2020-04-20
153
В огляді літератури розглянута екологічна ситуація у гірничопромислових центрах України та Придніпровського регіону. Описані основні критерії та підходи до екологічної оцінки стану навколишнього середовища, проаналізовані недоліки та преваги санітарно-гігієнічної оцінки стану довкілля. Проаналізовані можливості використання методів біоіндикації в екологічній оцінці стану компонентів навколишнього середовища. Визначені фактори, які негативно впливають на здоров'я населення, яке мешкає в зоні впливу гірничої промисловості. Проаналізовані існуючі критерії оцінки стану здоров'я населення та екологічних факторів, що впливають на рівень захворюваності населення. Були виявлені значні можливості використання методів біоіндикації в екологічних дослідженнях стану довкілля, а також нормування рівнів антропогенного навантаження на території гірничопромислових центрів та прогнозування захворюваності населення. В огляді літератури звернута увага на відсутність єдиних критеріїв оцінки стану довкілля за допомогою методів біоіндикації, а також універсальних методів оцінки стану здоров'я населення.
|
|
|
Об'єкти і методи дослідження. Об'єктом дослідження була вибрана територія Дніпропетровської області, на якій були виділені різні за видом гірничої промисловості міста: Вільногірськ (видобуток поліметалічних руд), Жовті Води (уранові руди), Павлоград (вугільна промисловість), Нікополь (гірничо-металургійна промисловість). В якості контролю була використана територія курорту ЛОК "Солоний Лиман" Новомосковського району Дніпропетровської області. На території кожного міста були вибрані від двох до чотирьох тест-полігонів, які охоплювали як промислові, так і селітебні зони. На кожному з них виділяли від 4 до 8 моніторингових точок, на яких проводився відбір зразків ґрунтів та рослин. Всього досліджено 52 моніторингові точки.
Інтегральна оцінка екологічного стану довкілля за токсико-мутагенним фоном і здоров'я населення проведена за методикою проф. А.І. Горової (рис. 1). Стан атмосфери та ґрунтів за токсико-мутагенним фоном оцінювався за цитогенетичними біотестами. Оцінка здоров'я населення базувалася на аналізі медичної статистики про розповсюдженість усіх класів хвороб.
Показники біоіндикаційних та популяційних блоків було переведено в єдину безрозмірну систему умовних показників ушкоджуваності біосистем:
, (1)
де УПУі – i-ий умовний показник ушкоджуваності біопараметру, спричинений несприятливими умовами довкілля; Пкомф. і Пкрит. – експериментально встановлені значення біопараметру в комфортних та критичних для організму умовах, відповідно; Преал – значення біопараметру у досліджуваному варіанті.
|
|
|
Усереднений умовний показник ушкодженості біоіндикаторів визначали
, (2)
Рис.1. Структурна схема еколого-соціального моніторингу, за проф. А.І. Горовою
Інтегральний показник, що характеризує стан довкілля за загальним токсико-мутагенним фоном (ІУПУбіоінд.), передбачає паритетність складових і обчислювався за формулою:
, (3)
де УПУ1, УПУ2, УПУ3…. УПУm – інтегровані показники біоіндикації якості атмосфери, гідросфери та педосфери (m – число вибраних тест-показників).
Інтегральний показник, що характеризує стан популяційного здоров'я населення, обчислювався за формулою:
ІУПУпопул= 0,4∙ІУПУдітей + 0,3∙ІУПУдоросл + 0,3∙ІУПУгенет, (4)
де ІУПУдітей – фізичне здоров'я дітей; ІУПУдоросл – фізичне здоров'я дорослого населення; ІУПУгенет – генетичне здоров'я населення.
Інтегральний показник, що характеризує природний рух населення обчислюється за формулою:
, (5)
де УПУ1 – народжуваність; УПУ2 – смертність; УПУ3 – смертність дітей у віці до 1 року.
Інтегральний показник, що характеризує загальну екологічну небезпеку (ЕН) для людини та біоти, обчислювався за формулою:
ЕН = 0,6∙ІУПУбіоінд +0,4∙ ІУПУпопул (6)
Інтегральний показник, що характеризує еколого-генетичну небезпеку (ЕГН) для людини та біоти від дії мутагенів довкілля, обчислюється за формулою:
ЕГН = 0,6∙ІУПУбіоінд + 0,4∙ІУПУгенет. (7)
Для оцінки рівня ушкодження здоров'я населення та стану довкілля, а також визначення рівнів екологічної і еколого-генетичної небезпеки, використовували єдину уніфіковану шкалу приведену в табл. 1.
Таблиця 1
Шкала оцінки стану здоров'я людини, екологічного стану довкілля і рівнів екологічної і еколого-генетичної небезпек (за А.І. Горовою)
| Діапазон чисельних значень УПУ | Рівень ушкодженості біосистем | Стан біосистем і здоров'я людини | Оцінка екологічної ситуації |
| 0,000 – 0,150 | низький | сприятливий | еталонна |
| 0,151 – 0,300 | нижче за середній | насторожуючий | задовільна |
| 0,301 – 0,450 | середній | конфліктний | незадовільна |
| 0,451 – 0,600 | вище за середній | загрозливий | "–" |
| 0,601 – 0,750 | високий | критичний | катастрофічна |
| 0,751 і вище | максимальний | небезпечний | "–" |
Комплексна екологічна оцінка стану об'єктів довкілля та здоров'я населення на територіях гірничопромислових центрів Дніпропетровської області. Стан атмосфери та ґрунтів за токсико-мутагенним фоном оцінювався за цитогенетичними біотестами "Стерильність пилку рослин-фітоіндикаторів" і Allium-тест.
Результати оцінки токсичності атмосфери на досліджуваній території (рис. 2) свідчать про "незадовільний" його стан у гірничопромислових містах. Найбільша токсичність атмосферного повітря спостерігається у мм. Жовті Води та Вільногірськ. На контрольній території стан атмосфери оцінюється як "еталонний". Рівень ушкодженості біосистем на територіях гірничопромислових міст у 3–3,6 разів більше аналогічних показників на контрольній території.
В результаті оцінки токсичності ґрунтів виявлений "катастрофічний" екологічний стан ґрунтів у мм. Жовті Води і Вільногірськ та "незадовільний" у мм. Нікополь і Павлоград. На контрольній території ЛОК "Солоний Лиман" стан ґрунтів оцінений як "еталонний". Токсичність ґрунтів на територіях досліджуваних міст у 8,2–11 раз більша ніж на контрольній території. Що стосується мутагенності ґрунтів, то на території міст Жовті Води і Вільногірськ відмічається їх "катастрофічний" стан за цією ознакою. У містах Нікополь та Павлоград екологічний стан ґрунтів – "незадовільний". На контрольній території, виявлено "задовільний" стан ґрунтів. Мутагенність ґрунтів у досліджуваних містах у 2,5–4 рази вища ніж на контрольній території.
|
|
|
Рис. 2. Порівняльна характеристика токсико-мутагенної активності об'єктів довкілля на територіях гірничо-промислових центрів Дніпропетровської області
Загальна токсико-мутагенна активність ґрунтів, змінюється від "еталонної" ситуації на контрольній території до "катастрофічної" у м. Жовті Води та Вільногірськ. На територіях міст Нікополь і Павлоград стан ґрунтів оцінений як "незадовільний" з "загрозливим" станом біосистем. Стан ґрунтів на контрольній території оцінений як "еталонний" і рівень ушкодженості біосистем менше у 3,5–5,2 раз у порівнянні з досліджуваними гірничопромисловими містами.
Інтегральна оцінка екологічного стану об'єктів довкілля за їх токсико-мутагенною активністю вказує на те, що на території міст Жовті Води та Вільногірськ виявлена "катастрофічна" екологічна ситуація. На території міст Нікополь та Павлоград вона "незадовільна". Інтегральна еколого-генетична оцінка території ЛОК "Солоний лиман" виявила "еталонний" стан об'єктів довкілля. Токсико-мутагенна активність об'єктів довкілля на територіях гірничопромислових міст у 3,8–5 раз вища ніж на контрольній території.
В результаті хімічного аналізу вмісту рухомих форм важких металів (ВМ) у досліджуваних пробах ґрунтів виявлено різноманітні концентрації, що пояснюється наявністю специфічних видів гірничого виробництва. Так на території м. Нікополь пріоритетними металами є манган та цинк. У м. Жовті Води відмічено найбільший вміст мангану, цинку, ніколу та купруму. Для м. Павлоград пріоритетними ВМ є цинк та хром. У м. Вільногірськ – хром, кадмій і нікол. На контрольній території підвищеного вмісту ВМ не відмічено.
Для оцінки ступеню забруднення ґрунтів ВМ, проводилося порівняння фактичних концентрацій металів у досліджуваних зразках з ГДК рухомих форм ВМ. На території м. Жовті Води виявлено перевищення концентрації цинку над ГДК у 2,28, мангану – у 1,43, а також хрому – у 1,67 рази. У м. Нікополь відмічено перевищення вмісту цинку у 1,3 рази та мангану – у 2,5 рази. В сельбіщній зоні м. Вільногірськ виявлено перевищення вмісту мангану над ГДК у 1,6 рази.
|
|
|
Для оцінки забрудненості ґрунтів рухомими формами ВМ за "МУ 2.1.7.730-99 Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест" були розраховані коефіцієнти забруднення ґрунтів хімічними речовинами (Kc), для оцінки забруднення ґрунтів розрахували сумарний показник забруднення (Zс) (табл. 2).
Таблиця 2
Категорії небезпеки забрудненості ґрунтів досліджуваних міст рухомими формами важких металів
|
| № тест-полігону | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| Zс | 12,00 | 12,61 | 11,74 | 10,75 | 17,67 | 32,63 | 13,45 | 39,92 | 9,44 | 12,43 | 1,50 | 2,36 |
| РНТ | Д | Д | Д | Д | ПН | Н | Д | Н | Д | Д | Д | Д |
Примітка: РНТ – категорія забруднення ґрунтів (Д – допустима; ПН – помірно небезпечна; Н – небезпечна). Тест-полігони: 1 – район південного трубного заводу, м. Нікополь; 2 – район феросплавного заводу м. Нікополь; 3 – центр міста Нікополь; 4 – район ж/м Новопавлівка та Лапінка м. Нікополь; 5 – сельбіщна зона м. Жовті Води; 6 – промислова зона м. Жовті Води; 7– сельбіщна зона м. Вільногірськ; 8 – промислова зона м. Вільногірськ; 9 – сельбіщна зона м. Павлоград; 10 – промислова зона м. Павлоград; 11 – рекреаційна територія ЛОК "Солоний лиман"; 12 – сільськогосподарські угіддя с. Новотроїцьке.
Небезпечними для здоров'я населення є ґрунти на територіях промислових зон міст Вільногірськ і Жовті Води, так як Zс перевищує величину 32. На контрольній території ЛОК "Солоний Лиман" Zс=1,5, отже загроза для здоров'я населення відсутня. За результатами дослідження виділені території з "помірно небезпечним" забрудненням ґрунтів – сельбіщна зона м. Жовті Води, і "допустимим" – інші тест-полігони. На території гірничопромислових центрів виявлено перевищення коефіцієнту Zс у 6,3–26 разів у порівнянні з контролем.
Результати аналізу показників природного руху населення (табл. 3) свідчать про "середній" рівень ушкодженості біосистем у більшості гірничопромислових центрів Дніпропетровської області, який є близьким до середньообласного рівня. У м. Вільногірськ спостерігається найменший – "нижче за середній" – рівень ушкодженості біосистем, а у м. Жовті Води "вище за середній", що вказує на "загрозливий" стан демографічних процесів у цих містах.
Аналіз показників, що характеризують генетичне здоров'я, вказує на те, що на досліджуваній території Дніпропетровської області інтегральний середньообласний показник генетичного здоров'я має "середній" рівень ушкодження та "конфліктний" стан. Найгірша ситуація спостерігається у м. Жовті Води. Серед усіх показників, що характеризують генетичне здоров'я найбільші рівні ушкодженості виявлені за поширенням вроджених аномалій розвитку у дітей та новоутворення у дорослих, які мешкають у мм. Жовті Води та Вільногірськ.
Таблиця 3
Порівняльна оцінка показників стану здоров'я населення досліджуваних міст Дніпропетровської області, ІУПУ середні за 1999–2003 рр.
| Показники | Досліджувані території | |||||
| Нікополь | Жовті Води | Вільногірськ | Павлоград | Новомоско-вський р-н | Дніпропетровська обл. | |
| ІУПУдемогр. | 0,442 | 0,495 | 0,295 | 0,352 | 0,389 | 0,437 |
| ІУПУгенет. | 0,313 | 0,609 | 0,333 | 0,478 | 0,262 | 0,388 |
| ІУПУдітей | 0,486 | 0,506 | 0,389 | 0,484 | 0,326 | 0,392 |
| ІУПУдоросл | 0,302 | 0,552 | 0,404 | 0,515 | 0,259 | 0,461 |
| ІУПУ попул. | 0,379 | 0,551 | 0,377 | 0,492 | 0,287 | 0,412 |
Аналіз показників, які характеризують здоров'я дитячого населення вказує на їх "конфліктний" і "загрозливий" стан на досліджуваній території. Стан здоров'я дитячого населення у мм. Жовті Води, Нікополь і Павлоград є гіршим, ніж у середньому по області й оцінюється як "загрозливий", а у м. Вільногірськ і контролі оцінений як "конфліктний" з "середнім" рівнем ушкодженості. Пріоритетними захворюваннями серед дитячого населення для всіх досліджених гірничопромислових міст є хвороби органів дихання.
Аналіз інтегральних показників, що характеризують стан здоров'я дорослого населення вказує на їх зміну від "насторожуючого" до "загрозливого" стану. У середньому в області за досліджений період стан здоров'я дорослого населення оцінений як "загрозливий". Аналогічна ситуація спостерігається у мм. Жовті Води та Павлоград. На території мм. Нікополь і Вільногірськ стан здоров'я дорослого населення оцінений як "конфліктний" з "середнім" рівнем ушкодженості. Найкраща ситуація спостерігається у Новомосковському районі, де виявлено "нижче за середній" рівень ушкодженості та "насторожуючий" стан здоров'я дорослого населення.
Результати аналізу інтегральних показників, що характеризують здоров'я населення, дозволили виділити території з "загрозливим" станом – мм. Жовті Води, Павлоград; "конфліктним" – мм. Нікополь, Вільногірськ. На контрольній території спостерігається "насторожуючий" стан здоров'я населення.
Аналіз результатів комплексних досліджень стану довкілля та здоров'я населення на території гірничопромислових міст Дніпропетровської області за результатами біоіндикаційних досліджень (рис. 3), вказує на значне перевищення (у 2,5–11 разів) умовних показників ушкодженості біоіндикаторів у всіх досліджуваних містах у порівнянні з контролем. Виявлено, що більшість використаних біоіндикаційних показників мають високі рівні ушкодженості. Найбільш чутливим є показник, що характеризує токсичність ґрунтів (Мітотичний індекс), за яким на території досліджуваних міст спостерігається найбільше перевищення аналогічних показників на контрольній території.
Найбільші рівні ушкодженості біоіндикаторів спостерігаються на територіях видобутку та збагачення уранових руд (м. Жовті Води), а також видобутку поліметалічних руд (м. Вільногірськ). Менші рівні ушкодженості біоіндикаторів спостерігаються на територіях розробки вугільного родовища (м. Павлоград) та розробки марганцевого родовища (м. Нікополь). Слід відмітити, що у м. Жовті Води спостерігається найгірша ситуація за всіма біоіндикаційними показниками. На території інших міст рівень ушкодженості біоіндикаторів менший, ніж у м. Жовті Води, але відмічено перевищення показників на контрольній території.
Рис. 3. Порівняльна характеристика екологічного стану досліджуваних міст Дніпропетровської області за результатами біоіндикаційних досліджень. 1 – Токсичність атмосферного повітря за тестом "Стерильність пилку рослин-фітоіндикаторів", ІУПУ; 2 – Токсичність ґрунтів за тестом "Мітотичний індекс", ІУПУ; 3 – Мутагенність ґрунтів за тестом "Частота аберантних хромосом", ІУПУ; 4 – Загальний токсико-мутагенний фон довкілля, ІУПУбіоінд.; 5 – Генетичне здоров'я населення ІУПУгенет.; 6 – Здоров'я дитячого населення, ІУПУдітей; 7 – Здоров'я дорослого населення, ІУПУдоросл; 8 – Популяційне здоров'я, ІУПУ попул.
Аналіз результатів оцінки рівнів екологічної і еколого-генетичної небезпеки для біоти на досліджуваній території, вказує на "високий" рівень екологічної небезпеки (ЕН) для біоти на території м. Жовті Води (табл. 4). На території міст Вільногірськ, Павлоград і Нікополь спостерігається "вище за середній" рівень ЕН. На контрольній території рівень ЕН – "нижче за середній" Слід відмітити, що аналогічна ситуація спостерігається і за рівнем еколого-генетичної небезпеки (ЕГН), виключенням є місто Нікополь, де виявлено "середній" рівень ЕГН.
Таблиця 4
Оцінка рівнів екологічної і еколого-генетичної небезпеки для людини та біоти на територіях міст з різним видом гірничої промисловості
| Небезпека | Нікополь | Жовті Води | Вільногірськ | Павлоград | Солоний лиман |
| Еколого-генетична | 0,434 | 0,637 | 0,497 | 0,487 | 0,182 |
| Екологічна | 0,461 | 0,613 | 0,515 | 0,493 | 0,192 |
Таким чином, на території гірничопромислових міст виявлене перевищення рівнів ЕН в 2,4–3,5 рази, а ЕГН в 2,4–3,2 рази в порівнянні з контрольною територією. За рівнем ЕН досліджувані міста ранжували наступним чином: Жовті Води > Вільногірськ > Павлоград > Нікополь > ЛОК "Солоний лиман".
Моделювання впливу забруднювачів довкілля на стан біоти та здоров'я населення. Для обґрунтування можливості використання цитогенетичних методів біоіндикації для кількісної оцінки ступеню забрудненості ґрунтів рухомими формами важких металів встановили залежності зміни ушкодженості біоіндикаторів від рівня забрудненості досліджуваних територій ВМ.
Установлені парні та множинні кореляційні зв'язки між вмістом у ґрунтах рухомих форм ВМ та відповідними відгуками біоіндикаторів, що дозволило обґрунтувати можливість використання Allium-тесту для кількісної оцінки ступеню забрудненості ґрунтів рухомими формами важких металів (Mn, Pb, Zn, Cr, Cu, Ni, Co, Cd), що здатні впливати на біологічні об'єкти.
Той факт, що на території міст, де виявлений найвищий рівень ушкодження біоіндикаторів, виявлені високі коефіцієнти сумації забруднення ґрунтів Zс, і навпаки, дозволив побудувати модель, яка характеризує прямий вплив негативної дії забруднювачів ґрунтів на рівень ушкодженості біоіндикаторів (рис. 4). Аналіз моделі виявив, що при стовідсотковій відсутності ушкодженості біоіндикаторів величина сумарного показника забруднення ґрунтів становить Zс ≈ 4, тобто рівень ушкодженості біоіндикаторів "низький", а рівень небезпеки території – "допустимий". Підставивши кінцеві значення інтервалів величини ІУПУ=1 у отриману модель, отримали значення величини Zс ≈200.
Рис. 4. Залежність коефіцієнта сумації Zс від інтегрального умовного показника ушкодженості біоіндикаторів ІУПУ
Підставивши кінцеві значення кожного з інтервалів шкали оцінки ушкодженості біоіндикаторів у отриману модель (рис. 4), визначили відповідні значення коефіцієнтів сумації Zс. Співставлення діапазонів шкал оцінки рівнів ушкодженості біоіндикаторів і небезпеки забрудненості ґрунтів за показником Zc дозволило створити узагальнену оціночну шкалу оцінки небезпеки від забруднення ґрунтів ВМ за результатами біоіндикації (табл. 5). Отримана шкала дозволяє визначити рівень забруднення території важкими металами за відповідним рівнем ушкодженості біоіндикаторних тест-систем.
Для ефективного управління станом навколишнього середовища необхідна інформація про рівні забрудненості природного середовища та реакцію на них біологічних об'єктів, включаючи людину. У зв'язку з цим, була проведена кількісна оцінка стану здоров'я населення і рівня забрудненості довкілля за біотестами, а також побудована математична модель їх взаємного зв'язку (рис. 5).
Аналіз отриманих залежностей виявив, що забруднення довкілля не впливає на основні демографічні процеси, тому цей параметр (тренд 1) було виключено із подальшого аналізу закономірностей між станом здоров'я та станом довкілля, як неінформативний. Найбільшу чутливість, тобто величину зростання ушкодженості здоров'я від рівня забрудненості, дав тест стерильності пилку фітоіндикаторів, а найменшу – мітотичний індекс. Початковий рівень здоров'я населення за проведеними тестами змінювався приблизно в межах від 0,2 до 0,320 УПУ, а граничний – від 0,680 до 1,000 УПУ.
Таблиця 5
Шкала оцінки небезпеки від забруднення ґрунтів рухомими формами важких металів за результатами біоіндикації
| Діапазон значень ІУПУ | Діапазон значень, Zc | Стан біосистем | Екологічна ситуація | Категорія небезпеки |
| 0,000–0,150 | 0,0–4,0 | Сприятливий | Еталонна | Допустима |
| 0,151–0,300 | 4,1–8,0 | Насторожуючий | Задовільна | "–" |
| 0,301–0,450 | 8,1–16,0 | Конфліктний | Незадовільна | Помірно небезпечна |
| 0,451–0,600 | 16,1–32,0 | Загрозливий | "–" | "–" |
| 0,601–0,750 | 32,1–128,0 | Критичний | Катастрофічна | Небезпечна |
| 0,751 і вище | 128,1 і вище | Небезпечний | "–" | Надзвичайно небезпечні |
Рис.5. Залежності різних показників здоров'я населення від оцінок стану довкілля за кожним з трьох запропонованих біотестів. а – Стерильність пилку рослин-фіто-індикаторів; б – Частота аберантних хромосом; в – Мітотичний індекс;
1– природний рух населення;
2 – генетичне здоров'я;
3 – здоров'я дитячого населення;
4 – здоров'я дорослого населення.
Відносно близький характер трендів 2–4 і скупченість даних указали на можливість побудови узагальненої залежності інтегрального здоров'я населення від інтегрального забруднення довкілля на основі паритетності трьох факторів здоров'я та трьох запропонованих біотестів. Ця залежність інтегрального здоров'я населення Y від рівня забруднення довкілля X була побудована з використанням усього масиву отриманих даних, окрім демографічних показників, і наведена моделлю у вигляді Y=Y0·exp(C·X)=0,2497 · exp(0,9984X), R2=0,604 (рис.6).
Модель залежності інтегрального здоров'я населення від рівня забруднення навколишнього середовища, оціненого за біотестами ("Стерильності пилку рослин-фітоіндикаторів", "Мітотичний індекс" та "Частота аберантних хромосом"), у вигляді експоненти загального виду з двома параметрами (Y0 і С) адекватно описує вплив забруднення на здоров'я населення.
Рис. 6. Залежність інтегрального здоров'я населення від інтегрального забруднення довкілля, оціненого за результатами біоіндикації
Засоби реабілітації ґрунтів забруднених важкими металами. У результаті проведених досліджень гірничопромислових міст Дніпропетровської області виявлені території з високим рівнем токсико-мутагенної активності ґрунтів і підвищеним вмістом рухомих форм ВМ. Хімічне забруднення ґрунтів ВМ на територіях з високим рівнем техногенного навантаження є актуальною проблемою сьогодення. Зниження рівня екологічної небезпеки від забруднення ґрунтів ВМ можна здійснити за рахунок обмеження їх надходження із ґрунтів до рослин та організму людини. Одним з методів обмеження міграції ВМ є використання гумінових сполук, які мають високі сорбційні властивості та при взаємодії з рухомими формами ВМ, утворюють слабо розчинні металоорганічні комплекси. Був розроблений спосіб детоксикації ґрунтів для забезпечення прискорення процесів відновлення природних властивостей деградованих ґрунтів.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі сформульована та вирішена науково-практична задача з підвищення ефективності оцінки екологічного стану гірничопромислових територій для визначення рівнів екологічної небезпеки для біоти та людини. Були встановленні закономірності взаємозв'язку між рівнем забрудненості об'єктів навколишнього середовища та станом біоти і здоров'я населення, що мешкає на цих територіях.
У результаті проведеного дослідження можна зробити наступні висновки:
1. Установлено, що на території досліджених гірничопромислових центрів Дніпропетровської області загальна токсичність атмосферного повітря, токсичність та мутагенність ґрунтів за результатами біоіндикації у 3–3,6, у 8,2–11 і 2,5–4 рази перевищує відповідні значення на контрольній території (ЛОК "Солоний Лиман"). Найбільша токсичність атмосферного повітря та токсико-мутагенна активність ґрунтів спостерігається на територіях міст Жовті Води та Вільногірськ, екологічна ситуація в цих містах оцінена як "катастрофічна".
2. У результаті фізико-хімічного аналізу вмісту рухомих форм ВМ у ґрунтах встановлено, що найбільш небезпечними для здоров'я населення є ґрунти, промислової зони м. Вільногірськ, а також промислової і сельбіщної зони м. Жовті Води. За результатами аналізу виділені міста з "небезпечним" рівнем забруднення ґрунтів – мм. Жовті Води та Вільногірськ, помірно небезпечним – інші досліджувані території. На території гірничопромислових центрів спостерігається перевищення коефіцієнта сумації у 6,3–26 раз у порівнянні з контролем.
3. На територіях тест-полігонів (промислові зони міст Жовті Води та Вільногірськ) виявлено небезпечний для здоров'я рівень забруднення ґрунтів рухомими формами ВМ, коефіцієнт сумації Zc тут змінюється від 32,63 до 39,92, а рівень ушкодження біоіндикаторів УПУ змінюється від 0,617 до 0,895, що вказує на "критичний" та "небезпечний" стан біоіндикаторів і відповідно "катастрофічний" стан ґрунтів за токсико-мутагенною активністю, і навпаки – на контрольній території Zc=1,5 і УПУ=0,036–0,120, що вказує на "сприятливий" стан біоіндикаторів і "еталонний" стан ґрунтів. На територіях з розвинутою гірничою промисловістю відмічається збільшення коефіцієнту сумації забруднення ґрунтів ВМ, що віддзеркалюється в підвищенні рівня ушкодженості біоіндикаторів і вказує на підвищення токсичності і мутагенності досліджуваних ґрунтів.
4. Установлено парні та множинні кореляційні зв'язки між вмістом у ґрунтах рухомих форм ВМ та відповідними відгуками біоіндикаторів, що дозволило обґрунтувати можливість використання Allium-тесту для кількісної оцінки ступеню забрудненості ґрунтів рухомими формами ВМ (Mn, Pb, Zn, Cr, Cu, Ni, Co, Cd), що здатні впливати на біологічні об'єкти.
5. Виявлено, що демографічна ситуація у досліджуваних містах знаходиться приблизно в однаковому "конфліктному" стані за виключенням мм. Жовті Води та Вільногірськ, де виявлено "загрозливу" і "насторожуючу" ситуацію відповідно. Найгірша ситуація спостерігається за показником "народжуваність" в більшості досліджуваних міст. Досліджувані території можна ранжувати в порядку покращення ситуації наступним чином: Жовті Води > Нікополь > Дніпропетровська область > Новомосковський район > Павлоград > Вільногірськ.
Стан генетичного здоров'я, оцінений як "критичний" на території м. Жовті Води, "загрозливий" – м. Павлоград, "конфліктний" – мм. Нікополь, Вільногірськ і в Дніпропетровській області; і "насторожуючий" у Новомосковському районі. Досліджувані території, в порядку покращення ситуації можна розташувати наступним чином: Жовті Води > Павлоград > Дніпропетровська область > Вільногірськ > Нікополь > Новомосковський район.
Стан здоров'я дітей оцінений як "конфліктний" у м. Вільногірськ, Новомосковському районі і Дніпропетровській області та "загрозливий" у мм. Жовті Води, Нікополь і Павлоград. Досліджувані території в порядку покращення ситуації ранжували наступним чином: Жовті Води > Нікополь > Павлоград > Дніпропетровська область > Вільногірськ > Новомосковський район.
На території мм. Нікополь і Вільногірськ виявлено "конфліктний" стан здоров'я дорослого населення, на території Новомосковського району він "насторожуючий", у мм. Жовті Води, Павлоград і в Дніпропетровській області – "загрозливий". Досліджувані території за станом здоров'я дорослого населення ранжували наступним чином: Жовті Води > Павлоград > Дніпропетровська область > Вільногірськ > Нікополь > Новомосковський район.
6. На території гірничопромислових міст виявлене перевищення рівнів екологічної небезпеки в 2,4–3,5 рази, а еколого-генетичної небезпеки в 2,4–3,2 рази в порівнянні з контрольною територією. За рівнем екологічної небезпеки в порядку покращення ситуації досліджувані міста ранжували наступним чином: Жовті Води > Вільногірськ > Павлоград > Нікополь > ЛОК "Солоний лиман".
7. Отримано математичну модель залежності умовних показників здоров'я населення Y від умовних показників забруднення довкілля X, визначених на основі паритетності трьох факторів – здоров'я дітей, дорослих і генетичного здоров'я і трьох біотестів – "Стерильність пилку рослин-фітоіндикаторів", "Частота аберантних хромосом" і "Мітотичний індекс", що з достатньою достовірністю представлена моделлю у вигляді експоненти Y=Y0·exp(C·X)=0,25·exp(X) (R2=0,604), яка може бути використана для прогнозу стану довкілля за показниками здоров'я населення у вигляді X=ln4·Y або X=1,39+lnY. Залежність показників інтегрального здоров'я населення від інтегрального забруднення довкілля описується прогресуючою експонентою, параметри якої визначаються рівнем природної захворюваності населення в умовах навколишнього середовища, близьких до комфортних, що складає близько 25% і не залежить від забруднення, а інтенсивність росту захворюваності від забруднення близька до одиниці.
В області низьких значень умовного показника забруднення середовища зміни стану здоров'я відносно невеликі за рахунок певної адаптації населення до забруднювачів, граничний рівень якої відповідає рівню захворюваності населення близько 0,5 (50%). Оскільки фактичне погіршення здоров'я прогресує з ростом забруднення, граничне значення його умовного показника, що відповідає захворюваності населення 0,5 (50%), за запропонованою моделлю складає 0,7 (70%) і рекомендується як гранично допустиме значення (ГДЗ) умовного показника забруднення довкілля, перевищення якого не є допустимим.
8. Встановлена можливість використання гумінових речовин для зниження токсичності порушених гірництвом ґрунтів. Отримані лінійні залежності, що характеризують ефективність зниження рівня токсичності ґрунтів при обробці розчином гумату натрію (100 мг/л) представлені рівнянням y=0,52x+76,68 (R2=0,75), зниження мутагенності також має лінійний характер і описується рівнянням y=0,23x+1,96 (R2=0,59). Інтенсивність зниження токсичності та мутагенності при обробці гуматом натрію залежить від рівня токсичності і мутагенності вихідних деградованих ґрунтів.
