Научная статья на тему 'Гигиеническая оценка суммарной нагрузки металлов, получаемой населением из объектов окружающей среды'

Гигиеническая оценка суммарной нагрузки металлов, получаемой населением из объектов окружающей среды Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
46
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — М. А. Казимов, А. М. Мамедов, А. С. Гурбанов, Э. Ф. Абасова, Ш. Х. Самедов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Hygienic assessment of total metals loading, received by population from environment objects

In the article authors presented data analyses dedicated to the problem of metals load from environment objects.

Текст научной работы на тему «Гигиеническая оценка суммарной нагрузки металлов, получаемой населением из объектов окружающей среды»

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Гигиеническая оценка суммарной нагрузки металлов, получаемой населением из объектов окружающей среды

М.А.Казимов, А.М.Мамедов, А.С.Гурбанов, Э.Ф.Абасова, Ш.Х.Самедов, А.А.Абдуллаева

Азербайджанский Медицинский Университет, г.Баку

Постоянно возрастающие масштабы источников загрязнения окружающей среды и связанное с этим увеличение числа антропогенных пол-лютантов, сопровождающееся выраженным воздействием на формирование популяционного здоровья, выдвигает задачу проведения гигиенической диагностики особенностей загрязнения среды обитания людей, особенно в крупных городах для разработки эффективных оздоровительных мероприятий.

Среди множества ксенобиотиков - загрязнителей объектов окружающей среды крупных городов тяжелые металлы занимают приоритетное место. В нарушении здоровья населения существенное место отводится как известным токсичным металлам (например, ртуть, кадмий, свинец, хром, алюминий и др.), так и важным для организма эссенциальным микроэлементам (медь, цинк, марганец, железо, кобальт, магний и др.), могущим оказать не только физиологическое действие на биологические процессы в организме, но и оказать токсическое действие в зависимости от уровня экспозиции [1, 3, 8, 11, 12, 13].

В условиях повсеместного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами реально их поступление в организм человека вполне реально. При этом уровень поступающих в организм доз имеет прямопропорциональную зависимость от концентрации металлов в контактирующих человеком средах (в атмосферном воздухе, питьевой воде, продуктах питания). Этот же уровень определяет риск подверженности организма к неблагоприятным воздействиям ксенобиотиков. Последнее может развиваться в виде микроэле-ментозов, преморбидных состояний или заболеваний (гипермикроэлементозов, отравлений и др.).

В связи с отмеченными, представляет важный интерес исследование и гигиеническая оценка фактических уровней поступления некоторых

тяжелых металлов в организм людей, проживающих в крупных городах и априори имеющих контакт с объектами окружающей среды, загрязненными тяжелыми металлами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Исследования проводились в трех районах г.Баку - в микрорайоне и в промышленном районе в сопоставлении с данными пригородной зоны города. Объектами исследования явились несколько из наиболее распространенных загрязнителей городской среды тяжелых металлов - свинец, кадмий, хром, никель, медь и цинк. Согласно литературным данным, эти металлы могут поступать в окружающую среду при сжигании топлива, отходами автотранспорта (как в составе выхлопов, так и при изнашивании резины, тормозных колодок и других деталей и механизмов), выбросами различных промышленных предприятий, в том числе и предприятий по нефтедобыче и нефтепереработке, по производству металлических изделий, производству строительных материалов и др. [2, 4, 5, 6].

Исследуемые металлы определялись методом атомно-абсорбционной спектрофотомерии в пробах атмосферного воздуха, питьевой воды и продуктов питания. При отборе проб, их обработке и анализе руководствовались существующими регламентирующими документами [7].

Обработка и обобщение полученных первичных данных проводилась известными методами санитарной статистики [9] с определением средней величины (М), средней ошибки средних величин (m), среднеквад-ратические отклонения (а) и критерия достоверности Стьюдента 'Ч".

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Определение уровня поступления исследуемых металлов в организм людей требует, прежде всего, установление их содержания в контактирующих человеком средах - в атмосферном воздухе, в питьевой воде и в продуктах питания. Результаты химических анализов проб указанных объектов представлены в таблице 1. При рассмотрении данных этой таблицы, на первый взгляд, обращает на себя внимание тот факт, что содержание всех ис-

Таблица 1. Содержание металлов в различных объектах наблюдаемых районов города

Металлы Исслед уемые объект ы Районы наблюдения и концентрации металлов

Промышленный район Примагистральн ая зона Пригородная зона Допустим ые величины

РЪ 1* 0,000028±0 0,000014±0 0, 000007±0 0,0003

2** 0,0043*0,0007 0,0053*0,0001 0,0043*0,0007 0,03

0,13±0,008 0,13*0,008 0,13*0,008 3,0*[132]

Сс1 1* 0,000019±0 0,000017±0 0,000006*0 0.0003

2** 0,00063*0,00005 0,00067±0 0,00063*0,00005 0,01

0,05±0,007 0,05*0,007 0,05*0,007 0,07

Сг 1* 0,00056±0 0,00044 ±0 0,00012*0 0,0015

2** 0,00 53*0,0009 0,0093*0,001 0,0053*0,0009 0,10

3*** 3,17*0,29 3,17*0,29 3,17*0,29 0,25

№ 1* 0,00016±0 0,00014±0 0,00007*0 0,001

2** 0,0027±0,00008 0,0047*0,0004 0,0027*0,00008 0,10

1,82*0,22 1,82*0,22 1,82*0,22 0,26

Си 1* 0.000067±0 0.00004±0 0.00002*0 0.002

2** 0,07*0,002 0,057*0,007 0,07*0,002 1,0

1,84*0,19 1,84*0,19 1,84*0,19 2,25

Хп 1* 0,038*0,0015 0,023±0,0022 0,013*0,007 0,05

2** 0.017*0.003 0.07±0 0.017*0.003 5.0

3*** 16,0*2,08 16,0*2,08 16,0*2,08 13,50

1*- атмосферный воздух, среднесуточная концентрация, мг/м3; 2**- питьевая вода, мг/л; 3***- продукты питания, мг в суточном рационе

следуемых металлов в наибольшем количестве оказалось в продуктах питания, употребляемых населением в повседневном рационе. Содержание каждого из исследуемых элементов в продуктах питания превышает такового в атмосферном воздухе и в питьевой воде на десятки и сотни раз (одинаковые уровни металлов в рационе людей разных районов города объясняется отсутствием существенных различий в их среднесуточном меню). Например, концентрация цинка в суточном рационе (16,0±2,08 мг) превышает его содержание в атмосферном воздухе и в питьевой воде соответственно в 420 и 940 раз. Такое же соотношение между содержаниями металлов в исследуемых средах характерно и для других металлов.

Концентрации металлов в питьевой воде (одинаковые величины содержания металлов в питьевой воде промышленного района и пригородной зоны связаны тем, что водоснабжение населения этих районов осуществляется из одного и того же водоисточника) и атмосферном воздухе существенно отстают от их содержания в суточном рационе. Вместе с тем, эти уровни вносят определенный вклад как в общую картину загрязнения среды обитания людей тяжелыми ме-

таллами, так и в величину суммарного поступления в организм токсичных металлов и эссенци-альных микроэлементов.

Сопоставление концентраций исследуемых тяжелых металлов в наблюдаемых средах с их референтными уровнями (таблица 1) свидетельствует о том, что фактическое содержание свинца, кадмия и меди во всех средах (в пробах атмосферного воздуха, питьевой воды и продуктов питания) существенно отстает от нормативных величин. Концентрации остальных металлов (хром, никель и цинк) в атмосферном воздухе и в питьевой воде за исключением продуктов питания также значительно отстают от их допустимых уровней. В продуктах, входящих в повседневный суточный рацион, содержание этих тяжелых металлов (в частности, хрома и никеля) статистически значимо превышает их суточную норму, что при поступлении в организм может представлять определенную опасность для здоровья.

Результаты исследования показывают (таблица 2), что поступление прослеживаемых тяжелых металлов в организм населения происходить ингаляционным путем от загрязненного атмос-

Таблица 2. Данные о суточной суммарной нагрузке металлов на организм (EDп), получаемой населением из объектов окружающей среды наблюдаемых районов города (в мкг/кг • сут)

Исследу емые зоны Показатели Дозы металлов, поступившие в организм разными путями

воздух £Г)п вода воздух +вода ХОп питание общ.

Микрорайон абсолютная величина 13,31±1,08 2,14±0,26 15,45У=1,44 328,72=^0,17 344,17±21,43

% от суммарного 3,87 0,62 4,49 95,51 -

Промыш -ленный район абсолютная величина 20,09±178 2,85±0,41 22,94±2,04 328,72±13,22 351,66±19,67

% от суммарного 5,71 0,81 6,52 93,48 -

Пришро дная зона абсолютная величина 5,90±0,38 2,85±0,73 8,75±1,02 328,72^21,65 337,47± 14,31

% от суммарного 1,75 0,81 2,56 97,44 -

ферного воздуха, водно-алиментарным путем при наличии металлов в питьевой воде и в составе продуктов питания, входящих в повседневной рацион. Сопоставление величин поступивших доз в организм металлов из разных объектов окружающей среды свидетельствует о том, что основная роль в общей металлической нагрузке на организм, как и следовало ожидать, принадлежит фактору питания.

Как видно из данных таблицы 2, одинаковые для всех наблюдаемых зон поступившие суммарные дозы металлов суточным рационом (поскольку все население города питается из одних и тех же источников) значительно превышают таковых суммарных доз металлов, поступивших в организм ингаляционным и водно-алиментарным путями вместе взятыми. Получаемая с пищей доза металлов для населения всех наблюдаемых районов города колеблется в пределах 93,48% (промышленный район) - 97,44% (пригородная зона) от общего суточного поступления.

Согласно данных таблицы 2, по степени загрязненности атмосферного воздуха промышленный район может считаться более загрязненным, поскольку суммарное поступление металлов ингаляционным путем в организм жителей этого района оказалось наибольшее (5,71% от общей суточной суммарной нагрузки). При этом нельзя не обращать внимание также на содержание металлов в атмосферном воздухе и питьевой воде, с которыми в организм ежедневно поступает 2,56,5% от общей металлической нагрузки. Из этих

данных явствует, что удельное значение разных способов поступления металлов в организм и, следовательно, уровни их поступления в организм разными путями, существенно отличаются, что статистически значимо зависит от содержания металлов в наблюдаемых объектах окружающей среды.

Для гигиенической оценки вредности поступающего в организм количества металлов считается необходимым определение их поглощенных организмом доз. Известно, что при поступлении в организм ксенобиотиков только их определенная часть поглощается. Коэффициенты поглощаемости разных металлов при разных путях поступления в организм отличаются [7]. С учетом этого, нами были рассчитаны поглощенные дозы исследуемых металлов (таблица 3), которые значительно отличаются от поступивших доз.

Например, общая суммарная поглощенная доза металлов у жителей микрорайона (170,12 мкг/кг • сут) существенно отстает от суточной поступившей дозы (344,17±21,43 мкг/кг • сут).

При сопоставлении данных таблиц 2 и 3 отмечаются примерно одинаковые закономерности в величинах, поступивших в организм разными путями в разных территориях города и поглощенных доз металлов. А именно, основная доля металлов, поглощенная организмом (в пределах 95,11-98,53% от общей суммарной поглощенной дозы, поступивших всеми способами воздействия - ингаляционным, водным и пищевым путями), формируется от поступившей с суточным

Таблица 3. Данные о суточных суммарных поглощенных дозах металлов (EDпоглощ.), поступающих в организм из различных объектов окружающей среды наблюдаемых районов города

Исследуемые зоны Показатели Дозы металлов, поглощенные организмом

20погл. воздух ХОпот вода ХОпогл питание ^Опогл общая

Микрорайон абс. величина, мкг/кг • суг 5,13 0,03 164,96 170,12

% от суммарного 3,02 0,02 96,96 -

Промышленн ая зона абс. величина, мкг/кг • суг 7,54 0,94 164,96 173,44

% от суммарного 4,35 0,54 95,11 -

Пригородная зона абс. величина, мкг/кг • суг 1,52 0,94 164,96 167,42

% от суммарного 0,91 0,56 98,53 -

рационом (таблица 3).

Таким образом, наряду с определенной ролю (до 6,5%) атмосферного воздуха и питьевой воды в общем дозовом риске здоровью населения, фактору питания (или содержанию металлов в продуктах питания) принадлежит более чем 90% металлической нагрузки на организм.

Учитывая способность накопления металлов в организме и используя величин поглощенных доз при различных путях их поступления в организм, нами были рассчитаны как для каждого пути поступления, так и для каждого исследуемого района, величины дозовых рисков (DR) (таблица 4), которые представляют отношение величин фактических поглощенных доз ффакг. пот.) к нормативным фнорм. пот.) [10].

Как видно из результатов расчета (таблица 4), среди всех путей поступления металлов в организм, алиментарный способ представляет наибольший риск, где дозовый риск для хрома и ни-

келя превышает 1 и составляет 1,31 и 3,77 соответственно. Следовательно, при алиментарном пути поступления в организм концентрации хрома в продуктах питания представляют невысокий риск, а никеля - повышенный риск для здоровья потребителей. При этом одинаковые величины дозовых рисков для всех наблюдаемых зон объясняется отсутствие гигиенически значимых различий в элементарном составе потребляемых продуктов питания населением разных районов города.

Расчет показателей дозового риска по отдельным территориям города и способам поступления исследуемых металлов в организм свидетельствует о том, что величины ингаляционного дозового риска меньше 1 свидетельствуют об отсутствии существенного риска здоровью населения в наблюдаемых районах по данному пути поступления ксенобиотиков. В промышленном районе и в пригородной зоне при поступлении в

Таблица 4. Величины показателей дозовых рисков (DR) исследуемых металлов для организма при различных способах поступления из объектов среды обитания

Металлы Пути формирования и уровни риска*

^-^ингаляционный ОК-алименх арны й

РЪ 0,02-0,09 0,47-2,0 0,41

Сё 0,02-0,06 0,21-0,88 0,15

Сг 0,08-0,37 0,02-1,42 1,31

№ 0,02-0,16 0,01-0,40 3,77

Си 0,02-0,07 0,014-1,04 0,35

2п 0,26-0,76 0,002-0,09 0,58

* градации риска: БЯ < 1- отсутствия риска, 1 < БЯ < 3- невысокий риск, 3 < БЯ < 5 -повышенный риск, БЯ > 5 - высокий риск [10].

организм металлов с питьевой водой концентрации свинца, хрома и меди представляют невысокий риск, у которых дозовый риск находится в пределах 1,04-2. Это объясняется высокой концентрацией указанных металлов в питьевой воде упомянутых зон города (Куринский водопровод).

Таким образом, оценка степени риска для здоровья жителей города по отдельным металлам, по способам поступления в организм и по месту жительства людей позволила отметить невысокий риск со стороны никеля (DR>1) по всем оценочным параметрам, особенно при алиментарном способе воздействия. Установлен также водный дозовый риск со стороны свинца, в промышленном районе и в пригородной зоне. Водный и алиментарный дозовые риски регистрируется со стороны хрома, практически, во всех наблюдаемых районах города.

ВЫВОДЫ:

1. Изучение содержания металлов в контактирующих человека средах разных районов города показало превышение установленных допустимых величин лишь со стороны хрома и цинка в продуктах питания. Содержание остальных металлов в атмосферном воздухе и в питьевой воде не представляет опасность для здоровья.

2. Во всех исследуемых районах наибольшее поступление металлов в организм жителей (93,48 - 97,44%) регистрируется с продуктами питания. Поступление с вдыхаемым воздухом и питьевой водой в разных районах колеблется в пределах 1,75-5,71% и 0,62-0,81%, соответственно. Похожие взаимоотношения между путями поступления в организм и поступившими дозами отмечаются в величинах поглощенных доз металлов.

3. Величины дозовых рисков по отдельным территориям города и способам поступления исследуемых металлов в организм подтверждают отсутствие риска ингаляционного пути поступления в организм с атмосферным воздухом во всех наблюдаемых районах. Определенная степень водного риска выявляется со стороны свинца и хрома в промышленном районе и пригородной зоне из-за предполагаемого загрязнения воды Джейранбатанского водохранилища выбросами автотранспорта. Невысокий и повышенный риск здоровью, связанный с питанием установлен со стороны хрома и никеля соответственно.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гильденскиольд P.C., Новиков Ю.В., Винокур И.Л. и др. Современные проблемы гигиены города // Гигиена и санитария, 1993, № 3, с.4-7

2. Дементьев А.А. Загрязнение атмосферного воздуха соединениями свинца и продуктами сгорания топлива//Современные проблемы науки и образования, 2013, № 3, с.20-22

3. Зайцева Н.В., Уланова Т.С., Плахова Л.В. и др. Влияние полиметаллических загрязнений объектов окружающей среды на изменение микроэлементного состава биосред у детей // Гигиена и санитария, 2004, №4, с. 11-15

4. Иваненко А.В., Волкова И.Ф., Корниенко А.П. Выбросы автотранспорта, качество атмосферного воздуха и здоровье населения Москвы // Гигиена и санитария, 2007, №6, с. 20-22

5. Ильченко И.Н., Былова Н.А., Фронтасьева М.В. и др. Концентрации токсичных, потенциально токсичных и эссенциальных элементов в крови московских женщин и риск развития низкой массы тела (пилотное исследование) // Профилактическая медицина, 2010, №1, с.7-12

6. Казимов М.А. Автотранспортное загрязнение почвы и его гигиеническое значение // Наука для политики - политика для науки: преодоление барьеров. Международный симпозиум по общественному здравоохранению, посвященный научным исследованиям в области окружающей среды и охраны здоровья. Мадрид, Испания, 20-22 октября 2008. ВОЗ, 2009, с.50-51.

7. Комплексное определение антропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения. Методические рекомендации. Утв. Госкомса-нэпиднадзором РФ 26.02.1996, № 01-19/17-17. М.: 2008, 25 с.

8. Ляпкало А.А., Гальченко С.В. Эколого-гигиенические загрязнения почвы тяжелыми металлами // Гигиена и санитария, 2005, №1, с. 8-11

9. Мерков А.М., Поляков Л.Е. Санитарная статистика. М.: Медицина, 1974, 384 с.

10. Методические рекомендации "Оценка дозовых рисков и допустимых лимитирующих концентраций ксенобиотиков в окружающей среде". М.: ГКСЭН РФ, 1995, 28 с.

11. Asano R., Suzuki K., Otsuka T. Concentrations of toxic metals and essential minerals in the mane hair of healthy racing horses and their relation to age // J.Vet. Med.Sci., 2002, v.64, № 7, p.607-610

12. Feron V.J., Groten J.P., van Bladeren P. J. Exposore of humans to complex chemical mix-tures: hazard identification and risk asses-ment// Arch. Toxicol.Suppl. 1998, № 20, р.363-373

13. Wcislo E., Ioven D., Kucharski R. et al. Human health risk assessment case study: an aban-doned metal smelter site in Poland // Chemosphere, 2002, v.47, № 5, p.507-515

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

SUMMARY

Hygienic assessment of total metals loading, received by population from environment objects

M.Kazimov, A.Mamedov, A.Gurbanov, E.Abasova, Sh.Samedov, A.Abdullayeva

Azerbaijan Medical University, Baku

In the article authors presented data analyses dedicated to the problem of metals load from environment objects.

Поступила 12.10.2015

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.