Эколого-ресурсное районирование и микроэлементология: новые подходы и статистический анализ

ОГЛАВЛЕНИЕ 3
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ 4
ПРЕДИСЛОВИЕ 6
ЧАСТЬ 1. ЭКОЛОГО-РЕСУРСНОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ЦЕЛИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ (ЦУР-3) ПОСЛЕ ПАНДЕМИИ COVID-19 8
ВВЕДЕНИЕ 8
Глава 1 ПРИРОДНО-РЕСУРСНЫЙ БАЗИС ПОТЕНЦИАЛА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИЙ (ЦУР-3) 10
Глава 2 БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ – ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ 13
Глава 3 ТЕХНОГЕННЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПОЛЯ И АНОМАЛИИ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СТРЕССЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 3.9. ЦУР 24
Глава 4 БИОИНДИКАЦИЯ - ПРЕВЕНТИВНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА УСПЕШНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ЦУР 45
Глава 5 КАЧЕСТВО ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ (ЦУР-3) 48
Глава 6 ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ (ЦУР-3) 54
Глава 7 НАЦИОНАЛЬНАЯ ЦЕЛЬ РАЗВИТИЯ РФ: СОХРАНЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ, ЗДОРОВЬЯ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЛЮДЕЙ 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
Л И Т Е Р А Т У Р А (к части 1) 72
Часть 2. ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ МИНЕРАЛЬНОГО БАЛАНСА И ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ НА ОСНОВЕ ЕГО АНАЛИЗА 79
ВВЕДЕНИЕ 79
Глава 1. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ АСПЕКТЫ МНОЖЕСТВЕННЫХ МИКРОЭЛЕМЕНТОЗОВ 80
Постановка задачи 80
Материалы и методы 80
Решение задачи и полученные результаты 80
Обсуждение результатов 83
Выводы 84
Глава 2 СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПО МИНЕРАЛОГРАММЕ ОРГАНИЗМА 86
Краткий обзор известных способов 86
Основная идея и пояснения 89
Описание способа 95
Представительный пример 118
Глава 3. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ НА ОСНОВЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МИНЕРАЛОГРАММЫ ОРГАНИЗМА 123
Краткий обзор известных подобных систем 123
Основная идея 127
Описание системы 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 146
Л И Т Е Р А Т У Р А (к части 2) 148

Весь текст будет доступен после покупки

В рамках достижения целей устойчивого развития (ЦУР), одной из актуальнейших задач современного общества является «Обеспечение здорового образа жизни и содействие благополучию в любом возрасте» (ЦУР-3). В постковидное время на первый план выходит задача 3.9: «К 2030 году существенно сократить число смертей и заболеваний, вызванных опасными химическими веществами, а также загрязнением и заражением воздуха, воды и почвы».
Дисбаланс элементов в продуктах питания, ограниченные финансовые возможности, предопределяют тот факт, что более 3 миллиардов человек на планете не имеют возможности полноценно питаться.
Самый большой рост стоимости продуктовой корзины рационального питания с 2019 по 2020 год произошел в Азии и составил 4 процента за год, затронув 78 миллионов жителей, погрузившихся в бездну «продовольственной бедности» (по сравнению с 2019 годом). Однако здоровое питание (в день) дороже всего стоит в регионе Латинской Америки и Карибского бассейна – 3,89$. За ним следуют Азия – 3,72$, Африка – 3,46 $, Северная Америка и Европа – 3,19 $, Океания – 3,07 $.
Во всем мире 149,2 миллиона детей (22%) в возрасте до 5 лет имели от задержки роста (низкие параметры роста для своего возраста) в 2020 году [67].
По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) острая ситуация наблюдается в 12 странах Африки, где более 90 процентов населения не могут себе позволить полноценно питаться. Со слов директора ФАО по продовольствию и питанию Линнетт Нойфелд: важно «…не просто кормить мир, а кормить полноценно». «Положить конец голоду… и неполноценному питанию во всех его формах (включая недоедание, дефицит питательных микроэлементов, избыточный вес и ожирение)…» – сказал представитель ФАО Дэвид Лаборд. Пожалуй, в 2020 году впервые представители ФАО озвучили задачу не только ликвидацию голода, но и поднял вопрос о полноценном питании [66].

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1
ПРИРОДНО-РЕСУРСНЫЙ БАЗИС ПОТЕНЦИАЛА УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИЙ (ЦУР-3)
Для изучения степени комфортности природно-ресурсного потенциала территории для обеспечения здорового образа жизни населения Северной Евразии в 50-90 е годы XX века было выполнено масштабное районирование её территории по степени обеспеченности ресурсами биофильных и токсичных элементов приповерхностной части почвенного и растительного покрова, с учетом особенностей водных ресурсов мегарегиона, а также физико-химическими условиями миграции элементов и их комплексных соединений (рис. 1).


Рис. 1. Блок- схема биогеохимической пищевой цепи [41]

Элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, составляют базовую основу и их называют макробиогенными (углерод, кислород, азот, водород, кальций, фосфор, сера), а в малых количествах ? микробиогенными. Для фитоценозов это: Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, Cl, V, Ca, которые обеспечивают функции фотосинтеза, азотного обмена и метаболическую функцию. Для млекопитающих требуются как перечисленные элементы (кроме бора), так и дополнительно селен, хром, никель, фтор, йод и олово. Несмотря на малые количества, все эти элементы актуальны для реализации биогеохимических функций живым веществом [17; 21; 20; 24; 34; 40; 53-56; 62; 70; 71].
Данные, накопленные в геологической (А.П. Виноградов, В.В. Ковальский, Ю.Н. Ермаков, В.В. Иванов и др.), медицинской (А.П. Авцын, М.А. Риш, С.А. Рустембекова и др.), биологической (В.В. Ермаков, G. Griffith, Е.В. Ротшилд и др.) литературе, говорят о том, что состояние биоса в целом определяет геохимический тип разреза.



Рис. 2. Схема ареалов распространения некоторых эндемичных заболеваний на территории России [57]


Эколого-ресурсные особенности районов по геохимическим показателям в значительной мере лимитируют типоморфные ассоциации элементов. В качестве примера в табл. 1. приведены данные по ассоциациям химических элементов, концентрирующихся в некоторых типах рудных месторождений и сопровождающих их ореолах рассеивания, подавляющее большинство из них является сильными токсикантами (табл. 1).

Таблица 1
Геохимические ассоциации химических элементов, концентрирующихся в некоторых типах рудных месторождений и сопровождающих их ореолах рассеивания [29;71]

Тип месторождения Геохимическая ассоциация
Апатитовые P-Sr-Ce-La- Y-Yb-Zr-Nb-Mo-Pb-Ва-Sn-Ni-Со-Zn-Сг-V-Sc-Gа-Мn
Кимберлиты Со-Ni-Сг-Pb-Zn-Ag-Сu-В-Мо-Sn
Редкометалльные пегматиты Li-Pb-Сs-Nb-Sn-Та-W-Be-Аs
Железорудные в скарнах Mn-Pb-Сu-Zn-Ni-V-Sn-Sг-В-Zr-Mo-Со-Fе-Ti-Сг- Y- Sc
Медно-никелевые Сu-Ni-Со-Ba-Pb-Zn-Ag-Bi-Sn-Be-W-Zr
Вольфрам-молибденовые в скарнах Ba-Ag-Pb-Zn-Sn-Сu-W-Mo-Со-Ni-Be-V-Y
Висмутовые в скарнах Аs-Pb-Ag-Zn-Со-Сu-Bi-Ni
Оловорудные Sn-Pb-As-Сu-Bi-Zn-Ag-Mo-Со-Ni-W
Полиметаллические в скарнах Sb-Cd-Аg-Pb-Сu-Ni-Вi-Со-Mo-Sn-W-Be

Золоторудные Au-Sb-As-Ag-Pb-Zn-Mo-Сu-Ni-Bi-Со-Ni-W-Be
Медно-порфировые Ва-Аs-Sb-Ag-Pb-Zn-Au-Bi-Cu-Mo-Sn -Co- W – Be
Медные Ва-Аs-Pb-Zn-Ag-Sn-Cu-Bi-Со-Ni-Mo
Медно-молибденовые Сu-Мо-Аs-Ag-Pb-Zn-Bi-Со-Ni-Be-W
Сурьмяно-ртутные Sb-Hg-Аs-Сu-Ag-Pb-Zn-Be-Со-Ni-W-Sn
Ртутные Hg-Ba-Ag-Pb-Zn-Сu-Со-Ni-Sn-Mo-W
Стратиформные свинцово-цинковые Ва-Аs-Сu-Ag-Pb-Zn-Со-Ni-Be-V
Медистые песчаники Сu-Аg -Pb-Ba-Bi-W-Сг-Zn-Mo


Глава 2
БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ – ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
Эколого-ресурсный подход получил интенсивное развитие в середине XX века и на современном этапе активно внедряется в практику на основе с учетом базы знаний накопленных в геохимии ландшафтов, биогеохимии, экологической геохимии.
Методические вопросы биогеохимических исследований Евразии разрабатывались комплексно и долгое время в приоритете стояли преимущественно задачи поиска и разведки минеральных ресурсов [24; 29; 51; 69], с целью обеспечения отраслей экономики важными источниками сырья.
На следующем этапе развития науки актуальным направлением стало применение биоиндикации не только природных аномальных концентраций химических элементов в приповерхностной части литосферы, но и техногенных аномалий. т.к. формирование химического состава растений при нормальном (фоновом) и аномальном их содержании в ризосфере существенно различны.
Так, для районов развития интенсивных рудных аномалий (например, рудных) М.А. Глазовской (1997) [28] выделяются четыре фактора, под влиянием которых содержание химических элементов в зоне минерального питания варьирует в сотни и даже тысячи раз: (1) содержание элементов во внешней среде (порода, подземные воды, почва); (2) формы нахождения элементов в питающей среде, определяющие их доступность растениями; (3) наличие или отсутствие у различных видов, органов, частей органов растений барьеров (порогов) поглощения элементов при высоких содержаниях их в питающей среде; (4) степень контакта корней растений с локальными источниками изучаемого элемента во внешней среде. Другие факторы ? природно-геохимические условия произрастания растений, влияние видовой специализации, фаз вегетации, климатических и погодных условий и др. ? менее значительны и определяют пределы колебания содержаний отдельных элементов не более, чем в 10 раз [28; 39; 36; 37; 69].
Для эколого-ресурсного районирования с позиции уровня обеспеченности фитоценозов биофильными элементами фундаментальное значение имеют работы ГЕОХИ РАН им. В.В. Вернадского [32; 33; 40; 41] и учение о пороговых концентрациях В.В. Ковальского [40; 41], т.к. не только избыток токсичных элементов, но и недостаток, дисбаланс химических элементов в компонентах литосферы приводит к заболеваниям человека, животных и растений, именуемых "биогеохимическими эндемиями" , которые являются индикатором геохимического воздействия абиотических компонентов эколого-геологических систем на развитие организмов. Районы их распространения именуются биогеохимическими провинциями .
Как видно из рис. 3, нарушения функций (патологических отклонений) у биоты возможно как в пределах геохимических аномалий избытка токсичных элементов (As, Hg, Sr и т.д.), так и от недостаточного содержания биофильных (I, Ca, Se и др.) элементов в районах аномалий недостатка как природного так и антропогенного генезиса [18; 69].



Рис. 3 Уровень макро- и микроэлементов в биогеохимических пищевых цепях [32]

Базируясь на идеях биогеохимической гетерогенности и зональности континентов, В.В. Ковальский (1982) [40] выделил регионы биосферы — биогеохимические почвенно-климатические зоны, в пределах которых зональные признаки разнообразия среды и организмов ограничены по сравнению с экологической системой целой биосферы. На территории Северной Евразии было выделено три равнинных региона: таежно-лесной нечерноземный; лесостепной и степной черноземный; сухостепной полупустынный и пустынный [40; 41].
В четвертую группу объединены все горные территории. В их пределах обособлены субрегионы биосферы ? зональные биогеохимические провинции, в которых комбинируются признаки зон по концентрациям, соотношениям химических элементов и биологическим реакциям, и азональные признаки, которые не соответствуют характеристике зон и образуются над рудными телами при рассеянии в них химических элементов, в бессточных бассейнах, в районах вулканизма. В качестве зональных биогеохимических провинций можно привести биогеохимические провинции Нечерноземья, связанные с недостатком йода (рис. 4, 5), кобальта, меди, часто кальция, с избытком марганца, железа, что обусловлено подвижностью форм кальция, меди, кобальта, йода и других химических элементов в подзолах. Провинции данного типа и эндемии не встречаются в зоне черноземов [32; 41].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова; АМН СССР. - М.: Медицина, 1991. – 496 с.
2. Способ определения макро-микроэлементного баланса в организме. Евразийский патент на изобретение 041142 от 19.09.2022, заявка на патент ЕАПО № 2017000034 от 18.04.2017 / С.А. Рустембекова, Х.М. Тулемисов, В.В. Горшков, М.М. Шарипова, А.С. Хазова.
3. Rustamov, G. Geochemistry landscape classification: toxicity of chemical elements and their impact on human health / G. Rustamov, L. Ismaylova, // Environ Geochem Health 44, 631–643 (2022). URL: https://doi.org/10.1007/s10653-020-00747-4 (дата обращения 05.06.2023).
4. Рустембекова С.А. Компьютерная программа для исследования минералограммы организма (ИМОПАВИН) // Вестник новых медицинских технологий. – 2011, № 4. - С. 249.
5. Трофимова Е. А. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие / Е. А. Трофимова, Н. В. Кисляк, Д. В. Гилёв; [под общ. ред. Е. А. Трофимовой]; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. Федер. Ун-т. – Екатеринбург: Изд-во Урал. Федер. Ун-та, 2018. – 160 с.
6. Медицинская статистика. Показатели и методы оценки здоровья населения: учебное пособие / Т.Б. Александрова, Д.Е. Калинкин, В.Я. Плещинская [и др.] - Томск: Изд – во Сиб. Гос. Мед. Ун-та, 2011. - 126 с.
7. Горшков, В.В. Минералограмма организма и микроэлементозы человека: исследование и диагностика / В.В. Горшков, С.А. Рустембекова, М.М. Шарипова. – М.: Изд-во Рос. Гос. Ун-та им. А.Н. Косыгина, 2021. - 229 с.
8. Диаграммы Эйлера-Венна [Электронный ресурс]. URL: https://www.semestr.online/graph/venn.php (дата обращения 05.06.2023).

Весь текст будет доступен после покупки