Эссенциальные элементы в питьевых пресных подземных водах субрегионов Западно-Сибирского мегабассейна

В настоящее время наиболее остро стоит вопрос качества питьевой воды, неудовлетворительное состояние которой напрямую связано с эндемиями человека. Бесперебойное обеспечение населения доброкачественной водой продолжает оставаться одним из важнейших факторов санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

Фармакологическое воздействие ионно-солевого и микрокомпонентного состава подземных вод было известно в глубокой древности (Плиний мл, Аристотель, М.В. Ломоносов). Однако в современную эпоху прорывом и большую гласность в данной области можно считать организацию и проведение 17-18 апреля 2013 года первой Киевской международной научной конференции «Научные и методологические основы медицинской геологии», в которой приняли участие и авторы статьи [5].

В данной статье уделяется особое внимание таким эссенциальным элементам как железо и марганец.

Если сравнивать качество пресных питьевых подземных вод Тобольского, Средне-Обского и Тазовско-го бассейнов стока Западно-Сибирского мегабассейна (ЗСМБ), то наглядно можно увидеть разницу в отклонениях от норм стандартов (табл. 1). Далее в статье изучаемые бассейны стока будут рассматриваться как субрегионы.

Автором статьи проанализорованы статистические показатели зарегистрированных различных заболеваний в изучаемых субрегионах на 100 000 всего населения. Данные заболевания выбраны не зря, т.к. они напрямую зависят от избытка железа и марганца в питьевой пресной воде.

Таблица 1

Показатель	Нормы СанПин 2.1.4.1074-01	Тюменский район [3]	ХМАО [4]	ЯНАО [2]	Заболеваемость
Железо, мг/дм3	1	2,5 : 15,9	0,1-8,2	0,04-6,5	утомляемость, слабость, зуд, шелушение кожных покровов, сухость и пигментация кожи. Избыток железа в организме способствует ослаблению иммунитета, развитию заболеваний крови и желудочно-кишечного тракта, печени, подкожной клетчатки
Марганец, мг/дм3	0,1	0,31 : 0,8	0,03-1,53	0,01-2,17	достоверная связь между повышением допустимого уровня марганца и увеличением числа болезней костно-мышечной и мочеполовой систем

Таблица 2

Заболевание	Тюменская область	ХМАО	ЯНАО
Анемия	429,4	355,2	636,1
Болезни нервной системы	1514,8	1847,1	2415,0
Болезни системы кровообращения	2608,4	2358,9	2469,1
Болезни органов пищеварения	2079,9	3597,0	10541,3
Болезни желчного пузыря,желчевыводящих путей	320,7	587,2	531,7
Болезни поджелудочной железы	133,4	146,1	157,1
Болезни печени	40,6	74,3	107,1
Болезни кожи и подкожной клетчатки	4472,8	5656,8	5473,8
Почечная недостаточность	2,8	2,8	6,6
Мочекаменная болезнь	100,4	218,3	285,4
Болезни мочеполовой системы	4703,9	6880,7	9361,7

Таблица 3

элемент	Студенты			биологически допустимый уровень хим. элементов в волосах здоровых лиц (18-65 лет)
	M±m	Mе	25↔75	25↔75
юноши
железо	30,81±3,11	21,59	19,62↔38,76	11↔24
марганец	1,64±0,23	1,21	0,92↔1,93	0,32↔1,13
девушки
железо	25,41±3,56	17,38	14,23↔27,94	11↔24
марганец	1,72±0,61	1,35	0,96↔2,32	0,32↔1,13

Сравнительная характеристика качества пресных питьевых подземныхьвод атлым-новомихайловского водоносного комплекса

Сатистические показатели зарегистрированных различных заболеваний в изучаемых районах по состоянию на 2013 год на 100000 всего населения [8]

Концентрация железа и марганца в волосах студентов

Сургутского государственного педагогического университета (мкг/г)

Исследования, проведенные Сорокун И.В., Кор-чиной Н.Е. показали явное превышение концентрации в волосах представителей населения Севера железа и марганца В настоящее время значительная часть территории России, в том числе Ханты-Мансийский автономный округ (ХМАО), не затронута исследованиями, направленными на установление элементного статуса населения.

Индивидуальные величины концентрации железа в волосах превышены у 15 (33,3%) юношей, а у 4 (8,9%) – был выявлен избыток 3-4 степени.

У девушек превышение от нормальных величин было зафиксировано у 19 (31,1%), из которых у 14

(23,0%) избыток 3-4 степени. Недостаток 1-2 степени железа незначителен и был обнаружен у 4 (6,6%).

Избыточное содержание данного эссенциального микроэлемента оказалось характерным для 23 (51,1%) юношей, из которых превышение 3-4 степени зарегистрировано у 20 (44,4%) лиц, не наблюдалось случаев недостаточной концентрации марганца в волосах у представителей данной группы.

Повышенное содержание Mn в волосах девушек обнаружено почти у всех исследуемых (только у 2 девушек концентрация соответствует норме), причем у 52 (85,2%) избыток составляет 3-4 степень.

Как уже указывалось в ряде работ [1, 5] гидрогео-химической особенностью Западно-Сибирского мега- бассейна является высокое содержание железа. Обогащение подземных вод железом происходит как вследствие выщелачивания и растворения железистых минералов и пород, содержащих железо в рассеянном виде, так и в результате протекания обменных реакций. Интенсивность поступления железа из горных пород и минералов в природные воды находится в тесной зависимости, прежде всего от физико-химических свойств среды, вещественного состава природных вод, гидродинамических условий подземных вод, что определяет время нахождения их в контакте с железосодержащими минералами и породами до установления химического равновесия между раствором и твердой фазой. Преобладающими геохимическими типами железосодержащих подземных вод являются бескисло-родно-бессульфидные безнапорные и субнапорные пресные подземные воды, на большей части территории, покрытые почти сплошным плащом обводненных торфяников. Это обусловливает исчезновение в водоносных горизонтах кислорода, установление низких (+100÷=250 мВ) положительных значений Eh.

При избыточном поступлении в организм человека железа происходит его куммуляция в тканях и органах. У человека появляется утомляемость, слабость, зуд, шелушение кожных покровов, сухость и пигментация кожи. Избыток железа в организме способствует ослаблению иммунитета, развитию заболеваний крови и желудочно-кишечного тракта, печени, подкожной клетчатки.

Так, например, наибольшее количество больных анемией на 100 000 всего населения отмечено в районе ЯНАО (636,1), как и по заболеваниям печени 107,1 (табл. 2), по заболеваниям подкожной клетчатки с небольшим отрывом зарегистрировано в ХМАО – 5656,8. Тюменская область стоит на втором месте по заболеваемости анемией (429,4). Еще в 1993 году было отмечено, что если число людей болезнями кроветворных органов в России взять за 100 %, количество таких больных в районах разработки крупных нефтяных и газовых месторождений больше среднероссийских на 25-103% [7].

Распространенность марганца, как и железа, в субрегионе очень широкая, что связано с преимущественно слабоглеевыми и глеевыми условиями среды, высокими концентрациями углекислоты и органических веществ гумусового ряда в пресных подземных водах и соответственно активным углекислотным и кислым органическим выветриванием пород. Содержание марганца в пресных подземных водах часто превышает ПДК (0,1 мг/л), достигая нескольких мг/л – максимум 10 мг/л [6].

На отдельных участках субрегиона в слабощелочной среде, в окислительных, слабоглеевых и глеевых условиях среды достаточно энергично мигрирует марганец. Избыток марганца в организме может привести к тяжелейшему заболеванию – болезни Паркинсона. В настоящее время установлена достоверная связь между повышением допустимого уровня марганца и увеличением числа болезней костно-мышечной и мочеполовой систем (на территории ЯНАО наблюдается (табл. 2) наибольшее число людей с заболеваниями мочеполовой системы (9361,7)).

Превышение норм ПДК марганца также приводит к осложнениям беременности и родов, способствуют развитию аллергических реакций, болезней кожи, увеличивают риск развития болезней крови.

Лидирующее место по болезням органов пищеварения по-прежнему приходится на территорию ЯНАО – 10541,3 (табл. 2).

Качество питьевой воды является одним из основных факторов геологической среды, имеющее корреляционную зависимость с различными эндемиями у людей. Проведенные нами исследования показывают, что качество химического состава питьевых пресных подземных вод при несоответствии СанПиН оказывает пагубное воздействие на состояние здоровья населения того или иного изучаемого района. Зная источники воздействия на качество питьевых вод, можно своевременно рекомендовать соответствующую водоподготовку, снижая риск заболеваний.