Биоценотический анализ фторидного статуса почв и вод в экосистемах Карелии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.16, кандидат биологических наук Беличенко, Валентина Ивановна

• Беличенко, Валентина Ивановна
• кандидат биологических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Беличенко, Валентина Ивановна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

ГЛАВА 3. ФТОРИДНЫЙ СТАТУС ПОЧВ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ.

3.1. ОСОБЕННОСТИ ПОЧВООБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

В КАРЕЛИИ.

3.2. СОДЕРЖАНИЕ ФТОРА В ПОЧВАХ ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ.

3.3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ФТОРА В ПОЧВАХ

РАЗЛИЧНОГО ТИПА.

ГЛАВА 4. ФТОРИДНЫЙ СТАТУС ПРИРОДНЫХ ВОД И ДОННЫХ

ОТЛОЖЕНИЙ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ.

4.1. СОДЕРЖАНИЕ ФТОРИД-ИОНА В КРУПНЫХ ОЗЕРАХ И РЕКАХ БАССЕЙНОВ БАЛТИЙСКОГО И БЕЛОГО МОРЕЙ.

4.2. СОДЕРЖАНИЕ ФТОРИД-ИОНА В МАЛЫХ ОЗЕРАХ

И ЛАМБАХ.

4.3. СОДЕРЖАНИЕ ФТОРИД-ИОНА

В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ОЗЕР.

4.4. ОЦЕНКА ФТОРИДНОГО СТАТУСА В ВОДЕ

И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВОДОЕМОВ.

4.5. СОДЕРЖАНИЕ ФТОРИД-ИОНА В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

4.6. ОЦЕНКА ФТОРИДНОГО СТАТУСА ВОДОИСТОЧНИКОВ РАЗЛИЧНОГО ТИПА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биоценотический анализ фторидного статуса почв и вод в экосистемах Карелии»

В органах животных и человека ни один биохимический и физиологический процесс не совершается без участия микроэлементов. Микроэлементы являются непременными участниками биохимических процессов - стимулируют и нормализуют обмен веществ, повышают защитные свойства организма, влияют на кроветворение, рост, репродуктивную функцию и др. Качественную особенность микроэлементов определяет способность микроэлементов вступать во взаимодействие с белками организма и образовывать с ними металлоорганические комплексы. Микроэлементы входят в структуру регуляторов биохимических процессов (ферменты, гормоны, витамины), которые действуют как катализаторы этих процессов, являясь важными факторами внутриклеточных обменных процессов [4, 115, 144, 158, 222, 226, 240, 243].

При оценке состояния здоровья населения наряду с антропогенными факторами большое значение имеет влияние природных факторов окружающей среды. Эпидемиологическое значение имеет не только повышение уровня вредных факторов окружающей среды, но и отсутствие, недостаточность содержания некоторых микроэлементов, в том числе фтора в воде, почве, продуктах питания [57, 84, 152, 157, 163, 182, 273, 278].

Развитие болезней на Севере имеет определенную специфику, связанную с климатогеографическими особенностями окружающей среды, светового и температурного режима в сочетании с особенностями питания, недостаточным или повышенным поступлением с пищей и питьевой водой микроэлементов, в частности, фтора [25, 173, 228, 278].

Фтор является важным эколого-геохимическим элементом, влияющим на здоровье населения и животных. Это обусловлено тем, что он входит в состав твердых тканей организма (95-99% общего количества элемента в организме) и в значительной мере определяет их прочность. При этом недостаточное поступление фтора в организм приводит к развитию одного из наиболее массовых заболеваний населения Земли - гипофторозу, тогда как его избыток - к флюорозу [2, 18, 44, 51, 138, 144, 150, 158, 160, 161]. Таким образом, оптимальное содержание фтора, поступающего в организм человека и животных представляет собой глобальную экологическую проблему, практическое решение которой в медицине и агропромышленной отрасли исключительно велико [85, 201, 218, 258].

Основным источником поступления фтора в организм человека и животных является питьевая вода из которой он усваивается на 90-97% [26, 34, 44, 144, 171, 181, 199, 258, 272]. В свою очередь поступление фтора в водные источники многофакторно. При этом основное значение имеет содержание фтора в почве, содержание и растворимость которого определяют уровень его поступления в растительность и почвенно-грунтовые воды [85, 104, 106, 179, 210, 272].

Всемирной организацией здравоохранения установлены нормативы содержания в питьевой воде - 0,7-1,2 мг/л, ПДК - 1,5 мг/л, недостаточные концентрации - ниже 0,6мг/л. МЗ СССР установлено ПДК водорастворимого фтора в почве - 10 мг/кг [26, 85, 170, 210, 267].

Вода и почва являются важнейшими компонентами любой наземной экосистемы и представляют собой активный комплекс субкомпонентов, участвующих в процессах метаболизма и энергетического обмена в биогеоценозе [9, 194, 270]. Несмотря на важность проблемы изучения содержания фтора в окружающей среде, по Республике Карелия не проводилось комплексного изучения естественно-природного (фонового) содержания фтора в компонентах наземного биогеоценоза - в почвах и водах, и не установлено его среднее содержание в природных объектах. Отсутствие данных по фторидному статусу Республики Карелия (РК) не позволяет оценивать состояние здоровья населения в связи с фактором поступления фтора в биологические организмы.

Цель исследования

Определить содержание фтора в почвах и водах Республики Карелия для оценки фторидного статуса биогеоценозов.

Задачи исследования

1. Изучить содержание фтора в почвах различного типа.

2. Изучить содержание валового и водорастворимого фтора в генетических горизонтах почв различного типа. 3. Изучить содержание фтора в водах рек, озер, минеральных и подземных источниках.

4. Установить закономерности содержания фтора в водных объектах Балтийского и Беломорского бассейнов.

5. Изучить содержание фтора в донных отложениях.

Положения, выносимые на защиту

1. Содержание фтора различное в различных типах почв и зависит от почвообразующей породы.

2. Содержание фтора в воде рек и озер различается и не имеет прямой зависимости от содержания в почве.

3. Карелия может быть отнесена к биогеохимической провинции по фтору.

Научная новизна работы

1. Впервые проведено комплексное изучение фторидного статуса почв и вод - экосистем территории Карелии. а) установлено среднее содержание фтора в почвах РК. б) установлено среднее содержание фтора в водных объектах РК.

2. Обосновано отнесение РК к биогеохимической провинции по фтору.

Практическая ценность работы

Выявление низкого содержания фтора в почвах и водах РК позволяет отнести Республику Карелия к биогеохимической провинции по фтору, что предполагает возможность использования фторидного статуса экосистем в оценке показателей состояния здоровья населения РК, в разработке программ по улучшению качества жизни населения.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на Всесоюзном межвузовском совещании «Микроэлементы и естественная радиоактивность», г.Петрозаводск (1965г.); VI медико-биологической конференции, г.Петрозаводск (1970г.); VIII и IX сессиях Ученого Совета АН СССР «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера», г.Петрозаводск (1968, 1974 г.г.); VIII Всесоюзной конференции «Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине», г.Ивано-Франковск (1978г.); межвузовской конференции «Биологические проблемы Севера», г.Сыктывкар (1981г.); экологических чтениях, посвященных 100 летию со дня рождения профессора М.А.Тойкка, г.Петрозаводск (2003г.)

По материалам диссертации опубликовано 17 научных работ.

Объем и структура диссертации.

Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 2-х глав исследования фторидного статуса почв и вод, заключения, выводов, списка литературы.

Диссертация проиллюстрирована 87 таблицами и 32 рисунками.

Список литературы содержит 403 источника, из них 278 отечественных и 125 зарубежных.

Диссертация изложена на 214 страницах машинописного текста.

Заключение диссертации по теме «Экология», Беличенко, Валентина Ивановна

Результаты исследования проб донных отложений представлены в таблице 75. Из таблицы 75 видно, что содержание фтора на абсолютно сухое вещество донных отложений подвержено большим колебаниям и составляет от 72 до 1750 мг/кг. Наибольшее содержание фтора отмечалось в донных отложениях озера Пертозеро (1700-1750 мг/кг), где дно глинистое и потеря при прокаливании составляла лишь 3,9-4,7%. Наименьшее содержание фтора - в малых лесных озерах-ламбах, особенно в Вороновской 1 - 100-110 мг/кг, с потерей при прокаливании - 89,3-92,0%.

Анализ содержания фторид-иона в донных отложениях в зависимости от сезона (табл. 76) показал, что наибольшая концентрация фторид-иона наблюдалась в осенний период (0,0256%), тогда как в весенний и летний периоды уровень фтора был ниже (0,0233% и 0,0203%, соответственно).

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Беличенко, Валентина Ивановна, 2006 год

1. Средний показатель 0,251 0,236 0,300

2. Минимальное значение 0,100 0,100 0,260

3. Максимальный показатель 0,400 0,400 0,3601. Медиана 0,240 0,200 0,290

4. Стандартное отклонение 0,105 0,116 0,300

5. Распределение содержания фторид ионов в подземных водах представлено в таблице 84.

6. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ФТОРИДНОГО СТАТУСА ВОДОИСТОЧНИКОВ РАЗЛИЧНОГО ТИПА.

7. Выявлено, что наименьшее . содержание фтора наблюдается в поверхностных водоисточниках. Подземные водоисточники характеризовались несколько большим содержанием фторид-иона, что не противоречит в целом литературным данным.

8. ПОКАЗАТЕЛИ ФТОРИДНОГО СТАТУСА ВОДНОГО БАССЕЙНА РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ (МГ/Л).

9. РЕКИ ОЗЕРА ЛАМБЫ РОДНИКИ, СКВАЖИНЫ МИНЕРАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ

10. КОЛИЧЕСТВО ИССЛЕДОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ 23 19 10 10 4

11. СРЕДНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ФТОРИД-ИОНА В ВОДЕ, МГ/Л 0,188 (0,0840,285) 0,111 (0,0500,270) 0,168 (0,0350,323) 0,236 (0,1000,400) 0,300 (0,2600,360)