Тяжёлые металлы в водных экосистемах Оренбургской области как потенциальные источники снижения качества здоровья населения региона

40

ЗНиСО ИЮЛЬ №7

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ СНИЖЕНИЯ КАЧЕСТВА ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ РЕГИОНА

Л.В. Голинская, Г.Н. Соловых, М.М. Павлова

ГБОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Минздрава России, г. Оренбург

Представлены результаты исследования содержания тяжёлых металлов в водных экосистемах Оренбургской области на основе анализа водной вытяжки донных отложений. Установлено наличие превышения ряда нормативов для воды. Ключевые слова: химическое загрязнение, тяжёлые металлы, водная вытяжка донных отложений.

L.V. Golinskaya, G.N. Solovih, M.M. Pavlova  HEAVY METALS IN AQUATIC ECOSYSTEMS OF THE ORENBURG REGION AS POTENTIAL SOURCES OF REDUCTION IN THE HEALTH OF THE REGION'S POPULATION  SBEI HPE «The Orenburg State Medical Academy» of Ministry of Health of the RF, Orenburg

The results of studies of heavy metals in aquatic ecosystems of the Orenburg region, based on the analysis of aqueous extracts of sediments. Established the presence of excess number of standards for water.

Key words: chemical pollution, heavy metals, aqueous extract of sediments.

В связи с разнообразной деятельностью человечества в водные экосистемы поступают различные загрязняющие вещества. Приоритетные токсиканты по преимущественной встречаемости и экологической опасности разделены на пять классов: 1) тяжелые металлы (ТМ), 2) нефть и нефтепродукты, 3) фенолы, 4) пестициды, 5) поверхностно активные вещества [10]. В последние десятилетия тяжелые металлы (ТМ) стали обычными загрязнителями биосферы [1, 2, 5], так как имеют большие объемы поступления в водоем и не подвергаются естественному разложению [7], а, следовательно, и накоплению в водной среде, поэтому они представляют наибольшую опасность здоровью населения и вызывают интерес для различных служб контроля [6, 8]. Наибольшую опасность представляют водорастворимые формы загрязнителей, переходящие в водную вытяжку донных отложений (ВВДО), так как они обладают большей токсичностью и генотоксичностью, способны активно включаться в круговорот веществ и мигрировать по пищевым цепям к человеку [3].

Всё сказанное и определило задачу исследования: оценить загрязнение водной среды тяжёлыми металлами как потенциального источника ухудшения здоровья населения Оренбургской области. Материалом для исследования явилась ВВДО водоемов и водотоков Оренбургской области. Анализ был выполнен на приборе Перкин-Эльмер ICP-MS DRC-e в режиме Total Quant. Нормативов по содержанию химических загрязнителей в ВВДО не имеется, поэтому руководствовались перечнем ПДК для воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-

бытового водопользования, а также Директивой Совета Европейского Союза и рекомендациями Всемирной Организации Здравоохранения при ООН [9, 11].

Результаты и обсуждение. В водной вытяжке донных отложений (ВВДО) экосистем Оренбургской области определено содержание 22 ТМ ^е, Мо, Со, В1, V, Аб, Си, Zn, РЬ, N1, Бп, Сг, Мп, Щ, Cd, БЬ, Бе, А§, Р^ W, Аи, Бг), превышение используемых для сравнения нормативов отмечалось для 4 металлов ^е, Си, Щ, Мп) из 12 химических элементов, для которых они разработаны. Ранее выполненными исследованиями установлены превышения ПДКр.х по V, Мп, Fe и Zn [4].

Полученные результаты показали, что концентрации Fe повсеместно превышали используемые в работе нормативы ПДК. Наиболее высокое сред-нерегиональное значение Fe (0,630978 мг/л) характерно для водной вытяжки грунтов Центрального региона области, которое превышало ПДК для воды хозяйственно-питьевого водопользования и ПДК ВОЗ в 2,1 раза, а ПДК ЕС в 3,2 раза, а самая низкая величина - (0,528724 ± 0,269496) мг/л -характерна для ВВДО Урала и Сакмары в районе Оренбурга, но и здесь превышение ПДК было в 1,7 раза и 2,6 раза соответственно. Между регионами достоверных различий не выявлено. Наиболее высокие концентрации Fe обнаружены в Центральном и Западном регионах: ст 22, р. Юшатырь Октябрьский р-н (3,30121 мг/л)—превышение ПДК для хозяйственно-питьевой воды в 11 раз; ст 7, р. Домашка г. Бузулук (1,04583 мг/л) — превышение ПДК в 3,5 раза.

ИЮЛЬ №7

41

Содержание меди в ВВДО превышало ПДК ЕС и ВОЗ на всех изученных станциях Оренбургской области, достоверных различий между регионами области не выявлено. В Центральном регионе среднерегиональная концентрация Си была максимальной (0,017935 мг/л) и превышала в 17,9 раз и ПДК ЕС и ВОЗ в 9 раз, а наименьшая (0,009165 мг/л) отмечена в районе Оренбурга, но и она выше норм ЕС и ВОЗ в 5,6 раз. Ряд водотоков и водоёмов характеризовались очень высоким содержанием меди: Западный регион (р. Чаган Первомайский р-н, р. Бузулук Курманаевский р-н, р. Домашка г. Бузулук, р. Кинель г. Бугуруслан); Центральный регион (р. Илек Илекский р-н, р. Юшатырка Октябрьский р-н, р. Юмал-Юшатырь Тюльганский р-н, оз. Королёв и р. Сакмара Сакмарский р-н). На р. Юшатырь Октябрьский р-н зафиксирован максимум содержания Си (0,136283 мг/л), превышающий ПДК ЕС и ВОЗ в 68 раз.

Статистически достоверные различия в содержании ртути между регионами не выявлены. Максимальная средняя ее концентрация отмечена в Центральном регионе (0,007838 мг/л), где был зафиксирован максимум содержания Н (0,11204 мг/л) на ст. 23, р. Сакмара Сакмарский р-н, превышение ПДК для хозяйственно-питьевой воды составило 224 раза, ПДК ЕС и ВОЗ — в 112 раза. Западный — это единственный регион, в котором средняя концентрация Н (0,000618218 ± 0,000471) мг/л была менее рекомендованных ПДК ЕС и ВОЗ.

Среднерегиональные концентрации Мп превышали все используемые нами нормативы по содержанию данного металла. Максимальная средняя концентрация Мп отмечена в Восточном регионе (0,2265045 мг/л), где она превышала ПДК для хозяйственно-питьевой воды в 2,3 раза и ПДК ЕС в 4,5 раз. На уровне ПДК для хозяйственно-питьевой воды содержание Мп отмечено в районе Оренбурга. На ст. 24, р. Орь г. Орск ПДК для питьевой воды ВОЗ была превышена в 6,7 раз и ПДК ЕС — в 13,3 раза. ПДК Мп для воды хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования была превышена на отдельных водных экосистемах во всех регионах области, но максимальное его превышение отмечено в Западном, где процент станций составил 72,7 %. В Центральном регионе данный норматив превышен на 41,1 % станций. На Урале и Сакмаре в районе Оренбурга — на 42,9 % станций, в Восточном — на 50 % станций. ПДК, рекомендованные ЕС

Таблица. Содержание ряда тяжёлых металлов в водной вытяжке донных отложений

Fe Cu Mn Hg Se

Западный регион

Среднее 0,53591 0,0114898 0,1809288 0,0006183 0,00300211

Минимум 0,34603 0,006215 0,0073475 0,0000476 0

максимум 1,04583 0,01502 0,6222909 0,0015414 0,0110251

Центральный регион

Среднее 0,63098 0,017935 0,121206 0,007838 0,002768*

Минимум 0,31899 0,006356 0,011438 9,47E-05 0

Максимум 3,30121 0,136283 0,489888 0,11204 0,011557

Оренбург

Среднее 0,528724 0,0091646 0,1046911 0,0011765 0,001370893*

Минимум 0,39384 0,00535 0,0453545 0,0000088 0

Максимум 0,94900 0,025126 0,2200313 0,0103905 0,0083209

Восточный регион

Среднее 0,579454 0,0136784 0,22650452 0,001712 0,003496483*

Минимум 0,38916 0,010409 0,0463843 0,0012987 0,0000357

Максимум 0,74706 0,019801 0,667545 0,0025742 0,0105

*— достоверные различия

и ВОЗ (0,05 мг/л) имели превышение на большинстве станций в каждом регионе: в Западном — на 81,2 %, в Центральном — на 76,5 %, в районе Оренбурга — 92,9 %, в Восточном — на 83,3 % исследованных станций.

Установлены достоверные различия для Se: в Восточном в 1,3 раза выше, а в ДО Урала и Сакмары в районе Оренбурга в 2,0 раза ниже, чем в Центральном регионе, хотя превышения используемых в работе для оценки нормативов не отмечено.

Выявленные в водных экосистемах Оренбургской области превышения в содержании ряда тяжёлых металлов нормативов для воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, а также Директив Совета Европейского Союза и рекомендаций Всемирной Организации Здравоохранения при ООН свидетельствуют о потенциальной опасности водной среды экосистем состоянию здоровья населению изученного региона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бреховских В.Ф. и др. Тяжёлые металлы в донных отложениях Иваньковского водохранилища / В.Ф. Бреховский З.В. Волкова, А.Г. Кочарян //Водные ресурсы. 2001. Т. 28, № 3. С. 310—319.

2. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем //Соросовский образовательный журнал. 1998. № 5. С. 23—29.

3. Лесцова Н.А. [и др.] Гигиеническая оценка загрязнения почвы агропромышленного региона //Гигиена и санитария. 2009. № 4. С. 24—27.

4. Иванова И.Ю. Экологическая оценка качества донных отложений водотоков и водоёмов Оренбургской области: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2009. 22 с.

5. Киричук Г.Е. Особенности накопления ионов тяжёлых ме-талов в организме пресноводных моллюсков //Гидробиол. журн. 2006. Т. 42, № 4. С. 99—108.

42

ЗНиСО ИЮЛЬ №7

6. Лукашев Д.В. Мониторинг загрязнения тяжёлыми металлами экосистемы Днепра в пределах г. Киева с помощью пресноводных моллюсков //Гидробиол. журн. 2006. Т. 42, № 1. С. 86—98.

7. Мудрый И.В. Тяжёлые металлы в системе почва—растение —человек (обзор) //Гигиена и санитария. 1997. № 1. С. 14—17.

8. Мур Дж. и др. Тяжелые металлы в природных водах / Дж. Мур, С. Рамамурти. М.: Мир, 1987. 285 с.

9. Нормативы ПДК примесей в воде хозяйственного, питьевого и бытового назначения использования: СаНПиН 2.1.4.1074—01 М., 2001. 99 с.

10. Экологические проблемы Верхней Волги: Коллективная монография / Под общ. ред. А.И. Копылова. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. 427 с.

УДК616-036.22

ХАРАКТЕРИСТИКА ШТАММОВ VIBRIO PARAHAEMOLYTICUS И ДРУГИХ ГАЛОФИЛЬНЫХ ВИБРИОНОВ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ БАЛЛАСТНЫХ ВОД СУДОВ, ПРИБЫВАЮЩИХ В МЕЖДУНАРОДНЫЕ ПОРТЫ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

О.С. Чемисова, О.А. Рыковская, Р.Р. Даликова, Н.Б. Непомнящая, И.А. Чайка, С.Ю. Водяницкая, А.В. Гавринева

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт Роспотребнадзора, г. Ростов-на-Дону

В балластных водах морских судов портов г.г. Азова и Таганрога обнаружены представители 13 видов галофильных вибрионов, 9 из которых являются патогенными для человека. Анализ свойств парагемолитических вибрионов выявил отсутствие генов tdh и trh, кодирующих основные факторы патогенности, при одновременном присутствии у всех изученных штаммов генов ompA, pmp и cefVp. Полученные результаты подтверждают необходимость контроля судового водяного балласта в России, разработки методологии исследования.

Ключевые слова: балластные воды, галофильные вибрионы, патогенные виды, биологический контроль.

O.S. Chemisova, O.A. Rykovskaya, R.R. Dalikova, N.B. Nepomnjashhaja, Chajka I.A., S.Ju. Vodjanickaja, A.V. Gavrineva  CHARACTERIZATION OF VIBRIO HUMAN PATHOGENS ISOLATED FROM BALLAST WATERS OF SHIPS ARRIVING TO ROSTOV REGION INTERNATIONAL PORTS  The Federal Government Health Institution «Rostovon-Don Plague Control Researsh Institute» of the Federal Service for Surveillance in the Sphere of Consumers Rights Protection and Human Welfare, Rostov-on-Don, Russia

In the ballast water of ships ports of Azov and Taganrog found representatives of 13 halophilic Vibrio species, 9 of which are pathogenic for humans. Analysis of properties V. parachaemolyticus revealed absence of genes tdh and trh, encoding the major pathogenicity factors, in the simultaneous presence all strains studied genes ompA, pmp and cefVp. These results confirm the necessity of control ballast water in Russia, the development of research methodology.

Key words: ballast water, halophilic vibrios, pathogenic species, biological control

11. J.J. Jaakkola [et al]. Drinking Water mutagenicity in Past Exposure Assessment of the Studies on Drinking Water and Cancer: Application and Evaluation in Finland //Environmental research. 1994. V.64. №1. P. 90.

Контактная информация: Д

Голинская Людмила Владимировна, —

тел.: 8 (3532)-77-48-67, Е е-mail: gol.lv@mail.ru

Contact information:

Golinskaya Lyudmila, phone: 8 (3532)-77-48-67, е-mail: gol.lv@mail.ru

Галофильные вибрионы являются аутох-тонными обитателями морских экосистем. В настоящее время известно около 80 видов вибрионов, 12 из которых отнесены к патогенным для человека видам, в том числе Vibrio cholerae, V. parahaemolyticus, V. vulnificus. Не меньшее значение имеют и другие виды вибрионов, такие как V. anguillarum, V. salmonicida, V. rotiferianus, способные вызвать заболевания морских животных, рыб, моллюсков, ракообразных, нарушая, таким образом, экологическое равновесие морских си-

стем. Существенный вклад в распространение патогенных микроорганизмов вносят антропогенное загрязнение, развитие судоходства и перенос организмов в судовых балластных водах и осадках. Балластные воды следует рассматривать как техногенный резервуар микроорганизмов, многие из которых способны вызывать инфекции человека и животных [4—6].

Глобальная программа защиты окружающей среды (GEF — UNDP) идентифицирует интродукцию чужеродных морских разновидностей в