А.В. Шитов
С позиции экологической геологии на состояние здоровья населения оказывают влияние четыре экологические функции литосферы: ресурсная, геодинами- ческая, геохимическая и геофизическая [1]. В условиях высокой тектонической активности Алтая значимыми являются все экологические функции литосферы. В современных условиях они претерпевают существенные изменения в связи с Чуйским землетрясением магнитудой 7.5, произошедшим 27 сентября 2003 г., которое является последствием геодинамических процессов более высокого порядка (в Центральной Азии) и связано с зонами глубинной трещинноватости, высокой проницаемости и напряженно-деформированным состоянием вмещающей среды [2]. Вопросы состояния экосистем Алтая в связи с изменением эколого- геодинамических и эколого-геохимических условий не раз обсуждались в печати [3-6]. В настоящей работе предпринята попытка установить взаимосвязь на основе факторного анализа между тектонической активностью Алтая и здоровьем населения Республики в плане трансформации геофизической экологической функции литосферы, т.е. произведена оценка состояния здоровья населения как составляющей экосистемы и оценено влияние на нее абиотической составляющей среды.
Под геофизической экологической функцией литосферы понимается функция, отражающая свойства геофизических полей литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биосферы и здоровье человека [1, 2]. Другими словами, это «способность» литосферы обеспечивать и поддерживать на земле энергетические условия, пригодные для существования живых организмов. В период тектонической активности эти условия меняются [5, 7]. В эпицентральной зоне Чуйского землетрясения сотрудниками института геофизики СО РАН установлены трансформации не только акустического, но и электростатического и радиационного полей: всплески колебаний инфразвуково- го диапазона перед подготовкой землетрясения, синхронно с инфразвуковыми колебания зафиксировано изменение атмосферного электрического поля [3]. По данным радиологической лаборатории Республиканского центра государственного санитарного эпидемиологического надзора, в период подготовки землетрясения сильно изменился уровень активности радона на территории Республики, в частности, в Чемальском районе были зарегистрированы уровни порядка 1 000 Бк/м3 при прежних значениях около 100 Бк/м3 [4].
Геофизические поля обусловлены особенностями строения литосферы (зонами тектонических нарушений, погребенными речными долинами и другими неоднородностями) и характером геодинамических, физических и химических процессов, формируют очаги повышенной заболеваемости и проявления функциональных расстройств живых организмов. По отношению к биоте активные участки земной коры обладают определенными (дискомфортными или благоприятными) свойствами. С ними связывают гигантизм растительности, генетические отклонения, нарушения функционирования экосистем в целом [1, 3, 4].
Методика исследований. Оценивая состояние экогеосистем как определенного объема литосферы с находящейся в ней и на ней биотой, целесообразно количественно определить состояние абиотических и биотических ее компонент в пределах конкретных геологических структур. Опыт эколого-геологических, в том числе и эколого-геофизических исследований показывает, что основные трудности возникают с получением информации по биотической компоненте. В нашем распоряжении имелись данные только по медицинской статистике (общая и первичная заболеваемость населения, нормированная на 1 000 чел. населения, форма 12), привязанные не к геологическим структурам, а к административным районам Республики Алтай. В связи с выявленными ранее особенностями [8] приоритет при выборе медико-статистических критериев отдан детской заболеваемости, что связано с повышенной приуроченностью детей к проживанию на одной территории, а также с детской химической гиперчувствительностью. Поэтому нами была рассчитана характеристика геологической информации (площади интрузивных массивов, аномалий естественной радиоактивности, аномалий геомагнитного поля и длины разломов) на каждый административный район (см. таблицу).
Для выявления связи изучаемых геологических параметров (разломов, интрузивных массивов, участков рудной минерализации, аномалий электромагнитного и радиоактивного полей) с показателями заболеваемости детского населения были проанализированы геологические карты масштаба 1:500 000 (распределения разломов, интрузивных массивов), карта магнитного поля масштаба 1:500 000 и карта встречаемости природных самосветящихся образований (ПСО), данные многоцелевого геохимического картирования (МГХК-1000) и геоэкологического исследования и картографирования (ГЭИК-1000). В ГИС Arc View 3.2 посчитаны площади: интрузивных массивов, аномалий магнитного поля ДТ (более 200 нТл), аномалий естественной радиоактивности (более 50 мкР/ч), длина разломов (пог. км) на территории каждого административного района.
Прямым признаком активизации естественных геофизических полей являются природные самосветящиеся образования, широко проявленные на территории Республики Алтай [9, 10]. Природные самосветящиеся образования, как показывают исследования последних лет, весьма разнообразны по генезису, характеру проявления и условиям образования, очень часто являются предвестниками землетрясений. Показатель ПСО рассчитывался по степени их проявления на территории каждого района, на основании опроса местного населения, сотрудников МВД, погранслужбы, ФСБ и других органов. Суммарный показатель аномальных экологогеологических характеристик позволяет определить процент аномальных геолого-геофизических структур на площади района и сравнить их с показателями здоровья населения.
Геологические характеристики территории Республики Алтай по административным районам
| Административные районы | Площадь интрузивных массивов, км2 | Площадь аномалий магнитного поля, км2 | Рудные проявления и МПИ | Длина разломов, пог. км | Встречаемость ПСО, раз | Площадь аномалий Ra-226, км2 |
| Майминский | 64 | 130 | 0,5 | 805 | 0 | 331 |
| Чойский | 3541 | 2 500 | 6 | 2 453 | 0 | 2 500 |
| Турочакский | 4842 | 1 851 | 5 | 7 735 | 2 | 1 127 |
| Шебалинский | 230 | 240 | 2 | 3 151 | 2 | 441 |
| Онгудайский | 1 698 | 1 800 | 4 | 8 164 | 6 | 385 |
| Улаганский | 2 614 | 3 805 | 3 | 9 394 | 1 | 1 450 |
| Кош-Агачский | 2 527 | 2 579 | 8 | 13 114 | 3 | 3 037 |
| Усть-Канский | 1 243 | 954 | 4 | 4 933 | 3 | 958 |
| Усть-Коксинский | 1 654 | 688 | 2 | 6 675 | 8 | 519 |
| Чемальский | 420 | 670 | 0 | 2 232 | 1 | 851 |
Примечание. МПИ - месторождения полезных ископаемых, ПСО - природные самосветящиеся образования.
С целью выявления роли отдельных геологических факторов на здоровье населения производилось сравнение характеристик заболеваемости детского населения (общей и первичной) по годам с изучаемыми факторами среды. При этом учитывались виды заболеваемости, которые по раннее проведенным исследованиям связывают с экопатогенным влиянием среды: такие виды болезней, как распространение анемий, появление новых и необычных синдромов и болезней, вторичных иммунодефицитов, болезни нервной системы, психические расстройства и др.
Результаты и их обсуждение. При изучении коэффициентов взаимной корреляции между изучаемыми геологическими характеристиками и заболеваемостью детского и взрослого населения был выявлен рост влияния факторов среды на ряд видов заболеваемости за период 1999-2004 гг. и падение роли этого влияния за период 2004-2007 гг.
Для общей заболеваемости детского населения были выявлены следующие закономерности (см. рис. 1): синхронный рост влияния радоновых эманаций с 2001 г. на анемии и болезни крови, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм, который прослеживается до 2003 г.; постепенный рост влияния радоновых эманаций с 2002 г. на болезни глаза и его придаточного аппарата. Данные закономерности могут быть связаны с изменением экологической обстановки на территории Республики в связи с подготовкой Чуйского землетрясения и его аф- тершокового процесса. С 2003 г. отмечено повышение влияния аномалий естественной радиоактивности на болезни поджелудочной железы (максимальные значения в 2004 г.). Для болезней, характеризующихся повышенным кровяным давлением, установлено резкое повышение степени связи с аномалиями естественной радиоактивности в 2005 г. Увеличение достоверности последних двух связей с аномалиями естественной радиоактивности скорее всего связано с тем, что население, с одной стороны, чувствительно к воздействиям, с другой - достаточно инертно по своей природе: разрыв между воздействием и результатом может быть значительным, достигая в данном случае нескольких лет.
Для первичной заболеваемости детского населения были выявлены несколько другие закономерности (см. рис. 2). Здесь также синхронно выделяются графики корреляции между аномалиями радона и анемии, болезни крови, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм. Также отмечен постепенный рост с 2001 до 2003 г. связей аномалий естественной радиоактивности и следующих заболеваний: болезни нервной системы, психические расстройства, болезни глаза и его придаточного аппарата. Степень связи аномалий естественной радиоактивности и болезней нервной системы и психических расстройств также высока и в 2004 г., что может быть связано с афтершоковым процессом Чуйского землетрясения и сильным его влиянием на нервнопсихические процессы. Резкий всплеск связи аномалий естественной радиоактивности с заболеваемостью сахарным диабетом в 2004 г., скорее всего, связан с провоцирующим воздействием неблагоприятных психических реакций на землетрясения и афтершокового процесса на нейроэндокринную систему.