Человек Севера: его здоровье, минеральный баланс и зависимость от промышленности. Важные выводы медиков и биологов
На прошлой неделе в Кольском научном центре прошел круглый стол «Развитие медико-биологических технологий Северо-Западного региона». Казалось бы, зачем науке, ориентированной в основном на развитие промышленного комплекса, «сотрудничать» с медициной и ее задачами на Крайнем Севере? И каковы эти задачи в контексте основной цели края – роста и бесперебойной работы горно-промышленного комплекса?
Некоторые ответы можно найти в книге, которая в конце 2020 года вышла в издательстве Кольского научного центра. Подготовили эту работу кандидат медицинских наук Александр Никанов, доктор биологических наук Владимир Дорофеев, директор НИЦ МБП КНЦ РАН, кандидат медицинских наук Владимир Мегорский и советник руководителя ФИЦ КНЦ РАН, член-корреспондент РАН Владимир Жиров.
Книга носит название «Экологические аспекты накопления минеральных элементов в организме населения, проживающего в районах интенсивной промышленной деятельности в европейской части арктической зоны России». Таким образом, данные, приведенные здесь, относятся практически к каждому из нас. Авторы обобщили результаты многолетних исследований оценки концентраций химических элементов в организме человека, проживающего в Мурманской области. Основное внимание уделили характеру накопления, а также методам коррекции минерального обмена у детей и взрослых.
Даже из фантастических фильмов и научно-популярной литературы известно – проживание в зонах техногенного загрязнения меняет людей, ведь человеческий организм реагирует на концентрацию тяжелых металлов. Сегодня не вызывает сомнений, что в высоких широтах люди намного более восприимчивы к токсическим агентам, чем в средних и южных широтах. Вызывает большие опасения низкий уровень здоровья детей, проживающих в районах интенсивной промышленной деятельности Крайнего Севера. Поэтому важно углубленно изучить влияние интенсивной промышленной деятельности на взрослых и детей и разработать методику коррекции нарушений с учетом геохимических особенностей региона.
На здоровье человека влияет само проживание в Кольском Заполярье: низкие температуры воздуха зимой, частые перепады атмосферного давления и геомагнитные бури, резкие колебания индекса магнитной напряженности Земли, короткий световой день зимой и длинный летом, а также ежегодный активный смыв в водоемы химических веществ в период таяния снегов. Большое значение имеет характерный ветровой режим с развитием частых, сильных и порывистых ветров различных направлений. Скорость ветра для медицинской климатологии наиболее важна, так как движение воздуха усиливает охлаждение организма. Высокий уровень относительной влажности воздуха (более 75,0 %) при низких температурах снижает устойчивость организма.
Зимой над окружающими города предгорьями образуются инверсии, способствующие концентрации атмосферных загрязнений в приземном слое атмосферы. Частота низких инверсий на Кольском полуострове в районах Никеля, Заполярного, Мончегорска достигает 90,0 % всех дней наиболее холодного период. В итоге зимой на территориях, прилегающих к действующим металлургическим предприятиям, существенно увеличивается содержание вредных веществ в воздухе.
При этом результаты наблюдений говорят все же о довольно низком среднегодовом уровне загрязнения атмосферы городов Мурманской области благодаря активным циклонам и сильным ветрам. Повышение концентрации загрязняющих веществ отмечается обычно только при штиле и длительном ветре со стороны комбинатов. Анализ питьевой воды показал наличие в ней широкого спектра металлов, количество которых не зависит от сезона. Значительным отличием химического состава питьевой воды Мончегорска от других регионов являются относительно высокие концентрации меди, никеля, кобальта и железа. Концентрации никеля в воде Мончегорска выше по сравнению с водой Кировска в 44,3 раза, Санкт-Петербурга — в 47,7 раза, Белгорода —в 51,7 раза; меди соответственно в 80,3, 55,2 и 27,6 раза, железа — в 1,6, 2,6 и 2,8 раза. Однако содержание этих металлов в питьевой воде Мончегорска ниже ПДК.
Для понимания демографической обстановки ученые исследовали данные по городам и районам, образованным для горнодобывающего, обогатительного и перерабатывающего производства, с 1989 по 2015 годы. На начало 2016 года на изучаемых территориях проживало 229,1 тысячи человек – 30 % населения области. По сравнению с 1989-м численность населения Мурманской области сократилась на 33,5 %, конкретно в Апатитах — на 36, 2 %.С 1989 по 2015 годы население Мурманской области резко постарело: доля лиц 60 лет и старше в общей структуре выросла в 2,4 раза и составила 16,4 %. В городах горноперерабатывающего комплекса этот показатель увеличился в 2,9 раза. Родилось в те же годы на этих территориях на 56 % меньше (темп снижения в среднем по Мурманской области — на 38,5 %, по России — 10,2 %).
На территориях горнодобывающих городов смертность преобладает над рождаемостью с 1993 года. Еще одна причина сокращения численности – миграция, и тут 40, 2 % — те, кто окончил школу и уезжает учиться.
На фоне меняющейся демографической ситуации в Мурманской области происходят значительные изменения в состоянии здоровья населения. Сохранять его мешают экстремальные климатогеографические условия высоких широт, которые делают организм человека более чувствительным к социальным и экономическим коллизиям. Своеобразие геохимического состава почв и вод также не может не влиять на человека. Приезжим трудно адаптироваться к северным условиям, а отъезды в длительные отпуска заставляют северян переадаптироваться ежегодно.
Непродуманность социально-экономических преобразований в северных регионах привела к значительному росту заболеваемости и смертности, связанных, прежде всего, с увеличением стрессовых воздействий на население. Хронические заболевания у пришлого населения Заполярья возникают на 8–10 лет раньше, отмечается преждевременное старение, а продолжительность жизни сокращается на 10–15 лет. Более того, после проживания на Севере более 15–20 лет пришлое население приобретает негативные качества здоровья, которые сужают адаптивные свойства организма и в ряде случаев не позволяют безболезненно переехать обратно в более комфортабельные регионы. Заболеваемость детей Мурманской области примерно на 40,0 % выше, чем по России в целом.
Важный раздел работы посвящен биогеохимии. От элементного состава среды обитания зависит вся жизнь организмов, размножение, рост и развитие, а нарушение баланса вызывает тяжелые патологоанатомические изменения. Антропогенное загрязнение серьезно усиливает агрессивность внешней среды.
Сегодня человечество оказалось заложником им же созданной биологической системы, которая, в свою очередь, отрицательно влияет на него же. Ежегоднаяэмиссия в атмосферу диоксида серы, окиси азота, твердых веществ, летучих органических соединений в России — более 50 млн тонн (около 300 кг на одного жителя). В воздух попадают свинец, мышьяк, сурьма, ванадий, марганец, хром, никель, фтор, цинк - от десятков до тысяч тонн ежегодно. Загрязнения распространяются на большие расстояния в концентрациях, значительно превышающих ПДК, затем частично оседают на почву и воду. Некоторые индустриальные города сегодня представляют собой экстремальные зоны обитания.
Экологическая ситуация в городах обостряется также из-за автотранспорта. По официальной статистике, только 15 % городского населения России проживает на территориях с загрязнением атмосферы, не превышающем гигиенические нормативы, в 84 городах и промышленных центрах регистрируются загрязнения выше десяти ПДК.
Авторы книги дают некоторые разъяснения относительно содержания разнообразных химических элементов, поступающих в организм северян и накапливающихся в нем, разъясняют взаимосвязь этого процесса с состоянием здоровья.
Обычно высокое число болезней органов дыхания у детей Мончегорска связывают с высоким содержанием диоксида серы в выбросах предприятий. Однако в последние годы появились сведения о неблагоприятном воздействии даже относительно небольших концентраций тяжелых металлов на систему иммунитета. При обследовании группы детей, часто болеющих простудными заболеваниями без клинических признаков органических изменений в органах дыхания, оказалось, что особенностью минерального состава их волос является повышенный уровень накопления пяти малотоксичных металлов: бария, никеля, сурьмы, стронция и титана. Выявленные концентрации этих элементов вряд ли токсичны для организма ребенка. Тут речь может идти или о тонком влиянии на регуляцию иммунитета, или о более высоком уровне накопления этих элементов на фоне частых простудных заболеваний.
В связи с экстремальными климатическими условиями жители Севера более нуждаются в железе, поэтому среди них более распространены железодефицитные состояния. Низкая минерализация воды признана важным фактором риска развития атеросклероза.
Важны для человека кальций и магний. Для их усвоения необходим витамин D. Недостаток витамина D и дефицит кальция и магния в воде и пище приводят к развитию многих заболеваний. По сравнению со взрослыми в волосах детей содержится больше алюминия. Не установлена прямая зависимость его содержания в организме от концентрации в воде и пище, однако на этот процесс активно влияет дефицит витамина D.
Дефицит меди в организме человека является гораздо большей проблемой, чем избыток этого элемента, особенно в Северо-Западном регионе. При дефиците меди развиваются изменения в соединительной и костной тканях, нарушения со стороны центральной нервной системы. Предполагается связь избытка молибдена - физиологического антагониста меди- в пище с развитием подагры.
Никель может поступать в организм через желудочно-кишечный тракт, легкие и кожу. При повышении его концентрации нарушаются функции ряда органов и систем. Известно и его канцерогенное действие. Вблизи предприятий по переработке никеля этот металл является одним из важнейших загрязнителей окружающей среды, и выбросы в атмосферу постоянно возрастают. Имеются данные о повышении содержания никеля в организме детей, проживающих в зонах техногенного загрязнения этим элементом.
На сегодня свинец является приоритетным загрязнителем окружающей среды - его промышленные и транспортные выбросы превышают 4 млн тонн в год, а высокие кумулятивные свойства делают его особенно опасным. Наиболее чувствительны к воздействию свинца дети. При хронической свинцовой интоксикации поражается нервная, сердечно-сосудистая и другие важные системы.
Избыток кремния в питьевой воде вызывает уролитиаз, а высокое его содержание во вдыхаемой пыли приводит к развитию силикоза. В некоторых районах, где вода и растения богаты стронцием, у человека может развиться стронциевый рахит и другие нарушения минерального обмена. А дефицит цинка характеризуется задержкой роста, репродуктивными и обменными нарушениями у человека.
Таким образом, на жителей Крайнего Севера одновременно действуют несколько разнонаправленных процессов: техногенное загрязнение окружающей среды производственными выбросами, автотранспортом и бытовыми отходами; характерная для северян «блокада» усвоения микроэлементов, а также региональный дефицит основных витаминов и минеральных веществ.
Выявленные нарушения минерального обмена в связи с дефицитом или избытком тех или иных элементов стимулировали поиск различных методов их коррекции: минеральных вод определенного состава, специальных диет, пищевых добавок, содержащих сорбенты или минералы, лекарственных препаратов и витаминно-минеральных комплексов. Однако сорбенты могут способствовать выведению не только токсичных металлов, но и жизненно важных биоэлементов, что для жителей Севера представляется вполне реальным с учетом особенностей минерального обмена.
Чтобы выявить все закономерности, детям предложили месячный курс приема морской капусты совместно с напитком «Альгапект» (на основе яблочного пектина). В результате содержание свинца, кадмия и стронция в крови снизилось без потери жизненно важных биоэлементов. Оценили также эффективность применения лечебно-профилактического киселя «Леовит» и биологически активной добавки «Зостерин-Ультра-60»при работах во вредных условиях труда на предприятиях цветной металлургии Кольского Заполярья. Полученные результаты показали, что по отношению к токсичным ионам металлов оба напитка проявляют схожие по своей эффективности детоксикационные свойства.
В работе «Экологические аспекты накопления минеральных элементов в организме населения…» можно не только найти ответы на вопрос, как жизнь в сложных условиях влияет на наше здоровье, но и почерпнуть информацию о том, как это самое здоровье укрепить. Книга будет полезна для экологов, биологов, медицинских работников, а также для студентов колледжей и вузов.
- Геологический институт (24)
- Горный институт (32)
- Издательство КНЦ РАН (61)
- Институт информатики и математического моделирования им. В. А. Путилова (7)
- Институт проблем промышленной экологии Севера (40)
- Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья (53)
- Институт экономических проблем (73)
- Научная библиотека (6)
- Научно-исследовательский центр медико-биологических проблем адаптации человека в Артике (12)
- Научно-организационный отдел (137)
- НП Наука и университеты (1)
- Общественная жизнь (261)
- Полярно-альпийский ботанический сад-институт (2)
- Центр гуманитарных проблем Баренц региона (24)
- Центр коллективного пользования (4)
- Центр наноматериаловедения (9)
- Центр физико-технических проблем энергетики Севера (13)
- Научный архив (12)
- Новости науки (827)
- СМИ о нас (413)
- Видеосюжеты (20)