CC BY
14
УДК 613.31:628.1.03:546.28]-07
Г. И. Метельская, 10. В. Новиков, С. И. Плитман, К. О. Ласточкина,
Р. М. Хвастунов, Е. П. Зайцева
О НОРМИРОВАНИИ КРЕМНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
В настоящее время ПДК растворенных в воде водоемов неорганических соединений кремния установлена на уровне 10 мг/л (по кремнию) [5]. Однако имеются материалы, которые, с одной стороны, свидетельствуют о недостаточной гигиенической надежности регламента [7, 8], а с другой — вообще отрицают необходимость нормирования кремния в воде [1, 2, 11].
Несмотря на большое количество данных о биогенной роли и токсикодинамике кремния, в литературе до настоящего времени не рассмотрен вопрос о специфике биологического действия растворенных в воде неорганических соединений кремния в зависимости от минерального состава вод, с которыми он попадает в организм. Вместе с тем большинство наблюдавшихся изменений минерального и белкового обмена, на которые ссылаются сторонники снижения норматива [8], представляет собой неспецифические реакции организма на поступление питьевых вод с дефицитом или избытком солей, в том числе ионов жесткости [3].
Целью настоящей работы явилось экспериментальное обоснование норматива кремния в питьевой воде в зависимости от ее жесткости и общего солесодержания.
Исследования по оценке биологического действия кремния проводились с использованием питьевых вод с жесткостью 0,463, 3,97 и 7,28 мг-экв/л (минерализация соответственно 52,8, 298,9 и 530,9 мг/л). Изучаемые концентрации кремния находились на уровне 6, 12,5 и 25 мг/л.
Уровни жесткости были выбраны, исходя из допустимого верхнего предела этого показателя (7 мг-экв/л) и имеющихся данных литературы о физиологической неполноценности питьевых вод с жесткостью менее 2 мг-экв/л [3, 4, 6, 12]. При выборе минимальной концентрации кремния (6 мг/л) мы ориентировались на значения его подпороговой (2,5 мг/л) и пороговой (10 мг/л) концентрации [7, 8]. Концентрация кремния 12,5 мг/л являлась промежуточной и давала возможность получить информацию о надежности существующего норматива [5].
Исследования проводили на белых беспородных крысах (3 опытные группы и 3 контрольные по 10 животных в каждой), получавших в течение 6 мес метасиликат натрия гидрат. Дозирование кремния осуществляли непосредственно в имитат питьевой воды с заданной жесткостью, который животные получали из поилок. Среднее потребление воды одной крысой составляло 10 мл/сут. Доза кремния, поступающего с пи-
щей, составляла 48,8±3,9 мг/кг. Одинаковый уровень поступления кремния с пищей косвенно подтверждается данными о содержании его в сыворотке и моче: практически у всех животных контрольных групп содержание элемента в сыворотке крови и моче было аналогичным.
Исследования показали, что у животных, потреблявших кремний в концентрациях 6, 12,5 и 25 мг/л с водой оптимальной жесткости (3,97 мг-экв/л), не отмечалось изменений массы тела, содержания калия и натрия в сыворотке крови, а также уровня холестерина и фосфолипидов в крови. В то же время у животных, получавших кремний в концентрации 25 мг/л, зафиксировано достоверное увеличение содержания хлоридов в моче не только по сравнению с аналогичным показателем в контрольной групе, но и по отношению к физиологической норме [9, 10]. У этих же животных имело место снижение содержания кальция в моче, однократное снижение активности щелочной фосфатазы и увеличение содержания общих сульфгидрильных групп в крови по сравнению с контролем.
Поступление кремния в концентрации 6 мг/л с питьевой водой, имеющей жесткость 0,463 мг-экв/л, приводило к снижению активности ала-нинаминотрансферазы на 1, 3 и 6-м месяце эксперимента и повышению активности аспартатами-нотрансферазы (р>>0,05). На 6-м месяце опыта отмечалось увеличение содержания хлоридов в моче.
У животных, потреблявших воду с концентрацией кремния 12,5 мг/л, выявлено снижение содержания кальция в сыворотке крови на 4-м и 6-м месяце опыта, хотя при более высокой концентрации (25 мг/л) этот показатель не отличался от такового в контроле.
При воздействии кремния в концентрации 25 мг/л достоверные отличия от контрольной группы выявлены по таким показателям, как содержание хлоридов и кальция в моче. Однако они были ближе к аналогичным уровням оптимального контроля. В то же время уровень хлоридов и кальция в моче животных внутрисерий-ного контроля был значительно выше по сравнению с оптимальным контролем. В этой же группе отмечено снижение содержания калия в моче и содержания кальция в сыворотке крови, а также повышение активности щелочной фосфатазы и аспартатаминотрансферазы, однако эти изменения были аналогичны таковым в группе оптимального контроля (жесткость воды 3,97 мг-экв/
/л).
У животных, получавших питьевую воду с жесткостью 7,28 мг-экв/л, ни в одной из опытных групп не отмечено патологических изменений. Более того, различий оцениваемых показателей у крыс, потреблявших кремний в концентрации 6 и 12,5 мг/л, и у контрольных животных этой серии не выявлено. Лишь в группе животных, получавших максимальную концентрацию кремния (25 мг/л), наблюдалось достоверное однократное снижение содержания кальция, активности щелочной фосфатазы и содержания общих сульфгидрильных групп в крови, увеличение содержания кальция в моче. Суммационно-порого-вый показатель у животных этой группы был выше по сравнению с таковым в группе оптимального контроля.
При определении содержания кремния в сыворотке крови обнаружено, что у животных всех опытных групп происходит увеличение его уровня параллельно с нарастанием концентрации кремния в питьевой воде и снижением ее жесткости.
Так, при использовании воды с жесткостью 0,463 мг-экв/л у контрольных животных содержание кремния составляло 0,0045 мг/мл, при поступлении кремния в концентрации 6 мг/л — 0,0244 мг/мл, а при концентрации 25 мг/л — 0,0365 мг/мл. В серии, где животные потребляли воду с жесткостью 3,97 мг-экв/л, содержание кремния в сыворотке крови контрольных животных не превышало 0,0054 мг/мл, при концентрации кремния 6 мг/л — 0,0077 мг/мл, а при концентрации 25 мг/л — 0,0148 мг/мл. В серии с «жесткой» водой (7,28 мг-экв/л) у контрольных животных содержание кремния в сыворотке крови составляло 0,0035 мг/мл, у животных, потреблявших воду с концентрацией элемента 6 мг/л, — 0,0081 мг/мл, а у крыс, потреблявших воду с концентрацией кремния 25 мг/л, — 0,0171 мг/мл. Тот факт, что при одних и тех же концентрациях кремния в питьевой воде содержание элемента в сыворотке крови было выше в серии с «мягкой» водой по сравнению с «жесткой» (0,0365 и 0,0171 мг/мл соответственно), можно объяснить более интенсивным всасыванием вещества при его поступлении с «мягкой» водой.
Четкая тенденция к увеличению содержания кремния в костной ткани отмечена по мере возрастания концентрации его в питьевой воде: у контрольных животных 18,3—22,5 мкг, у животных, использующих воду с концентрацией кремния 6 мг/л, — 27—34 мкг, а в группах, в которых крысы пили воду с содержанием кремиия 25 мг/л, в костной ткани он определялся в количествах до 36,3 мкг.
При морфологическом анализе состояния внутренних органов экспериментальных животных не выявлено развития патологических сдвигов в них, а обнаруженные изменения носили функциональный характер.
Лишь при поступлении кремния в концентра-
ции 25 мг/л с водой оптимальной жесткости отмечено повышение реактивности печени, снижение содержания липидов в ней и опустошение коры надпочечников липоидсодержащими веществами. Введение кремния с «мягкой» водой не вызывает существенных изменений реактивности печеночных клеток, причем по мере увеличения концентрации кремния показатели реактивности печени у животных приближаются к показателям группы оптимального контроля. Кроме того, кремний вызывает усиление поступления в кровь минерало- и глюкокортикоидов из коры надпочечников.
На фоне поступления «жесткой» воды нагрузка на печеночную ткань при введении кремния в концентрации 25 мг/л возрастает и отмечается повышенное поступление в кровь минерало- и глюкокортикоидов из коры надпочечников. Результаты, полученные в серии с «жесткой» водой, свидетельствуют о пороговом действии кремния в концентрации 25 мг/л и подпороговом в концентрации 12,5 мг/л.
Следовательно, на основании полученных данных концентрацию кремния 12,5 мг/л можно считать допустимой для питьевой воды с жесткостью в пределах от 4 до 7 мг-экв/л. При потреблении воды с жесткостью 0,5 мг-экв/л допустимый уровень содержания кремния может быть увеличен до 25 мг/л. Для установления верхнего предела жесткости изучена зависимость числа отклонений биохимических и морфофункциональ-иых показателей у животных, получавших одни и те же уровни кремния (у), от величины жесткости воды (х). Аппроксимирующее уравнение представляет собой параболу второго порядка:
у — 3,8 х2 — 30,2 х+ 66,9,
где величина у установлена по значению критерия х2 (х1<== 3,84). Путем решения данного
уравнения установлен верхний предел жесткости, при котором допустимо увеличение концентрации кремния до 25 мг/л, равный 2,5 мг-экв/л, что соответствует общему солесодержанию 260 мг/л.
Таким образом, наши исследования показали, что существующий норматив содержания кремния в питьевой воде (10 мг/л) не только достаточно надежен, но и может быть увеличен до 25 мг/л при использовании воды с жесткостью до 2,5 мг-экв/л, а при потреблении воды с жесткостью от 2,5 до 7 мг-экв/л — до 12,5 мг/л.
Литература
1. Айлер Р. К. Коллоидная химия кремнезема и силикатов: Пер. с англ. — М., 1959.
2. Воронков М. Г., Кузнецов И. Г. Кремний в живой природе.— Новосибирск, 1984.
3. Гришелевич Т. А. Материалы к обоснованию минимально допустимого уровня солесодержания опресненной питьевой воды г. Шевченко: Автореф. дис... канд. мед. наук. — М., 1974.
4. Ноаров Ю. А. Изучение влияния малых концентраций
хмагния в питьевой воде на функциональное состояние организма людей и гигиеническое обоснование минимально необходимого уровня: Дис... канд. мед. наук. — М., 1982.
5. Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. — М., 1983.
6. Рахманин Ю. А., Михайлова Р. И. // Гигиенические аспекты охраны окружающей среды.—М., 1978. — Вып. 6.— С. 121 — 124.
7. Сусликов В. Л. //Гиг. и сан.— 1978. —№ 7.— С. 101 — 103.
8. Сусликов В. Л. //Там же. — 1979. — № 11. — С. 17— 22.
9. Трахтенберг И. М.г Сова Р. Е„ Шефтель В. О., Онйки-енко Ф. А. Показатели нормы у лабораторных жи-
вотных в токсикологическом эксперименте.—М., 1978.
10. Трахтенберг И. AT., Коршун М. Н. // Гиг. и сан. — 1981.—№ 8. —С. 49—52.
11. Цин^адзе В. С. // Сборник трудов НИИ гигиены труда и профзаболеваний им. Махвиладзе.— 1973.— Т. 13. —С. 227—231.
12. Эльпинер Л. И., Бокина А. И., Шафиров Ю. Б.// Гиг. и сан. — 1969. — № 6. — С. 22—26.
Поступила 14.08.86
Summary. The results of experimental studies concerning the assessment of biologic effect of dissolved nonorganic silicon compounds are presented. Permissible silicon content should equal 12.5 mg/1 in drinking water with hardness of 2.5-7 mg-eq/1 and up to 25 mg/1 in water with hardness lower than 2.5 mg-eq/1.
УДК 613.31:628.1.03: [546.41+546.46 + 546.161-07: [616.314 + 616.314.17
В. Е. Скляр, К. Н. Косенко, В. Г. Клименко
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФТОРА, КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ НА РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ
БОЛЕЗНЕЙ ЗУБОВ И ТКАНЕЙ ПАРОДОНТА
Одесский НИИ стоматологии
Результаты исследований стоматологической заболеваемости, проведенных во многих странах мира, свидетельствуют о существенных различиях в распространенности и интенсивности кариеса зубов и об определяющей роли в развитии этого процесса природных, социальных, бытовых и культурных факторов [1, 2, 3, 8]. Однако среди многих факторов, прямо или косвенно влияющих на заболеваемость населения кариесом, основным и общепризнанным является уровень потребления фтора с питьевой водой и пищевыми продуктами [4].
Несмотря на доказанность важности значения оптимальных концентраций фтора (0,8—1,2 мг/л) в воде для полноценного формирования твердых тканей зуба и обеспечения их резистентности к кариесу, возник ряд дополнительных проблем, связанных с необходимостью изучения влияния уровня потребления фтора с питьевой водой не только на заболеваемость кариесом, но и на интенсивность и распространенность патологии тканей пародонта. Необходимость решения указанных вопросов возникла в ходе эпидемиологических исследований стоматологической заболеваемости населения различных регионов страны, показавших, что даже в одном и том же регионе при снабжении населенных пунктов водой с одинаковой концентрацией фтора и идентичности ряда других факторов могут наблюдаться существенные различия в распространенности и интенсивности кариеса зубов и болезней пародонта [5, 6]. В свою очередь оценка эпидемиологической ситуации в том или ином регионе, выявление факторов, влияющих на структуру и уровень стоматологической заболеваемости населения, являют-
ся важным условием для определения научно обоснованных путей и методов профилактики [9].
В настоящем исследовании на примере ряда населенных пунктов, находящихся в идентичных климатогеографических условиях, но снабжающихся водой с различным содержанием фтора, а также кальция и магния, определяющих ее жесткость, была изучена распространенность и интенсивность кариеса зубов и болезней пародонта.
Стоматологическое обследование населения и регистрация его результатов проводились в соответствии с рекомендациями ВОЗ [7, 10]. В каждом из населенных пунктов осмотрено по 30 человек (15 лиц мужского и 15 женского пола) в возрасте 12, 15 и 17 лет. Уровень заболеваемости кариесом оценивали на основании расчета распространенности (в %) и интенсивности (индекс КПУ) процесса для всех возрастных групп. Состояние тканей пародонта оценивали по распространенности кровоточивости десен, твердых зубных отложений (зубной камень) и патологических зубодесневых карманов глубиной 4—5 или 6 мм и более [7]. Данные о содержании фтора, кальция и магния в воде получены в соответствующих санэпидстанциях.
В табл. 1 представлены результаты изучения заболеваемости кариесом жителей 6 населенных пунктов, а также данные о составе питьевой воды по изученным показателям. Данные табл. 1 однозначно свидетельствуют о существенной зависимости уровня интенсивности и распространенности этой патологии от концентрации фтора в воде. Так, в населенном пункте II отмечены наиболее низкая распространенность и интенсивность кариеса во всех возрастных группах обследован-
