CC BY
89
Г И Г И Е Н А
УДК 613. 28/. 29 : 614. 3
ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Н.В. Степанова, В.М. Смирнов, Р.Я. Хамитова
Кафедра гигиены и медицины труда с курсом медицинской экологии (зав.— акад. РАМН, проф. Н.Х.Амиров) Казанского государственного медицинского университета
Согласно современным взглядам, до 80% потенциально вредных веществ в организм человека поступает с продуктами питания. Контроль за химической безопасностью пищевых продуктов, осуществляемый в системе социально-гигиенического мониторинга лабораториями госсанэпидслужбы, включает определение тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов, нитратов, бензапирена, афлатоксинов и других соединений. Количество исследуемых проб лабораториями центров госсанэпиднадзора РТ имеет четкую положительную динамику и составляет в последние годы более 10 тысяч в год (рис. 1). Подавляющее большинство этих исследований (не менее 60%) связано с контролем содержания в продуктах питания тяжелых металлов (ТМ). Содержание ТМ в пищевых продуктах определяли в санитарно-химических лабораториях ЦГСЭН республики полярографическим (свинец, кадмий, медь, цинк) и атомно-абсорбционным (ртуть) методами. С 2001 г. анализы проводились методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии.
Тяжелые металлы
8000 л
Другие
загрязнители
Рис. 1. Количество исследований на загрязненность пищевых продуктов различными группами соединений, проведенных в 2002 г. лабораториями ЦГСЭН республики.
В настоящей работе была использована разработанная Институтом питания РАМН система представления отчетности по частоте и уровням загрязнения продовольственного сырья и пищевых продуктов различными кон-таминантами, максимально гармо-
низированная с международными требованиями. В международной торговле в продуктах питания контролируются ртуть, свинец, медь, цинк, железо и стронций. В России гигиеническими требованиями безопасности пищевых продуктов определены допустимые уровни в них ртути, кадмия, свинца, меди, цинка, железа и олова [1]. Считают, что у лиц, не связанных с производством, ТМ поступают в организм в основном с продуктами питания (98-99%) и в меньшей мере - с атмосферным воздухом и водой из поверхностных источников [4].
В 1994 г. в целом по стране в среднем от 1,5 до 10% проанализированных проб пищевых продуктов содержали ТМ (ртуть, свинец, кадмий, медь, цинк). К 2000 г., по данным Института питания РАМН, по России количество проб отечественной продукции, не отвечающих гигиеническим нормативам по содержанию ТМ, составляло 3%, импортной - 1%. На некоторых территориях нашей страны и мира этот показатель достигал 6% [3].
Процент нестандартных проб по химическим веществам в пищевых продуктах на протяжении многих лет в РТ варьирует незначительно, хотя и наблюдается тенденция к их снижению. Так, доля неудовлетворительных проб продуктов питания и продовольственного сырья по ТМ колеблется от 0,2 до 0,9%, что меньше, чем по Российской Федерации. В то же время при небольшом проценте превышений допустимых уровней ТМ в продуктах питания их загрязненность отдельными металлами в эти годы была достаточно распространенной (табл. 1).
Интерес представляет разнонаправ-ленность динамики данного показателя по отдельным металлам: если доля пищевых продуктов, загрязненых свинцом, достоверно снизилась во всех группах продуктов, то по кадмию (рис.2) и ртути наблюдалась противоположная картина - их существенный рост (табл. 1).
В 1994-2001 гг. кадмий определялся лишь в 0,4-1,8% проб из 540-662 исследований. В 2002 г. этот показатель резко возрос до 11,8%. Чаще всего была за-
Таблица 1
Удельный вес проб пищевых продуктов, загрязненных свинцом и ртутью
Группа продуктов 2000 г. 2001 г. 2002 г.
Мясо и мясопродукты 75,4 51,7 9Л
68,2 95,7 80,6
Молоко и молочные 42,5 18,4 40
продукты 15,7 32,2 39,2
Рыба и продукты, выраба 100,0 77,6 21,9
тываемые из них 29,4 100,0 100,0
Зерно и продукты, выраба 40,7 30,9 10,0
тываемые из них 37,6 49,7 44,1
Сахар и продукты, выраба 65,7 37,7 12,1
тываемые из них 61,2 69,2 68,1
Плодоовощная продукция 65,6 56,9 18,7
36,4 60,0 27,6
Напитки 55,3 21,7 27,0
85,7 78,9 79,2
Продукты детского питания 93,8 19,0 0
0 0 0
Примечание. В числителе — показатели загрязнения свинцом, в знаменателе — ртутью.
6 _ 15%
25% 5
18%
Рис. 2. Доля разлчных групп продуктов, загрязненных кадмием в 2002 г.: 1 — мясо и мясопродукты; 2 — молоко и молочные продукты; 3 — рыба и продукты, вырабатываемые из них; 4 — зерно, мукомольно-крупяные и хлебобулочные изделия; 5 — сахар и кондитерские изделия; 6 — плодово-ощная продукция; 7 — масличное сырье и жировые продукты; 8 — напитки; 9 — продукты для питания детей раннего возраста.
грязнена плодоовощная продукция (22,7% проб), сахар, масляничное сырье, реже - мясо и мясопродукты, рыба, напитки и единичные пробы молока, творога и сыров. Присутствие кадмия в плодоовощной продукции, масличном сырье и напитках косвенно свидетельствует о его поступлении в растительную продукцию из почвы.
Рыбы считаются идеальным индикатором загрязнения среды ТМ, в наибольшей степени отражающим ситуацию по тому или иному элементу в регионе [8], так как среди них есть экземпляры из разных уровней трофической цепи, различного возраста и вида продукции. Исследование ихтиологического материала летом 1988 г. в водоемах Раифского
лесничества и акватории Куйбышевского водохранилища, входящих в Волжско-Камский заповедник (более 300 рыб, относящихся к 14 видам), показало значительные превышения гигиенических нормативов содержания в мышцах свинца, никеля, кадмия, железа [6]. По данным госсанэпидслужбы, в девяностые годы и в начале текущего века обстановка улучшилась - превышения регламентов ТМ выявлялись в единичных случаях, а по свинцу произошло снижение и контаминированности (в 5 раз). Однако практически все продукты из рыбы как местные, так и из других регионов загрязнены ртутью; по кадмию контаминированность возросла от 0
до 13,6%.
Обращают на себя внимание исследования аккумуляции ТМ в водоемах Швеции, где было показано, что в проточных водах общее содержание металлов на 24 - 84% ниже, чем в закрытом “стоячем” водоеме [10]. Важно и то, что биоаккумуляция ТМ водорослями при незначительных концентрациях металлов в водной среде на 1—2 порядка выше, чем при более высоких концентрациях [2]. Следовательно, даже следовое содержание ТМ в водоемах может привести к заметному загрязнению водных организмов.
Одной из целей мониторинга является установление фоновых уровней содержания ТМ, характерных для пищевого сырья, получаемого на конкретных территориях, и источников загрязнения продукции. Это позволяет на ранней стадии распознать характер загрязнения (нарастающий, стабильный, снижающийся), оценить степень опасности для здоровья населения этой территории и при необходимости сориентироваться на вывоз данной продукции в другие регионы.
В соответствии с “Нормами физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения СССР” (1991) безопасным уровнем потребления меди для взрослых является 1,5-3,0 мг/сут. Суточная потребность взрослого организма в цинке не зависит от пола и составляет 15 мг.
Сравнение усредненных суточных уровней поступления цинка и меди с продуктами питания в организм жителей республики с дневными нормами потребности в этих эссенциальных микроэлементах показывает явный их дефицит (табл.2). По-видимому, пищевое сырье нашей республики целесооб-
Таблица 2
Содержание цинка и меди в усредненном суточном продуктовом наборе жителя республики (по данным органов государственной статистики)
Цинк и медь по расчетным (таблицы химического состава пищевых продуктов, 1987 г.) и лабораторным данным (мг)
Группа продуктов Фактическое потребление, г цинк медь
расчетные лабораторные расчетные лабораторны
Мясо 148 3,65 1,96 0,2 0,09
Молоко 673 2,86 1,34 0,08 0,07
Рыба 30 0,29 0,08 0,02 0,01
Хлебные продукты 330 3,99 2,04 0,73 0,43
Кондитерские изделия 85 — 0,76 0,4 0,15
Овощи 410 1,58 0,49 0,34 0,16
Фрукты 90 0,13 0,08 0,12 0,03
Яйца 37 0,36 2,34 0,57 1,03
Итого 12,86 6,86 2,46 1,97
Примечание. Расчет производился с учетом съедобной части продуктов (Справочник “Химический состав пищевых продуктов”, ред. Скурихина И.М., Волгарева М.Н., М., 1987 г.).
разно вывозить в регионы, где в окружающей среде определяется избыток цинка и меди.
Согласно расчетам с учетом фактического потребления продуктов питания населением, проведенным в 2000-2001 гг. в Санкт-Петербурге, несмотря на наибольшую загрязненность ксенобиотиками картофеля, яиц, плодоовощной продукции, а также зерна и хлебопродуктов реальную нагрузку токсикантами представляли молоко и молочные продукты, хлебопродукты и плодоовощная продукция [4]. Ведущим фактором загрязненности морепродуктов оказались свинец и ртуть, хлебопродуктов - свинец и кадмий, плодоовощной продукции - кадмий.
По результатам контроля лабораториями санэпиднадзора (табл. 3), для жителей Республики Татарстан наиболее опасными по реальной нагрузке ТМ оказались овощи (по кадмию и свинцу), молоко и молочные продукты (по свинцу), яйца и хлебные продукты (по ртути).
Предельно допустимой суточной дозой (ДСД) для кадмия (с пищевыми продуктами) считается 1 мкг/кг. ФАО/ВОЗ рекомендуют в качестве таковой (в мг/кг массы тела) 0,07, а для свинца - 0,49 [4]. По нашим расчетам, среднесуточное поступление кадмия, свинца и ртути с продуктами питания в организм среднестатистического жителя республики значительно (на порядок) ниже указанных выше регламентов. Кроме того, один из современных подходов к оценке риска подразумевает беспороговость воздействия химических веществ на организм человека. В то же время следует помнить о том, что количество того или иного
Таблица 3
Среднесуточное поступление кадмия, свинца и ртути с рационами фактического питания жителя г. Казани (в мг)
Группа продуктов Фактическое потребление *, г
Мясо 150
Молоко 670
Рыба 30
Хлебные продукты 330
Кондитерские
изделия 85
Овощи 410
Фрукты 90
Яйца 790
Итого
оксичные элементы
кадмий свинец ртуть
0,001 — 0,001 0,0008 0,007 0,001
0,004 0,0001 0,007 0,0014
Примечание. * По данным органов государственной статистики. ** Расчет производился с учетом фактического содержания элемента в продуктах, определявшегося нами лабораторными методами.
металла, попадающего в организм человека, зависит не только от потребления им продуктов, содержащих конкретный элемент, но и в большой степени от качества его диеты [7]. В частности, даже незначительная недостаточность железа заметно усиливает аккумуляцию кадмия. Если учесть распространенность среди населения железодефицитных анемий, то кадмиевая проблема относительно пищевых продуктов становится более очевидной.
В растительных продуктах ТМ содержатся в ионной форме или связываются с растительным белком и пектином. Снизить содержание ТМ в пищевом
сырье и продуктах питания без изменения их пищевой ценности чрезвычайно сложно, так как белковые комплексы металлов являются достаточно устойчивыми соединениями. В пищевом сырье, богатом животным белком, б льшая часть ТМ находится в связанном с ме-таллотионеином состоянии. Из попавших в организм человека металлов усваивается лишь 5-10%, однако действие элементов, связанных с белком, пролонгировано во времени. С учетом этого обстоятельства предотвращение загрязнения пищевой продукции имеет принципиально важное значение.
При оценке результатов лабораторных исследований на содержание ТМ особое внимание следует обращать на чувствительность используемых методов и величину допустимого расхождения, которая указывает на возможные колебания в воспроизводимости методики различными лабораториями, что наиболее важно при уровнях определения ниже или на уровне ПДК. Метрологическое обеспечение непосредственным образом влияет на уровень и качество исследований. Большой разброс в содержании ТМ в пищевых продуктах, например в рыбе, как в отдельных исследованиях, так и между различными образцами связывают в основном с недостатками качества контроля [9].
Метрологические характеристики наиболее распространенной на сегодняшний день атомно-абсорбционной элементометрии в пищевых продуктах составляют для свинца и цинка 28% (сходимость), 42% (воспроизводимость) и 35% (границы относительной погрешности в диапазоне содержаний свинца - 0,02-1,0 мг/кг, цинка - 5-200 мг/кг), для кадмия и меди - 22%, 36% и 30% соответственно в диапазонах содержания кадмия от 0,01 до 2,0 мг/кг и меди от 1 до 100 мг/кг [1]. С этой точки зрения полученные результаты свидетельствуют о необходимости дальнейшего развития аналитической базы контроля за пищевыми продуктами.
Таким образом, доля нестандартных проб среди анализируемой на ТМ пищевой продукции в республике невысока и ниже, чем в целом по РФ. Однако процент загрязненных ТМ пищевых продуктов достаточно большой, например по ртути в рыбной продукции достигает в отдельные годы 100%. Несмотря на рост доли контаминированной ртутью и кадмием продуктов питания концентрация этих металлов, как и
свинца, в среднестатистическом суточном рационе жителя республики все эти годы была ниже регламентов и не представляла опасности. В то же время опасность подобных нагрузок для здоровья человека существует в снижении неспецифической резистентности и повышении чувствительности к другим неблагоприятным воздействиям, получившим определение как модифицирующее действие химических факторов малой интенсивности [5]. Химическая модификация играет роль провоцирующего и усугубляющего фактора в патогенезе ряда инфекционных и неинфекционных заболеваний, при возникновении имму-нодефицитных состояний, связанных с ухудшением показателей умственного и физического развития детей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брагина И. В. Принципы оптимизации лабораторного контроля безопасности пищевых продуктов в системе Госсанэпиднадзора: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - М., 2002.
2. Дмитриева А.Г. Тезисы докладов II съезда токсикологов России. - 2003. - С. 92-93.
3. Доренко В.А., Дмитриева Г.А., Власова В. В. Материалы конгресса “Государственная концепция “Политика здорового питания в России”.-Москва, 12 - 14 ноября. VII Всероссийский конгресс. - М., 2003. - С. 163-165.
4. Карплюк И.А., Волкова Н.А., Иваницкий А.М. и др.// Вопр. пит. - 1996. - № 1. - С. 22- 26.
5. Литвинов Н.Н. Тезисы докладов II съезда токсикологов России. - М., 2003.
6. Сайфуллин P.P., Валиев B.C. // Экологогигиеническая оценка урбанизированных и сопредельных территорий. -Казань, 1991.- С.53-55.
1. Эйхлер В. Яды в нашей пище. Пер.с нем. -2-е доп. изд. - М., 1993.
8. Burger ]., Gochfield М. //Ann. New-York AcadSci. -
1997. - Vol .837. - P.372 - 386.
9. Engman ]., ]orhem L.//Food Addit.Contam. -
1998. - Vol.15. - P. 884 - 892.
10. Farm С. // Water Sci. Technol. - 2002. -Vol. 45. - Р. 105-112.
Поступила 14.190.04
EVALUATION OF CHEMICAL SAFETY OF FOODSTUFFS
N.V. Stepanova, V.M. Smirnov, R.Ya. Khamitova
S u m m a r у
The estimation of pollution of foodstuffs by heavy metals in the Republic of Tatarstan in the years of 2000-2002 is presented. The number of substandard samples varies insignificantly with general tendency to their decrease. It was established that the vegetables were the most important source of heavy metals as assessed by the real entry into the organisms of population of the Republic of Tatarstan (by cadmium and lead), followed by milk and dairy products (by lead) and by eggs and bread ( by mercury). The average daily entry of cadmium, lead and mercury into the organisms of population of Kazan with actual food allowances did not exceed permissible values.
