CC BY
56
гиена и санитария
2/2012
Arctic . Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP) .
- Oslo, Norway, 2002.
7. AMAP, 2009. AmAP Assessment 2009: Human Health in the Arctic Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP)
- Oslo, Norway, 2009.
8. ATSDR, 2002. Toxicological profile for DDT, DDE, and DDD. U.S. Department of Health and Human Services . Public Health Service . Agency for Toxic Substances and Disease Registry. - 2002.
9 . Dudarev A. // «Persistant toxic substances (PTS) sources and pathways» in the AMAP 2004: Persistent Toxic Substances, Food Security and Indigenous Peoples of the Russian North. Final Report. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP) . -Oslo, Norway, 2004. - P. 78-80.
10 . Dudarev A., Chashchin V. PTS contamination of indigenous residencies and domestic food // Chapter 6 in the AMAP 2004: Persistent Toxic Substances, Food Security and Indigenous
Peoples of the Russian North. Final Report. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). - Oslo, Norway, 2004. P. 123-128 .
11. Hayes W. J., Laws E. R. Handbook of pesticide toxicology. -New York, 1991.
12 . Morgan D., Roan C. // Arch Environ. Hlth. - 1971. - Vol. 22. - P.
301.
13 . Ritter R., ScheringerM. et al. // Environ. Hlth Perspect. - 2009.
- Vol. 117, N 8 .- P 1280-1286 .
14. van den BergH. // Environ. Hlth Perspect. - 2009. - Vol. 117. - P. 1656-1663.
15. WHO (World Health Organization). 2006. Indoor Residual Spraying: Use of Indoor Residual Spraying for Scaling Up Global Malaria Control and Elimination: WHO Position Statement. Geneva: Global Malaria Programme, WHO, 2006.
Поступила 09.09.11
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2012 УДК 614.7:577.118.08-053.2
А. В. Еремейшвили, А. Л. Фираго, Е. А. Бакаева
ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В БИОСУБСТРАТАХ ДЕТЕЙ (В
возрасте 1-3 лет) в условиях антропогенной нагрузки
ГОУ ВПО Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
Проведена сравнительная характеристика содержания цинка, меди, свинца, кадмия в волосах детей в возрасте от 1 года до 3 лет, проживающих в городах Ярославль и Котлас, а также сельских населенных пунктах Ярославской области и Республики Коми. Установлены различия в микроэлементном статусе детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой и в различных климатогеографических условиях.
Ключевые слова: дети, волосы, микроэлементы, антропогенная нагрузка, климатогеографические условия
A. VEremeishvili, A. L. Figaro, E. A. Bakayeva - THE CONTENT OF TRACE ELEMENTS IN THE BIOSUBSTRATES OF CHILDREN AGED 1 TO 3 YEARS UNDER ANTHROPOGENIC LOAD
P. G. Demidov Yaroslavl State University, Yaroslavl
The paper comparatively characterizes the content of Zn, Cu, Pb, and Cd in the hair of children aged 1 to 3 years, who reside in Yaroslavl and Kotlas, as well as rural communities of the Yaroslavl Region and the Republic of Komi. Differences have been found in the trace element status of children living in areas with various anthropogenic load and under climatic and geographic conditions.
Key words: children, hair, trace elements, anthropogenic load, climatic and geographic conditions
На сегодняшний день одной из особенностей промышленных регионов является интенсивное антропогенное воздействие на окружающую среду, характеризующееся неуклонным изменением фонового содержания химических элементов [1]. Эти вещества, поступая в природную среду в неконтролируемых количествах, так или иначе, мигрируя по природным цепям, попадают в организм человека, что непосредственно сказывается на его функционировании через нарушение гомеостаза и приводит к снижению устойчивости организма к действию факторов внешней среды. Определенную роль в формировании микроэлементного дисбаланса у населения имеет природный геохимический фон, характеризующийся для
Еремейшвили А. В. - канд. биол. наук, доц., декан фак. биологии и экологии ([email protected]); Фираго А. Л. - аспирантка каф. морфологии фак. биологии и экологии (annafirago@yandex. ru); Бакаева Е. А. - студентка 5 курса фак. биологии и экологии
большинства регионов России избыточным или недостаточным содержанием отдельных химических элементов. В связи с этим большое внимание уделяется необходимости контроля за состоянием и изменением микроэлементного статуса населения (особенно детей как наиболее чувствительной части человеческой популяции [7]) с целью прогнозирования, профилактики и коррекции выявленных дисбалансов. Значимость подобных исследований очевидна и актуальна, исследование микроэлементных дисбалансов в организме зачастую меняет представления о природе целого ряда заболеваний у человека.
Целью нашего исследования стала сравнительная характеристика микроэлементного статуса детей (на примере цинка, меди, свинца, кадмия), проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой (урбанизированная и сельская местности Ярославской области) и в районах с различными климатогеографическими условиями (Ярославская, Архангельская области и
20
Содержание микроэлементов (в мк/кг) в волосах обследуемых детей (M ± т)
Микроэлемент Ярославль, Ярославская область (п = 144) пос. Бурмакино, Ярославская область (п = 43) с.п. Дмитриевское, Ярославская область (п = 57) Котлас, Архангельская область (п = 43) г.п. Троицко-Печорск, Республика Коми (п = 77) Референтные значения
Цинк 136,42 ± 6,36 106,69 ± 5,74 155,29 ± 12,33 113,29 ± 7,58 103,34 ± 9,86 51,00-143,00'
30,00-130,002
Медь 20,00 ± 0,81 12,54 ± 2,96 20,06 ± 1,22 19,90 ± 2,36 24,13 ± 2,53 7,80-11,40'
8,00-36,002
Свинец 3,36 ± 0,23 2,13 ± 0,47 3,21 ± 0,33 4,23 ± 0,79 12,40 ± 1,84 0,68-3,051
0,00-3,002
Кадмий 0,46 ± 0,04 0,19 ± 0,02 0,38 ± 0,06 0,20 ± 0,02 1,58 ± 0,33 0,07-0,38'
0,01-0,202
Примечание. 1А. В. Скальный, 2002; 2H. Park и соавт., 2007.
Республика Коми). материалы и методы
Для настоящего исследования были выбраны следующие районы: Ярославль - административный и промышленный центр Ярославской области с развитыми химической и нефтехимической отраслями промышленности, машиностроением, теплоэнергетикой, автотранспортом [2]; Котлас - центр котласского промышленного узла Архангельской области, наиболее крупными промышленными объектами которого являются предприятия целлюлозно-бумажной, полиграфической и химической промышленности, машиностроительного и теплоэнергетического комплексов, автотранспорт [6]; поселок сельского (с. п.) типа Дми-триевское (Даниловский район Ярославской области), пос. Бурмакино (Некрасовский район Ярославской области) и поселок городского (г. п.) типа Троицко-Печорск (Троицко-Печорский район Республики Коми) - относительно чистые в экологическом плане районы, располагающиеся на отдаленном расстоянии от крупных промышленных зон.
Исследование проводилось с 2007 по 2011 г., в ходе которого нами были обследованы выборки детей в возрасте от 1 года до 3 лет (средний возраст детей 2 года 7 мес), с момента рождения проживающих на исследуемых территориях, посещающих дошкольные образовательные учреждения. Методом инверсионной вольтамперометрии в биосубстратах (волосах) обследуемых 364 детей (среди них 194 мальчика и 170 девочек) было определено содержание цинка, меди, свинца и кадмия. Пробы волос отбирались с ноября по январь в течение указанного временного периода в соответствии с методическими указаниями [4]. За норму содержания изучаемых элементов в волосах детей были приняты референтные значения А. В. Скального [5] и H. Park и соавт. [8].
Нами были выбраны дошкольные образовательные учреждения, располагающиеся в районах промышленных зон наиболее крупных предприятий и автомобильных и железных дорог (Ярославль, Котлас); в сельской местности в связи с малочисленностью населения были обследованы все дети в изучаемых населенных пунктах. Обследуемые выборки состояли из всех детей изучаемой возрастной группы в дошкольном учрежде-
нии, родители которых согласились на исследование.
Статистическую обработку данных проводили методами вариационной статистики с использованием пакета прикладных программ Statistica 5.5. Для определения достоверности различий между средними значениями проводилась проверка статистических гипотез с использованием ^-критерия Стьюдента и Н-критерия Манна - Уитни (в зависимости от вида распределения признака в выборке). Отклонение считалось достоверным прир < 0,05.
результаты и обсуждение
В результате нашего исследования были выявлены различия в микроэлементном составе волос обследуемых детей, проживающих на территории Ярославской области в районах с различной антропогенной нагрузкой (см. таблицу).
В волосах детей, проживающих в пос. Бурмакино, уровни всех изучаемых нами элементов были наиболее близки к нормативным референтным значениям и были достоверно ниже, чем в Ярославле: цинк (р < 0,01), медь (р < 0,001), свинец (р < 0,01), кадмий (р
< 0,01) и Дмитриевском с.п.: цинк (р < 0,01), медь (р
< 0,001), свинец (р < 0,05), кадмий (р < 0,01). Следует отметить, что микроэлементный статус детей проживающих в Дмитриевском с.п. значительно больше схож с таковым у детей из Ярославля по сравнению с детьми из пос. Бурмакино (при сравнении уровней содержания микроэлементов в волосах детей, проживающих в Ярославле и Дмитриевском с.п., достоверных различий выявлено не было). Высокие концентрации изучаемых микроэлементов, обнаруженные в волосах детей из Дмитриевского с.п., могут быть обусловлены влиянием значительной транспортной нагрузки, оказываемой на данной территории - через населенные пункты Дмитриевского с.п. проходят федеральная трасса М-8 “Холмогоры” и ветка Северной железной дороги ОАО РЖД.
Мы также предполагаем влияние промышленной антропогенной нагрузки Ярославля на изучаемую сельскую местность (благодаря воздушному переносу поллютантов на значительные расстояния), поскольку Дмитриевское с.п. располагается на пути преобладающих южного и югозападного ветров [2]. В Ярославле функционируетряд крупных предприятий, в своих выбросах в качестве приоритет-
21
гиена и санитария
2/2012
ных и сопутствующих химических элементов содержащие изучаемые цинк, медь, свинец и кадмий - это предприятия машиностроительного (ОАО “Автодизель”, ОАО ЯЗТА, ОАО ЯЗДА, ОАО “Ярославский судостроительный завод” и др.) и теплоэнергетического комплексов (ОАО “Ярославская энергетическая компания”), нефтехимической (ОАО “Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез”, ОАО “Слав-нефть-ЯНПЗ им. Менделеева” и др.) и химической промышленности (ОАО “Ярославский технический углерод”, ОАО “Ярославский шинный завод”, ОАО “лакокраска”, ОАО “Русские краски” и др.).
Особого внимания заслуживают данные о среднем содержании меди, обнаруженной в волосах детей из Ярославля и Дмитриевского с.п., в концентрациях, кратно превышающих отечественное референтное значение [5]; избыток этого элемента был зарегистрирован в данных районах в 71-77% случаев, в пос. Бурмакино - в 38%.
При сравнении уровней изучаемых микроэлементов в волосах детей, проживающих в районах с различными климатогеографическими условиями, но с относительно сходным уровнем антропогенной нагрузки (Ярославль и Котлас), достоверные различия были выявлены только по содержанию кадмия (р < 0,001). Для детей, проживающих в изучаемых сельских районах, различия в микроэлементном составе волос были более значительны. Содержание свинца (р < 0,001) в волосах детей из г.п. Троицко-Печорск Республики Коми кратно (от 3,9 до 5,8 раза) превышало концентрации этого элемента в волосах детей из сельских районов Ярославской области, а также более чем в 4 раза превышало референтные значения. Распространенность избыточного содержания свинца в волосах детей из г.п. Троицко-Печорск составило 69%, что значительно выше, чем в Ярославской области (Дмитриевское с.п. -43%, пос. Бурмакино - 26%).
Несмотря на то, что содержание кадмия в волосах детей из г.п. Троицко-Печорск также кратно превышает его содержание в волосах сельских детей из Ярославской области (от 4,2 до 8,3 раза) и референтные значения (5,4 раза), полученные различия недостоверны. В выборке детей, проживающих в г.п. Троицко-Печорск, экстремально высокие концентрации этого элемента были зарегистрированы у небольшого количества детей, что и определило среднее значение концентрации кадмия в волосах детей, проживающих в этом районе. Необходимо отметить, что избыточное содержание кадмия в волосах детей из г.п. Троицко-Печорск зарегистрировано только в 32% случаев (в Дмитриевском с.п. - 47%, пос. Бурмакино - 21%). Достоверные различия были также выявлены между содержанием цинка
в волосах детей из Дмитриевского с.п. и г.п. Троицко-Печорск (р < 0,01), содержанием меди в волосах детей из пос. Бурмакино и г.п. Троицко-Печорск (р < 0,001) .
Заключение
Содержание микроэлементов в биосубстратах детей зависит от уровня антропогенной нагрузки - достоверные различия были выявлены между содержанием изучаемых микроэлементов в волосах детей, проживающих в пос. Бурмакино (относительно “чистом” районе) и Ярославле.
Климатогеографические условия также влияют на микроэлементный статус детей - содержание свинца, меди и цинка в волосах детей достоверно различалось в районах с элиминированным влиянием антропогенных факторов - сельская местность Ярославской области и Республики Коми. Известно, что под влиянием климатогеографических факторов у жителей северных регионов происходят перестройки многих функциональных систем и обменных процессов организма [3], что вызывает изменения и микроэлементного баланса организма.
Выявлено, что влияние антропогенной нагрузки на микроэлементный статус детей в районах с развитым промышленным производством и автотранспортом (Ярославль и Котлас) превалирует над влиянием климатогеографических факторов.
Литер атура
1. Горбачев А. Л., Добродеева Л. К., Тердер Ю. Р., Шацова Е. Н. // Экол. человека. - 2007. - № 1. - С. 4-11.
2. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Ярославской области в 2007-2008 годах. Департамент охраны окружающей среды и природопользования Ярославской области. - Ярославль, 2010.
3 . Луговая Е. А., Максимов А. Л. // Экол. человека. - 2007. - № 1. - С. 24-29.
4. Определение химических элементов в биологических средах и препаратах методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрией: Метод. указания (МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03) / Иванов С. И., Подунова Л. Г., Скачков В. Б. и др. - М., 2003.
5. Скальный А. В. // Вестн. СПб ГМА им. И. И. Мечникова. -2002. - № 1-2. - С. 62-65.
6. Состояние и охрана окружающей среды Архангельской области в 2009 году. ГУ “Центр природопользования и охраны окружающей среды”. - Архангельск, 2010.
7 . Сусликов В.Л. // Микроэлементы в мед. - 2000. - Т. 1, вып.
1. - С. 9-15.
8 . Park H.-S., Shin K.-O., Kim J.-S. // Biol. Trace Element res. -
2007. - Vol. 116, N 2. - Р. 119-130.
Поступила 27.03.11
22
