Медицинская геология — это междисциплинарное научное направление, в рамках которого ученые изучают влияние геологических материалов и процессов на здоровье людей, животных и растений.

Долгие годы в нашей стране проблемам здоровья, связанным с воздействием геологических факторов, если и уделялось внимание, то только — в сфере профессиональных заболеваний. Однако такие факторы, как состав почв, воды и воздуха, природная радиоактивность, наличие природных токсических веществ в окружающей среде влияют на здоровье массового населения. Все эти факторы важно изучать на уровне отдельных городов и регионов, чтобы вовремя выявить риски распространения связанных с ними заболеваний. 
1Но влияние геологических материалов может быть и позитивным. Многие минералы и воды обладают лечебными свойствами, и это тоже объекты изучения медицинской геологии.

Также следует отметить, что в 2004 г. была основана Международная медико-геологическая ассоциация (ММГА-IMGA).

Марко Поло (ок. 1254—1324) один из первых привел примеры из области медицинской геологии. В 1271 г. он предпринял путешествие в Китай. В 1275 г. экспедиция достигла китайской области Кублай Кхан. Однако через некоторое время лошади, вывезенные им из Европы, погибли. Марко Поло описал симптомы заболевания животных, которое, как выяснили гораздо позже, было обусловлено высоким содержанием в почве данной области селена, вызывающего хроническую интоксикацию и гибель животных.

В начале XX в. новый тип заболеваний был зарегистрирован на северо-востоке Китая в области Кешань и позже получил название болезни Кешана (эндемическая кардиомиопатия). Связана с поражением сердечной мышцы и развитием сердечной недостаточности. В 1960 г. специалисты предположили, что заболевание имеет связь с окружающей средой, а 10 лет спустя эта гипотеза нашла свое подтверждение. Обнаружили, что болезнь встречается в зонах, которые отличаются низкой концентрацией селена в почве и грунтовых водах. Компенсация в организме дефицита селена полностью ликвидировала симптомы заболевания и оказывала профилактическое действие.

Другим примером патологии, имеющей геомедицинское происхождение, является болезнь Кашина-Бека, которая также была давно знакома китайским медикам (эндемический остеоартрит). Заболевание встречалось в Китае еще в XVI в. Впервые описал эту болезнь русский врач Н. И. Кашин (1825—1872). Начальными симптомами этой патологии являлись отеки и боли в суставах, атрофия мышц. В дальнейшем происходило утолщение проксимальных межфаланговых суставов кистей, локтевых и голеностопных суставов при полной сохранности функций или незначительном их ограничении. У больных с тяжелой степенью болезни отмечались заметная деформация многих суставов с развитием контрактур, поясничного дордоза и «утиной» походки вследствие поражения тазобедренных суставов, а также короткопалость и низкорослость. Поражались в основном дети 6—13 лет. Болезнь Кашина:Бека встречалась исключительно среди сельских жителей, хотя имели место случаи заболеваний и среди другого населения, употреблявшего продукты питания из эндемических областей. Количество заболевших не было точно известно, но приблизительно оценивалось в 1—3 млн. Причиной патологии является низкое содержание селена в почве.

 

Почвы на территории Республики Беларусь также считаются эндемичными в отношении некоторых микроэлементов.

 

Основной этиологический фактор возникновения йоддефицитных состояний Беларуси — недостаток йода в почвах, воде и, соответственно, продуктах питания, производимых на данной территории. С растительной пищей в организм человека поступает 58,3% йода от общей ежесуточной потребности, с мясом — 33,3%, с водой — 4,2%; остальное количество йода поступает ингаляционным путем и через кожу. Содержание йода в окружающей среде зависит главным образом от типов почв и их способности удерживать и отдавать йод, от расположения над уровнем моря и отдаленности от морей и океанов: по мере удаления почва становится все менее обогащенной данным микроэлементом. В случае преобладания в рационе питания продуктов местного производства развивается дефицит йода разной степени выраженности.

В Беларуси 63,5% территории представлено дерново-подзолистыми почвами, в которых йод содержится в недостаточном количестве, 14,7 % — торфяными (болотными), характеризующимися прочным связыванием йода с органическими соединениями.

На планете известны регионы, которые отличаются естественным повышенным содержанием некоторых элементов, в том числе токсичных, например мышьяка. В воде колодцев Западной Бенгалии (Индия) содержание мышьяка достигает 2000 мкг/л (рекомендуемый ВОЗ уровень мышьяка в воде — 10 мкг/л).

 

Местные жители использовали колодезную воду для орошения, что позволяло им получать до трех урожаев риса в год. Минералом, содержащим мышьяк, является железный пирит, который входит в состав грунта. В обычных условиях он в незначительной мере освобождает этот токсичный элемент в воду. Однако интенсивное земледелие и орошение понизило уровень воды в колодцах. В этих условиях кислород воздуха стал выполнять роль окислителя, что привело к освобождению мышьяка из его сернистых соединений, и он стал растворяться в воде колодцев. Следовательно, жители Бенгалии употребляли для питья, а также использовали для выращивания риса воду, содержание мышьяка в которой было высоким. Пострадавшими оказались около 400 тыс. человек. Всего в Индии потребляют воду с повышенным содержанием мышьяка около 30 млн человек.

 

Существуют и другие регионы с повышенным, как в Индии, содержанием мышьяка. Это Антофагаста в Чили, Кордоба в Аргентине, Обуаши в Гане, Лагунера в Мексике, Корнвелл в Великобритании, Тайвань, континентальная Монголия, США.

Как очевидно, состав естественной окружающей среды очень важен для нашего здоровья. Миграция и взаимодействие элементов — очень тонкий вопрос. К большому сожалению, антропогенная деятельность нарушает естественный баланс и равновесие. Одна из самых серьезных экологических проблем — закисление почвы, которое несет потенциальную угрозу для здоровья людей. Эта проблема разделяется на две составляющие:

  • прямой эффект из-за сорбции кислых аэрозолей, образовавшихся с участием оксидов серы и азота;
  • непрямой эффект, связанный с увеличением поглощения некоторых токсичных металлов.

Как уже упоминалось, литосферные элементы освобождаются и перераспределяются в других частях биосферы из- за выветривания. Этот процесс может модифицироваться при попадании в почву оксидов серы и азота. За счет эффекта подкисления металлы, находящиеся в верхнем слое почвы, могут становиться более растворимыми, что увеличивает их подвижность и биодоступность для растений. К таким компонентам относятся кальций, магний, марганец, алюминий, никель, цинк, кадмий и в меньшей степени ртуть, свинец и медь. Такие же элементы, как селен, молибден становятся менее растворимыми в кислой среде и в силу этого в меньшей степени могут мигрировать в растения. Подобное нарушение баланса способно изменять нормальное соотношение макро- и микроэлементов в тканях животных и, следовательно, по пищевой цепочке — баланс в организме человека.

Подобный эффект касается не только металлов. Фосфор, который является главным нутриентом для растений, в кислой среде становится менее доступным для растений, что приводит к торможению их роста и развития.

Известкование почв, которое используется в некоторых странах для борьбы с их закислением, как показывают недавние исследования, также нежелательно, так как оказывает негативное воздействие на растения и животных.

Несмотря на описанные эффекты, почва может противостоять происходящим процессам. От геохимического статуса зависит буферная емкость почвы. Если грунт содержит в достаточном количестве карбонаты, которые формируют карбонатную буферную систему, то кислая дождевая или талая вода при фильтрации нейтрализуется. Критическая ситуация возникает только в том случае, когда кислотность почвы падает ниже 4,5. В этом случае вступает в действие другая буферная система, в результате действия которой начинают растворяться плохо растворимые соли алюминия, что приводит к мобилизации этого компонента. Этот процесс протекает весьма быстро, и, следовательно, высокие концентрации алюминия появляются в грунтовой воде. Кроме того, снижение pH приводит к увеличению подвижности других металлов, например кадмия — наиболее подвижного элемента, имеющего в основном антропогенное происхождение.

В некоторых индустриально развитых странах количество кадмия в почве, доступного для растений, повышено.

Проблема загрязнения почвы имеет свои отличия от механизмов загрязнения атмосферы и гидросферы;

  • почва — малоподвижная среда;
  • в почве медленнее происходит процесс миграции загрязнителей;
  • в ней хорошо накапливаются ксенобиотики.

Источники:

1) http://rareearth.ru/ru/news/20170830/03389.html

2) Стожаров, А. Н.. Медицинская экология ; учеб. пособие / А. Н. Стожаров. — Минск : Выш. шк. — 368 с.. 2008