5.3. Понятие о биогеохимических провинциях

Биогеохимическая провинция – это территория, характеризующаяся повышенным или пониженным содержанием одного или нескольких элементов в почвах, водах, а также в организмах обитающих в данной местности животных и растений.

В аспекте биогеохимической экологии имеют значение ареалы, обусловленные естественными геохимическими процессами. Площадь распространения химических элементов в ландшафте (почвах, водах) зависит от их индивидуальных особенностей, нахождения в периодической таблице, реакционной способности, водорастворимости, адгезивной активности, участия в образовании комплексов, от направленности и динамики миграционных потоков и атмосферного переноса, от интенсивности естественной химической деструкции. Эти особенности химического состава вод и почв (геохимические провинции) передаются отдельным представителям флоры и фауны.

На основании изучения характера распределения элементов в подпочвенном горизонте в 10 млн. проб сотрудниками ЧГМА были выделены в пределах Читинской области следующие геохимические провинции с повышенными концентрациями минералов:

1) свинцовая;

2) цинковая;

3) медная;

4) ртутная;

5) мышьяковая;

6) молибденовая с золотом;

7) фтористая;

8) борная;

9) титановая;

10) кобальтовая;

11) никелевая;

12) марганцевая;

13) с повышенной радиоактивностью;

14) редкометалльная (лантан, цирконий, германий, индий, иттрий, тантал и др.).

В отдельных местностях регистрируются подобные сдвиги в значениях бария, стронция, бериллия, фосфатов, а также лития. Но необходимо констатировать, что в Забайкалье имеются регионы с субнормальными величинами селена, йода, фтора и т.д.

Необычен состав и питьевых источников: обычно, на севере области воды гидрокарбонатно-кальциево-магниевые, характеризуются слабой минерализацией, во многих пробах не обнаруживаются ионы йода, брома, бария, низки цифры фтора, но в избытке фиксируются катионы меди, молибдена, свинца, марганца, цинка, некоторых из группы редкоземельных. Воды же юга Забайкалья, где встречается эндемическое страдание – болезнь Кашина-Бека – обогащены солями фосфора, марганца, свинца и других тяжёлых металлов.

Исследования читинских биохимиков позволили сделать предварительные выводы: взаимоотношения между геохимической средой и живыми организмами имеют следующие варианты:

1) концентрации химических элементов в биосистеме тесно коррелируют с их содержанием в почве и воде;

2) у части индивидуумов подобная закономерность отсутствует;

3) небольшой процент живых существ, в первую очередь, растений выступает как аккумулятор отдельных химических элементов.

Примеры. Соли тантала не регистрируются даже в представителях флоры, несмотря на их высокое содержание в забайкальских почвах. В то же время обнаружена способность некоторых лекарственных трав выступать в роли депо минералов, что, естественно, чревато непредсказуемыми последствиями при использовании их в качестве терапевтических средств. Свинец в больших концентрациях накапливается в ургуе, шлемнике байкальском, пихте сибирской, а молибден – в черёмухе, иве; в ветвях берёзы, ивы, сосны, лиственницы можно обнаружить необычные величины ниобия, ванадия.

Состав местных продуктов питания также отличается мозаичностью: в клубнях картофеля, капусте регистрируются относительно высокие значения меди, молибдена. Обращает на себя внимание избыток редких элементов в моркови, репчатом луке, капусте, картофеле. Скелетные мышцы сохатого, изюбря обогащены свинцом, медью, молибденом, редкими металлами.

О связи различных заболеваний с дисбалансом элементов в биосфере свидетельствуют следующие критерии, рассчитанные учёными ЧГМА. Величины коэффициентов множественной корреляции отчётливо доказывают зависимость злокачественных новообразований от комплекса минеральных компонентов в почве, и в первую очередь, от содержания Co, Ni, Cd, Be, Zn, Pb, Hg, Cr, As, Se, Th, редких элементов. Для рака лёгких этот показатель равен 0,651, а для рака пищевода он достигает 0,857.

Заболеваемость уролитиазом зависит от присутствия в почвах свинца (r=+0,269), кадмия (r=+0,354), хрома (r=+0,403). Особенно велик коэффициент их множественной корреляции.

Согласно международному стандарту в питьевой воде ПДК хлоридов, имеющих определённое патогенетическое значение в развитии гипертонической болезни, составляет 600 мг/л, в то время как в Чите их величины достигают 900 мг/л, а в Могоче даже превышают эту цифру.

Немалую роль в жизнедеятельности живых организмов играет и противоположная картина – обеднённость ландшафтов некоторыми микроэлементами.

Судя по результатам, полученным учёными ЧГМА, многие местности Читинской области следует отнести к селенодефицитным. Правда, более благополучны в этом смысле почвы и воды Петровск-Забайкальского и Читинского регионов. Географически расположенный между ними ландшафт Хилокского района уже имеет меньшие значения микроэлемента. В почвах граничащих между собой Балейского и Нерчинского районов концентрации селена опускаются ниже 30 мкг/кг. Особенно обеднены биотиком земли Тунгиро-Олёкминского и Газимуро-Заводского районов. Подобная тенденция прослеживается и в характеристике подземных вод. Реки также содержат недостаточные количества Se, особенно мала обеспеченность им водоисточников Балейского района.

Пищевой рацион – важнейший компонент в системе экологической защиты населения, проживающего на территориях биогеохимических провинций (рис.1). Во всех изученных регионах Забайкалья среди основных продуктов питания особой насыщенностью селеном отличается говядина, меньше элемента в картофеле, моркови, луке, горохе и совсем малые значения в коровьем молоке. В местностях, тяготеющих к западным границам области, мясные продукты относительно богаты селеном. В Центральном Забайкалье цифры биотика в говядине снижаются в 18-20 (!) раз. Но особенно мала его концентрация в мясе из Газимуро-Заводского и Тунгиро-Олёкминского районов. Обращает на себя внимание тот факт, что уровень микроэлемента в клубнях картофеля имеет сходные количественные вариации, но главное в том, что слабая насыщенность Se не может удовлетворять суточную потребность в нём.

Коровье молоко, обычно небогатое селеном, и в Забайкалье не отличается высокими величинами. Подобная картина регистрируется и во многих других представителях флоры (бруснике, землянике, голубике, чистотеле, пижме, шиповнике и т.д.) и фауны (рыбе, дичи).

Много десятков лет назад в Забайкалье был обнаружен дефицит ещё одного биотика – йода. Учитывая, что его субнормальные значения характерны не только для геохимических субъектов, и для живой природы, можно отнести наш регион к йоддефицитным провинциям.

Таким образом, в настоящее время резко возрастает роль биогеохимической экологии, которая приобретает исключительную значимость в объяснении патогенезов эндемических болезней.