Введение к работе
Актуальность работы. В условиях нарастающего ухудшения экологической ситуации все большее внимание привлекает проблема загрязнения биосферы тяжёлыми металлами. Поступая из различных источников: выпадения атмосферных осадков (с учётом трансграничного переноса), выбросы отработанных газов автотранспорта и промышленных производств, тяжёлые металлы (ТМ) способны накапливаться в почвах в концентрациях, превышающих фоновый уровень. Большая часть элементов, поступающих в почву, включая ТМ, остаётся в подвижной форме и участвует в естественных биохимических циклах. Большинство ТМ являются кумулятивными ядами, то есть, постепенно накапливаются в живых организмах, преимущественно в печени, поскольку скорость их естественного выведения очень низкая.
Сырьевой базой производства большинства продуктов питания для человека является сельскохозяйственная продукция, безопасность и качество которой определяется, в том числе, и степенью загрязнения компонентов окружающей среды. Отметим, что имеется большое количество результатов исследований по установлению зависимости состояния здоровья населения от степени загрязнения различных компонентов окружающей среды (в частности, атмосферного воздуха, воды), техногенной нагрузки, неблагоприятных условий проживания и несбалансированного питания.
Вместе с тем, несмотря на наличие информации о загрязнении экотоксикан- тами объектов биосферы (воздух, вода, почвы), уровень содержания ТМ в пищевом сырье и продуктах питания, производимых непосредственно в Ивановской и Костромской областях, а также и степень их влияния на состояние здоровья населения указанных регионов практически неизвестны.
Поэтому оценки уровней воздействия на естественные и антропогенно измененные экосистемы, а также выявление уровня загрязнения ТМ объектов окружающей среды, используемых в производстве сельскохозяйственной продукции, самой этой продукции: молока и мяса крупного рогатого скота (КРС), определение и анализ экологического риска при употреблении в пищу указанных продуктов являются актуальной задачей.
Цель данной работы - выявление уровней загрязнения антропогенно измененных экосистем ТМ, оценка коэффициентов биоаккумуляции в трофической цепи и расчет рисков здоровью населения Ивановской и Костромской областей.
Для достижения этих целей были выполнены:
экспериментальные измерения содержания ТМ в снежном покрове, дождевой воде, почве, произрастающих на ней многолетних травах и питьевой воде, используемых в рационе КРС;
исследование содержания ТМ в мясе, почках, печени и молоке крупного рогатого скота (КРС) в рассматриваемых сельскохозяйственных предприятиях;
оценка коэффициентов биоакумуляции ТМ в трофической цепи и расчет рисков здоровью населения.
Новизна исследования заключается в следующем: 1) впервые для Иванов-
U Т/» U /" U
ской и Костромской областей установлены критериальные загрязнители окружающей среды, а именно атмосферы (Cu, Zn), артезианской воды (Cu, Zn, Fe), почвенного покрова (Fe, Cr, Cu, Ni); 2) впервые для многолетних трав, произрастающих на территории Ивановской и Костромской областей, определены коэффициенты биоаккумуляции, которые оказались максимальными для Cr (0.5-1.0), Ni (0.2-0.8) и Zn
(0.2-0.4). Минимальные коэффициенты биологического поглощения характерны для Fe и Mn; 3) установлено, что основными каналами поступления организм КРС Zn и Cu являются вода и травы, а Cd - кормовые добавки; 4) впервые выполнены оценки пожизненного индивидуального риска смерти (методика Гарвардского университета) при употреблении животноводческой продукции (3 и 4 ранг), а также впервые для жителей Ивановской и Костромской областей рассчитаны популяци- онные риски и экономический ущерб от вероятной смерти при употреблении мяса и молока.
Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для прогноза изменения качества антропогенно измененных экосистем, а также для эколого-экономического обоснования необходимости развития АПК рассматриваемых регионов с мясо-молочным направлением производства.
Предложенная методика по расчёту вероятного ущерба от смертности населения и/или от ухудшения качества его жизни может быть использована для обоснования затрат на проведение природоохранных мероприятий, а также мер для обеспечения безопасности населения органами, уполномоченными в области защиты здоровья и обеспечения благополучия населения России.
Обоснованность и достоверность результатов обеспечивалась использованием современных методов исследований и обработки результатов, выполненных в соответствии с действующей нормативной документацией (ГОСТ, СанПиН, ГН, МУК и др.), проверкой их на воспроизводимость, а также отсутствием противоречий с теми сведениями, которые были известны ранее.
Личный вклад автора. Анализ литературных источников, выбор объектов исследований с учетом их специфики, экспериментальные исследования выполнены лично автором. Постановка цели и задач исследования, интерпретация и анализ полученных результатов, формулирование основных выводов диссертационной работы, проведены соискателем и совместно с научным руководителем.
Публикация и апробация работы. Основные результаты диссертации были доложены и обсуждены на Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы экологии», г. Тула, 2007; на Международных научно- практических конференциях «Проблемы экологии в современном мире в свете учения В.И. Вернадского», г. Тамбов, 2010; «Экология. Риск. Безопасность», г.Курган, 2010; «Экологическая безопасность и устойчивое развития территорий», г. Чебоксары, 2011; на XIII Международной научно-технической конференции «Наукоёмкие химические технологии - 2010», г. Иваново, 2010; на VIII Региональной студенческой научной конференции с международным участием "Фундаментальные науки - специалисту нового века", г. Иваново, 2010; на Международных научно- методических конференциях «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса», Иваново, 2007, 2008, 2010, 2011гг.
По результатам исследований опубликовано 13 работ, включая 4 статьи из перечня журналов, рекомендованных ВАК.
Объём диссертации. Диссертация изложена на 127 стр., содержит 20 табл., 12 рис. и состоит из введения, литературного обзора, методик исследований, обсуждения результатов, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 217 наименований.
