CC BY
6
Russia's national security. Under the established conditions, even in case of the favorable financial position, this cannot be achieved by only engineering decisions (construction and modernization of water-supply networks, use of new equipment and breakthrough technologies). Water service as a type
of water consumption is based on the general principles of natural resource management. Its safety should be combined with the strategic objective of water resources utilization and conservation in the catchment basins in the country as a whole.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.72+613.841:616.2-006.04
О. Н. Литвиченко, И. А. Черниченко, Т. В. Коваленко, Г. Г. Зинченко
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ КАНЦЕРОГЕННЫХ ФАКТОРОВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Институт гигиены и медицинской экологии им. А. Н. Марзеева АМН Украины, Киев
В современных условиях человек постоянно находится в окружении сложного химического мира, под влиянием комплекса вредных факторов антропогенного происхождения, в том числе канцерогенных, что может приводить к развитию онкологических заболеваний.
По данным экспертов ВОЗ, в конце XX века от злокачественных новообразований в мире ежегодно умирали 6,8 млн человек и диагностировалось более 10 млн новых случаев рака, а к началу XXI века прогнозировалось превышение 11 млн случаев [11]. Такая же тенденция наблюдается и в Украине
— за последние 10 лет онкологическая заболеваемость в стране возросла на 5,7% [4].
Ключевыми факторами при формировании этой патологии, как показывают исследования последних лет, являются загрязнение воздушной среды и образ жизни, в частности привычка курения [2, 3, 5]. Для Украины важны оба фактора.
Во-первых, на территории страны находится большое количество плотно расположенных промышленных предприятий, являющихся, по данным МАИР, источниками образования и выброса в атмосферу канцерогенных веществ различных классов, — предприятия черной и цветной металлургии, теплоэнергетики, доменные, сталеплавильные, нефтеперерабатывающие, кожевенные, резиновые производства, автотранспорт и др.
Во-вторых, распространенность курения в Украине угрожающе растет — сегодня в стране курит 58% мужчин и 14% женщин, причем если 15 лет назад около 3% из них курили по 20—30 сигарет в день, то в настоящее время 3% выкуривают более 30 сигарет. По материалам ВОЗ по ситуации в Украине, курение обусловило в течение последних 3 лет смерть более 120 тыс. человек ежегодно [5].
В многочисленных исследованиях была установлена достоверная связь между уровнями загрязнения атмосферы населенных мест комплексом химических канцерогенов и частотой рака легких у населения [1, 7, 8]. Отсюда, естественно, представляются приоритетными пути первичной профилактики рака. При этом важно уменьшить аэрогенную канцерогенную нагрузку на организм за счет как антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, так и табачного дыма.
Цель данной работы — сравнительная оценка аэрогенной нагрузки канцерогенных соединений
— бенз(а)пирена (БП) и нитрозаминов — НА (нит-розодиметиламина — НДМА и нитрозодиэтилами-на — НДЭА) на население ряда городов Украины, поступающих из воздушной среды и продуктов курения, расчет риска влияния этих доз на онкозабо-
леваемость. Исходя из этого, в работе проводилось изучение содержания указанных соединений в загрязненной воздушной среде городов Украины и табачном дыме наиболее распространенных сигарет.
В течение многих лет лаборатория канцерогенных факторов Института гигиены и медицинской экологии им. А. Н. Марзеева АМН Украины проводила исследования содержания в воздушной среде соединений классов полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и НА путем организации стационарных постов наблюдений в ряде регионов Украины — в больших городах с развитой инфраструктурой промышленных объектов и автотранспортной сетью магистралей и малых городах с наличием предприятий различных отраслей промышленности.
В результате проведенных исследований было выявлено значительное загрязнение атмосферного воздуха населенных мест этими канцерогенами. Характерной для современных городов и особенно промышленных центров была четкая градация показателей загрязнения канцерогенами по функциональным зонам. Наибольшие уровни этих соединений были в промышленных зонах, обусловленные смешанным типом загрязнения за счет выбросов промышленных источников и отработанных газов автотранспорта; несколько ниже была степень загрязнения атмосферы в районах автомагистралей. При этом необходимо подчеркнуть, что на этот процесс влияли плотность транспортного потока и качество автотранспорта, в первую очередь соотношение автомобилей, работающих на дизельном и бензиновом топливе.
Если оценить уровни загрязнения канцерогенными соединениями (БП и НА) атмосферы городов в течение нескольких длительных периодов наблюдений, можно отметить, что в 80—90-е годы в этих городах наблюдалась достаточно высокая степень загрязнения атмосферного воздуха указанными канцерогенами, максимальные уровни которых превышали гигиенические нормативы в 4,5— 28 раз. И хотя в последнее время отмечается некоторое снижение концентраций этих соединений, уровни загрязнения воздушной среды городов БП и НА (НДМА и НДЭА) остаются высокими и в 20— 62% проб превышают ПДК [3, 9].
Таким образом, анализ результатов наших мак-ромасштабных наблюдений в течение более чем 20 лет свидетельствует о стабильном загрязнении атмосферного воздуха населенных мест Украины канцерогенами двух классов — ПАУ, индикатор-
Таблица 1
Усредненные данные загрязнения атмосферного воздуха промышленных городов Украины канцерогенными веществами (1995— 2003 гг.)
Город Содержание канцерогенов, нг/м'
БП НДМА НДЭА
Киев
Кривой рог Днепродзержинск Днепропетровск Белая Церковь
1,6-11.0 2,6 ± 1,1 0,8-5,2 3,1 ±0,9 5,9-11,8 9,1 ± 1,7 7,2-15,9 13,2 ± 1,0 1,9-10,7 5,7 ± 1,1
33-101,0
55.4 ± 8,0 45,0-102,2
66.0 ± 5,8 30,5-130,2 79,6 ± 6,9
28,5-74,0
54.5 ± 5,2 58,8-121,6
87.1 ±
29,7-54,5
40.7 ± 9,3 28,2-97,7
47.8 ± 5,5 31.6-92,5 5Й.5 ± 7,0 26,9-63,4
45.2 ± 6,6 39,1-97,7
73.3 ±5,1
Примечание. В числителе — пределы колебаний, в знаменателе — М ± т.
ным показателем которых является БП, и НА (табл.1).
Как видно из табл. 1, содержание канцерогенных соединений в атмосферном воздухе возрастает по мере укрупнения (территориального увеличения) населенного пункта, но еще большую роль играет характер промышленного развития к плотность промышленных источников загрязнения в городе. Однако и в малых городах (Белая Церковь), где расположены специфические промышленные объекты, уровень загрязнения несущественно меньший.
Действие химических канцерогенов, как известно, характеризуется высокой степенью кумуляции эффектов всех доз, поступающих в организм в течение длительного времени. При этом бластомо-генный эффект в отличие от других видов фармакологической реакции не зависит от суточной дозы агента и определяется суммарной дозой, поступающей в организм в течение всего периода действия [7, 8]. Поскольку одной из задач работы является оценка риска влияния канцерогенов атмосферного воздуха и продуктов курения, то для расчетов этих величин определяли аэрогенную среднесуточную дозу канцерогенов, усредненную с расчетом ожидаемой средней продолжительности жизни человека (70 лет) [6].
В расчет среднесуточных доз в течение жизни БП, НДМА и НДЭА, поступающих в организм жителей ряда городов Украины (табл. 2), брали средние по городу их концентрации, представленные в табл. 1.
Таблица 2
Среднесуточные в течение жизни дозы канцерогенов, поступающие в организм жителей городов с атмосферным воздухом
Город Среднесуточные дозы канцерогенов, • 10"' мг/(кг ■ сут)
БП НДМА НДНА
Киев 0,74 15,83 11,63
Кривой Рог 0,89 18,85 13,65
Днепродзержинск 2,60 22,74 16,71
Днепропетровск 3,77 15,57 12,91
Белая Церковь 1,63 24,89 20,94
При концентрации соеди-
Анализ приведенных данных показывает, что среднесуточные дозы БП, получаемые населением городов Украины, находятся в пределах 0,74— 3,77 • 10"6 мг/(кг • сут) и превышают дозу, которую получало бы население, находясь в течение жизни под влиянием дозы БП на уровне его ПДК для атмосферного воздуха, в 2,6—13 раз.
Что касается аэрогенных нагрузок канцерогенов за счет продуктов курения, то наши результаты основаны на исследовании сигарет "L&M lights", "L&M filter", "Столичные", "Прилуки особенные" и "Честерфилд ультралегкие", которые, по данным Института общественного здоровья Украины (ИОЗ), являются наиболее распространенными среди курильщиков страны [10].
Сигареты "курили" при помощи курительной машины, имитирующей процесс курения. Определение содержания в табачном дыме БП базировалось на концентрировании его на фильтр с последующим спектрально-люминесцентным анализом [1J, НА улавливали в специальные трубки с твердым сорбентом и подвергали газохроматографиче-ской идентификации [3].
В табл. 3 представлены данные о содержании изучаемых канцерогенов в табачном дыме сигарет.
Дым исследованных сигарет, как видно из табл. 3, содержит значительное количество канцерогенов — БП, НДМА и НДЭА. Содержание этих соединений в "легких" и обычных сигаретах одного бренда (на примере "L&M lights" и "L&M filter") находится почти на одном уровне, хотя содержание смолы в "легких" сигаретах достоверно ниже {р < 0,001).
Это, очевидно, можно объяснить тем, что в "легких" сигаретах используется особым образом приготовленная из табачных отходов смесь (высушивание вымораживанием), дополнительно импрег-нированная никотином и большим количеством ароматизированных добавок, при сгорании которых могут также образовываться канцерогенные и токсичные вещества. Например, для предотвращения высыхания и выпадения из открытого конца сигареты мелко нарезанного табака к табачной смеси добавляется увлажнитель — фиксатор. Обычно это глицерин, диэтиленгликоль или про-пиленгликоль [12].
Проведенные в полном объеме исследования показали, что:
— распространенные сегодня в Украине сигареты содержат значительное количество смолы (10— 20 мг в сигарете) и как следствие высокие концентрации канцерогенных соединений — БП и НА (НДМА и НДЭА);
— "легкие" сигареты содержат почти такое же количество БП, НДМА и НДЭА, как и обычные
Таблица 3
Содержание канцерогенных соединений в табачном дыме сигарет
нения на уровне 1 ПДК
0,29
14,29
8,57
Наименование сигарет Содержание канцерогенов в сигарете, нг
БП НДМА НДЭА
L&M filter 24,5 ± 0,5 14,2 ± 1,2 9,1 ± 0,9
L&M lights 23,4 ± 0,7* 10,8 ± 1,3* 7,2 ± 0,5*
"Столичные" 35,5 ± 1,5 13,4 ± 0,8 5,7 ± 0,3
"Прилуки Особенные" 45,6 ± 1,2 20,1 ± 0,9 10,4 ± 0,8
"Честерфилд ультралегкие" 31,3 ± 0,5 8,6 ± 0,6 3,1 ± 0,3
* — различия с L&M filter недостоверны (р > 0,05).
Таблица 4
Среднесуточные в течение жизни дозы БП, поступающие с табачным дымом
Таблица 5
Дополнительный риск развития новообразований у населения под влиянием загрязнения атмосферного воздуха канцерогенами
Количество выкуренных сигарет Среднесуточные дозы канцерогенов, • 10"" мг/(кг • сут)
Канцероген L&M П1-ter L&M lights "Столичные" "Прилу-ки Особенные' "Честср-филд ультра-легкие"
БП
НДМА НДЭА
10 15 30 10 15 30 10 15 30
2,75 4,13 8,25 1.59 2,39 4,77 1,02 1,53 3,06
2,63 3,95 7,89 1,21 1,82 3,63 0,81 1,22 2,43
3,98 5,97 11,94 1,50 2,25 4,50 0,64 0,96 1,92
5,12 7,68 15,36 2,26 3,39 6,78 1,17 1,76 3,51
3,51 5,27 10,53 0,97 1,46 2,91 0,35 0,53 1,05
сигареты этого же бренда (р > 0,05), хотя содержание смолы в них достоверно ниже (р < 0,001).
Для расчета доз канцерогенов, поступающих в организм курящих в течение жизни, использовали статистические данные ИОЗ [10]. По данным социального опроса (за 2004 г), проведенного специалистами этого института, сегодня в Украине курит 36,7% взрослого населения. Из общего числа около 47 млн украинцев (47 318 945 человек) это составляет около 17 млн человек (17 366 052 человека). В течение 2004 г. было выкурено 85 млрд сигарет, т. е. на одного курильщика приходилось около 13,4 сигареты в сутки. При этом женщины в среднем выкуривали 10 сигарет в сутки, мужчины — 15 сигарет, т. е. средняя величина потребления и составляла около 13 сигарет. Исходя из этого, а также учитывая, что на сегодня, как отмечено выше, 3% курящих выкуривают до 30 сигарет в сутки, дозы канцерогенов табачного дыма рассчитывали для людей, выкуривающих по 10, 15 и 30 сигарет.
Что касается начала курения, то социологический опрос ИОЗ определил его в Украине примерно с 15 лет, т. е. период курения для расчета канцерогенных доз табачного дыма составил 55 лет.
Рассчитанные среднесуточные в течение жизни дозы канцерогенов, получаемые курящими с табачным дымом, представлены в табл. 4.
Дозы БП, получаемые курящими при выкуривании 10 сигарет в сутки, практически выше доз из атмосферного воздуха, а для курящих с интенсивностью курения 15 и 30 сигарет в сутки — значительно выше.
Для НА картина несколько иная — канцерогенная нагрузка этих соединений на человека с табачным дымом меньше, чем с атмосферным воздухом. В то же время следует учесть, что наши расчеты касаются табачного дыма и определяют опасность непосредственно для курящего. Но есть еще один аспект этой проблемы — пассивное курение. Как показали проведенные нами исследования [3], в помещении, где интенсивно курят, содержание НДМА и НДЭА может достигать уровней, определяемых в районе специфических химических производств (170 и 95 нг/м3 соответственно). А если в процессе курения в комнате работает вентиляция или комната проветривается, эти величины будут значительно выше — 610 (НДМА) и 340 нг/м3 (НДЭА). Этот на первый взгляд парадоксальный
Город Дополнительный риск, • 10"'
БП НДМА НДЭА
Киев 0,8 221,6 498,9
Кривой Рог 1,0 263,9 585,6
Днепродзержинск 2,9 318,4 716,9
Днепропетровск 4,2 218,С 553,8
Белая Церковь 1,8 348,5 898,3
При концентрации соединения
на уровне 1 ПДК 0,3 200,1 367,6
результат объясняется тем, что в отсутствие вентиляции количество НА, образующихся в дыме, относительно стабильно, а когда во время курения работает вентиляция, то с поступающим в помещение воздухом в процесс включается свежее количество предшественников — оксидов азота, что приводит к дополнительным реакциям нитрозирова-ния и в конечном счете — к образованию НА. Приводя эти данные, мы хотели только подчеркнуть, что опасность курения следует рассматривать комплексно — как для самих курящих, так и для окружающих, однако это особый вопрос, который заслуживает специального рассмотрения и анализа.
Результаты расчета риска влияния аэрогенных доз канцерогенов атмосферного воздуха и табачного дыма с использованием известных методик [12] представлены в табл. 5 и 6.
Как видно из представленных в табл. 5 и 6 данных, дополнительный риск развития новообразований у населения от вдыхания загрязненного БП и НА воздуха городов Украины составляет соответственно 0,8-4,2; 200-349 и 368-898 случаев на 1 млн населения. При этом риск онкозаболеваний под влиянием БП табачного дыма превышает риск, связанный с загрязнением атмосферного воздуха, а если учесть, что определенный процент курящих курит 30 сигарет в сутки и более, это превышение будет весьма значительным.
Что касается дополнительного риска развития раковых заболеваний под влиянием НА табачного дыма, то он практически ниже риска влияния НА атмосферного воздуха. Очевидно, высокий риск влияния НА атмосферного воздуха может косвенно указывать на необходимость пересмотра гигиенических нормативов этих соединений в атмосфер-
Таблица 6
Дополнительный риск развития новообразований у населения под влиянием канцерогенов табачного дыма
Канцероген Количество выкуренных сигарет Дополнительный риск, • 10"°
L&M filter L&M lights "Столичные" "Прилу-ки Особенные" "Честер-филд ультра-легкие"
БП 10 10,7 10,3 15,5 20,0 13,7
15 16,1 15,4 23,3 30,0 20,6
30 32,2 30,8 46,6 60,0 41,1
НДМА 10 77,9 59,3 73,5 110,7 47,5
15 117,1 89,2 110,3 166,1 71,5
30 233,7 177,9 220,5 332,2 142,6
НДЭА 10 153,0 121,5 96,0 175,5 52,5
15 229,5 183,0 144,0 264,0 79,5
30 459,0 364,5 288,1 526,5 157,5
ном воздухе, поскольку концентрации их в городах Украины определялись практически на уровне среднесуточных ПДК.
Исходя из данных табл. 7 и статистических материалов ИОЗ, популяционный риск развития онкозаболеваний для населения Украины от курения сигарет (на примере L&M lights и "Столичных"), обусловленный действием только этих трех канцерогенов, составил 4190 и 5420 случаев соответственно. Если учесть, что на лечение одного онкологического больного в Украине необходимо в среднем 2-3 тыс. долларов, экономический ущерб для страны от лечения такого количества больных раком может составить 8380—16260 тыс. долларов.
Выводы . 1. Рассчитанный риск не полностью отражает степень опасности, так как расчет проведен только относительно трех канцерогенов, тогда как в ингалируемом воздухе присутствует значительно большее число соединений, обусловливающих развитие данной патологии. Это особенно касается продуктов курения, которые являются носителями не только канцерогенных веществ, но и смолистых соединений. Последние в силу физиологии процессов дыхания конденсируются и оседают, как правило, в нижних долях легких.
2. Даже не полные показатели вероятности заболеваемости раком свидетельствуют о серьезных социальных потерях общества. По материалам Национального канцер-реестра Украины, рак органов дыхания развивается преимущественно среди населения еще трудоспособного возраста. А смертность при данной патологии уже на первом году жизни после установления диагноза достигает 66,5% [4].
3. Аэрогенная доза изученных канцерогенов (БП, НДМА, НДЭА), поступающая в организм человека с продуктами курения, как и соответствующий ей риск, превышают аналогичные показатели, связанные с загрязнением атмосферного воздуха. Эти данные свидетельствуют о том, что одной из первоочередных задач медиков и общества в целом в плане снижения частоты онкологической патологии органов дыхания может стать борьба с курением.
4. Для полной оценки риска от вдыхания табачного дыма необходимо продолжение исследований в плане идентификации новых соединений, воз-
можных продуктов их трансформации с последующей оценкой их канцерогенной опасности.
Л итература
1. Гигиенические проблемы охраны окружающей среды от загрязнения канцерогенами / Янышева Н. Я., Киреева И. С., Черниченко И. А. и др. — Киев, 1985.
2. Левшин В. Ф., ЗаридзеД. Г. // Вопр. онкол. — 2003. -Т. 49, № 4. - С. 391-399.
3. Литвиченко О. Н. Научные основы охраны воздушной среды от загрязнения канцерогенными N-нит-розаминами и предупреждение онкогенного риска для населения: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. — Киев, 1999.
4. Рак в Украине, 2002—2003. Заболеваемость, смертность, показатели деятельности онкологической службы: Бюллетень Национального канцер-реестра Украины. — Киев, 2004.
5. Рамочная Конвенция по контролю над табаком и ее значение для Украины. — Киев, 2004.
6. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Рахманин Ю. А., Новиков С. М., Шашина Т. А. и др. — М., 2004.
7. Худолей В. В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизмы действия. — СПб., 1999.
8. Черниченко И. А. Научные основы гигиенического нормирования химических канцерогенов при комплексном и комбинированном поступлении в организм: Автореф. дис.... д-ра мед. наук. — Киев, 1991.
9. Черниченко И. А., Янышева Н. Я. // Environ. Hlth. —
2001. - Vol. 17, N 2. - С. 37-41.
10. http://www.uiph.kiev.ua/.
11. Lopez. A. D., Ahmad О. В., Quillot М. et al. — Geneva,
2002.
12. Tobacco Smoking and Tobacco Smoke: J ARC Sci. Publ. N 83. - 2002.
Поступила 10.02.06
Summary. The paper shows an extremely greater danger of aerogenic doses of carcinogenic substances entering with smoking products than that of an aerogenic load in the industrial centers. The individual and population risks of cancer due to smoking of the Ukraine's common cigarettes and the economic damage caused by the treatment of this number of patients to the country have been calculated. For a full assessment of the carcinogenic risk of tobacco smoke, it is necessary to determine all its carcinogenic constituents, their precursors, and possible transformation groups at high temperatures.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.72(477)
И. С. Киреева, И. А. Черниченко, О. Н. Литвиченко
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РИСКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ УКРАИНЫ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Институт гигиены и медицинской экологии им. А. Н. Марзеева АМН Украины, Киев
В последнее десятилетие все более значимое место в гигиенических исследованиях занимает оценка риска факторов окружающей среды для здоровья населения. Разработка методологии оценки риска воздействия факторов различной природы, которая нашла отражение в ряде важных методических документов [1, 2, 6], способствовала значительному расширению и унификации научных исследований в этой области.
В то же время основным инструментом осуществления предупредительного и текущего санитар-
ного надзора за объектами, оказывающими неблагоприятное влияние на окружающую среду, остается нормативная база санитарного законодательства (ПДК, ПДУ, ОБУВ и др.)
В связи с этим представляется важным вопрос, в какой мере оценка загрязнения окружающей среды, выполненная по методологии риска, соответствует традиционной гигиенической оценке по гигиеническим нормативам.
Объектом наших исследований в этом плане было загрязнение атмосферного воздуха, которое, как
