая ПДК концентрация Р и Мn, а также дефицитные Мо и Se, в 100 % случаев, соответствует границам уровня «неизбежных патологических сдвигов». Наибольшее значение для организма человека, проживающего в г. Хабаровске, имеет дефицитное содержание Мо, Со и Cu, формирующие ИПФО на уровне «специфических адаптивных качеств», что в целом создает определенную опасность применения этой воды для пищевых целей.

Исследование ССС подростков, проживающих на территории Хабаровского края, выявило изменения этих показателей в сравнении с возрастными нормативами. Выявлено отклонение от норм показателей ЧСС, САД и ДАД во всех обследованных группах подростков, кроме САД показателей мальчиков с. Троицкое. Показатели ЧСС в большинстве групп являются повышенными. Однако, в группах сс. Найхин и Датта, напротив, являются ниже нормативных показателей. Высокие показатели ДАД выявлены у всех подростков обследованных территорий. Определены высокие показатели ПД у подростков обеих половых групп, проживающих на территории с. Найхин, гг. Амурск и Хабаровск, и в группе мальчиков с. Троицкое. Другие показатели ССС, такие как СО и МОК, в большинстве обследуемых групп, находятся в пределах нормы, кроме подростков г. Хабаровска и мальчиков г. Амурска. Во всех обследуемых половых группах определен АП, соответствующий уровню «удовлетворительная адаптация», кроме подростков г. Амурска и мальчиков с. Троицкое, что и подтверждает ранее показанный анализ ИПФО. Наибольшие отклонения выявлены подростков г. Амурска.

Одним из показателей адаптации организма к условиям внешней среды является определение резервных возможностей ДС. Выявлены изменения показателей ЭГК в сравнении с возрастными нормативами во всех исследуемых группах подростков. Определено, что у девочек г. Амурска и с. Троицкое, а также в обеих половых группах сс. Найхин и Датта, показатель ЭГК находиться ниже установленных норм. Низкий показатель ЭГК приводит к уменьшению дыхательных объемов и формированию варианта дыхательной недостаточности.

Здоровье населения Хабаровского края напрямую зависит от качества потребляемой питьевой воды, которая является для организма информацией мультифакторного характера. Нами разработаны предложения и рекомендации по снижению риска дисбаланса микроэлементов питьевой воды.

1. На начальном этапе необходимо проводить работы с населением в форме листовок и бесед. Основной акцент желательно сделать на работу с учащимися образовательных учреждений. Детские умы более восприимчивы к поставляемой информации. Предоставленные данные должны носить информационный характер на предмет использования в рационе продуктов с повышенным содержанием дефицитных микроэлементов. Список продуктов должен подходить к условиям биогеохимической провинции и соответство-вать группам людей, как с разными гастрономическими пристрастиями, так и придерживающихся определенных диет.
2. Рекомендация к употреблению столовых минеральных вод, БАДов к пище с содержанием дефицитных микроэлементов.
3. На масштабном этапе решения проблемы можно предложить внедрение в пищевую промышленность региона специализированного многоуровневого оборудования по очистке и последующей минерализации воды.
4. На практике разработаны адресные рекомендации для жителей Хабаровского края, направленные на помощь в решении вопроса дефицита микроэлементов в питьевой воде (потребление продуктов питания с повышенным содержанием требуемых веществ), и исключения употребления воды с высоким содержанием токсичных элементов (использование привозной воды).

Для нивелирования содержания экотоксикантов в питьевой воде Хабаровского края возможны следующие меры:

1. Использование сертифицированной бутилированной воды.
2. Разработка рекомендаций по очистки питьевой воды, включающие в себя следующие способы очистки питьевой воды: предварительное отстаивание; использование стационарных водоочистительных фильтров кувшинного типа с различными методами фильтрации.

Список литературы:

1. Баевский Р.М. Донозологическая диагностика в оценке состояния здоровья / Р.М. Баевский, А.П. Берсенева. СПб.: Наука, 1993. — С. 33—37.
2. Бандман А.Л. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V—VII групп / А.Л. Бандман, Н.В. Волкова, Т.Д. Грехова и др. Л., 1989. — С. 55—65.
3. Белов В.И. Валеология: здоровье, молодость, красота, долголетие / В.И. Белов, Ф.Ф. Михайлович. М.: Недра Коммюникейшенс Лтд, 1999. — С. 30—37.
4. Берсенева А.П. Принципы и методы массовых донозологических обследований с использованием автоматизированных систем / А.П. Берсенева // автореф. дис. … д-ра биол. наук. Киев, 1991. — 27 с.
5. Масс-спектральное с индуктивно-связанной плазмой определение элементов примесей в природных водах. М.: МПР РФ, 2002. — С. 3—23.
6. Матюхин В.А. Экологическая физиология человека и восстановительная медицина / В.А. Матюхин, А.Н. Разумов. М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 1999 — С. 32—35.
7. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с солицилатом натрия. М.: Минприрода, 2004. — С. 138—144.
8. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродук-тов в пробах питьевых, природных и очищенных вод методом ИК-спектрофотометрии с использованием концетратомера КН-2. М.: Сибэкоприбор, 2000. — С. 1—14.
9. Нарбут Н.А. Экологические проблемы региона: Хабаровский край. Курс лекций / Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 2006. — С. 32—35.
10. Скальный А.В. Биоэлементы в медицине / А.В. Скальный, И.А. Рудаков М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2004. — 272 с.