Элементный состав волос населения Северного Казахстана как индикатор эколого – геохимических обстановок

Цель работы: оценка уровней накопления химических элементов в волосах жителей Северного Казахстана. В работе проанализировано 33 пробы волос методом ICP-MS.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13

Глава 1 Геоэкологическая характеристика Северного Казахстана ………………. 15

1.1 Географическое положение …………………………………………………………………. 15

1.2 Ландшафт и почвы ……………………………………………………………………………… 15

1.3 Гидрология …………………………………………………………………………………………. 19

1.3.1 Поверхностные воды ……………………………………………………………………….. 19

1.3.2 Подземные воды ………………………………………………………………………………. 21

1.4 Радиоэкологическая обстановка Северного Казахстана ……………………….. 22

Глава 2 Методика исследования ……………………………………………………………….. 26

2.1 Отбор проб и пробоподготовка ……………………………………………………………. 26

2.2 Методика обработки результатов…………………………………………………………. 27

Глава 3 Эколого-геохимическое состояние территории по показателям
накопления элементов в волосах населения Северного Казахстана ……………. 29

3.1 Эколого-геохимические параметры …………………………………………………….. 29

3.2 Эколого-геохимическое районирование ………………………………………………. 43

Глава 4 Выявление особенностей экологической обстановки территории с
применением метода центилей …………………………………………………………………. 50

Глава 5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение…………………………………………………………………………………… 59

5.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………….. 59

5.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 66

5.3 Планирование управления научно-техническим проектом …………………… 67

5.4 Бюджет научного исследования …………………………………………………………… 71

5.5 Организационная структура проекта …………………………………………………… 77
5.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности……………………………………………. 78

Глава 6 Социальная ответственность ………………………………………………………… 86

6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 86

6.2 Производственная безопасность………………………………………………………….. 87

6.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………….. 88

6.4 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 94

6.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………….. 95

Заключение………………………………………………………………………………………………. 97

Список использованных источников …………………………………………………………. 99

Приложение А………………………………………………………………………………………… 106

Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 116

Приложение В ………………………………………………………………………………………… 123

Северный Казахстан – это центр развития многих направлений, в
частности ТЭК, горнодобывающей промышленности, нефтепереработки и
машиностроения, АПК и пищевой промышленности, кроме того тут
производят ферросплавы и алюминий. В ходе написания выпускной
магистерской диссертации была проведена оценка уровней накопления
химических элементов в волосах жителей Северного Казахстана и выявлена
специфика в их распределении в зависимости от природных и техногенных
факторов.
В данной работе были проанализированы 33 пробы волос жителей
Акмолинской и Северо-Казахстанской областей с использованием метода
ICP-MS. Методом ICP-MS в волосах выявлено 73 химических элемента.
Полученные данные были проанализированы и обработаны в программах
«Statistica 6.0» и «Excel», были построены моноэлементные карты схемы в
программе «Surfer». Исходя из результатов анализа, можно сделать вывод, что
в волосах жителей Северного Казахстана нормальному закону распределения
соответствуют следующий перечень элементов: P, S, Cl, Sc, Ga, Ge, Se, Br,
Mo, Ru, Te, Cs, Sm, Eu, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Ta, Re, Ir, Pt, Tl. Большинство
химических элементов имеют сильно и крайне неоднородное распределение.
Анализ геохимических рядов ассоциации показал, что во всех
населенных пунктах встречается элемент Nb, также практически во всех
пробах встречается вольфрам, индий, иридий К.к ≥ 1.
Республика Казахстан – территория с напряженной
радиоэкологической обстановкой. Крупные урановые месторождения
находятся в Северо-Казахстанской и Акмолинской областях. Северо-
Казахстанская урановорудная провинция занимает северную часть Кокшетау-
Северо-Тянь-Шаньского ураноносного пояса и включает в себя более
пятидесяти урановых месторождений. В волосах жителей содержание урана
превышает норму во много раз, по литературным данным содержание урана
составляет 0,000013 мг/кг, наименьшее содержание урана в волосах жителей
Северного Казахстана наблюдается в Нур-Султане – 0,07 мг/кг.
Центильный метод показал высокие значения центильных интервалов
содержания Na, Ca, Co, Zn и Se. Значения Cr находятся в пределах нормы.
Для Fe отмечен низкий уровень в волосах по сравнению с референтными
значениями.

1 Байшоланова С.С. Агроклиматические ресурсы Северо-Казахстанской
области: научно-прикладной справочник / Под ред. С.С. Байшоланова –
Астана, 2017. – 125 с.
2 Бейсембаева В.А. Проблема качества воды реки Иртыш в пределах
Казахстана / М.А. Бейсембаева, В.А. Земцов, К.У. Базарбеков, О.Б. Мазбаев //
Современные проблемы географии и геологии: матер. III Международной
научно-практической конференции с элементами школы-семинара для
студентов, аспирантов и молодых ученых / под ред. Н.С. Евсеевой. – Томск,
2014. – С. 513-518
3 Белецкая Н.П. Некоторые особенности химического состава питьевых вод
Северо-Казахстанской области / Н.П. Белецкая, А.В. Пузанов, И.Н.
Лиходумов и др. // Мир науки, культуры, образования. №2 (14), 2009. С. 13-
17.
4 Ведь И.П. Климатический атлас Крыма. – Симферополь: Крымучпедгиз
2003. – 100 с.
5 Вилесов Е.Н. Физическая география Казахстана / Е.Н. Вилесов, А.А.
Науменко, Л.К. Веселова, Б.Ж. Аубекеров; под общ. ред. А.А. Науменко:
Учебное пособие. – Алматы: Казак университет, 2009. – 362 с.
6 Гидрогеология СССР. Том XXXIII. Северный Казахстан. Редактор тома.
П.М.Фролов. Издательство «Недра», Москва, 1966. 364 с.
7ГоргошидзеБ.Е.,ХарисчаришвилиИ.З.Вопросымедицинской
элементологии и значение определения микроэлементов в биосубстратах для
диагностики и профилактики заболеваний репродуктивной системы //
Экспериментальная и клиническая медицина. – 2006. – №6(31). – С. 6063.
8Грабеклис,А.Р.Изменениявэлементномсоставеволоспри
производственном контакте с токсичными металлами / А.Р. Грабеклис [и др.]
// Акт. пробл. трансп. медицины. – 2010. – № 4. С. 124–131.
9 Гришанков Г.Е., Позаченюк Е.А., Бабенко Т.В. Локальные антропогенные
очагизагрязнениякакосноваглобальногоэкологическогокризиса.
Симферополь: Таврия, 1990. – 234 с.
10 Джаналиева Г.М. Физическая география Казахстана. – Алматы, 1998. – 95
с.
11 Дурасов А. М., Тазабеков Т. Т. Почвы Казахстана. – Алма-Ата: Кайнар,
1981. –152 с.
12 Жусупбекова М.К., Сейлханов А.А. Экологические проблемы и здоровье
человека // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 1-3. – С. 447-
449.
13 Иванников А.В., Шрамко Н.В., Мукажанов К.М. Земледелие Северного
Казахстана. Учебное пособие под ред. доц. Иванникова А.В.- Астана:
издательство Аграрного университета, 2004. – 296 с.
14 Калинина, А.В. Растительный покров Северного Казахстана и его
использование для пастбищ и сенокосов / А.В. Калинина // Природное
районирование Северного Казахстана. – М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1960. С.
101-135.
15 Кенжебеков Н.Д.Экология город: проблемы и ограничения развития / Н.
Д. Кенжебеков, А. К. Жуспекова, Г. К. Замбинова // Актулаьные проблемы
экономики: Научный экономический журнал. – 2016. – № 7. – С. 249-255.
16 Копылова О. В., Бегенова М. Е. Оценка экологической ситуации в Северо-
Казахстанскойобласти:проблемыиперспективы//Инновационная
экономика: перспективы развития и совершенствования. – 2018. – №. 1 (27).
17 Кист А.А. Феноменология биогеохимии бионеорганической химии. –
Ташкент: ФАН, 1987. – 236 с.
18 Луковникова Л.В. и др. Оценка коллективного и персонифицированного
риска здоровью лиц, подверженных химическому воздействию. Medline.Ru
Том 19, Экспериментальная Токсикология, 4 Июня 2018. С. 431-442.
19 Мустафаев Ж.С., Рябцев А.Д., Адилбектеги Г.А. Методологические
основы оценки устойчивости и стабильности ландшафтов. – Тараз, 2007. –
218 с.
20 Мухаметжанов З.Т. Современное состояние проблемы загрязнения
окружающей среды – Гигиена труда и медицинская экология. 2017. С. 11-20.
21 Немодрук А.А Аналитическая химия мышьяка. – М.:Наука., 1976. 244 с.
22 Нотова С.В. Необходимость учета региональных особенностей в
моделировании процессов межэлементных взаимодействий в организме
человека / С.В. Нотова, С.А. Мирошников, И.П. Болодурина, Е.В. Дидикина //
Вестник ОГУ. – 2006. – №2 (Биоэлементология). – С. 59–63.
23ОхранаокружающейсредыСеверо-Казахстанскойобласти/
Статистический сборник / на казахском и русском языках. – Петропавловск,
2017. – 54 с.
24 Петров Н.Н., Берикболов Б.Р. Аубакиров Х.Б.Урановые месторождения
Казахстана. Алматы, 2008 г. -317 с.
25 Скальный, А.В. Эколого-физиологическое обоснование эффективности
использования макро – и микроэлементов при нарушениях гомеостаза у
обследуемых из различных климатогеографических регионов: дисс. … докт.
мед. наук/ А.В. Скальный – М., 2000. – 352 с.
26СкальныйА.В.Установлениеграницдопустимогосодержания
химических элементов в волосах детей с применением центильных шкал /
А.В. Скальный. // Вестник СПб ГМА им. И. И. Мечникова, 2002. – № 1–2. –
С. 62–65.
27 Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических
элементов в волосах, полученные методом ИСП-АЭС (АНО Центр
биотической медицины) / А.В. Скальный // Микроэлементы в медицине. –
2003. – Т. 4, вып. 1. – С. 55–56.
28 Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. – М.: Оникс, 2004.
– 272 с.
29 Смоляр В.А., Мустафаев С.Т., Буров Б.В. Ресурсы подземных вод
Казахстана.– Алматы, 2012.
30СпиридоновЭ.М.ТеллуровисмутитыитетрадимитыСеверного
Казахстана / Э.М. Спиридонов, Н.Ф. Соколова, Т.Н. Чвилева, Н.Г. Шумкова //
Труды минералогического музея. Выпуск 26. Новые данные о минералах
СССР. Наука, Москва, 1977. С. 120 – 139.
31 Человек. Медико-биологические данные (Доклад рабочей группы
комитета II МКРЗ по условному человеку). М.: Медицина, 1977. 496 с.
32 Шишков И.А., Бахур А. Е. Лабораторно-методическое обеспечение
радиоэкологических исследований в республике Казахстан //геология жəне
техникалық ғылымдар сериясы. – 2013. – С. 78.
33 Юсупов Д.В. Бром в листьях тополя урбанизированных территорий:
природные и антропогенные источники поступления.
34 Язиков В.Г. Урановые ресурсы Республики Казахстан // Уран и ядерная
энергетика. -Лондон. Изучение уранового института, 1993. –С.132-1137.
35 Al-Hashimi A. Trace elements in the hair of new-born infants by INAA /
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry // Vol. 179, No. 2 (1994). P. 357
– 364.
36 Bencko V. Use of human hair as a biomarker in the assessment of exposure to
pollutants in occupational and environmental settings // Toxicology. 1995. Vol.
101. Pp. 29-39.
37 Björnberg et al. Transport of methylmercury and inorganic mercury to the fetus
and breast-fed infant. Environ Health Perspect. 2005 Oct; 113(10):1381-5.
38 Bowen N.J.M. Trace elements in biochemistry / N.J.M. Bowen. – London –
New York: Academic Press, 1966. – 241 p.
39 Bromine is an essential trace element for assembly of collagen IV sceffolds in
tissue development and architecture / S. McCall [et al.] // Cell. 2014. Vol. 157. P.
1380–1392.
40 Dale W. Jenkins, Toxic trace metals in Mammalian hair and nails // Research
and Development. 1979. P. 195.
41 Element analysis of biological materials. Current problems and techniques with
special reference to trace elements. Appendix II. Technical reports series. – № 197.
– Vienna: IAEA, 1980. – P. 351–367.
42 International Atomic Energy Agency (IAEA) (1994): Application of hair as an
indicator for trace element exposure in man. A review. NAHRES-22, IAEA,
Vienna.
43 M’Baku S. B., Parr R. M. Interlabaratory study of trace and other elements in
the IAEA powdered human hair reference material HH-1// J. Radioanalyt. Chem.
1982. Vol. 69. № 1-2. P. 171-181.
44 Milena M. Mardy, Thomas Kraemer. Large scale consumption monitoring of
benzodiazepines and z-drugs by hair analysis.
45 Mohagheghi A.H., Shanks S.T., Zigmond JA., Simmons G.L., Ward S.L.A. A
survey of uranium and thorium background levels in water, urine, and hair and
determination of uranium enrichments by ICP-MS / Journal of Radioanalytical and
Nuclear Chemistry // Vol.263, No 1 (2005) 189-195.
46 Noguchi, T., Itai, T., Kawaguchi, M., Nakahashi, S., Tanabe, S. Applicability of
Human Hair as a Bioindicator for Trace Elements Exposure / In «Interdisciplinary
Studies on Environmental Chemistry-Environmental Pollution and Ecotoxicology»
/ Eds. M. Kawaguchi et al. 2012. Pp. 73-77.
47 Pyle D. M. Mather T.A. The importance of volcanic emission for global
atmospheric mercury cycle // Atmospheric Environ. 2003. V.37. P. 5115 – 5124.
48 Qian // Radioanal. Nucl. Chem., 1996. – Vol. 212. – №1. – P. 61 – 68.
49 Ryabukhin Yu. S. Activation analysis of hair as an indicator of contamination of
man by environmental trace elements pollutants. RL/50. Vienna:IAEA. 1978. 134
p.
50 Ryabukhin Yu. S. Nuclear based methods for the analysis of trace element
pollutants in human hair //J. Radioanalyt. Chem. 1980. Vot. 60. No. 1. P. 7-30.
Нормативно-методические документы
51 ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место
при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
52 ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые
уровни напряжений прикосновения и токов.
53 ГОСТ 12.1.019-2017 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и
номенклатура видов защиты.
54 ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
55 ГОСТ 12.1.003-2014 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.
56 ГОСТ Р 53692-2009 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Этапы
технологического цикла.
57″КонституцияРоссийскойФедерации”(принятавсенародным
голосованием12.12.1993сизменениями,одобреннымивходе
общероссийского голосования 01.07.2020).
58 НПБ 105-03 Определение категорий помещений, зданий и наружных
установок по взрывопожарной и пожарной опасности. Москва. 2003.
59 Пат. 2256401 Российская Федерация, МПК7 A61B5/103, A61B5/00. Способ
оценки состояния здоровья детей 1 группы здоровья / Транковская Л.В. [и
др.]; заявитель и патентообладатель Владивостокский гос. мед. университет.
№ 2003122300/14, заявл. 16.07.2003; опубл. 10.01.2005.
60 Расчѐт искусственного освещения. Методические указания к выполнению
индивидуальных заданий для студентов дневного и заочного обучения всех
направлений и специальностей ТПУ. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. – 20 с.
61 СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений.
62СП52.13330.2016Естественноеиискусственноеосвещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
63 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (с
изменениями на 27 декабря 2018 года).
64 Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от
24.04.2020).
65 Федеральный закон от 28.12.2013 N 426-ФЗ (ред. от 01.01.2020) “О
специальной оценке условий труда”.
66 Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ (ред. от 08.12.2020) “Об охране
атмосферного воздуха”.
Интернет ресурсы
67МинеральныеводыКазахстана.–URL:
https://info.geology.gov.kz/ru/informatsiya/spravochnik-mestorozhdenij-
kazakhstana/podzemnye-vody/category/mineral-water(датаобращения
20.04.2021). – Режим доступа: свободный. – Текст: электронный.
68 Общая биология. – URL: https://bio.1sept.ru/article.php?ID=200801206 (дата
обращения: 20.03.2021). – Режим доступа: свободный. – Текст: электронный.
69 Общая информация о геологии Казахстана. URL: https://nedra.kz/pi/pv
(дата обращения 20.04.2021). – Режим доступа: свободный. – Текст:
электронный.
70 Северный Казахстан. – URL: https://www.ritmeurasia.org/news–2016-02-11–
ottok-naselenija-naskolko-eto-trevozhno-dlja-severnogo-kazahstana-21851(дата
обращения 10.03.2021). – Режим доступа: свободный. – Текст: электронный.
71ЦентральныйНИИэпидемиологии.URL:
https://www.cmdonline.ru/vracham/spravochnik-vracha/myshyak/(дата
обращения 20.04.2021). – Режим доступа: свободный. – Текст: электронный.
72USEPA(2001).ReferenceDoseforMethylmercury.–URL:
http://www.epa.gov/iris (дата обращения 20.04.2021). – Режим доступа:
свободный. – Текст: электронный.