Assessment of resistant toxic substances importance in accumulated Environmental damage for arctic region

Исследования, проведенные СевероЗападным научным центром гигиены и общественного здоровья Роспо-требнадзора на территории Чукотского, Ненецкого и Таймырского автономных округов, доказали наличие свежих загрязнений стойкими токсичными веществами (СТВ) объектов окружающей среды. Основным источником их поступления в окружающую среду являются неорганизованные свалки бочек с остатками отработанных масел, топлива и красок, составляющие накопленный экологический ущерб. Активные процессы коррозии тысяч бочек способствуют попаданию растекающихся жидких токсичных отходов в почву и воду, создавая тем самым серьезную региональную и, возможно, межрегиональную экологическую проблему. Как правило, локальные источники стойких органических загрязнителей находятся в непосредственной близости от мест компактного проживания коренных жителей Севера, что создает предпосылки для вторичного загрязнения продуктов питания национальной кухни. Основной риск вредного воздействия СТВ на организм связан с интенсивным загрязнением внутренней среды жилых и общественных зданий. Ключевые слова: стойкие токсичные загрязнения, локальные источники загрязнения, накопленный экологический ущерб.

УДК 502.55(98):620.266.1

ОЦЕНКА ЗНАЧЕНИЯ СТОЙКИХ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ В НАКОПЛЕННОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ УЩЕРБЕ ДЛЯ АРКТИКИ

© 2009 г. М. В. Чащин, гЕ. Барнес, *Р. С. Даер, Н. В. Захарова, 2И. Л. Ручина, Е. В. Зибарев, А. В. Кузьмин, К. В. Корбукова, 3Л. И. Абрютина

СЗНЦ гигиены и общественного здоровья Роспотребнадзора, г. Санкт-Петербург

1 Программа действия Арктического совета

2 Чукотский Красный Крест, г. Анадырь

3 Ассоциация коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации, г. Москва

Активная антропогенная деятельность, связанная с мировой интенсификацией промышленности и сельского хозяйства, привела к появлению в среде обитания человека качественно новых высокотоксичных веществ и соединений, так называемых ксенобиотиков, многие из которых чрезвычайно устойчивы во внешней среде и способны в избыточных количествах накапливаться в жировой ткани и внутренних органах человека и животных. Разработка и применение значительного числа этих веществ запрещены Стокгольмской конвенцией, вступившей в силу в 2004 году. К таким веществам относятся полициклические полигалогенированные углеводороды (полихлори-рованные дибензодиоксины и дибензофураны, полихлорированные бифенилы — ПХБ, а также некоторые хлорорганические пестициды — группа ДДТ, гексахлорциклогексаны — ГХЦГ, хлорданы, токсафены и др.), ряд высокотоксичных соединений металлов, например ртути, свинца, кадмия и др. [7].

В результате специфических климатогеографических особенностей атмосферной циркуляции в Северном полушарии многие токсиканты, переносимые воздушными потоками в Арктику из средних широт, интенсивно накапливаются в объектах окружающей среды в этих районах. Приполярные области, по сути, являются «холодными ловушками» для различных стойких токсичных веществ (СТВ). Так, например, в весенне-летний период на этих территориях ежемесячно выпадает до 50 тонн ртути, из них более 65 % — в Российской части Арктики. Только в Мурманской области и Ненецком автономном округе (АО) за счет дальнего атмосферного переноса выпадает примерно по 3 тонны ртути, 1 тонне ПХБ и 1,1 тонны гамма-ГХЦГ. В Ямало-Ненецком и Таймырском автономных округах выпадение ртути достигает 15 тонн, а ПХБ — 3,2 тонны в год. Практически все наиболее крупные реки двух материков планеты (Евразии и Северной Америки), а также основные субтропические и среднеширотные океанические течения Атлантики и Тихого океана, принимающие сильно загрязненные речные стоки, также несут свои воды в Арктику. Судя по содержанию СТВ в морских животных и рыбе, объемы переноса этих веществ с океанскими течениями в Российскую часть Арктики весьма значительны. Установлено, что поступление ПХБ со стоками некоторых рек, в частности Печоры и Енисея, может составлять в паводковый период до 1 тонны в месяц [7].

Помимо интенсивного переноса и аккумуляции загрязняющих веществ в объектах окружающей природной среды, в арктических районах существует ряд других специфических особенностей, увеличи-

вающих риск вредного воздействия этих загрязнений на здоровье населения. Так, экстремально низкие температуры воздуха и поверхности земли, длительный период стояния снежного покрова существенно ограничивают подвижность почвенных растворов и циркуляцию поверхностных вод, снижают скорость физико-химических реакций в окружающей среде и потенциал самоочищения биоты, в частности, резко замедляют интенсивность биологической (микробной) деградации и ассимиляции загрязняющих веществ. Кроме того, высокий удельный вес жиров в структуре традиционного питания коренных народов Севера способствует избыточному поступлению СТВ в организм, поскольку подавляющее большинство из них липотропны.

Накопленные за последние годы знания о влиянии стойких органических загрязнителей (СОЗ) на здоровье коренных народов Севера в основном ассоциировались с их поступлением в организм человека с традиционной пищей, получающей загрязнение от отдаленных источников за счет дальнего переноса [2, 5, 6]. При этом практически игнорировались другие возможные источники. В первую очередь к ним следует отнести локальные, образовавшиеся преимущественно в результате многолетней практики так называемого массового «северного завоза» энергоносителей, различной технической продукции и продовольственных товаров для обеспечения хозяйственной деятельности и удовлетворения бытовых нужд населения. В районах Крайнего Севера накоплены миллионы тонн неутилизированной тары, пришедших в негодность технических установок, твердых и жидких отходов, в совокупности составляющих накопленный экологический ущерб (НЭУ) [3].

В отличие от других стран, в России до настоящего времени не принимались системные меры для оценки и ликвидации НЭУ, вследствие чего Российская Федерация отстает в решении этой проблемы приблизительно на 15—20 лет [3]. В связи с этим не вызывает сомнений актуальность задачи по разработке комплекса мер по уменьшению влияния на окружающую среду НЭУ, включающего мероприятия по снижению риска для здоровья населения, проживающего в неблагополучных районах. По мнению многих экспертов, только всестороннее изучение масштабов проблемы НЭУ позволит создать эффективную программу, основанную на международном опыте и последних достижениях науки и техники [3]. Таким образом, решение проблем накопленного экологического ущерба является одной из приоритетных задач социально-экономического развития Российской Федерации на средне- и долгосрочную перспективу.

Методы

Для оценки уровня воздействия СТВ, поступающих из локальных источников, было организовано выборочное целевое обследование некоторых семей коренного населения, принимавших участие в

общем обследовании в рамках проекта Программы по мониторингу и оценке окружающей среды Арктики (АМАП) 2001-2004 года «Безопасность питания, стойкие токсичные вещества и здоровье коренных народов Севера России» [7], это целевое обследование охватывало 28 семей из поселков: Лорино (прибрежная Чукотка), Хатанга (Восточный Таймыр), Нельмин Нос и Красное (Ненецкий АО). Основой для отбора объектов целевого обследования служили данные по содержанию ПХБ в пуповинной крови новорожденных из этих семей. Протокол исследований и все вопросники были одобрены этическим комитетом. Программа целевых обследований включала вторичное интервьюирование и отбор проб крови матерей и других совместно проживающих членов семьи, отбор проб продуктов питания, потребляемых этой семьей, проб домашней среды, проб, связанных с их профессиональной деятельностью, а также проб жидких отходов из бочек и почвы на неорганизованных свалках вокруг мест компактного проживания коренных жителей.

Количественный анализ хлорорганических соединений проводился методом газовой хроматографии с регистрацией детектором по захвату электронов. Дополнительно проводился анализ методом ОС-МС образцов с аномальным составом поллютантов или их аномально высокими концентрациями для подтверждения наличия определяемых веществ. Для анализа использовался тот же очищенный экстракт, что и при выполнении измерений методом GC-ECD. Количественную оценку содержания галогенорганических соединений (пестицидов, ПХБ) проводили методом абсолютной калибровки по целевым компонентам и внутреннему стандарту, который добавлялся в пробу перед пробоподготовкой.

Результаты исследования

Накопленный экологический ущерб является многокомпонентным и ассоциируется с влиянием целого ряда токсичных химических веществ и их соединений на окружающую среду. В цели нашего исследования входил поиск и идентификация опасности, связанной с местными источниками СОЗ, сосредоточение которых наблюдается на неорганизованных свалках вокруг компактного проживания коренного населения Арктики. В структуру отходов, собранных в таких местах, входят главным образом бочки, содержащие нефтепродукты в виде отработанных масел, остатков топлива. Многие из брошенных бочек подвержены сильной коррозии, заполнены водой вперемешку с горюче-смазочными материалами и землей. Значительный удельный вес составляют контейнеры с остатками лакокрасочных материалов, пластиковые контейнеры, а также отработанные аккумуляторные батареи, содержащие свинец. Большинство таких свалок не имеет защиты от подтапливания во время таяния снега и льда, а климатогеографические особенности Арктики не исключают возможности контакта

жидких отходов свалок с грунтовыми водами в связи с их близким залеганием.

Предварительная оценка содержания ПХБ в жидких отходах, находящихся в бочках на неорганизованных свалках в Ненецком и Чукотском автономных округах, показала их присутствие в 92 % проб. Средние концентрации ПХБ в пробах составили от 0,03 до 0,58 нг/ мл жидких отходов. Средние концентрации веществ, относящихся к группе высокотоксичных пестицидов, таких как 4,4 ДДТ, находились в диапазоне от 0,01 до 0,12 нг/мл, а 4,4 ДДЕ от 0,04 до 0,21 соответственно в Ненецком АО и на Чукотке (табл. 1).

Таблица 1

Средние концентрации и ошибка средней ПХБ, 4,4 ДДТ, 4,4 ДДЕ в пробах жидких отходов, содержащихся в бочках на неорганизованных свалках Ненецкого и Чукотского автономных округов, нг/мл

Вещество Ненецкий АО п=20 Чукотский АО п=10

£ ПХБ 0,03±0,009 0,58±0,017

4,4 ДДТ 0,01±0,008 0,12±0,024

4,4 ДДЕ 0,04±0,014 0,21±0,019

Анализ содержания СТВ в почвах на неорганизованных свалках показал их 100 % загрязненность этими веществами во всех изучаемых районах. Например, средние концентрации ПХБ в почвах свалок Ненецкого АО составил от 0,24 до 6,47 нг/г пробы. Содержание пестицидов группы ДДТ колебалось в зависимости от места отбора проб почвы от 0,62 нг/г в поселке Красное до 16,48 нг/г в поселке Нельмин Нос. Исследование проб почвы, взятых на прилегающих к городу Анадырь свалках, также подтвердило наличие в них СТВ (табл. 2).

Таблица 2

Средние концентрации и ошибка средней ПХБ, 4,4 ДДТ, 4,4 ДДЕ в пробах почвы на неорганизованных свалках в населенных пунктах Ненецкого автономного округа и города Анадырь, нг/г

Вещество Ненецкий АО Чукотский АО

Нельмин Нос п=10 Красное п=7 Амдерма п=5 Анадырь п=10

£ПХБ 6,47±0,18 0,24±0,02 2,83±0,09 0,99±0,01

4,4 ДДТ 16,48±0,24 0,62±0,02 5,49±0,11 0,71±0,01

4,4 ДДЕ 0,83±0,05 0,19±0,01 0,70±0,04 0,37±0,05

Столь широкое распространение СТВ в почвах вокруг населенных мест не могло не привести к определенным последствиям. Так, характерной особенностью изучаемых районов стала высокая степень загрязнения СТВ внутренних поверхностей строительных конструкций в жилых и общественных зданиях, инвентаря для хранения и обработки пищевых продуктов. Смывы и соскребы со стен жилищ и кухонной обстановки показали, что в 100 % обследованных домов обнаружены хлорорганические соединения (табл. 3), причем наибольшие уровни загрязнения

Таблица 3

Средние концентрации и ошибка средней СОЗ в смывах и соскребах с внутренних стен жилищ коренных жителей

Загрязняющее вещество Ненецкий АО Таймыр Чукотский АО

Смывы, мкг/м2 Смывы, мкг/м2 Смывы, мкг/м2 Соскребы, нг/г

п=6 п=8 п=11 п=4

£ ПХБ 0,18±0,01 1,36±0,09 2,35±0,08 248,1±0,18

ГХБ 0,02±0,01 0,18±0,03 0,08±0,01 0,80±0,01

£ ГХЦГ 0,27±0,01 0,28±0,01 0,49±0,01 67,40±0,11

р,р'-ДДЕ 0,28±0,01 0,57±0,01 0,90±0,05 126,30±0,14

£ ДДТ 1,10±0,09 1,85±0,08 11,19±0,05 768,40±0,16

установлены на Чукотке. Соотношение ДДТ/ДДЕ в этих пробах косвенно указывало на довольно свежий характер загрязнения. Частота загрязнения проб домашней среды хорошо коррелировала с данными по загрязнению проб крови членов семьей, проживающих в этих жилищах (табл. 4). Наиболее часто встречающимися в пище, потребляемой коренными жителями обследованных районов, были пестициды группы ДДТ и ГХЦГ. Вместе с тем их концентрации находились на уровнях, не превышающих установленных нормативов для продуктов питания. Наиболее высокие уровни содержания ПХБ в хранящихся в домашних условиях продуктах были установлены в Ненецком АО в пресноводной рыбе и жире уток, тогда как в Таймырском АО такими продуктами являлись копченая рыба и мясо оленя. Сравнение концентраций СОЗ в пробах местных продуктов питания, отобранных в домах, с концентрациями, измеренными в образцах соответствующих видов биоты, отобранных в природных условиях, показали, что уровни загрязнения значительно возрастают при их хранении, обработке и приготовлении в домашних условиях. Так, средние концентрации ПХБ в пробах мяса оленя, хранящегося дома, оказались в 3 раза выше, чем в пробах, полученных в том же районе в природных условиях. Суммарное содержание ДДТ увеличивалось при этом в 1,6 раза.

Таблица 4

Удельный вес проб, загрязненных некоторыми хлорорганиче-скими соединениями на уровне пределов обнаружения, %

Вид пробы ПХБ ДДТ ГХЦГ

НАО ТАО НАО ТАО НАО ТАО

Смывы

с внутрен- 100 100 100 100 100 83,3

них стен

Мясо 93,3 100 80 67,7 26,7 16,7

Рыба 100 60 62,5 100 50 100

Привозные продукты 80 100 60 100 0 0

Кровь: мать 100 100 100 100 100 100

дети 100 100 100 100 57,1 100

другие чле- 100 100 100 100 92,8 90

ны семьи

Многие поселения коренных народов до сих пор не имеют удовлетворительных санитарных условий.

Это, в сочетании с плохим экономическим положением и отсутствием элементарной санитарной грамотности населения, приводит к тому, что в процессе ферментации продуктов в домашних условиях увеличивается риск дополнительного загрязнения. Примерами этого служат применение для обработки пищевых продуктов использованных пластиковых и металлических емкостей, которые могут быть загрязнены широким спектром химических веществ, а также ферментация в земляных ямах, расположенных в потенциально загрязненных местах, в том числе находящихся под воздействием хозяйственно-бытовых стоков, загрязненных грунтовых вод. Ответы участников проведенного обследования подтверждают гипотезу о значительной роли локальных источников в формировании дополнительной токсической нагрузки коренного населения СТВ путем вторичной контаминации продуктов питания:

• 7 % коренного населения и менее 1 % беременных женщин сообщили, что они в своей деятельности контактируют со свинцом. Поэтому литье свинцовых грузил для рыбной ловли, дроби и пуль для охоты вряд ли может рассматриваться как существенный источник поступления свинца в организм человека;

• от 34 до 41 % участвовавших в опросах сообщили о применении химикатов в домашних условиях. Более 30 % опрошенных указали, что они выращивают овощи на своих приусадебных участках, однако лишь несколько человек информировали о применении там инсектицидов;

• 70 % опрошенных, в том числе 58 % беременных женщин, сообщили, что они часто употребляют алкоголь. Значительное количество опрошенных употребляют алкогольные напитки домашнего производства. При их производстве многие из них используют бочки и пластиковые бутыли из-под технических жидкостей;

• 39,6 % участников опроса используют химические средства борьбы с насекомыми дома.

Все вышеперечисленные факторы риска вредного воздействия СТВ в конечном счете тесно связаны с высокими концентрациями этих веществ, обнаруженными в крови у коренного населения ряда районов Крайнего Севера, в том числе в грудном молоке кормящих матерей и в пуповинной крови новорожденных детей. Так, например, среднее содержание таких хлорорганических веществ, как ПХБ, ГХЦГ и ДДТ, а также свинца и ртути в крови у коренного населения ряда прибрежных районов Российской части Арктики более чем в 10 раз превышает средние показатели их содержания, обнаруженные в крови у жителей крупных городов России. Среднее содержание некоторых запрещенных пестицидов в пуповинной крови у новорожденных детей в прибрежных районах Чукотского АО практически сопоставимо с показателями, обнаруженными у детей из прилегающих к Аральскому морю хлопкосеющих районов - территории, известной как зона экологической катастрофы [7].

Обсуждение результатов исследования

В начале 70-х годов прошлого столетия в результате исследования биологических проб, взятых у тюленей, получены первые доказательства присутствия ДДТ в Арктике. К середине 70-х в крови китов, белых медведей и рыбы находят и другие опасные пестициды. Кроме пестицидов в большинстве проб, взятых у животных, содержатся токсичные вещества, являющиеся компонентом промышленных масел — полихлорированные бифинилы. Исследования, проведенные после 1980 года, показали, что СТВ накапливаются в Арктике [5, 6]. Благодаря низкой растворимости в воде и высокой растворимости в жирах они аккумулируются в богатых жирами арктических пищевых цепях, увеличивая свои концентрации по мере перемещения на более высокие трофические уровни. В свою очередь, животные, составляющие высшие трофические уровни пищевых цепей, являются основой традиционного питания для ряда коренных народов Арктики. В результате некоторые общины коренного населения Арктики относятся к наиболее подверженным воздействию СТВ групп населения Земли. В частности, в докладах АМАП было показано, что в молоке матерей у коренного населения арктической Канады и Гренландии уровни СТВ содержатся на уровне, который ассоциируется с вредными эффектами на здоровье [5, 6].

Благодаря проекту АМАП (2001—2004) была впервые проведена оценка уровня токсического воздействия СОЗ, связанного как с глобальным переносом этих веществ, так и с местными источниками на Российском Севере [7]. Одним из основных выводов проекта стало то, что загрязнение среды обитания вследствие глобального переноса СТВ в арктические районы России вносит гораздо меньший вклад в экспозицию, чем местные источники загрязнения, составляя в среднем от 5 до 20 % от общего поступления этих веществ в организм коренных жителей. Так называемый накопленный экологический ущерб, выраженный в виде миллионов тонн жидких и твердых отходов, накопленных на неорганизованных свалках Арктики, играет более значительную роль в формировании токсической нагрузки организма человека.

Наши исследования проб жидких отходов, а также проб почвы, взятых в местах скопления ржавых бочек с остатками технических материалов, подтвердили значительное загрязнение окружающей среды СОЗ в непосредственной близости от населенных пунктов, где проживает коренное население. Установлена высокая степень загрязнения СТВ внутренних поверхностей в жилых и общественных зданиях, инвентаря для хранения и обработки пищевых продуктов. Зафиксирован факт значительного возрастания уровней загрязнения пищи при ее хранении, обработке и приготовлении в домашних условиях. Эти данные хорошо согласуются с другими исследованиями, в которых изучались пути распространения СТВ во внешней

среде, проводилась оценка уровня их токсического воздействия на организм человека [1, 4, 8].

Выводы

Таким образом, значительную долю накопленного экологического ущерба, нанесенного Арктике в результате неконтролируемой организации свалок с жидкими и твердыми отходами и сформировавшегося благодаря многолетней практике так называемого массового «северного завоза» энергоносителей, различной технической продукции и продовольственных товаров, составляет токсическое действие СОЗ. Во всех изучаемых районах Российской Арктики основной риск вредного воздействия СТВ на организм связан с интенсивным загрязнением внутренней среды жилых и общественных зданий, 100 % которых, по результатам специального обследования, оказались загрязненными ПХБ, свинцом и пестицидами группы ДДТ. Учитывая повышенный уровень риска нарушений здоровья для отдельных групп коренного населения, подвергающегося воздействию на организм высокотоксичных стойких веществ, прежде всего ПХБ, хлорорганических пестицидов, соединений ртути и свинца, а также разнообразие путей их поступления в организм, в том числе за счет дальнего переноса (морские течения, реки, атмосферная циркуляция), местных (загрязнение территории отдельных поселений) и контактных (внутри помещений) источников, меры по предотвращению и сокращению этого воздействия должны быть комплексными.

Список литературы

1. Малахова Л. В. Хлорорганические соединения в воде и донных осадках Черного моря / Л. В. Малахова, Н. В. Жерко // Современные проблемы океанологии шельфовых морей России : тез. докл. междунар. конф., Ростов н/Д, 13-15 июня 2002 г. - Мурманск, 2002. -С. 148-149.

2. Никанов А. Н. Гигиеническая оценка качества питьевой воды в районе размещения горно-химического комплекса по добыче и переработке апатит-нефелиновых руд / А. Н. Никанов, М. Л. Конохов, Н. Ю. Стрелковская и др. // Питьевые воды России 2005 : материалы II Форума. - М., 2005. - C. 43-45.

3. Пешков А. Задача государства - ликвидация накопленного экологического ущерба / А. Пешков // Monolite digital. - М., 2007. - С. 52-55.

4. Ревич Б . Полихлорированные бифенилы и нарушения репродуктивного здоровья - исследования в г. Серпухове / Б. Ревич, С. Коррик, Л. Альтшуль и др. // Полихлорированные бифенилы. Супертоксиканты XXI века. - М. : ВИНИТИ, 2000. - № 5. - С. 104-116.

5. AMAP 1997. Arctic Pollution Issues: A State of the Arctic Environment Report. Arctic Мonitoring and Assessment Programme. - Oslo, Norway. - 188 p.

6. AMAP 2002: Persistent Organic Pollutants in the Arctic. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). -Oslo, Norway. - 310 p.

7. AMAP 2004: Persistent Toxic Substances, Food Security and Indigenous Peoples of the Russian North. Arctic Мonitoring and Assessment Programme. - Oslo, Norway. - 192 p.

8. Bobovnikova Ts. I. The Influence of a Capacitor Plant in Serpukhov on Vegetable Contamination by PCB / Ts. I. Bobovnikova et al. // The Science of the Total Environmental. - 2000. - Vol. 246. - P. 51-60.

ASSESSMENT OF RESISTANT TOXIC SUBSTANCES IMPORTANCE IN ACCUMULATED ENVIRONMENTAL DAMAGE FOR ARCTIC REGION

M. V. Chashchin, 'Е. Barnes, 'R. S. Daer, N. V. Zakharova, 2I. L. Ruchina, Е. V. Zibarev, А. V. Kuzmin, K. V. Korbukova, 3L. I. Abrutina

North-West Scientific Center of Hygiene and Public Health Rospotrebnadzor, Saint-Petersburg 1Arctic Council Action Program (ACAP) 2Chukotka Red Cross, Anadyr 3Association of Indigenous Minorities of the North, Siberia and the Far East of the Russian Federation, Moscow

Environmental testing performed by the North-West Public Health Research Center, indicates the presence of fresh sources of PTS in Chukchi Autonomous Okrug, Nenets Autonomous Okrug and Taimyr Autonomous Okrug. The dumpsites in Arctic regions may contribute significantly to the regional, and perhaps broader Arctic pollution problems. In the vicinities of the villages Lorino (Chukotka), Nelmin-Nos and Krasnoe (Nenets Autonomous Okrug) hundreds of rusted and leaking drums are contaminating soil and ground water thus contaminating subsistence foods stored in traditional burial pits.

Key words: рersistent toxic substances, local sources of pollutants, cumulative ecological damage.

Контактная информация:

Чащин Максим Валерьевич - доктор медицинских наук, руководитель отдела ФГУН «СЗНЦ гигиены и общественного здоровья Роспотребнадзора»

Адрес: 191036, г. Санкт-Петербург, ул. 2-я Советская, д. 4

Тел. (812) 717-01-14, факс (812) 717-02-64

E-mail: valerych@mail.lanck.ru

Статья поступила 16.12.2009 г.