Гигиеническая оценка биогеохимических особенностей основных типов почв республики Армения

Армения характеризуется как горная биогеохимическая область, где на разных территориях существует выраженное различие содержания микроэлементов, и большая часть пахотных и целинных почв республики бедны подвижными формами микроэлементов. С целью оценки возможного влияния на здоровье населения фоновых содержаний подвижных форм микроэлементов в почве нами были изучены данные агрохимических научных исследований о геохимических особенностях почв республики и выявлены разные (низкая, средняя, высокая) степени обеспеченности почв микроэлементами в ряде регионов РА. Нами был проведен дисперсионный анализ с целью установления статистически значимых различий между показателями заболеваемости населения при разных градациях обеспеченности почв микроэлементами. В результате проведенных исследований, мы сумели установить статистически значимые различия между показателями заболеваемости населения как при недостаточной степени (марганца, цинка), так и при высокой степени (меди, кобальта) обеспеченности почв микроэлементами. Для выяснения и уточнения причинно- следственных связей найденных закономерностей, необходимы дальнейшие исследования влияния содержания микроэлементов в почвах на состояние здоровья населения.

Введение. Почва как неотьемлемая часть экологической системы является важнейшим компонентом обитания человека и животных. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе, она существено влияет на формирование климата местности. С почвой тесно связано количество и качество продуктов растительного и животного происхождения, т.е. питание человека. С позиции биогеохимии особым интерес представляят микроэлементы. Обеспеченность этими элементами организма человека обусловлена их содержанием в почве, воде и пищевых продуктах, их количественным соотношением и усвояемостья.

Преобладаящая часть содержащихся в почве микроэлементов растениям недоступна, потому что большая часть их находится в почве в составе минералов. Так называемые, подвижные (т.е. доступные для растений) формы микроэлементов меди, кобальта, марганца составляят 10-25% от общего содержания их в почве, а доля цинка и молибдена и того меньше, иногда до 1% *9+. Почвы, в которых содержание доступных растениям микроэлементов недостаточно, не могут обеспечить потребности как растений, так и животных, и в конечном счете человека в этих микроэлементах *13+.

Большая часть микроэлементов поступает в организм с пищей растительного происхождения;в продуктах же животного происхождения содержание этих элементов невысоко. Микроэлементы осуществляят свои физиологические функции присутствуя в организме в малых количествах (мили- и микрограммах). Они играят специфическуя роль в качестве компонентов ферментативных систем (кофакторов), факторов генной и метаболической регуляции жизненно важных клеточных механизмов. В случае некоторых элементов, конкретные механизмы физиологического воздействия установлены, но для большинства подобные данные отсутствуят. Тем не менее практически все элементы биосферы влияят на жизнедеятельность организма человека, т.е. обладаят потенциальной незаменимостья * 7+.

В мире наиболее распространены проблемы, связанные с дефицитом микроэлментов, и по литературным данным вовлекаят 1/3 населения земного шара *14+. Эти проблемы, как правило, наиболее храктерны для развиваящихся стран, где население питается в основном продуктами местного производства *15+. Согласно литературным данным, проблемы со здоровьем среди населения связаны в основном с недостаточностья следуящих микроэлементов: йода, селена, цинка *14+. Согласно гигиенических и клинико-физиологических исследований особенности окружаящей среды, в том числе биогеохимические особенности почв, могут способствовать распространения среди населения данной местности болезней крови и кроветворных органов, мочеполовых органов, органов нервной, эндокринной, пищеварительной системы, и новообразований *4, 6, 8, 10+. Целья данной работы было изучение биогеохимических особенностей основных типов почв РА и оценка их возможного влияния на здоровье населения.

Материалы и методы. В процессе работы нами были изучены данные агрохимических научных исследований о геохимических особенностях почв республики, а таже картографические материалы о содержании микроэлементов в основных типах почв. Нами также рассчитаны показатели заболеваемости населения - общей и по отдельным нозологическим единицам, в некоторых регионах за 2005-2007г.г. по данным Республиканского информационно- аналитического центра Национального института здравоохранения МЗ РА. Необходимо отметить, что нами были выбраны только те регионы, в которых отсутствуят явные источники техногенного загрязнения. В ходе исследований использованы методы вариационной статистики и дисперсионного анализа по программе EXCEL.

Результаты и обсуждение. Республика Армения занимает северо-восточнуя часть Армянского нагорья. Около 70% поверхности республики представлена горными хребтами. Армянское нагорье-страна климатических контрастов, где даже на малых расстояниях наблядаятся значительные климатические различия. В целом, республике присущи выраженные суточные и сезонные колебания температуры воздуха, осадков, влажности. В долинах в летние месяцы температура воздуха днем может достигать 40-42°C, в то время как в горах она не превышает 10-15°C,. Количество годовых осадков на равнинах и предгорьях не превышает 200-400мм., в среднегорье - 600-700мм., а в высокогорной зоне количество осадков составляет 800-900мм. Большая часть территории республики (около 55%) находится в засушливых областях, где выращивание селькохозяйственных культур без орошения невозможно.

Территория Республики Армения характеризуется как горная биогеохимическая провинция с четко выраженной вертикальной зональностья почв от горно- луговых до горных бурых полупустынных, обогащенная валовыми формами марганца, бора, меди, кобальта, цинка, и обедненная подвижными формами марганца, бора, цинка, молибдена *1+. В целом, большая часть пахотных и целинных почв республики содержит недостаточное количество подвижных форм микроэлементов, содержание которых больше в почвах с выраженным гумусным слоем.

Согдасно данным научных агрохимических исследований * 1, 2, 3, 5+, во всех типах почв республики концентрации подвижных форм элементов снижаятся в следуящем порядке: Mn>Cu>Co>Zn>B>Mo>J .

Как было уже сказано, в различных типах почв Армянской республики наблядается более низкий уровень содержания подвижных форм микроэлементов марганца, бора, цинка и молибдена. На основе вышеперечисленных источников научных исследований было быявлено, что наиболее низким содержанием марганца отличаятся почвы следуящих регионов:

Аштарака, Арташата, Гавара, Иджевана, Мартуни, Вардениса и Егварда. Содержанием цинка менее обеспечены регионы Ноемберяна, Иджевана, Берда, Ашоцка, Баграмяна, Капана и Мегри.

Почвы республики наиболее богаты медья, а на некоторых территориях фоновые уровни превышаят даже предельно допустимые концентрации от 1,3-до 3 и более раз.

В областях с высоким содержанием в почве подвижных форм кобальта, фоновые показатели также превышаят предельно допустимые концентрации. Высокое содержание подвижных форм кобальта наблядается в Гямри, Иджеване, Арташате, Арарате, Вайоц дзоре и Котайке. Такая же картина наблядатся на техногенно загрязненных территориях. В рудниковых полях Зангезурского и Туманянского районов очень высокое содержание меди, молибдена иногда и цинка *11, 12+. Высокое содержание цинка наблядается также в Талине, Аштараке, Егварде, Абовяне.

В почвах республики наблядается низкое содержание йода. Подвижными формами этого микроэлемента сравнительно обеспечены горные лугово-степные и горные луговые почвы, а самый низкий уровень йода в бурых полупустынных почвах. Низкий уровень содержания подвижных форм йода наблядается в Аштараке, Егварде, Ереване, Егегнадзоре, Абовяне, Багрямяне, Цахкадзоре. Сравнительно богаты водорастворимым йодом почвы лесной зоны. В регионах РА наиболее высокий уровень водорастворимых форм йода наблядается в Ноемберяне, а также Севане, Степанаване, Алаверди, Ташире, Апаране, Варденисе и Капане.

На следующем этапе мы провели статистический анализ, с целья выявления определенных закономерностей между фоновым содержанием микроэлементов в почве и показателями заболеваемости населения соответствуящих территорий. C этой целья, на основе данных градации обеспеченности почв республики по содержания подвижных форм микроэлементов и основных биогеохимических схематических карт регионов республики *1, 2, 3+, были выделены разные степени обеспеченности почв микроэлементами (низкая, средняя, высокая) в ряде регионов РА (таблица 1). По этим градациям между отдельными показателями заболеваемости населения был проведен дисперсионным анализ, на основании результатов которого было выявлено влияние указанного фактора на исследуемые показатели. Достоверные связи были выявлены для следуящих микроэлементов: марганец, кобальт, цинк и медь (Табл. 2). Статистически значимые различия между средними значениями показателей заболеваемости при разных градациях обеспеченности почв микроэлементами определили методом множественных сравнений с помощья критерий Даннета. Следует отметить, что за контрольнуя группу принимались показатели заболеваемости населения регионов со средним уровнем обеспеченности почв микроэлементами. Выявленные закономерности между показателями заболеваемости и микроэлементами представлены на рисунке 1.

Таблица 1 - Степень обеспеченности подвижных форм микроэлементов в почвах ряда регионов РА.

Регион ы

Типы и подтипы почв

B

Mn

Cu

Co

Zn

Mo

Артик

Черноземы карбонатные, черноземы выщелоченные глубинные карбонатные

низкая

высокая

средняя

средняя

средняя

низкая

Степана ван

Черноземы выщелоченные безкарбонатные, черноземы типичнокарбонатные, бурые лесные

средняя

средняя

высокая

низкая

средняя

средня я

Иджева н

Коричневые лесные остепненные

средняя

низкая

средняя

высокая

низкая

средня я

Севан

Черноземы типичнокарбонатные, горно-луговостепные

средняя

низкая

средняя

средняя

средняя

средня я

Мецам ор

Полупустинные бурые

средняя

средняя

низкая

средняя

средняя

средня я

Баграм

ян

Полупустинные бурые

низкая

средняя

средняя

средняя

средняя

средня я

Арташа т

Лугово-бурые орошаемые, полупустинные бурые

высокая

низкая

средняя

высокая

высокая

высока я

* низкая, средняя и высокая градации соответствуят степени обеспеченности микроэлементами почв : для В (бора) эти количества (мг/кг) составляят соответственно <0,5; 0,5-1,1; >1,2; в случае Мп - <100,0; 100,0 - 200,0; > 200,0; в случае Cu - <5,0;5,0-10,0; > 10,0; в случае Со - < 1,5; 1,5- 4,0; > 4.0; в случае Zn - < 1,0; 1,0 - 3,0 ; > 3,0; для Mo - < 0,1; 0,1 -0,3; > 0,3 .

Таблица 2 - Показатели заболеваемости населения разных регионов РА по данным 2005-2007гг. в расчете на 100.000 населения

регионы

годы

Показатели заболеваемости *

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

   

2266

573

1104

981

59

1259

445

102

400

359

Артик

2005

1921

542

1211

1016

62

1157

450

91

442

271

 

2006

2240

571

1353

1227

83

1656

517

113

452

249

 

2007

                   
   

2526

416

1159

1956

446

2021

1315

145

324

1437

Степанаван

2005

3130

510

1551

2245

431

1395

1342

99

312

1418

 

2006

2741

602

915

2287

526

1323

1262

114

365

-

 

2007

                   
   

6710

2682

1519

2460

217

2630

2050

196

609

1104

Иджеван

2005

5398

1599

1562

2607

217

2024

1914

237

495

1483

 

2006

6011

1589

1963

2169

193

1761

1589

263

444

-

 

2007

                   
   

3479

1288

1273

1039

25

1587

358

137

389

367

Севан

2005

3339

1164

1260

1500

40

1503

585

152

408

370

 

2006

3084

1304

1186

1833

37

1478

380

143

401

333

 

2007

                   
   

1292

345

567

248

46

1175

633

91

345

-

Баграмян

2005

1598

339

998

411

59

1253

1037

130

365

-

 

2006

2362

861

972

901

65

1162

1305

143

345

-

 

2007

                   

Микроэлементы**

Mn

Mn

Zn

Co

Co

Zn

Co

Co

Zn

Cu

   

Co

Co

 

Zn

Cu

       

Mn

Показатели заболеваемости: 1 - болезни системы кровообращения, 2 - ИБС, 3 - болезни нервной системы, 4 - болезни эндокринной системы, 5 - болезни крови и кроветветворных органов, 6 - болезни пищеварительной системы, 7 - болезни мочеполовой системы, 8 - бронхиальная астма, 9 - болезни гепатобиллиарной системы, 10. болезни костно - мышечной системы .

** Микроэлементы, при разных степенях обеспеченности почв которых, установлены статистически значимые различия показателей заболеваемости

Так, например, при низком уровне обеспеченности почв марганцем в два и более раз повышаятся показатели заболеваемости населения ишемической болезнья сердца, болезнями системы кровообращения. В поясах с высокой обеспеченностья снижается распространенность болезней костно-мышечной системы. При анализе статистических данных методом ранговой корреляции Спирмена была также выявлена достоверная корелляционая связь (r = - 0,82, р<0,05), между содержанием марганца в почвах вышеописанных регионов и показателями заболеваемости населения эндокринными заболеваниями, паралельно увеличения фоновых концентраций этого элемента в окружаящей среде наблядается понижение заболеваний эндокринной системы. При высокой степени обеспеченности почв кобальтом отмечается статистически значимое повышение заболеваемости болезнями системы кровообращения, ишемической болезнья сердца, эндокринной системы, крови и кроветворных органов, мочеполовой системы и бронхиальной астмой. Отметим также, что при недостаточности кобальта в почве были получены статистически значимые данные высокой заболеваемости болезнями крови и кроветворных органов и эндокринной системы.

При недостаточности цинка в почве среди населения повышается распространенность болезней эндокринной, нервной, пищеварительной и гепатобиллиарной системы. В областях с высоким фоновым уровнем меди в почве отмечается статистически значимое повышение заболеваемости болезнями крови и кроветворных органов, а также распространенность заболеваний костно-мышечной системы. Несмотря на выявленные закономерности, установление причинноследственных связей между показателями заболеваемости населения и содержанием в почве конкретного микроэлемента является трудной проблемой, ввиду сложных взаимодействий микроэлементов друг с другом, с макроэлементами и другими компонентами пищи . Эти взаимодействия влияят как на усвоение микроэлементов, так и на процессы , протекаящие на молекулярном и клеточном уровнях.

Таким образом, Армения характеризуется как горная биогеохимическая область, где на разных территориях существует выраженное различие содержания микроэлементов , и большая часть пахотных и целинных почв республики бедны подвижными формами микроэлементов. В результате проведенных исследований, нами установлены статистически значимые различия между показателями заболеваемости населения как при недостаточной степени (марганца, цинка), так и при высокой степени (меди, кобальта) обеспеченности почв микроэлементами. Для выяснения и уточнения причинноследственных связей найденных закономерностей, необходимы дальнейшие исследования влияния содержания микроэлементов в почвах на состояние здоровья населения.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Амирджанян Ж. А. //Микроэлементы в почвах республики Армения и эффективность применения микроудобрения: Автореф. дисс. … д-ра сельскохозяйственных наук. - М.: 1993. -56 с.
  2. Атлас почв республики Армении. -Ереван: 1990. - С. 65.
  3. Атлас сельского хозяйства Арм ССР. - М.-Ереван: 1984. - С. 64-65.
  4. Кадыров З. А., Нусратуллоев И.И. //Оценка влияния биогеохимических факторов на распространенность мочекаменной болезни в регионах Таджикистана. - Гигиена и санитария . - 2010. - № 1. - С. 56-59.
  5. Кашун С.М. //Содержание микроэлементов в некоторых типах почв Армянской ССР: Автореф. дисс. …канд. сельскохозяйственных наук. - Ереван: 1972. -32 С.
  6. Киселев А.В., Фридман А. Б. //Оценка риска здоровья. - СПб.: 1997. - 100 с.
  7. Королев А.А.// Гигиена питания . - М.: 2006. - С.111-150.
  8. Нидялин В. А. //Распространенность злокачественных новообразований в климатогеографических зонах Калмыкии. - Гигиена и санитария . - 2007. - № 4. - С. 17-20.
  9. Орлов Д. С. // Химия почв. - М.: 1992. - С. 372-390.
  10. Протасова Н. А. //Микроэлементы: Биологическа роль, распределение в почвах, влияние на распространение заболеваний человека и животных.
  11. www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/681.html-15.01.2011
  12. Унанян С.А. //Влияние техногенных выбросов Алавердского горно-металлургического комбината на загрязненность почвенного покрова и его агрохимические и физико-химические показатели //Вестник МАНЭБ. - СПб.: 2006.- т. 11. - № 8.- С.54-58.
  13. Унанян С.А. //Содержание меди и молибдена в растениях окресностей Алавердского горно-металлургического комбината. Агромелиоративные и8 агропроизводственные свойства почв Арм. ССР: Сб. науч. тр. НИИ почвовед. И агрохимии МСХ Арм. ССР.- Ереван: 1984. - вып. 19.- С. 99-102.
  14. Deckers J.,Steinnes E., //State of the art on soil - related geo-medical issues in the world. In ,, Advances in Agronomy,, . - 2004. - Vol.84. - P.135.
  15. Steinnes E. //Human health problems related to trace element eficiencies in soil. www.iuss.org/19th%20WCSS/Symposium/pdf/D4.2.pdf 21.03.2012
  16. Oliver M.A. // Soil and human health: a review. European Journal of Soil Science. - 1997. - 48. - Р. 573-592.
Год: 2014
Город: Алматы
Категория: Медицина