Биохимические провинции и геопатогенные зоны

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЫБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АВИАЦИОННЫЙ 

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П. А. Соловьева

 

 

 

 

КАФЕДРА ХОТОС

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

по дисциплине "ЭКОЛОГИЯ"

ВАРИАНТ № 11

 

 

 

 

 

 

 

Группа: ЗТЭП1-10

Студент: Рыбаков А. Н.

__________________________

 

Преподаватель: Степанов Е. Г.

Оценка____________________

___________________________

 

 

 

 

 

 

Рыбинск, 2012

 

Тема 11

Биохимические провинции и геопатогенные  зоны

 

1 Биохимические провинции

В.И.Вернадский, а позднее  А.П.Виноградов разработали теорию биогеохимических провинций, под которыми понимают территории, характеризующиеся  повышенным или пониженным содержанием  одного или нескольких химических элементов  в почве или воде, а также в организмах животных и растений, обитающих на этой территории. На таких территориях могут наблюдаться определенные болезни, непосредственно связанные с недостатком или избытком этих элементов. Эти болезни получили название эндемических. Существуют территории, избыточно насыщенные токсическими элементами (ртутью, кадмием, таллием, ураном), и дефицитные регионы по содержанию йода, фтора, селена и других химических элементов. Почти 2/3 территории Российской Федерации характеризуются недостатком йода, около 40% - селена.

Территория земного  шара по геохимическим особенностям весьма различна. Таежно-лесная нечерноземная  зона характеризуется недостатком  кальция, фосфора, калия, кобальта, меди, йода, бора, цинка, достаточным количеством  магния и относительным избытком стронция, особенно по речным поймам. В лесостепной и степной черноземной зоне наблюдается достаточное количество кальция, кобальта, меди, марганца. Сухостепная, полупустынная и пустынная зоны отличаются повышенным содержанием сульфатов, бора, цинка. В некоторых пустынях наблюдается избыток нитратов и нитритов.

В горных зонах биогеохимический характер территорий, лежащих на разных высотах, различается. Отмечается недостаток йода, иногда кобальта, меди, а в некоторых  случаях - избыток молибдена, кобальта, меди, свинца, цинка.

В процессе эволюционного  развития организм выработал способность  к избирательному поглощению определенных химических элементов и их избирательной  концентрации в определенных тканях. Такие способности реализуются  в процессе обмена веществ с окружающей средой. Обмен осуществляется через пищевые цепи. В эти цепи включаются микроэлементы горных пород, почвы, воздуха и воды, поглощаемые растениями, входящие в состав организмов животных, которые с пищей и питьевой водой поступают в организм человека.

Существенное значение для жизни организма имеют  пороговые концентрации химических элементов, т. е. те концентрации, за пределами  которых происходит срыв регулирующих функций организма, и в результате этого возникают эндемические болезни.

Различают начальные  пороговые концентрации, от которых  начинается недостаток элементов для  организма, и верхние - от которых  начинается избыток. Следовательно, и  недостаток, и избыток могут вызвать  заболевание организма.

Кроме естественных биогеохимических районов и провинций, выделяют искусственные. Образование их обусловлено поступлением в окружающую среду неочищенных или плохо очищенных сточных вод, твердых отходов, содержащих химические вещества различных классов опасности, пестицидов, минеральных удобрений.

В искусственных биогеохимических провинциях отмечается повышение уровня заболеваемости населения, связанное  как с отдаленными последствиями  их воздействий, так и с непосредственным их воздействием на организм. Отдаленные последствия проявляются в виде врожденных уродств, аномалий развития, нарушений физического и психического развития детей. Непосредственное воздействие встречается в виде случаев острых и хронических отравлений при проведении сельскохозяйственных работ.

 

Эндемические  заболевания

Загрязнение почвы фтором за счет промышленных выбросов приводит к накоплению его в растениях, а затем к развитию флюороза у  людей, потребляющих культурные растения, выращенные на этой почве. Повышенное содержание фтора неблагоприятно влияет на функцию кроветворения, фосфорно-кальциевый обмен, нарушает функции печени, почек и т. д. Недостаток фтора в воде приводит к нарушению процессов ее самоочищения.

Ртуть, поступая в почву, изменяет ее биологические свойства — снижает аммонифицирующую и  нитрифицирующую активность. Увеличение ртути в почве населенных 
мест учащает заболевания нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов.

Накопление в почве  свинца и попадание его с продуктами питания в организм приводит к  патологическим изменениям иммунной, кроветворной, репродуктивной систем, органов внутренней секреции, аллергическим заболеваниям.

Из микроэлементов, повышенное содержание которых в почве вызывает неблагоприятное воздействие на человека, следует отметить бор, ванадий, таллий, вольфрам и др.

Среди заболеваний, связанных с естественной биогеохимической обстановкой, можно назвать эндемический зоб, обусловленный недостатком йода; анемии, связанные, как и некоторые другие болезни, с дефицитом железа; эндемическую подагру, связанную с избытком молибдена; уровскую болезнь, вызываемую совокупным дефицитом кальция, калия, натрия при избытке стронция и бария; уролитиаз (мочекаменная болезнь), развитие которого связывают с жесткостью воды, а именно с повышенным содержанием в ней кальция; врожденный вывих бедра, связанный с недостаточностью многих макро- и микроэлементов.

Эндемический зоб — болезнь  распространенная. На земном шаре ею болеют более 200 млн. человек. Особенно тяжело она протекает в горных странах, но наблюдается и на равнинах. Она  регистрируется во всех климатических поясах, на материках и островах, на побережьях морей и океанов. Практически болезнь не встречается в пустынях, полупустынях, сухих степях, на большей части лесостепей. Наиболее значительные очаги эндемического зоба расположены в Азии — по отрогам Гималаев в Индии и в Западном Китае; в Европе — в Швейцарии и в прилегающих к ней частях стран Центральной и Западной Европы, в Карпатах; в Северной Америке — в некоторых районах США; в Африке — в Эфиопии. На территории Российской Федерации эндемический зоб более часто наблюдается в лесных районах Сибири, Урала; в последние годы зарегистрировано его распространение в европейской части средней полосы России.

Уровская болезнь определена по названию реки Уров, где она была впервые выявлена, иначе именуется болезнью Кашина — Бека, по именам подробно описавших ее врачей. Это заболевание впервые обнаружено в 50-е годы XIX столетия. Болезнь проявляется в ограничении подвижности суставов, изъязвлении хрящей, ограничении роста и деформации костей. С возрастом костно-суставные изменения нарастают и приводят к резко выраженной деформации скелета, в первую очередь конечностей. Заболевание ведет к обезображиванию, к потере трудоспособности. 
Болезнь встречается в Приангарье, Прибайкалье, в Иркутской области. Отдельные случаи этого заболевания были отмечены в Японии, Китае, Монголии, Швеции. Болезнь распространена отдельными очагами, охватывая общую площадь 180 000 км2. В Забайкалье ареал заболевания ограничен на севере рекой Шилкой, на юго-востоке — Аргунью, на западе — устьем реки Онона. Это горно-таежный болотистый район с резко континентальным климатом и развитием вечной мерзлоты. Признаки уровской болезни были обнаружены на костях людей, найденных при раскопках поселений различного возраста: эпохи позднего неолита, эпохи бронзы и в погребениях VIII — X вв.

Относительно происхождения болезни  существуют различные точки зрения. Однако большинство исследователей считают, что ее причины — геохимические: недостаток в почвах и водах кальция (может быть, также калия и натрия) и избыток содержания стронция и бария.

В Армении обнаружены биогеохимические провинции с высоким содержанием  молибдена и недостатком меди в природных объектах окружающей среды. У населения этих провинций  выявляется специфическая патология, связанная с нарушением пуринового обмена, названная молибденовой подагрой.

Врожденный вывих бедра отмечается в Италии (долина реки По), во Франции, Болгарии (близ города Плевен). В нашей  стране — на территории Ямало-Ненецкого, частично Ханты-Мансийского автономных округов, в долине реки Таз и в верховьях рек Пура, Турухан и Вах. В этих районах наблюдается выраженная недостаточность многих макро- и микроэлементов.

Анемии большей частью связаны  с дефицитом во внешней среде  элементов, участвующих в образовании  красных кровяных телец. Свыше 10 микроэлементов принимают участие в этом процессе. Но особенно важны железо, кобальт, медь, марганец, никель и цинк. Каждый из этих элементов дополняет другие, действуя на разных этапах кроветворения. Так, марганец влияет на созревание эритроцитов; медь участвует в синтезе гемоглобина; кобальт и никель способствуют утилизации резервного железа и образованию ретикулоцитов (молодых эритроцитов). Очаги анемии распространены в Индии, на Шри-Ланке, Филиппинах, в Малайзии, Финляндии, Ирландии, в южных штатах США среди негров, в Таджикистане. 
Злокачественные заболевания. Различия в условиях, способствующих развитию злокачественных опухолей разных локализаций, многообразие возможных причин развития этого патологического процесса требуют применения многоаспектного анализа. Однако имеются факты, свидетельствующие о геохимических причинах. Так, в частности, специалисты обнаружили, что в 
области повышение заболеваемости раком желудка совпадает с выходом тектонических структур, к которым приурочены глубинные и поверхностные воды своеобразной минерализации. Анализ показал, что их химический состав включает уран, титан, цирконий, цинк, медь, свинец, хром, бериллий. Специалисты отмечают, что если каждый из этих элементов способствует заболеванию раком желудка, то их совокупность, несомненно, весьма опасна. 
Известно, что в среде обитания человека циркулирует свыше 10 тыс. химических соединений и в течение суток они могут попадать в организм человека разными путями в количестве до 3 г.

 

Борьба с эндемическими заболеваниями

В пределах биогеохимической провинции различают 2 вида концентрации организмами химических элементов: групповой, когда все виды растений в данной провинции в той или иной степени накапливают определённый химический элемент, и селективный, когда имеются определённые организмы-концентраторы того или иного химического элемента вне зависимости от уровня содержания этого элемента в среде. Известны различные виды растений, которые в биогеохимической провинции концентрируют определённые элементы и подвергаются при этом изменчивости. К ним относятся специфическая галмейная флора (концентрирующая Zn), известковая, селеновая, галофитная, серпентинитовая флора и многие другие.

В зависимости от конституционных  свойств данного вида организма  и особенно при длительном изолированном существовании его в той или иной биогеохимической провинции возникает изменчивость организмов — появление физиологических рас (без видимых внешних изменений), морф, вариаций, подвидов и видов. Это сопровождается повышением содержания в организмах соответствующих химических элементов — Cu, Zn, Se, Sr и другие. Появляются также химические мутанты с изменением в ядрах клеток числа хромосом и т.п.; изменчивость может приобрести наследственный характер, особенно у микробов.

Многие редкие и рассеянные химические элементы (микроэлементы) играют значительную физиологическую роль, входя в физиологически важные органические соединения у организмов — в дыхательные пигменты, ферменты, витамины, гормоны и другие акцессорные физиологически важные вещества.

Известно более 30 химических элементов (Li, В, Be, С, N, F, Na, Mg, Al, Si, P, S Cl, K, Са, V, Mn, Cu, Zn, As, Se, Br, Mo, I, Ba, Pb, U и др.), с  которыми связано образование Б. п., эндемий и появление организмов-концентраторов.

На основе изучения химической экологии биогеохимической провинции в практику борьбы с соответствующей эндемией в Б. п. широко вошло использование химических элементов (В, Сu, Mn, Со, I и др.) в качестве удобрения или подкормки животных. На основе изучения содержания химических элементов в почвах и растениях был создан биогеохимический метод поисков полезных ископаемых. В геологическом прошлом биогеохимической провинции также играли значительную роль в отборе и изменении флоры и фауны. Реконструкция палеобиогеохимических провинций может многое объяснить в эволюции органического мира.

 

2 Геопатогенные зоны

Причины Возникновения  Геопатогенных Зон

Геопатогенные зоны представляют собой локальные геофизические аномалии в виде слабых электромагнитных полей Земли естественного происхождения, а так же техногенного происхождения (связанные с деятельностью человека).

Причины возникновения геопатогенных зон естественного происхождения:

1. Наложение узлов глобальных энергетических сеток.

Вся поверхность земного  шара покрыта сетками электромагнитных линий шириной около 10 см. Направления этих линий, подобны параллелям и меридианам, сориентированы по сторонам света и имеют форму прямоугольников. Длина стороны с севера на юг - 2 м, а с запада на восток - 2,5 м. Пересечение их образует "Зуб Дракона". Изучил эту сеть немецкий ученый Хартман, и линии названы его именем. Диагональная сеть Курри, полосы излучения которой образуют прямоугольники 5х6 м, идущие в двух направлениях по диагонали к северо-южной оси. Ромбическая сеть Виттмана с размером ячеек 16х16 м, диагональю 22,5 м в виде ромбов. Эти сетки, накладываясь друг на друга, создают сложную картину геофизических аномалий на поверхности Земли, а в точках их пересечения образуются небольшие очаги размером 15х15 см, где интенсивность излучения резко возрастает. 

2) Пересечение подземных  водных потоков.

Пересечение подземных  водных потоков с узлами и линиями  глобальной сети создает биологически активные зоны, опасные для живых  организмов.