Арал өңірінің түрлі су көздері мен топырақтың ластану деңгейі

Арал өңірінің түрлі су көздері мен топырақтың ластану деңгейі туралы қазақша реферат

Арал өңірінің түрлі су көздері мен топырақтың ластану деңгейі және оның аймақ тұрғындарының тиреоидты жүйесінің  функциялық белсенділігімен түйісуі 

КІРІСПЕ

Зерттеу жұмысының өзектілігі.  Қазіргі таңда Арал өңірінің экологиялық жағдайы өзекті мәселелердің бірі болып тұр, сондықтан бақыланып отырған дағдарыс, топырақ пен судың өндірістік қалдықтармен және ауылшаруашылық өнімдерімен ластануы, Байқоңыр ғарыш айлағының орналасуымен байланысты, факторлардың әсері, топырақ жамылғысының деградацияға ұшырауының негізгі көріністері, шөлдену, тұздану әліде болса қиыншылықты жеңе алмай тұр [Баймуратов,  1990; Бобылев, Ходжаев, 1997; Досманбетов и др., 1998; Шарипова и др., 2000].

20-шы ғасырдың соңында Қызылорда облысының территориясына экологиялық және медициналық, санитарлық-эпидемиологиялық қызметтермен жүргізілген мониторинг аймақтағы топырақ, су, өсімдік өнімдерінде және       жануарлардың ұлпаларында токсиканттардың, ауыр металл тұздарының, пестицидтердің, гербицидтердің, симметриясыз диметил гидразин және т.б. шекті рауалы концентрациядан айтарлықтай жоғары болғанын көрсетті [Баевский, 1991; Курманбаев, 2001]. Облыс бойынша адам мен жануарлардың организмдеріне ортаның экстремалды факторларының әсерінің айқындалу деңгейі оңтүстіктен солтүстікке қарай бағытта жоғарылайтыны көрсетілген [Колбай, Ибадуллаева, 2001; Бахтиярова и др., 2005]. Қазіргі кезде Қызылорда облысының қоршаған орта жағдайына әсер ететін мынадай экстремалды факторларды атауға болады:

1) климаттың құрғауы және судың аздығы;

2) ауыз судың жетімсіздігі және химиялық құрамының санитарлық көрсеткішке сәйкес келмеуі;

3) жердің беткі қабатының тұздануы және түрлі жіктелмеген токсинді заттармен улануы;

4) табиғи ортаның өндірістен бөлінетін, ауылшаруашылықтық, тұрмыстық-шаруашылықтық қалдықтармен және түрлі химиялық тастандылармен ластануы.

Бірақ, Арал өңірінің топырақ жамылғысының және әр түрлі су көздеріндегі судың химиялық құрамына, оның ішінде ауыр металл иондарының мөлшеріне соңғы жылдары жылдық, маусымдық мониторинг жүргізілмеген.

Осындай жағдайдағы экологиялық дағдарыс аймағында тұратын адамдардың бірқатар органдары мен жүйелерінде патологиялық өзгерістерге дейін дамитын  функционалдық жағдайдың өзгерістері болатындығы айқындалды. Қызылорда облысында тұратын тұрғындардың қан аурулары және қанжасау органдарының аурулары орташа республикалық көрсеткіш бойынша 3,5 есе жоғары, 90%  әйелдер анемиямен зардап шегуде [Пальгова,  1993].  Организмді гомеостазбен қамтамасыз етуде маңызды рөл атқаратын кардио-респираторлы жүйесі бойынша [Жумабекова, 1994; Ибадуллаева и др., 2002], қан жүйесі бойынша [Омарова и др., 1994; Колбай, Ибадуллаева, 2006], иммундық жүйе бойынша [Белозеров и др., 1992; Ибадуллаева, 2006], репродукті жүйе бойынша [Жандаулетова., Сейтмамбетова, 2000; Жандаулетова, Колбай, 2002] өзгерістер бар екені нақтыланды. Сонымен қатар, Арал өңірі тұрғындарының қан құрамындағы тиреоидты гормондардың мөлшерінің жағдайы  және маусымдық өзгерістері соңғы жылдары зерттелмеген. Арал өңірінің экологиялық жағдайымен байланысты әр түрлі аймақ тұрғындарының тиреоидты статусы мен судағы, топырақтағы ауыр металдармен байланысының ара қатынасы зерттелмеген.

Экологиялық жүктемесі әр түрлі аудан тұрғындарының тиреоидты статусы мен ауыр металдардың суда, топырақта шоғырлануының байланысы зерттелмей келген. Сондықтанда жоғарыда айтылғандар ғылыми зерттеу жұмысының бастамасы болды.

Зерттеу жұмысының мақсаты мен міндеттері.  Жұмыстың мақсаты Арал өңірінің әр түрлі аймақтарындағы топырақ пен судың ластану деңгейі мен осы аймақтарда тұратын  тұрғындардың гипофизарлы-тиреоидты жүйесінің жағдайымен  қарым-қатынасына маусымдық  және 5 жыл бойына (2002-2006 жылдар) мониторинг жүргізу.

Жұмыстың мақсатына жету үшін қойылған міндеттер:

•        Арал өңірінің топырақ құрамындағы ауыр металл иондарының (қорғасын, мыс, мырыш, кадмий) мөлшеріне 5 жыл бойына және маусымдық мониторинг жүргізу;

•        Арал өңірінің әр түрлі су көздеріндегі металл иондарының (қорғасын, мыс, мырыш, кадмий) мөлшеріне 5 жыл бойына және маусымдық мониторинг жүргізу;

•        Арал өңірінің әр түрлі аймақтарында тұратын тұрғындардың қан құрамындағы тиреоидты гормондардың мөлшеріне 5 жыл бойына және маусымдық мониторинг жүргізу;

•        Арал өңірінің әр түрлі аймақ тұрғындарының тиреоидты статусының судағы, топырақтағы ауыр металдар мөлшерімен корреляциялық қарым-қатынасын айқындау.

Зерттеудің ғылыми жаңалығы.  Қызылорда облысының әр түрлі аймақтары бойынша топырақ пен су көздеріндегі ауыр металл иондарының мөлшеріне ең алғаш рет 5 жыл бойына (2002-2006 жылдар) мониторинг жүргізілді және қорғасын, мыс, кадмий, темір иондарының шекті рауалы концентрациядан жоғары болғаны анықталды. Қызылорда облысының оңтүстік аймақтан солтүстік аймаққа қарай бағыты бойынша топырақ пен суда аммоний, нитрат, нитрит, сульфат, хлорид және ауыр металл иондарының мөлшері жоғары болғаны айқындалды.

Арал өңірінің солтүстік, Қызылорда қаласы, оңтүстік аймақтарында тұратын ер адамдар мен әйелдердің қан құрамындағы тиреоидты гормондардың мөлшерінің төмендегені 2002-2006 жылдар аралығында жүргізілген мониторинг арқылы анықталды. Сонымен қатар, Арал теңізіне жақын орналасқан солтүстік аймақта тұратын адамдардың тиреоидты жүйесінің белсенділігінің төмендегені айқындалды.

Қызылорда облысы суы мен топырақтың химиялық құрамымен бұл аймақ тұрғындарының гипофизарлы-тиреоидты жүйенің белсенділігінің маусымдық өзгерісі орнатылды.

Арал өңірінде гипотиреоздың даму деңгейімен қатар топырақ пен судың ластануының арасында оң корреляция  айқындалды: неғұрлым ауыр металл иондарының мөлшері жоғары болса, соғұрлым тиреоидты гормондардың концентрациясы төмен болды.

Зерттеу нәтижесінің теориялық құндылығы мен практикалық мәні.  Алынған мәліметтер Қызылорда облысы бойынша су көздері мен топырақтың ластану жағдайына салыстырмалы баға беруде және Арал өңірінің әр түрлі аймақтарында тұратын тұрғындардың гипофизарлы-тиреоидты жүйесіне экологиялық жағымсыз Арал өңірінің аймақтық экстремалды факторларының әсер ету деңгейін анықтауда мүмкіндік тудырады. Алынған мәліметтерді аймақта экологиялық жағымды тәсілдерді қалыптастыруда және тұрғындарда кездесетін аурулар деңгейін төмендетуде қолдана алады.

Алынған мәліметтер Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті Жаратылыстану факультетінің «Биология», «Экология», «Химия» мамандықтарының студенттеріне, Қызылорда Гуманитарлық университетінің «Экология» мамандығының студенттеріне, Қызылорда «Болашақ» университетінің «Экология» мамандығының студенттеріне және Қызылорда медициналық колледж студенттеріне оқылатын лекциялық курстарға енгізілді.  Басқада оқу орындарының биологиялық, медициналық және ветеринарлық бағытына қолдануға болады.

Қорғауға ұсынылатын негізгі мәселелер:

•        Қызылорда облысында топырақтың және судың ластану деңгейі оңтүстіктен-солтүстік бағыты бойынша артады және ол Сырдария өзенімен поллютанттардың тасымалдануы мен теңіздің кепкен табанынан шығарылуымен қатар жүретіні анықталды.

•        Арал өңірінің тұрғындарының қан құрамындағы тиреоидты гормондар мөлшерінің өзгерісінің деңгейі 2004 жылдың маусымдарында кездеседі және ол осы аймақтағы топырақ пен судың ластану деңгейімен байланысты.

•        2002-2006 жылдар аралығында гипофизарлы-тиреоидты жүйенің белсенділігі қалыпты деңгейден төмен болды, ол практикалық өзгеріссіз «қалыпты» деп қабылданды, бұл осы аймақ бойынша организмге жағымсыз әсер ететін экстремалды факторлардың жалғасуын айғақтайды.

Жұмыстың сыннан өтуі және жарық көруі. Жұмыстың негізгі мазмұны мен қорытындылары республикалық ғылыми басылым беттерінде жарық көріп, конференцияларда баяндалды.

Олар: ХХХV Халықаралық физиологиялық бірлестік конгресінде (Сан Диего, 2005); ҚР БҒМ ҒК БЗО Адам және жануарлар физиологиясы институтының 60 жылдығына арналған «Салауатты өмір салтының физиологиялық негіздері» — атты Халықаралық ғылыми-практикалық конференция (Алматы, 2005); «Ветеринарная наука и практика-праизводству» — атты Республикалық ғылыми-практикалық конференция (Семипалатинск, 2004) материалдарының жинағында баяндама ретінде жарияланды.

Жұмыстың нәтижелері Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің «биология, география және экология» кафедрасының кеңейтілген мәжілісінде (Қызылорда, 2008) және ҚР БҒМ ҒК БЗО Микробиология және вирусология институтының «Экология» секциясы  мәжілісінің семинарында (Алматы, 2008) талқыланды.

Ұсынылған жұмыстың басқада ҒЗЖ және әр түрлі мемлекеттік, халықаралық бағдарламалармен байланысы.  Жұмыс Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік ҒЗЖ мақсатты бағдарлама шегінде орындалды (шифр 03.005, мемлекеттік тіркеу куәлігі №623 15.05.99 берілген).

Диссертациялық жұмыстың көлемі мен құрылымы. Диссертация материалдары 105 бет көлемінде ұсынылды. Диссертациялық жұмыс: кіріспеден, 5 тараудан, алынған нәтижелерді талқылаудан, қорытындыдан және пайдаланылған әдебиеттерден тұрады, оның ішінде  отандық және шет ел авторларының әдебиеттерін қосқанда жалпы саны 180.   Жұмыста 31 сурет және 4 кесте көрсетілген.

Диссертация тақырыбы бойынша жарияланған мақалалар. Зерттеу жұмысының нәтижелері бойынша 4 мақала және 3 тезис жарияланды.

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

1 Зерттеудің негізгі бағыттары

Экологиялық дағдарыс аймағында организмге жағымсыз әсер ететін негізгі фактор су, топырақ құрамында көп мөлшерде кездесетін токсиканттар. Олар адам мен жануарлар организмдеріне тамақ арқылы, ауа арқылы, шаң арқылы түсіп отырады.  Соңғы жылдары организмге токсиканттардың әсер етуі, мысалы мышьяк, кадмий, қорғасын, никель, сынап денсаулық және қоршаған ортаны қорғауда ең басты мәселе ретінде қарастырылады, өйткені бұл элементтердің көп мөлшері қоршаған ортаға келіп түсуде. Сонымен қатар, адам организмінде гомеостазды реттеуші қалқанша безінің жағдайы және Қызылорда облысының аймақтары бойынша топырақ пен судың ластану дәрежесі туралы мәліметтер жоқ есебінде, осы себептен қалқанша безі мен топырақ пен судың ластануы арасындағы қарым қатынасына зерттеу жұмыстары жүргізілді.

2  Зерттеу әдістері мен құралдары

Алдымызға қойылған мәселені шешу үшін 2002-2006 жж. Қызылорда облысының әр түрлі су көздері мен топырақтың экологиялық жағдайына жыл сайын тексерулер мен мониторинг жүргізілді. Алынған мәліметтер Арал өңірінің әр түрлі аймақтарында тұратын жергілікті 77 тұрғынның қан сарысуындағы тиреоидты гормондардың құрамы салыстырылып тексерілді.

Қазақстан Республикасының Жоғарғы Кеңесінде «Арал өңірі халқының әл-аухатын түбегейлі өзгерту шаралары жөніндегі» ережесіне (18.01.1992 ж) негізделген, аудандастыруға сәйкес барлық тексерілгендер үш топқа бөлінді. Көрнекілік түрінде 1 суретте Қызылорда облысын аймақтарға бөліп көрсетілген кесте берілген.

1 – Солтүстік-батыс аймақ; 2 – Кызылорда қаласы;  3 – Оңтүстік-шығыс аймақ

1сурет — Арал өңіріндегі Қазақстан бөлігін экологиялық аймақтарға бөлу

1-ші топты Жаңақорған мен Шиелі аудандарында тұратын 35 зерттелген ер адамдардан 10 дені сау ер адам таңдап алынды және 30 зерттелген әйелдерден таңдап алынған 12 дені сау әйелдер құрады (Арал теңізінен 700 км жоғары қашықтықта орналасқан) — салыстырмалы экологиялық қолайлы аудан;

2-ші топты Жалағаш ауданы мен Қызылорда қаласында тұратын 25 зерттелген ер адамдардан 15 дені сау ер адам таңдап алынды және 32 зерттелген әйелдерден 20 дені сау таңдап алынған әйелдер құрады (Арал теңізінен 200-ден 500 км дейін қашықтықта орналасқан) — экологиялық дағдарыс аймағы;

3-ші топты Арал және Қазалы аудандарында тұратын 19 зерттелген ер адамдардан 9 дені сау ер адам таңдап алынды және 32 зерттелген әйелдерден таңдап алынған 11 дені сау әйелдер құрады (территория көлемі Арал теңізінен 200 км қашықтықта орналасқан) — экологиялық апат аймағы.

Қоршаған ортаның нысаналарын зерттеу және аталған Арал өңірінің аудандарынан үлгілер алу үшін біз зерттеу жұмыстарын жүргіздік. Ол үшін  алынған су (құдықтардан әр аудан бойынша 15 үлгіден алынды) және топырақ үлгілерінде (әр аудан бойынша негізгі 10, ал қосымша 5 үлгіден алынды) элементтерді титриметриялық және вольтамперометриялық әдістерді, ал салыстыру үшін атомдық-адсорбциялық әдісті пайдаланып талдау жүргіздік.

Алғашқыда топырақтағы және ашық су көздеріндегі ауыр металл иондарының мөлшеріне, кейін  2002-2006 жж Арал өңірінің әр түрлі  аймақтарында тұратын ер адамдар мен әйелдердің тиреоидты статусына мониторинг жүргізілді. Жыл мезгілдері бойынша (2004 ж қыс, көктем, жаз және күз) топырақта және ашық су көздеріндегі токсиканттардың мөлшерінің өзгерісіне, сонымен бірге Арал өңірінің әр түрлі аймақтарында тұратын ер адамдар мен әйелдердің тиреоидты статусының салыстырмалы өзгерісіне зерттеу жұмыстары жүргізілді.

Мұнан басқа 2003 жылы біз топырақтан және әр түрлі су көздерінен алынған (құдықтар, скважиналар, ашық су көздері) сынамалардың құрамындағы аммонидің, нитраттардың, нитриттердің, сульфиттердің және хлоридтердің мөлшерін салыстырдық. Топырақ үлгілері санитарлық-қорғалған суқоймалардың 5 орнынан, 0-15 см тереңдіктегі жоғарғы қабаттан алынды.

Гипофиздің тиреотропты гормоны мөлшерін   (ТТГ, мМЕ/л), қалқанша безі гормоны – трийодтиронин мөлшерін (Т3, нмоль/л) және қан сарысуындағы тироксин (тетрайодтиронин, Т4, нмоль/л) мөлшерін IMMUNOTECH фирмасының жиынтығын пайдаланып радиоиммунологиялық әдіспен анықтадық. Қан талдаулары Қызылорда қаласындағы № 1 емханада және облыстық диагностикалық орталық зертханаларында жүргізілді.

Топырақ, су және қан сынамаларына барлығы 6000 жуық талдау жүргізілді. Алынған мәліметтер  компьютерлік Microsoft Excel программасын пайдаланып, статистикалық өңделді және өлшеулер p£ 0,05 ең анық деп саналады.

3  Арал өңірі су көздерінің ластану деңгейінің мониторингі

Жүргізілген зерттеулер тексерілген жылдарға байланысты суда металл иондарының мөлшерінің өзгерісі бар екенін көрсетті. Қорғасын иондарының ШРК 0,03 мг/дм³ тең. 2 суретте көрсетілгендей, 2002 жылы судағы қорғасын иондарының мөлшері СА, ҚҚ және ОА сәйкесінше, 0,05±0,003 мг/дм³, 0,03±0,002 мг/дм³ және  0,02±0,002 мг/дм³ құрады.

Кейінгі жылдары суда токсиканттардың  құрамы бойынша айқын заңдылық байқалған жоқ, бірақ, олардың анағұрлым жоғары концентрациясы 2004 және  2005 жылдары байқалса, ал минималды мөлшері  2006 жылы анықталды.

2002 жылы СА, ҚҚ және ОА  ашық су көздеріндегі суда кадмий иондарының мөлшері сәйкесінше  0,007±0,0004 0,004±0,0002 және 0,003±0,0003 мг/дм тең болды, қалыпты жағдайда кадмийдің ШРК 0,001 мг/дм тең, ол 2 суретте көрсетілген. Барлық жылдары суда кадмий ионының деңгейі ШРК 2-9  есе жоғары болды.

Сондай-ақ, Арал өңірінің әр түрлі аймақтары бойынша ашық су қоймаларындағы суда ШРК 0,5 мг/дм³ тең болатын мыс иондарының мөлшерінің өзгерісінде бірдей заңдылықтың бар екені байқалған жоқ.

ОА — оңтүстік аймақ; ҚҚ – Қызылорда қаласы; СА — солтүстік аймақ

2 сурет — 2002-2006 жылдар аралығында Арал өңірінің әр түрлі аймақтарының ашық су қоймаларындағы суда қорғасын (Pb, ШРК=003, мг/дм³) және кадмий (Cd, ШРК=0,001) иондарының мөлшерінің өзгерістері

Біздің жүргізген зерттеу жұмысымыздың басында (2002 ж.) СА ашық су көздерінен алынған мыс иондарының мөлшері анағұрлым артықтау болып 0,45±0,03 мг/дм³ құрады, бұл ҚҚ (0,42±0,03 мг/дм³) 7,1%  және ОА (0,30±0,02 мг/дм³) 50,0% (р<0,01), жоғары болды. Мыс иондарының анағұрлым жоғары концентрациясы 2003-2004  жылдары, ал минималды концентрациясы  2006 жылы тіркелді.      Арал өңірінің әр түрлі аймақтарының су көздеріндегі мырыш иондарының мөлшерінің динамикасы шамамен қорғасын және мыс иондарымен біршама тең болды. Бірақ, барлық жылдары  судағы мырыш иондары мөлшері 1,0 мг/дм³ ШРК жоғарылаған жоқ, ол 0,30-0,62 мг/дм³ аралығында ауытқып отырды. Арал өңірінің әр аймағындағы ашық су көздеріндегі суда темір катиондарының мөлшері сол заңдылықпен өзгеріп ШРК (0,3 мг/дм³) жоғары болды, 2002 темір иондарының коцентрациясы жоғары деңгейге жетті: СА — 0,35±0,02 мг/дм³  және ОА — 0,21±0,01 мг/дм³ тең болды, бірақ ҚҚ максималды көрсеткіштер  0,21±0,01 мг/дм³  2001 жылы тіркелді.

Бақылаудың келесі кезеңдерінде 2004 жылы жүргізілген барлық үш аймақтағы суда токсиканттар мөлшерінің маусымдық өзгерісі байқалды. Көрнекілік ретінде Арал өңірінің су көздеріндегі қорғасын және кадмий иондарының маусымдық динамикасы 3 суретте берілді.

Ашық су көздеріндегі қорғасын катиондарының минималды мөлшері қыста тіркелді және ол СА — 0,04±0,003 мг/дм³ тең болып, ҚҚ және ОА бойынша (0,02±0,001 мг/дм³)  концентрациядан 2 есе  (р<0,01) артық болды. Көктемде судағы қорғасын иондарының мөлшері барлық үш аймақ бойынша да артты, СА және ОА бойынша максималды көрсеткіштерге дейін жетіп, ал ҚҚ бойынша максималды концентрациясы жазда (0,05±0,003 мг/дм³) тіркелді.  Күзге қарай барлық үш аймақ бойынша суда қорғасын катиондарының мөлшері төмендеді, бірақ қысқы маусымда тіркелген көрсеткішпен салыстырғанда жоғары болып қала берді.

ОА — оңтүстік аймақ; ҚҚ – Қызылорда қаласы; СА — солтүстік аймақ

3 сурет — Арал өңірінің әр түрлі аймақтардағы ашық су қоймаларындағы суда (мг/дм³)   қорғасын (Pb) және кадмий (Cd) иондарының

мөлшерінің маусымдық өзгерістері

Қыста СА, ҚҚ және ОА бойынша ашық су көздерінде кадмий иондарының мөлшері қыста минималды болып, сәйкесінше 0,007±0,0003 мг/дм³, 0,003±0,0002 мг/дм³ және 0,002±0,0001 мг/дм³ тең болды, яғни СА  бойынша көрсеткіш ҚҚ көрсеткішке қарағанда 2,3 есеге (р<0,001) және ОА  3,5 есеге (р<0,001) жоғарылау болды. Көктемге қарай кадмий иондарының концентрациясы жоғарылады, яғни СА және ҚҚ бойынша максималды мөлшерге жетіп, сәйкесінше 0,01±0,001 мг/дм³ және 0,007±0,0004 мг/дм³ (қысқы маусымға қарағанда жоғарылау сәйкесінше  42,9% (р<0,01) және 133,3% (р<0,001) тең болды. ОА бойынша судағы кадмий иондарының мөлшерінің айтарлықтай көбірек болғаны жазда (0,006±0,0002 мг/дм³) тіркелді, ол қысқы көрсеткішпен салыстарғанда 3,0 есе артық болды. Күзге қарай үш аймақ бойынша да судағы кадмий катиондарының мөлшері төмендеді, бірақ қысқы маусымда тіркелген көрсеткіштен сондада артық болды (3 сурет).

Арал өңірінің ашық су көздеріндегі суда мырыш, мыс және темір иондарының концентрациясы ұқсас шамада өзгерді.

Арал өңірінің барлық аймақтарындағы ашық су қоймаларынан алынған судағы ауыр металл иондарының мөлшерінің өзгерісіне 5 жыл және маусымдық мониторинг жүргізу барысында, бізде төмендегідей сұрақ туындады: алынған осы сынама суларда аймақ аралық нитраттар, нитриттер, сульфаттар, хлоридтер және аммоний катиондары бойынша ұқсас динамика бола ма?  Осыған байланысты  2003 жылы зерттеу жұмысы жүргізілді, олардың жыл бойына төменгі және жоғарғы мөлшерінің нәтижелері тіркеліп 1 кестеде берілді.

Демек, Қызылорда облысының әр түрлі аймақтарының ашық су қоймаларынан алынған су сынамаларына жүргізілген зерттеулер, бақыланған әр жылдың кезеңі (2002-2006 жылдар) бойынша және 2004 жылдың әр маусымында токсиканттардан қорғасын, мыс, кадмий және  темір, ал 2003 жылы аммонилы азот, сульфаттар, нитраттар және хлоридтердің ШРК жоғары болғаны анықталды. Анағұрлым жоғары көрсеткіштер Аралға жақын СА тіркелді.

1 кесте – Арал өңірі бойынша ашық су қоймалардағы судың химиялық құрамы

қоспалар	Мөлшері, мг/дм3
	ШРК	ОА	ҚҚ	СО
Аммоний ионы	2	0,4-1,7	0,4-3,0	0,4-4,5
Нитрат-анионы	45	2,1-5,5	0,5-2,2	21-55
Нитрит-анионы	3	0,2-0,6	0,04-0,2	0,01-0,08
Сульфат-анионы	500	240-360	500-550	240-360
Хлорид-анионы	350	100-288	113-238	328-508

4  Арал өңірінің әр түрлі аймақтарындағы топырақта токсиканттардың жинақталуы

Жүргізілген зерттеу жұмысы, зерттелген жылдар бойына топырақта металл иондарының мөлшері өзгеретіндігін көрсетті.  2002 жылы топырақта қорғасын иондарының мөлшері ОА — 15,78±1,21 мг/кг, ҚҚ — 9,09±0,88 мг/кг және СА — 6,42±0,54 мг/кг тең болып, ШРК (ШРК=20,0 мг/кг)  төмен болды. Талдау жұмысында топырақтағы қорғасын ионының ШРК жоғары болған жағдайы тіркелген жоқ.

Арал өңірінің аймақтарына жүргізілген біздің зерттеу жұмысымызда топырақта кадмий иондары бойынша ШРК (ШРК=1,0 мг/кг) жоғары болған жағдайлар анықталған жоқ. Сонда, 2002 жылы СА (0,60±0,04 мг/кг), ҚҚ (0,52±0,03 мг/кг), ОА (0,47±0,03 мг/кг) тең болды

Зерттеу жұмысы барысында Арал өңірінің әр түрлі аймақтарынан алынған топырақта  мыс иондарының  (ШРК=3,0 мг/кг) және мырыш (ШРК=20,0 мг/кг) иондарының ШРК концентрациясы анағұрлым жоғары  болғаны анықталды, ол 4 суретте берілген.

Зерттеу жұмысы басында (2002 ж) СА, ҚҚ және ОА топырақтарындағы мыс иондарының концентрациясы 23,25±1,96, 12,19±1,35 және 9,23±0,71 мг/кг, ал мырыш иондары 86,00±5,12, 68,92±3,96 және 70,21±3,77 мг/кг тең болып, келесі жылдары айтарлықтай өзгеріс болған жоқ.

2004 жылы жүргізілген зерттеулерде Арал өңірінің үш аймақтарындағы топырақта токсиканттардың маусымдық нақты динамикасы көрсетілген. Топырақта қорғасын катиондарының төменгі мөлшері қыста тіркелді және ол СА — 17,09±0,97 мг/кг, ҚҚ — 9,09±0,68 мг/кг және ОА — 6,45±0,34 мг/кг тең болды.  Көктемде барлық үш аймақта да топырақтағы қорғасын иондарының мөлшері артты, бірақ қыста тіркелген көрсеткіштен жоғары болды (5 сурет).  Қыс мезгілінде топырақтағы кадмий иондарының мөлшері төменгі шамаға, СА — 0,63±0,03 мг/кг, ҚҚ — 0,52±0,03 мг/кг, ОА — 0,47±0,02 мг/кг тең болды.

Мыс және мырыш иондарының мөлшерінің динамикасы қорғасын және кадмий иондарымен ұқсас болды.

2003 жылы арнайы жүргізілген зерттеу жұмысында Арал өңірінің топырақ құрамындағы бірқатар аниондарда айырмашылықтар байқалды, ол 2 кестеде берілген.

ОА — оңтүстік аймақ; ҚҚ – Қызылорда қаласы; СА — солтүстік аймақ

4 сурет —  2002-2006 жылдары Арал өңірінің әр түрлі аймақтарындағы топырақта мыс (Cu, ШРК=3 мг/кг ) және мырыш (Zn, ШРК=20 мг/кг) иондарының мөлшерінің өзгерістері

ОА — оңтүстік аймақ; ҚҚ – Қызылорда қаласы; СА — солтүстік аймақ

5 сурет — Арал өңірінің әр түрлі аймақтарындағы топырақта қорғасын (Pb) (мг/кг) және кадмий (Cd) иондарының мөлшерінің маусымдық өзгерістері

2 кесте – Арал өңірінің аймақтары бойынша топырақтың химиялық құрамы

қоспалар	Аймақ
	Солтүстік	Қызылорда	Оңтүстік
Аммоний ионы, мг/кг	0,68±0,03	0,55±0,04*	0,48±0,03**
Нитрат-анионы, мг/кг	19,35±1,08	18,12±6,07	16,01±1,57
Нитрит-анионы, мг/кг	0,15±0,03	0,05±0,003***	0,03±0,003***
Сульфат-анионы, мг/кг	443,24±33,46	307,54±18,64**	295,18±24,13**
Хлорид-анионы, мг/кг	203,26±8,98	97,52±4,17***	90,45±4,37***
Ескерту: * — р<0,05; ** — р<0,01; *** — р<0,001  СА салыстырғанда

5 Арал өңірі тұрғындарының гипофизарлы-тиреоидты жүйесінің белсенділігінің мониторингі

Жүргізілген зерттеу жұмыстары, қалқанша безі гормондарының құрамы бойынша  трийодтиронин (Т3) мен тетрайодтиронин (Т4, триоксин) сонымен қатар қан сарысуындағы гипофизарлы тиреотропты гормон (ТТГ) барлық мониторинг жүргізілген 2002-2006 жылдар аралығында Қызылорда облысының солтүстік аймақ (СА) тұрғындарында төмен болды. Сонымен қатар Т3 және Т4 гормондарының бір бағытты динамикасы және оларға рецепрокты ТТГ концентрациясының ер адамдар мен әйелдердің қан сарысуындағы әр жылдардағы өзгерісі байқалды. Көрнекілік ретінде әйелдедің қан сарысуындағы

Т3 және ТТГ гормондарының динамикасы берілген.

2002 жылы  әйелдердің қан құрамындағы орташа Т3 концентрациясы ОА, ҚҚ және СА бойынша сәйкесінше 5,98±0,37, 5,84±0,32 және 5,78±0,34 нмоль/л құрады, ал ер кісілерде аталған аймақтар бойынша 5,93±0,27, 5,79±0,29 және 5,85±0,28 нмоль/л тең болды. 2003 жылы әйелдердің қан сарысуындағы Т4 мөлшері ОА, ҚҚ және СА бойынша сәйкесінше  15,02±1,02, 14,78±0,92 және 14,88±0,93 нмоль/л тең болса, ер адамдарда сәйкесінше   14,88±0,79, 14,88±0,76 және 14,65±0,92 нмоль/л құрады.

            ОА — оңтүстік аймақ; ҚҚ – Қызылорда қаласы; СА — солтүстік аймақ

6 сурет — 2002-2006 жылдар аралығындағы Арал өңірінің әр түрлі

аймақтарында тұратын әйелдердің қан сарысуындағы

Т3 (нмоль/л)  және ТТГ (мМЕ/л) мөлшері

2003 жылы әйелдердің және ер адамдардың қан сарысуындағы  Т3 және Т4 концентрациясы 2005 жылы төмендеді, бірақ 2006 жылы екінші рет қайта көтерілді.

2002 жылы  әйелдердің қан құрамындағы орташа ТТГ концентрациясы ОА, ҚҚ және СА бойынша сәйкесінше 1,68±0,08, 1,62±0,08 және 1,53±0,06 мМЕ/л құрады, ал ер кісілерде аталған аймақтар бойынша  1,50±0,06, 1,57±0,07 және 1,47±0,06 мМЕ/л тең болды, ол 2003 жылы Т3 және Т4 қарағанда төмен, бірақ 2005 жылы көрсеткіштер жоғары болды.

Орындалған зерттеу жұмыстары, ОА, ҚҚ және СА  әйелдердің қан сарысуында  Т3 төменгі концентрациясы қыста тіркеліп, ол сәйкесінше 5,74±0,28,  5,78±0,29  және 5,60±0,24 нмоль/л тең болды, ал ер адамдарда аталған аймақтар бойынша 5,71±0,26,  5,65±0,22  және 5,62±0,20 нмоль/л тең болды.  Әйелдердегі бұл гормондардың жоғарғы деңгейі  ОА, ҚҚ және СА бойынша сәйкесінше көктемде 6,08±0,25,  6,12±0,30  және 5,87±0,22 нмоль/л тең болса, ал ер адамдарда сәйкесінше 5,94±0,21,  5,85±0,26  және 5,64±0,19 нмоль/л тең болды (7 сурет).

Ұқсас динамика 2004 жылдың әр маусымдарында ер адамдар мен әйелдердің қан сарысуындағы Т4 концентрациясы бойыншада байқалды, бұл гормонның төменгі көрсеткіші ОА, ҚҚ және СА бойынша әйелдерде қыс мезгілінде байқалды, ол 13,54±0,68,  13,48±0,91  және 12,81±0,69 нмоль/л, ал ер кісілерде жоғарғы көрсеткіш көктемде тіркелді, ол 15,99±0,78,  15,78±0,68  және 15,36±0,79 нмоль/л тең болды.

Қан сарысуындағы ТТГ максималды концентрациясы ОА, ҚҚ және СА  тұрғындарында қыста байқалды, ол әйелдерде   1,88±0,08,  1,82±0,09  және 1,65±0,09 мМЕ/л, ал ер адамдарда 1,76±0,09,  1,69±0,08  және 1,58±0,07 мМЕ/л тең болып, зерттеудің келесі маусымдарында төмендеді.

Көрнекілік  ретінде 7 суретте Арал өңірінің ер адамдарының қан сарысуындағы Т4 және ТТГ мөлшерінің маусымдық динамикасы берілген.

            ОА — оңтүстік аймақ; ҚҚ – Қызылорда қаласы; СА — солтүстік аймақ

7 сурет — Арал өңірінің әр түрлі аймақтарында тұратын ер адамдардың қан сарысуындағы Т4 (нмоль/л) және ТТГ (мМЕ/л) мөлшерінің 2004 жылдың әр маусымдық өзгерістері

6  Алынған нәтижелерді талдау

Жүргізілген  талдау жұмыстары үлгілеріндегі ауыр металл иондарының мөлшері  (0,923-0,961, р<0,001) және топырақ үлгілеріндегі зерттелген аймақтар бойынша оңтүстіктен солтүстік  бағытында  су ауыр металл иондарының мөлшері (0,838-0,894, р<0,001) арасында корреляция бар екенін көрсетті. 2002-2006 жылдары алынған мәліметтер барлық зерттелген  су және топырақ сынамаларында ауыр металл иондарының жоғары болғанын көрсетті. Топыраққа қарағанда суда ауыр металл иондарының концентрациясының корреляция коэфициенті жоғары болғанын ескеру керек. Осыған байланысты бірсыпыра ауыр металл иондарының мөлшері ШРК жоғары болды.

Біз, сонымен бірге зерттеу жүргізген жылдарға байланысты суда және топырақта жекелеген токсиканттардың мөлшерінің өзгеруі арасындағы корреляция коэффициенттерін анықтадық. Жүргізілген есептеулер ҚҚ кадмий иондары бойынша максималды  корреляция коэффициенті (r = 0,890, р<0,001) анықталды, ал ең төмен корреляция коэффициенті (r = 0,777, р<0,001) ҚҚ мырыш иондары бойынша есептелінді және салыстырмалы жоғары корреляция коэффициенті  (r = 0,454, р<0,05) ОА қорғасын иондары бойынша анықталды. Бұл мәліметтер Арал өңірінің топырақ пен судағы жекелеген поллютанттардың жинақталуы арасындағы өзара тәуелділікті дәлелдейді, яғни оларда бір ортадан екіншісіне еркін миграциялана алатын қасиеттері бар.

Арал өңірінің аймақтық экстремалды факторлардың адам организміне тигізетін қолайсыз әсері анықталды: зерттелген ер адамдар мен әйелдердің тиреоидты гормондар деңгейінің төмендеуі байқалды. Анықталған ауытқулар Арал маңынан қашықтаған сайын кері пропортционал болды. Зерттелген аймақтарда оңтүстіктен солтүстік бағыты бойынша ер адамдар мен әйелдердің қан сарысуындағы тиреоидты гормондар мөлшері арасында айқын корреляция байқалды (корреляция коэффициенті 0,731 — 0,956 дейін; р<0,001).

Жүргізілген өлшемдер есептері 2002-2006 жылдар аралығында бір жағынан ер адамдар мен әйелдердің қан сарысуындағы Т3 және Т4 мөлшерінің өзгеруіндегі теріс айқын корреляцияны және екінші жағынан Арал өңірінің ашық су көздеріндегі қорғасын иондарының концентрациясы (r =  — 0,546 дан -0,829 дейін , р<0,001), мырыш иондары үшін (r = — 0,534 дан — 0,580 дейін, р<0,05), ашық су көздерінде қорғасын мен мырыш иондарының мөлшері неғұрлым жоғары болса, қан сарысуындағы Т3 және Т4 гормондарының мөлшері соғұрлым төмен болды. Арал өңірінің әр түрлі аймақтарындағы ер адамдар мен әйелдердің қан сарсуындағы Т3 гормонының концентрациясы мен топырақтағы кадмий мөлшерінің өзгеруімен теріс корреляция бар (r = -0,990, р<0,001 және r = — 0,981, р<0,001). Ал қалған зерттелген иондар бойынша мұндай байланыс анықталған жоқ.

Әйелдер мен ер адамдардың қан сарысуындағы зерттелген гормондарға маусымдық заңдылық орнатылды: жоғарғы Т3 және Т4 – көктемде, ал төменгі – қыста, ал ТТГ үшін – жоғарғы қыста және төменгі – жазда тіркелді. Әйелдерде орташа алғанда ер адамдарға қарағанда қан сарысуындағы тиреоидты гормондар мөлшері жоғары болды. Қан сарысуындағы әр түрлі тиреоидты гормондардың маусымдық ауытқуларын және су мен топырақтағы токсиканттардың мөлшерін салыстырғанда айқын заңдылық байқалды. Ол Т3 және Т4 аралығындағы оң корреляция (r 0,776 дан 0,993 дейін, р<0,001), ал  ТТГ үшін реципрокты-теріс корреляция (r — 0,616 ден (р<0,05)  — 0,897 дейін (р<0,001) нақтыланды. Біздің пікіріміз бойынша ұқсас заңдылық тиреоидты гормондар концентрациясына маусымдық факторлардың әсерімен байланысты.

ҚОРЫТЫНДЫ

Алынған мәліметтер негізінде төмендегідей қорытынды шығарамыз:

1. Арал өңірінің әр түрлі аймақтарында  2002-2006 жылдарда ашық су көздері мен топырақта ауыр металл иондарының мөлшерінің жоғары болғаны сақталды, 2004 жылы суда токсиканттардың құрамы бойынша қорғасын (0,09±0,001  мг/дм³), мыс (0,56±0,03 мг/дм³), кадмий (0,009±0,001 мг/дм³) және темір (0,35±0,02 мг/дм³), ал 2003 жылы суда аммоний (0,4-3,0 мг/дм³), сульфаттар (550-550 мг/дм³), нитраттар (21-55 мг/дм³) және хлоридтер (328-508 мг/дм³) ШРК-дан жоғары болды. Қорғасын, мыс, мырыш, кадмий элементтерінің қоршаған орта объектілеріне таралуы аймақтағы өндіріс орындарының, Арал теңізінің табанындағы тұздың таралуымен тікелей байланысты.

2. Қызылорда облысының оңтүстіктен солтүстікке қарай бағытында ашық су көздері мен топырақтан алынған үлгілерде ауыр металл иондарының мөлшері жоғарылағаны айқын білінді, және де топырақпен салыстырғанда суда ауыр металл иондарының мөлшерінің корреляция коэффициенті анағұрлым жоғары болғаны (0,626-0,968) анықталды.

3. Арал өңірі аймағына экстремалды факторлар, онын ішінде токсиканттар тән екені анықталды, ол адам организміне жағымсыз әсер етеді: зерттеуге алынған әйелдер мен ер адамдарда салыстырмалы түрде тиреоидты гормондардың деңгейі 5-8% төмендегені  байқалды.

4.  Арал өңірінің әр түрлі аймақтарындағы тұрғындарды бақылаған жылдарға байланысты (2002-2006 жылдар) олардың қан сарысуындағы трийодтиронин, тироксин, және тиреотропты гормон мөлшерінің өзгерісінде айқын заңдылық жоқ. Сол уақытта ер адамдар мен әйелдердің қан сарысуындағы осы гормондар мөлшерінде 2004 жылы маусымдық заңдылық бар екені анықталды: көктемде – жоғары: Т3 – 6,12 нмоль/л және Т4 – 16,36  нмоль/л, ал қыста – төмен: Т3 – 5,60 нмоль/л және Т4 – 12,81 нмоль/л, ал ТТГ үшін қыста – жоғары (1,88 мМЕ/л) және жазда – төмен (1,65 мМЕ/л) болды.

5. Әйелдердің қан сарысуындағы тиреоидты гормондардың орташа мөлшері салыстырмалы түрде ер адамдарға қарағанда Т3 үшін  — 2,3%, Т4 үшін — 3,0%, ТТГ үшін — 4,8% жоғары екені анықталды. Қан сарысуындағы трийодтиронин, тироксин және тиреотропин гормондарының концентрациясы Арал ауданынан қашықта тұратын тұрғындарда кері пропорционал, яғни олардың деңгейі негізінен экологиялық қолайлы аймақ оңтүстік тұрғындарында жоғары.

6. Мониторинг жүргізілген әр бір жылдары мұндай айырмашылық жоқ, жыл мезгілдерінде алынған Арал өңірі тұрғындарының қан сарысуындағы тиреоидты гормондар деңгейі мен су мен топырақта болатын ауыр металл иондарының мөлшерінің айқындалған өзгерістерінің арасындағы үйлесімділік анықталды.

Орындалған жұмыстың толықтығын бағалау

Диссертациялық жұмыста қойылған мақсат  пен міндеттер толық шешілді.  Ашық су көздеріндегі және топырақтағы ауыр металл иондарының құрамын, сондай-ақ Қызылорда облысының аудандарындағы тұрғындардың қан сарысуындағы тиреоидты гормондарды 2004 жылдың маусымдары бойынша зерттеуде айқындалған өзгерістер сол жағдайдағы адамдардың ағзасына жағымсыз әсер ететін экологиялық факторларды төмендету мен олардың бейімделушілік потенциалын арттыру іс-шараларын ұйымдастыруда қолдануға болады. Алынған мәліметтер биологиялық және медициналық оқу орындарында да экология, физиология және гигиена пәндеріне лекциялық курстарға қолдануға болады.

Нәтижелерді нақты пайдалану бойынша ұсыныстар мен бастапқы мәліметтерді өңдеу

Алынған мәліметтер Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті, Қызылорда гуманитарлық университеті, «Болашақ» университеті студенттеріне оқылатын лекциялық курстарға енгізілді. Оларды биологиялық, медициналық бағыттағы  басқада оқу орындарына қолдануға болады. Сонымен қатар оларды экология және медицина саласында қоршаған орта жағдайын жақсарту мен адамдардың ден саулығын жақсарту мақсатында қолдануға болады.

 

Диссертация тақырыбы бойынша жарияланған ғылыми еңбектер тізімі

2 Көлбай И.С., Ибадуллаева С.Ж., Бахтиярова Ш.Қ., Әуезова Н., Берденқұлова А. Арал өңірінің экологиялық проблемалар: әртүрлі қайнардағы судың құрамы мен  әртүрлі аймақтары тұрғындарының қандағы иммунды глобулиндердің мөлшерінің қарым-қатынасы // ҚР ҰҒА Хабарлары. Биол. және мед.сериясы. — 2005. — № 4. — Б.50-54.

3 Kolbay I.S., Abdrasilov B., Ibadullaeva S.Zh., Bakhtiyarova Sh., Kurmanbaev R., Auezova N., Berdenkulova A., Ungarbaeva G. The effect of extreme ecological conditions in Aral Sea Basin upon the human organism // XXXV Congr.Internat. Union Physiol. Sci.: Abstracts. San Diego, 2005. LB81. P.18.

4 Берденкулова А., Ибадуллаева С.Ж., Колбай И.С.Бахтиярова Ш.К., Тлеулиев К.Д., Сактапбергенова Г. Сезонные различия содержания ряда химических элементов в почвах Кызылординской области // Физиологические основы здорового образа жизни: Международ. научно-практич.конф., посвящ. 60-летию Института  физиологии человека и животных ЦБИ МОН РК. Алматы, 2005. С.32-33.

5 Колбай И.С., Берденкулова А., Ибадуллаева С.Ж. Сопряженность параметров кардиогемодинамики и дыхания у жителей Приаралья с содержанием ионов тяжелых металлов в воде и почвах этого региона // Вестник НАН РК. — 2006. — № 4. – С.32-35.

6 Берденқұлова А., Ибадуллаева С.Ж., Көлбай И.С. Қызылорда облысының топырақтағы ауыр метал иондарының мөлшері және оның Арал өнірі тұрғындарының қандағы лейкоциттер санымен байланысы // ҚазҰУ Хабаршысы. Экология сериясы. – 2006. — № 1(18). — Б.83-86.

7 Колбай И.С., Берденкулова А.Ж., Ибадуллаева С.Ж. Сезонная динамика содержания тиреоидных гормонов в крови у жителей Приаралья // Известия НАН РК. Серия биологическая и медицинская. – 2007. — № 5. – С19-23.

  

РЕЗЮМЕ 

Берденкулова Алмагуль Жеткербаевна

Уровень загрязнения почвы и воды из различных источников в Приаралье и его сопряженность с функциональной активностью тиреоидной системы у жителей этого региона

03.00.16 — экология

Объект исследования: Пробы воды и почвы, а также 77 жителей Приаралья.

Цель исследования: Целью работы явился длительный (2002-2006 гг.) мониторинг уровня загрязнения почв и воды и его связи с состоянием гипофизарно-тиреоидной системы и ее сезонными изменениями у жителей различных регионов Приаралья.

Методы исследования: Элементный анализ образцов почвы и воды из южных регионов (ЮР), г.Кызылорда (КО) и северных регионов (СР) Приаралья (по 15 из каждого региона) осуществляли в соответствии с рекомендациями титриметрическим, вольтамперометрическим и, для сравнения атомно-адсорбционным методами.

Первоначально нами был проведен мониторинг содержания ионов тяжелых металлов в почвах и воде из открытых источников, а также тиреоидный статус мужчин и женщин, проживающих в различных регионах Приаралья в 2000-2006 годы. После этого проведено сравнительное изучение сезонных (зима, весна, лето и осень 2004 года) изменений содержания токсикантов в почвах и воде из открытых источников, а также тиреоидного статуса мужчин и женщин, проживающих в различных регионах Приаралья. Кроме того, в 2003 году мы сопоставили содержание аммония, нитратов, нитритов, сульфатов и хлоридов в образцах почвы и воды из различных источников (колодцы, скважины). Пробы почвы отбирали из поверхностного слоя на глубине 0-10 см в 5 местах зон санитарно-охраняемых водоемов.

Содержание тиреотропного гормона (ТТГ, мМЕ/л) гипофиза, гормонов щитовидной железы – трийодтиронина (Т3, нмоль/л) и тироксина (тетрайодтиронина, Т4, нмоль/л) в сыворотке крови проживающих в ЮР, КО) и СР, определяли радиоиммунологическим методом с использованием наборов фирмы IMMUNOTECH. Анализы крови проводили на базе поликлиники № 1 гор.Кызылорды и областного диагностического центра.

Всего осуществлено около 6000 анализов проб почвы, воды и крови. Полученные данные обрабатывали статистически с использованием компьютерной программы Microsoft Excel и изменения считали достоверными при p£ 0,05.

Результаты исследования: Показано сохранение в 2002-2006 годах повышенного содержания ионов тяжелых металлов в воде из открытых источников и почве из различных регионов Приаралья с превышением в 2004 году ПДК по содержанию таких токсикантов, как свинец (0,09±0,001  мг/дм³), медь (0,56±0,03 мг/дм³), кадмий (0,009±0,001 мг/дм³) и железо (0,35±0,02 мг/дм³), а в 2003 году в воде также по аммонийному азоту (0,4-3,0 мг/дм³), сульфатам (550-550 мг/дм³), нитратам (21-55 мг/дм³) и хлоридам (328-508 мг/дм³).

Выявлено четкое повышение содержания ионов тяжелых металлов в воде, взятой из открытых источников, и почве в направлении юг-север Кызылординской области, причем более высокие коэффициенты корреляции (0,626-0,968)  определены для содержания ионов тяжелых металлов в воде по сравнению с таковым почвы.

Нами также проведено определение коэффициентов корреляции между изменением содержания отдельных токсикантов в воде и почве в зависимости от года обследования. Проведенные расчеты показали, что максимальный коэффициент корреляции (r = 0,890, р<0,001) был выявлен для ионов кадмия в КО, меньший коэффициент корреляции (r = 0,777, р<0,001) был расчитан для ионов цинка в КО и относительно высокий коэффициент корреляции (r = 0,454, р<0,05) был установлен для ионов свинца в ЮР. Эти данные свидетельствуют о взаимозависимости между накоплением отдельных поллютантов в воде и почве Приаралья, т.е. о возможности их миграции из одной среды в другую.

Установлено, что экстремальные факторы, характерные для зоны Приаралья, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека: у обследуемых женщин и мужчин отмечается снижение уровня тиреоидных гормонов по сравнению с таковым у жителей экологически более благополучных регионов на 5-7%.

Отсутствует четкая закономерность изменения содержания Т3, Т4 и ТТГ в сыворотке крови у жителей различных регионов Приаралья в зависимости от года наблюдения (2002-2006 гг.). В то же время установлена сезонная закономерность в количестве этих гормонов в сыворотке крови у мужчин и женщин: максимум – весной: Т3 — 6.12 нмоль/л и Т4 — 16.36  нмоль/л, а минимум – зимой: Т3 – 5.60 нмоль/л и Т4 – 12,81 нмоль/л, а для ТТГ – максимум – зимой: 1,88 мМЕ/л и минимум – летом: 1,65 мМЕ/л.

При сопоставлении сезонных сдвигов концентраций в сыворотке крови различных тиреоидных гормонов и изменения содержания в воде и почве отдельных токсикантов была выявлена четкая закономерность, которая заключалась в том, что для Т3 и Т4 выявлена положительная корреляция (колебания r от 0,776 до 0,993, р<0,001) а для ТТГ – реципрокно –отрицательная корреляция (колебания r от -0,616 (р<0,05) до -0,897 (р<0,001). Подобная закономерность, по нашему мнению, была связана, в основном, с влиянием сезонных факторов на концентрацию тиреоидных гормонов.

Показано, что в среднем, у женщин содержание тиреоидных гормонов в сыворотке крови было выше, чем у мужчин: по Т3 – на 2,3%, по Т4 – на 3,0% и по ТТГ – на 4,8%. Концентрация трийодтиронина, тироксина и тиреотропного гормона в сыворотке крови обратно пропорциональна удаленности от  Арала  региона проживания, т.е. их уровень в основном, выше у жителей южных, экологически более благополучных регионов.

Проведенные расчеты параметров, полученных в 2002-2006 годы, показали наличие четкой отрицательной корреляции между изменением содержания Т3и Т4 в сыворотке крови у женщин и мужчин, с одной стороны, и сдвигами концентрации ионов свинца в воде из открытых источников Приаралья, с другой: (r = от -0,546 до -0,829, р<0,001), а также ионов цинка (r = от -0,534 до -0,580, р<0,05), т.е. чем выше было содержание ионов свинца и цинка в воде из открытых водоемов, тем ниже был уровень Т3 и Т4 в сыворотке крови. Отрицательная корреляция имеется также между сдвигами количества Т3 в сыворотке крови у мужчин и женщин и изменением содержания кадмия в почве из разных регионов Приаралья (r = -0,990, р<0,001 и r = -0,981, р<0,001, соответственно). В то же время для ионов остальных исследованных металлов такой зависимости выявлено не было.

Апробация работы: Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных работах, доложены и обсуждены на: ХХХV конгрессе Международного физиологического общества (Сан Диего, 2005); международной научной конференции «Физиологические основы здорового образа жизни», посвященной 60-летию Института физиологии человека и животных ЦБИ МОН РК (Алматы, 2005), расширенном заседании кафедры биологии и экологии Кызылординского государственного университета им.Коркыт-ата (Кызылорда, 2007) и семинаре Института микробиологии и вирусологии ЦБИ КН МОН РК (Алматы, 2007).

Внедрение результатов исследования: Полученные материалы включены в курс лекций для студентов Кызылординских государственного университета им. Коркыт-Ата, гуманитарного университета, университета «Болашак» и медицинского колледжа.

Значимость работы: Полученные результаты дают возможность провести сравнительную оценку состояния загрязнения почвы и водных источников в Кызылординской области и установить степень влияния экстремальных факторов экологически неблагополучной зоны Приаралья на состояние гипофизарно-тиреоидной системы у жителей. Полученные данные могут быть использованы при разработке способов восстановления экологического благополучия в регионе и снижения заболеваемости населения.

SUMMARY

Berdenkulova Almagul Zhetkerbaevna

The level of soils and water pollution in Aral SeaBasin and its relationship with the functional activity of thyroid system of this region’s residents

03.00.16 — ecology

Object: Water and soil samples, 77 residents of Aral SeaBasin.

Aim: Long-lasting (2002-2006) monitoring of the level of soils and water pollution and its relationship with the functional activity of thyroid system in residents of the Aral SeaBasin residents.

Methods: Elementarycontent of soil and water samples from Southern Regions (SR), Kyzylorda city (KO), Nouthern Regions (NR) of Aral Sea Basin (by 15 samples from each region) was determined by titration, volt-ampere and atom-absorption methods. At the 1^st stage we carried out the monitoring of heavy metals ions content in soils and water from the open sources, and also the thyroid status of men and women living in various regions of Aral SeaBasin during 2002-2006. After that comparative studying seasonal (winter, spring, summer and autumn of 2004) changes of the toxicants’ content in soils and water from the open sources, and also the thyroid status of humans living in various regions of this region was carried out. Besides in 2003 we have compared the content of ammonium, nitrates, nitrites, sulfates and chlorides in samples of soils and water from various sources (wells, the chinks, the open reservoirs). Soil samples were selected from a superficial layer on depth of 0-10 cm in 5 places of zones of sanitary-protected reservoirs.

Pituitary thyrotrophic hormone level (TTH, мIU/l), hormones of a thyroid gland triiodtyronine  (Т3, nmоl/l) and tiroxine (tetraiodtironine, Т4, nmol/l) in blood of residents living in SR, KO and NR were determined by radio immune method with the use of sets of IMMUNOTECH firm. Blood analyses were carried out on the basis of the 1^st Kyzylorda city polyclinic and the regional diagnostic center.

More than 6000 analyses of soil, water and blood samples were carried out. The data obtained was statistically processed and the changes were considered asreliable at p£ 0,05.

 

Results: It was shown in 2002-2006 the preservation of the increased amounts of heavy metal ions in soils and water from the open sources from various regions of Aral Sea Basin with excess in 2004 of maximum concentration limit by such toxicants as lead (0,09±0,001  mg/l), copper (0,56±0,03 mg/l), cadmium (0,009±0,001 mg/l) and iron (0,35±0,02 mg/l), and in 2003 in water also on ammonium nitrogen (0,4-3,0 mg/l), sulfates (550-550 mg/l), nitrates (21-55 mg/l) and chlorides (328-508 mg/l).

The precise increase of the maintenance of heavy metal ions in the water taken from the open sources, and soils in south-north direction in Kyzylorda area is revealed. Moreover, higher correlation coefficients (0,626-0,968)  were determined for an amount of heavy metal ions in water in comparison with those in soil.

We determined the correlation coefficients between the shifts in different toxicants content in water and soils depending on the year of investigation. Our calculations showed that the maximal correlation coefficient (r = 0,890, р<0,001) was revealed for cadmium ions in Kyzylorda, lesser correlation coefficient (r = 0,777, р<0,001) was calculated for zinc ions in Kyzylorda and correlation coefficient (r = 0,454, р<0,05) was established for lead ions in southern regions. These data showed the interrelationship between some pollutants content in water and soils of Aral SeaBasin, and an ability to migrate of these toxicants from one medium to another.

It was established, that extreme factors, characteristic for Aral Sea Basin zone, render adverse effect upon a human organism: it was established the relative decrease in a level of thyroid hormones in men and women of this region by 5-7% when compare with the residents of ecologically more favorable regions.

There is no precise pattern of change of triiodtyronine  (Т3) and tiroxine (tetraiodtironine, Т4) and thyrotrophic hormone (ТТH) levels in blood serum of various regions residents depending on a year of supervision (2002-2006). At the same time the seasonal pattern in these hormones amount in blood serum is established: T3 and T4 maximum level was determined in the spring (6,12 nmol/l and 16,36 nmol/l, respectively), and a minimum — in the winter (5,60 nmol/l and 12,81 nmol/l, respectively), and ТТH concentration was maximal in the winter (1,88 mIU/l) and minimum — in the summer (1,65 mIU/l).

The comparison of the seasonal shifts in blood serum concentrations of the different thyroid hormones and the changes in water and soils content of the different toxicants we established the precise regularity. We established the positive correlation (r from 0,776 to 0,993, p<0.001) for T3 and T4, and reciprocal – negative correlation (r from -0,616 (р<0,05) to -0,897 (р<0,001)) – for TTH. Such type of regularity, we believe, was determined by the effect of seasonal factors upon the concentration of thyroid hormones.

It is shown, that on the average, the level of thyroid hormones in women blood serum was above, than in men: for T3 – by 2,3%, for T4 – by 3,0%, and for TTH – by 4,8%. The concentration of triiodtyronine, tetraiodtironine and thyrotrophic hormone in blood serum was inversely proportional of residing to the remoteness from Aral Sea, i.e. their level was significantly higher in inhabitants of southern, ecologically safer regions.

The calculations of the data obtained in 2002-2006 years showed the presence of the precise negative correlation between the changes in T3 and T4 concentrations in men and women blood, from one side, and the shifts in lead ions content in water of Aral Sea Basin, from another side: (r = from -0,546 to -0,829, р<0,001), and zinc ions (r = from -0,534 to -0,580, р<0,05). These data showed that the higher the concentration lead and zinc ions in waters of this region, the less the level of Т3 and Т4 in blood serum. The negative correlation was between the shifts in men and women blood serum T3 concentration and the changes in cadmium ions in the soils from the different regions of Aral Sea Basin (r = -0,990, р<0,001 and r = -0,981, р<0,001, respectively). At the same time, such regularity for other investigated metal ions wasn’t revealed.

Approbation: The main principles of the dissertation were published in 7 works, reported and discussed at: XXXV congress of International physiological Society (San Diego, 2005); international scientific conference “The physiological fundamentals of the healthy life-style” devoted to 60^th anniversary of the Institute of human and animal physiology CBI MES RK (Almaty, 2005); extended conference of the biology and ecology chair of Korkyt-ata state university (Kyzylorda, 2008) and the  inter-laboratory seminar of the Institute of microbiology and virology of CBI SC MES RK (Almaty, 2008).

Application: The data obtained is included into the lecture course for students of Korkyt ata Kyzylorda state university, Humanitarian university, “Bolashak” university, and Kyzylorda medical college.

Significance: The data obtainedgives an opportunity to compare the level of soils and water sources pollution in Kyzylorda oblast and to determine the effect of the extreme factors of an ecologically unfavorable zone of Aral Sea Basin upon the state of pituitary-thyroid system in residents of this region. The data obtained can be used by development of ways of restoration of ecological well-being in region and decrease in disease level of the population.