Природные факторы юга Дальнего Востока и здоровье человека

Кремний. Повышенное содержание кремния в питьевой воде (более 5 мг/л) характерно для районов современно вулканизма, областей распространения высококремнистых пород  и для некоторых термальных источников. Среднее содержание кремния в питьевых водоисточниках юга Дальнего Востока составляет 12 мг/л [78]. Содержание кремния в питьевой воде не должно превышать 10 мг/л.

В условиях повышенного поступления в организм кремния у человека возникает  заболевание, которое  рассматривают как проявление дизадаптации, − эндемический кремниевый уролитиаз. Уролитиаз – мочекаменная болезнь. Характеризуется  нарушением фосфорно-кальциевого обмена, при котором снижается реабсорбция фосфора в почках, что приводит к образованием камней.

Распространенность этого заболевания связана с проживанием в определенных климатогеографических широтах (особенно неблагоприятен резко континентальный и сухой климат), а также с нарушением минерального состава питьевой воды. Состав мочевых камней имеет почти такое же соотношение микроэлементов (кремний, свинец, железо, марганец, титан, алюминий и в значительных количествах кальций, фосфор, магний), что и в окружающей среде.

         На  рисунке 16 показано распространения кремнистых пород  и эндемического уролитиаза   на территории нашей страны. Южная часть  Дальнего Востока обозначена как  территория,  эндемичная по этому заболеванию.  Показатель заболеваемости  равен  26 человек из 10 тыс. населения.

 − числитель – показатель заболеваемости населения уролитиазом, на 10 тыс. жителей;     

            знаменатель – среднее содержание кремния в питьевых водоисточниках в мг/л [78].

Рис. 16  Распространение кремнистых пород и эндемического уролитиаза на территории Дальнего Востока

Радиоактивные элементы. Развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии радиации. Предполагают, что на начальных стадиях  развития Земли естественный радиационный фон был во много раз выше, чем сейчас. Живые организмы, которые  длительное время подвергались такому воздействию, смогли приспособиться и поэтому есть все основания полагать, что они должны хорошо переносить до определенного уровня воздействие естественной радиации. Данные последних лет [50] показывают, что рост и развитие высших растений и животных значительно замедляется при уменьшении содержания в организме природного радиоактивного изотопа  К и одновременного снижения внешнего космического g и  b-излучения, рассеянных в окружающей среде радионуклидов и удаления из воздуха радона. Это доказывает, что природная  радиация является необходимым  физическим фактором для нормального существования биоты.

Естественные радиоактивные вещества широко распространены в земной коре.  К числу основных радиоактивных элементов относят калий − 40, рубидий − 87,  уран − 238 и торий − 232.  Два последних относятся к числу долгоживущих изотопов. Их период полураспада исчисляется миллионами лет. В результате их радиоактивного распада появляются продукты с более коротким периодом полураспада. Считается, что породы «нормальны» по радиоактивности, если содержание урана и тория в них  не превышает 2,5 кларка  или 2,5 г/т. Кларк − это единица измерения содержания   элемента в земной коре, передает частоту элемента в земной коре в процентах по весу.

В таблице 11 приведены данные о среднегодовых дозах внешнего фонового облучения населения некоторых городов СССР в 1964-1965 годах [43].

Таблица 11. Среднегодовые дозы внешнего фонового облучения населения

Как правило, природные радионуклиды  сконцентрированы в горных породах. К зонам повышенного риска относят районы, где на поверхность Земли выходят гранит, гнейс, фосфарит и т. д. В этих районах содержание урана и тория может быть до 100 кларков и более.  К таким относят  Днепровскую кристаллическую гряду − выступ древних кристаллических пород (гранитов и гнейсов) на поверхность Русской равнины (Украинский  щит).  К районам с повышенной радиоактивностью относятся также Каратау, богатый залежами фосфоритов, некоторые районы Таджикистана, Кокчетавский массив в Казахстане.

Крупные месторождения урана найдены в Восточной Сибири − на Алданском щите − Эльконский урановорудный район, а также на востоке России − Центрально − Забайкальская провинция и Стрельцовский урановорудный район. Он включает несколько месторождений: Тулукаевское, Широндукуевское, Юбилейное, Аргунское и другие [34]. Запасы этого месторождения оцениваются в 200 000 тонн урана. Здесь же работает единственный  по производству урана в России Приаргунский  горнохимический  комбинат [39].

На Дальнем Востоке  к  зоне повышенной радиоактивности  относится Буреинский хребет. Он начинается от истоков р. Селемджи,  затем переходит в Малый Хинган на территории Китая. Сложен гранитами, гнейсами, сланцами. Мощность дозы облучения над  месторождением 13 мЗв/г. Здесь следует отметить, что средний фон естественной радиации, которому подвергается большинство населения нашей Земли составляет 0,95 мЗв/г.

Довольно часто в полиметаллических зонах Дальнего Востока встречается разновидность моноцита − основного минерала, содержащего уран и торий − минерал куларит. Он содержит много редкоземельных элементов, которые способны переходить в речные воды и оказывать воздействие на человека.

В Приамурье распространены месторождения углеводородистых сланцев, содержащих  повышенные концентрации урана. Совместно с торием эти радиоактивные элементы, благодаря наличию органики,  способны образовывать растворимые формы и накапливаться в подземных водах.

Переход радионуклидов из почвы в растения  в значительной степени зависит от их растворимости, содержания в почве гумусовых кислот в свободном состоянии или в виде соединений с кальцием, железом, алюминием, а также от рН почвенного раствора. Растения  способны накапливать  радиоактивные вещества  и  могут передаваться их по пищевым цепям  человеку.  В желудочно-кишечном тракте существенное влияние на всасывание радионуклидов в организме оказывает характер питания. Увеличению их всасываемости способствует кальций-обедненная и молочная диеты, длительное голодание, беременность, дефицит витамина D.

Из всех видов радиоактивных веществ, поступающих в организм человека с продуктами питания, выращенных в регионах с нормальным уровнем радионуклидов, наибольший вклад в облучение вносит естественный радиоактивный калий. Он усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма [93]. Вероятно, в зонах риска значительно большую дозу внутреннего облучения человека будет получать от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и тория-232. 

Независимо от  пути поступления  радионуклидов в организм человека основными органами депонирования являются скелет и печень. В скелете они откладываются на поверхности костных структур, затем с течением времени перемещаются в неорганическую часть кости. Некоторая часть радиоактивных элементов захватывается макрофагами и переходит в костный мозг.

Неблагоприятное воздействие радиации, а именно, ионизирующего излучения, заключается в том, что она способна разрывать химические связи молекул, составляющие живые организмы, и тем самым вызывать биологически важные изменения. Но это происходит, когда уровень ионизирующего излучения слишком высок.

В зонах риска мощность дозы естественного радиационного фона намного выше (примерно в 10 раз) той, которую испытывает на себе большинство населения. Люди, живущие в таких районах, длительное время на протяжении многих поколений подвергаются высоким уровням излучения. Если воздействие радиации оказывает на их здоровье негативное влияние, то это должно  сказаться на величине генетических нарушений или частоте возникновения раковых заболеваний.

Найдено несколько населенных мест на Земле, где уровень радиации почвы и горных пород составляет несколько миллизивертов  в год (мЗв/г.) − это Бразилия, Франция, Индия, остров Ниуэ и Египет.

В Бразилии, в основном на побережье, есть несколько участков, состоящих из минерализованных вулканических интузий. Протяженность каждого составляет несколько километров в длину и несколько сот метров в ширину.  Мощность излучения их почвы и скальных пород составляет 5 мЗв/г. В этих районах проживает и постоянно подвергается облучению около 30 000 человек.

Во Франции примерно 7 миллионов человек проживает в районах, где  мощность дозы излучения гранитных, сланцевых и песчаных  пород равна 1,8-3,5 мЗв/г.

 В Индии, в  штатах Керал и Мадрас,  в прибрежной полосе, длиной 200 км и шириной  несколько сот метров, находится район с большими залежами моноцита.  В этом районе проживает 100 000 человек, которые получают в год дозу, в среднем равную 13 мЗв.  Это самым высокий уровень естественной радиации, которому подвергается современный человек.

На острове Ниуэ отмечена высокая радиоактивность вулканической почвы. Несколько тысяч проживающих здесь людей получают  дозу  в среднем 10 мЗв/г.  Из растений, составляющих основной рацион питания,  местных жителей получают дополнительное количество радиоактивных веществ.

В Египте, в нескольких деревнях, расположенных в районе Северной дельты Нила также зарегистрирована высокая мощность излучения, равная 3-4 мЗв/г.

Проведенные исследования людей, проживающих в этих регионах, до сих пор не выявили какой-нибудь связи между уровнем фона радиации и ростом биологических нарушений, а именно, не были выявлены повышенные частоты генетических нарушений или рака. Возможно этот отрицательный результат связан как с недостаточным числом наблюдений, так и с большими различиями в образе жизни, рационе питания и этническом происхождением [93].

Радон. Среди факторов внешней среды существенная роль среды в развитие злокачественных новообразований отводится природным источникам ионизируюшего излучения, в частности, радиоактивному газу радону и короткоживущим дочерним продуктам его распада (ДПР), которые Международным агентством по изучению рака (МАИР) оцениваются как безусловно канцерогенные для человека.

Только недавно ученые поняли, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый (примерно в 7,5 раз тяжелее воздуха) газ радон. Именно он вместе со своими продуктами распада дает  около 80 % годовой  дозы облучения, получаемой населением от всех природных  источников радиации.

Известны три его изотопа: радон-222 с периодом полураспада 3,8 суток (образуется в ряду продуктов распада урана-238), радон-220 с периодом полураспада 55 с (продукт распада тория-232, называемый  тороном), и радон-219  с периодам полураспада 3,9 с (продукт распада урана-235 или актион). Так как радон-222  встречается в природе намного чаще, то говоря о радоне подразумевают прежде всего его [44].

Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация существенно различается для разных точек земного шара.  Активность радона в атмосфере изменяется от 4 до 25 Бк/м3  в зависимости от геологических и метеорологических условий местности.

По данным Всероссийского геологического института (ВСЕГЕИ) около половины территории России отнесены к неблагополучным по величине концентрации радона в грунтовом (почвенном) воздухе, в том числе и западные районы Хабаровского края [74].

Тихоокеанский регион, в отличие от других областей России, характеризуется  интенсивностью тектонической деятельности. Вследствие интенсивно протекающих процессов тектоно - магматической активности,  в атмосферу и гидросферу  постоянно поступают газовые потоки, поднимающихся вдоль разломов, которые близко подходят к поверхности земли (рис. 17). Из глубины земли поступают радионуклиды, радиоактивные аэрозоли и радон. Повышенное выделение радона из почвы, и рост  его концентрации в грунтовых водах часто наблюдается  непосредственно перед землетрясением.

Рис. 17 Размещение современных тектонически активных зон в  континентальной части Дальнего Востока

             [20]

Концентрация радона в почвах и водах определяется  геохимической специализацией пород, степенью тектонической активности, а также урановыми аномалиями.  На территории Дальнего Востока были проведены  специальные исследования по изучению содержания радона в различных районах нашего края.  По результатам этих исследований была составлена карта радононосности Хабаровского края.  К умеренно опасным отнесено 40 % территории края. Сюда входят Хабаровск, Бикин, Чегдомын и другие населенные пункты. Примерно 10 % территории края отнесено к опасным − это Байджальский, Буреинский, Хинганский хребты, где расположились Николаевск-на-Амуре, поселки Софийск, Кукан, Ургал, Алонка. К чрезвычайно опасным по радону относится около 3 %  малообжитой территории края [77].

На общем радиоактивном фоне 4-25 мкр/час на территории Приамурья выделяются площади с повышенной радиоактивностью пород  в Еврейской автономной области. В пределах Буреинского массива в бассейнах рек Буреи и Бира известны рудопроявления и мелкие месторождения радиоактивных элементов. Там же выделяются довольно обширные площади с развитием локальных радиоактивных аномалий и точек, что необходимо учитывать при освоении территории. Первые опытные работы показали наличие концентрации радона с объемной активностью, превышающей уровень пороговых значений до 2000 Бк/м3 в г. Биробиджане.

Хабаровск расположен на территории, отнесенной к умеренно опасной по радону. Были проведены комплексные исследования, собраны и обработаны фондовые материалы геологических, проектных и других организаций, на основании которых построена геолого-структурная схема блокового строения территории Хабаровска, проведен отбор проб горных пород и лабораторное определение в них содержания ЕРН − урана, тория, калия. Проведены измерения объемной активности (ОА) радона в помещениях зданий (всего обследовано 371 учреждение, предприятие и жилые здания). Проводилось измерение ОА радона в почвенном воздухе и плотности потока радона с поверхности земли, а также ряд других исследований, что позволило сформировать единое информационное поле ОА радона в грунтовом воздухе и достаточно равномерно, с требуемой детальностью (1 точка на 1 см карты), охарактеризовать территорию города и построить карту радононосности масштаба 1: 50000 [74]. Карта Хабаровска представлена на рисунке 18.

Территория г. Хабаровска в результате исследований была разделена на 5 зон по степени радоноопасности (таблица 12), объемная активность радона в почвенном воздухе которых колебалась от 50 до 400 Бк/м3.

Таблица 12. Объемная активность радона в почвенном воздухе на территории  г. Хабаровска

В результате изучения распределения населения по территории города было выявлено, что на особо опасной территории поживает 4,8 % населения города. В опасной зоне – 30,6 %, в умеренно опасной – 22,4 % и условно безопасной – 22,8 % [82].

Таким образом, 75 % населения Хабаровска проживает в опасной, умеренно опасной и условно безопасной зонах.

Рис. 18 Карта потенциальной радононосности г. Хабаровска

Негативное биологическое влияние радона  проявляется в  том, что ионизированные продукты его распада могут в виде альфа − радиоактивных аэрозольных частиц проникать в верхние дыхательные пути и оседать в них.  В результате облучение эпителия верхних дыхательных путей может развиться  рак легких.  Хотя мнения онкологов расходятся, считают, что радон несет ответственность за 7 – 10 % регистрируемых ежегодно заболеваний раком легких. Существенно повышается по той же причине риск нераковых заболеваний дыхательных путей, например эмфиземы легкого, и сердечно-сосудистых заболеваний [44]. Кроме того, возможны патологические нарушения в системе  кроветворения − развитие лейкемии.

Смертность от рака легких в Хабаровске (в пересчете на 100 тыс. человек) составила в особо опасной зоне – 55,9 чел., в опасной зоне − 51,7 чел., в умеренно опасной – 73,8 чел., условно безопасной – 58,5 чел., безопасной – 49,2 чел.

Наибольший процент смертности от рака легких зарегистрирован в умерено опасной зоне. Самый низкий показатель смертности от рака легкого зафиксирован в безопасной зоне [21].

Из-за разбавления воздушными потоками концентрация радона за пределами разломов  невелика.  Он может концентрироваться внутри зданий,  проникая в основном из грунта через щели в фундаменте, или, реже высвобождаясь из материалов, использованных  при строительстве домов. В плохо вентилируемых помещениях  (цокольных и помещениях, расположенные на первом этаже) радон и продукты его распада могут накапливаться. В результате  в помещении концентрация радона может быть в десятки раз больше, чем в наружном воздухе, особенно если дом стоит на грунте с относительно высоким содержанием радионуклидов или при его постройке использовали материалы с повышенной радиоактивностью. В таблице 13 представлены данные о радиоактивности некоторых строительных материалов [85].

Таблица 13.  Радиоактивность строительных материалов

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15