Гигиеническая оценка загрязнения почвы радионуклидами, тяжелыми металлами и его влияние на здоровье населения региона ядерного полигона Азгир

УДК 614.727.76:616-056.22(574.12)


На правах рукописи


Кожахметов Нысангали Батталович

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ РАДИОНУКЛИДАМИ, ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ РЕГИОНА ЯДЕРНОГО ПОЛИГОНА

«АЗГЫР»

14.00.07 - гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

г. Алматы, 2007


Работа выполнена в Казахском национальном медицинском университете им. С.Д. Асфендиярова

Научный руководитель                                   доктор медицинских наук,

профессор Кенесариев У.И.

Научный консультант                                      доктор медицинских наук,

профессор Бекмагамбетова Ж. Д.


Официальные оппоненты:


доктор медицинских наук, профессор Тажибаев Ш.С.

доктор медицинских наук, профессор Козловский В. А.


Ведущая организация:                                      Карагандинская государственная

медицинская академия

Защита состоится «07» декабря 2007 года в 1500 часов на заседании Объединенного диссертационного совета ОД 53.28.01 при Казахской академии питания по адресу: г. Алматы, ул. Клочкова, 66

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахской академии питания

Автореферат разослан «______ »_____________ 2007 г.

Ученый секретарь

Объединенного диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор                                             Багрянцева О.В.


Введение

Актуальность проблемы.

Проблеме влияния антропогенных химических, физических и других факторов окружающей среды на организм человека к настоящему моменту посвящены многочисленные исследования [Кириллов В.Ф. и соавт.,2003; Онищенко Г.Г., 2003; Тулебаев Р.К., Слажнева Т.И., Кенесариев У.И., Белоног А.А. и соавт., 2004; Муминов Т.А., Неменко Б.А., 2005 и другие]. В связи с деятельностью человека, масштабы и интенсивность которой с каждым годом возрастают, негативные процессы происходят и в почвенном покрове на некоторых территориях Казахстана [Жансерикова А.Ж., 1998; Киргизбаева А. А., 2006]. Как известно, чрезмерная кумуляция в почве токсических веществ, способствует их поступлению в организм человека миграционно-водным, миграционно-воздушным и транслокационным путями [Бельгибаев М.Е., Джаланкузов Т.Д., Ишанкулов М.Ш. и соавт., 1993].

Одним из источников загрязнения почвы являются ядерные испытания, которые на территории нашей страны проводились в течение нескольких десятилетий. Однако если проблеме последствий функционирования Семипалатинского испытательного ядерного полигона (СИЯП) для окружающей среды и здоровья населения посвящено значительное количество научных работ, то в этом отношении полигон «Азгыр», который расположен на территории Курмангазинского района Атырауской области, практически не изучен. До настоящего времени не проводилось комплексных научных исследований с целью оценки последствий «мирных» ядерных взрывов, произведенных на этом полигоне с 1966 г. по 1979 г., для почвенного покрова и здоровья населения региона полигона «Азгыр». Единичная работа, посвященная проблеме состояния здоровья жителей данного региона, с гигиенических позиций глубоко не рассматривает антропогенные радиационные и химические риск-факторы, связанные с деятельностью полигона, хотя и свидетельствует о роли экологического неблагополучия в формировании иммунологической недостаточности у населения [Битанова Э.Ж., 2005].

Актуальность данного исследования возрастает в связи с тем, что по количеству «мирных ядерных взрывов» (МЯВ) второе место, после России, занимает Казахстан, где их осуществлено 39 [Василенко О.И., 2004]. Однако большинство из них (17 взрывов) с различной целью (отработка ядерно-взрывной технологии, получение трансплутониевых элементов и др.) было проведено на полигоне «Азгыр», а остальные на СИЯП и других полигонах республики, что не могло не отразиться на качестве почвы - одного из важнейших объектов окружающей среды, и радиационной обстановке в регионе.

Антропогенная нагрузка на почвенный покров региона полигона «Азгыр», помимо многочисленных ядерных взрывов, усиливалась использованием некоторых подземных полостей объемом до 240 тыс. м , образовавшихся после испытаний и существующих более двадцати лет, для


захоронения различных военно-технических отходов, в том числе и радиоактивных. Данная ситуация также являлась дополнительным фактором риска для состояния здоровья населения, особенно при использовании им в питании местной сельскохозяйственной продукции растительного и животного происхождения, поскольку в последнее десятилетие территория атомных площадок не контролировалась и была доступна не только для жителей близлежащих населенных пунктов, но и для домашних животных.

Результаты исследования актуальны как в теоретическом, так и в практическом плане. Они позволяют оценить радиационную ситуацию в регионе, установить закономерности формирования качества почвы в связи с деятельностью полигона «Азгыр» и степень загрязнения почвы токсическими элементами антропогенного происхождения. На основании полученных данных выявлена и установлена взаимосвязь экологических факторов риска с заболеваемостью населения и разработан комплекс практических рекомендаций, направленных на улучшение состояния почвы и здоровья сельских жителей региона полигона.

Цель исследования: Гигиеническая оценка радиационного и химического загрязнения почвы региона ядерного полигона «Азгыр» и его влияние на здоровье населения.

Задачи исследования:

1. Гигиеническая оценка радиационной ситуации на территории атомных площадок и населенных пунктов региона полигона «Азгыр».

2. Установление степени загрязнения почвы территорий атомных площадок и населенных пунктов, прилегающих к ядерному полигону, антропогенными радионуклидами.

3. Гигиеническая оценка загрязнения почвы территории атомных площадок и населенных пунктов региона полигона «Азгыр» тяжелыми металлами.

4.    Гигиеническая оценка заболеваемости населения региона ядерного
полигона «Азгыр» и выявление сочетанных радиационных, а также химических
факторов риска для его здоровья.

5.  Разработать комплекс мер, направленных на улучшение качества почвы
региона полигона «Азгыр» и состояния здоровья населения, проживающего
вблизи полигона.

Научная новизна работы.

Впервые проведено комплексное гигиеническое исследование и дана оценка загрязнению почвы территории ядерного полигона «Азгыр» и прилегающих к нему сельских населенных мест радионуклидами и тяжелыми металлами.

Впервые дана оценка радиационной ситуации в сельских округах вблизи полигона «Азгыр» с учетом природно-климатических факторов региона и установлены реконструированные расчетные дозовые нагрузки на их жителей.

Впервые в регионе полигона «Азгыр» выявлена закономерность накопления в почве радионуклидов антропогенного и природного происхождения в зависимости от ее гранулометрического состава и глубины (слоя).

Впервые обоснован как фактор риска для здоровья населения данного региона транслокационный путь поступления токсикантов в организм человека.


Впервые выявлены корреляционные связи опосредованного влияния радионуклидного и химического загрязнения почвы в регионе полигона «Азгыр» на показатели заболеваемости населения по ряду классов болезней.

Положения, выносимые на защиту:

1. Гигиеническая оценка последствий многочисленных ядерных взрывов на
полигоне «Азгыр» позволила установить неблагоприятную радиационную
обстановку на атомных площадках и близлежащих сельских населенных
пунктах, а также выявить закономерности загрязнения почвы этих территорий
антропогенными радионуклидами и тяжелыми металлами.

2. Важнейшим фактором риска в формировании здоровья населения, проживающего в регионе полигона «Азгыр», является транслокационный путь поступления токсикантов из почвы в организм человека.

3. Уровень и структура заболеваемости населения региона полигона «Азгыр» имеет причинно-следственную связь с характером антропогенного загрязнения почвы, выявление которой может являться обоснованием для проведения целенаправленных мероприятий по улучшению состояния почвы и здоровья сельских жителей.

Апробация практических результатов.

Основные положения и результаты исследования доложены и обсуждены на: 7-ой Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности» (г. Алматы, 2005 г.); Научно-практической конференции, посвященной 45-летию образования Кокшетауского университета им. Ш. Уалиханова (г. Кокшетау, 2007 г.); Научно-теоретической конференции, посвященной 50-летию КазГАТУ им. С.Сейфуллина «Сейфуллинские чтения-3» (г. Астана, 2007г.); Международной научной конференции молодых ученых, студентов и школьников «Сатпаевская чтения 7» (г. Павлодар, 2007 г.); Семинаре-совещании «О реализации Законов РК: «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», «О радиационной безопасности населения» (г. Тараз, 30.03.2007 г.); заседании кафедры общей гигиены и экологии КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова (г. Алматы, 27.04.2007г., протокол №12 ); заседании научно-проблемной комиссии «Научные основы мониторинга «Окружающая среда и здоровье населения в отдельных регионах республики Казахстан» КазНМУ им. С.Д. Асфендиярова (г. Алматы, 08.06.2007г., протокол № 11); заседании Апробационного совета Казахской академии питания (г. Алматы, 10.07.2007г., протокол № 16).

Практическая значимость работы.

В результате комплексного гигиенического исследования в регионе полигона «Азгыр» определена степень загрязнения почвы приоритетными токсикантами. Выявлены закономерности формирования сочетанных радиационных, а также химических факторов риска для здоровья населения, проживающего вблизи проведения многочисленных ядерных взрывов, определены истинные показатели состояния здоровья населения и их взаимосвязь с вредными антропогенными факторами почвы.

На основании проведенных исследований разработаны практические рекомендации, направленные на охрану окружающей среды, снижение риска


распространения антропогенных радионуклидов и тяжелых металлов из загрязненной почвы по «пищевым цепочкам» в организм домашних животных и человека и, тем самым, на уменьшение негативного влияния факторов полигона на здоровье населения.

Разработанные рекомендации приняты для внедрения Атырауским областным Департаментом государственного санэпиднадзора (справка № 22-4-1141 от 30.04.07) и Атырауским областным территориальным управлением ООС (справка № 7/2841 от 23.04.07).

Материалы исследований используются для проведения лекционных и практических занятий на кафедре общей гигиены и экологии Казахского национального медицинского университета им. С.Д. Асфендиярова по «Медицинской экологии» и «Радиационной гигиене» (справка № 647-01-15 от 16.04.07).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 5-в периодических изданиях, рекомендованных Комитетом по надзору и аттестации в сфере образования и науки РК, и 4-в сборниках материалов конференций.

Связь работы с другими НИР, государственными и международными программами. Настоящее исследование выполнено в рамках фрагмента «Комплексная гигиеническая оценка качества объектов окружающей среды и здоровья населения в регионе полигона «Азгыр» научной программы по гранту Фонда науки НАН РК: «Разработка научных основ новых методов диагностики и лечения наиболее тяжелых заболеваний, их выявление в экологически неблагополучных регионах Казахстана» (Ф.275, № ГР 0103РК00139).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 122 страницах компьютерной печати, состоит из введения, обзора источников литературы, раздела, посвященного материалам и методам исследования, 3-х разделов собственных исследований, заключения с выводами, списка использованных источников, включающего 225 наименований, в том числе 28 на иностранных языках. Диссертация иллюстрирована 35 таблицами и 15 рисунками, содержит приложения, включающие 15 таблиц.

Основная часть Материалы и методы исследования.

Объектом исследований были Балкудукский и Суюндукский сельские округа Курмангазинского района Атырауской области, расположенные вблизи ядерного полигона «Азгыр», с пп. Балкудук, Азгыр, Асан, Коныртерек, Суюндук, Батырбек, Жалгызапан, Уштаган. Общее количество жителей двух округов составило 9215 человек, из которых лиц мужского пола - 4640 (50,4%), женского - 4575 (49,6%) человек. Удельный вес детского населения из общего количества составил 29,3 %.

Контрольным населенным пунктом был выбран п. Ганюшкино того же района, однако находящийся вне зоны влияния ядерного полигона «Азгыр», на расстоянии около 200 км от его границ, с численностью населения 13753 человека.


Объем проведенных исследований и использованные методы представлены в таблице 1.


Подпись: Количество проб и
элементоопределений
радио- тяжелые
нуклиды*	металлы*
Таблица 1 - Объекты, объем и методы исследования Объект исследования


Метод исследования



Почва вблизи атомных

технологических

площадок

58/406

58/348

Почва населенных пунктов

55/330

55/385

Дикорастущая растительность

60/420

60/360


Атомно-абсорбционный,

газожидкостная

хроматография,

фотоколориметрический,

радиохимический,

радиометрический,

у- и в -спектроме-трический,

гранулометрия почвы.


Биоматериал от животных (молоко)

50/310

50/290

Радиационный фон

210 измерений

Мощность экспозиционной дозы


Повторяемость


Климатогеографическая характеристика________________

Ежемесячные данные Ретроспективный анализ


направлений ветра Средняя скорость ветра

Температура атмосферного воздуха Относительная влажность Осадки

за 2000-2003гг. - 400

показателей Ежемесячные данные

за 2000-2003гг. - 72

показателя

Здоровье населения

данных

Гидрометеослужбы


Показатели общей заболеваемости населения по данным обращаемости согласно МКБ-Х

Показатели

заболеваемости населения по данным углубленных медицинских осмотров


2002 г.-2004 г.

2002 г.-2004 г.


Статистический метод,
ретроспективный анализ по
данным действующих
информационных систем
здравоохранения, по данным
годовых отчетов
областного и районных
управлений здравоохра-
нения; отчетов облстат-
управления; данных
областных и районных
Госсанэпиднадзора, больниц
(Ф.12, Ф.25/у). '______________


Продолжение таблицы 1


Подпись: Возрастно-половая структура населения

2002 г.-2003 г

Комплексный медосмотр населения с участием врачей различных спе­циальностей, анкетный опрос контингентов больных. Многофакторный

математический анализ______

Примечание - * количество проб/количество элементоопределений

В   работе                   использовали   действующие   гигиенические   стандарты и

утвержденные                                    нормативные документы МЗ РК и МООС РК: «Нормы

радиационной                  безопасности    (НРБ-99),    СП    2.6.1.758-99; «Санитарно-

гигиенические                  требования  по  обеспечению  радиационной безопасности».

Санитарные правила и нормы № 5.01030.03; СанПиН № 4.01.071.03 РК

«Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов»; «Нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ, вредных микроорганизмов и других биологических веществ, загрязняющих почву», в том числе «Оценочные показатели санитарного состояния почвы населенных мест», 2004 г.

Наши исследования проводились в рамках фундаментальной научной программы (Ф.275), в соответствии с Указом Президента РК «О государственной программе «Здоровье народа» и постановлением Правительства РК «Об утверждении Национального плана действий по гигиене окружающей среды РК».

С этой целью в составе совместных полевых экспедиций с сотрудниками НПП «Гамма», Республиканской СЭС (отдел радиационной гигиены) и кафедры общей гигиены и экологии КазНМУ были определены географические координаты мест, где на каждом ключевом участке с помощью полевых дозиметров определялся уровень естественного радиационного фона. Далее в выбранной точке забора почвы методом альфа-, бета- и гамма-дозиметрии определялась мощность экспозиционной дозы (МЭД) приборами СРП-88Н и PDR-77, диапазон измерений которых от 0,1 до 30 мк3в/час и от 0,1 до 103 Зв/час соответственно, погрешность измерений приборов составляла 15% и выше в зависимости от величины измеряемой мощности дозы.

Отбор образцов почвы проводился с глубины до 20 см, в соответствии с требованиями действующих нормативных документов методом «конверта» в 3­5 точках. На этих же участках проводился отбор проб дикорастущей растительности (полынь, разнотравье), а в населенных пунктах - корнеплодов (картофеля), коровьего молока.

Гранулометрический состав почвы определяли с помощью набора специальных металлических сит с отверстиями от 0,05 мм до 2,0 мм, с последующим взвешиванием каждой почвенной фракции на технических весах


и вычисления процентной доли к общей навеске почвы.

Радионуклиды в пробах объектов среды определялись в лаборатории радиационного отдела Республиканской СЭС. В работе были использованы высокочувствительные на базе ПК сцинтилляционный у- и в-спектрометрический комплексы с детектором на основе кристаллов Nal, Т1 со специальным программным обеспечением «Прогресс».

Интегральные дозы внешнего гамма-облучения населения региона полигона «Азгыр» определяли ЭПР-дозиметрическим методом с использованием спектрометра типа ИРЭС-1001.

Определение приоритетных тяжелых металлов в почве и в вышеперечисленных объектах среды проводилось атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре ААБ-1.

Гигиеническая оценка загрязнения почв изучаемого региона тяжелыми металлами проводилась по интегральным показателям согласно существующей методике [Грановский Э.И., Снытин И.А., 1994]. Степень опасности загрязнения почвы определялась в зависимости от кратности превышения ПДК концентраций экзогенных химических элементов в почве, согласно «Оценочным показателям санитарного состояния почвы населенных мест», 2004. Степень накопления токсикантов в кормах для животных и растительных продуктах питания человека оценивали по коэффициенту транслокации (Крансл.), [Неменко Б.А., 1988].

Состояние здоровья населения изучали по показателям общей заболеваемости на основе данных обращаемости в медицинские учреждения. (Ф.12, Ф. 25/у). На всех лиц, включенных в выборочную совокупность, были заполнены специально разработанные на кафедре общей гигиены и экологии КазНМУ «Карты по лицевого учета больных», которая включала, кроме анкетных данных, район, время проживания в изучаемом районе и другие необходимые для анализа сведения. Данная карта была зашифрована согласно МКБ-Х.

С целью установления «истинного» уровня распространенности хронических заболеваний среди жителей изучаемых сельских округов нами в составе комплексной медицинской бригады были проведены углубленные медицинские осмотры. Охват населения медицинскими осмотрами составил около 11% выбранного контингента.

Разработка и сводка всех полученных данных проводилась на основе созданной для компьютерных программ базы данных. После статистической обработки при помощи программы Statistica для Windows, все полученные данные с помощью пакета прикладных программ Microsoft Office оформлялись в виде таблиц, графиков и рисунков.

Для оценки достоверности различий данных, полученных по региону полигона и контрольному поселку, определялся t-критерий Стьюдента. Проводилось вычисление среднегодовых интенсивных и экстенсивных показателей заболеваемости.

Для выявления причинно-следственной связи уровня загрязнения почвы и заболеваемости населения в работе был использован пакет «Анализ данных», с


помощью которого проводились регрессионная статистика и дисперсионный анализ, определялись коэффициенты регрессии с их статистической характеристикой (стандартная ошибка, t-статистика, Р-значение) и осуществлялся корреляционно-регрессионный анализ с помощью уравнения линейной множественной регрессии.

Основные результаты выполненной работы.

В период проведения ядерных взрывов на полигоне «Азгыр» мощностью от 1,1 кт до 103 кт произошел значительный суммарный выброс радиоактивных аэрозолей (3х37 ГБк -5,4х106х37 ГБк), продолжавшийся от нескольких дней до 11 месяцев. С учетом того, что в регионе полигона преобладающими направлениями ветра являются восточное, северо-восточное и юго-восточное (11,0% - 12,0%), более всего могли пострадать территории, а также жители населенных пунктов, находящихся в северо-западном, западном и юго-западном от атомных площадок направлениях, однако по «розе ветров» не исключается влияние факторов полигона на поселки, находящиеся и в восточном от него направлениях. Многочисленные ядерные взрывы на полигоне способствовали проседанию грунта в некоторых местах и образованию полостей и воронок радиусом до 300 м и глубиной до 35-40 м.


Несмотря на ранее проведенные дезактивационные и рекультивационные работы неблагоприятная радиационная обстановка на территории атомных площадок сохраняется и до настоящего времени: нами в ходе исследований выявлены отдельные пятна загрязнений диаметром около 0,5 м - 1,0 м, где МЭД колеблется в больших пределах в зависимости от точек замера; наибольшая кратность превышения естественного радиационного фона наблюдалась на территории площадок А-2, А-3, А-5 и А-10 и составила от 4,1 до 5,5 раз; на атомных площадках А-1, А-4 и А-7 она была наименьшей - 1,2 - 1,9 раз, таблица 2.

Анализ образцов почвы выявил, что загрязнение грунта атомных площадок цезием-137 было неравномерным и носило локальный характер, наибольшие концентрации его обнаружены на площадках А-1 и А-5: 1527+17 Бк/кг - 4083+30


Бк/кг и <17 Бк/кг - 6948+46 Бк/кг соответственно, наименьшее на А-10 - < 2,8 Бк/кг - 759+15 Бк/кг; содержание в почве атомных площадок стронция-90 колебалось в пределах от <10 Бк/кг до 785+100 Бк/кг; наибольшая удельная активность долгоживущего плутония-239 в почве была на площадках А-1 и А-5 - 190+9 Бк/кг и 187+9 Бк/кг соответственно и америция-241 (на площадках А-1, А-3 и А-5 - 25,0+0,2 Бк/кг; 45,6+0,5 Бк/кг и 59,3+0,5 Бк/кг соответственно); из группы природных радиоизотопов в наибольших концентрациях обнаружен К-40, на втором месте по содержанию был торий-232.

Кратности превышения глобального загрязнения почвы гигиенически значимыми радионуклидами - цезием-137 и стронцием-90 на этих площадках составили 5,5 - 101,6 раза и 1,2 - 29,7 раза соответственно, рисунок 1.


загрязнение Cs-137

Учитывая высокие концентрации цезия-137 в почве атомных площадок, а также возможность его переноса в результате ветровой эрозии грунта на более далекие расстояния определенную актуальность представляло изучение гранулометрического состава почвы на этих участках и степень распределения радиоактивного цезия по отдельным ее фракциям. Выявлено, что в самых поверхностных слоях почвы (до 4 см) атомных площадок преобладают более мелкие ее фракции: 0,1 мм (28,3% - 48,4%) и 0,4 мм (21,6% - 25,4%), в которых установлен наибольший удельный вес цезия-137 (0,1 мм - в среднем 40,7% шСб; 0,4 мм - 25,2% 137Cs), рисунок 2.


Подпись: 6,6%

25,2%


■ 1,25 мм 00,7 мм а 0,4 мм 00,1 мм

■ 0,063 мм И<0,063 мм


Рисунок 2 - Распределение 137Cs в поверхностном слое почвы

(до 4 см) по ее фракциям

Изучение радиационного фона в населенных пунктах, находящихся вблизи полигона «Азгыр» (пп. Азгыр, Суюндук, Балкудук, Батырбек), а также вдоль дорог от поселков на атомные площадки, обнаружило, что МЭД колебалась от 10 мкР/ч до 12 мкР/ч, тогда как в контрольном поселке - до 8 мкР/ч.

Установлено, что удельная активность техногенного цезия-137 в почве населенных пунктов региона полигона была до 40 раз ниже, чем на территории близлежащих атомных площадок (А-2 и А-3) и составляла в разных поселках от <11 Бк/кг до 37 Бк/кг, что в 1,4-1,7 раза превышало уровень среднего глобального загрязнения, тогда как в контрольном поселке это значение установлено в его пределах;

Почва, как территорий атомных площадок полигона, так и близлежащих населенных пунктов, загрязнена тяжелыми металлами, что, по-видимому, обусловлено захоронением военных отходов в образовавшихся после ядерных взрывов полостях, а также интенсивным многолетним использованием на этой территории всевозможного транспорта. Содержание некоторых тяжелых металлов в почве территорий атомных площадок превысило гигиенические нормативы: по меди - 9,7 ПДК - 18,7 ПДК; цинку - 2,2 ПДК - 3,6 ПДК и кобальту - 3,0 ПДК, а концентрация свинца была в пределах ПДК, однако выше кларка в 1,4 - 1,5 раза (рисунок 3).

На территории населенных пунктов вблизи полигона средняя концентрация в почве меди (21,1 мг/кг) превысила ПДК в 7,0 раз, цинка (80,7 мг/кг) - в 3,5 раза, кобальта (72,5 мг/кг) - в 14,5 раза, кадмия (2,9 мг/кг) - в 2,9 раза; содержание свинца было в пределах установленных норм, однако выше кларкового значения в среднем в 1,55 раза; в контрольном поселке Ганюшкино концентрации указанных тяжелых металлов были в пределах норм и кларка.

Интегральная оценка загрязнения почвы региона полигона тяжелыми металлами выявила его уровень от «умеренного» до «очень высокого», а степень


опасности - от «умеренно опасной» до «опасной», тогда как в контрольном населенном пункте, соответственно - «допустимый» и «не опасная»


Подпись:
Подпись:
20 18 16 14 12 10

8 6 4 2 0


Рисунок 3 - Кратность превышения содержания тяжелых металлов в почве атомных площадок полигона «Азгыр» предельно допустимых концентраций

Нами установлено, что наибольшему риску облучения подвергалось население пп. Азгыр и Балкудук, где реконструированные дозы внешнего облучения на расстоянии 1,5 км от площадки А-1 и 17,0 км от площадки А-8 составили, соответственно, 1,4 мЗв и 3,0 мЗв, что выше нормативнго значения в 1,4 - 3,0 раза. Риск облучения населения п. Азгыр снижался на расстоянии 8,0 км от площадки А-2 и 18,0 км от А-5 до 0,8 мЗв и 0,02 мЗв соответственно. Аналогичная картина была и по п. Балкудук, где, однако, были использованы расстояния составляли от 26 км до 42 км, рисунок 4.

-3.00

ш

со

5

га О


ІА-2- 8.0 км

Подпись: □ А-1- 1.5 км НА-5- 18.0 кмИА-8- 17.0 км И ПД для нас.

Рисунок 4 - Риск облучения населения региона полигона «Азгыр»


По данным ЭПР-дозиметрии население пп. Азгыр, Асан, Балкудук и Суюндук подверглось облучению при проведении взрывов на полигоне «Азгыр» дозами, превысившими нормативные и контрольные значения, соответственно, в 3,0-6,0 раз и 4,3-8,6 раза.

Как известно, при загрязнении почвы токсические элементы в организм человека могут поступать транслокационным путем, т.е. через продукты питания растительного и животного происхождения. В виду этого нами была изучена степень накопления выявленных в почве токсикантов в дикорастущей растительности, картофеле, а также содержание их в коровьем молоке.

Установлено, что ряд тяжелых металлов имеют высокие коэффициенты концентраций в дикорастущей растительности региона полигона «Азгыр»: по цинку -2,1 МДУ; меди - 1,3 МДУ; свинцу - 8,4 ДУ; кадмию - 6,0 ДУ, 2,0 МДУ; кобальту - 12,3 МДУ. Выявлено также, что дикорастущая растительность (полынь) является накопителем, прежде всего, цинка, кадмия, и меди, для которых установлены высокие Ктрансл.: 2,86; 2,60; 1,54 соответственно.

В картофеле содержание ряда тяжелых металлов превысили допустимые концентрации: по свинцу - от 3,0 ДУ до 5,8 ДУ; кадмию - от 10,0 ДУ до 20,0 ДУ; превышение МДУ выявлено по кадмию - 2,0 МДУ, кобальту - 3,7 МДУ -10,9 МДУ; железу - 1,3 МДУ. Однако по сравнению с дикорастущей растительностью, степень накопления тяжелых металлов в картофеле относительно не высокая: Ктрансл. составили по цинку 0,55-0,75; меди - 0,44­0,88; свинцу - 0,12-0,23; кадмию - 0,27-0,46; марганцу - 0,01-0,02; кобальту -0,42-0,49; железу - 0,04-0,12. Наибольшей миграцией в картофель из почвы обладали цинк и медь.

Коэффициенты концентраций цезия-137 в дикорастущих растениях вблизи атомных площадок А-2 и А-3 составили 1,1 ДУ и 2,2 ДУ соответственно, однако Ктрансл. по Cs-137 и Sr-90 установлены относительно низкие - в среднем 0,1. Удельная активность цезия-137 в картофеле, выращенном в регионе полигона, была в пределах допустимого уровня, однако в 3,9 - 5,8 раза выше, чем в контрольной пробе (Р<0,05) и в среднем в 16,1 раза ниже, чем в дикорастущей растительности. Коэффициент транслокации по картофелю относительно цезия-137 - колебался от 0,11 до 0,23.

В коровьем молоке, отобранном в регионе полигона «Азгыр», установлено значительное превышение допустимых уровней по свинцу (4,4 ДУ - 6,1 ДУ) и кадмию (1,3 ДУ - 1,7 ДУ), тогда как в контрольном населенном пункте эти токсичные элементы в молоке содержались в пределах допустимых уровней. По сравнению с контрольным поселком в коровьем молоке, отобранном в регионе полигона, статистически достоверно высокие показатели установлены по цинку, свинцу, кадмию, кобальту (Р<0,05 - Р<0,01). Содержание техногенных радионуклидов (цезия-137 и стронция-90) в молоке, отобранном в населенных пунктах региона полигона «Азгыр», было в пределах ДУ и составило, соответственно, от 34,9±1,0 Бк/л до 54,5±2,1 Бк/л и от 9,6±3,2 Бк/л до 12,7±1,1 Бк/л, тогда как в контрольных пробах они не обнаружены.

В результате комплексных, углубленных медицинских осмотров населения, проживающего в регионе полигона «Азгыр», выявлен высокий уровень


заболеваемости: по Балкудукскому сельскому округу - от 3131,8%о (п. Азгыр) до 4256,8%о (п. Балкудук), по Суюндукскому - от 3818,2%о (п. Жалгызапан) до 4136,6%о (п.Суюндук). Эти данные значительно превышали показатели по обращаемости населения в медицинские учреждения: от 5,2-5,6 раз - по Суюндукскому округу, до 5,9-8,0 раз - по Балкудукскому округу.


В целом по региону полигона «Азгыр» среди всего сельского населения наибольшие уровни заболеваемости, превысившие аналогичные контрольные показатели в 1,49-3,46 раза, были выявлены по классам: «Болезни органов пищеварения», «Болезни мочеполовой системы», «Болезни системы кровообращения», «Заболевания крови, кроветворных органов», «Психические расстройства и расстройства поведения» и «Новообразования», таблица 3. В то же время, несмотря на то, что средний уровень заболеваемости населения по классу «Эндокринные болезни, расстройства питания и обмена веществ» в регионе полигона был высоким - 170,2%о, однако оказался несколько ниже, чем в контрольном населенном пункте. Данный факт согласуется с результатами некоторых ученых [Рахишев Е.К., 1995], когда эта нозология в радиоэкологически неблагополучном регионе занимала лишь шестое место и не являлась индикаторной.


В результате проведения множественного корреляционно-регрессионного анализа выявлена статистически достоверная зависимость заболеваемости различных групп населения региона ядерного полигона «Азгыр» по классам болезней, имеющих наибольший удельный вес, от содержания в почве некоторых антропогенных и природных радионуклидов, а также тяжелых металлов (137Cs, 40K, Pb, Cu, Cd, Co, Zn), R>0,93- 0,98; Р<0,05. Разработанные модели могут быть использованы для оценки прогнозной ситуации по заболеваемости населения региона полигона «Азгыр».


На рисунке 5, например, показано, что уровень заболеваемости населения региона имеет достоверную зависимость от содержания в почве антропогенного цезия и свинца. Уравнение множественной регрессии при этом имеет вид: Y8=19,36+137Cs х 1,8 + Pb х 0,89 (R >0,97, Р<0,05).

Заключение

Таким образом, в течение более десяти лет на территории северо-западной части Курмангазинского района Атырауской области функционировал ядерный полигон «Азгыр». На этом полигоне без должного учета экологических последствий для окружающей среды и здоровья населения близлежащих населенных пунктов осуществлялись, так называемые, «мирные ядерные взрывы» (МЯВ).

На территории бывшего Союза такие взрывы проводились почти четверть века, и первый подобный взрыв был произведен на Семипалатинском


испытательном ядерном полигоне для создания искусственного водохранилища. Однако с другими целями (отработка ядерно-взрывной технологии, получение трансплутониевых элементов и др.) наибольшее их количество - 17 из 39 казахстанских МЯВ, было осуществлено на полигоне «Азгыр». Ядерные взрывы проводились на 10 технологических площадках, в скважинах на глубине от 161 м до 1500 м, мощностью от 1,1 кт до 103 кт.

В результате проведения технологических ядерных взрывов в массиве каменной соли на территории испытаний образовались вначале относительно устойчивые, существовавшие на протяжении почти двух десятков лет, полости объемом до 240 тыс. куб.м. Однако к 90-м годам некоторые полости стали негерметичными и полностью, или частично заполнились грунтовыми водами.

В образовавшихся после взрывов девяти полостях суммарная а-активность была значительной и составила от 79х37 ГБк до 1500х37 ГБк. А в атмосферу во время проведения ядерных взрывов происходил выброс радиоактивных газов с суммарной активностью от 3х37 ГБк до 5,4х106х37 ГБк, причем продолжительность выбросов была от одного дня до 11 месяцев.

В последние десятилетия ситуация усугубилась также тем, что территории атомных площадок не были ограждены, отсутствовали разграниченные санитарно-защитные зоны, вследствие чего были легко доступны как для людей, так и домашних животных. Кроме того, установлено, что некоторые полости использовались для захоронения радиоактивных отходов, относящихся к первой группе, в виде грунта, загрязненного цезием-137 и стронцием-90, а также различного металлолома (буровые трубы, металлические узлы оборудования и конструкций и т.д.) с суммарной активностью 50 Ku.

Это привело к тому, что в регионе полигона «Азгыр» создалась неблагоприятная радиационная обстановка, произошло загрязнение почвы, прежде всего, атомных площадок и близлежащих населенных пунктов техногенными долгоживущими радионуклидами, а также тяжелыми металлами, что представляло опасность для здоровья населения, проживающего вблизи полигона.

Результаты наших исследований по оценке загрязнения почвы техногенными радионуклидами и тяжелыми металлами в регионе полигона «Азгыр» и состояния здоровья населения близлежащих населенных пунктов позволили сделать следующие выводы:

1.  На территории атомных площадок полигона «Азгыр» сохраняется
неблагоприятная радиационная обстановка, где МЭД превышает уровень ЕРФ в
до 5,5 раза, тогда как в близлежащих населенных пунктах (пп. Азгыр,
Суюндук, Балкудук, Батырбек) - этот показатель несколько ниже, однако выше
контрольного значения до 1,5 раз.

2.  Загрязнение почвы атомных площадок техногенными радионуклидами -

137 90

Cs и Sr имеет неравномерный, локальный характер и превышает уровни среднего глобального загрязнения, соответственно, до 101,6 раза и 29,7 раза; в

137

населенных пунктах региона полигона удельная  активность     Cs была


значительно ниже, однако выше среднего глобального уровня до 1,7 раза, тогда как в контрольном поселке - в его пределах.

3. Распределение цезия-137 в верхнем слое почвы атомных площадок имело определенную закономерность: наибольший удельный вес его (25,2% - 40,7%) выявлен в средних и мелких фракциях почвы, что является фактором риска для загрязнения окружающей среды при ветровой эрозии почвы.

4. Почва территории полигона «Азгыр» и близлежащих населенных пунктов имеет высокий уровень загрязнения медью, цинком, кобальтом, кадмием, превышающий ПДК в 2,9 - 18,7 раза, а по свинцу - фоновое значение до 1,5 раза, тогда как в контрольных образцах их содержание было в пределах норм и кларка; интегральная оценка загрязнения почвы региона полигона тяжелыми металлами выявила его уровень от «умеренного» до «очень высокого», а степень опасности - от «умеренно опасной» до «опасной», тогда как в контрольном населенном пункте, соответственно - «допустимый» и «не опасная»;

5. Установлены высокие Ктрансл (1,54 - 2,86) и более высокие концентрации тяжелых металлов и радионуклидов в дикорастущей растительности региона полигона «Азгыр», чем в картофеле; в коровьем молоке, достоверно высокие концентрации по сравнению с контрольной пробой выявлены по цинку, свинцу,

137 90

кадмию, кобальту (Р<0,05-Р<0,01), а антропогенные радионуклиды ( Cs и Sr) - только в регионе полигона, но в пределах ДУ.

6. Установлена прямая зависимость риска внешнего облучения сельского населения региона полигона «Азгыр» от расстояния между атомными площадками и поселками, при этом реконструированные дозы внешнего облучения населения региона полигона были выше нормативных значений до 3,0 раз, а по данным ЭПР- дозиметрии - выше нормативных и контрольных значений до 6,0 и более 8,0 раз соответственно.

7.    По данным углубленных медицинских осмотров показатели общей
заболеваемости населения региона полигона «Азгыр» значительно превышают
таковые по обращаемости в медицинские учреждения: от 5,2 до 8,0 раз; при
этом наибольшие относительные показатели были выявлены по классам:
«Болезни органов пищеварения», «Болезни мочеполовой системы», «Болезни
системы кровообращения», «Заболевания крови, кроветворных органов»,
«Психические расстройства и расстройства поведения» и «Новообразования»,
превысившие контрольные значения в 1,49 - 3,46 раза.

8.       Проведение многофакторного анализа позволило установить
статистически достоверную зависимость (R>0,93-0,98; Р<0,05) уровней общей
заболеваемости и заболеваемости различных возрастных групп населения
региона ядерного полигона «Азгыр» по классам болезней, занявших
приоритетные места в общей структуре заболеваемости, от степени загрязнения
почвы некоторыми радионуклидами и тяжелыми металлами (137Cs, 40K, Pb, Cu,
Cd, Co, Zn); разработанные модели могут быть использованы для оценки
прогнозной ситуации по заболеваемости населения региона полигона «Азгыр».

Таким образом, поставленные в диссертационной работе цель и задачи исследования выполнены полностью.


Практические рекомендации

Вследствие выявленных антропогенных факторов риска для здоровья населения, проживающего вблизи территории ядерного полигона «Азгыр», необходимо внедрить следующий комплекс организационных, санитарно-гигиенических, медико-профилактических мероприятий:

- ограничить доступ людей и домашних животных на территорию ядерного полигона «Азгыр», с этой целью необходимо восстановить санитарно-защитную зону на опасном объекте и осуществлять строгий санитарно-гигиенический надзор;

- для улучшения качества почвы в регионе полигона «Азгыр» необходимо возобновить рекультивацию сельскохозяйственных земель, выведенных из севооборота;

- для восстановления плодородия почв, пострадавших от многолетних ядерных испытаний, рекомендуется производить посев трав, не нуждающихся в уходе и благоприятно влияющих на почву (например, житняк, используемый на территориях, пострадавших при нефтегазовых разработках);

- для уменьшения транслокации токсичных металлов из почвы в растительность и сельхозпродукты необходимо провести известкование почвы и повсеместно применять минеральные удобрения;

- при выращивании сельскохозяйственных культур необходимо учитывать уровень загрязнения и степень опасности загрязнения почвы токсикантами в регионе влияния факторов полигона;

- ограничить использование с пастбищ, находящихся вблизи полигона, дикорастущих растений-концентраторов токсических веществ на корм крупного рогатого и мелкого скота;

- проводить постоянный мониторинг за содержанием тяжелых металлов в почве, продуктах питания растительного и животного происхождения и кормовых культурах;

- медицинским работникам совместно с ветеринарной службой регулярно проводить среди населения санитарно-просветительную работу по вопросам ограничения использования земель, пастбищ, находящихся на территории ядерного полигона, для выпаса скота, сбора сена и других хозяйственных целей;

- среди населения пропагандировать максимальное использование в питании пищевых продуктов, содержащих антагонисты цезия-137 и стронция-90 - калий и кальций (кисломолочные продукты, курага и т.д.), продуктов - источников витаминов-антиоксидантов (А, Е, С), ограничение жирной пищи и т. д.;

-      осуществлять мониторинг за состоянием здоровья населения, проживающего в регионе полигона «Азгыр», и проводить регулярные углубленные профилактические медицинские осмотры, с целью раннего выявления различных патологий.


Обозначения и сокращения

МЯВ - мирные ядерные взрывы;

СИЯП - Семипалатинский испытательный ядерный полигон;

ЧАЭС - Чернобыльская атомная электростанция;

Ku- внесистемная единица активности радионуклидов, мКи = 10 Ки;

ПДК - предельно допустимая концентрация токсических веществ в различных

объектах окружающей среды;

кБк - килобеккерель, 1*103Бк;

Бк - беккерель, единица активности радиоактивного вещества, 3,7*1010Бк=Ки; Зв- единица измерения эквивалентной и эффективной  дозы облучения различными видами ионизирующего излучения; мЗв = 10-3 Зв; ЭПР - электронный парамагнитный резонанс; МЭД - мощность экспозиционной дозы;

МКБ-Х международный классификатор болезней Х пересмотра;

кт - килотонна, 1*103т;

мкР - микрорентген, 1*10-6Р;

Гр - грей, единица измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения,

соответствующая 1 Дж/кг;

ЕРФ - естественный радиационный фон;

ДУ-  допустимый  уровень   (показатель   используется  для регламентации токсичных элементов в продуктах питания); МДУ- максимально допустимый уровень;

ДУА- допустимая удельная активность (показатель, регламентирующий среднегодовое поступление радионуклида с водой, пищей);

Список опубликованных работ по теме диссертации

1.    Тогузбаева К.К., Кожахметов Н.Б., Филин А.П. и соавт. Анализ
радиационной обстановки в Республике Казахстан // Астана Медициналық
журналы. «Медико-биологические и экологические проблемы в
уранодобывающих регионах» - специальный выпуск. -Астана, 2003. - №4. -

С.15-17.

2. Кенесариев У.И., Шарбаков А.Ж., Жакашов Н.Ж., Кожахметов Н.Б. и соавт. Качество окружающей среды в регионе ракетно-ядерных испытаний Западного Казахстана // Қазақ Ұлттық мидицина университетінің хабаршысы. -

Алматы, 2004. - №4. - С.19-22.

3. Кожахметов Н.Б. О миграции радионуклидов в объектах окружающей среды в регионе испытательного полигона «Азгыр» // ВЕСТНИК Медицинского центра Управления делами Президента Республики Казахстан. -Астана, 2005. - №3 (15). - С.177-181.


4.    Жакашов Н.Ж., Амрин М.К., Рузуддинова Г.Т., Кожахметов Н.Б.,
Оразымбетова А.М. «Азғыр» полигоны аймағының топырағы мен
өсімдіктерінің сапасын гигиеналық бағалау // Проблемы социальной медицины
и управления здравоохранением. - 2005.-№37.-С.141-149.

5. Кенесариев У.И., Жакашев Н.Ж., Бекмагамбетова Ж.Д., Тезекбаева Ж.Г., Снытин И.А., Кожахметов Н.Б. Радиоэкологическая ситуация и уровни поглощенных доз внешнего облучения населения сельских районов западного Казахстана, прилегающих к ядерному полигону «Азгыр» // Труды седьмой международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности». Том 1. - Алматы, 2005. - C 226-231.

6. Кожахметов Н.Б. Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы радионуклидами в регионе технологических площадок ядерного полигона «Азгыр» // Қазақ Ұлттық мидицина университетінің хабаршысы. - Алматы, 2007. - №1. - С. 25-30.

7. Кожахметов Н.Б. Эколого-гигиеническая оценка состояния почвы в регионе многолетних ядерных взрывов // Сборник материалов международной научно-практической конференции, посвященной 45-летию образования Кокшетауского университета им. Ш. Уалиханова - Кокшетау, 2007. - С. 105.

8. Кожахметов Н.Б. Гигиеническая оценка радиоактивного загрязнения почвы в регионе ядерного полигона «Азгыр» // Тезисы докладов Республиканской научно- теоретической конференции «Сейфуллинские чтения-3», посвященной 50-летию основания КазГАТУ им. С.Сейфуллина. -Астана, 2007. - С. 162-163.

9. Кожахметов Н.Б. К вопросу изучения качества почвы вблизи ядерного полигона «Азгыр» // Материалы международной научной конференции молодых ученых «Сатпаевские чтения 7». - Павлодар, 2007. - С. 285-289.


2007
Автореферат
float(0.258105039597)