Medicininė geologija – besiformuojanti tarpdisciplininė tyrimų kryptis
J.Satkūnas
Lietuvos geologijos tarnyba
COGEOENVIRONMENT
2001 06 28 – 29 dienomis Lusakoje, Zambijoje, vyko tarptautinis medicininės geologijos seminaras “Metalai, sveikata ir aplinka”. Tai buvo Tarptautinės Geologijos Mokslų Sąjungos (IUGS) komisijos COGEOENVIRONMENT (Geologijos Mokslai Aplinkosauginiam Planavimui) renginys, kurį surengė ios komisijos Medicininės geologijos darbo grupė, vadovas Dr. Olle Selinus, vedijos geologijos
tarnyba (SGU). Daugiau informacijos apie ios darbo grupės veiklą galima rasti tinklalapyje adresu: http://home.swipnet.se/medicalgeology, bei informaciniuose biuleteniuose.Viena seminaro diena buvo skirta kviestinėms paskaitoms, kurias skaitė Dr. Jose A.Centeno i JAV Ginkluotųjų Pajėgų Patologijos tyrimų instituto (AFIP), Dr Robert Finkelman i JAV Geologijos tarnybos (USGS) ir Dr Olle Selinus, vedijos geologijos tarnyba. Paskaitų metu buvo apžvelgta toksinių metalų gamtoje įvairovė, antropogeniniai ir gamtiniai altiniai, pernaos ir sklaidos būdai, poveikis žmonių ir gyvūnijos sveikatos būklei, toksikologinės patologijos formos. Paskaitų medžiaga turima Lietuvos geologijos tarnyboje. Kita seminaro diena buvo skirta medicininės geologijos problemoms Rytų ir Pietų Afrikos regiono valstybėse nagrinėti.
Seminaro praneimų pagrindu yra parengta žemiau pateikiama medicinės geologijos krypties tyrimų bei problemų iame Afrikos regione apžvalga.
Geologinės priežastys sukeliančios žmonių sveikatos problemas gali būti sugrupuotos į tris pagrindines grupes, tai - naudingųjų ikasenų gavyba, žemės ūkio tąra, natūralios anomalinės gruntų, dirvožemio bei vandens cheminės savybės.
Didžioji dauguma aplinkos kokybės ir žmonių sveikatos problemų yra susijusi su naudingųjų ikasenų, visų pirma metalų rūdų, gavyba bei netinkamu kasybos atliekų deponavimu. Vien tik Pietų Afrikos respublikoje veikia apie 1100 kasyklų, kurios užima apie 1 procentą alies teritorijos.
Vario
telkiniai Zambijos Vario Juostuoje (Copperbelt) yra ekspolatuojami nuo 1930 metų. Maksimali vario gavyba vyko 1970 metais. Vien tiktai 1995 - 1996 metais kompanija Zambia Consolidated Copper Mines Limited (ZCCM) igavo 307 000 tonų vario ir apie 3577 tonų kobalto - tai sudarė per 80 procentų metinių Zambijos užsienio pajamų. Tačiau kasyba ženkliai veikia ir aplinkos kokybę. ZCCM kompanija pati deklaruoja, kad ileidžia per parą apie 500 000 m3 vandens i kasyklų į Kafue upę, kuri teikia apie 20 procentų geriamo vandens vien tik Lusakos miestui. Kasyklų nuotekų vandenyje Cu ir Co kiekiai yra padidinti iki 50 ir 300 kartų atitinkamai.Žuvų tyrimai Kafue upėje, Zambijos miesto Kitwės kasyklų rajone bei kitose upėse į kurias ileidžiamos kasyklų nuotekos, parodė, kad yra padidinti Cu kiekiai: žuvų audiniuose - iki 800 mg/kg, vandenyje - iki 190 mikrogramų/litre. Co, Zn, Ag, Pb, V kiekiai upės nuosėdose iame kasyklų rajone yra padidinti 4-100 kartų lyginint su analogikomis nuosėdomis už kasyklų rajono.
Nustaty
ta, kad dėl asbesto gavybos Pietų Afrikos Mafefe ir Mathabathe kasyklose, kurių apylinkėse gyvena apie 12 000 žmonių, daugiausia dirbančių kasyklose, jau 73 procentų ių gyventojų, vyresnių nei 20 metų, plaučiai yra pažeisti asbesto skaidulų, patenkančių per orą, vandenį ir kitais būdais.Didelė Afrikos problema – tai nelegali aukso gavyba.
Kenijoje, Migori rajone, kur vyksta nelegali aukso gavyba, atliekose, vandenyje, vandens telkinių nuosėdose nustatyti ženkliai padidinti As, Pb, ir Hg kiekiai, galintys turėti poveikį iki 10 000 žmonių, čia besiverčiančių aukso gavyba, sveikatai. Duomenų apie jų sveikatos būklę nėra. Angwa upės (vakarų Zimbabvė), kertančios apatiniojo protezojaus uolienų ieigas, 25 km ilgio atkarpoje aukso gavyba užsiima apie 3 tūksta
nčiai aukso plovėjų. Manoma, kad pavieniai aukso plovėjai igauna apie 3 g aukso per dieną.Auksas mineralogikai daugiausia yra susijes su arsenopiritu, piritu, bismutitu. Žalingiausias sveikatai yra arsenopiritas, kuriam oksiduojantis isiskiria arsenas. Dėl to aukso kasyklų nuotekų vandenyje arseno kiekiai siekia iki 50-120 ppm.
Auksas i rūdos dažniausiai yra igaunamas vadinamuoju amalgamacijos būdu, naudojant gyvsidabrį arba cianidus. ie elementai jau savaime yra labai toksiki.
Gyvsidabris jau ši
mtmečius yra naudojamas amalgamacijos procese - į aukso rūdos vandeninę pulpą yra įleidžiamas skystas gyvsidabris, kursi prisijungia auksą ir susidaro gyvsidabrio amalgama. Ją kaitinant gyvsidabris igaruoja ir palieka gryną auksą. Gyvsidabris, panaudotas aukso sodrinimui patenka į aplinką metalo pavidalu ir įsijungia į natūralią maisto grandinę. Gamtinėje aplinkoje jis transformuojasi į organinius ir neorganinius junginius, kurie yra labai toksiki. Gyvsidabris į žmogaus organizmą patenka įkvepiant, odos kontaktu, naudojant užtertą vandenį ar maistą (pvz. – žuvį) ir sukelia sunkius apsinuodijimus.Nelegalioje gavyboje vyrauja gyvsidabrio naudojimas. Vienam gramui aukso išgauti yra sunaudojama apie 1 g gyvsidabrio.
Cianidai naudoti aukso sodrinimo gamyk
lose yra ileidžiami į nuotėkų baseinus, kur jų koncentracijos svyruoja 0.01 – 0.3 ppm ribose. arminių metalų cianidai redukcinėse sąlygose iskiria vandenilio cianido dujas, kurios inhaliacijos būdu gali apnuodyti gyvus organizmus. Nuotekų baseinuose sunkiųjų metalų cianidai suirsta maždaug per dvejus metus. Maksimalus toleruotinas bendras cianidų kiekis daugelyje alių yra 10 ppb geriamajame vandenyje. Žuvys mirta vandenyje esant daugiau 0,025 ppm cianido. Žmogui cianidų poveikis pasireikia patekus į organizmą (asmeniui sveriančiam 70 kg) nuo 0,12 mg, tačiau pastebima, kad cianidai organizmuose nesikaupia.Dantų fluorozės problema yra labai aktuali Rytų ir Pietinėje Afrikoje. Tanzanijoje, didžiojo rifto slėnyje fluoridų kiekis geriamajame vandenyje svyruoja nuo 0.4 iki 36 mg/l. Be to, Tanzanijoje yra plačiai naudojama natūrali druska – magadi - igaunama Tanzanijos Magadi ežere, kur fluoro kiekis siekia 2000 ppm (WHO rekomenduojama virutinė riba yra 8 ppm). Minėti faktoriai yra tiesiogiai siejami su
dideliu sergamumu dantų fluoroze iame regione.Su fluoridų koncentracijomis požeminiame vandenyje (1.3-4.8 ppm) siejamas padidintas sergamumas dantų fluoroze Malavio sostinės Lilongwės apylinkėse. Manoma, kad sergamumą fluoroze jau gali sukelti fluoro kiekis virijantis 2ppm. Vakarų Zimbabvėje, nustatyta kad 11 procentų itirtų vandens mėginių virija DLK koncentaciją - 1.5 mg/l. iame krate padidintos fluoridų koncentracijos siejamos su karbonatitinio tipo vulkaninėmis uolienomis.
Intensyvaus žemės ūkio regionuose yra nustatyti taros mineralinėmis trąomis, pesticidais požymiai. Praneama, kad pesticidais yra užtertas dirvožemis ir požeminis vanduo Kenijos rajonuose, kur buvo intensyviai auginami kukurūzai, cukravendrės, citrusinės kultūros ir kt. Int
ensyvus vandens naudojimas padidina mineralinių medžiagų koncentravimosi procesą.
Foto. Monica A. Omulo i Kenijos Maseno univesiteto Aplinkos tyrimų departamento tyrinėja naudingųjų ikasenų gavybos įtaką aplinkai.
Natūralioje gamtoje irgi galimos anomalijos, turinčios įtakos ekosistemų būklei. Tyrimai atlikti Vakarų Pokoto regione, Kenijoje, parodė kad tam tikros augalų rūys –
Faurea saligna, Protea kilimandischrica Satureja abbyssinica - gali būti indikatorinėmis iekant chromito mineralizacijos vietų. ių augalų lapuose aptinkami anomaliniai padidinti nikelio, kobalto, mangano kiekiai. ie augalai sėkmingai gali būti naudojami chromito paiekose, tačiau gali būti kartu ir pavojingi juos naudojančiai gyvūnijos populiacijai bei, savo ruožtu, žmogaus organizmui.Seminare pateikta pavyzdžių, kurie iki iol yra sunkiai paaikinami gamtinėmis ar technogeninėmis priežastimis. pvz susirgimas Mseleni liga - endeminiu osteoartritu, kuri yra būdinga tik Maputalando pakrantės lygumoje (Pietų Afrikos Respublika). i liga pasireikia žmonių kaulų sunykimu (“nyktukėjimo” sindromas) ir yra konstatuojama daugeliui vietinių gyventojų, vyresnių nei 20 metų amžiaus. Atlikti preliminarūs tyrimai rodo, kad ligos židiniai sutampa su kalio ir seleno trūkumo dirvožemyje, k
uriame auginamos maistui naudojamos žemės ūkio kultūros, anomalijomis.Olkarijos geoterminės anomalijos rajone, Hell’s Gate Nacionaliniame parke (Kenija), nustatyti anomalūs padidinti Pb ir Mo kiekiai vandenyje, Zn ir Pb – dirvožemyje, Pb, Cd, Mo ir Co – augaluose. Minėtų elementų padidinti kiekiai nustatyti ir žole mintančių gyvūnų – zebrų, buivolų - organizmuose.

Foto: Tipikas karstinės duobės panaudojimas Lusakos mieste - atliekų sąvartynas. Drėgnuoju metų laiku i duobė būna užpildyta vandeniu kuris filtruojasi į karstinę plyių sistemą. Sąvartyno pakratyje veikia vandenvietė.
Zambijos sostinės Lusakos apylinkėms yra būdingas tropinio karsto kratovaizdis. Karstinės įdubos yra susiformavusios proterozojaus metamorfizuotuose dolomituose pavirinio tirpinimo būdu. Karstinis dolomitas yra apie 30 m storio, padengtas tik 1-3 metrų lateritinio dūlėjimo dariniais, taigi yra tik labai menkai apsaugotas nuo pavirinės tąros. Tai pagrindinis geriamojo vandnens asltinis Lusakos mieste, kaptuojamas ties
iogiai i karstinių duobių (gruntinio vandens lygis yra tik 1-2 metrai net ir sausuoju metų laiku) bei gręžiniais. Bendrai Lusakoje geriamojo vandens poreikiams patenkinti naudojamas požeminis vanduo sudaro 80%, o likusi dalis imama i Kafue upės. Tos pačios karstinės duobės Lusakos priemiesčiuose yra naudojamos fekalinei kanalizacijai - atviri lauko tualetai įrengti į karstines duobes Lusakoje sudaro 55 procentus visos kanalizacijos sistemos. Uždaros septikinės alinimo talpos sudaro dar 20 proc.Bloga požeminio vandens kokybė neabejotinai įtakoja žmonių sveikatingumo būklę, tačiau dėl lėų ir specialistų stygiaus tyrimai neatliekami, nors pastoviai egzistuoja choleros židiniai.

Foto: Lusakos priemiesčiuose – vadinamose neplanuotose gyvenvietėse gyvena apie 1,5 milijono žmonių. Vanduo gėrimui yra naudojamas i karstinės sistemos uolienų, slūgsančių po 1 – 3 metrų lateritinio dūlėjimo pluta, kuri dažnai yra nukasta, atidengiant geriamo vandens altinius pavirinei tarai. Sistemingi sveikatingumo tyrimai
nėra atliekami, nors pastoviai egzistuoja choleros židiniai.

Foto. Gyventojų skaičiaus augimas - viena opiausių Afrikos problemų. Zambijoje viena eima vidutinikai turi 10 vaikų. Gyventojų vidurkinis amžius – apie 50 metų.
Medicinės geologijos seminare buvo paliesta dar viena problema – geofagija. Zambijoje, Zimbabwėje moterys valgo molį, kuris pardavinėjamas turguose. Specialūs tyrimai parodė, kad tai natūralus nuosėdinės kilmės molis, bet kartu yra naudojamas molis imamas i termitynų bei termitų sunetas ant medžių žievės. Apklausa parodė, kad labiausiai vertinamas yra i Kongo atvežamas molis, kuris turi daugiausia molio frakcijos – vidutinikai 78 proc. Manoma, kad molio valgymas yra susijęs su mikroelementų, visų pirma geležies maiste trūkumu
. Apklaustos moterys, valgančios molį, teigė, kad molis sukelia euforiją panaią kaip rūkant ar geriant alkoholį.Medicinės geologijos seminaras atskleidė konkrečias sveikatingumo problemas susijusias su gamtinėmis bei technogeninėmis priežastimis ir įrodė tarpdisciplininių tyrimų svarbą ir perspektyvumą. Be to, tampa aiku, kad ne tik technogeninė tąra, gamtinės koncentracijų anomalijos – teigiamos bei deficitinės - yra svarbiais geocheminių tyrimų objektais. Pagrindu visiems geocheminiams vertinimams a
tlikti yra natūralus geocheminis fonas, kurį reikia nustatyti pakankamai deataliais tyrimais.