«Ярославского государственного университета им. П. Г. Демидова»
| Вид материала | Автореферат |
- Девиантного поведения современного школьника, 5871.74kb.
- Л. Н. Винокуров Клинические аспекты, 1052.84kb.
- В социальной работе, 3773.24kb.
- Учебное пособие Ярославль-2007 удк 339. 13(075. 8) Ббк, 3230.47kb.
- Постнов антон Сергеевич механизм детерминации правоприменительных актов, 333.31kb.
- Учебное пособие Ярославль-2007 удк 339. 13(075. 8) Ббк, 3201.01kb.
- Основные направления трансперсональной психологии, 6113.3kb.
- В. В. Новиков доктор философских наук, профессор, 6767.36kb.
- Социально-экономическое и общественно-политическое развитие Советской России в 1920-е, 671.41kb.
- Военная разведка и контрразведка античного рима (III в до н э. IV в н. э.), 425.65kb.
Далее для определения взаимного микроэлементного влияния внутри среды был проведен корреляционный анализ, в ходе которого выявлена высокая степень корреляции между содержанием Zn и Pb, Cu и Cd (r = 0,80; р<0,0001; r = 0,71; р<0,0001 соответственно); Pb и Cd (r = 0,64; р<0,0008), средняя – для Zn и Cd (r = 0,48; р<0,0012), Pb и Cu (r = 0,44; р<0,033), Cu и Cd (r = 0,48; р<0,017). Выявленные корреляции указывают на сопряженный характер поступления в снежный покров этих пар металлов и, возможно, из одних источников. Аналогичных данных по данному региону в литературе не найдено.
По результатам количественного анализа в снежном покрове сельской и промышленной территорий установлены достоверно более высокие по сравнению с фоновыми уровни содержания МЭ и ТТМ: Zn - в 16,0 и 1,5 раза, Cu - в 2,2 и 2,9 раза, Pb - в 8,0 и 1,5 раза и Cd - в 16,0 и 25,0 раз, соответственно. Поскольку содержание загрязняющих веществ в снежном покрове связано с их концентрацией в воздухе, полученные результаты свидетельствуют о загрязнении исследуемых территорий за счет увеличения количества промышленных и сельскохозяйственных предприятий и атмосферных выбросов от них. Следует отметить, что полученные данные подтверждают выявленные тенденции в содержании МЭ и ТТМ в объектах окружающей среды Ярославского региона на основании доклада о состоянии и охране окружающей среды Ярославской области (2010).
При исследовании загрязнения почвы МЭ и ТТМ на всех территориях превышения ПДК не выявлено (Табл. 1). Почвы на территории сельского поселения относятся к умеренно опасным (0-10 и 10-50 м от дороги: Zс 32,77 и 19,03 соответственно), а на расстоянии 50-100 м (Zс=8,92) – к почвам с допустимым уровнем загрязнения; в черте города - на расстоянии 50-100 м от дороги относятся к почвам с допустимым уровнем загрязнения (Zс=7,80), 10-50 м - к умеренно опасным (Zс=26,92) и на расстоянии 0-10 м – к опасной категории земель (Zс=51,39). Следует сказать, что исследуемые районы характеризуются повышенным содержанием Pb, Cu и Cd, в то время как Zn –обнаружен в пониженных концентрациях. Содержание Pb превышает фоновые значения в 5,5 – 41,1 раза, Cu в 1,6-11,3 раза, Cd в 1,6 – 12,3 раза.
Таблица 1. Суммарные показатели загрязнения снежного покрова и почвы на исследуемых территориях (Zс)
Объект | Терри-тория | Расстоя-ние от дороги (м) | Коэффициенты концентрации МЭ и ТТМ | Суммарный показатель загрязнения | |||
| Цинк | Свинец | Медь | Кадмий | ||||
| Снеж-ный пок-ров | село | 0-10 | 7,48 | 3,89 | 3,19 | 15,00 | 26,56 |
| 50-100 | 5,52 | 1,78 | 3,03 | 0,00 | 8,33 | ||
| ДОУ | 3,10 | 1,56 | 2,05 | 0 | 4,71 | ||
| город | 0-10 | 35,17 | 12,22 | 15,48 | 57,00 | 119,87 | |
| 50-100 | 6,66 | 2,89 | 4,90 | 1,00 | 12,45 | ||
| ДОУ | 1,52 | 1,67 | 8,62 | 1,00 | 9,81 | ||
| Почва | село | 0-10 | 1,03 | 16,87 | 10,53 | 7,34 | 32,77 |
| 10-50 | 0,47 | 7,38 | 6,36 | 7,82 | 19,03 | ||
| 50-100 | 0,27 | 6,09 | 3,85 | 1,71 | 8,92 | ||
| ДОУ | 0,6 | 2,04 | 4,16 | 1,99 | 5,79 | ||
| город | 0-10 | 3,78 | 41,06 | 4,80 | 4,75 | 51,39 | |
| 10-50 | 3,09 | 19,19 | 3,47 | 4,17 | 26,92 | ||
| 50-100 | 1,70 | 4,40 | 2,94 | 1,76 | 7,80 | ||
| ДОУ | 0,91 | 1,74 | 2,33 | 0 | 2,98 | ||
| Фоновый уровень | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | ||
Для проверки возможного взаимозависимого накопления металлов в почве был проведен корреляционный анализ, в ходе которого выявлена сильная связь между уровнем Pb и Cd (r = 0,65; р=0,0005), средняя – между уровнем содержания Pb и Cu (r = 0,42; р=0,038), что подтверждает данные литературы о взаимосвязанном накоплении в среде этих микроэлементов (Воронкова, Красиков, Чеснокова, 2002; Чеснокова, Боев, 2002).
Результаты исследований показали, что уровень Cu и Pb в почвах, отобранных в г. Угличе, достоверно выше, чем в почвенном покрове г. Ярославля, а Cd и Zn - наоборот (рис. 2). По данным проведенного мониторинга установлено, что в почвах сельской и агропромышленной территорий по сравнению с фоновыми уровнями достоверно выше концентрация всех исследованных металлов: цинка в 5,4-10,0 и 1,5-5,5 раза, свинца в 2,3-8,0 и 1,5-3,7 раза, меди в 1,9-2,2 и 2,9-4,0 раза и кадмия в 16,0 и 1,1-57,0 раз, соответственно. Это подтверждает в целом тенденцию, выявленную ранее в содержании исследуемых МЭ и ТТМ в окружающей среде Ярославской области. Это свидетельствует о том, что загрязнения почв связано не только с природным содержанием элементов, но и с загрязнением, носящим антропогенный характер.
 ед. Село город ⃰ ⃰ ⃰ ⃰ ⃰ ⃰ Металлы |
| ⃰ различия между сельской и городской территорией достоверны (р < 0,05) Рис. 2 Сравнительная характеристика уровня содержания микроэлементов в почве по кратности превышения фонового уровня (село-город) |
| |
Обратимся далее к анализу микроэлементного состава питьевой водопроводной воды. Было отмечено, что содержание всех элементов в питьевой воде значительно ниже предельно допустимых концентраций (табл. 2).
Таблица 2. Содержание цинка, свинца, меди и кадмия в питьевой воде исследуемых территорий
| Исследуе- мые территории | МЭ и ТТМ, мг/л | |||
| Цинк | Свинец | Медь | Кадмий | |
| ПДК | 5,0 | 0,03 | 1,0 | 0,001 |
| село | 0,0244± 0,0092⃰ | 0,0018± 0,0002⃰ | 0,0212± 0,0039⃰ | 0,0002± 0,0001 |
| город | 0,0066± 0,0011⃰ | 0,0009± 0,0001⃰ | 0,0056± 0,0013⃰ | 0,0001± 0,0000 |
⃰ различия между сельской и городской территорией достоверны (р < 0,05)
Установлено, что в питьевой воде сельской территории по сравнению с пробами из агропромышленной зоны достоверно выше уровень содержания Zn, Pb и Cu соответственно в 3,7, 2,0 и 3,8 раза. Благодаря этому можно сделать вывод о том, что уровень содержания исследуемых элементов в природной воде сельской территории выше, чем в агропромышленной. Эти данные совпадают с исследованиями Мелюка С.А. и Лукьяненко В.И. (2002).
Далее рассмотрим помесячную динамику уровня содержания исследуемых МЭ и ТТМ в питьевой воде обеих территорий. Установлено, что в течение года наблюдаются существенные колебания концентрации элементов более, чем на 20% (Cu, Pb, Zn). Их максимальные значения отмечены в весенний период, что связано с поступлением в природные водоемы талых вод, которые несут в себе повышенные количества многих загрязняющих веществ (в том числе и тяжелых металлов), выброшенных в атмосферный воздух предприятиями и осевших в снеге. По данным мониторинговых наблюдений в г. Ярославле выявлено достоверное снижение уровня цинка и увеличение меди соответственно в 1,4 и 1,7 раза.
Для проверки возможного взаимозависимого накопления металлов в питьевой воде был проведен корреляционный анализ, в ходе которого выявлена сильная связь между уровнем Zn и Cd (r = 0,46; р<0,023), Pb и Cu (r = 0,69; р<0,0002), что расходится с данными литературы о взаимосвязанном накоплении Zn в биосубстратах (Воронкова, Красиков, Чеснокова, 2002; Чеснокова, Боев, 2002). В отношении взаимного накопления Pb и Cu в литературе сведений нет.
Анализ микроэлементного состава овощных культур показал, что наиболее высокий уровень содержания Zn и Cd отмечен в свекле, Pb – картофеле, Zn – капусте. Самые низкие концентрации Zn выявлены в картофеле, Pb – в луке, Cu – в чесноке, а Cd – в свекле. В картофеле, выращенном на почве промышленного района, обнаружено превышение ПДК по Cd в 1,41 раза, в горохе – по Zn в 1,17 раза. Во всех остальных пробах овощей превышения по изучаемым металлам не выявлено. В среднем в овощных культурах сельской территории концентрация Pb, Cu и Cd выше, чем в соответствующих овощах агропромышленной, а Zn – наоборот. Среди овощей выявлен лидер по содержанию всех изучаемых элементов – картофель. Кроме того, отмечено наибольшее содержание Zn в моркови, Cu – в капусте и моркови. Эти данные согласуются с исследованиями Авцына П.А. (1991). При сопоставлении собственных результатов и литературных данных установлено, что в 2003-2004 г. выявлено достоверное увеличение содержания Zn и Cd в овощах, выращенных на агропромышленной территории и Pb – в сельской местности. Эти данные соответствует общей тенденции, отмеченной для содержания исследуемых элементов в объектах окружающей среды Ярославской области в докладе о состоянии и охране окружающей среды Ярославской области (2008). При анализе остальных продуктов питания, установлено превышение ПДК по Zn, Pb и Cu в масле сливочном «Крестьянском» (в 4,56; 5,94 и 3,89 раза соответственно), по Zn в сыре «Российском» в 2,74 раза, по Pb в твороге, геркулесовой крупе и муке (в 1,28; 1,07 и 5,42 раза соответственно), по Cu и Cd в сухом концентрате чая (в 2,61 и 3,70 раза соответственно) и в говяжьей печени (в 3,09 и 2,15 раза соответственно).
Для проверки возможного взаимозависимого накопления металлов в пищевых продуктах был проведен попарный корреляционный анализ, в ходе которого выявлена прямая связь между уровнем Zn и Pb, Cu, Cd (r = 0,52; р=0,0001; r = 0,45; р=0,023; r = 0,27; р=0,003 соответственно), между уровнем Pb и Cu, Cd (r = 0,64; р=0,0001; r = 0,33; р=0,0003 соответственно) и между концентрацией Cu и Cd (r = 0,43; р=0,0001), что свидетельствует о взаимном накоплении Ме в исследованных продуктах питания, в литературе подобных сведений не найдено.
Далее остановимся на особенностях кумуляции исследованных элементов в биосубстратах организма дошкольников, проживающих на изучаемых территориях Ярославского региона. Установлено, что Zn содержится в них в пределах абсолютной биологической нормы, однако у детей в возрасте 4-6 лет его содержание находится на нижней границе нормы (табл. 2). Выявлено, что у детей в возрасте 1-3 года, проживающих на агропромышленной территории, концентрация Zn в биосубстратах достоверно в 1,2 раза выше, чем у проживающих в сельской местности, а в возрасте 4-6 лет – наоборот, ниже в 1,2 раза. В целом в волосах и ногтях дошкольников отмечено снижение концентрации данного МЭ с увеличением возраста детей (в г. Угличе на 8%, Ярославле – на 37%, в среднем по выборке – на 19 %), хотя в литературе существует указание на обратную тенденцию (Скальный, 2004). Это связано с тем, что дети на исследуемых территориях получают недостаточное количество данного МЭ с пищей и из окружающей среды. С возрастом этот дефицит в наибольшей степени проявляется в волосах.
Уровень содержания Zn отражает влияние окружающей среды на организм детей. На это указывает выявленная нами прямая корреляция между его уровнями в почве и в волосах (r = 0,16, при р<0,05), а также обратная связь с уровнем металла-антагониста Cd в снежном покрове (r = - 0,6; р<0,05). По данным литературы (Авцын, 1991) антагонизм между Zn и Cd проявляется на уровне металлотионеина и накопление одного из элементов понижает усвоение другого в организме человека.
У детей в возрасте 1-3 года выявлено увеличение концентрации Cu по сравнению с нормой в 1,1 раза, у детей возраста 4-6 лет элемент содержится в биосубстратах в соответствии с нормой. Тем не менее, отмечено, что у детей на сельских территориях по сравнению с агропромышленными концентрация Cu выше в 2 раза (табл. 2). У детей, проживающих в городе, содержание Cu ниже на 0,14% абсолютной нормы в обеих возрастных группах, а у детей, проживающих в селе - выше в 1,2 раза, но в обоих исследуемых территориях концентрации этого МЭ располагаются в пределах биологически допустимых границах. Высокое содержание Cu в волосах исследуемых дошкольников, в первую очередь, объясняется физиологическим антагонизмом Cu и Zn, который проявляется на уровне металлотионеина (Авцын, 1991). Более высокие концентрации меди у дошкольников сельской территории объясняются высокими концентрациями данного МЭ в окружающей среде и продуктах питания и, кроме того, тем, что это сельскохозяйственный район, в котором широко применяются пестициды. Превышение уровня содержания Cu у дошкольников сельской территории объясняется высоким уровнем содержания в биосубстратах Zn и Pb, так как по отношению к Pb выявлена прямая связь (r = 0,23; р<0,05) (а в данной выборке содержание Pb склоняется в сторону увеличения содержания), а в литературе отмечено, что Zn и Cu являются антагонистами.
Затем было установлено (табл. 3), что в биосредах детей Pb находится в концентрациях, не превышающих норму, но эти значения приближаются к верхней ее границе. В волосах детей в возрасте от 1 до 3 лет, постоянно проживающих с момента рождения на сельской территории по сравнению с агропромышленной, отмечено уменьшение концентрации Pb в 1,1 раза (табл. 1), а у детей в возрасте 4 – 6 года - наоборот достоверное увеличение концентрации в 1,5 раза.
Таблица 3. Показатели содержания Zn, Pb, Cu, Cd в биосредах
детей исследуемых территорий
| Город | Возраст, лет | МЭ и ТТМ (мг/кг) | |||||||
| Цинк | Свинец | Медь | Кадмий | ||||||
| Воло-сы | Ногти | Воло-сы | Ногти | Воло-сы | Ногти | Воло-сы | Ног-ти | ||
| Пределы | 1-3 | 51-143 | 117,8-271,41 | 0,68-3,05 | 5,75-9,331 | 7,80-11,40 | 12,6-19,241 | 0,07-0,38 | 0,24-0,991 |
| 4-6 | 71-153 | 87,53-206,661 | 0,56-2,8 | 4,06-8,531 | 7,68-11,3 | 14,68-20,551 | 0,05-0,31 | 0,24-0,601 | |
| Село | 1-3 | 79,79±5,76 | 163,24± 7,48 | 2,73 ±0,21 | 8,03 ±0,43 | 13,73 ±0,56 | 34,49±3,27* | 0,18 ±0,05 | 0,07± 0,02 |
| 4-6 | 73,55±4,69 | 162,49± 7,39 | 3,07 ±0,27 | 8,20 ±0,47 | 14,07 ±0,69 | 25,34 ±1,53* | 0,11 ±0,03 | 0,09± 0,03 | |
| Город | 1-3 | 98,2±7,66* | 181,72± 13,34* | 2,79 ±0,47 | 6,08 ±0,42 | 7,79 ±1,36 | 21,30 ±1,64 | 0,11 ±0,03 | 0,11± 0,059 |
| 4-6 | 61,7±5,26* | 149,59± 8,76* | 2,02 ±0,72 | 6,77 ±0,32 | 6,57 ±0,92 | 23,48 ±1,57 | 0,11 ±0,03 | 0,18± 0,02 | |
| В среднем по выборке | 1-3 | 91,0±4,63* | 195,56± 16,98* | 3,03 ±0,17 | 7,44 ±0,33 | 11,48 ±0,34 | 30,73±2,36* | 0,14 ±0,03 | 0,08± 0,02 |
| 4-6 | 73,3±3,60* | 156,29± 5,70* | 2,75 ±0,44 | 7,51 ±0,29 | 10,98 ±0,49 | 24,45 ±1,09* | 0,11 ±0,02 | 0,13± 0,06 | |
Пределы по волосам даны по Скальному А.В.
1Пределы по ногтям – разработаны для данной выборки детей автором работы.
⃰ различия между возрастными группами достоверны ( р<0,05).
Высокий уровень содержания Pb в биосубстратах связан с повышенным его содержанием в атмосфере из – за выбросов предприятия по изготовлению кабелей, расположенного в центральной части города (в производстве используется свинец) (Скальный, 2004) и содержанием его в выхлопах газов автомобильного транспорта, работающего на этилированном бензине.
Было отмечено, что концентрация Cd в волосах сельских дошкольников в возрасте 1-3 года выше в 1,6 раза уровня содержания этого элемента у детей данного возраста агропромышленной территории. Однако у дошкольников в возрасте 4-6 лет на исследуемых территориях содержание Cd практически одинаково. Это связано с меньшим поступлением в организм сельских жителей цинка, который конкурирует с кадмием за участки связывания в клетке (Авцын, 1991).
В ходе исследования сезонной зависимости уровня содержания МЭ и ТТМ в биосредах достоверно установлено, что в волосах содержание Zn в обеих возрастных группах, а Cu только у детей в возрасте 4-6 лет летом выше, чем зимой (табл. 4).