CC BY
5
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1998 УДК 614.72:546.221.11-07
В. М. Боев, С. В. Перепелках, Г. Н. Желудева, И. П. Сетко, Л. А. Бархатова ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА СЕРОСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Оренбургская государственная медицинская академия
Одним из центральных вопросов гигиены атмосферного воздуха селитебных территорий сельских населенных пунктов, расположенных в зоне техногенных выбросов Оренбургского газоперерабатывающего завода (ОГПЗ), является определение зависимости состояния здоровья населения от степени загрязнения атмосферного воздуха продуктами серосодержаюшего газоконденсата. За период более чем 20-летней эксплуатации газза-вода проведено большое количество исследований по гигиенической оценке условий труда и по оценке состояния здоровья работающих на нем [I, 7, 13], отдельные исследования по изучению загрязнения атмосферы населенных пунктов и состояния здоровья детского населения |6, 9|.
На основании многолетних экспериментальных исследований по изучению биологического действия сероводородсодержащего газоконденсата установлено, что ингаляционное воздействие последнего в условиях хронического опыта в концентрации на уровне действующей в настоящее время ПДК для воздуха рабочей зоны 3 мг/м3 (по сероводороду) дает токсический эффект в организме подопытных животных, что подтверждается токсикологическими, физиологическими, морфологическими и биохимическими методами исследования 11,4, 10, 11|. Результаты экспериментальных исследований нашли подтверждение при фи-зиолого-биохимическом обследовании стажиро-ванных рабочих ОГПЗ, у которых в сравнении с лицами, не имеющими контакта с продуктами переработки природного газоконденсата, установлены изменения функционального состояния центральной нервной системы, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, выявлены биохимические сдвиги в системе обмена серы, в функции печени, активности антиоксидантной системы выявлены биохимические сдвиги в системе обмена серы, функции печени, активности антиоксидантных ферментов (1, 10, 14|. Такая же однонаправленность отдельных физиолого-биохимических показателей была установлена у жителей сельских населенных пунктов, проживающих в районе объектов ОГПЗ [2].
Таким образом, до настоящего времени отсутствуют критерии оценки воздействия на организм атмосферного воздуха, загрязненного продуктами серосодержащего газоконденсата с количественной зависимостью состояния здоровья населения от уровня аэрогенной нагрузки. Значительный интерес представляет с гигиенической точки зрения раннее выявление специфических метаболических реакций серосоединений в организме людей, проживающих в зоне постоянного загрязнения атмосферного воздуха компонентами сероводородсодержащего газоконденсата в дозах малой интенсивности.
Цель настоящей работы — изучение клинико-гигиенических показателей состоянии здоровья детей и взрослых, проживающих в населенном пункте с преимущественным преобладанием господствующих ветров от завода по переработке сероводородсодержащего газоконденсата и расположенного на границе санитарно-защитной зоны завода.
Методы исследования. Для решения поставленных задач проанализированы с 1985 г. данные подфакельных, маршрутных наблюдений, стационарных постов, материалы областного центра сан-эпиднадзора и заводской службы охраны природы по химическому загрязнению атмосферного воздуха сероводородом, диоксидом серы и углеводородами (13 264 анализа). Комплексные клинико-гигиенические исследования проводились в 1988—1990 гг. Обследовано 36 практически здоровых детей в возрасте 13—15 лет и 25 мужчин в возрасте 25—30 лет, родившихся и постоянно проживающих в населенном пункте в районе ОГПЗ, а также 43 детей и 22 взрослых тех же возрастных и профессиональных групп, проживающих в сельском населенном пункте, где отсутствуют промышленные источники загрязнения воздуха, что и определило последнюю группу как контрольную. Дополнительно были обследованы 13 жителей изучаемого населенного пункта с диагнозом острого отравления в результате аварийной ситуации на заводе (1989 г.) с залповым выбросом серосоединений в атмосферу. У всех обследованных для оценки специфических биохимических сдвигов в организме, учитывая особенности метаболизма сероводорода |1, 15], изучили обмен серы в организме с определением сульфатов.окислен-ной и эфиросвязанной серы в сыворотке крови и моче [5], сывороточного железа [16], железо- и медьсодержащих ферментов: каталазы в сыворотке и цельной крови |12] и церулоплазмина |8|. Определяли содержание в пробах крови гемоглобина гемоглобинцианидным методом, подсчитывали число эритроцитов и лейкоцитов крови. У всех школьников проведены анализ их физического развития, функционального состояния сер-дечно-сосудистой и центральной нервной систем путем определения латентного периода простой зрительно-моторной и простой слухомоторной реакций; устойчивости внимания; скорости обработки информации; коэффициента умственной работоспособности по корректурной пробе; измерения пульса и артериального давления в покое и при проведении пробы с физической нагрузкой (20 приседаний). Функциональное состояние дыхательной системы исследовали с помощью метода спирометрии.
Выбор биохимических показателей и систем организма обусловлен тем, что с помощью экспериментальных и клинических исследований у рабочих завода выявлены именно эти метаболиче-
Таблица I
Физиологические и антропометрические показатели у детей (М ± т)
Показатель Контроль Исслслуемые Контроль Исследуемые
12-13 лет 14-15 лет
Длина тела, см 158,2 ± 1,2 150,8 ± 1,5*' 161.9 ± 2,2 159.8 ± 1,8
Масса тела, кг 40.9 ± 1,4 44,7 ± 1.8 57,0 ± 3.1 52.1 ± 1,7
Окружность грудной клетки, см 77,0 ± 1,1 77.3 ± 2.1 87,3 ± 2.7 82,3 ± 1.2
Частота сердечных сокращений, уд/мин 71,0 ± 1,47 83,3 ± 1,5" 76.1 ± 2,3 74.7 ± 0,7
Артериальное давление, мм рт. ст.:
систолическое 100.7 ± 2,9 97,5 ± 2.5 105,0 ± 1,9 11,7 ± 2.6*
диастолическое 61.0 ± 1,1 68,0 ± 1,2" 65,7 ± 1,1 77,2 ± 0.7"
Жизненная емкость легких, мл 2504 ±118,0 2085 ± 92,2" 26,73 ± 154,0 2377 ± 110.7
Корректурная проба
У 225.4 ± 10,0 234,2 ±11,6 283.7 ± 16.1 192,8 ± 15.9
К 0,79 ±0.017 0,88 ± 0.02" 0,86 ± 0.02 0,9 ± 0.02
С 22,8 ± 1,2 25.2 ± 1,1 28,7 ±1,1 30.9 ± 1.9
ПЗМР. мс 239 ± 13.0 344,0 ± 23,0* 252 ± 12.0 289 ± 18.0
ПСМР. мс 232 ± 8,0 292 ± 21,0" 205 ± 10.0 226 ± 11,0
Примечание. Одна звездочка — р < 0,05, две звездочки — р < 0.01, У — коэффициент умственной работоспособности, К — устойчивости внимания, С — скорость обработки информации. ПЗМР — простая зрительно-моторная реакция. ПСМР — простая слухомоторная реакция.
ские и физиологические изменения [1,3, 10, 14). В связи с этим представлялось важным оценить длительное воздействие на организм аналогичных химических факторов малой интенсивности. Результаты обработаны статистически с применением критерия Стьюдента.
Результаты исследования. Анализ атмосферного воздуха на селитебной территории населенного пункта, расположенного в зоне наибольшего влияния техногенных выбросов ОГПЗ, показал, что среднегодовые концентрации сероводорода колебались от 0,003 до 0,007 мг/м3 с превышением ПДК в 3,1 — 12,8% проб, диоксида серы — от 0,01—0,04 мг/м3 с превышением ПДК в 0,1 — 0,6% проб, углеводороды — соответственно 1,0— 1,3 мг/м3 и 0,1—0,8% проб. Подфакельные исследования сероводорода в 4—5-километровой зоне выявили превышение ПДК в 10—22% проб в 1985—1989 гг. в последующие годы 0,5—1%.
Характерно, что наибольшие концентрации изучаемых химических поллютантов регистрировались в 80-х годах с максимально разовыми показателями по сероводороду 7,12 ПДК, диоксиду серы — 17,2 ПДК, диоксиду азота — 9,1 ПДК, смеси природных меркаптанов — 3,9. В 90-х годах содержание в атмосфере данных поллютантов уменьшилось соответственно до 0,001—0,002 и 0,01—0,02 мг/м3 (среднегодовые концентрации). Эта тенденция объясняется снижением выбросов вредных веществ в атмосферу от стационарных источников ОГПЗ (форма 2ТП — "воздух"). Так, если в 1990 г. в атмосферу выбрасывалось сероводорода 1,62 тыс. т/год, диоксида серы — 57,47 тыс. т/год, то в 1996 г. — соответственно 0,039 и 23,0 тыс. т/год.
Анализы атмосферного воздуха в изучаемом населенном пункте на содержание оксида углерода, диоксида азота и меркаптанов не выявили превышения ПДК. С учетом этого можно сделать
Таблица 2
Биохимические и гематологические показатели у детей <Л/ ± т)
Показатель Контроль Исслслуемые Контроль Исследуемые
12 -13 лет 14-15 лет
Эритроциты, ТО9 5.1 ± 0,05 4,3 ± 0.2"* 5,35 ± 0.1** 4,1 ± 0.1"
Лейкоциты, 107 6.3 ± 0.3 7,1 ± 0,4 5,8 ± 0,3 8,4 ± 0,8"
Гемоглобин, г/л 16,2 ± 0,5 19,3 ± 0,6*" 16,5 ± 0,5 17,3 ± 0.9
Каталаза:
в крови, ммоль 16,2 ± 2.5 17,3 ± 2,4 15.2 ± 1,0 18,4 ± 2.2
в сыворотке, нмоль/л • с 27,9 ± 4.7 10,1 ± 3,3** 31,4 ± 3.5 20,5 ± 2.6*
Церулоплазмин, мг/л 279,3 ±21,3 158,8 ± 20,8*** 244.2 ± 25.2 206.4 ± 18,9
Сывороточное железо, мкмоль/л 20,0 ± 1,1 21,4 ± 1,8 26,3 ± 1.8 21,3 ± 0.8
Сера в сыворотке:
сульфаты 2,2 ± 0,07 1,9 ± 0,1 2,2 ± 0,4 2,3 ± 0.4
окисленная 2.7 ± 0,06 3,4 ± 0,4" 2,8 ± 0,06 3,2 ± 0.4
эфиросвязанная 0,46 ± 0,1 1,9 ± 0,4*** 0,82 ± 0,1 1.8 ± 0.4*
Сера в моче:
сульфаты 4,5 ± 0,2 3,9 ± 0,1"* 5,0 ± 0,2 3,6 ± 0.3**
окисленная . 6,9 ± 0.3 4,3 ± 0.2*** 6,6 ± 0,5 4,0 ± 0.2***
эфиросвязанная 2,4 ± 0,3 0,46 ± 0,07*" 1,9 ± 0,2 0,39 ± 0.06***
Примечание. Здесь и в табл. 3: одна звездочка — р < 0,05, две звездочки — п < 0.01, три шездочки — р ■ .001.
определенный вывод о наличии в атмосфере селитебной территории приоритетных поллютантов сероводорода и диоксида серы.
При углубленном обследовании детского населения у детей старшего школьного возраста выявлены снижение жизненной емкости легких, умственной работоспособности, замедление темпа сенсомоторных реакций, повышение систолического и диастолического артериального давления (табл. 1). Наиболее достоверное отличие от детей контрольного населенного пункта проявляется в возрастной группе 12—13 лет. Характерно, что в этой группе процент детей с низкими показателями длины и высокой массой тела был значительно выше в изучаемом населенном пункте. Этот факт имеет научное и практическое значение, требующее расширения и углубления исследования.
Параллельно с изменениями физиологических и антропометрических показателей установлены некоторые особенности активных ферментных систем, участвующих в детоксикации серосодержащих ксенобиотиков.
Как видно из табл. 2 и 3, содержание каталазы в сыворотке значительно снижено у всех обследованных изучаемого населенного пункта, особенно низкий уровень фермента характерен для жителей с клиническими признаками острого отравления. Содержание церулоплазмина в сыворотке крови достоверно отличалось от этого показателя в контрольном населенном пункте только у 12— 13-летних детей, в меньшей степени оно было снижено у 14—15-летних школьников, а у взрослых отмечалась тенденция к увеличению активности фермента на 20,6%. Такая возрастная динамика позволяет предположить, что длительное воздействие химических факторов малой интенсивности вызывает относительную адаптацию и соответственно антиоксидантного статуса организма.
Следует отметить, что при остром отравлении отмечается снижение содержания церулоплазмина, сывороточного железа, гемоглобина и эритроцитов (см. табл. 3).
С гигиенической точки зрения представляет интерес раннее выявление специфических метаболических реакций серы в организме жителей, проживающих в зоне загрязнения атмосферного воздуха серосодержащим природным газом. Изучение обмена серы показало, что в сыворотке крови у детей и взрослых, проживающих в зоне химического загрязнения серосодержащим газом, увеличено содержание окисленной и эфиросвя-занной серы, а выведение с мочой оказалось резко сниженным (см. табл. 2, 3). Величина эфирос-вязанной серы характеризует детоксикационную функцию печени в отношении сероводорода и сернистого газа, а также отражает экскреторную функцию почек. Таким образом, повышение эфи-росвязанных серных кислот в сыворотке крови указывает на интенсивность обезвреживания сероводорода, что особенно видно в случае острого отравления. При этом содержание эфиросвязан-ной серы в крови было в 2 раза выше, чем в контроле, а у лиц с клиническими признаками острого отравления — в 10 раз. Снижение содержания эфиросвязанных серных кислот в моче свидетельствует о некотором ослаблении экскреторной функции почек.
Таблица 3
Ьиохимичсские и гематологические показатели у мужчин (Л/ ± т)
Показатель Контроль Исследуемые С диагнозом острого отравления
Эритроциты. 109 5,3 ± 0,05 4.9 ± 0,04*** 4,2 ± 0,2"
Лейкоциты, -Ю7 5.6 ± 0.11 8,8 ± 0,3"* 6,2 ± 0,4
Гемоглобин, г/л 20.6 ± 0,6 19,8 ± 0,5 17,5 ± 0,8*
Каталаза:
н крови, ммоль 14,2 ± 0.9 10.5 ± 0,43*** 7,6 ± 0,9**
в сыворотке, моль/л.с 40,0 ± 1,8 27,3 ± 0,43*" 21,8 ± 1,9*
Церулоплазмин, мг/л 234,3 ±21,3 320,6 ± 16,3*** 288,7 ± 24.9
Сывороточное железо, мкмоль/л 21,3 ± 0.8 27,9 ± 1.8*** 20,3 ± 2,3"
Сера в сыворотке:
сульфаты 2.7 ± 0,05 2,1 ± 0,2" 2,8 ± 0,09**
окисленная 2.8 ± 0.04 3,3 ± 0.2* 0,81 ± 0,08"*
эфиросвязан-ная 0,32 ± 0.03 1,9 ± 0,1*** 3,6 ± 0.17*"
Сера в моче:
сульфаты 35,0 ± 0,17 4.1 ± 0.1I*** 4,0 ± 0.17
окисленная 7,8 ± 0.29 5,7 ± 0,18*** 6.0 ± 0,39
эфиросвязан-ная 3.4 ± 0.35 1,8 ± 0,13*** 2.0 ± 0,35
В целом, оценивая полученные результаты, можно утверждать, что при действии химических агентов малой интенсивности снижается мощность антиоксидантной системы защиты клеточных мембран, осуществляющих биотрансформацию ксенобиотиков.
Таким образом, комплексное исследование, проведенное в районе размещения газоперерабатывающего завода, позволяет сделать заключение о влиянии химических факторов малой интенсивности на организм человека с развитием до клинических отклонений в состоянии здоровья. Учитывая, что в случае аварийных ситуаций на заводе или трубопроводах имеют место проявления клинической картины острого отравления серосодержащими веществами, а каждое повторное воздействие повышает чувствительность организма к данному химическому загрязнителю [15], не вызывает сомнения необходимость в осуществлении не только охранных мероприятий технологического порядка, но и в разработке мероприятий по повышению устойчивости организма к действию серосодержащих химических агентов.
Л итература
1. Боев В. М., Сетко Н. П. // Физиология человека. - 1990. - Т. 16, № 4. - С. 140-146.
2. Боев В. М., Сетко Н. П., Перепелкин С. В. и др. // Гиг. и сан. - 1991. - № 7. — С. 90.
3. Боев В. Л/., Перепелкин С. В.. Соловых Д. И // Журн. высш. нервн. деят. — 1992. — Т. 42, № 3. — С. 583-590.
4. Боев В. М., Никоноров А. А., Перепелкин С. В., Филиппов В. К. // Гиг. и сан. - 1997. - № 5. — С. 5-6.
5. Бондаренко А. С., Дементьева А. М., Карпова Э. П., Фолина В. И. Ц Лаб. дело. — 1968. — № II. — С. 666-668.
6. Воляник М. Н., Боев В. М., Дворникова Е. Г., Горюн-кова Е. Г. I/ Педиатрия. - 1996. - № 4. - С. 107.
7. Желудева Г. И. Гигиеническая оценка влияния се-роводородсодержащего природного газа на факто-
ры естественной резистентности организма: Авто-реф. дне. ... канд. мед. наук. — Оренбург, 1993.
8. Колб В. Г., Камышников В. С. Справочник по клинической химии. — Минск, 1982. — С. 366.
9. Кузнецов И. Е., Репина Э. Ф. // Мед. труда и пром. экол. - 1996. - № 6. - С. 7-10.
10. ПepeneJlкuн С. В Нарушение функций высших отделов ЦНС при воздействии сероводородсодержа-шего газоконденсата и их коррекция: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Оренбург, 1992.
11. Попков К. В., Боев В. М., Фролов Б. А. // Гиг. и сан. - 1992. - № 11-12. - С. 67-68.
12. Предтеченский В. £., Боровская В. М., Марголина Л. Т. // Руководство по лабораторным методам исследования. - М.; Л., 1936. - С. 232-233.
13. Сетко И. П., Желудева Г. //., Мазаева С. Г. // Гиг. и сан. - 1989. - № 3. - С. 24-26.
14. Сетко Н. /7. // Там же. - № 8. - С. 59-63.
о в в.
УДК
Большой массив экспериментальных и эпидемиологических данных свидетельствует о несомненном негативном влиянии загрязняющих воду веществ на здоровье населения [2—4, 10, 12].
Таблица 1
Оценка загрязнения питьевой воды на соответствие гигиеническим нормативам (приоритетные поллютанты)
Крат-
Показатель Концентрация, мг/л ПДК, одк. мг/л ность нрены-шения Лимитирующий признак вредности
ПДК
Дихлорэтилен 0,008 0.0006 13,333 Санитарно-ток-сикологический
Нитромстан 0,035 0,005 7.000 Органолспти-ческий
Дифснил 0,003 0,001 3.000 Санитарно-ток-сикологичсский
Фенол 0.003 0,001 3,000 Органолепти-чсский
Бснзальдегид 0,008 0.003 2,667
Диэтиловый эфир 0,6 0.3 2.000
Циклогсксан 0,2 0.1 2,000 Санитарно-ток-сикологический
Хлорбензол 0,035 0,02 1,750 н
1,3-Дихлорбензол 0,003 0,002 1,500 Органолепти-ческий
Нефтепродукты 0,14 0.1 1,400 и
Железо 0,3 0,3 1,000 *
Бензол 0,008 0,01 0,800 Санитарно-ток-сикологический
Четырсххлористый
углерод 0,003 0,006 0,500 к и
Ксум веществ 1—2-го
класса опасности (8| 20,226
Примечание. ОД К — ориентировочная допустимая концентрация.
15. Beauchamp R. O., Bus J. S., Popp J. A. et al. // Crit. Rev. Literature on Hvdrogen Solfide Toxicity. CRC. — 1984. - Vol. 13, N 1. - P. 25-97.
16. International Committee for Standardization in Hae-matology // Clin. Chem. - 1971. - Vol. 17. -P. 127.
nocrrnmia 20.02.9S
S u m ni a ry. The physiological and biochemical states of children and adults who resided in the vicinity of the sulphide-containing gas processing plant were studied. The chemical agents emitted by the plant were found to have adverse effects of the children's functional status, namely, decreased vital capacity of the lung, mental performance, retarded sensomotor responses, altered enzymatic system activity.
Поэтому в комплексе мероприятий, направленных на предупреждение неблагоприятных сдвигов в состоянии здоровья, связанных с водным фактором, важное место занимает гигиенически обоснованное водоснабжение |7, 9, 14|. В связи с этим важно обосновать региональные перечни приоритетных показателей загрязнения питьевой воды для разработки мероприятий по управлению и минимизации риска их воздействия |5, 8,
9].
Цель исследования — гигиеническая оценка химического загрязнения питьевой воды открытого Уральского водозабора и риска воздействия на здоровье населения, определение приоритетных поллютантов.
Для этого проведена оценка качества питьевой воды на соответствие гигиеническим требованиям [8, 11|, величинам, рекомендуемым ВОЗ и другими организациями [10, 13, 15]. Проведены оценка дополнительного канцерогенного риска и расчет коэффициента опасности для веществ, дающих неканцерогенные токсические эффекты [16]. Сделана гигиеническая оценка результатов исследований проб воды, проведенных лабораториями центра Госсанэпиднадзора в Оренбурге и управления водно-канализационного хозяйства (17 показателей). Исследование состава органических соединений методом хромато-масс-спектро-метрии осуществлено химическим факультетом МГУ им. М. В. Ломоносова в рамках разработки проекта реконструкции водозабора (230 веществ).
Открытый Уральский водозабор обеспечивает центральную часть города. Необходимо отметить, что на открытом водозаборе отсутствует нормативная зона санитарной охраны. Это приводит к
Гигиена воды, санитарная охрана водоемов и почвы
БЫСТРЫХ. 1998 13.31-074
В. В. Быстрых
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
Оренбургская государственная медицинская академия
