Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Распределение химических элементов в природной среде Предкарпатья и влияние техногенеза на организмы

ВАК РФ 04.00.03, Биогеохимия

Автореферат диссертации по теме "Распределение химических элементов в природной среде Предкарпатья и влияние техногенеза на организмы"

московский ордена ленина, ордена октябрьской революции >'" и ордена трудового красного знамени государственный

УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА

На правах рукописи

Лабий Юрий Михайлович

удк 550.42(477.924):614.76 + 577.4

распределение химических элементов в природной среде прщарпатья и влияние техногенеза на организмы

Специальность 04.00.03 - биогеохимия

автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 1989

ГаО'отл выполнена в '/зано-Зранкотзмом медицинском институте

Официальные оппоненты:

Васильевская В.Д. - доктор биологических наук

фмаков В.В. - доктор биологических наук , профессор

ЛОвкоеэ М.Я. - доктор биологических наук

Ведущее учреждение - Киевский университет ордена В.И.Ленина им. Т.Г.Шевченко

Защита состоится "3 " ¿7^/7?Я 199 о г.

в 15 часов 30 минут в аудитории М-2 на заседании специализированного совета Д 053.05.57 МГУ им. М.В.Ломоносова; 119399, Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет Почвоведения.

С .диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета Почвоведения МГУ.

Ав/гореферат разослан С1И,0{/).9с_1990 г.

Отзывы в двух экземплярах, завизированные печатью, просим нацравлять по адресу: 119399, Москва, Ленинские горы, МГУ, факультет Почвоведения, ученый Совет.

Ученый секретарь специализированного совета

Г.И.Агапкина

/

Глубокую взаимосвязь между составом земной коры, почвами и живым веществом впервые установил В.В.Вернадский /1926/. На базе его учения А.П.Виноградов и В.В.Ковальский развили представление о биогеохимических провинциях и провели исследования по выявлению их ня территории СССР.

Для растений и животных огромное значение имеют не только те химические элементы из которых в основном состоят их организмы, но и так называемые микроэлементы, входящие в состав живого вещества в ничтожно малых количествах. В растительные организмы микроэлементы, попадают, главным образом, из почв, от которых зависит также химический состав грунтовых вод. Растения и природные воды входят в пищевой рацион человека и животных и, таким образом, влияют на биохимические процессы в организмах.

Актуальность работы. Предкарпатье и Карпаты представляют густо населенную территорию, которая мало изучена в биогеохимическом отношении. Сложное геологическое строение региона, климат и геохимия среди оказывают в каждой ландшафтной зоне различное воздействие на организмы. Вместе с тем, имеются только единичные публикации, посвященные особенностям развития организмов в Предкарпатском крае. В регионе не проводилось также комплексного изучения осадочных пород, почв и природных вод. Предпринятые нами исследования пополняют эту недостающую информацию.

В Карпатах расположены курорты общесоюзного значения. В условиях все возрастающей урбанизации усиливается стремление людей к отдыху на лоне природы и их поток ежегодно возрастает. Изучение геохимии край и его влияния на здоровье людей становится неотложной задачей, приобретающей значение первостепенной важности.

В Предкарпатье слабо изучена лекарственная ценность растений и их эксплуатационный запас. Здесь произрастает 1600 видов высших растений, а 15 из них ежегодно заготавливают в промышленном масштабе. Значительная часть выполненных работ посвящена изучению влияния геохимии среды на продуцирование растениями противоопухолевых метаболитов и других биологически активных веществ. Полученные результаты позволяют повысить качество заготавливаемого дикорастущего лекарственного сырья.

Построенные в Предкарпатье крупные промышленные предприятия влияют на чистоту воз,пуха, почв и природных вод. Выполненные исследования посвящены изучению миграции химических элементов в окружающей среде, выяснению механизмов вовлечения загрязнений в биологический круговорот, раскрытию сущности процессов самоочищения среды и способов снижения вредного воздействия техногене-за на организмы. Борьба за чистоту окружающей среды в последние десятилетия приобретает важное государственное значение.

Научные исследования являются фрагментом таких комплексных тем, выполненных кафедрой бионеорганияеской химии совместно с кафедрами общей гигиены и терапии Ивано-Франковского мединститута;

1. Содержание микроэлементов в почвах и некоторых лекарственных растениях, произрастающих на территории Ивано-Франковс-кой области, которые црименяются в лечебной практике. Срок выполнения 1971-1973 гг., № госрегистрации Р003430.

2. Изучение антибластических свойств солей производных лепидиния, некоторых антибиотиков и препаратов из растений в условиях эксперимента. Срок выполнения 1974-1975 гг., № госрегистрации 74023920.

3. Особенности распространения болезней системы крови на

<

ч

терригооии Ивано-Франковском области в зависимости от почв и содержания макроэлементов в них. Срок выполнения 1975 г., $ госрегистрации 74и23Э37.

4. Изучение антиспастического действия и влияния на фагоцитарную активность лейкоцитов крови экстрактов из папоротника мужского, каланхое и плодов рябины при выращивании их на почвах с повышенным содержанием свинца или магния. Срок выполнения 19771979 гг., № госрегистрации 760ек3971.

Ь. Изучение цитотоксического действия на раковые клетки и влияния на фагоцитарную активность лейкоцитов крови отдельных компонентов, выделенных из экстрактов папоротника мужского и плодов рябины, при выращивании растений на почвах с повышенным содержанием свинца или магния. Срок выполнения 1930М982 гг., № госрегистрации 80002864.

6. Переходные химические элементы в биосфере Предкарпатья и их влияние на организмы. Срок выполнения 1986-1983 гг., № госрегистрации 01860131603.

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в том, чтобы путем комплексного изучения химического состава осадочных пород, почв, природных вод и растений Предкарпатского края, а также закономерностей миграции химических элементов во внешней среде, раскрыть механизмы вовлечения увеличивающегося потока техногенных загрязнений в биологический круговорот для снижения его токсического действия на организмы.

В задачу исследований входило:

- определить уровни концентраций Мв, V, От, Ыа, N1, Си, еа, Эг, 2г, Ва в верхнемеловых и кайнозойских отложениях северо-восточного склона Советских Карпат и Предкарпатского прогиба, /ровни концентраций Т1, У, Сг, ып, Си, Эг, Ва и РЬ в почвах Пред-

карпатья и урони концентраций V, а.?, '¿л, ы, ¡о, м и ¿ъ в грунтовых и речных водах региона, а также изучить коэффициенты водной миграции рассеянных элементов.

- изучить закономерности распространения злокачественных новообразований, болезней системы крови, офтальмологических и стоматологических заболеваний среди населения Предкаргттья в зависимости от геохимических условий среды.

- изучить способность растений накапливать рассеянные элементы и продуцировать биологически активные вещества в зависимости от геохимических особенностей среды.

- изучить загрязняющее влияние на окружающую среду крупных промышленных предприятий, автотранспорта, бытовых стоков населенных пунктов и механизмы вовлечения загрязнений в круговорот в условиях различных ландшафтных зон Предкарпатья.

Научная новизна исследований. В результате выполненных работ по изучению химического состава природной среды Предкарпатья и ег влияния в условиях техногенеза на организмы получены следующие новые данные и выводы:

1. Геохимия региона подчинена законам вертикальной зональности и обусловлена интенсивно протекающими гипергенными процессами, связанными с молодым возрастом Карпат, составом осадочных пород, рельефом местности и влажным климатом. Ландшафтные зоны,

в которые входит территория Предкарпатья, существенно отличаются геохимическими особенностями.

2. Уровень содержания рассеянных элементов в почвах и природных водах отдельных ландшафтных зон, оказывают выраженное влияние на биохимические процессы, протекающие в организмах и част та возникновения болезней среда населения изменчива по территори региона.

- ь -

3. Интенсивность продуцирования растениями биологически активных соединений может изменяться в широких пределах и связана с содержанием в почвах рассеянных элементов. В зависимости от качественного и количественного элементного состава почв, растения способны продуцировать вещества, обладающие лечебными или токсическими свойствами.

4. Выбросы отходов промышленности в атмосферу ощутимо влияют на окружающую среду Лесостепной зоны и приводят к изменению микроэлементного состава, в первую очередь, листьев растений. Бытовые стоки населенных пунктов Прецкарпатья поступают в реки, главным образом, в период паводков.

Объем и методы исследований. В основу работы положено обобщение данных анализов, полученных автором в 1967 - 1988 годах, а также публикаций. В лабораториях кафедры биохимии Ивано-Фран-ковского медицинского института определено спектральным, атомно--абсорбционным, колориметрическим и титрометрическим методами содержание 8 рассеянных элементов в горных породах, почвах, грунтовых и речных водах и растениях. Проведен анализ 2000 проб указанных объектов. Изучено влияние экстрактов из растений на клетки, содержащиеся в асцитической жидкости мышиного рака Эрлиха и влияние этих экстрактов на фагоцитарную активность лейкоцитов крови. Проведено 500 анализов. В эксперименте на лабораторных мышах изучено противоопухолевую активность экстрактов из растений. В опытах использовано 350 лабораторных животных.

Медико-географические исследования проведены при участии профессора Г.А.Бабенко совместно с нами и другими сотрудниками Ива-но-Франковского мединститута. Краевые особенности распространения и сырьевые запасы дикорастущих лекарственных растений изуче-

ны профессором С.М.Кит совместно с нами, доц. Л.Г.Савицкой и асс. Я.С.ГУдывок.

Для более полной характеристики процессов, протекающих в почвах и водах, использованы данные анализов, проведенных в учреждениях, планово изучающих геохимию Предкарпатья. Из технических отчетов почвенной партии института "Укрземпроект" по корректированию материалов крупномасштабного обследования почв, взаимство-ваны данные гранулометрического состава 670 проб почв. Использованы данные анализов ионного состава 1400 цроб речных и грунтовых вод, которые проведены в лабораториях Ивано-Франковской областной СЭС и данные анализов 540 цроб керна, которые выполнены в лаборатории спектрального анализа ЦНИЛ объединения "Укрнефть".

Количественные характеристики изученных объектов внешней среды получены е результате статистической обработки материала объемом свыше 25 тыс. чисел. Наряду с параметрическими методами математической статистики, которые традиционно применяют при геохимических исследованиях, применен регрессионный анализ.

Практическая значимость работы.

1. Использование регрессионного анализа числового материала в биогеохимических исследованиях открывает перспективу нового подхода к изучению миграции химических элементов, в том числе загрязнений, в природной среде. В архивах предприятий, планомерно изучающих почвы, природные воды или растения хранятся результаты анализов проб этих объектов. Регрессионный анализ числового материала позволит извлечь дополнительную информацию о природной среде.

2. Медико-географические исследования дают основание считать перспективной профилактику болезней системы крови, офтальмологических и стоматологических заболеваний населения путем под-

бора пищевых рационов с оптимальным содержанием микроэлементов. Методом культивирования определенных сортов картофеля, способных усиленно извлекать из почв элементы, концентрации которых в Пред-карпатье ниже кларковых, можно компенсировать их недостаток в пищевых рационах.

3. Данные диссертации найдут практическое применение при разработке новых противоопухолевых лекарственных средств растительного происхождения. Изучены почвенно-климатические условия и период заготовки растительного сырья, при которых оно обладает максимальным противоопухолевым действием. Не следует заготавливать корма или лекарственные растения в окрестности Бурштынской ГРЭС или автомобильных дорог.

4. Для определения степени загрязнения тяжелыми металлами почв или атмосферы могут быть использованы подорожник и одуванчик в качестве растений-индикаторов.

5. Разработаны и внедрены рекомендации к созданию придорожных растительных насаждений, снижающих загрязнение отработанными газами автотранспорта угодий, используемых в сельскохозяйственном производстве.

6. При проведении геологических поисковых работ найдут"применение результаты изучения перспективности рудопроявлений V, Сг, N1, Ва, 2г, Си, йа иМп определенных свит палеоген-неогеновых отложений Советских Карпат.

7. Способ оценки загрязняющего влияния бытовых стоков населенных пунктов на реки найдут применение при разработке критериев состояния канализационных систем городов и сел.

8. Применение найдут также усовершенствованные методы анализа ионного состава природных вод, спектрального анализа почв и растений, минерализации проб биологических объектов, определения

цитотоксического действия экстрактов из растений на клетки злокачественного роста.

На защиту выносятся следующие положения;

I. Расцределение рассеянных элементов во внешней среде Пред карпатья подчинено закономерностям вертикальной зональности и обусловлено молодым возрастом Карпат, интенсивно протекающими процессами гипергенеза, геологическим строением региона, составом осадочных пород, рельефом и влажным климатом.

2. Геохимические особенности ландшафтных зон Предкарпатья, контрастность уровней содержания рассеянных элементов в почвах и прщюдных водах, оказывают различное влияние на биохимические процессы в организмах и расцространение болезней среди населения.

3. Микроэлементный состав почв существенно влияет на продув рование растениями биологически активных соединений, кторые могуч с одной стороны повышать лечебные свойства препаратов из растений, а с другой - обладать токсическим действием. Это положение позволяет нацравленно влиять на качество лекарственного растительного сырья.

4. Выбросы промышленности в атмосферу наиболее значительно загрязняют окружающую среду Лесостепной зоны и приводят к изменению микроэлементного состава,' в первую очередь, листьев расте ний. Бытовые стоки населенных пунктов Предкарпатья ощутимо изменяют солевой состав речных вод. В период паводков масса солей, поступающих в реки с бытовыми стоками увеличивается в десятки раз, по сравнению с меженью.

Апробация и реализация результатов исследования. Материаль диссертации докладывались на: Всесоюзном научно-техническом совещании по изучению и использованию запасов дикорастущих лекарст венных растений /Москва, 1974/; 7-ой Всесоюзной конференции иБи<

логическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине" /Ивано-Франковск, 1973/; 9-ой Всесоюзной конференции по проблемам микроэлементов в биологии /Кишинев, 1981/; Научно-технической конференции "Повышение технического уровня и совершенствование технологии производства на предприятиях Минлес-прома УССР" /Ивано-Франковск, 1981/; 4-го Украинского биохимического съезда /Киев 1932/; Республиканской конференции "Ферменты, металлы, металлоферменты в диагностике и лечении" /Ивано-Франковск, 1982/; П научной конференции по медицинской географии Татарской АССР /Казань, 1982/; X Всесоюзной конференции "Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве" /Чебоксары, 1986/; Республиканской научной конференции "Применение ферментов в медицине" /Симферополь, 1987/; УШ съезде Украинского ботанического общества /Киев, 1387/; У биохимическом съезде /Киев, 1987/; Всесоюзной конференции "Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы" /Москва, 1987/; Научно-технической конференции "Научно-технический прогресс и техническое перевооружение предприятий легкой и деревообрабатывающей промышленности в ХП пятилетке /Ивано-Франковск, 1987/; Республиканской научной конференции "Региональные особенности здоровья населения УССР и опыт реализации комплексных программ "Здоровье" в условиях научно-технического прогресса" /Тернополь, 1988/; ХП Всесоюзном съезде детских врачей /Москва, 1988/; выездной сессии научного совета "Микроэлементы в биологии при Академии наук СССР" /Тернополь, 1988/; IX Всесоюзной конференции "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение" /Москва, 1989/.

Публикации и отчеты. По теме диссертации опубликовано 50 работ, I информационное письмо, получено' 4 авторских свидетельства

на изобретения и внедрено 16 рационализаторских предложений; 18 рукописных и депонированных отчета комплексных и поисковых научно-исследовательских работ находятся в фондах Ивано-Франковского медицинского института.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения, включает 57 таблиц и иллюстрирована 27 рисунками. Ее общий объем составляет 353 страницы машинописного текста. Список литературы включает 379 названий.

Автор выражает глубокую благодарность з.д.н. УССР, профессору Г.А.Бабенко за постоянную помощь в работе, а также признателен специалистам института "Укрземцроект".

Микроэлементы в верхнемеловых и кайнозойских отложениях северо-восточного склона Советских Карпат и Предкарпатского прогиба

Карпаты и Предкарпатье представляют целостную географическую область с общим структурно-тектоническим, геоморфологическим и гидрографическим строением. Регион объединен своеобразными климатическими, геоботаническими и ландшафтными условиями. По характеру природных условий территория делится на Лесостепную зону и Карпатскую горно-лесную область, которая включает две цровинции -Карпатскую и Предкарпатскую.

Главный источником рассеянных элементов, поступающих в природную среду, являются породы карпатского флиша. В отложениях мела, палеогена и неогена уровни концентраций гт, Сг, N1, И. и Ва соответствуют кларкам, а На, 8г, Еа, V, Ыг и ь ниже кларковых. Резкие изменения уровней концентраций рассеянных элементов наблюдаются при переходе от аргиллитов стрыйской свиты к алевролитам и песчаникам кшенской свиты, а именно: снижается концентрация 1Ь в 42 раза, Сп - ь 21 раз, Ва - в 16, N1, V - в 3, и - в 2

раза. При переходе к четвертичным отложениям уровни концентрации рассеянных элементов в породах значительно снижаются и по всему их вертикальному разрезу не претерпевают резких изменений.

8 осадочных породах концентрации рассеянных элементов подлежат нормальному и логнормальному статистическим законам распределения. Б четвертичных отложениях кривая распределения частот концентраций приближается к кривой нормального распределения, однако в ряде случаев обладает заметной положительной асимметрией. В неогеновых и более .древних отложениях асимметрия значительна и закон распределения соответствует логнормальному. Близость статистических кривых распределения .концентраций рассеянных элементов в породах к логнормальной кривой характерна для рудных месторождений.

Состав и строение пород карпатского флиша оказывали различное влияние на собирательные свойства того или другого элесгента. В одновозрастных отложениях аргиллиты наиболее богаты 1)1, Сг, Си, N1 и Ва, алевролиты - йг, Бг и мп, туффиты богаты V и Ва, а доломиты и мергели - Ь!а . Отмечено, что элементы, обладающие близкими химическими свойствами, например, и^, (¡а., Бг и Ва, часто накапливаются в одних и тех же отложениях.

Интерес представляет распределение элементов в отложениях менилитовой свиты, формирование которых проходило при участии обильного количества биогенного вещества. Статистическая функция распределения отдельных элементов обладает высокой асимметрией. Коэффициенты асимметрии распределения Мз, V, Сг, Си и Ва в аргиллитах верхнеменилитовой подсвиты находятся в пределах 1,24 -4,44. Таким образом, органическое вещество оказало положительное воздействие на направленную геохимическую миграцию биологически активных элементов.

В коре выветривания рассеянные элементы приобретают повышен-

- 12

ную подвижность. В каждой ландшафтной зоне существуют другие условия выветривания пород. В Карпатской провинции из пород интенсивно выщелачиваются Sr меньше - ып и Си и слабо вовлекаются' в водную миграцию Т1, Сг и Ва. Интенсивность выноса элементов снижается при переходе к Лесостепной зоне. Статистические функции распределения рассеянных элементов в четвертичных отложениях характеризуются низкими коэффициентами вариации и асимметрии.

Почвенный покров и его микроэлементный состав

Интенсивность вовлечения микроэлементов в миграцию связана с выветриванием пород. В Карпатах кора выветривания совпадает с почвами. Миграция микроэлементов в почвах связана также с перемещением тонкодисперсных частиц.

Данные о гранулометрическом составе образцов почв подвергли статистическому регрессионному анализу. Исходили из представления, что тонкодисперсные частицы возникали в результате разрушения более крупных частиц. Принимали, что в пробах почв, взятых в пределах одного генетического горизонта существует линейная функционал! ная зависимость массовых долей частиц смежных фракций Например, в иллювиальном горизонте темно-серых оподзоленных почв на основании данных гранулометрического состава 20 проб почв, получено уравнение регрессии у * 1,39 х + 8,5 при (*> = 0,878, определяющее зависимость массовых долей илистых частиц от мелкой пыли /Рис. I/ Подставляя в это уравнение вместо х значения массовой доли /в процентах/ мелкой шли в образцах почв, можно вычислить с достаточно высокой точностью массовую долю частиц, размерностью <^0,001 мм Уравнение регрессии характеризуется высокими положительными значе ниями коэффициентов регресиии и корреляции. Математический смысл этого уравнения позволяет заключить, что формирование описываемых пород сопровождалось интенсивным разрушением частиц мелкой пыли,

У

Рис I. Графики зависимостей кассовых долей ила от мелкой пыли в тешо-серых оподзоденннх почвах

которое протекало по всей территории с одинаковой интенсивностью.

Формирование гранулометрического состава пород в значительной степени связано с перемещением тонкодисперсного материала. В пробах, отобранных из соседних генетических горизонтов в одном почвенном разрезе, массовые доли частиц одинаковых размерностей находятся в линейной зависимости. При составлении уравнений принимали,что гранулометрический состав верхних горизонтов в результате миграции частиц в вертикально;-! направлении, влияет на гранулометрический состав нижеэалегающих горизонтов. Пользуясь вышеупомянутым примером, приводим два уравнения регрессии, описывающие перемещение илистых частиц, соответственно, между гумусовым и иллювиальным и между ил-

лювиальным и переходным к коренной породе горизонтами; у = 0,84 х + 8,0, = 0,540 и у = 1,16 х - 3,2, jJ = 0,925. Каждое уравнение получено на основании статистической обработки данных гранулометрического состава 12 пар проб почв. Уравнения позволяют констатировать, что илистые частицы гумусового горизонта оказывают незначительное влияние на содержание их в иллювиальном горизонте, а ниже обнаруживается мощный поток тонкодисперсного материала.

Процессы выветривания пород сопровождаются переходом микроэлементов в подвижное состояние. Часть микроэлементов выносится с грунтовьып водами в реки, а часть адсорбируется тонкодисперсными частицами и закрепляется в породе.

Уровень содержания микроэлементов в почвах зависит от их химических свойств, концентрации в почвообразующей породе и процессов, протекающих при формировании почвы. По сравнению с марками содержание на и РЪ в почвах Предкарпатья повышено, Ti, Сг, Си, Sr, Ва понижено, а V - соответствует кларку /табл. I/. Уро вень содержания наиболее высокий в буроэемно-подзолистых почвах, развитых в Карпатах у подножья гор. Содержание этого микроэлемента в почвах Предкарпатской провинции и Лесостепной зоны снижено и колеблется в широких пределах в зависимости от типа поч вы. Наиболее богатые Y бурые горно-лесные почвы, а меньше всего содержат дерново-подзолистые оглеенные почвы. Уровень содержания lin, Си, Сг и Ва повышается по мере снижения абсолютных отметок местности. Максимальные концентрации Sr и РЪ характерны для поч предгорий.

Существуют зависимости концентраций микроэлементов от гранулометрического состава почв. Анализ соответствующих уравнений регрессий позволяет заключить, что в пределах почвы одного типа,

Таблица I

Содержание микроэлементов в гумусовом горизонте наиболее распространенных типов почв Предкарпатья мг/кг

Зона, : • М и к__р оэл-ементы

провинция : Почва • « > • ' V • Сг * Ь!п : Си : Бг 5 Ва : РЪ

Бурые горно- 1103 123 62,5 553 15,9 37,6 76 20,9

лесные

Карпат- Буроземно-под- 1718 95 61,9 505 14,8 30,0 82 20,1

ская золистые

Дерново-буро- 1650 106 61,7 599 12,9 35,2 114 18,3

земные

Предкар- Дерново-подзо-

патская листые оглеен- 1297 101 61,2 718 13,5 50,3 ИЗ 53,9

ные

Темно-серые 1318 138 65,9 979 13,2 42,1 116 23,7

оподзоленные

Серые и светло-

Лесо- серые оподзо- 955 108 58,8 242 10,8 31,2 47 19,9

степная ленные

Черноземы опо- 1375 ИЗ 67,8 785 14,7 43,9 151 23,1

дзоленные

тонкодисперсные частицы содержат более высокие концентрации микроэлементов, по сравнению с грубодисперсными.

Проведен регрессионный анализ зависимостей микроэлементного состава проб, отобранных из соседних по залеганию генетических горизонтов. Каждая пара проб, учтенная в регрессионном анализе, была отобрана из одногс почвенного разреза. В уравнениях регрессий в качестве функции избрали концентрацию микроэлемента в нижележа-

щем генетическом горизонте, которая зависит от аргумента - концентрации этого микроэлемента в цробах почвы, отобранных из генетического горизонта, залегающего вше. Такой метод исследования позволил изучить неоднородность микроэлементного состава почвы, связанную с расчленением ее на генетические горизонты.

Полученные уравнения регрессий, чаще всего характеризуются высокими коэффициентами корреляции. Следовательно, цроцессы рас-цределения микроэлементов связаны с формированием почвенного профиля. Изменение концентраций микроэлементов при переходе от одного генетического горизонта к соседнему описывается уравнением с положительным коэффициентом регрессии, т.е. повышенная концентрация шнфоэлемента в одной пробе свидетельствует о повышенной концентрации этого микроэлемента по всему почвенному профилю в окрестности отобранной пробы. Высокие коэффициенты корреляции в уравнениях регрессий доказывают существование миграции микроэлементов в вертикальном направлении и их закрепление в отдельных генетических горизонтах.

Миграция микроэлементов в почвах наиболее интенсивно выраже на в Карпатской провинции и уменьшается по мере снижения абсолют ньк отметок местности. Уравнения регрессий, описывающие изменени концентраций Т1, Бг, Сг, Си в почвах предгорий и равнин харак теризуются низкими коэффициентами регрессий.

Миграция микроэлементов в вертикальном направлении приводит К возникновению в профиле почв зон повышенных и пониженных концентраций, наподобие хроматографической колонки. Концентрационны зоны обычно совпадают с генетическими горизонтами. Такое распределение микроэлементов по профилю почв характерно для Сг, ?ъ, Си, Ма и Ва. Концентрационные зоны Т1 и Бг неконтрастные и часто не совпадают с генетическими горизонтами. В почвах гор кон

центрационнке зоны проявляются наиболее отчетливо.

Зоны повышенных и пониженных концентраций возникают в результате сорбции тонкодисперсными частицами почвы микроэлементов. Иногда микроэлементы включаются в состав вторичных минералов. Дальнейшая миграция микроэлементов осуществляется вместе и тонкодисперсными частицами, что приводит к выравниванию их концентрации по почвенному профилю.

Геохимия грунтовых и речных вод

Интенсивность вымывания микроэлементов из пород меняется в широких пределах и подчинена закономерностям вертикальной зональности. Количественным показателем миграционной способности элемента в процессах гипергенеза, является коэффициент водной миграции, равный отношению массовой доли данного элемента в минеральном остатке воды к массовой доле элемента в породах, дренируемых этими водами.

Наиболее высокая миграционная способность характерна для Зг а затем в порядке ее снижения следуют ¡,ш, Си, Ва, Сг, V и РЬ /табл. 2/. По мере нарастания абсолютных отметок местности коэффициенты водной миграции микроэлементов возрастают.

Переходя в растворенное состояние, микроэлементы попадают в грунтовые воды. Основным источником питания грунтовых вод являются атмосферные осадки, которые пополняют их запасы путем инфильтрации через кровлю водоносных горизонтов.

При переходе от Карпатской провинции к Предкарпатской и Лесостепной зоне, отмечается повышение минерализации грунтовых вод. Усредненные массы минеральных остатков по зонам соответственно равны 254,6, 456,2, 624,2 мг/л, а коэффициенты вариации средних значений во всех зонах составляют около По мере снижения аб-

- 1Ь -

Таблица 2

Коэффициенты водной миграции микроэлементов

:Среднее содержание микроэлементов, коэффициент водной

: I 1СГЧ __: миграции

: Почвенный : Минеральный :

Эле-:___Д°кров___1 _ остаток____:___________

мент;Кар- :Пред- :Лесо-:Кар- :Пред-:Лесо-:Кар- :Пред- : Лесо-:паты : кар- :степь:паты :кар- :степь:паты : кар- : степь

• :патье • « • :патье 0 :патье •

V 123 НО НО 53 18 14 0,4 0,2 0,1

Сг 61 62 66 16 116 16 0,3 1,9 0,2

ш 482 690' 955 1714 1107 7о4 3,6 1,6 0,8

Си 14 15 14 23 27 18 1,7 1,8 1,3

Зг 36 49 42 6992 1422 2927 194,2 29,0 69,7

Вя 74 99 116 69 41 12 0,9 0,4 0,1

РЬ 21 21 23 5 5 6 0,2 0,2 0,3

солютных отметок местности в минеральном остатке грунтовых вод

2- - 2-

снижается доля ионов С03 и повышается доля ионов С1 , ао4 и

Са2+.

На изученной территории существуют участки, где грунтовые воды получают приток пластовых вод. В этих местностях солевой и микроэлементный состав грунтовых вод претерпевает значительные изменения. Например, в источниках водоснабжения населенных пунктов Надворная, Галич, Яремча, Болыпевцы, Дзвиняч концентрация Бг повышена на I - 2 порядка по сравнению с общим фоном; в окрестностях населенных пунктов Солотвин, Старый Лисец, Богородчаны, Коло-мыя, Большевцы концентрация Кп повышена в 8 - 10 раз по сравнению со средней концентрацией.

Существует тесная взаимосвязь между изменением минерального состава пород и химическим составом подземных вод в ходе их фильтрации.

От гор к равнинам в грунтовых водах снижаются концентрации Зг, у и Ва, повышаются Н1, РЪ и Кп Наиболее высокие концентрации Си, Сг и Мо характерны для грунтовых вод Предкарпат-ской провинции. Содержание микроэлементов в грунтовых водах каждой зоны характеризуется высокой вариабельностью, вместе с тем, различие средних значений концентраций микроэлементов в водах Лесостепной зоны и Предкарпатской провинции статистически значимы с доверительным уровнем 95% по t -критерию Стьюдента за исключением Эг и Мо. Нет значимых различий уровней концентраций Бг, Мп и Ва в грунтовых водах Карпатской и Предкарпатской провинций. Статистические показатели свидетельствуют о том, что условия формирования грунтовых вод Лесостепной зоны и Карпатской горно-лесной области существенно отличаются, а в провинциях Карпатской горнолесной области эти различия не столь значимы. При взаимодействии подземных вод с минеральным веществом пород, изменяется их состав; сформировавшиеся воды в свою очередь взаимодействуют с теми же породами, но уже по другой схеме. Процессы миграции подземных вод от областей питания к местам дренирования, где они разгружаются в реки, в каждой ландшафтной зоне осуществляются по-разному. В период зимней межени уровень воды в карпатских реках поддерживается, главным образом, грунтовыми водами.

Наиболее крупной водной артерией Предкарпатья является река Днестр. Гидрологический режим реки и ее химический состав зависит от карпатских притоков. Особенно значительные изменения претерпевает солевой состав реки в результате впадения притоков Сивки, Ломницы, Быстрицы. Впадение р. Сивка приводит к повышению общей минерализации днестровской воды в период межени от 571,8 до 1306,6

мг/л, а концентрация хлоридов возрастает от 123,2 до 506,3 мг/л. Река Сивка прорезает породы четвертичного возраста, подстилаемые молассовыми нижнемиоценовыми отложениями Внутренней зоны Предкар-патского прогиба, к которым приурочено месторождение калийной соли. Еода этого притока ^естра характеризуется высокими концентрациями ионов с Г", Ыа+, Ц£2+, к+.

На участке от впадения р.Быстрицы до г.Залещики р.Днестр подпихивается грунтовыми водами, обогащенными СаБО^. Мш:роэле-ментный состав днестровской воды очень изменчив в пространстве и во времени и зависит от цритоков.

Состав воды р.Прут в пределах изученной территории соответствует составу грунтовых вод. В верховьях, выше г.Яремча, минерализация воды возрастает и ее солевой состав подлежит значительному изменению. В зимнюю межень на участке между гидрометрическими створами, расположенными в окрестностях г.Яремча и г.Коломыя на расстоянии 45 км минерализация воды возрастает в 2 раза, при этом концентрация хлоридов увеличивается в 8 раз, а ионов К* и Ыа+ в 4 раза. В этом интервале река не имеет больших притоков и грунтовое питание приобретает ведущее значение.

Сопоставляя среднюю концентрацию, микроэлементов в верховьях р.Прут с данными о средних концентрациях микроэлементов в речных водах планеты, приведенных в монографии В.В.Добровольского /1983/ отметили, что концентрация Сг, ио, Н1 и РЪ примерно им соответствует, концентрация Ка повышена в 30 крат, V - в 20 крат, Бг - в 3 крат, Т1 - в 2 крат, а концентрация Ва и Си снижены. Высокие концентрации на, V и Бг в речной воде являются резуль татом повышенной подвижности этих микроэлементов в процессах выветривания пород карпатского флиша.

Заболеваемость населения Предкарпатья и химический состав среды

Химический состав почв и природных вод воздействует на биохимические процессы в организмах. Закономерности распространения заболеваний населения увязывается с делением территории на ландшафтные зоны.

Жители Карпатской провинции часто поражаются тромбооблитери-рующими болезнями и редко среди населения возникают лейкозы, лим-фогрануломатоз, злокачественная близорукость, острые приступы глаукомы, злокачественные новообразования, опухоли головного и спинного мозга, нефриты. Среди жителей Предкарпатской провинции часто появляются лейкозы и злокачественная близорукость. В Лесостепной зоне население часто болеет острыми приступами глаукомы, раком желудка и легкого, опухолями головного и спинного мозга, нефритами и редко среди ¡кителей этой ландшафтной зоны появляются тромбооблитерирующие заболевания.

Дня того, чтобы можно было судить о влиянии микроэлементного состава почв на возникновение болезней сравнили заболеваемость в районах, которые мало отличаются по природным условиям и промышленному уклону и разнятся только почвенным покровом, и ориентировались, в основном, на сельское население, употребляющее, главным образом, продукты питания местного производства.

В местностях, где преобладают буроземно-подзолистые почзы, которые богаты и бедные V, ка и Вг население часто поражается тромбооблитерирущими заболеваниями, острым лейкозом, геморрагическим васкулитом, железодефицитной анемией и редко страдает хроническим лимфолейкозом, раком желудка и легкого, прогрессирующей близорукостью.

Население, употребляющее продукты питания, выращенные на дер-

ново-буроземных почвах, характеризующихся повышенным содержанием И и Ва, часто страдает тромбооблитерирующими заболеваниями и гемолитической анемией и редко болеет хроническим лимфолейкозом, гипо- и апластической анемией, железодефицитной анемией и прогрессирующей близорукостью.

Среди жителей населенных пунктов, расположенных в местностях, где преобладают дерново-подзолистые оглеенные почвы, богатые рь и Ва и бедные Сг и V часто появляется миэлолейкоз, хронический лиыфолейкоз, геморрагический васкулит, гипо- и апластическая анемия, анемия Аддисон-Бирмера и редко возникает острый лейкоз, рак желудка и легкого.

В районах, где преобладают серые и светло-серые оподзоленные почвы, бедные всеми изучаемыми нами микроэлементами, население часто страдает тромбооблитерирующими заболеваниями, прогрессирующей близорукостью, острыми приступами глаукомы и редко поражается гемолитической анемией, опухолями головного и спинного мозга и нефритом.

В местностях, где преобладают оподзоленные черноземы, богатые микроэлементами, среди жителей населенных пунктов часто возникает лимфогранулематоз, тромбооблитерирующие заболевания, рак желудка и легкого, опухоли головного и спинного мозга, нефрит и редко появляются анемия Аддисон-Бирмера, прогрессирующая близорукость, острые приступы глаукомы.

Результаты медико-географических исследований дают основание считать перспективной профилактику болезней системы крови, офтальмологических и стоматологических заболеваний среди населения методом подбора пищевых рационов с оптимальным содержанием микроэлементов .

Растения, их микроэлементный состав и способность продуцировать противоопухолевые метаболиты

Высказано предположение, что в Карпатах видовой состав растений в некоторой степени связан с процессами разрупэния пород. Выветривание битуминозных толщ сопровождается окислением содержащегося там органического вещества. Возникающие в процессах реакций промежуточные продукты необходим для развития отдельных видов растений и их заросли приурочены к выходам на поверхность отложений, богатых органическим веществом.

Изучена изменчивость зольности и !'.икрозлг,:::нтпого состава растений в зависимости от почвенно-климэтическпх услозий развития. Зольность растений одного вида, пронзрастсищих в продолах ландшафтной зоны, подлежит нормальному статистпческсг.у загс:;/ распределения. Различие средних значений золыгсстп .-¡стьгв подорожника или одуванчика, развивавшихся в рззяпшпм лгшд^фшьп зонах, по 1 -критерию Стьюдента значимо с дог.с-у.нтолпп-! урознеп 9Ъ%. По мере нарастания абсолютных отмэгок ¡„эстнсети у подорожника наблюдается тенденция к возрастанию зольности ^¡с^ьоз, у одуванчика - наоборот; зольность листьез зверобоя, полгзи л золототысячника мало зависит от климатических условий развития.

Пользуясь регрессионным анализом, доказано, что зольность -это чувствительный количественный показатель, характеризующий каждый вид и орган растений. В определенный период вегетации изменчивость зольности листьев одуванчика мало зависит о? индивидуальных свойств отдельных растений, и варьирование отого показателя больше связано с химическим составом питательной среды и климатом.

Запыленность воздуха отражается на зольности листьев травянистых растений. Контрастная изменчивость зольности в зависимое-

ти от запыленности воздуха, характерна для листьев подорожника.

Изучена зависимость содержания Ыа и Си в золе органов подорожника и одуванчика от концентрации ионообменной формы этих микроэлементов в почве. В соответствующих уравнениях регрессий в качестве аргумента принимали концентрацию микроэлемента в почве / воздушно-сухой пробы/, а в качестве функции - концентрацию в золе растений /1-Ю"4/./.

Все полученные уравнения регрессий характеризуются положительной корреляцией? чем больше ионообменной формы микроэлемента в почве, тем выше его концентрация в золе растений. Вместе с тем, коэффициенты корреляции уравнений низкие. Следовательно, содержание ионообменной формы микроэлемента в почве нельзя считать главным определяющим фактором, влияющим на усвоение данного микроэлемента растением. При дефиците в питательной среде ионообменной формы микроэлемента, растения способны усваивать также труднорастворимые соединения.

Определены коэффициенты биологического поглощения марганца и меди одуванчиком и подорожником в различных ландшафтных зонах. Коэффициент биологического поглощения марганца для обоих растений наиболее высокий в Карпатской провинции, и низкий - в Предкарпат-ской. Интенсивность вовлечения меди в биологическую миграцию снижается по мере повышения абсолютных отметок местности.

Одуванчик и подорожник обладают свойствами, позволяющими использовать их в качестве растений-индикаторов загрязнения среды металлами. Эти растения широко распространены в природе и часто образуют совместные заросли. Подорожник, обладая неглубоко прорастающим корневищем, концентрирует металлы из верхнего, загрязненного слоя почвы. При изучении загрязнения почвы металлами в качестве контроля можно использовать одуванчик, так как это растение ма-

до подвержено влиянию верхнего слоя почвы. Атмосферная пыль накапливается в листьях растений и периодически вымывается дождали Микроэлементный состав листьев подорожника может служить показателем загрязнения зоздуха.

Растения служат пищей животных и человека и используются для производства лекарств. Качественный и количественный состав соединений, продуцируемых в процессе развития, зависит но только от вида растений, но также от химического состава питательной среды. Посредством биологически активных метаболите?- растеччл влияют на здоровье животных и человека.

Изучен химический состав различных сортов картофеля, одного из основных продуктов питания населения Предкарпатья. В клубнях картофеля, характеризующихся высоким содержанием марганца, найдено много витамина С. Повышенное содержание витамина С найдено в сортах картофеля Переможец, Парнасия, Приекульский ранний, которые содержат много бария. Существует зависимость микроэлементного состава клубней картофеля и содержания в них крахмала и белков.

Лекарства из растений применяются для лечения злокачественных новообразований. Исследована противоопухолевая активность водных экстрактов из различных органов 20 видов растений в зависимости от почвенно-климатических условий произрастания. Поскольку экстракты, кроме лечебных свойств, обладают токсическим действием на здоровые клетки организма, изучали влияние отдельных экстрактов на фагоцитарную активность лейкоцитов крови.

Среди изученных растений наиболее выраженную противоопухолевую активность проявляли экстракты из мужского папоротника, плодов и плодоножек рябины обыкновенной, листьев и соцветий водяной мяты, листьев аконита, травы чистотела. Способность экст-

рактор убивать клетки злокачественного роста, а также характер воздействия на лейкоциты изменяются в широких пределах в зависимости от местности, где собраны растения. Повышенной противоопухолевой активностью обладают экстракты из растений, выросших в Карпатской горно-лесной области или развившихся на почве, богатой магнием или свинцом /табл. 3/.

Таблица 3

Противоопухолевая активность экстрактов из папоротника

: Процент клеток убитых экстрактом

Зона, : /х + ш /

провинция : Листовые : Черенки : Корневища

: пластинки : листьев ; с корнями

Карпатская Предкарпатская Лесостепная Почва,обогащенная Почва,обогащенная

54.5 + 7,2

29.6 + 3,4 26,8 + 8,9 56,1 + 7,7 42,0 + 3,4

20,2 + 3,5 28,0 + 4,7

16.4 + 3,9

24.5 + 4,8 16,5 + 4,3

34,1 + 5,1

34.3 + 8,0 45,5

45.4 + 7,3

23.5 + 9,8

Подвергли углубленному изучению органы папоротника мужского и рябины обыкновенной, выросших на почве, искусственно обогащенной сульфатом магния или нитратом свнца. Констатировали, что противоопухолевая активность экстрактов из таких растений статистически значимо возрастает и, кроме этого, наблюдается некоторое изменение химического элементного состава растений. Таким образом, искусственное обогащение ми1фоэлементами почвы под растениями, позволяет повысить их лечебные свойства.

В эксперименте на животных изучены противоопухолевые свойства экстрактов из чистотела и аконита, выросших в Карпатской гор-

но-лесной области. Отобраны растения, которые обладали повышенной способностью убивать клетки злокачественного роста. Проводили лечение карциномы Эрлиха, привитой белым мышам. Ежедневно внутримышечно вводили экстракт. В процессе развития болезни наблюдали за изменением массы животных и определяли активность метал-лоферментов в крови: медьоксидазы, каталазы, угольной ангидразы и насыщенности трансферрина в сыворотке крови.

Наблюдения позволяют заключить, что лечение экстрактами повышает способность организмов сопротивляться процессу развития болезни. Лечебные свойства экстрактов зависят от содержания микроэлементов в почве, на которой они выросли.

В последние десятилетия окружающая среда все больше подвергается воздействию загрязнений. Изменение химического состава почв приводит к нарушению нормального протекания биохимических реакций в организмах растений. В наших опытах отмечены статистически значимые сдвиги синтеза определенных метаболитов мужским папоротником, чистотелом, рябиной, развившимися в зоне загрязнения среды выхлопными газами автотранспорта. Растения, развивающиеся на загрязненной почве, продуцируют вещества, оказывающие токсическое действие на организмы животных и человека. Такие вещества, по-видимому, цродуцируют не только дикорастущие, но и культивируете растения, используемые населением в качестве пищевых продуктов. Следовательно, незначительные концентрации загрязнений в почве или атмосфере могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье населения.

Изменение химического состава биосферы под влиянием антропогенных загрязнений

Наиболее крупные промкдленные предприятия, выбрасывающие за-

грязнения в атмосферу, расположены в Предкарпатской провинции. Это Бурштынская ГРЭС, мощностью 2,4 млн. кВт, Надворнянский нефтеперерабатывающий завод, Калушский химико-металлургический комбинат, завод тонкого органического синтеза. Через атмосферу загрязнения распространяются на значительные расстояния и оседают на растения и почву в виде пыли или с атмосферными осадками.

Изучено содоржание Иа, Си, V и РЬ в снежном покрове,почве и растениях в зоне радиусом 50 км от электростанции. Концентрация микроэлементов в воде талого снега подвержена значительным колебаниям и снижается с увеличением расстояния от источника загрязнения. Не обнаружено изменений концентрации микроэлементов в почве, вызванных выбросами в атмосферу Бурштьшской ГРЭС.

Чувствительным индикатором загрязнения среды через атмосферу являются листья дуба, клена, подорожника, собранные в осенний период в сухую погоду. Для количественной характеристики степени загрязнения растений чероз атмосферу вычисляли отношение концент-рацли никроэлеиентов в листьях к содержанию их в других органах растений. Такой показатель исключает влияние химического состава почвы на растения и чувствительный к загрязнениям листьев атмосферной пылью. На расстоянии 15 км от Буратынской ГРЭС отношение содзр"дния ванадия в листьях ежевики к содержанию этого микроэлемента в стеблях растений в среднем составляет 2,2, а на расстоянии 50 ил от этого места этот показатель равен 1,2.

Территория Продкарпатского края покрыта сетью автомобильных дорог, а их загрузка автотранспортом стремительно растет. С выхлопными газами автомобилей выбрасывается пыль, содержащая свинец, которая оседает на растениях и почве, образуя вдоль дорог техногенную зону. Эффективной цреграДой для миграции пыли являются кустарники.

Проведен химический анализ проб почв и растений, собрании: в Предкарпатской провинции на участке длиной 100 м и шириной 50 по одну сторону автомобильной дороги Ивано-Франковск - Рахов. В 10 м от дорожного полотна растет кустарниковая полоса, шириной 5 м и высотой 2 м. Кусты жимолости посажены в 2 рдца. В Z м кустарником в сторону от дороги растут деревья, высотой 7 м.

Точечные пробы почвы брали на расстояниях 2, 5, 10, Z0 м от дороги в интервалах глубин 0-3, 7-10 и 17-20 см. ib ■. ; т же расстояниях от дороги были взяты пробы пе л-к Лис*.-.i срачка изучали в интервалах высот 0-50, 50-100, ;00 -'• ■ т; j\ví-;.0G см над землей.

Полученные данные позволили вычислить попзртаостчуо плотность загрязнения почвы и растений свинцом. Утатаапхк изюнзпке концентрации свинца в листьях кустарника в заз;-:сичоота от ёызоты над уровнем земли и в почве в зависимости от глубины. Объемный вес почвы принимали равным среднему значению - 1,3 г/сгл3.

Техногенное загрязнение почвы свинцом црослежзалось до глубины 10 см и редко 20 см. На исследованном участке в почве аккумулировано 5,8 кг свинца-загрязнителя, а в зеденой массе растений - всего лишь 1,6 г, что составляет 0,028$ его общей массы. Основная масса свинцовых загрязнений, оседающих на надземной части растений, периодически вымывается дождями. Способность кустарников задерживать пыль определяется, главным образом, возможностью накопления ее на поверхности листьев.

Свинец, загрязняющий зеленую массу растений, расцределяется следующим образом: в тлчве, произрастающей между дорогой и кус -тарником, сосредоточено 55,1% суммарной массы загрязнений, в листьях кустарника - 43$, в траве, произрастающей за кустарниковой полосой - только 1,9% /рис. 2/. Таким образом, кустарниковая по-

лоса задерживает значительную часть пыли, содержащей свинец. В листьях кустарника максимальная концентрация свинца /34 мг на I г сухого вещества/ характерна для интервала высот 50 - 150 см. Концентрация свинца в листьях деревьев, растущих на описанном участке, близка к фоновой. Растения способствуют миграции свинца, загрязняющего растения, вниз по почвенному профилю. В зоне произрастания кустарника на глубине 20 см обнаружена повышенная концентрация свинца в почве.

Рис. 2. Изменение поверхностной плотности загрязнения свинцом почвы и растений вблизи автомобильной дороги.

По оси абсцисс — расстояние от дороги (в м); по оси ординат — поверхностная плотность загрязнения спиниои почкы (в г/м ) К

растений (в иг/м1) / — почва; 2 — эсленая масса растений. Л — трава, б — кустарник.

Изучены особенности расцределения свинца-загрязнителя в почве вдоль автомобильных дорог, пересекающих отдельные ландшафтные зоны. В предгориях Карпат концентрация свинца в почве с удалением от дороги снижается медленнее, чем в горах. Влажный климат гор способствует быстрому осаждению пыли. Вдоль дорог с одинаковой интенсивностью движения автотранспорта ширина техногенной полосы в Карпатах сужена по сравнению с Лесостепью.

Проведены опыты, позволяющие оценить роль растений в распределении в почвенном црофиле металлов, соединения которых оседают

на листьях с атмосферной пылью. Миграция изучена с помощью радио-22

активного ИаС1 который использован в качестве меченого ве-

щества-загрязнителя. Препарат представлял водный раствор соли с удельной ^-активностью 3,7-10® кБк/кг. Интенсивность излучения измерена на установке ПС0-2 с блоком детектирования БДЗ-ЗеМ. Листок традесканции на высоте 25 см от земли загрязняли препаратом. Через 32 часа измеряли радиоактивность органов растения и почвы.

Опыты позволили констатировать, что в течение 32 частов растение переводит 2,4% загрязнений из листьев в почву, а в стеблях оказалось только 1,7% общего количества радиоактивного вещества /рис. 3/. Интенсивность процесса перевода загрязнений из листьев в почву пропорциональна количеству загрязнителя, попавшего на листья.

В местах техногенного загрязнения почвы через атмосферу, целесообразно распространять растения с глубоко прорастающими корнями. Равномерное распределение загрязнений по почвенному профилю предупредит резкое возрастание концентраций металлов на ее поверхности и уменьшит изменения биологических и физико-химических свойств почвы.

Зарсязнение егтивностьс 55,5 г£х

.'лепя - 0,7 % Стевхя - 1,7% Корт - 0,4 % Почва - 2,4 £

Рис. 3. Схема распределения загрязнений по органам растений.

Постоянным источником загрязнений биосферы являются бытовые сточные воды населенных пунктов. Использование воды для санитарно-гигиенических потребностей населения сопровождается повышением в ней концентрации минеральных солей. Бытовые стоки после очистки сбрасываются в реки. Общепринятые методы очистки не снижают концентрации солей. Села и некоторые города Предкарпатского края лишены централизованных систем сбора, очистки и удаления бытовых стоков. При пересекании горными реками населенных пунктов наблюдается резкое повышение минерализации воды, которое особенно контрастно проявляется в паводковый период /рис. 3/.

Предложен способ определения массы солей, поступающих в реку в окрестностях населенных пунктов. Пробы воды для химических анализов необходимо забирать одновременно выше и ниже по течению реки от источника загрязнения. Данные химических анализов изучают с помощью регрессий, учитывая, что концентрация ионов в загрязненной воде является функцией их концентраций в речной воде, выше источника загрязнения. Подставляя в уравнениях регрессий среднее значение концентраций ионов в паводковый и меженный периода, вычисляли пращение концентраций в зоне загрязнения. Для получения окончательного результата необходимо знать средний расход воды в реке.

В населенных пунктах с неудовлетворительным состоянием канализаций, поступление загрязнений в реку тесно связано с погодой -в дождливый период вынос солей с территории города в десятки раз возрастает по сравнению с меженным периодом. Анализ уравнений регрессий, отражающих загрязняющее влияние населенных пунктов на горные реки показал, что в городах Яремча, Коломыя, Надворная, Галич гидравлические характеристики сооружений для отвода бытовых сточных вод не обеспечивают загрузок, вызванных ростом городов.

Суммируя результаты исследований, следует отметить, что в различных ландшафтных зонах Предкарпатского края условия развитии организмов существенно отличаются. Это связано с климатом, рельефом местности, геологическим строением территории и геохимическими процессами. В Карпатской провинции горные породы интенсивно разрушаются и из них вымываются микроэлементы. По мере снижения абсолютных отметок местности эти процессы замедляется. Преобразование пород в почвах и переход микроэлементов в подвижное состояние отражаются на развитии растений, которые в зависимости от почвенно-климатических условий продуцируют о разных количествах биологически активные вещества.

Растения составляют значительную часть пиши людей и таким образом влияют на здоровье населения. Повышенные концентрации микроэлементов в почве стимулируют продуцирование растениями метаболитов, которые могут обладать лечебными или токсическим свойствами по отношению к организмам животных и человека.

Увеличивающийся поток загрязнений, поступающих в биосферу, нарушает равновесные процессы миграции микроэлементов. Возникают участки территории, где загрязнения привели к значительным сдвигам в биоценозах, сформировавшихся в течение тысячелетий. Загрязнения накапливаются, главным образом, в почве и оказывают влияние в первую очередь на растения. В Карпатской горно-лесной области интенсивность процессов выветривания пород, влажный климат, атмосферная циркуляция воздуха создают условия, когда загрязнения, поступающие в биосферу, интенсивно вовлекаются в круговорот и их токсическое действие на организмы снижено. В Лесостепной зоне скорость миграции загрязнений, поступающих в атмосферу и почву, протекает медленнее.

Вывод и

1. Геологическое строение региона и содержание рассеянных элементов в порогах карпатского флиша обусловили микроэлементный состав почвенного покрова. По сравнению с кларками содержание ш и РЪ в почвах Предкарпэтья повышено, а Т1, Сг, Си, Бг и Ва -понижено.

2. Горный рельеф и влажный климат Карпат обуславливают интенсивное разрушение пород в зоне гипергенеза, что приводит к переходу рассеянных элементов в подвижное состояние. Коэффициенты водной миграции элементов повышаются по мере нарастания абсолютных отметок местности.

3. Формирование грунтовый воп, проходит под влиянием почв, их химического и гранулометрического состава', а также пластовых вод, приток которых наиболее значительный в Предкарпатской провинции. Концентрации рассеянных элементов в грунтовых и речных водах изменчивы во времени и в территориальном отношении, вместе с тем, различие их средних значений в отдельных ланщдафтных зонах статистически значимы.

4. В каждой ландшафтной зоне внешняя среда и ее химический состав оказывают различное воздействие на биохимические процессы, протекающие в организмах. Вероятность появления тромбооблитериру-ющих заболеваний наиболее высокая у жителей Карпатской провинции, в Предкарпатской провинции население часто поражается лейкозами

и злокачественной близорукостью, а в Лесостепной зоне - острыми приступами глаукомы, злокачественными новообразованиями, нефритами. Показатели частоты возникновения болезней иногда значительно отличаются в районах, где условия трудовой деятельности и быта одинаковые, а химический состав среды различный. Исследования

- зь -

позволяют считать перспективной профилактику болезней системы крови, офтальмологических и стоматологических заболеваний население, методом подбора пищевых рационов с оптимальным содержанием микроэлементов.

5. Уравнения регрессий, описывающие зависимость содержания Мп или Си в органах растений от концентраций ионообменных форм микроэлементов в почвах, характеризуются низкими коэффициентами корреляции, т.е. при дефиците ионообменной формы микроэлемента в почве, растения усваивают его труднорастворимые соединения.

6. Микроэлементами состав питательной среды выраженно влияет на продуцирование растениями биологически активных соединений. Направленное изменение микроэлементного состава почв позволит повысить качество лекарственного растительного сырья. Отдельные растения, развивающиеся на почвах загрязненных металлами продуцируют метаболиты, обладающие токсическим действием на лейкоциты крови.

7. Загрязнение атмосферы промышленными отходами наиболее ощутимо сказывается в Лесостепной зоне на элементном составе листьев растений. Бытовые стоки населенных пунктов в период паводков особенно значительно влияют на солевой состав рек Пред-карпатья.

По теме диссертации автором опубликованы работы:

1. Особенности распространения лейкозов и лимфогранулематоза на территории Квано-ФранкоЕской области в зависимости от пота и содержания микроэлементов е них // Второе научное совещание по проблемам медицинской географии,- Ленинград, 1265.- С. 185-186. Соавтор: Никулин К.Е.

2. Автоматический прибор для непрерывной экстракции // Микроэлементы в медицине: 1-я Республиканская научная конференция.-Ивано-Франковск, 1965.- С. 12 - IS.

3. А.с. I795I4 СССР, МКИ 13/02. Полуавтоматическая уста» новка для непрерывней экстракции,- 1266. Бгол. 5.- 4 с.

4. Методика приготовления стандартов на естественной основе для количественного определения микроэлементов спектрохимнческим методом //Методики количественного определения микроэлементов и методы изучения их физиологической роли: 1ез. докл. 1-ой межвузовской ыонотематической науч. конф,- Ивано-Франковск, 1366,- С. II

- 18. Соавтора: Шайелыяш Д.Я.

5. К методике экстракции микроэлементов растворителем легче воды // Методики количественного определения микроэлементов и методы изучения ез физиологической роли: Тез. докл. 1-ой межвузовской монотематической науч. конф.- Ивано-Франковск, 1266,- С. 4950, Соавтор: Сеистун Ю.Д.

6. Залешпсть ешсту залхза, мхдх» цинку i кобальту в гадючнику шестипелюсгковому В1д вмгету цих шкроелементхв е грунт! на якому BÏH виростав // Тези доповхдей ионференц« молода науковцхв.

- Хваног-йранмвсья, 196Б«- С. Я8-Й9. Соавтор: Гладун Я.Д.

?. Установка для надкостной экстракции // Лабораторное дело«

- 1967. И 4,- С. 243 - 249.

8, Спектрограф!чне визначоння вмхету рухомих форм марганда i

м1д1 в грунтах // Винах1дництво та рац1онал1зац1я в медицин1. -Ки1в, 1967. - С. 74 - 76.

9. А.с. 195197 СССР, МКИ 42^, 13/02. Установка для непрерывной жидкостной экстракции. - Опубл. 12.04.1967. Бюл. № 9. - 4 с. Соавторы: Свистун Ю.Д., Лабий О.М.

10. Пневматичний екстрактор // Винах1дництво та рац1онал1зс-ц1я в медицин1. - Ки1в, 1967. - С. 28 - 30. Соавтор:Свистун Ю.Д,

11. Распространение нефрита среди населения Ивано-Франков-ской области в зависимости от почвенно-климатических зон, содержания некоторых микроэлементов в почвах и ряда других фактороз// Микроэлементы в сельском хозяйстве и медицине. - Киев, 1967. -С. 166 - 171. Соавтор: Вакалюк П.М.

12. Валовое содержание микроэлементов в почзах Ивано-Фран-ковской области '// Микроэлементы в медицине. - Киев, 1968. - С. 26 - 30.

13. Содержание ионообменного марганца и меди в почвах Ивано-Франковской области // Материалы юбилейной науч. сессии /посвященной 50-летию Советской власти/. - Киев, 1968. - С. 55.

14. Пульсационный автоматический экстрактор // Заводская лаборатория. - 1968, № 4. - С. 494 - 496, Соавтор: Свистун Ю.Д.

15. Особенности распространения опухолей головного и спинного мозга в зависимости от микроэлементного состава почв // Микроэлементы в медицине: Материалы 1-ой Всесоюзной науч. конф., 21 - 24 мая, 1969 г. - Ивано-Франковск, 1969. - С. 58 - 60. Соавторы: Никулин К. Е., Мосейчук Н.М.

16. Прибор для эфирной экстракции железа из солянокислых растворов // Второй Всесоюзный биохимический съезд: Тез.секционных сообщений, 24 секция. - Ташкент, 1969. - С. 14 - 15.

17. Распространение тромбооблитерирутощих заболеваний среди

- за -

населения Ивано-Франковской области в зависимости от почвенно-климатических условий и микроэлементного состава почв // Географическая среда и здоровье населения: Тез. докл. второго СевероКавказского науч. совещания по проблемам медицинской географии, посвященного 100-летию со дня рождения В.И.Ленина. - Нальчик, 1970. - С. 150 - 152. Соавторы: Бабенко Г.А., Омеляшко A.A.

18. Расцространение рака желудка и легкого среди сельского населения Ивано-Франковской области и особенности микроэлементного состава почв // Географическая среда и здоровье населения:Тез. докл. второго Северо-Кавказского научн. совещания по проблемам медицинской географии, посвященного 100-летию со дня рождения В.И.Ленина. - Нальчик, 1970. - С. 140 - 142. Соавторы: Бабенко Г.А. Голотюк И.А., Годованец Б.И.

19. Распространение злокачественной близорукости среди населения Ивано-Франковской области в связи с почвенно-климатическими зонами и содержанием микроэлементов в почве // Микроэлементов в медицине. Выпуск 2. - Киев, 1971. - С. 12 - 16. Соавтор: Бойчук Р.В.

20. Микроэлеыентный состав почв и распространение глаукомы в Прикарпатье // Материалы медицинской географии левобережной Украины. - Ленинград, 1971. - С. 66 - 67. Соавторы: Бабенко Г.А., Углова Т.Г., Шкромида М.И.

21. Медико-географическая характеристика тромбооблитерирую-щих; з.аболеваний в Ивано-Франковской области // Микроэлементы в медицине, выпуск 3. - Киев, 1972. - С. II - 13. Соавторы: Бабенко Г.А., Омеляшко A.A.

- 22. Зависимость распространения близорукости в Ивано-Франковской области от почв и содержания в них ми!фОэлементов // Итоги и перспективы медико-географических исследований. - Киев, Здоровье,

1973. - С. 94 - 95. Соавторы: Бойчук Р.В., Волошинов Д.Б., Ива-сив Л.В.

23. Распространение острых приступов глаукомы среди населения Ивано-Франковской области в зависимости от некоторых экологических условий // Итоги и перспективы медико-географических исследований. - Киев: Здоров'я, 1973. - С. 95-96. Соавторы: Бабенко Г.А., Шкромыда М.И.

24. A.c. 395774 СССР, МКИ 6 01д. 33/16. Способ озоления проб . биологических материалов. - Опубл. 28.08.1973. Бюл. № 35. - 2 с. Соавторы: Горбарец Б.А.

25. A.C. 420885 СССР, МКИ 6 OIj 17/04. Весы для взвешивания осадка в жидкости. - Опубл. 25.03.74. Бюл. № II. - 4 с.

26. BmIct м1кроелемент1в у р1зних сортах картопл1, вирощува-но1 в 1вано-Франк1вськ1й област1 // Досягнення ботан1чно1 науки на Укра1н1. - Ки1в: Наукова думка, 1974. - С. 83 - 84.

27. Ресурсы дикорастущих лекарственных растений в Ивано-Франковской области, их рациональное использование // Рессурсы дикорастущих лекарственных растений СССР. - М., 1975, вып. 3. -С. 115 - 118. Соавторы: Кит С.М., Гудывок Я.С., Савицкая Л.Г., Демчук Б.В.

28. Эпидемиология болезни Верльгофа в Ивано-Франковской области // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине: Тез. докл. 8-ой Всесоюзной конф. -Ивано-Франковск, 1978, Т.2. - С. 91. Соавторы: Никулин К.Е.,Юр-кевич С.Т., Абкарович Г.Ф.

29. Особенности распространения некоторых заболеваний среди населения Ивано-Франковской области // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине: Тез. докл. 8-ой Всесоюзной конф. - Ивано-Франковск, 1978. Т.2. - С.94.

Соавторы: Омеляшко А.А., Голотюк И.А., Шкромыда М.И., Никулин К. Е. Прокопышин М.В., Годованец Б.И.

30. Эпидемиология острого лейкоза в Ивано-Франковской облас- , ти // Гематология и переливание крови: Республиканский межведомственный сборник, вып. 14. - Киев, 1979. - С. 28 - 30. Соавторы: Никулин К.Е., Рркевич С.Т., Абкарович Г.Ф.

31. Содержание микроэлементов в золототысячнике зонтичном, зверобое продырявленном и полыни горькой // Актуальные вопросы современной ботаники. - Киев: Наукова думка, 1979. - С. 102 - 103. Соавторы: Возняк В.И., Роговик М.К.

32. Содержание микроэлементов в некоторых дикорастущих лекарственных растениях Прикарпатья // 9-я Всесоюзная конференция по проблемам микроэлементов в биологии: Тез. докл. - Кишинев, 1981.

- С. 80 - 81.

33. Реликтовая и эндемическая флора Ивано-Франковской области и вопросы ее охраны // Повышение технического уровня совершенствования технологии производства на предцриятиях минлеспрома УССР: Тез. докл. науч.-технической конф., ч. П. - Ивано-Франковск,

1981. - С. 23 -*24. Соавтор: Савицкая Л.Г.

34. Щкроелементний склад бГосфери Прикарпаття I його вплив на орган1зми // 4-ий Укра1нський б1ох1м1чний з'1зд, ч. I - Ки1в,

1982. - С. 79.

25. Влияние экстрактов из чистотела и аконита на опухолевый процесс у мышей с асцитическим раком Эрлиха и показатели активности некоторых цеталлоферментов/'Ферменты, металлы, металлоферменты в диагностике и лечении: Тез. докл. республиканской конф. - Ивано-Франковск, 1982. - С. 120.

36. Эпидемиология гипо- и апластических анемий в Ивано-Франковской области // 2-я науч. конф. по медицинской географии. Тат.

АССР. Т. I: Тез.- Fx огнь, I9S2.- С. 50-51. Солвторн: Еабенко Г.Л. Никулин К.З., ЛбкягоЕкч Г.2., Юркевич С.Т.

37. Некоторые аспекте изучения эпидемиологии лжфогрэнулогэ-тозе в ИЕЭно-ФранковскоГ: области // Тез. 2—oír науч. конф. по медицинской географии Тат. АССР. Т. I.- Казань, 1922.- С. 51-5?.. Соавторы: Езбенко Г.А., Юркевич С.Т., Абкаровпч Г.5., Никулин К.Е.

Зо. Распространение и запасы некоторых дикорастущих лекарственных растений Ивзно-Зранковекой области Ц Растительные ресурсы. - !.!., 1982, I.- С. 24-25. Соавторы: Кит С.;.'!., Савицкая Л.Г. , Гудывок Я.С.

39. Продуцирование папоротником биологически активных соединений в зависимости от содержания в почве магния и свинца // 7-ой съезд Украинского ботанического общества: Тез. докл.- Киев: Нау-кова думка, 1982.- С. 92-93.

40. Миграция микроэлементов в системе почва-вода-растение в условиях Прикарпатья 1) Микроэлементы в биологии и их применение

в медицине и сельском хозяйстве: Тез. докл. 10-ой Всесоюзной конф., Т. I.- Чебоксары, 1986.- С. 126-127.

41. Активность металлопротеидов в крови мышей в процессе развития карциномы ерлиха // Применение ферментов в медицине: Тез. докл. республиканской науч.конф.- Симферополь, 1937.- С. 126-127.

42. Влияние загрязнений атмосферы на микроэлементный состав лесной растительности Прикарпатья // Тез. докл. науч.-технической конф.- Ивано-Франковск, 1987.- С. 199.

43. Содержание свинца в растениях, произрастающих вдоль автомобильных магистралей Прикарпатья // 7-ой съезц Украинского ботанического общества: Тез. докл.- Киев: Пэукова думка, 1937.-

С. 2СС.

44. Особливост! озбруднення свинцем бХосфери Прикарпаття //

5-ий Укра1нський б!ох1м1чниГ: з'1од: Тез. доповХдей, ч. I.- Ки1в,

1987.-'С. 87-88.

45. Рассеивание выбросов евтотрзнснортз в условиях гор, предгорий и равнин // Санитария и гигиена.- 1933, " 5.- С. 30-31. Соавтор: Карпинец Л.Л.

45. Распространение рассеянных влементов в палеоген-неогеновых отложениях Советских Карпат // Доклады Академии наук УССР.-

1988, № 6.- С. IS-22_. Соавторы: Григогчак Л.В., Ибэник U.U.

47. Распределение рассеянных элементов в ландшафтах Восточных Карпат и Предкарпатья // Геологический журнал.- 1938, С. 23-

28.

43. Региональные особенности распространения стоматологических заболеваний и возможные пути профилактики }} Региональные особенности здоровья наделения УССР и опыт реализации комплексных программ "Здоровья" в условиях науч.-технического прогресса: Материалы республиканской науч. конф. г. Тернополь, 2-10 декабря, I93S г. - Киев, 1988,- С. 62-67. Соавторы: Казакова Р.В., Коцюбинский И.П.. Петраш Н.В., Кириленко И.И.

49. Значение гигиенического обучения и воспитания в профилактике кариеса зубов у детей в Прикарпатье П 12-ый Всесоюзный съезд детских врачей , 6-8 декабря: Тез. докл.- М., 1988.- С. 9899. Соавторы: Казакова Р.В., Коцюбинский И.П.

50. Распределение и миграция микроэлемиентов в почвах Прикарпатья /7 Почвоведение.- 1989, № 3.- С. 32-38. Соавторы: Ыихальс-кий М.Г.

51. Особенности техногенного загрязнения ванадием и свинцом биосферы Прикарпатья // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы: Материалы 2-ой Всесоюзн. конф.., 23-30 декабря 1987г., ч. I. - М., 1983.- С. 190—191.