Cайт Клименко Елены

УДК: 577.4+574.2+574-24

Физическое развитие подростков, проживающих в разных экологических и социально-экономических условиях.

Клименко Е. А.

Калужский государственный педагогический университет им. К. Э. Циолковского.

По мнению ряда авторов современные экологические и социально-экономические условия проживания являются основными причинами ухудшения здоровья населения. А состояние здоровья, как «трудно восполнимый ресурс превратилось в лимитирующий фактор социально-экономического развития» [Гичев Ю. П., 2002]. Особую опасность представляет широкомасштабное загрязнение окружающей среды. Наиболее чувствителен к неблагоприятным воздействиям окружающей среды организм детей и подростков. У подростков происходят глубокие возрастные нейрогуморальные перестройки, которые часто вызывают различные функциональные нарушения или расстройства. Это в значительной степени снижает устойчивость и адаптационные возможности растущего организма. Ведущим критерием состояния здоровья растущего организма является физическое развитие, уровень которого тесно связан с экологическими и социально-экономическими условиями жизни.

Целью настоящего исследования является оценка воздействия различных факторов окружающей среды на показатели физического развития и состояние функциональных систем организма подростков

Нами проведено обобщение многолетних результатов исследований, выполненных ООО «Экоаналитика» и использованных для формирования сводного тома предельно-допустимых выбросов (ПДВ) г. Калуги. Обобщенные результаты были  обработаны с помощью программы MapInfo. С помощью этой программы подготовлены картографические материалы с привязкой к местам постоянного проживания подростков.

Также была проведена эколого-токсикологическая оценка загрязнения почв тяжелыми металлами, которая включала в себя отбор проб (1500 образцов), пробоподготовку, исследование валового содержания тяжелых металлов, обработку геохимической информации, построение электронных карт суммарного загрязнения почв г. Калуги. Для построения карты суммарного загрязнения мы использовали суммарный показатель загрязнения (СПЗ) или Z_c., который равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов-загрязнителей K_ci и K_c.

Для определения содержания тяжелых металлов в волосах подростков, сбор волос осуществляли с согласия родителей и в присутствии медперсонала школ. Волосы у подростков состригали в области затылочной части головы возле корней пластмассовыми ножницами. Длина волос составляла 2-5 см, а вес – до 5 г. Исследование содержания тяжелых металлов в волосах проводили на атомно-абсорбционном спектрометре «Квант» с пламенным атомизатором после предварительной пробоподготовки.

Нами обследованы 1258 учащихся 7-11 классов общеобразовательных школ города Калуги. Был изучен уровень физического развития школьников, проведена оценка уровня физического развития и функционального состояния организма подростков в зависимости от комплекса социально-экономических, гигиенических и экологических факторов.

При изучении индивидуального физического развития подростков мы использовали методы измерения морфологических показателей (соматометрия) и функциональных показателей (физиометрия). При этом оценивали степень гармоничности физического развития (гармоничное, дисгармоничное, резко дисгармоничное), определяли соматотип (мезосоматический, макросоматический, микросоматический) и соотношение массы и длины тела (нормотрофия, дефицит массы тела, избыток массы тела).

Уровень здоровья определяли, переводя количественные показатели функционирования наиболее важных жизнеобеспечивающих систем в баллы. Для объективного контроля за состоянием физиологических систем человеческого организма с учётом возрастных особенностей подростков был разработан паспорт уровня здоровья.

Изучение социально-гигиенических факторов было проведено опросно-анкетным методом.

Полученные данные подвергали статистическому анализу. Вычисления значений средней арифметической (х), дисперсии, σ², среднего квадратического отклонения (σ), ошибки средней арифметической (mх), коэффициента корреляции (r), а также математические расчёты построения графиков осуществляли на персональных ЭВМ в интегрированной системе математических расчётов MathCAD и Microsoft Excel.    

Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента (Лакин, 1990). При оценке результатов статистически достоверным принимали уровень различий при р<0,05.

На основании полученных данных составлены карты суммарного загрязнения почв. Анализ этих карт позволил выделить пять участков  с чрезвычайно опасным загрязнением, которые приурочены к территориям промышленных предприятий. Результаты всех анализов были введены в компьютер и с учетом значений ПДК для валовых содержаний рассчитаны коэффициенты опасного загрязнения.

Все обследованные нами подростки были распределены в группы в зависимости от величины показателей суммарного загрязнения почв на территории проживания. Было выделено 3 группы школьников.

1 группа – школьники, проживающие, на территориях с допустимым уровнем загрязнения почв (Z_c менее 16).

2 группа – школьники, проживающие, на территориях с умеренно опасным уровнем загрязнения почв (Z_c 16-32).

3 группа – школьники, проживающие, на территориях с опасным уровнем загрязнения почв (Z_c 32-128).

По мере увеличения уровня загрязнения почв тяжелыми металлами, сокращается число подростков с гармоничным развитием:  девочек с 49,1% до 39,1%, мальчиков с 71,8% до 57,1%. При этом значительно увеличивается число подростков с резко дисгармоничным развитием:  девочек с 23,9% до 30,2%, мальчиков с 8,7% до 25,3% . Увеличение уровня загрязненности почв тяжелыми металлами сопровождается снижением числа девочек с мезосоматическим соматотипом (с 65,4% до 59%), а число девочек с макросоматическим и микросоматическим соматотипами увеличивается с 8,2% до 13,9% и с 26,4% до 27,1% соответственно. Однако среди девочек  3 группы (проживающих на территории с опасным уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами)  мезосоматический соматотип встречается значительно чаще (до 70,2 %),  на фоне снижения макросоматического и микросоматического соматотипов: до 6,7% и 23,1% соответственно. Аналогичная, но более выраженная  картина наблюдается и у мальчиков. Увеличение уровня загрязненности почвы сопровождается увеличением числа подростков со средним, низким и очень низким показателем здоровья, что свидетельствует о неблагоприятном влиянии загрязнения почв территорий проживания на состояние здоровья .

Таким образом, умеренно опасный и опасный уровень загрязнения почв тяжелыми металлами активизируют процессы акселерации, проявляющиеся в усилении роста, активизации адаптационных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем. На фоне опасного уровня загрязнения почв тяжелыми металлами наблюдается увеличение дисгармоничности физического развития, увеличение числа подростков с низким уровнем здоровья.  Представленные выше результаты свидетельствуют о наличии техногенного парадокса, который проявляется в стимулирующем влиянии загрязненной окружающей среды на антропометрические показатели подростков.

В зависимости от содержания свинца в приземном слое атмосферы в  районе проживания обследуемые подростки были разделены на 5 групп.

1 группа – подростки, проживающие на территории с уровнем содержания свинца в атмосфере 0,5 и менее ПДК (12,6 % обследованных мальчиков и 16, 3 % обследованных девочек).

2 группа – подростки, проживающие на территории с уровнем содержания свинца в атмосфере 1,0 ПДК. В данной группе насчитывается 11,1 % мальчиков и 15,5 % девочек.

3 группа – подростки, проживающие на территории с уровнем содержания свинца в атмосфере 2,0 ПДК (8,9 % мальчиков и 12,6 % девочек).

4 группа – подростки, проживающие на территории с уровнем содержания свинца в атмосфере  4,0 ПДК (5 % мальчиков и 6,8 % девочек).

5 группа – подростки, проживающие на территории с уровнем содержания свинца в атмосфере 6,0 ПДК. (5,4 % мальчиков и 5,8 % девочек).

По мере увеличения содержания свинца в атмосфере сокращается количество подростков с высоким и очень высоким уровнем здоровья, а число подростков со средним, низким и очень низким уровнем здоровья возрастает. Повышение концентрации свинца в атмосфере сопровождается увеличением числа подростков с дисгармоничным развитием (до 23,4 % у мальчиков и 48,5 % у девочек) и резко дисгармоничным развитием (до 15,4 % у мальчиков и 33,7 % у девочек).

Проведенные нами исследования выявили зависимость между загрязнением почвы и атмосферы тяжелыми металлами и антропометрическими данными подростков. Анализ содержания тяжелых металлов в волосах подростков показал присутствие всех тяжелых металлов, характерных для почв города и городской атмосферы (табл. 1).Установлено, что в волосах мальчиков никеля, цинка, марганца, ртути и мышьяка содержится больше, чем в волосах девочек. Волосы девочек отличаются повышенным содержанием железа.

Таблица 1

Содержание металлов в волосах подростков г. Калуги (мг/кг)

Сравнение полученных нами результатов с аналогичными результатами других авторов [Плахова Л. В., 2001, Серпов В. Ю., 2001], показало, что содержание тяжелых металлов в волосах калужских подростков выше, например, меди – примерно в 2 раза, марганца – в 4-6 раз. Особенно значителен недостаток железа, содержание которого в волосах калужских школьников в 2-4 раза ниже, чем у подростков из других регионов.

Анализ содержания тяжелых металлов в волосах калужских подростков 13-15 лет показал, что с возрастом происходит изменение их содержания. Причем с возрастом увеличивается и разница в концентрации тяжёлых металлов в волосах подростков различного пола в сторону увеличения содержания их у мальчиков.

Дальнейшие исследования антропометрических и физиометрических показателей подростков показали, что гармоничность их развития также может быть связана с присутствием тяжелых металлов в окружающей среде, индикатором которых являются волосы. У подростков с повышенным содержанием комплекса тяжелых металлов в волосах наблюдается дисгармоничное развитие, по сравнению с детьми, с более низким содержанием комплекса тяжелых металлов.

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют о наличии зависимости между здоровьем окружающей среды и уровнем здоровья подростков.

Отмечено наличие полового диморфизма в реакции организма подростка на воздействие социально-экономических факторов. Девочки наиболее подвержены влиянию дохода и состава семьи, мальчики – количеству детей в семье. Девочки, воспитывающиеся в неполной семье папой и в семьях родителей со средним специальным образованием, имеют более крупные размеры тела. Мальчики из многодетных семей и из неполных семей с мамой, имеют размеры тела меньшие, чем их сверстники.

Нами показано, что большинство подростков из различных социальных групп, проживают в примерно одинаковых экологических условиях относительно значения коэффициента флюктуирующей асимметрии, загрязнения территории тяжелыми металлами и загрязнения атмосферы.

Для выявления особенностей изменения уровня здоровья в зависимости от социальных факторов и загрязнения территорий проживания нами были выделены 3 социальные группы подростков.

Первая группа – высокий социальный статус. В эту группу вошли  подростки, проживающие в наиболее благоприятных социально-экономических условиях: полная семья, наличие 1-2-х детей в семье, высокий уровень дохода на одного члена семьи, высшее образование родителей.

Вторая группа – средний социальный статус. В эту группу вошли  подростки из неполных и многодетных семей, семей со средним уровнем дохода, в которых один или оба родителя имеют среднее специальное образование.

Третья группа – низкий социальный статус. К этой группе отнесены подростки из неполных и многодетных семей, семей с низким уровнем дохода,  в которых родители имеют среднее незаконченное среднее образование.

Исследования показали, что загрязнение почвы и приземного слоя атмосферы тяжелыми металлами резко снижает уровень здоровья детей различного социального статуса. В то же время, даже при выраженном загрязнении окружающей среды высокий социальный статус дает подростку лучшие возможности для адаптации и сохранения более высокого уровня здоровья.

Для комплексной оценки влияния экологических факторов на состояние здоровья подростков различных социальных групп, территория их проживания была нами ранжирована по уровню загрязненности окружающей среды . Установлено снижение уровня здоровья подростков различного социального статуса, проживающих на территориях с повышенным и критическим уровнем загрязнения. Наибольшее влияние на здоровье подростков оказывает критический уровень загрязнения окружающей среды.

Приведённые выше данные свидетельствуют о комплексном влиянии экологических и социально-экономических факторов на уровень здоровья подростков. При этом следует отметить, что проживание в семьях с высоким социальным статусом снижает неблагоприятные последствия воздействий загрязнения окружающей среды на уровень здоровья подростков. Низкий социальный статус семей, наоборот, усугубляет неблагоприятные воздействия загрязнения среды на уровень здоровья.

Таким образом, обобщение данных эколого-токсикологического исследования территории проживания подростков позволило провести её районирование по уровню загрязнения почв (допустимый, умеренно опасный и опасный), приземного слоя атмосферы (0,5 и менее ПДК, 1,0 ПДК, 4,0 ПДК, 6,0 ПДК,), уровню комплексного загрязнения окружающей среды (низкий, повышенный, критический). По мере увеличения суммарного загрязнения почвы тяжелыми металлами и загрязнения свинцом приземного слоя атмосферы наблюдается негативные изменения антропометрических и физиометрических показателей подростков, гармоничности развития и уровня здоровья. В умеренно загрязнённой окружающей среде наблюдается увеличение значений анропометрических и некоторых физиометрических показателей подростков. В сильно загрязненной окружающей среде антропометрические и физиометрические показатели подростков резко ухудшаются. Выявлена взаимосвязь между загрязнением почвы и атмосферы тяжелыми металлами и химическим составом волос подростков. Установлено, что в волосах мальчиков никеля, цинка, марганца, ртути и мышьяка содержится больше, чем в волосах девочек. С возрастом у мальчиков в большей степени, чем у девочек, наблюдается увеличение концентрации тяжелых металлов в волосах. Установлены различия в физическом развитии подростков, проживающих на территориях с повышенным и критическим уровнем загрязнения окружающей среды в зависимости от социально-экономических условий. Проживание в семьях с более высоким социальным статусом способствует снижению неблагоприятных последствий воздействия загрязнения окружающей среды на уровень здоровья подростков.