Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Медико-географическая оценка влияния загрязнения питьевых подземных вод на здоровье населения

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Медико-географическая оценка влияния загрязнения питьевых подземных вод на здоровье населения"

На правах рукописи

003167105

Шаповалов Андрей Евгеньевич

Медико-географическая оценка влияния загрязнения питьевых подземных вод на здоровье населения (на примере Смоленской области).

Специальность 25 00 36 -Геоэкология

Автореферат диссертаций на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2008 г.

Работа выполнена в Институте водных проблем Российской академии наук

Научный руководитель:

Доктор медицинских ндук, проф Л И Элышнер

Официальные оцпоненты:

Доктор географических наук, проф Н И Коронкевич Доктор медицинских наук, проф 3 И Жолдакова

Ведущая организация:

Московский государственный университет им М В Ломоносова Географический факультет, кафедра биогеографии

Защита состоится «29» февраля 2008 г в 13 ч 30 мин. на заседании диссертационного совета ВАК Д 002 046 03, в Институте географии РАН по адресу 119017 Москва, Старомонетный переулок, дом 29

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института географии

РАН

Автореферат разделан «29» января 2008 г

Ученый секретарь Диссертационного совета, к г н

Актуальность темы. Окончание ХХ-го века и начало нового столетия отличаются заметным обострением проблем, в основе которых лежат противоречия между растущими потребностями человечества и природными ресурсами К числу таких проблем принадлежит и решение задач полноценного обеспечения населения питьевой водой Подземные воды в ряде случаев сохраняют высокие показатели качества по сравнению с поверхностными водоисточниками Благодаря этому обстоятельству подземные воды используются в питьевых и хозяйственно-бытовых целях значительно интенсивнее Нарастание числа веществ, загрязняющих среду обитания человека, включая водоисточники, определило необходимость создания системы оценки риска для здоровья населения Эти исследования являются на сегодняшний день оптимальным решением при необходимости выявления экологических рисков для здоровья населения Весь комплекс исследований требует методического обеспечения в рамках существующей статистической информационной структуры, сложившейся в Российской Федерации, и больших материальных затрат, связанных с необходимостью проведения специальных исследований Именно методические и финансовые ограничения не позволяют на современном этапе исследованиям по оценке риска для здоровья в должной мере распространиться в РФ

Проблема обеспечения населения кондиционной питьевой водой, а также необходимость методической и стоимостной оптимизации первого экологического этапа исследований по оценке риска водного фактора на здоровье на основе имеющихся в свободном доступе экологических и медико-демографических данных определили актуальность данного исследования

Цель работы - применение медико-географического метода для оценки риска влияния загрязненных подземных вод на здоровье населения

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи

• анализ гидрогеологических данных подземных вод питьевого назначения с целью выявления приоритетных видов загрязнения на модельной территории (Смоленская область),

• анализ медико-демографических данных детского населения Смоленской области с целью выявления приоритетных видов заболеваний,

• Выбор статистических методов для выявления закономерностей влияния качества подземных вод на здоровье населения,

• Выявление территориальных закономерностей негативного воздействия водного фактора на территории Смоленской области,

• Формирование медико-географического метода как основы первого этапа оценки риска водного фактора на здоровье населения

Объект исследования. Подземные воды Смоленской области, и их влияние на здоровье населения

Подземные воды Смоленской области относятся к Московскому артезианскому бассейну Достаточная изученность вод способствовала широкому их

использованию для водоснабжения населения. В настоящее время подземные воды - основной источник питьевого водоснабжения населения Смоленской области

Научная новизна работы.

1 на примере Смоленской области выявлена связь качества потребляемой подземной воды и отдельных болезней детского населения,

2 на территории Смоленской области проведена оценка и картирование районов заболеваний, обусловленных потреблением некачественных подземных питьевых вод,

3 для территории Смоленской области географические информационные системы (ГИС) использовались как основной инструмент выявления влияния качества подземных вод на здоровье детского населения,

4 полученные результаты исследования позволяют использовать медико-географический метод в качестве основы первого этапа оценки риска влияния водного фактора на здоровье населения

Соискатель выносит на защиту:

1 Ранжирование территории Смоленской области по степени загрязнения подземных вод различными элементами и соединениями природного происхождения,

2 Возможность использования показателей «среднее превышение ПДК», «максимальное превышение ПДК», «количество скважин с превышением ПДК», «количество превышений ПДК» в качестве оценочных характеристик для проведения исследований влияния качества подземных вод в рамках предложенного метода на территории Смоленской области,

3 Определение территорий негативного действия питьевых подземных вод на здоровье населения,

4 Экспертную оценку влияния загрязнения подземных вод на здоровье детского населения Смоленской области на выделенных территориях,

5 Медико-географический метод при реализации первого этапа исследований по оценке риска для здоровья («идентификация опасности») при использовании некондиционных подземных вод

Практическое значение Результаты работы могут быть использованы при проведении исследований по оценке риска для здоровья населения и масштабных исследований по оценке риска для здоровья на этапе «идентификация опасности» с целью выделения территорий, население которых предположительно наибольшим образом подвержено негативному влиянию водного фактора

Существенным результатом использования предлагаемого метода является минимизация кадрового обеспечения и финансовых расходов при проведении первых этапов работ по оценке риска для здоровья

Внедрение. Результаты исследования по теме диссертации были использованы и используются в практике работ управления Роспотребнадзора по Смоленской области

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 15 научных работах, включая 1 публикацию в реферируемом журнале

Апробация работы. Основные результаты были представлены на

1 Международном конгрессе «Экология вода и технология» - ЭКВАТЭК-2002,2004,2006 Москва

2 Конференции «Использование ГИС для наблюдения за болезнями, связанными с водным фактором, в Российской Федерации", проведенной Центром ВОЗ по воде и здоровью Бонн, Германия 2003

3 Кратком курсе «Медицинская геология здоровье и окружающая среда» Вильнюс, Литва 2003

4 Международной научно-практической конференции «Градоформирующие технологии XXI века» Москва, 2001

5 Рабочей группе по воде и здоровью ВОЗ Будапешт, Венгрия, 2001

6 Международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития экологической обстановки в бассейне реки Днепр и великих рек Центральной части России» Смоленск, 2001

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из Введения, Обзора литературы, 4 глав и Выводов Она изложена на 113 страницах, содержит 27 рисунков, 7 таблиц Список литературы содержит 107 наименований

Введение содержит необходимые общие сведения о диссертации, в том числе ее актуальности, целях, задачах, новизне, практической значимости, выносимых на защиту положениях, апробации исследования и основных публикациях автора по теме диссертации

Глава 1. Место медико-географических исследований в системе оценки риска для здоровья населения

Вклад экологических факторов в риск развития нарушений здоровья человека не постоянен и зависит от вида анализируемых нарушений, а также особенностей исследуемых территорий - географических, экономических, социальных и многих других

Выявление вклада каждого из факторов в развитие патологии - чаще всего, задача трудоемкая, ресурсоемкая и финансоемкая в связи со сложной многофакторной природой многих заболеваний Однако, разработанная в последние десятилетия ХХ-го века методология оценки риска «позволяет оценить риск развития заболеваний в изучаемом регионе, где риск определяется как вероятность возникновения какого-либо события с предсказуемыми последствиями за определенный промежуток времени» (Онищенко, Рахманин и ДР, 2002)

Основную цель исследований по оценке риска составляют работы по обнаружению причинно-следственных связей между влиянием загрязняющего вещества в производственных или бытовых условиях и биологическим эффектом (Окружающая среда , 1996)

Снижение риска может осуществляться по нескольким различным схемам (Онищенко, Рахманин и др , 2002)

- до нуля (в случае особо опасных веществ),

- до разумного максимально и технически достижимого уровня,

- до уровня, воспринимаемого всеми как нулевой,

- до уровня, приемлемого для общества и каждого человека в отдельности

Во всех вариантах, кроме первого, задача приоритетов в управлении риском является наиболее значимой

Исследования по оценке риска обычно подразделяются на 4 этапа 1) идентификация опасности, 2) характеристика опасности, 3) характеристика риска, 4) оценка экспозиции (Окружающая среда , 1996)

Рисунок 1 Этапы исследований по оценке риска

Оценка экспозиции

Оценка риска для здоровья

Характеристика \ опасности

Характеристика риска

Идентификация опасности - процесс установления причинной связи между экспозицией химического/биологического вещества и частотой развития и/или тяжестью неблагоприятных последствий влияния на здоровье человека. Элементами первого этапа «идентификация опасности» являются: источник загрязнения; эмиссия (объем) выброса, его параметры, необходимые для расчета максимально разовых и среднегодовых концентраций; потенциально опасные факторы; перечень приоритетных (наиболее опасных) факторов (Risks assessment methods... 1993).

Этот этап делится на экологическую и эпидемиологическую части, каждой из которых соответствуют свои собственные методы.

Экологическая часть данного этапа работ характеризуется исследованием больших популяций и является этапом постановки гипотезы негативного влияния загрязняющих веществ.

Эпидемиологические исследования характеризуют причинно-следственные связи между заболеваниями и окружающей средой, используются на всех этапах оценки риска и являются работами по утверждению гипотезы, сформулированной на первом этапе.

Основными задачами этапа идентификации опасности для оценки риска использования подземных вод являются (Окружающая среда ... 1996):

1. Выявление всех источников загрязнения окружающей среды.

2. Идентификация всех загрязняющих веществ.

3. Характеристика потенциальных вредных эффектов загрязняющих веществ и оценка научной доказанности возможности развития этих эффектов у человека.

4 Определение возможных маршрутов экспозиции

5 Выявление приоритетных для последующего изучения химических соединений

6 Оценка полноты и достоверности имеющихся данных об уровнях загрязнения различных объектов окружающей среды, определение задач по дополнительному сбору информации о фактических и/или моделируемых концентрациях химических веществ в различных средах

7 Оценка наличия сведений о количественных критериях, необходимых для последующего анализа риска для здоровья (референтные дозы и концентрации, факторы канцерогенного потенциала)

8 Выявление территорий, где негативное влияние загрязняющих веществ (в данном случае, поступающих в организм с питьевой водой) самое сильное и выраженное, - целевых территорий

Для реализации задач первого этапа разрабатывается концептуальная модель территории, представляющая графическое или описательное представление возможных взаимосвязей между источниками опасности и, маршрутами воздействия и собственно населением исследуемого региона (Онищенко, Рахманин и др , 2002)

На основе построенной концептуальной модели территории следующим шагом является постановка гипотезы влияния загрязняющих питьевую воду веществ с выявлением целевых территорий, что и составляет основную цель данного исследования

Все задачи и большинство методов их решения, в той или иной степени, находятся в поле изучения медицинских географов Таким образом, данная часть исследований, медико-географическая, может служить основой первого этапа «идентификации опасности» для оценки риска использования подземных вод

Глава 2. Методы исследований

Медико-географическая направленность данного исследования предусматривает использование методических подходов, определяемых современными представлениями, объединенными общим понятием о медико-географическом методе в целом и тематикой данной работы в частности Ниже изложены конкретные использованные нами методы исследования

1 Анализ гидрогеологических данных и районирование территорий

Предложенная методика базируется на использовании доступных гидрогеохимических данных, аккумулируемых гидрогеологическими службами областей РФ (в случае настоящего исследования - территориальный центр государственного мониторинга геологической среды и водных объектов Смоленской области, «Геомониторинг-Смоленск»)

Первый этап методики включал изучение условий формирования качества воды из источников подземного водоснабжения, основанное на данных лабораторных исследований, выполненных учреждениями Роспотребнадзора, ГП "Экология" Смоленской области за 1994-2001 годы в количестве 3637 анализов по 482 водозаборам и 1012 скважинам Обработка материалов производилась с помощью географических информационных систем (ГИС) ArcView 3 2 и Maplnfo 6 0 С помощью ГИС производилось наложение карт расположения скважин питьевого водоснабжения и административных районов области Были выделены скважины с питьевой водой, имевшей сверхнормативное содержание определявшихся за исследуемый период элементов Fe, Mn, Zn, Sr стабильного, Mo, Be, Pb, Se, соединений нитратов, фосфатов, сульфатов, хлоридов, а также жесткости воды

Поскольку используемые показатели заболеваемости населения представлены в работе на уровне административных районов, для проведения статистического анализа гидрогеохимические данные также соотнесены к этой единице районирования

Далее была проведена экспертная оценка полученных материалов с целью отбора для анализа наиболее достоверной информации путем исключения явных ошибок при сборе и введении данных

Методика предусматривала исключение случайных, по мнению специалистов гидрогеологических служб Москвы и Смоленска, а также управлением Роспотребнадзора по Смоленской области, данных анализов воды по скважинам, имевших явные несоответствия характера химического состава воды (очевидные ошибки определения)

2 Анализ медико-демографических данных

Методика основана на использовании доступных медико-демографических данных заболеваемости населения в административных субъектах РФ (формы 12 и 57 ЛПУ общей заболеваемости населения Смоленской области) Эти статистические материалы были предоставлены управлением Роспотребнадзора по Смоленской области и отражали картину заболеваемости населения по классам и входящим в них отдельным видам заболеваний (нозоформ)

Для исследований использовались данные по заболеваемости детей младшего и подросткового возраста (0-14 лет) Показатели именно этой группы населения являются основными при оценке риска эпидемиологических заболеваний Этот прием широко используется в современных гигиенических и эколого-гигиенических работах, рекомендован Всемирной Организацией Здравоохранения (Рахманин и др, 2005, Денисов, 1999, Guidelines foi dunking water quality, 1993 и др)

При этом отмечается, что дети - наиболее уязвимая часть населения Кроме этого, они ограничены в перемещениях по территории в пределах своего места жительства, не подвержены воздействию вредных факторов, связанных с трудовой деятельностью, отличаются повышенной реактивностью по отношению к вредным факторам среды обитания

Именно эти обстоятельства и определили выбор детского контингента как основного объекта исследований

При анализе заболеваемости учитывались следующие классы болезней инфекционные и паразитарные, новообразования, болезни эндокринной системы, крови и кроветворных органов, системы кровообращения, органов дыхания, органов пищеварения, мочеполовой системы, осложнения беременности, родов и послеродовой деятельности, врожденные аномалии, отдельные состояния, возникающие в перинатальный период, травмы и отравления

Внутри каждого класса были взяты для анализа все учитываемые нозоформы и патологические состояния

В качестве результата исследований предусматривалось создание карт по встречающимся нозоформам и классам заболеваний с ранжированием по каждой из детских форм

3 Выявление болезней, предположительно связанных с влиянием водного фактора - формирование гипотезы

Центральной частью работ по анализу влияния качества воды на здоровье явилась разработка рабочей версии гипотезы влияния водного фактора на здоровье детского населения, что позволило перейти от поиска «вслепую» к целенаправленному исследованию

На основе установленных фактов влияния качества питьевой воды на здоровье населения был проведен анализ и выявлены заболевания, в этиологии которых мог доминировать водный фактор Те те заболевания, которые в Руководстве Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и современной научной литературе связываются с действием элементов и соединений, содержащихся в питьевой воде в небезопасных концентрациях (Красовский и др , 1985, Рахманин, 1996, Guidelines , 1993 и др)

После проведенного анализа были выбраны следующие гипотетические связи (Ревич, Авалиани, Тихонова, 2004) между показателями загрязнения питьевой воды и заболеваемостью детского населения Смоленской области

- Fe и болезни кожи и подкожной клетчатки

- Sr стабильный и травмы

- жесткость и болезни мочеполовой системы

- Мп и болезни нервной системы

При формулировании гипотезы о причинно-следственных связях применялись следующие методические подходы

1 Выдвижение гипотетических связей по методу аналогий, исходя из теоретических данных, полученных в развернутом обзоре литературы Гипотеза причинно-следственных связей формулируется в виде предположений об особенностях заболеваний, которые должны выявиться или отсутствовать в картине здоровья на популяционном уровне при конкретных условиях водопользования, если допущения о механизмах гипотетических связей справедливы Проверка поставленной гипотезы осуществляется на следующем этапе.

2 Объяснение выявленных на предыдущих этапах ретроспективного анализа особенностей здоровья наличием или отсутствием тех или иных причинных факторов

4 Применение рангового коэффициента Спирмена для статистического подтверждения выдвинутых гипотез влияния ненормативного качества питьевой воды на здоровье детского населения

Для статистического анализа связей между гидрогеохимическими показателями и здоровьем детского населения использовался метод ранговой корреляции Спирмена (Siegel, Castellar, 1988)

Влияние множества факторов на связь «вода-здоровье» делает невозможным нормальность распределения анализируемой выборки Поэтому в данном исследовании было возможно использование только непараметрических статистических методов, одним из которых является метод ранговой корреляции Спирмена (Гланц, 1999) Он основан на методе расчета коэффициента корреляции Пирсона Отличие состоит в том, что реальные значения заменяются их рангами, те номерами в упорядоченном ряду Полученное значение -коэффициент ранговой корреляции Спирмена Формула коэффициента Спирмена rs = 1 - 6 * £d2 / (n3 - n) где

rs - значение коэффициента Спирмена d - разность рангов для каждого члена выборки п - количество членов выборки

В случае одинаковых значений присваивается один и тот же ранг, равный среднему значению занимаемых мест

Вычисление коэффициента корреляции Пирсона, являющегося стандартным методом расчета тесноты (силы) связи между двумя переменными, неправомерно, т к применение стандартных параметрических методов, к коим относится и метод расчета коэффициента корреляции Пирсона, требующих нормального распределения, к данным с иным типом распределения, приведет к ошибочному заключению (Гланц, 1999)

Метод ранговой корреляции Спирмена, также как и коэффициент корреляции Пирсона, позволяет определить силу корреляционной связи между двумя признаками или двумя иерархиями признаков, однако не требует нормальности распределения

В то же время, непараметрические методы, в том числе метод ранговой корреляции Спирмена, можно применять и в случае нормального распределения (в этом случае их чувствительность будет несколько ниже чувствительности параметрических методов) Коэффициент Спирмэна и в случае нормальности распределения проигрывает коэффициенту корреляции Пирсона весьма незначительно (Гланц, 1999)

Регрессионный анализ не используется для оценки тесноты связи, т к при этом, остаточное стандартное отклонение будет иным, если поменять местами зависимую и независимую переменные (в данной работе - медико-демографические и гидрогеохимические параметры, соответственно) При расчете коэффициента корреляции этот недостаток отсутствует (Гланц, 1999)

Для расчета ранговой корреляции необходимо располагать двумя рядами значений, которые могут быть проранжированы Такими рядами в данной работе являются отнесенные к административным районам

а) гидрогеологические параметры количество скважин с повышенной концентрацией одного из выбранных элементов, средняя повышенная концентрация элемента, максимальная повышенная концентрация элемента, количество превышений выбранного элемента,

б) медико-демографические параметры (заболеваемость по исследуемому классу заболеваний или нозоформе)

При большом количестве одинаковых рангов коэффициент ранговой корреляции Спирмена по одной или обеим сопоставляемым переменным дает огрубленные значения Именно поэтому (в данной работе, при анализе влияния избытка содержания стронция стабильного и марганца на здоровье) в анализ не включались данные по всем районам, где не было зарегистрировано случаев превышения норматива по данному показателю

Величина коэффициента Спирмена связана не только с силой связи, но и с количеством элементов выборки Во всех проводившихся измерениях количество элементов выборки равнялось количеству административных районов, на территории которых встречались превышения 25 - для железа и жесткости, 13 - для марганца, 12 - для вт стабильного Статистически значимой связь признается при коэффициенте Спирмена, равном или большем 0,40 для выборки из 25 элементов, 0,56 для выборки из 13 элементов и 0,59 - для 12 элементов, что соответствует 0,05%-му уровню значимости связи (Гланц, 1999)

В работе также определялись статистически незначимые связи

- 0,2-0,1% уровень значимости как слабая положительная связь

- 0,1-0,05% уровень значимости - сильная положительная связь

6 Обсуждение результатов статистического анализа

Постстатистический анализ определен автором данной работы как этап, следующий за статистическим анализом, и обобщающий все результаты, полученный в ходе исследования

Проведение статистического анализа может приводить к следующим 3 результатам

- наличию значимой статистической связи между заболеваемостью и превышением одного или нескольких нормируемых показателей (именно этот вариант присутствует в данной работе) Это прямое показание для дальнейших исследований по оценке риска на территориях, население которых потребляет воду из скважин с ненормативным содержанием проанализированного элемента или соединения,

- отсутствию связей - этот результат служит явным индикатором ненужности дальнейшего анализа влияния показателя на здоровье,

- слабой положительной статистической связи Наличие данной связи является косвенным показанием для проведения дальнейших исследований В этом случае анализируются факторы окружающей среды, которые могут влиять на здоровье населения Влияние почвенного и воздушного загрязнения анализируется экспертным путем по доступным формам статистической отчетности по административным районам Отсутствие сильного влияния обоих

перечисленных факторов ведет исследование по первому варианту -рассматривается как показание к исследованиям по оценке риска Присутствие сильного влияния почвенного и воздушного фактора является противопоказанием к проведению работ без проведения дополнительных исследований

Необходимое добавление проведенные исследования свидетельствуют о том, что сегодняшняя система обработки медико-статистических данных должна быть улучшена В настоящий момент данные собираются по административным районам, детское население которых варьируется от тысячи до нескольких десятков тысяч человек Уменьшение таксономической единицы (до нескольких десятков - сотен человек), выделенной, например, по приписке человека к учреждению здравоохранения, позволит более точно определять целевые территории в рамках предлагаемого исследования, а также в большем числе случаев выявлять явные связи между водным фактором и заболеваемостью

Глава 3. Информационная основа исследований. Анализ

гидрогеологических и медико-статистических данных

а). Характеристика качества подземных вод Смоленской области.

Проанализированы данные лабораторных исследований, выполненных учреждениями Роспотребнадзора, ГП "Экология", ведомственными лабораториями за 1990-2000 годы в количестве 3637 анализов по 482 водозаборам и 1012 скважинам по показателям Бе, Мп, Ъп, Бг стабильный, Мо, нитраты, фосфаты, сульфаты, Ве, хлориды, РЬ, жесткость Данные были предоставлены Смоленским филиалом территориального центра государственного мониторинга геологической среды и водных объектов «Геомониторинг-Смоленск», а также управлением Роспотребнадзора по Смоленской области

80% населения Смоленской области потребляют для питьевых целей подземные питьевые воды

Подземные воды Смоленской области относятся к Московскому артезианскому бассейну Московский артезианский бассейн имеет площадь свыше 335 тыс км2 Бассейн расположен преимущественно в лесной зоне Годовое количество осадков 450-600 мм Московский артезианский бассейн расположен на территории Смоленской, Тульской, Калужской, Калининской, Ярославской, Владимирской, Московской и Рязанской областей и частично Мордовии Достаточная изученность вод способствовала широкому их использованию для водоснабжения населения Подземные воды начали эксплуатироваться с 1890-х гг

Качество подземных вод на территории Смоленской области по данным упомянутых выше организаций имеет ряд особенностей

1 Наличие в эксплуатируемых водоносных горизонтах природных аномалий состава подземных вод, в пределах которых концентрация отдельных компонентов превышает ПДК, установленные для воды питьевого водоснабжения (СанПиН 2 1 4 559-96 «Питьевая вода Гигиенические

требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения Контроль качества») Наиболее распространенными являются отклонения по жесткости, железу, марганцу, фтору, стронцию Повышенные концентрации железа обычно отмечаются в водах карбона, фтора и стронция - в водах карбона и девона Природные аномалии рассматриваемых компонентов обусловлены наличием в терригенных отложениях различных минералов, содержащих железо, в терригенно-карбонатных и карбонатных породах и гипсах - флюорита, стронцианита, целестина Также характерно незначительное содержание хлоридов

2 80% подземной воды отбирается водозаборными узлами, расположенными в границах селитебной или промышленной застройки городов области, то есть в условиях повышенного риска загрязнения подземных вод от размещения в городах объектов производственной деятельности (техногенное загрязнение) Наблюдаемая в настоящее время мера техногенного загрязнения подземных вод зависит от степени урбанизации территории

3 Большинство подземных вод, использующихся для питьевых целей на территории Смоленской области, залегают на глубине 60-80 м и более, что делает безупречным в санитарном отношении их бактериальный состав за редким исключением случаев загрязнения через скважины

Нами был проведен ретроспективный анализ изменений состава вод Минимально достаточный период подобного рода наблюдений по данным Онищенко, Рахманина и др (2002) составляет 3 года В рамках данной работы анализировался 7-летний период

Была использована составленная Смоленским центром Геомониторинга база данных по скважинам, используемым в Смоленской области для питьевого назначения, что существенно упростило проведение данного исследования Источниками информации для данной базы данных являлись учреждения Роспотребнадзора, ГП "Экология", ведомственные лаборатории База существует в электронном формате и представляет собой данные по анализам воды, взятой из скважин питьевого водоснабжения Смоленской области начало функционирования скважины, дата анализа, горизонт, географическая привязка, концентрации элементов и соединений Список анализируемых элементов изменялся от скважины к скважине База была обработана нами и представлена в едином формате (ESRI Arc View) для упрощения проведения исследований На рисунке 2 представлена карта скважин питьевого водоснабжения Смоленской области с выделением питьевых горизонтов, построенная на основе базовых данных

Рисунок. 2

Питьевые водоносные горизонты и комплексы Смоленской области

I■ |С1рг ид сносный прогвтсмй карбонатный горизонт | |C1'f еодоносный тарутский карбонатный горимжт

HC1VH-1? водоносный венееско-тарусекий терри генно-яарБонатный ижплеке C2ts еойоносный каи ирсшй карбонатный горизонт C2pd-me водоносный Подольск о-мачсоесшякарбонатный геризонт D3ev-lv еодоносный евпаняесго-пиеедаий герркгенно^арбонатный горизонт

B03fm2 водоносный средиефагуеткий карбонатный горизонт D3m водоносный мячкавскнй карбонатный поршокт D3pl-hv с&деяосяыл галЕсио-ховаюжй карбонатный горизонт 03si-3Ti мдоносный сэртбввс«о-семилуки>!Йкарбонатный горизонт

j_J D3vr водоносный сортел'.сшй карбонатный ropvßsm

CZZ3Û3zd-Cl2v водоносный чадаепровско-Зааолжский комплекс

D3rd-el юздоносмый звдоиош-елвцкий терригеню-мрбона'тый гори»нт К21-Щ слабоюдонвсный турон-м«с1рихтский «эрбонатный горизонт

О

200 километры

б). Данные качества подземных вод питьевого назначения

Повышенные концентрации железа встречаются практически по всей территории области с очагами в Смоленском (г Смоленск и на восток), Кардымовском, Рославльском, Краснинском, Холм-Жирковском, Гагаринском (г Гагарин и окрестности) районах. Наблюдались превышения с максимальными значениями 10-20 ПДК Территории с постоянным загрязнением подземных вод вг стабильным расположены в Сафоновском (отклонения от принятых стандартов по питьевой воде в 18 анализах 14 скважин), Демидовском (4 анализа, 3 скважины), Велижском (6 анализов, 6 скважин), Ярцевском (18 анализов, 11 скважин) районах Жесткость воды определяется выше нормы во всех районах Наибольшее количество превышений отмечено в Смоленском (584 отклонения в 126 скважинах), Починковском (71 отклонение в 38 скважинах), Рославльском (34 отклонения в 16 скважинах), Велижском (28 отклонений в 13 скважинах), Вяземском (50 отклонений в 25 скважинах) районах Наибольшее число превышений по марганцу зарегистрировано в Смоленском (120 отклонений в 40 скважинах), Вяземском (20 отклонений в 11 скважинах), Гагаринском (15 отклонений в 3 скважинах) районах

Превышения остальных показателей единичны и представлены в таблице 1, где перечислены превышения всех определяемых показателей качества воды по административных районам Смоленской области

Таблица 1. Качество питьевой воды в Смоленской области по административным районам за 1990-2000 г.

Районы Превышения нормативов

Велижский Бе, жесткость, Бг, Р04, Мп

Вяземский Бе, жесткость, Мп, РЬ, БО^ Бг

Гагаринский _| Ре, жесткость, Мп

Глинковский Ре, жесткость, Эг, Мп

Демидовский Ре, жесткость, Мп, 804, Бг

Дорогобужский Бе, жесткость, Эг

Духовщинский Бе, жесткость, 8г

Ельнинский Ре, жесткость

Ершичский Ре, жесткость

Кардымовский Бе, жесткость

Краснинский Бе, жесткость, Мп, Р04

Монастырщинский Ре, жесткость

Новодугинский Ре, жесткость

Починковский Ре, жесткость, Бг, 304

Рославльский Бе, жесткость, 804, Мп, Бг, С1

Руднянский Ре, жесткость

Сафоновский Бе, жесткость, Эг, Мп

Смоленский Бе, жесткость, Бг, Мп, РЬ, Мо, Ж)3,804, Ве

Сычевский Бе, жесткость, Мп

Темкинский Бе, жесткость, Мп

Угранский Бе, жесткость, Бг

Хиславичский Бе, жесткость

Холм-Жирковский Бе, жесткость, Мп

Шумячский Бе, жесткость

Ярцевский Бе, жесткость, Бг, 804, Мп

в) Медико-статистические данные и характеристика здоровья детского населения (0-14 лет) Смоленской области.

Медицинские статистические данные представлены официальной медицинской статистикой за период 1994-2000 гг для детей до 14 лет Было проведено ранжирование административных районов по уровню заболеваемости, как в пределах отдельных классов болезней, так и по нозоформам

Основные полученные результаты представлены в таблице 2 Выделены те заболевания и их классы, уровень которых в районах был наивысшим в Смоленской области (5 самых высших показателей по каждому классу и нозоформе)

Таблица 2 Повышенный уровень детской заболеваемости (до 14 лет) в разных административных районах

Районы Классы заболеваний Нозоформы

Велижский Болезни мочеполовой системы -

Гагаринский Болезни крови Болезни органов дыхания Анемии Переломы верхних конечностей

Глинковский Психические расстройства Желчекаменная болезнь, холецистит

Демидовский Врожденные аномалии Болезни эндокринной системы Инфекционные заболевания Болезни нервной системы

Дорогобужский Болезни кожи и подкожной клетчатки Болезни системы кровообращения Отд состояния, возникающие в перинатальный период Атопический дерматит Функциональные расстройства желудка Желчекаменная болезнь, холецистит Болезни желчного пузыря и желчевыв путей Переломы нижних конечностей

Духовщинский Заболевания пищеварительной системы Болезни желчного пузыря и желчевыв путей

Ельнинский - Инфекции почек Болезни желчного пузыря и желчевыв путей

Ершичский Болезни кожи и подкожной клетчатки Болезни костно-мышечной системы Инфекционные заболевания Болезни нервной системы Травмы и отравления Атопический дерматит Нефрит, нефроз, нефротич синдром Желчекаменная болезнь, холецистит

Кардымовский Инфекционные заболевания Атопический дерматит Функциональные расстройства желудка

Краснинский Болезни крови Врожденные аномалии Болезни эндокринной системы Болезни системы кровообращения Атопический дерматит Анемии Желчекаменная болезнь, холецистит Болезни желчного пузыря и желчевыв путей

Монастырщин-ский Болезни мочеполовой системы Нефрит, нефроз, нефротич синдром Функциональные расстройства желудка

Новодугинский - Нефрит, нефроз, нефротич синдром

Починковский Болезни кожи и подкожной клетчатки Болезни мочеполовой системы Новообразования Психические расстройства Атопический дерматит

Рославльский - Атопический дерматит

Рудняеский Болезни кожи и подкожной клетчатки Болезни мочеполовой системы Заболевания пищеварительной системы Болезни эндокринной системы Психические расстройства Болезни системы кровообращения Нефрит, нефроз, нефротич синдром Инфекции почек Гастрит и дуоденит Болезни желчного пузыря и желчевыв путей

Сафоновский Новообразования Болезни органов дыхания Болезни эндокринной системы Болезни нервной системы Отд состояния, возникающие в перинатальный период Травмы и отравления Гастрит и дуоденит Переломы верхних конечностей Переломы нижних конечностей

Смоленский Заболевания пищеварительной системы Болезни органов дыхания -

Сычевский Новообразования Инфекционные заболевания Отд состояния, возникающие в перинатальный период Гастрит и дуоденит Желчекаменная болезнь, холецистит

Темкинский Травмы и отравления -

Угранский Врожденные аномалии Новообразования Отд состояния, возникающие в перинатальный период Нефрит, нефроз, нефротич синдром

Холм-Жирковский - Функциональные расстройства желудка

Щумячский Болезни крови Болезни костно-мышечной системы Болезни мочеполовой системы Болезни эндокринной системы Психические расстройства Болезни нервной системы Болезни системы кровообращения Анемии Функциональные расстройства желудка

Ярцевский Врожденные аномалии Болезни костно-мышечной системы Отд состояния, возникающие в перинатальный период Переломы верхних конечностей

Глава 4. Связи заболеваемости населения с качеством питьевых вод

В этой главе проанализировано влияние водного фактора на здоровье населения на основании известных фактов влияния концентраций различных элементов и соединений в воде на здоровье человека Выделялись те заболевания, которые, исходя из имеющихся знаний, могли быть вызваны потреблением питьевой воды со сверхнормативным содержанием различных элементов и веществ

а) Результаты проведенного анализа гидрогеохимических и медико-статистических данных

Данные представлены в таблице 3

Таблица 3.

Повышенная заболеваемость детского населения Смоленской области и превышения показателей качества питьевой воды,

Районы Заболевания (классы и нозоформы) Множественные отклонения

Велижский Болезни мочеполовой системы жесткость

Гагаринский Анемии Мп

Демидовский Болезни нервной системы Мп

Дорогобужский Переломы нижних конечностей 8г

Кардымовский Атопический дерматит Ре

Краснинский Болезни крови Болезни системы кровообращения Атопический дерматит Анемии Мп, Ре

Починковский Болезни мочеполовой системы жесткость

Рославльский Атопический дерматит Ре

Сафоновский Болезни нервной системы Травмы и отравления Переломы Бг, Мп

Шумячский Болезни мочеполовой системы жесткость

Ярцевский Болезни костно-мышечной системы Переломы верхних конечностей Бг

б). Статистический анализ установленных на качественном уровне связей между болезнями и загрязнением питьевой воды с помощью рангового коэффициента Спирмена

Дать оценку статистической достоверности возможных связей между заболеваниями, предположительно вызванных водным фактором, и превышениями нормативных показателей в питьевой подземной воде позволило использование рангового коэффициента Спирмена

Медицинским параметром для расчета статистической значимости связей был выбран средний ранг заболеваемости за 1994-2000 гг

Гидрологическими наиболее объективными параметрами были выбраны

1 Количество скважин с повышенной концентрацией элемента,

2 Количество проб с повышенной концентрацией элемента,

3 Средняя повышенная концентрация элемента,

4 Максимальная повышенная концентрация элемента

Проведение анализа Спирмена дало следующие статистически значимые результаты

1 железо и атопический дерматит Коэффициент Спирмена 0,44 Связь сильная положительная, статистически значимая

2 стронций и переломы верхних конечностей Коэффициент Спирмена 0,71 Связь сильная положительная, статистически значимая

3 стронций и переломы нижних конечностей Коэффициент Спирмена 0,60 Связь сильная положительная, статистически значимая

4 марганец и болезни нервной системы Коэффициент Спирмена 0,57 Связь сильная положительная, статистически значимая

На рисунке 3 представлена карта, иллюстрирующая один из важнейших результатов хрупкость костей и повышенное содержание Бг в питьевой воде

Рис. 3.

Переломы верхних конечностей у детей до 14 лет и скважины с повышенным содержанием стронция стабильного

скважины с повышенн содержанием Эг

число случаев на 100 ООО детей

122.5- 154 154 - 351.9 351.9- 493 493- 751.5 751.5- 1180.8

N

Таким образом, в ходе исследования были выявлены территории Смоленской области, в пределах которых наиболее вероятна связь заболеваемости населения и водного фактора (выбраны три района для каждого варианта)

• Демидовский, Сафоновский, Ярцевский районы Отмечены повышенное содержание марганца в питьевой воде и высокий уровень болезней нервной системы,

• Вяземский, Сафоновский, Ярцевский районы Отмечены повышенное содержание стронция и повышенный уровень травматизма

• Починковский, Краснинский, Дорогобужский районы Обнаружен высокий процент скважин с превышением в воде железа, что согласуется с высоким уровнем атопического дерматита

Выводы

1 Анализ современной отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о сформировавшейся проблеме ухудшения качества подземных питьевых водоисточников, что определяет актуальность развития медико-географических работ в этой области знаний

2 Исследования, проведенные нами на территории Смоленской области РФ, позволили выявить связи повышенной детской заболеваемости рядом болезней с загрязнением питьевых подземных вод

3 Выделены административные районы области, где природное качество подземных вод питьевого назначения в ряде водоисточников не соответствует современным нормативам по ряду показателей

4 Ранжирование административных районов области по показателям качества подземных вод (1012 скважин) в сопоставлении с современными данными о влиянии отдельных их компонентов природного происхождения на здоровье человека, позволило сформулировать гипотезу о большой степени вероятности зависимости заболеваемости местного населения от присутствия в воде повышенных концентраций железа, марганца и стронция стабильного

5 Проведенная с помощью непараметрического статистического метода ранговой корреляции оценка связей между гидрогеохимическими характеристиками питьевых вод и болезнями детского населения, предположительно связанными с негативным действием водного фактора, обнаружила статистически значимые связи между переломами конечностей у детей и повышенным содержанием стронция стабильного в воде, между болезнями нервной системы и повышенными концентрациями марганца, а также между повышенным содержанием железа и атопическим дерматитом

Полученные данные коррелируют с современными представлениями о механизмах токсичности названных элементов

6 Разработанный для первого этапа исследований по оценке риска влияния водного фактора («идентификация опасности») медико-географический метод позволяет выделить целевые территории для проведения дальнейших этапов эколого-эпидемиологических исследований в этом направлении

7 Развернутый анализ связи заболеваемости и гидрогеохимических характеристик подземных вод, используемых для питьевых целей, позволяет сформулировать гипотезу о заболеваниях, предположительно не связанных с их действием, что можно рассматривать как побочный выход работы для возможных в дальнейшем эколого-эпидемиологических исследований на рассматриваемой территории

Результаты данной диссертационной работы опубликованы в следующих основных работах автора.

1 Gioundwatei use and public health // Geology and Ecosystems, 2005, p 107-112 (Эльпинер ЛИ)

2 О возможностях использования общедоступных статистических данных в медико-географических исследованиях водных проблем // Шестой международный конгресс "Вода экология и технология" Тезисы докладов Москва, 2004, «Сибико Интернэшнл», с 799-800

3 Medical geographical investigations m Smolensk oblast Official statistical data aie they useful m ecological investigations in Russia7 // Proceedings of the conference "Use of GIS for the surveillance of wateiboine diseases in the Russian Federation" Bonn, WHO, 2003, p 145-183 (ЭльпинерЛИ)

4 The added value of GIS m the medical geographical investigations m Smolensk oblast//Proceedings of the course "Medical geology Health and the Environment" Vilnius, 2003, p 25-26

5 Медико-географический подход в методологии исследований риска для здоровья при использовании некондиционных питьевых вод (на примере Смоленской области)// Мелиорация и водное хозяйство, №2, 2002, с 18-20

6 Медико-географические исследования влияния качества подземных вод на здоровье населения Смоленской области // Пятый международный конгресс "Вода экология и технология" Тезисы докладов Москва, «Сибико Интернэшнл», 2002, с 692-693 (Савельева Л Ф)

7 Географические информационные системы в методологии исследований риска для здоровья при использовании некондиционных питьевых вод // Пятый международный конгресс "Вода экология и технология" Тезисы докладов Москва, «Сибико интернэшнл», 2002, с 675-676 (Эльпинер Л И, Кукош В С)

8 Medical Geographical Investigations m the Methodology of Drmkmg Water Risk Assessment // Proceedings of the Workshop "Waterborne Disease Surveillance Goals and Strategies" World Health Organization, Budapest, 29-30 November, 2001 p 15-16 (Эльпинер ЛИ, Кукош ВС)

9 О влиянии качества питьевых вод Смоленской области на заболеваемость населения // Тезисы докладов Международной конференции "Градоформирующие технологии XXI века" Секция "Водоснабжение и технологии рационального использования водных ресурсов" Москва, 11 сентября 2001 г, с 31-32 (Эльпинер ЛИ)

10 Заболеваемость детского населения и качество питьевых подземных вод Смоленской области Медико-географический подход // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции "Ресурсосбережение и экологическая безопасность" Смоленск, 2001, с 41-43 (Савельева Л Ф)

11 К вопросу медико-географической оценки качества питьевых вод Смоленской области // Материалы Международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития экологической обстановки в бассейне реки Днепр и великих рек Центральной части России» 26-29 сентября 2001 г Смоленск, с 2627 (Савельева Л Ф, Степкина Н В, Салынин А Б)

12 Использование подземных вод для питьевых целей (медико-экологическая оценка) // Водные проблемы на рубеже веков М Наука, 1999 -с 256-268 (Л И Эльпинер)

Заказ № 114/01/08 Подписано в печать 25 01 2,008 Тираж 100 экз Уел п л 1,0

00.0 "Цифровичок", тел (495) 797-75-76, (495) 778-22-20 www cfr гц, e-mail info@cfr ru

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Шаповалов, Андрей Евгеньевич

Введение

Обзор литературы

Глава 1. Место медико-географических исследований в системе оценки риска для здоровья населения.

Глава 2. Примененные методы исследований

Глава 3. Информационная основа исследований. Анализ гидрогеологических и медико-статистических данных

Глава 4. Сопоставление показателей заболеваемости с показателями качества потребляемой воды и анализ выявленных связей

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Медико-географическая оценка влияния загрязнения питьевых подземных вод на здоровье населения"

Изменение химических свойств географической среды и усиление их влияния на здоровье человека с каждым годом вызывают все больший' интерес исследователей. Изучая геохимические особенности того или иного региона, выявляя избыток или недостаток определенных химических элементов в компонентах ландшафта, можно заранее прогнозировать и предупреждать целый ряд эндемических заболеваний, имеющих природные (биогеохимические) предпосылки [I]. Также можно просчитать с разной степенью достоверности структуру заболеваемости населения, анализируя качественные и количественные характеристики антропогенного загрязнения территории.

Окончание ХХ-го века и, соответственно, начало нового столетия отличается заметным обострением проблем, в основе которых лежат противоречия между растущими потребностями человечества и природными ресурсами. К числу таких проблем принадлежит и решение осложнившихся задач полноценного обеспечения населения питьевой водой. Глобальные масштабы этой проблемы нашли отражение еще в 1977 на конференции ООН по водным ресурсам. Анализ ситуации, сложившейся во многих странах мира и характеризующейся количественным и качественным дефицитом питьевой воды, ростом и масштабами заболеваемости населения, связанной с негативным влиянием водного фактора, явился причиной провозглашения 80-х годов «Десятилетием питьевой воды и санитарии». Таково было решение ХХХУ сессии Генеральной Ассамблеи ООН.

Подземные воды в ряде случаев сохраняют высокие показатели качества по сравнению, с поверхностными водоисточниками. Благодаря этому обстоятельству использование подземных вод в питьевых и хозяйственно-бытовых целях увеличивается в масштабах и интенсивности [28]. Однако, накапливающаяся информация свидетельствует о необходимости изменения этих представлений, особенно на тех территориях, где в силу различных обстоятельств нарушаются природные условия формирования и сохранения качества подземных вод.

Именно поэтому данная работа фокусируется на загрязнении подземных вод. Тем не менее, большинство из приведенных ниже фактов зависимости загрязнения подземных вод и здоровья населения естественно применимы и к загрязнению поверхностному.

Цель работы состоит в применении медико-географического метода для оценки риска влияния загрязненных подземных вод на здоровье населения.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

• анализ гидрогеологических данных подземных вод питьевого назначения с целью выявления приоритетных видов загрязнения на модельной территории (Смоленская область);

• анализ медико-демографических данных детского населения Смоленской области с целью выявления приоритетных видов заболеваний;

• Выбор статистических методов для выявления закономерностей влияния качества подземных вод на здоровье населения;

• Выявление территориальных закономерностей негативного воздействия водного фактора на территории Смоленской области;

• Формирование медико-географического метода как основы первого этапа оценки риска водного фактора на здоровье населения.

В работе использовались географические информационные системы (ГИС) АгсШо 7.2, АгсУ1еш З.1., З.2., МарШо 4.0, 5.0, 6.0. Научная новизна работы состояла в следующем.

1. на примере Смоленской области выявлена связь качества потребляемой подземной воды на здоровье населения;

2. на территории Смоленской области проведена оценка и картирование районов заболеваний, обусловленных потреблением некачественных подземных питьевых вод;

3. для территории Смоленской области географические информационные системы (ГИС) использовались как основной инструмент выявления влияния качества подземных вод на здоровье детского населения;

4. полученные результаты исследования позволяют использовать медико-географический метод в качестве основы первого этапа оценки риска влияния водного фактора на здоровье населения.

Выносимыми на защиту положениями стали:

1. Ранжирование территории Смоленской области по степени загрязнения подземных вод различными элементами и соединениями природного происхождения;

2. Возможность использования показателей «среднее превышение ПДК», «максимальное превышение ПДК», «количество скважин с превышением ПДК», «количество превышений ПДК» в качестве оценочных характеристик для проведения исследований влияния качества подземных вод в рамках предложенного метода на территории Смоленской области;

3. Определение территорий негативного действия питьевых подземных вод на здоровье населения;

4. Экспертную оценку влияния загрязнения подземных вод на здоровье детского населения Смоленской области на выделенных территориях;

5. Медико-географический метод при реализации первого этапа исследований по оценке риска для здоровья («идентификация опасности») при использовании некондиционных подземных вод.

Результаты работы могут быть использованы при проведении исследований по оценке риска для здоровья населения и масштабных исследований по оценке риска для здоровья на этапе «идентификация опасности» с целью выделения территорий, население которых предположительно наибольшим образом подвержено негативному влиянию водного фактора.

Существенным результатом использования предлагаемого метода является минимизация кадрового обеспечения и финансовых расходов при проведении первых этапов работ по оценке риска для здоровья. Результаты исследования по теме диссертации были использованы и используются в практике работ управления Роспотребнадзора по Смоленской области (прил. 4).

Результаты данной диссертационной работы опубликованы в следующих основных работах автора:

1. Groundwater use and public health // Geology and Ecosystems, 2005, p. 107-112 (соавтор: Эльпинер Л.И.)

2. О возможностях использования общедоступных статистических данных в медико-географических исследованиях водных проблем // Шестой международный конгресс "Вода: экология и технология". Тезисы докладов. Москва, 2004, «Сибико интернэшнл», с. 799-800

3. Medical geographical investigations in Smolensk oblast. Official statistical data: are they useful in ecological investigations in Russia? // Proceedings of the conference "Use of GIS for the surveillance of waterborne diseases in the Russian Federation". Bonn, WHO, 2003, p. 145-183 (Эльпинер Л.И.)

4. The added value of GIS in the medical geographical investigations in Smolensk oblast // Proceedings of the course: "Medical geology. Health and the Environment." Vilnius, 2003, p. 25-26

5. Медико-географический подход в методологии исследований риска для здоровья при использовании некондиционных питьевых вод (на примере Смоленской области).// Мелиорация и водное хозяйство, № 2, 2002, с. 18-20

6. Медико-географические исследования влияния качества подземных вод на здоровье населения Смоленской области. Пятый международный конгресс "Вода: экология и технология". Тезисы докладов. Москва, «Сибико интернэшнл», 2002, с. 692-693 (Савельева Л.Ф.)

7. Географические информационные системы в методологии исследований риска для здоровья при использовании некондиционных питьевых вод. // Пятый международный конгресс "Вода: экология и технология". Тезисы докладов. Москва, «Сибико интернэшнл», 2002, с. 675-676 (Эльпинер Л.И., Кукош B.C.)

8. Medical Geographical Investigations in the Methodology of Drinking Water Risk Assessment. // Proceedings of the Workshop "Waterborne Disease Surveillance: Goals and Strategies". World Health Organization, Budapest, 29-30 November, 2001. p. 15-16 (Эльпинер Л.И., Кукош B.C.)

9. О влиянии качества питьевых вод Смоленской области на заболеваемость населения. // Тезисы докладов Международной конференции "Градоформирующие технологии XXI века". Секция "Водоснабжение и технологии рационального использования водных ресурсов". Москва, 11 сентября 2001 г., с. 31-32 (Эльпинер Л.И.)

10.Заболеваемость детского населения и качество питьевых подземных вод Смоленской области. Медико-географический подход. // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции "Ресурсосбережение и экологическая безопасность". Смоленск, 2001, с. 41-43 (Савельева Л.Ф.)

11. К вопросу медико-географической оценки качества питьевых вод Смоленской области. // Материалы Международной научно-практической конференции «Состояние и перспективы развития экологической обстановки в бассейне реки Днепр и великих рек Центральной части России». 26-29 сентября 2001 г. Смоленск, с. 26-27 (Савельева Л.Ф., Степкина Н.В., Салынин А.Б.)

12. Использование подземных вод для питьевых целей (медико-экологическая оценка) // Водные проблемы на рубеже веков. М.: Наука, 1999. - с. 256-268 (Л.И. Эльпинер)

Обзор литературы 1. Современное состояние проблемы.

Спектр загрязняющих воду веществ необычайно широк. Он включает тяжелые металлы, многие микроэлементы, токсичные органические соединения, радиоактивные вещества. Значителен и спектр заболеваний, связываемых также с содержанием этих веществ в питьевой воде - заболевания сердечно-сосудистой, выделительной, пищеварительной, нервной, иммунной систем, опорно-двигательного аппарата, аллергии, страдания наследственности, дефекты развития и др.

Приводимые ниже обобщенные данные дают представление о характере влияния веществ, наиболее часто обнаруживаемых в питьевой воде (в т.ч. и подземного происхождения) на состояние здоровья населения.

Эти сведения касаются как положительного, так и негативного влияния веществ в зависимости от характера их биологического действия и концентрации. При этом имеется ввиду, что под суточной потребностью организма человека в том или ином химическом элементе понимается возможность его потребления из различных источников. Однако, здесь необходимо учитывать, что определенную долю ряда биологически ценных элементов организму важно получать с питьевой водой в несвязанном виде. Именно, потребление веществ с питьевой водой признается в последние десятилетия все более важным для организма путем поступления веществ. С другой стороны, концентрации биологически важных веществ, не должны превышать установленные предельно допустимые уровни содержания в питьевой воде, чтобы не обрести биологически противоположный характер.

Следует также отметить, что в тех случаях, когда речь идет только о вредоносном действии вещества, всегда имеется в виду длительное влияние его повышенных концентраций.

Многочисленные отечественные и зарубежные экспериментальные и эпидемиологические данные свидетельствуют о негативном воздействии воды на здоровье населения в геохимических провинциях, когда наблюдается несбалансированносгь ее химического состава [1, 31,3, 6].

Сведения о влиянии различных элементов и соединений приведены ниже. а). Неорганические вещества, а также наиболее распространенные органические соединения [29].

Медь. Суточная потребность - 2,0 - 3,0 г. При недостатке -теросклеротические заболевания кровеносных сосудов и сердца, анемия, гиперхолестеринемия. При избытке - наличие врожденных заболеваний, изменение водно-солевого и белкового обменов, окислительно-восстановительных реакций крови, нарушения овариально-менструального цикла, течения родов и лактации.

Цинк. Суточная потребность для взрослых 2-3 мг, для детей и беременных женщин 5-6 мг. При недостатке - наличие врожденных заболеваний (карликовость), изменение активности ферментов окислительно-восстановительных реакций, нарушения овариально-менструального цикла, течения беременности, снижение чувства вкуса и обоняния, специфические заболевания кожных покровов. При избытке - анемия, изменение функции центральной нервной системы

ЦНС). На популяционном уровне - увеличение числа заболеваний печени и сердечно-сосудистых заболеваний.

Фтор. Физиологический оптимум - 1,2 - 1,5 мг/л (в зависимости от географического района). При недостатке - кариес. При избытке -флюороз (крепчатость зубной эмали), полиневриты, гепатит, склеротические изменения костей, артериальная гипотония.

Марганец. Суточная потребность - 1,5 мг. При недостатке -снижение скорости роста, нарушение жирового обмена. При избытке -анемия, нарушение функционального состояния ЦНС.

Кобальт. Суточная потребность - 40 - 70 мкг. При недостатке -заболевания системы крови, изменение ее морфологического состава, подавление иммунных и окислительно-восстановительных реакций. При избытке - нарушение функционального состояния ЦНС и щитовидной железы.

Селен. Потребность для человека не установлена, предполагается на уровне мкг/л, зависит от уровня витамина Е в пище. При недостатке -развитие синдрома "болезнь белых мышц", на популяционном уровне -повышение детской смертности. При избытке - ускорение кариеса зубов у детей, злокачественные новообразования.

Алюминий. Оказывает нейротоксичное действие. ПДК - 0,5 мг/л.

В настоящее время появились отдельные исследования, отмечающие возможность связи болезни Альцгеймера с избыточным поступлением в организм алюминия, в частности с питьевой водой.

Барий. Воздействие на сердечно-сосудистую и кроветворную (лейкозы) системы.

Бор. Вызывает нарушения углеводного обмена, снижение активности ферментов, раздражение желудочно-кишечного тракта; у мужчин - снижение репродуктивной функции, у женщин - нарушение овариально-менструального цикла.

Кадмий. Повышает уровень сердечно-сосудистой, почечной, онкологической заболеваемости, нарушает овариально-менструальный цикл, течение беременности и родов, вызывает мертворождаемость, повреждения костной ткани.

Молибден. С повышенными концентрациями связывают увеличение сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваемость подагрой, эндемическим зобом, нарушение овариально-менструального цикла. ПДК - 0,25 мг/л.

Мышьяк. Обладает нейротоксическим действием, вызывает поражение кожи, органов зрения. ПДК - 0,25 мг/л.

Натрий. Вызывает гипертоническую болезнь, повышенную напряженность мышц. ПДК - 200,0 мг/л.

Никель. Вызывает поражение сердца, печени, органов зрения, кератиты.

Нитраты и нитриты. Вызывают рак желудка, заболевания крови (метгемоглобинемия).

Ртуть. Грубо нарушает функции почек, нервной системы.

Свинец. Поражает почки, нервную систему, органы кроветворения, вызывает сердечно-сосудистые заболевания, авитаминозы С и В.

Стронций. Вызывает поражения костного аппарата (стронциевый рахит).

Хром. Нарушает функции печени и почек.

Цианиды. Поражает нервную систему, щитовидную железу.

Железо. Вызывает раздражение кожи и слизистых, аллергические реакции, болезни крови.

Сульфаты. Нарушают функциональное состояние желудочно-кишечного тракта, вызывают диарею, влияют на кислотность желудочного сока (гипоацидные состояния).

Хлориды. Влияют на состояние сердечно-сосудистой системы (гипертензия, гипертоническая болезнь).

При этом речь идет о негативном влиянии как мягких вод, так и излишне жестких.

Обобщение современных данных позволяет выделить роль кальция и магния питьевой воды в формировании ряда патологических состояний.

Кальций. Суточная потребность - 0,4 - 0,7 г (для беременных женщин и грудных детей - 1,0 - 1,2 г). При недостатке в воде -увеличение числа смертельных исходов при сердечно-сосудистых заболеваниях, увеличение тяжести течения рахита, повышенная хрупкость костей, нарушение функционального состояния сердечной мышцы и процессов свертываемости крови. При избытке -мочекаменная болезнь, нарушение водно-солевого обмена, раннее обызвествление костей у детей, замедление роста скелета.

Магний. Суточная потребность 220 - 260 мг. При недостатке -повышение тяжести течения и числа неблагоприятных исходов сердечно-сосудистых заболеваний, нейромускулярные и психиатрические синдромы, тахикардия и фибрилляция сердечной мышцы. При избытке - возможность развития синдромов дыхательных параличей и сердечной блокады, раздражение желудочно-кишечного тракта в присутствии сульфатов. ПДК - 20,0 мг/л хлората магния.

В последние годы появились работы, где методами корреляционного анализа устанавливается связь раковых заболеваний с наличием в воде пониженной концентрации солей жесткости.

Ниже, при рассмотрении мирового опыта медико-экологической оценки качества воды, мы более подробно остановимся и на этих исследованиях.

Пока еще существуют сомнения в мировой литературе по поводу повышенной опасности канцерогенеза в содержащихся в воде фторидах. Однако, японские авторы [93], обнаружили положительную корреляцию между раком матки и концентрацией фтора в питьевой воде в 20 районах страны.

Более явные связи установлены между содержанием фторидов в воде и риском заболеваемости флюорозом и кариесом. В университете г. Бергена (Норвегия) была проведена работа по сравнению 2 групп людей (Западная Норвегия), которые всю жизнь потребляли питьевую воду с, соответственно, высоким (или среднем) и низким содержанием фторидов. Выявлено, что в первой группе было обнаружено 78,8% случаев флюороза, в другой - 14,3%. Авторы утверждают, что употребление подземных вод с высоким или среднем содержанием фторидов - самый важный фактор развития зубного флюороза [34]. Поэтому этими же исследователями утверждается, что перед предписанием приема дополнительного фтора от кариеса (как следствия недостатка фтора в питьевой воде), нужно изучать состав питьевой воды.

В последнее время в печати появляется все больше работ, посвященных проблеме загрязнения подземных питьевых вод мышьяком. Авторы исследования в Западной Бенгалии (Индия) обосновывают необходимость выработки инфраструктуры и плана действий по решению хронического отравления жителей данного региона [92]. В исследовании, проведенном в том же регионе другой группой ученых, подчеркивается длительный негативный эффект мышьяка на кожный покров. Люди, имевшие кожные поражения, пользовались безопасной водой (не только для питья, но для бытовых нужд) в течение 8 месяцев, но, тем не менее, были далеки от выздоровления [71]. Исследования, проведенные в Аргентине учеными США, подтверждают связи между повышением смертности от заболеваний раком мочевого пузыря и присутствием в питьевой воде неорганического мышьяка [63]. О важности этой проблемы применительно к подземным водам свидетельствуют и другие работы [60].

Для ряда токсичных веществ, содержащихся в питьевой воде, отмечены положительные корреляции А1 с болезнью Альцгеймера, As - с раком мочевого пузыря [63], N0 - с раком желудка [102]. В работе Н. Foster [48] высказывается предположение о наличии связи между высокими уровнями стронция, соответственно, низкими - кальция и заболеваемостью болезнями нервной системы. Он пишет: «у людей, проживающих в районах, где в окружающей среде концентрации стронция необычно высоки, а кальция - низки, избыточный стронций может изменять функционирование центральной нервной системы, содействовать развитию таких болезней, как crib death, множественного склероза и болезни Паркинсона». В той же работе утверждается, что дефицит иода, а, следовательно, дефицит тироидного гормона делает пациентов необычайно чувствительными к негативному влиянию факторов окружающей среды. б). Органические вещества

Во многих исследованиях развитие раковых заболеваний связывается с обнаружением в подземных водоисточниках канцерогенных органических соединений антропогенного происхождения. Работы Национального института рака [33] обращают особое внимание на пестицидное загрязнение подземных вод. Так, авторы высказывают предположение о связях повышенной заболеваемости раком молочной железы на Гавайях, где в течение 40 лет используются подземные воды, содержащие такие химикаты как хлородан, гептахлор и 1,2-дибром-З-хлорпропан. В то же время исследования Датского технического университета [35] свидетельствует о способности длительного сохранения в подземных водах целого ряда пестицидов - ДДТ, линдана, долдрина и др. В Хорватии [55] отмечается загрязнение широко используемым канцерогенным гербицидом - атразином. Более ранние работы [31] расшифровывают механизмы попадания пестицидов в грудное молоко за счет их миграции по цепи: почвы —> питьевая вода —> человек. В совместном Израильско-Палестинском исследовании [80] подчеркивается важность резкого сокращения вредного влияния на здоровье человека пестицидного загрязнения питьевых водоисточников.

Характерно, что во всех приведенных выше работах отмечается необходимость проведения углубленных исследований степени влияния пестицидного загрязнения подземных вод на здоровье людей.

В мировой литературе достаточно широко освещается оценка риска влияния токсичных органических соединений в подземных водах на здоровье. В США одной из первоочередных проблем в 90-00-х годах стало выявление загрязнения свалок промышленных отходов, загрязняющих почвы, а далее и подземные водотоки. Повышение токсичности подземных вод в районе муниципальной свалки отмечается в работах [39, 76]. Накопление в подземных водах дихлорацетата - продукта производств промышленных химикатов и лекарственных препаратов, вызывающего новообразования и заболевания печени, - также связывают с влиянием свалок промышленных отходов. Токсичность дихлорацетата показана в опытах на животных. Ставится вопрос о необходимости углубленных токсикологических исследований [90].

Необходимость междисциплинарных исследований при анализе влияния свалок на качество питьевых вод подчеркивается в работе [67] -3-4 миллиона детей и подростков в США живут в радиусе 1 мили от свалок.

При оценке риска влияния подземных вод на здоровье населения все большее значение приобретают работы, посвященные воздействию комплекса загрязняющих веществ. Из последних работ по этой сложной проблеме выделяется исследование [104] из университета штата Колорадо (США), посвященное совершенствованию методологии оценки риска химических смесей.

В настоящее время ведется все больше работ по проникновению в подземные воды канцерогенных соединений в связи с утечками топлива. В этой связи, американские исследователи обращают внимание на обнаружение в питьевой воде из подземных источников метил-3-бутил эфира (МТВЕ). Dourison и Felter [44], исследуя вероятность риска раковых заболеваний в связи с загрязнением подземных вод МТВЕ, установили сохранение токсичности этого соединения при поступлении в организм с питьевой водой и отметили необходимость дальнейших исследований для уяснения степени влияния МТВЕ на уровень раковых заболеваний. Следует учесть, что около 5% населения США употребляют воду с высокими концентрациями этого вещества (от 700 до 14000 частей на миллион) [91].

В последнее время многие научные организации проводят исследования о влиянии жесткости питьевой воды на здоровье населения. Тайваньскими учеными была изучена связь риска заболевания раком ободочной кишки с уровнем жесткости питьевой воды из коммунальных водопроводов. Они сравнили 1714 смертных исходов при этом заболевании с аналогичным числом смертей от других болезней (с учетом степени жесткости воды, использовавшейся объектами исследований, их возраста и пола). Была обнаружено статистически достоверное увеличение вероятности рака ободочной кишки при снижении уровня жесткости воды [101].

Ранее, в 1997 году, японские исследователи [86] на основании исследований в 98 городах и поселениях префектуры Хиого в Японии выявили значимую положительную корреляцию уровня смертности от рака желудка с отношением Mg2+/Ca2+ в воде подземных водоисточников и воде из-под крана. Ковариантный анализ установил, что Mg2+ значимо коррелирует со смертностью от рака желудка. Делается предположение, что относительно большие концентрации Mg2+ по отношению к Са2+ в питьевой воде могут быть одной из причин рака желудка у японцев. В то же время, еще в 1980 г. в работе В. Zemla (Польша) [105] отмечалась положительная корреляция между низким уровнем смертности от рака желудка и высокой жесткостью питьевой воды.

Появился ряд исследований, предпринятых с целью установления взаимосвязи между степенью жесткости и уровнем сердечнососудистых заболеваний среди населения.

Еще в середине 70-х годов Национальным исследовательским экологическим центром (г. Цинцинатти) на основе данных, относящихся к 135 городам США [30], была показана отчетливая тенденция к уменьшению общего числа сердечно-сосудистых заболеваний по мере роста жесткости потребляемой питьевой воды. Причем, проведенные экспериментальные исследования базировались на представлениях о возможных заболеваниях сердечно-сосудистой системы в результате влияния ряда элементов, сопутствующих мягким и жестким водам, а не собственно солевого состава. Так, в жестких водах (содержание более 75 мг/л СаСОз) определяют а-излучение, азот аммиака, мышьяк, барий, бериллий, бор, кадмий, кальций, ион карбоната, хлорид, хром, кобальт, магний, нитраты, калий, фосфор, серебро, натрий, сульфаты, ванадий. Для 11 веществ четкой связи с жесткой водой не было установлено: медь, кислоты, фторид, железо, свинец, марганец, никель, цианид, соль азотистой кислоты, фосфат, цинк и (3-излучение [30].

Многие американские ученые придерживаются мнения, что присутствие того или иного элемента в жесткой воде или их сочетание объясняют более низкую смертность или распространенность сердечно-сосудистых заболеваний в районах и населенных пунктах, где потребляется такая вода. Механизм влияния изученных элементов на состояние сердечно-сосудистой системы остается неясным.

Тем не менее, имеются множественные свидетельства о связи роста сердечно-сосудистых заболеваний с использованием «мягких» вод, в частности с дефицитом Такие результаты были получены российскими [19], нидерландскими учеными [107], финскими [79], итальянскими [73], испанскими [53], немецкими [89], английскими [66], шведскими [84], тайваньскими [103].

Однако, ссылаясь на недостаточность и некоторую противоречивость данных о патогенетической роли жесткости воды, Всемирная Организация Здравоохранения еще не смогла определиться в вопросе о введении необходимых здесь нормативов [57].

Проанализировав основные тенденции развития исследований, посвященных влиянию загрязнения подземных вод на здоровье человека, можно отметить некоторый недостаток работ, касающихся воздействия комплекса соединений и элементов. В основном, в исследованиях рассматривается влияние какого-либо одного элемента или соединения, что не всегда может объяснить развитие той или иной патологии.

В то же время, за последнее десятилетие намного большее внимание стало уделяться антропогенному загрязнению подземных вод химической природы.

Большое количество работ посвящено опасности антропогенного химического и биологического загрязнения подземных вод.

Прежде всего, это сведения о связях наиболее распространенных и опасных раковых заболеваний с использованием химически загрязненных подземных вод. В США Национальным институтом рака [40] проводились исследования об увеличении риска развития раковой патологии и в связи с использованием подземных вод, содержащих повышенные концентрации нитратов, асбестопродукты, радионуклиды, мышьяк и вторичные продукты хлорирования воды.

Во многих исследованиях с пестицидным загрязнением подземных и поверхностных вод связывается риск повышения уровня раковых заболеваний. Например, на эту проблему обращают внимание работы Национального института рака [33].

Так, загрязнение подземных вод пестицидами во Фресно Каунти, Центральная Долина, Калифорния, США описан в работе Е. Lichtenberg и D Zilberman [69]. Этот пестицид - DBCP. Подробности исследования не даны. В статье приводится экономическая оценка исследований. Загрязнение поверхностных вод Калифорнии, Сан-Франциско Ривер, пестицидов упоминается в работе [41].

В странах, отличающихся, в целом, высоким уровнем развития систем коммунального водоснабжения и служб охраны окружающей среды, наибольшую опасность представляет использование загрязненных подземных вод первого водоносного горизонта. Так, по данным Global Consulting for Environmental Health [75] большинство (76%) из 34 вспышек инфекций водного происхождения, зафиксированных в 1991-1992 годах в 17 штатах США, связано с применением для питьевых целей воды из колодцев. Общее число пострадавших - 17464 человека. При этом в 7 из 11 вспышек, где был установлен возбудитель инфекции, им оказались лямблии или криптоспоридии - патогенные представители вида простейших. Одна из двух других вспышек была связана с инфицированием воды дизентерийными бактериями, вторая - вирусом гепатита А.

Заражение подземных вод криптоспоридиями в последнее время все чаще становится объектом исследования ученых. Речь идет о возбудителе инфекционного заболевания, подрывающего иммунную систему организма. С 1985 года в США отмечено 12 вспышек этого заболевания. При этом его возбудители были обнаружены в подземных водоисточниках [83].

Вспышки кишечных инфекций вирусной этиологии напрямую связаны с плохой защищенностью подземных водоисточников. Так, в 1994 году в Финляндии была зафиксирована вспышка острого гастроэнтерита (до 3000 человек пострадавших), вызванная использованием колодезной воды, инфицированной аденовирусами А и С, ротавирусами, вирусами SRV [65].

Приведенные выше факты подтверждают необходимость значительного повышения внимания к защите подземных водоисточников децентрализованного водоснабжения. Современные методы обеззараживания питьевой воды, применяемые в коммунальных водопроводных системах, существенно снижают риск распространения инфекций водным путем. Случаи заболеваний, связанных с их использованием, обычно вызваны вторичным микробным загрязнением воды в распределительных сетях [20].

Азотные соединения в питьевых подземных водах создают опасность образования нитрозаминов - сильных канцерогенов. Поэтому в исследовании Alaburda и Nishihara [32] рекомендуется включить азотные соединения (не только нитраты) в список регулируемых веществ.

Различные виды сельско-хозяйственного производства увеличивают риск попадания азотных соединений в подземные воды. Так, канадские авторы подтверждают связь между интенсивным картофелеводством и концентрацией нитратов в подземных водах. Данная работа иллюстрирует пользу географических информационных систем (ГИС) при анализе пространственных связей такого рода [68].

Повышенные концентрации N0 как отбросов куриного производства являются угрозой для детей при потреблении подземных вод, Болезнь - метгемоглобинемия. Азот, вообще, очень активен в почвах, поэтому часто, в отличии от Р, проникает в подземные воды в избыточных концентрациях [100].

Другим объектом пристального внимания являются удобрения, прежде всего азотные. Хотя нитраты являются естественным компонентом живых систем, слишком много нитратов могут породить проблемы со здоровьем. Одна из наиболее известных опасностей -взаимосвязь между высокими уровнями нитратов в питьевой воде и редкой детской болезнью метгемоглобинемией. Также рассматриваются связи дефектов рождения и рака [40], но точных связей пока не установлено.

По данным Калифорнийского департамента здравоохранения, многие эксплуатационные скважины были закрыты из-за превышения установленных стандартов по питьевой воде. Существующий стандарт на нитраты в Калифорнии - 45 мг/л. ЕРА докладывает, что сотни скважин в Калифорнии превышают данный уровень. В общем, 10% проб, взятых из 38 144 калифорнийских эксплуатационных скважин, имели воду с концентрациями, превышающими ПДК, в соответствии с обзором материалов 1975-87 годов. В одном районе около 4 % воды, подающейся населению, было потеряно из-за нитратного загрязнения, в то же время только 0,5% воды было потеряно из-за органического загрязнения.

На восточной стороне долины Сан Хоакин, в особенности в Станислаус и Мерсед Каунти, много фермерских территорий являются чувствительными к загрязнению подземных вод нитратами. Структура почв - крупнозернистая, часто песочная, что способствует высокой фильтрации. Древесные растения, растущие в этом районе, требуют большого количества азота, но их способность его усваивать достаточно низка. Системы водоснабжения менее эффективны, что способствует его глубокому проникновению вглубь. По всей долине Сан Хоакин производство молочных продуктов является важной частью сельского хозяйства, что создает специфические проблемы утилизации навоза [49].

Территория долины Фол Ривер является маленьким фермерским районом, который не является важным с точки зрения сельского хозяйства страны, однако он был выбран для пилотной программы из-за нахождения на его территории маломощного подземного горизонта и уникальной комбинации сельских домов в непосредственной близости с сельскохозяйственным производством. Специализациями в этой долине являются скотоводство, производство люцерны, картофеля, зерновых и других растений. Проверка скважин показала, что около 40% из них имеют уровни нитратов, превышающих установленный стандарт - 45 мг/л [49].

Объектом исследования [106] является загрязнение нитратами в Тулар Каунти. Концентрации нитратов превышали установленные стандарты начиная с конца 40-х годов. Наибольшие концентрации наблюдались в районах, где интенсивно применялись азотные удобрения, где почвы обладали наилучшим образом способствовали проникновению нитратов, и где уровень подземных вод располагался наиболее близко к поверхности. Идентификация факторов, способствующих загрязнению подземных вод в сельской местности, является необходимой для управления водными ресурсами района. Данные анализа проб подземных вод, породы и почвы в долине Сьерра Пелона в Южной Калифорнии свидетельствуют о том, что антропогенное загрязнение нитратами является величиной большей, чем их естественное содержание [100]. Есть свидетельства наличия человеческих отходов, животных отходов и разложения растительности.

Случаи проникновения опасных органических соединений в окружающую среду, особенно, подземную воду, как отходов деятельности человека, также как их влияние, способы их удаления встречаются в некоторых научных публикациях по Калифорнии.

Так, в статье [74] описываются исследования загрязнения подземных вод в Калифорнии тетрахлорэтиленом (РСЕ). Характеризуется двойная неопределенность экспозиции и моделей доза-ответ. Обсуждаются 3 ключевых вопроса: а) неопределенность в количественном определении факторов экспозиции, которые связывают концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде с уровнем контакта с данным веществом в популяции; б) неопределенность в человеческих моделях доза-ответ, основанных на таких же моделях на животных; а также дается обзор важнейших факторов неопределенности при оценке риска для населения.

В Южной Калифорнии исследователи [64] предлагают способ удаления таких загрязнителей, как бензин, толиен, этилбензин и ксилены (ВЕТХ). Эффективность этого способа была продемонстрирована при определении концентраций наличия стабильных изотопов ВЕТХ на территории, загрязненной бензином.

Биоразложение используется в Калифорнии против МТВЕ (метил-трет-бутиловый эфир), Например, загрязнение подземных вод в Порт Хуэнеме, Калифорния, где штамм бактерий РМ1 был использован для уменьшения содержания МТВЕ [59]. в). Влияние вторично использующихся вод

Возможные эффекты для здоровья при потреблении подземных вод, частично состоящих из сточных вод, прошедших очистку, наблюдались I при долгосрочном исследовании некоторых районов восточного Los Angeles County [50]. Были взяты 2 района, снабжающихся такого рода водой и 2 контрольных района. Сравнивались смертность, заболеваемость, выкидыши и случаи рака. В то время как значительные различия по всем 4-м районам наблюдались по количеству выкидышей, никаких различий, свидетельствовавших о наличии связи доза-ответ между болезнью и потреблением вторично использовавшейся воды, не было выявлено.

Также в дополнение был произведен опрос 2500 женщин, половина из которых находились в контрольном районе. Никаких изменений на протяжении почти 2 десятилетий в здоровье данный опрос также не выявил.

В исследовании корпорации RAND также была сделана оценка влияния вторично использованных вод на здоровье населения. Сравнивались данные по здоровью - рак, смертность и инфекционные болезни, - в Монтебелло Форбей районе, который получал очищенные воды в течение 30 лет и в контрольном районе [88].

2. Критический обзор современных методов медико-географического анализа экологических ситуаций (районирование, картографирование).

Картирование заболеваемости

После сбора данных, первым этапом медико-географических исследований является картирование полученных данных. Картирование данных включает [48]:

- картографию,

- карты вероятности,

- описание характеристик (структур) карты.

После картирования географического распространения болезни важно определить районы с экстремальными показателями, что даст больше информации об этиологии исследуемой болезни. Простым методом определения, какие районы имеют самый высокий и самый низкий уровни показателя, является разделение всей исследуемой территории на квантили. Более детальным методом является метод нормального распределения, который сравнивает полученное распределение с ожидаемым, исходя из теоретических предпосылок. Таким образом, определяются показатели, которые обладают наибольшей и наименьшей вероятностью. Другой подход состоит в использовании распределения Пуассона, особенно когда количество показателей небольшое. Интерес представляет картирование отклонений между теоретическим и случившимся распределением. Существуют медико-географические исследования по картированию и анализу экстремальных показателей [38, 62].

Карта, показывающая пространственное распространение какого-либо показателя (например, заболевания), создает много вопросов по описанию ее структур. Можно ли получить принцип распространения данных? Являются ли найденные зависимости настоящими или это только случайное совпадение? Карты вероятностей уже дают значимость значений данных, но не отвечают на вопрос - существует ли связь с прилегающими районами? Существует несколько методов для описания пространственного нахождения точек, линий или областей. Для точек существует 3 пути характеристики плотности их распространения: измерения, основанные на плотности, дистанции и дистанции между точками и направлению [61].

Для измерений, основанных на плотности, наипростейшим методом является метод подсчета количества точек на единицу площади. Однако этот подход только информирует исследователей о плотности. Другой подход состоит в подсчете точек внутри равно площадных подрайонов (квадратов). Получается картина изменения плотности по всей карте. Преимуществом данного метода является возможность использования статистики для описания структур и их сравнения (среднее, отклонение, отношение среднего к отклонению). Однако, размер и форма квадрата-участка может сильно изменять результат исследования. Вообще существует 2 пути для такого подхода: взять за основу сетку (grid), где каждая точка будет просчитана один раз или же подсчет со случайным выбором места участка несколько раз [94].

Среди подходов для измерения расстояния между точками используются измерения, основанные на Эвклидовой геометрии и расстояниях между существующими объектами. Первый метод рассчитывает центр карты, основываясь на расположении и количестве точек. В случае данных в виде интервалов или относительных величин рассчитывается центр, взвешенный в соответствии с их значениями. Далее подсчитаваются пространственная дисперсия точки. Второй метод рассчитывает дистанцию от выбранной точки к ее ближайшему соседу, двум соседним точкам и т.д. [56].

Измерения, основанные на расстоянии между точками и направлениями, основаны на полигонах Тиессена. С помощью данного метода пытаются избежать ограничений предыдущих техник. В результате применения такого подхода каждой точке приписывается площадь вокруг нее. С помощью получившихся районов можно решить различные задачи структурирования карты.

Пространственная автокорреляция используется для описания расположения площадных показателей. Акцент делается именно на характеристике объекта, а не на его расположении в отличие от анализа точечных характеристик. С помощью пространственной автокорреляции осуществляется оценка наблюдаемого распределения по отношению к случайно выбранному набору показателей. Более подробное описание дано ОооёсЫМ [56].

Анализ связей

После описания и обработки пространственного распространения медицинских показателей следует этап сравнения распространения заболеваемости (смертности) с факторами, предположительно влияющими на имеющиеся медицинские показатели для выявления возможных связей. Кроме визуального анализа, который может быть очень полезен в уяснении общей картины, используются различные статистические методы.

Один метод выявления влияющих факторов основан на наложении карт данных факторов. Принцип метода состоит в классификации каждой карты на 2 категории - присутствие и отсутствие фактора. Результатом будет служить наглядное отображение присутствия или отсутствия фактора в изучаемых районах.

Второй - использует кривую Лоренца. Данная кривая применяется для картирования 2 факторов. Сначала, отношение 2 переменных рассчитывается для каждого района, потом эти отношения ранжируются, наименьшему присваивается значение 1. Далее переменная стандартизуется. В конце, 2 переменных заносятся на график рядом с диагональю, характеризующей одинаковое отношение этих 2 переменных во всех районах. Разница в кривых показывает корреляцию между 2-мя факторами [94].

Этот корреляционный подход может также использоваться в регрессионном анализе. Регрессионная модель, как правило, включает одну зависимую переменную и одну или несколько независимых. Делается предположение, что наблюдаемые значения зависимой переменной могут быть вычислены с помощью других переменных (линейная или нелинейная функции). Сама по себе линия не является главным свидетельством зависимости. Наиболее релевантными являются разницы между этой линией и наблюдаемыми величинами. Картирование пространственного расположения этих разниц может показать имеющиеся связи.

Перечисленные методы не полностью рассматривают пространственную компоненту данных. Существуют попытки усилить пространственную компоненту в сравнении факторов. Cliff и Haggett [43] использовали регрессионную модель наименьших квадратов и разности данной регрессии для выявления пересечения 2 факторов -плохой канализационной системы и источников водоснабжения для выявления связей с распространением холеры в середине XIX-го века в Лондоне. Lovett и др. [70] исследовали связь между смертностью и возможными объясняющими факторами в районах, где смертность была относительно мала. Вместо метода наименьших квадратов использовалась регрессионная модель Пуассона, так как количество данных было небольшое. В исследовании, посвященном раку гортани, также использовалась регрессионная модель Пуассона. Зависимой переменной были случаи заболеваемости, а ожидаемые случаи и социальный класс были независимыми переменными [52].

Методы тестирования гипотез повышенного уровня заболеваемости рядом с местами, известными a priori (например, загрязнителями), могут рассматриваться как тип ассоциативного анализа (анализа связей) и, в принципе, аналогичны анализу точечного распространения. Примером может служить исследование Openshow и др. [77]. Внутри радиуса, очерченного вокруг загрязнителя, случаи заболеваемости исследовались с помощью модели Пуассона. Был определен радиус с наиболее высокими показателями заболеваемости.

При использовании ГИС исследователи могут испытывать трудности при перечисленных выше методах анализа, так как во многих ГИС статистическая компонента уступает пространственной.

Для объяснения разницы между заболеваемостью в разных административных районах, как в данном исследовании, что приходится делать во многих медико-географических исследованиях в России, часто объяснение может быть найдено в социально-экономических, демографических характеристиках, характеристиках занятости групп населения, и оно не имеет никакой связи с группами населения, к которым приписаны данные по заболеваемости. Много достаточно распространенных заболеваний связаны с социально-экономическими факторами. Например, уровень курения во многом связан с социальным и экономическим статусом. Стандартизация может помочь избежать данной проблемы, хотя имеет свои статистические "ловушки". Такие социально-демографические интерпретации показывают опасность использования простых видимых связей. Уровень заболеваемости раком легких чаще бывает большим в густо застроенных районах и уровень воздушного загрязнения там, конечно же, выше. Прямая связь существует, но это не значит, что загрязнение воздуха является причиной рака легких. Представители населения индустриальных районов являются сильными курильщиками, а курение вызывает рак легких.

Таким образом, причина высокого уровня данной болезни не является характеристикой района (загрязнение воздуха), а характеристикой живущих в них отдельных людей. В прибрежных городах юга Англии наблюдается более высокая смертность не от того, что эти районы вредны для здоровья, а потому что их выбирают пожилые люди, вышедшие на пенсию. Кстати, именно в этом случае можно проводить стандартизацию населения по возрасту, не опасаясь статистических подвохов [99]. То есть при проведении медико-географического анализа одним из самых сложных моментов является выбор методики, а точнее выбора районов обобщения данных, районов усредненных характеристик.

Таким образом, благодаря проведенному обзору литературы была подготовлена основа для анализа связей гидрохимических данных качества питьевой воды и заболеваемости населения Смоленской области. Анализ публикаций по проблеме картографического анализа данных позволил выбрать наилучший способ исполнения картографической части и визуализации проведенных работ, а именно, последовательного проведения анализа гидрогеохимических и медико-статистических данных и поиска статистически значимых связей между анализируемыми характеристиками (см. глава «Методология»).

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Шаповалов, Андрей Евгеньевич

Выводы

1. Анализ современной отечественной и зарубежной литературы свидетельствует о сформировавшейся проблеме ухудшения качества подземных питьевых водоисточников, что определяет актуальность развития медико-географических работ в этой области знаний.

2. Исследования, проведенные нами на территории Смоленской области РФ, позволили выявить связи повышенной детской заболеваемости рядом болезней с загрязнением питьевых подземных вод.

3 Выделены административные районы области, где природное качество подземных вод питьевого назначения в ряде водоисточников не соответствует современным нормативам по ряду показателей.

4 Ранжирование административных районов области по показателям качества подземных вод (1012 скважин) в сопоставлении с современными данными о влиянии отдельных их компонентов природного происхождения на здоровье человека, позволило сформулировать гипотезу о большой степени вероятности зависимости заболеваемости местного населения от присутствия в воде повышенных концентраций железа, марганца и стронция стабильного.

5. Проведенная с помощью непараметрического статистического метода ранговой корреляции оценка связей между гидрогеохимическими характеристиками питьевых вод и болезнями детского населения, предположительно связанными с негативным действием водного фактора, обнаружила статистически значимые связи между переломами конечностей у детей и повышенным содержанием стронция стабильного в воде, между болезнями нервной системы и повышенными концентрациями марганца, а также между повышенным содержанием железа и атопическим дерматитом.

Полученные данные коррелируют с современными представлениями о механизмах токсичности названных элементов.

6. Разработанный для первого этапа исследований по оценке риска влияния водного фактора («идентификация опасности») медико-географический метод позволяет выделить целевые территории для проведения дальнейших этапов эколого-эпидемиологических исследований в этом направлении.

7. Развернутый анализ связи заболеваемости и гидрогеохимических характеристик подземных вод, используемых для питьевых целей, позволяет сформулировать гипотезу о заболеваниях, предположительно не связанных с их действием, что можно рассматривать как побочный выход работы для возможных в дальнейшем эколого-эпидемиологических исследований на рассматриваемой территории.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Шаповалов, Андрей Евгеньевич, Москва

1. Авцын А.П. Введедние в географическую патологию. М.: «Медицина», 1972. - 328 с.

2. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование. М.: 1997.-64 с.

3. Воронов А.Г. Медицинская география. М.: Изд-во МГУ, 1982.-326 с.

4. Геологический мониторинг геологической среды. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды на территории Смоленской области за 1998 год. -Смоленск: МПР РФ, 1999. 53 с.

5. Гланц С., Медико-биологическая статистика. / Пер. с англ. — М.: Практика, 1999.-459 с.

6. Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Заика Е.А., Винниченко В.Н., Аверочкин Е.М. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. Справочные материалы. М. : Эколайн, 2000. - http://cci.glasnet.ru/mc/refbooks/hydrochem/mdex.html.

7. Денисов Л. А. Организация социально-гигиенического мониторинга в Зеленограде // Гигиена и санитария. 2000. -№4. - с. 10-16.

8. Красовский Г.Н., Авалиани С.Л., Жолдакова З.И., Косяков Г.Н. Система критериев комплексной оценки опасности химических веществ, загрязняющих окружающую среду // Гигиена и санитария. 1992. - № 9-10. - С. 23-60.

9. Кузубова Л.И., Морозов C.B. Марганец в питьевой воде / Отв. ред. д.т.н. Р.Ю. Бек. Новосибирск, 1991.- 68 с.

10. Ю.Куролап С.А. Медицинская география: современные аспекты // Соросовский образовательный журнал. 2000. - т. 6. - № 6. -с. 52-58.

11. П.Лаптенок С.А., Аринчин А.Н., Быль В.И. ГИС помогает оценить состояние здоровья детей и подростков Беларуси // 2001.http://www.dataplus.ru/win/AllGis/13Ecolog/Belarus2.htm

12. Маймусов Д.Ф., Кремень A.C., Пастернак А.К. География Смоленской области. Смоленск, Московский рабочий. Смоленское отделение, 1990, 111 с.

13. Малхазова С.М. Медико-географический анализ территорий: картографирование, оценка, прогноз. Дис. д-ра геогр. наук. -М.: 1999.-394 с.

14. Малхазова С. М. Тенденции развития медицинской географии // Вестник Московского университета. Сер. 5. География. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. - с. 28-35.

15. Медико-географическое картографирование. Сборник научных трудов / Отв. редактор В.П. Бяков, геогр. Об-во СССР, Отдел медицинской географии. JL: ГО СССР, 1978. -101 с.

16. Медико-географическое районирование и прогнозирование здоровья популяций. Сб. статей / Отв. ред. Н.Р. Деряпа. -Новосибирск: Наука, 1981. 176 с.

17. Окружающая среда. Оценка риска для здоровья (мировой опыт). М., Консультационный центр по оценке риска, 1996. -160 с.

18. 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.

19. Плитман С.И. Оценка гигиенической эффективности водоохранных мероприятий. Методические рекомендации. -М., МЗ РСФСР, 1989. 18 с.

20. Позин С.Г. О гигиенической значимости отдельных факторов, влияющих на качество воды в хозяйственно-питьевом водопроводе. // Тезисы докладов Третьего Межд. Конгр. «Вода: экология и технология». -М., 1998. с. 633-634.

21. Райх E.JI. Моделирование в медицинской географии. М.: Наука, 1984. - 158 с.

22. 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.

23. Ревич Б.А. и др. Экологическая эпидемиология / Б.А. Ревич, C.JI. Авалиани, Г.И. Тихонова. М.: Академия, 2004. - 379 с.

24. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству водыцентрализованных систем питьевого водоснабжения .Контроль качества. М., Госкомсанэпиднадзор России, 1996. -111с.

25. Тикунов В. С., Цапук Д. А. Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационное обеспечение / МГУ им. М.В. Ломоносова. -М.: Смоленск, 1999. 175 с.

26. Чаклин A.B. География здоровья. М.: Знание, 1986. - 149 с.

27. Эльпинер Л.И. О влиянии водного фактора на состояниездоровья населения России. // Водные ресурсы. 1995. - т.22. -№4, - с. 418-425.

28. Эльпинер Л.И. Использование подземных вод и здоровье населения. // Подземные воды как компонент окружающей среды (отв. ред. И.С Зекцер). М.: Научный мир, 2001. - с. 256-268.

29. ЗО.Эльпинер Л.И., Васильев B.C. Проблемы питьевого водоснабжения в США. М., Наука, 1983. - 169 с.

30. Эльпинер Л.И., Делицин В.М. Медико-биологическиепроблемы Аральской катастрофы // Труды АН СССР. 1991. -Июль-Август, №4. - с. 103-112.

31. Alaburda J, Nishihara L. Presence of nitrogen compounds in well water // Rev Saude Publica. 1998. - №32. - p. 160-165.

32. Allen R.H, Gottlieb M., Clute E., Pongsiri M.J., Sherman J., Obrams G.I. Breast cancer and pesticides in Hawaii: the need for further study // Environmental Health Perspectives. 1997. - № 105. -Suppl. 3. - p. 679-83.

33. Bardsen A; Klock KS; Bjorvatn K Dental fluorosis among persons exposed to high- and low-fluoride drinking water in western Norway. // Community Dent Oral Epidemiol. 1999 August, № 27.-p. 259-267

34. Bro-Rasmussen F. Contamination by persistent chemicals in food chain and human health // Science and total environment. 1996. -September, № 188. - p. 45-60

35. Brown P., Batey W., Hirschfield A., and Marsden J. Poisson Square Mapping, GIS and Geodemographic Analysis // Liverpool: University of Liverpool, Department of Civil Design, (Working Paper 18, URPERRL), 1990.

36. Cantor K.R. Drinking water and cancer // Cancer Causes Control. -1997. May, № 8. - p. 292-308.41 .Chatterjee P. Surface water contamination in California // New Scientist. V. 131. -№ 1781. - August 10, 1991. -p.12.

37. Clayton D, Kaldor J. Empirical Bayes estimates of age-standardized relative risks for use in disease mapping // Biometrics.- 1987.-№43.-p. 671—681.

38. Cliff A.W., Haggett P. Atlas of Distribution of Diseases, Analytical Approaches to Epidemiological Data // Oxford: Basil Blackwell Ltd. 1988

39. Dourison M.C., Felter S.P. Route-to-route extrapolation of the toxic potency of MTBE // Risk Analysis. 1997. - December, № 17.-p. 717-25.

40. Douven W., and Scholten H.J. Spatial Analysis in Health Research // The Added Value of Geographic Information Systems in Public and Environmental Health. Kluwer Academic Publishers, 1995. -p. 117-133.

41. Elpiner L.I. Medical and ecological significance of the water factor // Geology and ecosystems (ed. by I. Zektser). New York, Springer, 2006. - p. 218-229.

42. Evans I.S. The selection of Class Intervals // Trans Inst Brit Geogr n.s. 1977. - № 2. - p. 98-124.

43. Foster H.D. Health, Disease and The Environment. Belhaven Press, London and CRC Press, Boca Raton. - 1992. - 516 p.

44. Frerichs RR. Epidemiologic monitoring of possible health reactions of wastewater reuse // Science and Total Environment. — 1984.-№32(3).-p. 353-63.

45. Gatrell A.C., Dunn C.E. GIS in epidemiological Research: Analyzing Cancer of the Larynx in North-West England // Lancaster: Lancaster University (North West Regional Research Laboratory, Research Report 12). 1990.

46. Glass G.E., Schwartz B.S., Morgan G.M. Ill, Johnson D.T., Noy P.M., Israel E. Environmental Risk Factors for Lyme Disease Identified with Geographic Information Systems // American Journal of Public Health. Vol. 85. - p. 944-948.

47. Goodchild M.F. Spatial Autocorrelation // Norvich: Geo Books. -№47.-1985.- 142 p.

48. Guidelines for drinking-water quality. Second edition Geneva, WHO, 1993.-V.l.-327 p.

49. Guthe W.G., Tucker R.K., Murphy E.A., England R., Stevenson E., Luckhardt J.C. Reassessment of Lead Exposure in New Jersey using GIS technology // Environmental Resources. 1992. - №59. -p. 318-325.

50. Hanson J.R., Ackerman C.E., Scow K.M. Biodegradation of methyl tert-butyl ether by a bacterial pure culture // Applied Environmental Microbiology. 1999. - №65(11). - p. 4788-4792.

51. Haupert T.A., Wiersma J.H., Goldring J.M. Health effects of ingesting arsenic-contaminated groundwater // Wisconsin medical journal. 1996. - February, № 95. - p. 100-104.

52. Heath D.W. Organizational Aspects of Geographical Information Systems // The Added Value of Geographic Information Systems in Public and Environmental Health. Kluwer Academic Publishers, 1995. - p. 87-97.

53. Hopenhayn-Rich C., Biggs M.L., Fuchs A., Bergoglio R., Tello E.E., Bladder cancer mortality associated with arsenic in drinking water in Argentina // Epidemiology. 1996. - March, № 7. - p. 117-124.

54. Kelley C.A., Hammer B.T. Concentrations and stable isotope values of BTEX in gasoline-contaminated groundwater, (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes) // Environmental Science & Technology. 1997. - V. 31. - №9. - p. 2469.

55. Kukkula M., Arstila P., Klossner M.L., Maunula L., Bonsdorff C.H. Waterborn outbreak of viral gastroenteritis // Scandinavian journal of infectious diseases. 1997. - № 29. - p. 415-418.

56. Lacey R.F., Shaper A.G. Changes in water hardness and cardiovascular death rates // International journal of epidemiology.- 1984. -March, №13. p. 18-24.

57. Landrigan P.J. Children's health and the environment // European journal of oncology. 1999. - № 4. - p. 661-664.

58. Levallois P., Theriault M., Rouffignat J., Tessier S. Groundwater contamination by nitrates associated with intensive potato culture in Quebec // The Science of the total environment. 1998. №217. -p. 91-101.

59. Lichtenberg E., Zilberman D. Efficient regulation of environmental health risks: the case of groundwater contamination in California // the Science and the Total Environment. 1986. - Nov, № 15. - p. 56-62.

60. Lovett A.A., Bentham C.G., Flowerdew R. Analyzing Geographic Variations in Mortality Using Poisson Regression: the Example of Ischaemic Heart Disease in England and Wales 1969-1973 // Social Science and Medicine. 1986. - №23. - p. 335-423.

61. Mandal B.K., Chowdhury T.R., Samanta G., Mukherjee D.P. Impact of safe water for drinking and cooking on five arsenic-affected families for 2 years in West Bengal, India. // Science of the total environment. -1998. №218. - p. 185-201.

62. Marsh G.M. Statistical Issues in the Design, Analysis and Interpretation of Environmental Epidemiologic Studies // Introduction to Environmental Epidemiology. CRC Press. - 1995.- p. 47-62.

63. Masironi R., Pisa Z., Clayton D. Myocardial infarction and water hardness in European towns // Journal of environmental pathology and toxicology. 1980. - September, № 4. - p. 77-87.

64. McKone T.E., Bogen K.T. Uncertainties in health-risk assessment: an integrated case study based on tetrachloroethylene in California groundwater // Regular Toxicological Pharmacology. 1992. -№15(1).-p. 86-103.

65. Picheral H. Geographie medícale, geographie des maladies, geographie de la sante // Espace geographique. №11(3). - 1982. -p. 161-175.

66. Punsar S., Karvonen M.J. Drinking water quality and sudden death: observations from West and East Finland // Cardiology. 1979. -№ 64.-p. 24-34.

67. Richter E.D., Safi J. Pesticide use, exposure, and risk: A joint Israeli-Palestinian perspective // Environmental resources. 1997. -№73.-p.211-218.

68. Ricketts T.C., Savitz L.A., Gesler W.M., et al. Using Geographic Methods to Understand Health Issues // Agency for Health Care Policy and Research Publications. Rockville, 1997. - № 97. - p. 124-135.

69. Risk Assessment Methods: Approaches for Assessing Health and Environmental Risks / Covello V.T., Merkhoher M.W. Springer, 1993.-334 p.

70. Rose J.B. Environmental ecology of Criptosporidium and public health implications // Annual review of public health. 1997. -№18. -p. 135-161.

71. Rubenowitz E., Axelsson G., Rylander R. Magnesium in drinking water and death from acute myocardial infarction // American journal of epidemiology. 1996. - March, №1. - p. 456-462.

72. Rushton G., Krishnamurti D., Krishnamurti R., Song H. A Geographic Information Analysis of Urban Infant Mortality Rates // Geographic Information Systems. №5. - 1995. - p. 52-56.

73. Siegel S., Castellar N.J. Non-parametric statistics for thebehavioral sciences. McGraw-Hill, New York, 1988. - 214 p.

74. Sloss E.M., Geschwind S.A., McCaffrey D., Ritz B.R.

75. Groundwater recharge with reclaimed water; an epidemiologic assessment in Los Angeles County, 1987-1991. Santa Monica, RAND Corporation, 1996. - 124 p.

76. Sonneborn M., Mandelkow J. German studies on health effects of inorganic drinking water constituents // Science and total environment. 1981. - April, № 18. - p. 47-60.

77. Subramanian K.S., M.J. Kosnett. Human exposure to arsenic from consumption of well water in West Bengal, India. // International; journal of occupational environmental health. 1998. - №4. - p. 217-230.

78. Vine M., Degnan D., Hanchette C. Geographic Information Systems: Their Use in Environmental Epidemiologic Research // Environmental Health Perspectives. № 6. - June 1997. - V. 105. -p. 598-605.

79. Wall P.A., Devine O.J. Interactive Analysis of the Spatial Distribution of Disease Using a Geographic Information System // Journal of Geographical Systems. №2. - 2000. - p. 243-256.

80. Waller, L.A. Epidemiologic uses of geographic information systems (GIS), Statistics in epidemiology. 1996. - Report: Spring/Summer. - 126 p.

81. Wartenberg D., Greenberg M., Lathrop R. Identification and Characterization of Populations Living Near High-Voltage Transmission Lines: a Pilot Study // Environmental Health Perspectives. 1992. - V. 101. - p. 626-632.

82. Westlake A. Strategies for the Use of Geography in Epidemiological Analysis // The Added Value of Geographic Information Systems in Public and Environmental Health. Kluwer Academic Publishers, 1995. - p. 135-144.

83. Williams A.E., Lund L.J., Johnson J.A., Kabala Z.J. Natural and anthropogenic nitrate contamination of groundwater in a rural community, California // Environmental Science & Technology. — 1998. -V. 32. -№1. p. 32.

84. Yang C., Hung C. Colon cancer mortality and total hardness levels in Taiwan's drinking water // Archives of environmental contamination and toxicology. 1998. - July №35. - p. 148-151

85. Yang C.Y., Cheng M.F., Tsai S.S., Hsieh Y.L. Calcium, magnesium, and nitrate in drinking water and gastric cancer mortality // Japanese journal of cancer research. 1998. -February, №89. - p. 124-130.

86. Yang C.Y., Chiu J.F., Chiu H.F., Wang T.N., Lee C.H., Ko Y.C. Relationship between water hardness and coronary mortality in Taiwan // Journal of toxicology and environmental health. -1996. September, №49. - p. 1-9.

87. Zemla B Geography of the incidence of stomach cancer in relation to hardness of drinking water and water supply // Wiad. Lek.- 1980.-July, № i.p. 1027-1031.

88. Zhang M., Geng S., Smallwood K.S. Assessing groundwater nitrate contamination for resource and landscape management // Ambio. 1998. - V. 27. - №3 (May). - p. 170.

89. Zielhuis R.L., Haring B.J. Water hardness and mortality in Netherlands // Science and total environment. 1981. - April, №18. p. 35-45.