Научная статья на тему 'Оценка влияния содержания меди в природной воде в районе водозаборов города Таганрога и Таганрогском заливе Азовского моря на здоровье человека'

Оценка влияния содержания меди в природной воде в районе водозаборов города Таганрога и Таганрогском заливе Азовского моря на здоровье человека Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
387
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
WATER QUALITY / MPC / UKIZV / COPPER / HEALTH / CARDIOVASCULAR DISEASES / MORTALITY / КАЧЕСТВО ВОДЫ / ПДК / УКИЗВ / МЕДЬ / ЗДОРОВЬЕ / СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ / СМЕРТНОСТЬ

Аннотация научной статьи по наукам о здоровье, автор научной работы — Вишневецкий В. Ю., Попружный В. М.

Рассматривается оценка влияния содержания меди в природной воде на здоровье человека в районах водозаборов города Таганрога. Для оценки используются данные гидрохимического мониторинга за 2006-2016 гг, рассматривается динамика изменения концентраций меди в воде и донных отложениях, влияние как недостатка так и избытка элемента в организме на здоровье человека. Проводится сравнительный анализ зависимости смертности населения по причине сердечно-сосудистых заболеваний от концентрации меди в природной воде.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Estimation of the influence of copper content in natural water in the area of water intakes of the city of Taganrog and the Taganrog Gulf of the Azov Sea on human health

The assessment of the effect of copper content in natural water on human health in the water intake areas of the city of Taganrog is considered. The assessment uses the data of hydrochemical monitoring for 2006-2016, examines the dynamics of changes in copper concentrations in water and bottom sediments, the effect of both deficiency and excess element in the body on human health. A comparative analysis of the dependence of the mortality of the population due to cardiovascular diseases on the concentration of copper in natural water is carried out.

Текст научной работы на тему «Оценка влияния содержания меди в природной воде в районе водозаборов города Таганрога и Таганрогском заливе Азовского моря на здоровье человека»

Оценка влияния содержания меди в природной воде в районе водозаборов города Таганрога и Таганрогском заливе Азовского моря на

здоровье человека

1 2 В.Ю. Вишневецкий , В.М. Попружный

1ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» 2ФГУ «Азовморинформцентр»

Аннотация: Рассматривается оценка влияния содержания меди в природной воде на здоровье человека в районах водозаборов города Таганрога. Для оценки используются данные гидрохимического мониторинга за 2006-2016 гг, рассматривается динамика изменения концентраций меди в воде и донных отложениях, влияние как недостатка так и избытка элемента в организме на здоровье человека. Проводится сравнительный анализ зависимости смертности населения по причине сердечно-сосудистых заболеваний от концентрации меди в природной воде.

Ключевые слова: качество воды, ПДК, УКИЗВ, медь, здоровье, сердечно-сосудистые заболевания, смертность.

Антропогенное воздействие на водную среду приводит к постоянному ухудшению экологического состояния нашей среды обитания, что негативно влияет на здоровье человека. Качество воды является важнейшим фактором, поскольку:

- сам человек на две трети состоит из воды и должен потреблять не менее 1,5 литров питьевой воды в день для нормального функционирования организма;

- качество воды влияет на качество растительной пищи, потребляемой человеком, поскольку растения необходимо поливать;

- животные, мясо которых также употребляется в пишу населением, также пьют воду и едят растения, которые ею политы [1].

Таким образом, загрязняющие вещества, содержащиеся в природной воде попадают в организм человека как непосредственно с питьевой водой, так и с пищей. Кроме этого, следует учитывать, что очистка питьевой воды в системах водоснабжения городов производится лишь как в виде

механической фильтрации и гидробиологической защиты, тяжелые металлы, растворенные в природной воде, попадают в питьевые водопроводы [2].

Медь относится к тяжелым металлам, широко используется при производстве проводов электротехники, в теплообменниках и радиаторах благодаря высоким теплопроводным свойствам. Также из этого вещества производят различные трубы для транспортировки воды, для отопления и холодильных машин [3].

Медь оказывает существенное влияние на организм человека, как положительное, так и отрицательное, влияет на функционирование кровеносных сосудов, состояние кожи, выработку иммунитета, в качестве катализирующего элемента участвует в ферментативных реакциях, а также:

- на пару с железом принимает активное участие в формировании эритроцитов и гемоглобина - основных компонентов крови, (поэтому кроветворение считают самой важной функцией элемента), а сами кровеносные сосуды делает эластичными и прочными;

- обеспечивает функцию инсулина;

- контролирует кровяное давление за счет синтеза фермента простагландина;

- влияет на реакции фосфолипидов в мембранах клеток головного мозга и нервной системы [4].

Медь имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок кровеносных сосудов, легочных альвеол, кожи (эластин). Медь входит в состав миелиновых оболочек нервов.

В организме человека содержится всего 75-150 мг элемента. Более половины всего вещества концентрируется в мозге и печени и чуть менее 50% распространены по всем мышцам и костному скелету. Нехватка меди

способна вызвать серьезные нарушения в работе всего организма, а также некоторые болезни.

В организм медь поступает в основном с пищей. В некоторых овощах и фруктах содержится от 30 до 230 мг/г меди. Много меди содержится в бобовых, капусте, картофеле, крапиве, кукурузе, моркови, шпинате, яблоках, какао-бобах, однако более всего богаты медью морепродукты (раки, рыба). Термическая обработка практически не влияет на количество меди в продуктах [5].

Однако, считаем, что наиболее опасным фактором для здоровья человека может стать переизбыток меди в организме. Признаки отравления медью:

- ухудшение памяти, бессонница, нервозное состояние;

- функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница);

- может проявляться "медная лихорадка" (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах);

- воздействие пыли и окиси меди может приводить к слезотечению, раздражению конъюнктивы и слизистых оболочек, чиханию, жжению в зеве, головной боли, слабости, болям в мышцах, желудочно-кишечным расстройствам;

- нарушения функций печени и почек;

- поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова);

- аллергодерматозы;

- увеличение риска развития атеросклероза;

- гемолиз эритроцитов, появление гемоглобина в моче, анемия [6].

При отравлении большим количеством меди рекомендуется принимать молочные продукты, которые сами по себе очень бедны медью и способны ее выводить из организма. Также используют диетотерапию, гепатопротекторы, желчегонные средства, БАДП и препараты, содержащие цинк, бор, молибден. В случаях выраженной интоксикации применяют комплексообразователи (Б-пеницилламин, купренил, металкоптаза и др.) [4].

Проведем анализ содержания меди в природной воде в районе водозаборов города Таганрога. В качестве основы исследования используются данные, полученные в результате наблюдений за гидрохимическим состоянием водной среды Федеральным государственным бюджетным учреждением «Информационно-аналитический центр по водопользованию и мониторингу Азовского моря».

Таганрогский водоканал имеет основное место водозабора в районе х. Рогожкино в устье реки Дон (рукав Кутерьма) и дополнительное из реки Миус с районе с. Троицкое [5]. Сравнение концентраций марганца осуществляется с установленными в Российской Федерации ПДК для поверхностных (речных вод) - составляет 0,001 мг/дм (Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. Утверждены приказом от 18.01.2010 г. № 20 Федерального агентства по рыболовству).

Рассмотрим динамику изменения концентраций меди в районе городских водозаборов города Таганрога.

Как видно из диаграммы, концентрации тяжелого металла в воде значительно превышают предельно допустимые концентрации, установленные для речных вод водоемов рыбохозяйственного назначения. В реке Миус - в среднем от двух до пяти раз, только во второй половине 2014 года наблюдаются два пика - 15 ПДК и 27 ПДК; в реке Дон от двух до десяти

:

раз и даже выше. Это говорит в первую очередь о том, что при столь высоком содержании меди в воде будет происходить накапливание элемента в водной флоре (водоросли, камыши) и речных обитателях водоемов.

0,03

0,025

-Н? 0,02

0,015

0,01

0,005

сц х к ш ор^ сц х к ш ор^ сц х к ш ор^ сц х к ш ор^ сц х к ш ор^ сц х к ш ор^ сц х к т ор^ сц х к т ор^ сц х к т ор^ сц х к т ор^ сц ГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГООФОХГОГОО

Рис. 1. Динамика концентрации меди в речных водах в районе х. Рогожкино (рукав Кутерьма устья р. Дон) и в районе водозабора у с. Троицкое (р. Миус) за период 2006-2016 годы (Информационный бюллетень о состоянии водных объектов, дна, берегов водных объектов, их морфометрических особенностей, водоохранных зон водных объектов, количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов, состояния водохозяйственных систем, в том числе гидротехнических сооружений по зоне деятельности ФГУ «АЗОВМОРИНФОРМЦЕНТР» за 2016 год) Количество поступающей в город питьевой воды из основного водозабора в р. Дон составляет ~ 70% от общего объема воды, соответственно из р. Миус поступает около 30% объема питьевой воды; каждый год соотношение изменяется незначительно. В соответствии с этим соотношением на рис. 2 изображен график динамики средневзешенных концентраций меди, поступающих в городской водопровод.

Также на концентрации меди на Таганрогском заливе и устьевой части р. Дон, где находится основной городской водозабор оказывают

0

:

существенное влияние сгонно-нагонные явления, при которых концентрации меди в воде увеличиваются за счет взмучивания донных отложений и перехода загрязняющих веществ из донных отложений в воду [7, 8].

Рис. 2. Динамика средневзвешенных концентраций меди, поступающих в

водопровод г. Таганрога Известно, что наиболее частой причиной смерти являются сердечнососудистые заболевания, при этом в городе Таганроге зарегистрированы самые высокие показатели смертности от данных заболеваний на территории Ростовской области, уровень смертности превышает среднеобластной в 1,21,3 раза (Доклад о состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения за 2014 г. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения, Управление федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области»). В среднем около 60% населения города умирает по причине болезней системы кровообращения (Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения города Таганрога в 2014 году» филиал федерального бюджетного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской

области» в городе Таганроге). Среди развитых стран Россия лидирует по данному показателю.

Сравним эти результаты со статистикой смертности населения города по причине сердечно-сосудистых заболеваний. Данная статистика приводится из государственного доклада «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения города Таганрога» за 2014 год филиала федерального бюджетного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области», в докладе указана и статистика за предыдущие пять лет, то есть можно проанализировать данные за период 2009-2014 гг.

Таблица 1

Статистика смертности населения по причине болезней системы

кровообращения

Год Количество умерших в среднем мужчин и женщин (в значениях по количеству на 1000 человек) для города Таганрога

2009 10,61

2010 10,05

2011 10,11

2012 9,98

2013 10,34

2014 10,75

На рис. 3 приведена статистка смертности населения города Таганрога в зависимости от содержания меди в природной воде, поступающей в городской водопровод, динамика смертности приведены в среднем для мужчин и женщин в значениях по количеству на 1000 человек для города Таганрога, концентрации меди рассчитаны по данным гидрохимических анализов проб природной воды в районах обоих водозаборов города Таганрога средневзвешено по поступлению в городской водопровод. По оси Х - концентрация меди, мг/куб. дм.

Зависимость смертности населения по причине сердечно-сосудистых заболеваний от концентрации

меди в воде

9,90 0,002

10,75

1< 61

_____________ ___________

10,34,^ -----

_______ _____________ -------

1П П' 10,1 1

10,0.

М 9 98

Рис. 3. Зависимость смертности населения по причине сердечнососудистых заболеваний от концентрации меди в воде

Очевидно, что при увеличении концентрации меди в природной воде существует тенденция увеличения смертности по причине сердечнососудистых заболеваний [9]. Исключение составляет первый пик смертности при минимальной в рассматриваемом периоде концентрации меди. Это объясняется тем, что в малом количестве медь оказывает полезное, даже профилактическое воздействие на сердечно-сосудистую систему человека, и при малых концентрациях ее в природной воде смертность также высока, как и при высоких.

Также нельзя забывать и об эффекте накопления тяжелых металлов в организмах последующих трофических уровней, в частности в раках и рыбе, активно используемых в пищу населением [10], таким образом, поступающие в организм человека концентрации меди превышают концентрации меди в воде в десятки раз [11].

10,80

10,70

10,60

10,50

10,40

10,30

10,20

10,10

10,00

0,003

0,004

0,005

0,007

0,008

0,009

0,01

0,011

Литература

1. Вишневецкий В.Ю., Попружный В.М. Оценка влияния качества природной воды в районах водозаборов города Таганрога на сердечнососудистые заболевания населения // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3958.

2. Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И. Питьевая вода и здоровье человека: проблемы, направления и методика исследования. Мелиорация и водное хозяйство. 1998. - № 3. - с. 58-60.

3. Pearce D., Turner K., Bateman I. Environmental Economics. An Elementary Introduction. - Baltimore, 1993, pp. 186-189.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Нестерова А.В. Лечебное питание при сердечно-сосудистых заболеваниях, 2008 г., г. Москва, Издательство «Вече», 190 с.

5. Вишневецкий В.Ю., Попружный В.М. Оценка качества воды в районах водозаборов города Таганрога по гидрохимическим показателям // Инженерный вестник Дона. 2014. № 4-2. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2014/2641.

6. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А. и др. М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002. - 408 с.

7. Вишневецкий В.Ю., Попружный В.М. Влияние сезонных сгонно-нагонных явлений на экологическое состояние Таганрогского залива Азовского моря // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3957.

8. Вишневецкий В.Ю., Попружный В.М. Оценка содержания меди в воде и донных отложениях Азовского моря. Известия ЮФУ. Технические науки. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2010. - №9 (110). - С. 117-122.

9. Вишневецкий В.Ю., Попружный В.М. Профилактика заболеваний человека, возникающих вследствие негативного воздействия загрязненных

природных вод. «Медицинские информационные системы» МИС-2016: сборник трудов XIV Всероссийской научно-технической конференции / Южный федеральный университет. - Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2016.

- С.243-254.

10. Seoa J.-Y., Kimb M., Limc H.-S., at all. The macrofaunal communities in the shallow subtidal areas for the first 3 years after the Hebei Spirit oil spill // Marine Pollution Bulletin, 2014. -V. 82. - № 1-2. - pp. 208-220.

11. Вишневецкий В.Ю., Ледяева В.С. Определение влияния тяжелых металлов на организм человека // Инновации и перспективы медицинских информационных систем. Тезисы трудов молодежной школы-семинара. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2013. - С. 88-94.

References

1. Vishneveckij V.Ju., Popruzhnyj V.M. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2016. №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3958.

2. Rahmanin Ju.A., Mihajlova R.I. Melioracija i vodnoe hozjajstvo. 1998. № 3. pp. 58-60.

3. Pearce D., Turner K., Bateman I. Environmental Economics. An Elementary Introduction. Baltimore, 1993, pp. 186-189.

4. Nesterova A.V. Lechebnoe pitanie pri serdechno-sosudistyh zabolevanijah [Clinical nutrition in cardiovascular diseases], 2008 g., g. Moskva, Izdatel'stvo «Veche», 190 p.

5. Vishneveckij V.Ju., Popruzhnyj V.M. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2014. №4 part 2 URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p2y2014/2641.

6. Osnovy ocenki riska dlja zdorov'ja naselenija pri vozdejstvii himicheskih veshhestv, zagrjaznjajushhih okruzhajushhuju sredu [Principles of risk assessment for public health when exposed to chemicals that pollute the environment]. Onishhenko G.G., Novikov S.M., Rahmanin Ju.A. i dr. M.: NII JeCh i GOS, 2002.

- 408 p.

7. Vishneveckij V.Ju., Popruzhnyj V.M. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2016. №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3957.

8. Vishneveckij V.Ju., Popruzhnyj V.M. Izvestija JuFU. Tehnicheskie nauki. Taganrog: Izd-vo TTI JuFU, 2010. №9 (110). pp. 117-122.

9. Vishnevetskiy V.Yu., Popruzhnyiy V.M. «Meditsinskie informatsionnyie sistemyi» MIS-2016: sbornik trudov XIV Vserossiyskoy nauchno-tehnicheskoy konferentsii. Yuzhnyiy federalnyiy universitet. Rostov-na-Donu: Izd-vo YuFU, 2016. pp.243-254.

10. Seoa J.-Y., Kimb M., Limc H.-S., at all. The macrofaunal communities in the shallow subtidal areas for the first 3 years after the Hebei Spirit oil spill. Marine Pollution Bulletin, 2014. V. 82. № 1-2. pp. 208-220.

11. Vishnevetskiy V.Yu., Ledyaeva V.S. Innovatsii i perspektivyi meditsinskih informatsionnyih sistem. Tezisyi trudov molodezhnoy shkolyi-seminara. Rostov-na-Donu: Izd-vo YuFU, 2013. pp. 88-94.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.