Эколого-геохимические аспекты состояния природно-антропогенного комплекса (на примере Иркутского Академгородка)

Сибирский медицинский журнал, 2007, № 5

ОБРАЗ ЖИЗНИ. ЭКОЛОГИЯ

© ВОРОБЬЕВА И.Б. - 2007

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНО-АНТРОПОГЕННОГО КОМПЛЕКСА

И.Б. Воробьева

(Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН, директор — д.г.н. А.Н. Антипов, лаборатория геохимии ландшафтов и

географии почв, зав. — д.г.н. Е.Г. Нечаева)

Резюме. Представлены результаты изучения эколого-геохимического состояния природно-антропогенного комплекса Академгородка. По результатам исследований снежного покрова выявлены зоны максимального загрязнения, приуроченные к транспортным магистралям и привершинной части горы. Установлено, что территорию Академгородка по

^овню загрязнения можно отнести к относительно удовлетворительной.

тчевые слова: природно-антропогенный комплекс, снежный покров, почва, микроэлементы, техногенез, Иркутск.

Интенсивный рост городов, эксплуатация городской инфраструктуры, и как следствие — возникновение антропогенной среды, теснейшим образом связаны с интенсивным использованием природной среды города и его окрестностей. Природная и антропогенная среда урбанизированных территорий оказались тесно связаны между собой сложной системой прямых и обратных связей. Природно-антропогенный комплекс города подвергается воздействию широкого спектра факторов, которые сравнимы по последствиям своего воздействия на природу с земными катаклизмами.

Технический прогресс породил представление, что человек, «покоряя природу», освобождается от ее влияния. Связи общества с природой становятся все более сложными и многообразными. Следует отметить, что как бы сильно ни был изменен ландшафт человеком, в какой бы степени ни был насыщен результатами человеческого труда, он остается частью природы, и в нем продолжают действовать природные закономерности. Воздействие человека на природу следует рассматривать как природный процесс, в котором человек выступает как внешний фактор. Техногенные формы рельефа выполняют в ландшафте те же функции, что и природные [1].

С экологических позиций, территорию города можно рассматривать как природно-антропогенный комплекс, существующий за счет постоянного внешнего «возмущающего» воздействия человека. Интенсивность и разнообразие этого сложного воздействия многократно превышает темпы адаптации и устойчивости природной системы.

Промышленное освоение территорий с экстремальными климатогеофизическими условиями характеризуется ускоренными ритмами жизни, перемещением на осваиваемые территории значительных людских кон-тингентов. Появление промышленных центров приводит к мощным производственным выбросам в атмосферу вредных веществ, загрязнению водоемов, к нарушению экологических цепочек в ранее сложившейся равновесной системе человек — природа. Для пришлого населения проблемы урбанизированной среды заключаются: в невозможности создать равновесие с окружающей средой за счет использования местных пищевых цепочек; в воздействии экстремальных клима-тогеофизических факторов (холод, магнитные бури и т. д.); на организм человека действуют и высокие концентрации токсических веществ, выбрасываемых в атмосферу промышленностью и транспортом [5].

Для эколого-геохимической оценки состояния городской среды необходимо выявление особенностей загрязнения городской территории, которые зависят от источника и вида вмешательства человека, от факторов нагрузки, от качества среды. Эколого-геохимический аспект оценки включает изучение распределения заг-

рязняющих веществ в атмосферном воздухе, снеге, почвах, растениях, водах, т.е. в компонентах городского ландшафта, отслеживание связей между ними, оценку геохимической трансформации среды под воздействием промышленности и транспорта, эколого-геохимичес-кое картирование. Экологические блоки города, между которыми формируются потоки загрязняющих веществ, условно делятся на три группы: 1) источники выбросов; 2) транзитные среды; 3) депонирующие среды [4].

Цель данной работы — провести оценку эколого-гео-химического состояния природно-антропогенного комплекса на примере Иркутского Академгородка. Были исследованы: снежный покров, рассматриваемый и как транзитная и как депонирующая среда, почвенный покров, являющийся депонирующей средой, где накапливаются и преобразуются продукты техногене-за. Распределение в снежном покрове твердых аэрозолей и заключенных в них химических элементов, позволяет оценить степень загрязнения воздушного бассейна, причем, по сравнению с обычными замерами атмосферного воздуха, дает большую представительность. Если концентрация металлов в поверхностном слое почвы является результатом многолетнего воздействия загрязненного атмосферного воздуха, то концентрация металлов в снежном покрове отражает накопление за определенный (сравнительно короткий) отрезок времени. Эти данные позволяют более четко выделить зоны влияния действующих на данный момент источников выбросов, тогда как почва суммирует все ранее накопленные выбросы.

Данные, полученные методом снегосъемки, наиболее показательны, так как снежный покров интегрально отражает приземные концентрации атмосферных примесей за период, равный времени его существования. Тем самым «усредняются» отклонения изучаемой величины, связанные как с флуктуациями химического состава выбросов предприятия, так и с миграцией загрязняющих веществ в динамичных воздушных потоках. Техногенные аномалии в снеге проявляются более контрастно и явственнее характеризуют пространственную картину воздействия, чем аномалии в других природных средах.

Территория Академгородка находится с одной стороны — под непосредственным воздействием урбанизации, а, с другой — сохраняет некоторые ключевые свойства природной среды, т.е. сочетает свойства как урбанизированных, так и не урбанизированных ландшафтов.

Специфика застройки Академгородка — отсутствие промышленных зон, наличие больших площадей зеленых насаждений, размещение разнопрофильных научно-исследовательских институтов РАН, а также обширной жилой зоны с комплексом социальной инфраструк-

туры (школы, детские сады, магазины).

Первоначальная планировка Академгородка представляла собой экологически обоснованный проект, для которого было характерно эффективное сочетание жилого и научно-исследовательского комплексов оптимально встроенных в ландшафтное окружение. Академгородок расположен на поверхности, пологонаклонной на восток с перепадом высот 80-100 м. Институтские комплексы расположены на привершинной части склона, от жилой застройки их отделяет ул. Лермонтова (одна из наиболее напряженных транспортных магистралей города).

В Академгородке преобладает северо-западное направление ветра и все атмосферные загрязнения, формируемые институтскими комплексами, а также северо-западными районами города, направлены на жилые кварталы. Интенсивное воздействие на привершинные части склона оказывает Ново-Иркутская ТЭЦ, однако жилая застройка Академгородка располагается на склоне, обращенном не к ТЭЦ, а обратном от нее склоне, что снижает силу этого воздействия. Поскольку жилая зона расположена в нижней части восточного склона то все загрязнения обычно сносятся поверхностными водами (талыми и дождевыми) в сторону жилых кварталов.

Материалы и методы

На территории Академгородка были взяты 34 пробы снега в различных функциональных зонах (производственной, селитебной, зеленой, транспортной). Отобранные пробы снега растаивали при комнатной температуре, фильтровали для определения содержания элементов в жидкой части и выделения твердой фракции выпадений согласно методическим рекомендациям [3]. Определение химических элементов осуществлялось на приборе Optima 2000DV — оптический эмиссионный спектрометр с индукционной плазмой и компьютерным обеспечением (фирма Perkin Elmer ЦЬС,США). Определение микроэлементов проводилось на спектрографе ДФС-80 и ИСП-30. Реакцию среды снежного покрова и кислотно-щелочные условия почвы определяли на рН-метре марки «Эксперт-001».

Результаты и обсуждение

Показатели рН талой воды, полученной после таяния проб снега, служат хорошим индикатором техногенного влияния на снежный покров. Поскольку на территории Академгородка нет промышленных предприятий, основным источником загрязнения является автотранспорт. Следует отметить небольшие колебания значений рН снеговой воды (от 6,4 до 7,4). При таянии снега твердое вещество, накопившееся в его толще, в первую очередь попадает в почву и поверхностные воды, оказывая влияние на их химический состав. Наиболее токсичным считается растворимое и потому легко подвижное вещество выбросов промышленных предприятий. По классификации А.И. Перельмана [4] кальций, магний, натрий, стронций относятся к ряду элементов с сильной интенсивностью миграции (1 группа); марганец, барий, калий, медь, кремний, мышьяк, таллий — средней (2 группа), а алюминий, железо, цинк, титан, свинец, ванадий и др. — слабой и очень слабой (3 группа). Обнаружено, что элементы первой и второй группы присутствуют во всех пробах (кроме мышьяка и таллия из второй группы), которые были выявлены только в двух пробах. Из третьей группы свинец и ванадий были определены в трех пробах, а остальные элементы — во всех образцах. Причем такие элементы как мышьяк, таллий, свинец и ванадий были определены только в пробах, расположенных на привершинных частях восточного склона, что, по-видимому, связано с выбросами Ново-Иркутской ТЭЦ.

К информации о содержании химических элементов в снежном покрове необходимо добавлять данные

об их содержании в почве, поскольку она находится на пересечении всех транспортных путей миграции химических элементов. Почва фиксирует статичные контуры загрязнения и отражает кумулятивный эффект многолетнего антропогенного воздействия. Загрязнение городских почв тяжелыми металлами (микроэлементами) рассматривается как имеющее особое экологическое, биологическое и здравоохранительное значение.

Для оценки уровня загрязнения почв используются предельно допустимые концентрации (ПДК), фоновые значения и средние содержания химических элементов в земной коре (кларки по А.П.Виноградову). Установлено, что средние концентрации стронция, хрома и марганца не превышают фоновых значений, тогда как медь, свинец, кобальт, барий, никель значительно превышают Кларки (см. таблицу). Максимальные концентрации загрязняющих веществ были выявлены около автомобильных магистралей — ул. Старокузьмихинская и Лермонтова: свинца — 3 ПДК, меди — 13, кобальта — 5, хрома — 2,5, никеля — 2 ПДК.

Очаги техногенного загрязнения, как правило, представляют собой избыточную концентрацию не одного, а целого комплекса химических элементов. Суммарный показатель концентрации (СПК) химических элементов характеризует степень химического загрязнения почв вредными веществами различных классов опасности и определяется как сумма коэффициентов концентраций отдельных компонентов. Экологическое состояние почв следует считать удовлетворительным

Таблица 1

Содержание микроэлементов в почвах, мг/кг

при условии, что СПК химических элементов меньше 16. Выявлено, что вся территория Академгородка по уровню загрязнения относится — к слабой зоне, категория загрязнения — допустимая и по оценке экологической обстановки — относительно удовлетворительная. Повышенные показатели СПК (в 1,5-2 раза), фиксируются в придорожных экосистемах (около светофоров), но и там они остаются значительно меньше допустимого уровня.

Загрязнение почв осуществляется через атмосферную эмиссию, что является наиболее существенным и экологически опасными. Атмосферные аэрозоли, содержащие токсические элементы, могут возникать не только в результате непосредственной эмиссии поллю-тантов, но и за счет эрозии почвы, которая является

Элементы Значения

экспериментальные фоновые Кларк ПДК

Cu 26,55-92,08* 42,60 31,9 20 3

Pb 16,71-101,32 31,75 27,06 10 30

Sr 24,35-39,67 31,74 297,78 300 -

Co 12,85-24,56 18,5 12,17 10 5

V 62,90-95,98 83,63 81,23 100 150

Cr 62,76-151,53 90,63 91,02 200 60

Ba 550,01-1109,74 791,66 534,39 500 -

Mn 434,5-1111,02 737,39 878,68 850 1500

Ni 44,55-77,47 66,03 46,29 40 40

Ti 28,36-6176,90 4488,12 52,89 4600 -

одновременно коллектором и вторичным источником загрязнений. В результате взаимодействия ассоциаций элементов с почвенным покровом у последнего возникают токсические свойства, которые могут иметь различные проявления. Негативная роль техногенных загрязнений в развитии многих заболеваний в современных промышленных центрах очевидна. По данным В.А. Зуевой и др. [2] отмечено повышение числа госпитализированных в терапевтическое отделение ИНЦ СО РАН с острыми и хроническими заболеваниями системы органов дыхания. В структуре заболеваемости преобладают острые пневмонии, хронический бронхит, бронхиальная астма. Продолжительное низкотемпературное воздействие, резидентное носительство микрофлоры в дыхательных органах и нарушение механизмов их очищения, эпизоды острой вирусной инфекции легко про-

воцируют на этом фоне серьезные легочные заболевания или обострения хронических.

Для территории Академгородка, по сравнению с другими районами города [6], загрязнение снежного покрова и почв, связанное с промышленными зонами и старыми жилыми постройками, не установлено, хотя выявлены пространственно локализованные аномалии, приуроченные к автомагистралям.

Таким образом, несмотря на активное воздействие автомобильного транспорта, данная территория сохраняет относительно удовлетворительную экологическую обстановку. В то же время человек, являясь главным экологическим звеном системы, должен быть в центре внимания, поскольку анализ динамики заболеваемости может являться объективным маркером загрязненности территории.

THE ECOLOGICAL-GEOCHEMICAL ASPECTS OF THE STATE OF A NATURAL-ANTHROPOGENIC COMPLEX

I.B. Vorobyeva

Presented are the results from studying the ecological-geochemical state of the natural-anthropogenic complex of Akademgorodok (academic township). Snow cover research results revealed the zones of maximum pollution lying along highways, and near the mountain top. It is established that, according to the pollution level, the territory of Akademgorodok can be categorized as relatively satisfactory.

2.

ЛИТЕРАТУРА

Воробьева И.Б., Коновалова Т.И., Алешин АГ. и др. Природные риски промышленной агломерации юга Восточной Сибири. Оценка и управление природными рисками // Материалы общероссийской конференции «Риск-2000». - М., 2000. - С.317-322. Зуева В.А., Матяшенко Н.А., Соботович Т.К.. Окружающая среда как фактор риска в возникновении заболеваний бронхолегочной системы // Экологическийриск: анализ, оценка, прогноз. — Иркутск, 1988. — С.106-107. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов

металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. - М.: Минздрав, 1990. - 24 с.

4. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. — М.: Астрея-2000, 1999. — 768 с.

5. Хаснулин В.И. Формирование здоровья городского населения и его социально-трудового потенциала в экстремальных климатогеографических условиях // Урбо-экология. — М.: Наука, 1990. — С.174-181.

6. Воробьева И.Б. Почвенный мониторинг городских территорий (на примере г. Иркутска) //Материалы Между-нар. научн. конф. «Современные проблемы загрязнения почв». — М.; Изд-во Моск. ун-та, 2004. — С.193-195.

© БЕЛЕЦКАЯ Т.А. - 2007

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГИРУДОТЕРАПИИ У БОЛЬНЫХ ПЕРВИЧНОЙ ОТКРЫТОУГОЛЬНОЙ ГЛАУКОМОЙ

Т.А. Белецкая

Резюме. Изучалась эффективности гирудотерапии у больных первичной открытоугольной глаукомой. Результаты оценивались по изменениям гидродинамики глаз, гемодинамики глаз и головного мозга, функциональной активности сетчатки и зрительного нерва у 68 больных глаукомой (132 глаза). Получены положительные результаты, что позволяет рекомендовать гирудотерапию для лечения больных с первичной открытоугольной глаукомой. Ключевые слова: глаукома, глаукомная оптическая нейропатия, гирудотерапия.

В свете представлений о патогенезе глаукомы, согласно которым глаукома рассматривается как прогрессирующая оптическая нейропатия и может занимать промежуточное положение между нейро- и офтальмо-патологией, отношение к подходам в лечении этого заболевания изменились. На первый план выступает необходимость в нейропротекции, коррекции гемодинами-ческих, реологических, метаболических нарушений [4].

Гирудотерапия, обладая противоишемическим ан-тикоагулирующим, тромболитическим и нейротро-фическим действием, перспективна в этом направлении [1,2,3,5,6,7]. Однако ее использование в офтальмологии является явно ограниченным, отсутствует научный подход и анализ результатов лечения. Офтальмологических исследований эффективности гирудоте-рапии у больных глаукомой не проводилось.

Цель исследования — изучить влияние гирудотерапии на зрительные функции, показатели гидро- и гемодинамики глаз у больных первичной открытоуголь-

ной глаукомой (ПОУГ).

Материалы и методы

Обследовано 68 больных (132 глаза) ПОУГ в возрасте 42-74 лет, средний возраст 64±2,2 года. С начальной стадией заболевания был 51 (77%) больной (101 глаз), с развитой — 17 (23 %) (31 глаз). Внутриглазное давление было нормализовано хирургическим путем или применением гипотензивных препаратов. Преобладали женщины — 63 (92,5%), мужчин — 5 (7,5%). Сопутствующая патология — гипертоническая болезнь, атеросклероз, сахарный диабет, энцефалопатия, ИБС. Больные предъявляли жалобы на головные боли, боли в глазах, шум в голове, головокружение, плохой сон и настроение.

Курс лечения составил 16-28 пиявок, которые ставились по 2-6 штук на протяжении 2 недель через 1-3 дня. Выбор и последовательность воздействия пиявок на рефлексогенные зоны и акупунктурные точки осуществлялся с учетом сопутствующих соматических заболеваний больного. Использовали пиявку медицинскую (регистрационный № 74/270/29 в Регистре лекарственных средств, ФС