Диссертация (Определение, оценка и оптимизация селенового статуса территории и населения Архангельской области)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В. ЛОМОНОСОВА»На правах рукописиБАХМАТОВА Юлия АлексеевнаОПРЕДЕЛЕНИЕ, ОЦЕНКА И ОПТИМИЗАЦИЯ СЕЛЕНОВОГО СТАТУСАТЕРРИТОРИИ И НАСЕЛЕНИЯ АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИСпециальность 03.02.08 – ЭкологияДиссертацияна соискание ученой степеникандидата биологических наукНаучный руководитель:доктор биологических наук,кандидат химических наук, профессорПопова Людмила ФедоровнаАрхангельск – 20171ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................... 2ГЛАВА 1.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СЕЛЕНА И ЕГО СОДЕРЖАНИЕ ВПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ И ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА ............................................ 81.1 Селен в окружающей среде ............................................................................................. 81.2 Селен в организме человека .......................................................................................... 151.3 Обеспеченность селеном организма человека и пути корректировки селеновогостатуса.................................................................................................................................... 17ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ...................................................................................

232.1 Характеристика района исследования ......................................................................... 232.2 Объекты исследования ................................................................................................... 282.3 Методики эколого-химических исследований ............................................................ 292.3.1 Полевые исследования ............................................................................................ 302.3.2 Лабораторные исследования ...................................................................................

332.3.3 Камеральные исследования .................................................................................... 362.4 Объем выполненных работ ............................................................................................ 40ГЛАВА 3. СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ... 413.1 Оценка содержания селена в природных водах на территории Архангельскойобласти .................................................................................................................................. 413.1.1 Содержание селена в водах Белого моря ...............................................................

423.1.2 Содержание селена в поверхностных водах рек и озер ....................................... 443.1.3 Содержание селена в питьевой воде ...................................................................... 483.2 Содержания селена в почвах Архангельской области ............................................... 523.3 Аккумуляция селена растениями .................................................................................. 57ГЛАВА 4. СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ И СЕЛЕНОВЫЙСТАТУС НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА АРХАНГЕЛЬСКА .................................................. 644.1 Содержание селена в основных продуктах, потребляемых населением городаАрхангельска ......................................................................................................................... 644.2 Потребление селена с пищевыми продуктами, входящими в рацион питанияжителей города Архангельска .............................................................................................

704.3 Обеспеченность селеном взрослого населения города Архангельска ...................... 74ГЛАВА 5. АГРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБОГОЩЕНИЯ СЕЛЕНОМСЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР ..................................................................... 79ИТОГИ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ .......................................................................................... 87СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................... 90ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ................................................................................................................

110ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ................................................................................................................ 1122ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования и степень ее разработанности.Высокая биологическая значимость селена и его эссенциальность для организмачеловека определяют приоритетность оценки селенового статуса территорий вбольшинстве регионов России.

Проблема дефицита селена в организме человека скаждым годом приобретает все большую актуальность, поскольку в разныхсоциальных группах у 80% населения выявляется снижение обеспеченностиселеном (Голубкина, 2002; Паршукова, 2008; Эндэнээ, 2015; Бурцева, 2017).Селен−эссенциальный(незаменимый)компонентрационапитанияинеобходимый для нормальной жизнедеятельности организма человека иживотных микроэлемент (суточная доза от 50 до 100 мкг для взрослогонаселения) (Голубкина, 2002; Тутельян и др., 2002; Громова, 2007; Зуева, 2009).Селен поступает в организм человека по пищевой цепи: из почвы врастения, из растений – в организмы животных, а они, в свою очередь, служатисточником селена для человека. Данная схема определяет уровень зависимостиобеспеченностиселеномживотныхичеловекаотгеоэкологическойхарактеристики почвы. В мире существуют биогеохимические провинцииглубокогодефицитаитоксическихконцентрациймикроэлемента(Голубкина, 2006; Тутельян, 2002; Зуева, 2009; Маймонова, 2003; Rayman, 2006,Banuelos, 2014; Jackson, 2008; Schrauzer, 2002; Ranville, 2011; Lenz, 2008).Кроме того, имеются данные внутри региональных вариаций в селеновомстатусе населения, и отмечается важность комплексного подхода к выявлениюэкологических рисков, связанных с неадекватным потреблением селена.

Для этогоучитывается как распределение микроэлемента в почве и в природных водах, таки уровни биоконцентрирования его различными видами растений (Голубкина,Папазян, 2006; Grobs, 2015; Синдеева, Голубкина, 2011).Однако, на территории Архангельской области до настоящего времени непроводилоськомплексныхисследованийпоизучениюособенностей3распределения селена в компонентах экосистем – водах, почвах, растениях иживотных, в продуктах питания и организме человека. Поэтому, системныйподход к изучению данной проблемы на территории Архангельской областиявляется актуальной как в экологии, так и в медицине (Березкина, 2011).

Данныйподходпозволит разработатьконкретныерекомендациипопроведениюцеленаправленных мероприятий по оптимизации селенового статуса территории инаселения Архангельской области.Цель и задачи исследования. Цель исследования – создать систему оценкиселенового статуса территории и населения Архангельской области дляпоследующей разработки практических рекомендации по повышению уровнясодержания селена в организме человека.Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:1) определить содержание селена в природных водах (морях, реках иозерах) Архангельской области и оценить вклад питьевой воды в обеспеченностьселеном населения города Архангельска;2) оценить содержание селена в почвах, растениях, определить селеновыйстатус почвенно-растительного покрова территории Архангельской области;3) определить содержание селена в основных продуктах питания и оценитьвклад различных групп продуктов в обеспечение селеном жителей городаАрхангельска;4) установить уровень обеспеченности селеном взрослого населения городаАрхангельска;5) экспериментально оценить агрохимический способ обогащения селеномовощных сельскохозяйственных культур, выращиваемых на приусадебныхучастках Архангельской области.Научная новизна работы.Впервые на территории Архангельской области проведены комплексныеисследования по изучению селена в природных водах и биогеохимической цепипочва – растение.4Проведено экологическое исследование системы почва – растение –животное, человек на территории Архангельской областиВпервые выявлена зависимость селенодефицитных состояний от уровнясодержания селена в окружающей среде и пищевых продуктах у лиц, постояннопроживающих на территории Архангельской области, что позволило определитьриск развития селенозависимых заболеваний среди различных половозрастныхгрупп населения.Для оптимизации содержания селена в организме человека примененагрохимический способ обогащения селеном овощных сельскохозяйственныхкультур, выращиваемых на приусадебных участках Архангельской области.Теоретическая и практическая значимость работыТеоретическая значимость работы.Определен селеновый статус территории и населения Архангельскойобласти;Установлены количественные закономерности содержания, распределенияи действия селена в системе почва-растение-животное (человек) с учетомбиогеохимических условий региона.Показано, что данный регион по уровню обеспеченности селеном находитсяна низком уровне, что чрезвычайно важно для осуществления импорта продуктовпитания из других регионов России и других стран мира, богатых селеном.Установленные показатели содержания селена в организме жителейАрхангельскойобластимогутслужитьориентиромдляпроведенияпрофилактических мероприятий у различных групп жителей, и могут бытьиспользованы в качестве регионального норматива.В результате проведенных исследований выявлены оптимальные условияобогащения сельскохозяйственной продукции селеном посредством обработки ихселенатом натрия.5Практическая значимость работы.Возможность использования результатов исследований для разработкипрактических рекомендаций по применению селеновых удобрений в сельскомхозяйстве с целью повышения степени обогащения продукции селеном.Возможность использования выводов, материалов и методов системногоподхода, предложенных в работе, при проведении мониторинговых исследованийи оценке селенового статуса территорий Крайнего Севера.Использование материалов работы в лекционных курсах высшей школыестественных наук и технологий Северного (Арктического) федеральногоуниверситета имени М.В.