CC BY
2
юна и санитария 6/2008
Методические основы гигиенической оценки нанообъектов, материалов и технологий
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2008 УДК 614.7:577.118
В. М. Боев, Л. А. Перминова, Н. А. Лесцова, Л. М. Тулина, М. В. Боев
БИОЛОГИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ МЕЖСРЕДОВОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ОБЪЕКТАХ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ
ГОУ ВПО Оренбургская государственная медицинская академия Росэдрава, ФГУЗ Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области, Оренбург
Многокомпонентность, многофакторность и разнонаправленность воздействия среды обитания на человека определяют методические трудности комплексной оценки ее качества и требуют разработки новых подходов к оценке экспозиции химических элементов с определением приоритетных путей и маршрутов их поступления [4]. В условиях многосредового воздействия химических веществ, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха, питьевой воды, местных пищевых продуктов и почвы, для определения приоритетных маркеров экспозиции следует учитывать характер многокомпонентного взаимодействия элементов в каждом из факторов среды, физико-химические свойства элементов, синергические и антагонистические взаимоотношения [5].
В настоящее время особое значение в изучении связи состояния здоровья населения и факторов среды обитания приобретает воздействие факторов малой интенсивности с неспецифическим характером биологического действия. Данное направление актуально при изучении состояния здоровья жителей сельских территорий с высоким уровнем неспецифической патологии при отсутствии явных источников техногенного загрязнения среды обитания.
На первом этапе исследования провели идентификацию по данным многолетнего мониторинга приоритетных микроэлементов в объектах среды обитания: в питьевой воде, в атмосфере селитебных территорий (по содержанию в снеговом покрове), в почве, продуктах питания. Выявлены разные уровни суммарной нагрузки и характера распределения микроэлементов в изучаемых средах урбанизированных и сельских территорий, что во многом может определяться степенью межередового перехода и путей миграции.
По результатам проведенной идентификации приоритетных микроэлементов построили модели, описывающие взаимосвязи элементов в изучаемых сопряженных средах и особенности их межередового перехода в системе среда—человек на урбанизированных и сельских территориях.
Взаимосвязь элементов в изучаемых средах и особенности их межередового перехода определяли методами парной корреляции и множественной регрессии на основе системного моделирования [2]. Провели расчеты парных коэффициентов Спирмена между концентрациями микроэлемен-
тов (№, Сс1, РЬ, Сг, Си, гп, Мп) в сопряженных факторах среды обитания (снег—почва—вода—продукты питания) и биосредах детского населения.
По результатам сравнительного анализа коэффициентов корреляции Спирмена в снеговом покрове урбанизированных территорий выявили приоритетные достоверные взаимосвязи для 3 парных корреляций: медь—цинк; цинк—хром; никель—марганец. Для сельских территорий установлены достоверные взаимосвязи свинец—медь и цинк—медь (см. таблицу).
Подвижные формы металлов в почве имели определенные закономерности совместного присутствия на урбанизированных и сельских территориях. На городских территориях выделено 5 достоверных приоритетных ассоциаций подвижных форм металлов: меди с цинком, хромом, свинцом (при г = 0,78—0,84; р < 0,05) и цинка с хромом, никелем (г = 0,78—0,93; р < 0,05). Для сельских территорий характерны только 3 ассоциации: медь—цинк, медь—никель (г = 0,61—0,69; р < 0,05) и цинк-никель (г = 0,52; р < 0,05).
Таким образом, анализ приоритетных взаимосвязей изучаемых элементов в снеге и почве позволил выявить общие закономерности количественного распределения на урбанизированных и сельских территориях двух парных корреляций в почве (цинк—медь; цинк—никель) и одной в снеговом покрове (цинк—медь).
Приоритетные взаимосвязи содержания микроэлементов в депонирующих средах
Коэффициент корреляции (г > 0,3)
■корреляционные пары город село
снег почва волосы снег почва волосы
Свинец—хром - 0,64 0,93* 0,38 0,29 0,33
Никель—свинец - - 0,67* 0,25 - -0,33
Цинк—медь 0,68* 0,78* - 0,57* 0,69* -0,98*
Хром—медь 0,27 0,81* 0,36 - - -0,47
Свинец—медь - 0,84* - 0,46* 0,34 -0,33
Никель—медь - 0,52 - - 0,61* 0,20
Цинк—никель 0,45 0,93* 0,32 - 0,52* -0,20
Цинк—хром 0,60* 0,78* -0,25 - - 0,47
Никель—марганец 0,64* -0,59 0,61* - - 0,86*
Медь—марганец - - 0,89* - - -
Никель—хром - 0,69 0,68* 0,24 - 0,33
Примечание. "-" — корреляция не установлена; * — р < 0,05.
Установлено, что повышение или понижение содержания элементов в почве при низком (высоком) уровне аэрогенной нагрузки может быть связано с синергизмом или антагонизмом ионов. При повышенном содержании никеля в почве отмечается увеличение содержания хрома (синергизм). Наблюдается уменьшение содержания свинца при увеличении содержания никеля, хрома (антагонизм). Синергизм и антагонизм ионов в почве могут быть обусловлены способностью ионов металлов к образованию внутрикомплексных соединений с органическими веществами почвы.
Анализ возможных корреляций между количественными характеристиками микроэлементов в биосредах населения позволяет более объективно оценить количественные различия и дисбаланс микроэлементов при воздействии антропогенных факторов. Такой подход учитывает реальный полиэлементный гомеостаз при отсутствии в организме биоэлементов в свободном (несвязанном) виде. Металлы образуют металлолигандные комплексы, связанные с белками, гормонами, витаминами и другими микроэлементами.
Для выявления линейных взаимоотношений между концентрациями элементов определили коэффициенты Спирмена в волосах детского населения урбанизированных и сельских территорий. Результаты сравнительного анализа коэффициентов корреляции показали, что достоверные связи характерны в следующих парах: медь—марганец, никель—марганец, никель—хром, никель—свинец, хром—свинец. Достоверная связь цинка со всеми анализируемыми элементами не установлена.
Проведенное изучение микроэлементного статуса волос детского населения и его сопоставление с содержанием микроэлементов в объектах окружающей среды позволило определить наличие связи между качественным и количественным микроэлементным составом питьевой воды, почвы, снегового покрова, продуктов питания и биологических сред организма.
Обобщение полученных результатов позволяет сделать вывод о происхождении микроэлементных загрязнений и возможных путях их поступления в организм, а микроэлементы Ъп, Мп, N1 рассматривать как маркеры биологической экспозиции среды обитания при ведении социально-гигиенического мониторинга и оценке риска для здоровья населения. Определение корреляций между количественными характеристиками микроэлементов в биосредах объективно отражает микроэлементный профиль населения, следовательно, определяет наличие количественной зависимости содержания элементов в среде обитания и биосредах [1]. Этот факт получил подтверждение при анализе корреляционных связей в биосредах детей, проживающих в Оренбурге и Медногорске с разной структурой загрязнения среды обитания. Основным отличием являлось высокое содержание меди, цинка, свинца в объектах окружающей среды и биосредах населения Медногорска [3].
Результаты исследования показали неоднородный микроэлементный состав факторов окружающей среды и биосред детей в различных территориально-экономических зонах региона. Получен-
ные данные позволяют идентифицировать происхождение микроэлементных загрязнений среды обитания, показывают возможные причины микроэлементного дисбаланса в организме человека, позволяют выделить приоритетную группу микроэлементов в качестве маркеров биологической экспозиции и маркеров экспозиции среды обитания, следовательно, могут являться основой для разработки профилактических мероприятий, направленных на снижение риска возникновения микро-элементозных состояний.
Выводы. 1. Установлена корреляционная зависимость между количественными характеристиками микроэлементов (Си, Ni, Mn, Cd, Pb, Cr, Zn) в сопряженных факторах среды обитания (снег-почва—вода—продукты питания) и биосредах детского населения. Для урбанизированных территорий приоритетным фактором среды обитания является ингаляционный путь поступления цинка (г = 0,78), никеля (г = 0,63), марганца (г = 0,8) и хрома (г = 0,53); для сельских поселений наиболее значимыми факторами среды являются почва (никель — г = 0,66, марганец — г = 0,54) и питьевая вода (медь — г = 0,55) при р < 0,05.
2. Получены достоверные различия между количественными характеристиками микроэлементов в биосредах детей урбанизированных (5 парных корреляций: медь—марганец, никель—марганец, никель—хром, никель—свинец и хром—свинец) и сельских территорий (2 парные корреляции: медь-цинк и никель—марганец) и общие закономерности приоритетных взаимосвязей для никеля, марганца и цинка.
3. Полученные модели зависимости среда обитания— биосреда и биосреда—биосреда на территориях с разным уровнем антропогенного воздействия позволяют рассматривать никель, марганец и цинк в качестве маркеров экспозиции для факторов среды обитания и маркеров биологической экспозиции при идентификации токсикантов и оценке риска для здоровья населения.
Литература
1. Боев В. М. Микроэлементы и доказательная медицина. — М., 2005.
2. Вараксин А. Н. Статистические модели регрессионного типа в экологии и медицине / Под ред. В. Н. Чуканова. — Екатеринбург, 2006.
3. Михайлов А. Н. Вопросы гигиены труда и состояния здоровья рабочих медеплавильного производства и оценка риска здоровью населения, проживающего в районе его размещения: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Оренбург, 2005.
4. Онищенко Г. Г. // Гиг. и сан. - 2007. - № 5. - С. 3-4.
5. ЧесноковаЛ. А. Экологическая характеристика качественного и количественного микроэлементного состава факторов среды обитания агропромышленного региона: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. — Оренбург, 2004.
Поступила 12.05.08
S u m ш а г у. Priority trace elements were identified in the environmental objects, such as drinking water, atmosphere of residential areas (by their levels in the snow cover), soil, and foodstufls. The identification of trace elements in the environmental objects revealed various total Ioads and distribution
[ена и санитария 6/2008
of trace elements in the study environments of urban and rural areas, which might be largely determined by the degree of in-terenvironmental transition and the routes of their migration. By identifying of priority trace elements, the authors constructed models describing the correlation of elements in the study conjugate environments and the specific features of their interenvironmental transition in the environment-man system in the urban and rural areas.
Paired correlation and multiple regression analyses on the basis of systemic modeling were used to determine a relationship of trace elements in the study environments to the specific features of their interenvironmental transition. Examination of
the trace element status of children's hairs and its comparison with the content of trace elements in the environmental objects allowed an association to be determined between the qualitative and quantitative trace element composition of portable water, soil, snow cover, foodstuffs, and the body's biological media.
Summing up the findings leads to a conclusion about the origin of trace element pollutions and the possible routes of their entry into the body and allows consideration of the trace elements Zn, Mn, and Ni as markers of biological exposure of the environment while making a sociohygienic monitoring and assessing the risk to human health.
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2008 УДК 613.168:621.395
Н. А. Загустина, С. В. Гурии, В. Г. Козлов
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЙ СОТОВОГО ТЕЛЕФОНА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА
Государственный университет телекоммуникаций им. проф. Бонч-Бруевича, Центр энергоинформационных системных исследований "Зодиак", Санкт-Петербург
В настоящее время вопрос влияния на здоровье человека мобильных телефонов активно обсуждается в литературе. Проблема дискуссионная: в одних работах доказывается, что мобильный телефон отрицательно влияет на здоровье человека, в других опровергается это утверждение. Причина такой противоречивости кроется в научной достоверности доказательства влияния сверхслабых электромагнитных полей на человека. Специфика системы сотовый телефон—человек такова, что человек находится в ближней зоне электромагнитных полей (ЭМП). В такой ситуации по-другому происходит взаимодействие ЭМП с организмом и предъявляются особые требования к средствам измерения. Ранее для ситуации ближнего поля, создаваемого ручными радиопередающими средствами, не были разработаны гигиенические критерии и методы проведения гигиенического контроля. Кроме того, сигнал сотового телефона имеет достаточно сложную организацию, что также необходимо учитывать при проведении медико-биологических исследований, при разработке средств и методов измерения.
До 1997 г. специальных исследований биологического действия ЭМП сотового телефона в России не проводилось. Ныне действующие "Временные допустимые уровни (ВДУ) воздействия электромагнитных излучений, создаваемых системами сотовой радиосвязи" разрабатывались только на основании общетеоретических представлений без проведения соответствующей научно-исследовательской работы и даже без проведения анализа накопленных к тому времени зарубежных данных. Для большинства стран сегодня критерием влияния ЭМП являются только гигиенические оценки предельно допустимых уровней. Стандарты на предельно допустимые уровни для многих развитых стран отличаются на порядки. Картина расхождений в нормативах прежде всего связана с различными методическими и метрологическими подходами, а отсюда и с неодинаковыми критериями определения ме-
ры безопасности техногенных ЭМП для здоровья человека. Кроме того, практически не изучен механизм биоэффектов малой интенсивности, реакции защитных функций организма и организма в целом на такие фоновые ЭМП. Предлагаемая методика позволяет зарегистрировать и оценить изменения функционального состояния биосистемы при воздействии излучений мобильного телефона.
Сущность разработанной методики в том, что в биологически активных точках (БАТ) человека регистрируют концентрационно-кинетический потенциал — КСИ-потенциал (патент на изобретение № 2106799 РФ), генерируемый жидкими средами биосистем в ходе физико-химических процессов их жизнедеятельности.
КСИ-потенциал проявляется и может быть зарегистрирован исключительно при сверхслабых энергетических возмущениях, адекватных энергетике клетки и БАТ (порядка 10~9 ВА). Информативность и достоверность данного параметра подтверждены многолетними исследованиями, проведенными ЦНИИ "Гранит" (руководитель направления канд. техн. наук В. Г. Козлов) совместно с НИИ Скорой помощи им. И. И. Джанелидзе (доктор мед. наук М. А. Никулин), кафедрой военно-полевой терапии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова под руководством член-корр. АМН генерал-майора Г. И. Алексеева (доктор мед. наук полковник Ю. В. Марков, доктор мед. наук полковник А. С. Андронов, доктор мед. наук полковник В. В. Закурдаев, канд. мед. наук Г. А. Цеп-кова и др.) и клиникой госпитальной терапии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И. П. Павлова под руководством засл. деят. наук РФ проф. Г. Н. Федосеева (доктор мед. наук доцент Р. А. Александрова, канд. мед. наук Т. В. Коваленко).
КСИ-потенциал отражает энергию, накопленную соответствующей функциональной системой (ФС) в результате ее адаптационной деятельности ("адаптационная энергия" по Г. Селье). При этом систему БАТ и энергетических каналов рассматри-
