Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва

АМН України

КОЛОДОЧКА Олександр Михайлович

УДК 614.76:612-092.11]-037:711.454

ЕКОЛОГО-ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКА ЗАБРУДНЕННЯ ҐРУНТУ

І СУМІЖНИХ ОБ’ЄКТІВ ДОВКІЛЛЯ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ

ТА ЇХ ВПЛИВ НА ЗДОРОВ'Я НАСЕЛЕННЯ

В УМОВАХ ТЕХНОГЕННОГО НАВАНТАЖЕННЯ

03.00.16 – екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Дніпропетровській державній медичній академії МОЗ України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Деркачов Едуард Анатолійович,

Дніпропетровська державна медична академія,

завідувач кафедри гігієни та екології

Офіційні опоненти: доктор медичних наук Станкевич Валерій Васильович,

Інститут гігієни та медичної екології ім.О.М. Марзеєва

АМН України, завідувач відділу гігієни ґрунту

та очистки населених місць

доктор медичних наук, професор

Берзінь Валерій Іванович,

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця,

завідувач кафедри гігієни дітей та підлітків

Провідна установа: Інститут медицини праці АМН України,

лабораторія промислової токсикології та гігієни праці при дії

хімічних речовин

Захист відбудеться “ 11 ” лютого 2005 р. о 10.00 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.03.01 Інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України за адресою: 02660, м.Київ-94, вул. Попудренка, 50

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту гігієни та медичної екології

ім. О.М.Марзеєва АМН України (м.Київ-94, вул. Попудренка, 50)

Автореферат розісланий “ 29 ” “ грудня ” 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Селезньов Б.Ю.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У сучасних умовах соціальних та економічних реформувань в Україні вирішення проблем, пов’язаних з охороною навколишнього середовища, поліпшенням якості життя і збереженням здоров’я населення, стає все більш актуальним (Є.Г. Гончарук, 1995; А.М.Сердюк , 1998, 2004; Тимченко О.І., 2004).

Багаторічна техногенна діяльність в умовах значних промислових агломерацій призвела до суттєвого погіршення стану довкілля та деградації його складових об’єктів, що проявляється у високому рівні техногенного їх забруднення. Обмеження цих процесів, відновлення цілості й збалансованості об’єктів навколишнього середовища важливе для ряду промислових районів України, особливо на території Придніпровського економічного регіону, де екологічна ситуація оцінюється як загрозлива і потребує невідкладного вирішення (Е.А. Деркачов, 2001; А.Г.Шапар, 2002). Серед численних антропогенних забрудників довкілля промислових центрів пріоритетне значення мають важкі метали та їх сполуки, які характеризуються значною стабільністю, високою токсичністю, вираженими кумулятивними властивостями та несприятливо впливають на здоров’я населення (І.М. Трахтенберг, 1995, 2004; Е.М.Білецька, 1999, 2004).

Тільки на території Придніпров’я нині накопичено близько 4 млрд. тонн промислових відходів, третина з яких високотоксичні, що складає близько половини відходів, утворених по Україні в цілому. Значний масоперенос атмосферних викидів, складування різних видів відходів та спуск стічних вод призвели до вираженого забруднення ґрунту, перш за все важкими металами, міграції цих та інших токсикантів у суміжні об’єкти довкілля та транслокації їх у рослини - продукти харчування (М.Н. Овчаренко, 1997; М.П. Вашкулат, 1999; С.М. Крамарьов, 2002).

Актуальним завданням стратегії охорони довкілля є виділення територій з найвищим забрудненням навколишнього середовища. Слід зазначити, що головним критерієм якості довкілля та ефективності заходів з охорони навколишнього середовища є стан популяційного здоров’я (Г.І. Сидоренко, М.П. Захарченко, С.М. Кутепов, 1999; В.І.Берзінь 2002). В останні роки при його оцінці поряд із загальновизнаними показниками здоров’я (демографічні, захворюваності, фізичного розвитку) все частіше використовуються біомаркери донозологічного статусу людини, які характеризують ранні прояви негативних змін у стані здоров’я населення, насамперед дітей - найбільш соціально значущої групи ризику, що чутливо реагує на тривалий вплив комплексу факторів малої інтенсивності (О.І. Винарська, 2000; О.В. Берднік, 2003).

Усе вищезазначене обумовлює актуальність та важливість проведеного наукового дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано за спеціальністю 03.00.16 – екологія: медичні науки. Дисертаційна робота є самостійною науково-дослідницькою роботою (державний реєстраційний номер 0101 V 003331), фрагменти якої пов’язані з рядом держбюджетних та господарсько-договірних робіт, виконаних на кафедрі гігієни та екології Дніпропетровської державної медичної академії сумісно з Інститутом проблем природокористування та екології НАН України в останні роки, в тому числі НДР: “Развитие и совершенствование системы экологического мониторинга СЭМ - Приднепровье" (№ ДР 0199 V004404); “Проведение экспертных экологических и гигиенических исследований на территории города Днепропетровска" (№ ДР 0193 V 030461).

Метою дослідження є комплексна еколого-гігієнічна оцінка забруднення ґрунту і суміжних об’єктів навколишнього середовища важкими металами з визначенням їх впливу на стан здоров’я населення, яке мешкає в умовах техногенного навантаження.

Для досягнення мети на прикладі однієї з найбільших промислових агломерацій України – міста Дніпропетровська поставлені наступні задачі:

1. Визначити характер, рівень та ступінь небезпеки забруднення об’єктів довкілля: атмосферного повітря, природних поверхневих та підземних вод, ґрунту, сільськогосподарських рослин – продуктів харчування та взаємозв’язки їх стану в реальних умовах техногенного навантаження.

2. Дати еколого-гігієнічну характеристику просторового та часового розповсюдження пріоритетних забруднювачів довкілля – важких металів у ґрунті на території промислового міста в залежності від переважних видів антропотехногенного впливу.

3. Вивчити стан популяційного здоров’я населення міста Дніпропетровська (за групами демографічних показників та показників захворюваності дитячого населення) у зв’язку з забрудненням довкілля важкими металами.

4. Визначити донозологічні зміни стану здоров’я дітей, які мешкають у несприятливих екологічних умовах, з використанням комплексу інформативних біомаркерів ранньої гігієнічної діагностики впливу несприятливих техногенних чинників (важких металів).

5. Дати прогноз стану здоров’я населення в зв’язку із забрудненням об’єктів довкілля (ґрунту та атмосферного повітря) важкими металами.

Об’єкти дослідження: вплив важких металів на якість об’єктів довкілля на території промислової агломерації та стан здоров’я населення (на основі вивчення демографічних показників, показників поширеності захворювань, а також донозологічних змін показників здоров’я дитячого населення).

Предмети дослідження: ґрунт, атмосферне повітря, вода, рослини – продукти харчування, населення міста Дніпропетровська.

Наукова новизна одержаних результатів. Проведена комплексна еколого-гігієнічна оцінка якості об’єктів навколишнього середовища на підставі поглибленого вивчення стану ґрунту та суміжних з ним об’єктів довкілля - атмосферного повітря, поверхневих та підземних вод, продуктів харчування рослинного походження, в умовах однієї з найзначніших в Україні промислових агломерацій - місті Дніпропетровську, що дозволило визначити характер та рівень небезпеки забруднення довкілля важкими металами. Вперше дано наукове обґрунтування положення, що ґрунт, серед інших об’єктів навколишнього середовища, при інтенсивному техногенному навантаженні найбільш значимо відображає характер і ступінь небезпеки територіального забруднення важкими металами і може бути провідним маркером довгострокового негативного впливу середовищних факторів на довкілля, умови життя та здоров’я населення. Дана оцінка стану здоров’я населення у зв’язку з впливом пріоритетних забруднювачів довкілля - важких металів. Розроблено комплекс діагностичних критеріїв оцінки ранніх змін здоров’я населення під впливом техногенних факторів довкілля та проведено вивчення донозологічних змін стану здоров’я дітей, які мешкають в екологічно несприятливих умовах. На підставі математичного моделювання надано прогноз можливих змін показників стану здоров’я населення внаслідок негативної дії комплексу чинників довкілля (важких металів).

Практичне значення одержаних результатів. Результати дослідження були використані при розробці планів оздоровлення навколишнього середовища в умовах міста Дніпропетровська. Отримані дані щодо забруднення ґрунту та інших об’єктів довкілля важкими металами були використані при підготовці “Екологічної карти міста Дніпропетровська” (2001), а також увійшли до переліку пріоритетних задач регіональної “Програми оздоровлення Дніпровського водосховища і забезпечення населення міста Дніпропетровська доброякісною питною водою.” За матеріалами досліджень з участю автора підготовлені методичні рекомендації “Рання донозологічна діагностика здоров’я населення в зв’язку з впливом факторів навколишнього середовища”, які затверджені МОЗ України (МР 2.2.12-068-2000). Це дозволяє проводити масову діагностику ранніх проявів негативних змін у стані здоров’я дитячого населення при екологічних негараздах та забезпечує підвищення ефективності профілактичних заходів.

Матеріали роботи впроваджені санітарно-епідеміологічною службою м. Дніпропетровська, рядом наукових закладів: Інститутом проблем природокористування та екології НАН України (м.Дніпропетровськ), НДІ промислової медицини (м. Кривий Ріг), НДІ медичної екології (м.Чернівці) та використовуються в учбовому процесі на ряді гігієнічних кафедр Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця, Дніпропетровської державної медичної академії, Запорізького та Кримського державних медичних університетів.

Особистий внесок здобувача. Автор особисто аналізував вітчизняну та зарубіжну літературу з даної проблеми, самостійно сформулював мету, завдання та методологію проведення дослідження. Підібрані та засвоєні сучасні методики досліджень, які є адекватними до поставлених завдань дисертаційної роботи. Матеріали дисертації отримані при безпосередній участі автора, а також на основі поглибленого аналізу й гігієнічної оцінки численних результатів лабораторних досліджень об’єктів довкілля, що виконані природоохоронними службами та санітарно-епідеміологічними станціями міста Дніпропетровська за п’ятирічний період (1998-2002 рр.). З участю дисертанта розроблені критерії та тести ранньої донозологічної діагностики стану здоров’я населення у зв’язку з впливом факторів довкілля та проведено дослідження у цьому напрямку. Питома вага особистого внеску здобувача складає приблизно 70-75%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати досліджень були представлені та обговорені на: науково-практичній конференції, присвяченій пам’яті Д.М.Калюжного “Актуальні питання гігієни та екологічної безпеки України на рубежі століть” (Київ, 2000); Міжнародній науково-практичній конференції “Вплив екологічного оточення на стан здоров’я дітей” (Полтава, 2000); Міжнародному симпозіумі “Безопасность жизнедеятельности в ХХІ веке” (Дніпропетровськ, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції “От переходной экономики к устойчивому развитию” (Дніпропетровськ, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції “Екологія кризових регіонів України” (Дніпропетровськ, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми природокористування, сталого розвитку та техногенної безпеки” (Дніпропетровськ, 2001); науково-практичній конференції “Сучасні проблеми гігієни та медичної екології України”, присвяченій 70-річчю заснування інституту гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва (Київ, 2001); Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальные вопросы нутрициологии. Роль биологически активных пищевых добавок в обеспечении здоровья населения” (Дніпропетровськ, 2004); на сумісному засіданні співробітників кафедр загальної гігієни і гігієни та екології Дніпропетровської державної медичної академії.

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи знайшли відображення у 12 наукових публікаціях, з яких 6 – у фахових журналах та збірниках, рекомендованих ВАК України, 1 – у методичних рекомендаціях, 5 – у збірниках наукових праць, матеріалах наукових з’їздів, симпозіумів та науково-практичних конференцій.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, огляду літератури, розділу “Методи та обсяг досліджень”, 3 розділів власних досліджень, аналізу та обговорення результатів досліджень, висновків та списку використаних джерел.

Дисертація викладена на 185 сторінках друкованого тексту, ілюстрована 37 таблицями та 11 рисунками. Бібліографічний покажчик містить 275 вітчизняних та зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Методи та обсяг досліджень. Для вирішення задач, які поставлені у роботі, проведені комплексні еколого-гігієнічні дослідження якості обєктів навколишнього середовища: атмосферного повітря, природних поверхневих та підземних вод, ґрунту, сільськогосподарських рослин - продуктів харчування та стану здоровя населення, яке мешкає в умовах однієї з найбільш техногенно навантаженої в Україні промислової агломерації – місті Дніпропетровську.

При реалізації програми даної роботи використані сучасні та адекватні до поставлених завдань методи дослідження: гігієнічні (гігієнічного опису, аналіз даних про стан довкілля), фізико-хімічні (у тому числі атомно-абсорбційної спектрофотометрії), біохімічні, мікробіологічні, соціологічні (анкетування), медико-статистичні (обробка та аналіз даних про стан популяційного здоров’я), математичні (варіаційної статистики та прогнозування). Загальна характеристика видів та обсягу проведених досліджень представлена у таблиці 1.

Дослідження проведено з урахуванням екологічної та санітарно-гігієнічної ситуації, що обумовлена місцевими природнокліматичними та геохімічними особливостями, інтенсивним багаторічним розвитком промислового виробництва різних галузей, а також системою планування та житлової забудови, що історично склалася у місті Дніпропетровську. На підставі цього вибрані три зони спостереження – Правобережна (Бабушкінський, Кіровський, Ленінський, Червоногвардійський, Жовтневий адміністративні райони міста), Лівобережна (Індустріальний, Амур-Нижньодніпровський райони) та Ігрень-Придніпровська зона (Самарський адміністративний район), які відрізняються розміщенням та концентрацією промислових підприємств, але характеризуються схожими умовами життя населення. Виділення вказаних зон спостереження логічно відображає специфіку характеру та рівня техногенного навантаження територій та його можливий вплив на умови життя і стан здоров’я населення. Дана поглиблена еколого-гігієнічна оцінка характеру, рівня та ступеня небезпеки забруднення об’єктів довкілля пріоритетними забруднювачами - важкими металами, в умовах реального техногенного навантаження на довкілля у динаміці за п’ятирічний період-з 1998 до 2002 року. Вибір переліку досліджених важких металів (свинець, залізо, марганець, кадмій, мідь, цинк, хром, нікель) обумовлено специфікою складу технологічних викидів у атмосферне повітря, скидів у відкриті водоймища та промислових відходів.

Таблиця 1

Узагальнені дані про зміст та обсяг досліджень

№

пп | Зміст проведених досліджень | Джерело

Інформації | Обсяг дослід-жень

1 | Вивчення стану об’єктів довкілля:

1.1 | Дослідження важких металів у ґрунті на території м.Дніпропетровська методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії | Самостійні дослідження | 760

1.2 | Викопіювання та узагальнення даних з протоколів лабораторних досліджень по визначенню вмісту важких металів у ґрунті на території м. Дніпропетровська за 1998-2002 роки | Матеріали міської СЕС | 389

1.3 | Аналіз даних НДР по визначенню важких металів у ґрунті на території м. Дніпропетровська | Звіт НДР ІППЕ НАНУ | 204

1.4 | Викопіювання з протоколів мікробіологічних досліджень санітарного стану ґрунту (визначення загального мікробного числа, титру E. Coli, титру Сl. perfringens) на території досліджуваних зон м. Дніпропетровська та аналіз даних | Матеріали міської СЕС | 120

1.5 | Викопіювання та узагальнення даних лабораторних досліджень по визначенню вмісту важких металів та газових інгредієнтів у атмосферному повітрі м. Дніпропетровська за 1998-2002 роки | Матеріали міської СЕС | 7173

1.6 | Викопіювання та узагальнення даних лабораторних досліджень по визначенню вмісту важких металів та тригалометанів у воді Дніпровського водосховища та воді питній за 1998-2002 роки (м. Дніпропетровськ) | Щомісячні та річні звіти

Міської СЕС | 528

1.7 | Аналіз даних НДР по вивченню накопичення важких металів у продуктах харчування рослинного походження на території м.Дніпропетровська (приміські зони) | Звіт НДР ка-федри гігієни та екології ДДМА | 420

2 | Вивчення стану здоров’я населення:

2.1 | Викопіювання, облік та оцінка звітних даних про санітарно-демографічні показники на території міста Дніпропетровська (народжуваності, загальної смертності, дитячої смертності, природного приросту населення) за 1993-2002 роки | Самостійні дослідження | 80

2.2 | Викопіювання даних про захворюваність дитячого населення, яке мешкає на території 8 адміністративних районів міста Дніпропетровська, за період 1993-2002 років, розрахунки статистичних показників та їх оцінка | Самостійні дослідження | 1380

2.3 | Анкетування дітей організованих колективів ДДЗ м.Дніпропетровська з подальшим відбором для досліджень донозологічних змін стану здоров’я | Самостійні дослідження | 185

2.4 | Дослідження вмісту важких металів у біосубстратах (волоссі) дітей, статистична обробка та оцінка результатів | Самостійні дослідження | 1295

2.5 | Дослідження лізоциму слини (активності та дебіту) дітей | Самостійні дослідження | 185

2.6 | Дослідження мікробного пейзажу слизових оболонок зіву та носа дітей на носійство E. Coli і St. aurum. | Самостійні дослідження | 370

2.7 | Дослідження мікробного пейзажу шкіри (відбитків із шкіри на носійство гемолітичних форм мікроорганізмів) | Самостійні дослідження | 185

Дана гігієнічна характеристика хімічного забруднення повітряного середовища за результатами аналізів проб атмосферного повітря, відібраних у житловій зоні міста на стаціонарних постах спостереження міської СЕС та Гідрометеослужби (за показниками вмісту вищеназваної групи важких металів). Крім того, узагальнені дані про надходженнял забруднень у атмосферу від організованих джерел викидів на основі аналізу "Звітів про викиди в атмосферу" (ф.2-ТП "Повітря") провідних промислових підприємств міста. Проаналізовані результати лабораторних досліджень води Дніпровського водосховища – джерела централізованого господарсько-питного водопостачання та зони рекреації населення м. Дніпропетровська, отримані за даними моніторингу міської СЕС у створах постійного спостереження, та дана гігієнічна оцінка якості води за комплексом санітарно-хімічних показників.

Проведено поглиблене вивчення санітарного стану ґрунту та рівня його забруднення на підставі визначення токсикологічних показників (вміст важких металів) і показників, що характеризують епідемічну безпеку ґрунту, його біологічну активність та процеси природного самоочищення.

Визначення накопичення важких металів у сільськогосподарських рослинах – продуктах харчування людини, що вирощені у приміських зонах міста Дніпропетровська, здійснено методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії.

При дослідженні впливу факторів довкілля на стан здоровя населення застосовані засади та методичні підходи, що розроблені за останні роки (Є.Г. Гончарук 1995; О.В.Берднік, 2003). Вивчення стану здоровя населення проведено за двохетапною програмою, що дозволила на першому етапі оцінити рівень популяційного здоров’я за групами медико-демографічних показників та показників поширеності захворювань серед дитячого населення. На другому етапі з метою виявлення донозологічних змін стану здоровя дитячого населення було проведено анкетування 6-7-річних дітей організованих колективів, які мешкають у районах міста з різними рівнями забруднення середовища. За результатами анкетування сформовано “копі-пари” здорових та практично здорових дітей у кожній зоні дослідження, які включали 30-40 дітей, та проведено поглиблене вивчення їх донозологічного статусу згідно з розробленою нами методикою. Досліджені показники неспецифічного імунітету організму: концентрація та дебіт лізоциму слини, мікробний пейзаж шкіри (на виявлення гемолітичних форм мікроорганізмів) та слизових оболонок зіву та носа (на носійство патогенних стафілококів і кишкової палички). Поряд з цим вивченно накопичення важких металів у біосубстраті (волоссі) обстежених дітей. З урахуванням кореляційного зв’язку між поширеністю захворювань серед дитячого населення міста, донозологічними порушеннями та рівнем забруднення за показниками моноелементного та інтегрального забруднення важкими металами ґрунту та атмосферного повітря, побудовані рівняння лінійної регресії різних типів.

Статистична обробка та аналіз результатів проведені за загальноприйнятими методиками на персональному комп’ютері з використанням стандартних статистичних пакетів Statgraphic, Statistica.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Місто Дніпропетровськ належить до категорії найзначніших міст України та є потужною промисловою агломерацією, яка характеризується різноманітністю фізико-географічних, геоморфологічних утворень, локальних урбоекологічних ситуацій. Основні еколого-гігієнічні проблеми міста обумовлені нераціональністю планувально-функціональної системи, високою щільністю промислових підприємств та недосконалістю їх технологічних процесів, значною питомою вагою різноманітних за вмістом екзогенних хімічних речовин (ЕХР) викидів, скидів та відходів, що надходять до об’єктів навколишнього середовища. Еколого-гігієнічна характеристика зон спостереження наведена у таблиці 2.

Таблиця 2

Основні дані еколого-гігієнічної характеристики зон спостереження міста Дніпропетровська

3они спостереження на території міста | Викиди ЕХР у атмосферу від стаціонарних джерел | Питома вага викидів у атмосферне повітря (%) | Питома вага стічних вод, що скидаються у водойми (%) | Питома вага твердих відходів, що накопичуються на території (%) | Площа зелених насаджень

всього

(тонн) | на 1 мешк./

рік

(кг) | всього

(га) | на 1 мешк.

(м 2)

І зона

(Правобережна) | 20299 | 130,4 | 66,6 | 55,6 | 53,3 | 8070 | 105,3

ІІ зона

(Лівобережна) | 7981 | 72,1 | 18,1 | 30,8 | 26,7 | 5110 | 124,6

ІІІ зона

(Ігрень-Придніпровська) | 71352 | 96,4 | 13,3 | 13,6 | 20,0 | 2320 | 300,9

Всього по місту | 99632 | 97,6 | 100,0 | 100,0 | 100,0 | 15500 | 135

Відсутність чіткого функціонального зонування території і розташування заводів поблизу житлової забудови призвели до дифузного забруднення повітряного басейну над усією територією міста. Аналіз даних спостереження за рівнем забруднення повітряного басейну міста свідчить, що 45,5% населення Дніпропетровська мешкає в зоні з допустимим рівнем забруднення повітря; 30, 4 % - у зоні з незначним рівнем забруднення. У зоні дуже сильного та сильного забруднення атмосфери проживає відповідно 4,6% та 8,8% населення. Складний техногенний комплекс, що склався на території міста, обумовлений викидами у атмосферне повітря 175 підприємств із загальною кількістю 7 тис. організованих джерел, більше 100 тис. т викидів з яких не уловлюються. Специфічними та пріоритетними для міста Дніпропетровська інгредієнтами є важкі метали, валова кількість їх у загальній емісії у повітряний басейн міста сягає 2962 тони за рік.

На сельбищних територіях поблизу місць розташування провідних промислових підприємств концентрації важких металів у повітрі не перевищують ГДК, однак не мають тенденції до зниження. Виняток складає вміст заліза у повітрі Правобережної зони спостереження, який сягає в окремі роки 6,3+0,358 мкг/м3, що в 1,6 разу вище за ГДК.

У атмосферному повітрі Лівобережної зони спостереження виявлені вірогідно вищі у порівнянні з Правобережжям концентрації свинцю (p < 0,05), нікелю (p < 0,01) та кадмію (p< 0,05), що пов’язано з розміщенням на цій території заводів металургійної та машинобудівної галузей промисловості та наявності потужних автомагістралей при низькому рівні озеленення території. Концентрації таких металів, як мідь та марганець, не мають виражених тенденцій превалювання на окремих територіях міста, крім того, спостерігається нестабільність їх вмісту в повітрі. Аналіз результатів лабораторного контролю якості атмосферного повітря м. Дніпропетровська, який проводився на потужних автомагістралях міста та прилеглих сельбищних територіях, показав, що, як правило, максимальні разові концентрації свинцю перевищують ГДК вдвічі.

У цілому в динаміці спостерігається збільшення рівня та ступеня небезпеки забруднення атмосферного повітря на території міста Дніпропетровська.

Аналіз даних лабораторних досліджень забруднення поверхневих вод важкими металами свідчить про невідповідність якості води водойм у межах міста Дніпропетровська гігієнічним вимогам за фізико-хімічними показниками в 84,5 % - 87,8 % проб з динамікою погіршення. Відносні концентрації забруднень води Дніпровського водосховища (з урахуванням усіх видів забруднюючих речовин та інтегральних показників) підвищується для створу нижче міста у порівнянні зі створом вище міста Дніпропетровська і складають відповідно 0,96 та 1,04. Вміст ВМ у воді водойм на території міста нижче за ГДК, але значно перевищує кларкові рівні. В окремих пробах спостерігалось підвищення концентрацій окремих ВМ: цинку - близько 4-10 ГДК, міді -близько 2-7 ГДК за максимальними значеннями.

Гідрохімічна характеристика якості підземних вод є своєрідним відображенням природних умов формування їх хімічного складу та впливу техногенезу. Особливості геологічної побудови та гідрогеологічних умов, різне техногенне територіальне навантаження обумовлюють характер та рівень забруднення підземних вод на території вибраних зон спостереження у межах право- та лівобережної частин міста. На більшості території міста коефіцієнти сумарного забруднення ґрунтових вод коливаються у межах 3-10 ГДК. На Правобережжі виділяється значна кількість майданчиків, де коефіцієнт сумарного забруднення складає більше 30 ГДК, у той же час на Лівобережжі вміст токсикантів вірогідно нижчий (p < 0,05). Найвищі показники моноелементного та сумарного забруднення підземних вод ВМ зареєстровані на Правобережжі поблизу шламонакопичувачів металургійних заводів та на Лівобережжі у районі розміщення золовідвалу Придніпровської ТЕС.

Результати проведеної еколого-гігієнічної оцінки дають підставу вважати, що у межах міської території підземні води повсюди не придатні для господарчо-питних цілей. При цьому вони широко використовуються для господарсько-побутових цілей у зонах індивідуальної житлової забудови для поливу присадибних ділянок.

Згідно з поставленими задачами проведено поглиблене вивчення забруднення ґрунту в умовах м.Дніпропетровська за комплексом фізико-хімічних та мікробіологічних показників на території зон спостереження. Результати досліджень по вивченню ступеня небезпеки забруднення ґрунту ділянок зон спостереження на території м. Дніпропетровська специфічними хімічними забруднювачами - важкими металами - вказують, що у ґрунтах виявлені різні концентрації важких металів та їх залежність від просторово-територіального та часового розповсюдження.

Ґрунтовий покрив правобережної частини міста слабо проникаючий, з відсутніми промивними режимами фільтрації, що створило умови для формування просторих за площею ареалів забруднення з високими концентраціями токсичних речовин як приурочених до території промислових підприємств, так і на прилеглій до сельбищних територій.

Лівобережна частина міста Дніпропетровська розташована на просторих терасах річки Дніпро, складена алювіальними піщанистими ґрунтами, з високими фільтраційними якостями, активним водообміном та характерним спокійним рівнинним рельєфом. Ці особливості обумовили порівняно невисокий рівень забруднення ґрунтового покриву через відсутність умов багаторічної кумуляції забруднюючих речовин у верхніх шарах ґрунтового покриву.

Середня кратність перевищення ГДК, з урахуванням моноелементного забруднення, на території Правобережжя складає 0,746-1,176, що значно перевищує аналогічні показники зон спостереження, розташованих на лівому березі Дніпра (відповідно 0,546-0,731 та 0,491-0,623). Отримані дані свідчать про тенденцію зростання середньої кратності перевищення ГДК важких металів на територіях інтенсивного промислового використання.

Числений лінійний тренд (коефіцієнти кореляції) між вмістом окремих важких металів у ґрунтах різних територій міста за період 1998-2002 років виявив вірогідний (р < 0,05) сильний зв’язок між концентрацією у ґрунтах Правобережжя марганцю (r = 0,978), нікелю (r = 0,937), свинцю (r = 0,950) та кадмію (r = 0,881). У той же час на територіях Лівобережжя та Ігрень-Придніпров’я концентрації важких металів не мають такої вираженої тенденції до збільшення у динаміці.

У межах міста Дніпропетровська спостерігається просторовий зв’язок аномалій хімічних елементів, таких як свинець, хром, цинк, мідь та нікель, з територіями зон промислових підприємств та прилеглих до них районів.

Депонуюча здатність ґрунту наочно проявляється у відношенні до специфічних автотранспортних забруднень поблизу автомагістралей. Так, середній вміст свинцю у ґрунті м.Дніпропетровська складає 30 мг/кг при фоновій концентрації 10 мг/кг. Валовий вміст свинцю у ґрунтах, що прилягають до автомагістралей міста, сягає 150,0+10,0 мг/кг.

Результати комплексного дослідження стану ґрунтів на території міста Дніпропетровська з оцінкою рівня вмісту окремих важких металів (хрому, нікелю, міді, цинку, свинцю, марганцю, заліза, кадмію) за коефіцієнтами концентрацій та інтегральними показниками забруднення ґрунтів свідчать про різний рівень техногенного навантаження на території різних адміністративних районів міста. Як свідчать дані таблиці 3, в цілому по місту 17% території можна віднести до безпечних за характеристиками забруднення ґрунту (сумарний показник забруднення Кс < 16). Найвища питома вага територій належить Жовтневому району Правобережжя, який являє собою поєднання функціональних зон громадських споруд, сельбищної території та однієї з найзначніших рекреаційних зон міста. Високим відсотком територій з безпечним рівнем забруднення ґрунту характеризуються на правобережжі Ленінський (21,0%) та Червоногвардійський (20,2%) райони, у яких концентруються основні промислові підприємства міста. Це пов’язано з поліморфною містобудівельною структурою цих районів, де велика площа знаходиться під індивідуальною житловою забудовою, високим ступенем озеленення території та приляганням до цих територій р. Дніпра, у плавнях продовж якої виявлені найнижчі рівні сумарного забруднення ВМ (Кс < 16). При цьому саме ці райони характеризуються наявністю ділянок з надзвичайно небезпечним рівнем забруднення сельбищних територій (Кс > 128 у Ленінському районі на 0,2% території), та значною територією під промисловою забудовою (близько 18,3% у Червоногвардійському районі).

Таблиця 3

Характеристика ступеня небезпеки забруднення ґрунтів важкими металами

на території міста Дніпропетровська (середні дані за 1998-2002)

Зона спостереження | Ступінь небезпеки забруднення ґрунту

(ареал відповідного забруднення, %) | Промис-лова зона (%)

безпечний

(Кс < 16) | помірно небезпеч-ний

(Кс=16-32) | небез-печний

(Кс=32-128) | Надзви-чайно небез-печний (Кс>128)

І зона

(Правобережжя) | 20,4 | 60,0 | 9,1 | 0,1 | 10,4

ІІ зона

(Лівобережжя) | 16,9 | 70,4 | 5,3 | - | 7,4

ІІІ зона (Ігрень-Придніпровська) | 4,7 | 78,8 | 5,2 | - | 11,3

Усього по місту | 17,0 | 65,8 | 7,4 | 0,05 | 9,7

Ґрунти лівобережної частини менш забруднені, що може бути пов’язано як з більш низьким рівнем викидів на одиницю площі, так і характеристикою ґрунтів (пісчані та супісчані). Для лівобережної частини міста характерний ступінь помірно-небезпечного забруднення (Кс = 16-32), який знижаується до допустимого (Кс менше 16) у житлових зонах багатоповерхових забудов та у секторах індивідуальної забудови. Зони небезпечного забруднення займають незначні площі і приурочені до промислових підприємств та вулиць з інтенсивним рухом автотранспорту.

Найбільш високі показники забруднення (за коефіцієнтами концентрації для моноелементів) спостерігаються для нікелю на усій території міста, особливо у ґрунтах Бабушкінського, Червоногвардійського та Ленінського районів, де сконцентрований основний промисловий потенціал міста. Найбільш високе територіальне забруднення свинцем, джерелом якого є автомобільний транспорт, спостерігається на території Кіровського району.

Обчислені нами за результатами досліджень моделі множинної лінійної регреcії для інтегрального показника територіального забруднення ґрунту (ІПТЗг) від концентрацій важких металів, а також сумарного показника забруднення атмосферного повітря (Ка) відображають взаємозв’язки з компонентами цих об’єктів довкілля. Так, коефіцієнт множинної кореляції між вмістом важких металів у атмосферному повітрі та інтегральним показником забруднення ґрунту складає 0,91+ 0,035 (р<0,002), тобто саме атмосферне повітря є провідним шляхом забруднення ґрунтів. Слід зазначити, що коефіцієнт множинної кореляції між забрудненням ґрунту важкими металами та Ксум. атмосферного повітря (R) дорівнює лише 0,52 при коефіцієнті детермінації 26,9% (p < 0,01). Певно, що забруднення ґрунту важкими металами на території міста не є суттєвим джерелом забруднення повітряного басейну.

Наведені дані свідчать, що найбільш вагомим шляхом забруднення ґрунтів на території промислової агломерації є аерогенний, за рахунок значного просторово-часового масопереносу технологічних викидів у атмосферне повітря таких найбільш розвинутих галузей, як підприємства металургійної, машинобудівної, хімічної промисловості, теплоенергетики та автомобільного транспорту.

Нами встановлено, що в умовах техногенного навантаження при несприятливих водно-фізичних властивостях ґрунту, при підвищених концентраціях групи важких металів пригнічується активність біологічних процесів та процесів природного самоочищення ґрунту, що значною мірою обумовлює, паралельно зі збільшенням хімічної небезпеки, підвищення епідемічної небезпеки ґрунту в умовах населених місць. Це пов’язано з визначеним нами явищем про вплив вмісту важких металів у ґрунті на пригнічення життєдіяльності сапрофітних бактерій – представників мікробіоценозу ґрунту – антагоністів патогенної мікрофлори.

Таким чином, серед усіх об’єктів довкілля ґрунт є найбільш стабільним за своїми властивостями, у тому числі за рівнем забруднення. Для деяких речовин, у т.ч. важких металів, ґрунт є надто ємним акцептором, що зв’язує ці речовини ґрунтовим гумусом з утворенням важкорозчинних сполук. У той же час, забруднювачі ґрунту - важкі метали за рахунок водно-міграційних та транслокаційних властивостей впливають на якість підземних (ґрунтових) вод та продукти харчування рослинного походження.

Наведена характеристика забруднення підземних вод важкими металами свідчить про значний вплив забруднення ґрунту на стан підземних вод, несприятливі наслідки чого можуть проявлятися у подальшому також за екологічним ланцюгом типу “ґрунт - підземні води - продукти харчування рослинного походження”.

Проведені дослідження щодо визначення вмісту та накопичення важких металів у сільськогосподарських рослинах, вирощених на приміських територіях, які примикають до промислових зон міста Дніпропетровська, свідчать про високе та вибіркове забруднення окремими важкими металами досліджених продуктів рослинного походження у порівнянні із середнім вмістом цих контамінантів у продуктах харчування у залежності від зон спостереження. Відмічається значне накопичення заліза (3,16±1,75 – 6,37±0,25 мг/кг) у картоплі, яка вирощена на територіях усіх зон спостереження. Вірогідно, у два рази більший його вміст у цьому продукті на території Правобережної зони у порівнянні з Лівобережними територіями міста. Виявлено вищі за середні значення концентрації свинцю у капусті на території Лівобережжя (у межах від 0,02±0,01 до 0,16±0,08 мг/кг). За здатністю накопичувати важкі метали основні овочеві культури в порядку зростання розташовуються в наступній послідовності: картопля - капуста - морква - столовий буряк. Нами встановлено, що на відстані 1,5-2 км від металургійних та металообробних заводів вміст цинку, свинцю і заліза в овочевих культурах значно збільшувався. Це узгоджується з даними М.Н. Овчаренка (1997). При цьому факт деякого зниження харчової якості (наявність в овочах у підтверджених концентраціях ряду мікроелементів, хоча і не перевищуючих значення ГДК), можна розглядати не як їх негативний вплив на організм людини, а більше, як побічний показник, що характеризує небажані зміни стану довкілля, що склалися за довгостроковий період в умовах техногенного впливу. Оскільки головним шляхом (близько 70%) надходження важких металів у організм людини є аліментарний, продукти харчування, вирощені на території міста, при певних умовах можуть представляти потенційну небезпеку для здоров’ю населення.

Вищенаведені дані свідчать про те, що м. Дніпропетровськ є епіцентром інтенсивного техногенного навантаження на довкілля, де важкі метали, як пріоритетні фактори ризику в усіх об’єктах довкілля (ґрунт, атмосферне повітря, вода поверхневих та підземних джерел, продукти харчування рослинного походження) за рахунок комплексної та комбінованої дії можуть негативно впливати на стан здоров’я населення. Демографічна ситуація у м.Дніпропетровську протягом останнього десятиріччя характеризується як незадовільна. Це підтверджується наступними показниками: за період 1993-2002 рр. народжуваність знизилась на 16,5%, темп приросту показника загальної смертності населення склав 7,5%, природний приріст населення носить від’ємний характер з темпом убування за 10 років –56,25%. Показники смертності немовлят мають відносно високі рівні. Збільшена питомоа вага мертвонароджених дітей у період дослідження із вродженими аномаліями та вадами розвитку. Ця ситуація характерна для України в цілому, але має більш виражений негативний характер на території міста Дніпропетровська. У дослідженні визначено уповільнення негативних тенденцій зрушення демографічних процесів в останні роки.

Вивчення поширеності захворювань серед дитячого населення м. Дніпропетровська за окремими класами хвороб з урахуванням зон спостереження на території міста свідчать, що у структурі поширеності захворювань дитячого населення найбільшу питому вагу займають хвороби органів дихання (60,29 %), нервової системи (7,6 %), органів травлення (5,27 %), шкіри та підшкірної клітковини (4,75 %). Високу питому вагу мають також інфекційні та паразитарні хвороби (3,88 %), хвороби кістково-м’язової системи та сполучної тканини (2,75 %), сечостатевої системи (2,48 %), травми, отруєння та деякі інші наслідки дії зовнішніх чинників (2,25 %). Подібна структура характерна для всіх районів міста.

Отримані дані дослідження свідчать, що загальний рівень поширеності захворювань серед дітей міста має досить стабільний характер з тенденцією до підвищення показників у середньому на 3,1щорічно у останні роки, та коливався за період дослідження (1993-2002) з 1301,99 до 1661,64 випадків на 1000 дітей. Показники наочності, обліковані для адміністративних районів міста, свідчать про нижчі за середні по Дніпропетровську рівні поширеності захворювань серед дітей, які мешкають на території Лівобережної зони спостереження (96,9 %) та Ігрень-Придніпровської зони (87,5%) у порівнянні з районами Правобережжя (p<0,05). Аналіз динаміки поширеності захворювань серед дитячого населення за класами хвороб свідчить про негативні тенденції для патології сечостатевої системи, захворювань шкіри та підшкірної клітковини, вроджених аномалій та вад розвитку.

Проведені дослідження донозологічних змін стану здоров’я дитячого населення свідчать, що відсоток носійства патогенного стафілококу в слизових оболонках носа і зіву дітей усіх районів міста досить високий і сягає 52,1 + 0,16%. Крім того, серед дітей, які проживають у Правобережній зоні спостереження, виявлена найбільш висока частота компенсованих форм дисбактеріозу, яка виражається носійством кишкової палички у невластивому для неї середовищі мешкання (у 13,0%) у порівнянні до ІІ та ІІІ зон спостереження (відповідно 7,4 та 2,1% при p<0,01). Аналіз даних мікробного обсіменіння шкіри показав, що загальна кількість мікробів на 1 см2 шкіри у обстеженого контингенту дітей не перевищує допустимі норми. Однак виявлено значні зміни якісного складу мікрофлори шкіри, що виражаються у вірогідно вищому у порівнянні з нормою (р < 0,05) відсотковому відношенні гемолітичних форм до загальної кількості мікроорганізмів, яка складає 20 – 26 %.

Дослідження активності та дебіту лізоциму слини, як критерію неспецифічної резистентності організму, свідчить, що рівень лізоциму у слині дітей коливався в дуже широких межах: від високого (13,6 • 10-3 г/л) до нульового. Серед дітей Правобережної зони спостереження більше половини (52%) мають вірогідно вищий рівень лізоциму у порівнянні з дітьми Лівобережної та Ігрень-Придніпровської зон та середніми нормативними даними, що може свідчити про напругу механізмів адаптації у дітей.

Результати дослідження важких металів у волоссі дітей показали значні коливання концентрацій важких металів у залежності від зони проживання. Серед мешканців Дніпропетровська концентрації марганцю, кадмію та свинцю вірогідно (p < 0,05) перевищують середньонормативні значення. Концентрація свинцю у волоссі дітей, які проживають на території Правобережжя, сягає 16,67±0,50 мкг/г, що вірогідно нижче за дані в Ігрень-Придніпровській зоні. Поряд з тим, забруднення біосередовищ дітей з різних зон спостереження статистично різниться та найбільш виражене для мешканців Правобережної зони спостереження у порівнянні з Ігрень-Придніпровською зоною (р < 0,05). Виключення складають концентрації цинку у волоссі дітей, які суттєво (p < 0,05) нижчі у волоссі дітей міста (39,27+3,09 мкг/г) в порівнянні з літературними даними (135,8 мкг/г) і можуть бути свідченням формування цинкдефіцитних станів у мешканців техногенно навантажених зон. Крім того, нами виявлені вірогідно нижчі концентрації цинку у волоссі дітей-мешканців Правобережної зони в порівнянні з Ігрень-Придніпровською зоною спостереження.

Аналіз зв’язків вмісту окремих важких металів у ґрунті з поширеністю захворювань серед дитячого населення за окремими класами хвороб проведений за допомогою методів кореляційного, дисперсійного та регресійного аналізів (рис.1), свідчить, що чутливими до впливу важких металів у ґрунті є ендокринна система та порушення обміну речовин та імунітету; хвороби крові та органів кровотворення, органів травлення у дітей, вроджені аномалії (вади розвитку). Числені нами за результатами проведених досліджень моделі лінійної регресії залежності окремих класів хвороб