Биогеохимическое нормирование

В основе биогеохимического нормирования лежит медико-географический подход. Он основан на натурных наблюдениях в таких регионах, где самой природой созданы условия избытка или недостатка тех или иных химических элементов естественного происхождения в природных средах. Эти регионы называются биогеохимическими провинциями, и результаты регулярных наблюдений в них за состоянием живых организмов, в том числе и за здоровьем людей, позволяют установить связь их с содержанием элементов в природных средах.

Ценность этого подхода — в опоре на фактический, а не экспериментальный материал. Теоретическая основа здесь совершенно иная, чем при санитарно-гигиеническом нормировании. Предполагается, что каждому биогеохимическому таксону (ландшафту, экотопу) соответствует четкая взаимосвязь и взаимообусловленность пищевых цепей, которая складывалась длительное время. Она адаптирована к природным специфическим условиям, с которыми связаны миграция и аккумуляция любых химических веществ. Живые организмы реализовали все природные механизмы сопротивления внешнему воздействию, их состояние соответствует химическому составу окружающей среды.

На вероятностной основе определяются верхние и нижние границы, в рамках которых состояние большинства живых организмов (животных, растений, человека) в зонах биогеохимических провинций не отклоняются от нормы, т. е. где осуществляется саморегуляция системы. Но, как правило, 5—20 % людей или животных в эндемических районах оказываются пораженными. Чем больше содержание химических элементов превышает пороговые уровни, тем выше число пострадавших. Процесс естественного отбора при этом обостряется.

Выявлена связь между недостатком или избытком ряда элементов в природных средах и состоянием живых организмов, например, кобальтом и синтезом витамина В12 и, как следствие, анемией при акобальтозе, Pb, Hg, Мо — и интоксикацией; F — флюорозом и другими костными заболеваниями; Си, Zn, Mn, В — и хлорозом многих видов растений; Си — и суховершинностью растений, В — и эндемическими энтеритами; I — и эндемическим зобом; Sr — и особыми формами рахита; Ni — и кожными заболеваниями; Se — и мышечной болезнью животных. Таким образом, состояние живых организмов в зоне биогеохимических провинций служит индикатором уровня содержания химических элементов в окружающей среде.

На основе этой концепции разработаны методы биогеохимического экологического нормирования. Проведено районирование биогеохимических эндемий на принципах почвенно-географического и биогеохимического районирования. Они соответствуют принципам выделения почвенных зон В.В. Докучаевым еще в 1989—1900 годах, почвенных провинций Л.И. Прасоловым (1939), климатических зон Л.С. Бергом (1958), геохимических провинций А.Е. Ферсманом (1931), биогеохимических провинций, выделяемых А.П. Виноградовым (1938). Активно привлекаются приемы медицинской ветеринарной географии биогеохимических эндемий.

В результате вся территория страны разделена на БГХ зоны: таежно-лесную нечерноземную, лесостепную и степную черноземную; сухостепную; полупустынную и пустынную; горную. Каждая из зон неоднородна, мозаична. В ней могут быть выделены биогеохимические провинции с различным уровнем содержания в природных средах химических веществ. Особенно отличаются биогеохимические провинции над рудными телами. Такое районирование позволило связать биологическую реакцию организмов, их адаптацию с природ- ными факторами, с количественными показателями состава почвообразующих пород, почв, вод, растительного покрова.

Для выделенных провинций проведен анализ экологических параметров. В биогеохимических провинциях, для которых характерно недостаточное или избыточное по сравнению со средним содержание химических элементов в природных средах, выявлена связь между состоянием живых организмов и составом компонентов окружающей среды. Определены те концентрации химических элементов в почвах, водах, растениях, выше и ниже которых нарушаются обменные процессы в живых организмах.

На основе биогеохимического районирования В.В. Ковальским установлены пороговые концентрации ряда химических элементов в почвах (табл. 10.6). Проверкой эффективности используемого подхода может быть реакция живых организмов на исправление установленного дефицита добавкой дефицитного элемента. Например, введение селенита животным из биогеохимической провинции не вызывало никаких отрицательных последствий, а введение животным из фоновых районов вело к нарушениям их состояния.