ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ВОДНЫХ ЛЕЧЕБНЫХ ОБЪЕКТОВ КАК ОСНОВА РЕКРЕАЦИОННОЙ ЭКОГИГИЕНЫ

Мокиенко Андрей Викторович

д-р. мед. наук, ст. науч. сотр., ГУ «УкрНИИ МРиК МЗУ»,
 г. Одесса, Украина

 Никипелова Елена Михайловна

канд. хим. наук, ст. науч. сотр., ГУ «УкрНИИ МРиК МЗУ»,
 г. Одесса, Украина

Николенко Светлана Ивановна

канд. биол. наук, ст. науч. сотр., ГУ «УкрНИИ МРиК МЗУ»,
г. Одесса, Украина

Солодова Людмила Борисовна

науч. сотр., ГУ «УкрНИИ МРиК МЗУ»,
 г. Одесса, Украина

Введение

Закон Украины о курортах (статья 6) [2] гласит «К природным лечебным ресурсам относят минеральные и термальные воды, лечебные грязи и озокерит, рапа лиманов и озер, морская вода, природные объекты и комплексы с благоприятными для лечения климатическими условиями, пригодными для использования з цельюлечения, медицинской реабилитации и профилактики заболеваний».

Согласно Постановлению Кабинета министров Украины [13]лиманы относятся к категории лечебных водных объектов. Это предусматривает проведение их эколого-гигиенического мониторинга антропогенного загрязнения. Вместе с тем, как отмечает С.Э. Шибанов [14], актуальной проблемой изучения и оценки степени загрязнения курортных ресурсов является отсутствие системы мониторинга такого загрязнения, поскольку постоянный контроль содержания поллютантов в минеральных водах, лечебных грязях и субстратах пляжей не проводится.

По данным С.Э. Шибанова (1993, 1997, 2001) [14—16], в результате антропогенной нагрузки наблюдается постепенная деградация грязевых месторождений вследствие сбросов неочищенных вод промышленными предприятиями и объектами жилищно-коммунального хозяйства, эксплуатации железнодорожного и автомобильного транспорта, перестройки населенных мест без соблюдения отраслевых правил и норм. В связи с этим, проблема охраны и рационального использования месторождений пелоидов с каждым годом становится все более актуальной.

Вышеизложенное в полной мере касается Шаболатского (Будакского) лимана (Белгород-Днестровский район Одесской области).

Главным рекреационным ресурсом лимана являются иловые сульфидные грязи, которые в комплексе с лиманной рапой используются для лечения и оздоровления [4]. Анализ предыдущих исследований показывает напряженность экологической [1, 9] и санитарно - эпидемической [3] ситуации на этой территории.

Таким образом, цель настоящей работы состояла в эколого-гигиеническом мониторинге антропогенного загрязнения рапы и пелоидовШаболатского (Будакского) лимана. Следует отметить, что до настоящего времени такие исследования как этого объекта, так и других лиманов, не проводились, несмотря на широкое применение рапы и пелоидовв санаторно-курортной практике, в данном случае в санаториях поселка Сергеевка (Белгород-Днестровский район, Одесская область, Украина).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объект исследований — рапа и пелоиды лимана. Осуществлены экспедиционные выезды (март, апрель, июль, сентябрь 2011 г.) с отбором проб пелоидов: точка 1 (Шаболатский лиман), точки 2, 3 (Будакский лиман). В целом проведен отбор 12 проб рапы и 12 проб пелоидов. Отбор проб проводился в соответствии с [10].

Физико-химические исследования рапы проводили по соответствующим методикам и включали изучение основного макросостава (гидрокарбонат, карбонатные ионы, хлориды, сульфаты, кальций, магний, натрий + калий), санитарно-химических показателей (нитрат-, нитрит-ионы, ионы аммонию), содержания нормируемых (фтор, мышьяк, свинец, цинк, селен, уран, кадмий, медь, ртуть, стронций, фенолы) и биологически активных (йод, бром, кремний, органический углерод) компонентов и соединений [10].

Санитарно-химические исследования рапы и пелоидов включали определение содержания фенолов, хлорорганических пестицидов, нефтепродуктов [11].

Санитарно-микробиологические исследования включали определение общего микробного числа на 1,5 %-ом питательном агаре; сульфидообразующих клостридий на среде Вильсон-Блера, лактозо-позитивных кишечных палочек (ЛКП) на лактозо-пептонной среде, синегнойной палочки [12].

Выявление условно-патогенной и патогенной микрофлоры (кишечная палочка, энтерококки, стафилококки, плесневые и дрожжевые грибы, псевдомонады, клебсиелы, шигелы, сальмонелы, галофилы, холерный вибрион) с секвенированием бактерий проводили на генетическом анализаторе ABI Prism 3130.

В пробах рапы и пелоидов определяли следующие стойкие органические загрязнители (СОЗ): 9 приоритетных ХОП - α-ГХЦГ, ГХБ, ß-ГХЦГ, линдан, гептахлор, алдрин, ДДТ и его метаболиты ДДД и ДДЕ; 17 ПХБ — конгинеров с номерами по номенклатуре IUPAC: 8, 18, 31, 52, 49, 44, 66, 101, 110, 149, 118, 153, 138, 170, 174, 177, 180; 16 приоритетных ПАУ - нафталин, аценафтилен, аценафтен, флуорен, фенантрен, антрацен, флуорантен, пирен, бенз(а)антрацен, хризен, бенз(b, к)флуорантен, бенз(а)пирен, бензо(g,h,i)перилен, дибенз(а,h)антрацен, индено(1,2,3-сd)пирен согласно стандартизованных методик [17, 18].

Результаты и их обсуждение

Исследованные иловые сульфидные пелоиды по своим физико — химическим свойствам отвечали существующим требованиям, причем рапа и грязевой раствор по химической сути не являлись индифферентными.

Изучение экологического состояния пелоидов (содержание нефтепродуктов, тяжелых металлов) свидетельствуют об отсутствии значимых уровней антропогенного загрязнения, например, концентрации тяжелых металлов (за исключением кадмия) значительно меньше ПДК. Определение ПАВ и некоторых ХОП свидетельствует о постоянстве источника загрязнения пелоидов.

Результаты свидетельствуют о неудовлетворительном санитарно-микробиологическом состоянии рапы Шаболатского лимана (точка № 1) в течение всего периода наблюдений. В марте, апреле и сентябре неудовлетворительное состояние объяснялось превышением индекса ЛКП, в июле — превышение ОМЧ. Рапа Будакского лимана (точка № 2) отвечала санитарно-микробиологическим требованиям лишь в июле. В марте, апреле и сентябре было превышение ЛКП. Рапа Будакского лимана (точка № 3) не отвечала санитарно-микробиологическим требованиям (превышение ЛКП) в течение всего периода наблюдений. Установлено неудовлетворительное санитарно-микробиологическое состояние (снижение титра ЛКП) пелоидов Шаболатского лимана (точка № 1) в сентябре; Будакского (точка № 2) в сентябре; Будакского (точка № 3) - в марте и сентябре.

Полученные в 2011 г. результаты аналитических и экспериментальных исследований свидетельствуют, что главным фактором микробиологического загрязнения Шаболатского(Будакского) лимана является Днестровский лиман, в который сбрасываются неочищенные или недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые сточные воды г. Белгород- Днестровский и смт. Шабо, откуда по двум пропускным каналам загрязненная вода, в зависимости от подъема уровня воды, интенсивности и направленности ветра, поступает в Шаболатский лиман. Это подтверждается микроклиматическими характеристиками Днестровского лимана за 3—5 дней до отбора проб (подъем уровня воды, направленность ветра в сторону Шаболатского лимана) и данными Государственного управления экологической безопасности окружающей природной среды в Одесской области, согласно которым накануне отбора проб произошел прорыв канализационного коллектора неочищенных сточных вод в Днестровский лиман [5, 6].

Суммарно выявлено 26 штаммов, которые являются представителями 10 родов условно-патогенной микробиоты, включая грам +/- вегетативные микроорганизмы, часть из которых относятся к санитарно-показательным (E. coli). Помимо этого, выделены штаммы патогенных дрожжевых грибов рода Candida.

Выделение штаммов S.epidermidis, E. coli, E. feacalis, грибов рода Candidaможет служить косвенным показателем загрязнения лимана антропогенной микрофлорой. Причем в пробе № 1 (Шаболатский лимана) штаммы S. еpidermidis и E. coli изолированы не только из рапы, но и с пелоидов; в пробах рапы и пелоидов Будакськоголиманадифференцированно 2 видапсевдомонадP.aeruginosaиP. scissa.

Учитывая вспышки холеры в этой местности в 1992 и 1994 гг. [3], эндемический характер этой особо опасной инфекции и напряженность эпидемической ситуации с холерой в Украине в 2011 году, особое внимание уделяли изучению вибрионов. В ходе исследований выявлена группа морфологически идентичных галофильных штаммов, которые относятся к роду Vibrio, но не типированы до вида стандартными бактериологическими методами. Сравнение результатов генетического анализа, полученных при секвенировании 500 пар нуклеотидных последовательностей фрагментов 16s ррнк с библиотечной базой данных показало, что штаммы относятся к роду Vibrio и имеют 100 % гомологию с АТСС штаммами V. diazotrophicus. В настоящее время V. diazotrophicus отнесен к непатогенным вибрионам, что, вероятно, связано с недостаточным уровнем лабораторной диагностики при эпизодических случаях гастроентероколитов неизвестной этиологии. По нашему мнению, нуждается в дополнительном изучении экология и таксономичное положение изолированных штаммов V. diazotrophicus из разных источников. Следует отметить, что это первое выявление V. diazotrophicus в Украине, что свидетельствует о необходимости его депонирования.

Также были просеквенированы нуклеотидные последовательности фрагментов 16s рРНК штаммов, выявленных в повторных пробах, которые не идентифицировались классическими методами. Сиквенс анализ генов 16s рРНК показал высокую гомологию (98,81—99,05 %) с типичным штаммом Methylbacterium aminovorans (ATSS=51358).

До последнего времени этот микроорганизм рассматривался как сапрофит, изучался как утилизатор метанола, стимулятор роста растений, продуцент определенных цитокининов и фитогормонов. Установлена высокая способность Methylbacterium к образованию биопленок. В последние годы появились сообщения о выделении Methylbacterium, как возбудителя оппортунистических инфекций, из ротовой полости и крови человека.

В результате исследования содержания СОЗ установлено следующее.

Анализ хлорорганических пестицидов (ХОП) свидетельствует о свежем поступлении в лиман ДДТ, концентрации которого в пробах донных отложений превышают зарубежные нормативы, и аккумуляции линдана и α-ГХЦГа в лечебных грязях в результате седиментации.

Несмотря на то, что по суммарной концентрации ПХБ рапа лимана умеренно загрязнена, а в донных отложениях эти загрязнители не превышают нормативные уровни, наличие в рапе лимана ПХБ № 118,101 позволяет судить о «старом» источнике загрязнения лимана, а донные отложения лимана рассматривать как источник вторичного загрязнения рапы ПХБ.

Результаты анализа 16 ПАУ показали, что идёт постепенная аккумуляция загрязнения в пелоидах лимана в результате седиментации. Содержание бенз(а)пирена в пелоидах за период исследований (март, апрель, июль, сентябрь 2011 г.) возрастает, тогда как содержание этого СОЗ в эти же месяцы в рапе уменьшается, однако не по прямой зависимости. Пелоиды по суммарной концентрации ПАУ легко загрязнены. Вместе с тем, полученные данные свидетельствуют о персистирующем характере антропогенного влияния на исследованную акваторию Шаболатского (Будакского) лимана, вероятным источником которого являются как низко-, так и высокотемпературные (пиролитические) процессы.

Проведенные исследования позволили разработать регламент эколого-гигиенического мониторинга лимана как водного лечебного объекта [7], на который нами получено свидетельство о регистрации авторского права [8]. Он состоит из последовательных и взаимосвя­занных этапов: информационно-поискового, экспериментально-исследовательского и аналитически — рекомендационного.

На первом этапе выполняется информационный поиск по данным литературы и отчетности санитарно - эпидемиологической службы, экологической инспекции, определения микроклиматической и физико-географической характеристик, результатом чего является предварительный вывод относительно источника загрязнения. На этом этапе разрабатывается программа исследований и перечень контролируемых показателей. На экспериментально-исследовательском этапе определяются основные физико-химические, санитарно-химические и санитарно-микробиологические параметры, а при их несоответствии существующим нормативам или недостаточной чувствительности методик принимается решение относительно определения дополнительных показателей загрязнения (СОЗ, условно-патогенная и патогенная микрофлора). Аналитически-рекомендационный этап предусматривает анализ результатов исследований, окончательный вывод относительно источника загрязнения, который основывается на данных первого и второго этапов. Завершается мониторинг разработкой рекомендаций относительно устранения источника загрязнения.

ВЫВОД

1. Рапа и пелоиды (ценные природные лечебные ресурсы) Шаболатского (Будакского) лимана, как поверхностного лечебного водного объекта, подвержены антропогенному воздействию, что свидетельствует о необходимости проведения систематического эколого - гигиенического мониторинга по микробиологическим и химическим показателям, в том числе условно-патогенной и патогенной микрофлоры и стойких органических загрязнителей.
2. Следует считать необходимым развитие нового научного направления «Рекреационная экогигиена» на стыке гигиены окружающей среды, экологии, курортологии и других наук, в основе которого должны находится изучение источников и уровней антропогенного загрязнения курортных ресурсов и на основе этого разработка и внедрение системы мониторинга загрязнения курортной среды.

Список литературы:

1. Воля Е.Г. Влияние некоторых антропогенных факторов на экосистему Шаболатского лимана // Тез. докл. III Межд. науч. - практ. конф. "Экологические проблемы городов, рекреационных зон и природоохранных территорий". — Одесса, 2000. — С. 52—56.
2. Закон України "Про курорти" від 05.10. 2000 р. № 2026 − III.
3. Засыпка Л.И., Кильдышова А.Н., Харина Л.А. Санитарно-эпидемиологическая оценка состояния морских рекреационных территорий области и необходимые оздоровительные мероприятия // «Экология городов и рекреационных зон» Мат-лы межд. научн. — практ. конф. 25 — 26 июня 1998 г. — Одеса: Астропринт, 1998. — С. 57—62.
4. Лечебные грязи (пелоиды) Украины. Под общей редакцией чл.-корр. АМН Украины М.В. Лободы, К.Д. Бабова, Т.А. Золотаревой, Е.М. Никипеловой. К.: «Куприянова», 2006. — 320 с.
5. Мокиенко А.В., Никипелова Е.М., Солодова Л.Б. Регламент эколого — гигиенического мониторинга Шаболатского (Будакского) лимана: от анализа ситуации до идентификации источника загрязнения // Зб. мат — лів міжнар. наук. — практ. — конф. «Екологічні проблеми Чорного моря». — Одеса. — 2011. — С. 26—30.
6. Мокиенко А.В., Никипелова Е.М., Солодова Л.Б. Комплексное поэтапное исследование лимана как основа регламента эколого- гигиенического мониторинга // Медицинская реабилитация, курортология, физиотерапия. — 2012. — № 1. — С. 53—57.
7. Мокієнко А.В., Нікіпелова О.М., Колоденко В.О. Регламент еколого - гігієнічного моніторингу водних об’єктів, що віднесені до категорії лікувальних // Інформаційний лист про нововведення в системі охорони здоров’я. — Укрмедпатентінформ. — № 232 — 2011. — 3 с.
8. Мокієнко А.В., Нікіпелова О.М., Ніколенко С.І. Регламент еколого - гігієнічного моніторингу водних об’єктів, що віднесені до категорії лікувальних // Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 43085. — Державна служба інтелектуальної власності України. — Дата реєстрації 06.04.2012.
9. Никипелова Е.М., Бабов К.Д., Горбач Л.П. Современное состояние грязевого месторождения Будакского лимана // Управление и охрана побережий Северо — Западного Причерноморья : Тез. Межд. конф. — Одесса, 1996. — С. 152.
10. Нікіпелова О.М., Солодова Л. Б. Посібник з методів контролю пелоїдів та препаратів на їх основі. Ч.1. Фізико-хімічні дослідження // Українська видавнича спілка ім. Юрія Липи, 2008. — 100 с.
11. Нікіпелова О.М., Філіпенко Т.Г., Солодова Л.Б. Посібник з методів контролю природних мінеральних вод, штучно-мінералізованих вод та напоїв на їх основі. Ч.1.Фізико-хімічні дослідження // Одеса: спеціалізоване вид-во „ЮНЕСКО-СОЦІО”, 2002. — 96 с.
12. Ніколенко С.І., Глуховська С.М., Ковальова І.П. Посібник з методів контролю лікувальних грязей, ропи та препаратів на їх основі. Ч.2. Мікробіологічні дослідження // Одеса: 2010. — 86 с.
13. Постанова КМ України від 11 грудня 1996 р. № 1499 «Про затвердження переліку водних об’єктів, що відносяться до категорії лікувальних».
14. Шибанов С.Е. Охорона курортів Криму від антропогенного забруднення // Сучасні проблеми гігієни та медичної екології України. — К., 2001. — С. 33—34.
15. Шибанов С.Э. Эколого-гигиеническое регламентирование антропогенного загрязнения курортно-рекреационных ресурсов // Автореф. дисс. докт. мед.наук. Киев. − 1993. — 36 с.
16. Шибанов С.Э. Эколого-гигиеническая оценка антропогенного загрязнения курортно-рекреационных ресурсов Крыма // Вестник физиотерапии и курортологии. — 1997. — № 3. — С. 29—31.
17. ASTM D5175-91 (2003) Standard Test Method for Organohalide Pesticides and Polychlorinated Biphenyls in Water by Microextraction and Gas Chromatography.
18. ISO 28540:2011 Качество воды. Определение 16 полициклических ароматических углеводородов (РАН) в воде. Метод с использованием газовой хроматографии с масс-спектрометрическим обнаружением.