CC BY
49
УДК : 622.87:616-055.1:616.699
ПРИОРИТЕТНЫЕ РЕПРОТОКСИЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ИХ КСЕНОБИОТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
З.С. Терегулова1, А.А. Мамырбаев, У.А. Сатыбалдиева, Б.Ф. Терегулов
1-ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет
Минздрава России, Уфа, Россия 2-РГКП на ПХВ «Западно-Казахстанский государственный медицинский университет
имени Марата Оспанова», Актобе, Республика Казахстан 3-Западно-Казахстанский филиал РГКП «Национальный центр гигиены труда и профессиональных заболеваний», Актобе, Республика Казахстан
Описаны вещества, токсичные для репродуктивной системы, тяжелые металлы, их персистенция в окружающей среде, пути поступления в организм человека, депонирование и риски для репродуктивного здоровья человека.
Ключевые слова: репротоксичность, токсичные элементы, окружающая среда, биомониториг
PRIORITY REPROTOXIC ELEMENTS AND THEIR XENOBIOTIC PROFILE IN THE ENVIRONMENT Z.S. Teregulova, A.A. Mamyrbayev, U.A. Satybaldiyev, B.F. Teregulov
Bashkirian State Medical University, Ufa, Russia Ospanov West Kazakhstan State Medical University, Aktobe, Kazakhstan National Centre for Occupational Hygiene and Occupational Diseases, Aktobe, Kazakhstan
Presented the substances toxic to human reproduction, heavy metals, their persis-tence in the environment, ways of entering the human body, their deposits and the risks to reproductive health.
Key words: reprotoxic, toxic elements, environment, biomonitoring
В последние десятилетия демографическая ситуация во всех странах характеризуется снижением показателя фертильности населения. Доказана существенная роль влияния факторов окружающей среды, условий труда в росте показателей производственно-обусловленных заболеваний, в т.ч. репродуктивной системы. В связи с этим профилактика нарушений репродуктивного здоровья работающего населения является приоритетной задачей здравоохранения и медицины труда, в частности [3].
Особо следует подчеркнуть, что проблемы мужского репродуктивного здоровья, в частности мужское бесплодие, в последние годы принимают глобальный характер. Для большинства чужеродных химических веществ (ксенобиотиков) было показано, что индуцируемая реактивность ферментативных систем их детоксикации у мужчин выражена значительно слабее, чем у женщин. В связи с этим, перспективным медико-биологическим направлением является оценка элементного портрета отдельных популяций людей,
проживающих в отдельных биогеохимических провинциях с целью разработки профилактических мероприятий [5].
Формирование репродуктивного здоровья человека начинается задолго до его рождения и зависит от ряда эндогенных и экзогенных факторов, воздействующих на его родителей и их соматическое здоровье, на период эмбриогенеза, роста и развития ребенка, а также множество других.
Сегодня существует утвержденный перечень химических веществ, опасных для репродукции, принятый в Российской Федерации и в странах Европейского Союза. Российский перечень химических веществ, опасных для репродукции включен в СН и П 2.2.0555-96 и содержит 155 веществ. В этом списке отводится большое место таким токсичным металлам как хром и его соединения, кадмий и его соединения, марганец и его соединения, ртуть и его соединения, свинец и его соединения, а также медь и его соединения и др.
Целью нашей работы явилась оценка содержания репротоксичных элементов в выбросах горно-добывающих предприятий и характеристика их ксенобиотического профиля в объектах окружающей среды.
Материалы и методы. Изучаемые нами горнорудные полиметаллоэкспонированные геохимические провинции расположены на территории Южного Урала Российской Федерации (ОАО Учалинский горно-обогатительный комбинат (УГОК), ООО «Башмедь» и др.) и в Актюбинском регионе Республики Казахстан (АО ТНК «Казхром» - (Донской ГОК, ОАО «Феррохром»), АО «АЗХС»). На этих территориях, в результате более чем полувековой деятельности предприятий, сформировалась устойчивая специфическая биогеохимическая провинция, являющаяся типичным примером полиэлиментного загрязнения объектов окружающей среды. Выбросы и твердые отходы предприятий привносят дополнительную ксенобиальную нагрузку на природно-обусловленные территории.
Перечень определяемых металлов сформирован исходя из специфики антропогенной нагрузки и элементов, встречающихся в технологическом цикле предприятий и их выбросов. Руды, помимо полезных компонентов - меди, цинка и добываемых попутно серебра и золота, содержат свинец, кадмий, ртуть, барий, селен, мышьяк и другие элементы. В хвостохранилищах предприятий складировано огромное количество отходов, которые приходя в растворимые формы, приобретают активность для миграции и загрязнению водных ресурсов.
Результаты и обсуждения. Выбросы горно-обогатительных и металлообрабатывающих предприятий формируют аномальное содержание в почвах токсичных металлов и других элементов. Как правило, радиус влияния этих предприятий распространяется на 4 км и более и определяется розой ветров. Так, в почвах территорий техногенного воздействия УГОК определяется высокий уровень содержания меди (более 10-15 раз), цинка (более 20-30 раз), а содержание хрома и бора в актюбинской хромовой геохимической провинции достигает превышение от фонового уровня в 2,5-5 раза [1].
Учитывая доказанную репротоксичность тяжелых металлов, определяемых в пылевыбросах предприятий, и длительную персистирующих в объектах окружающей среды, нами проводилась комплексная оценка их ксенобиотического профиля. В табл.1
представлены приоритетные токсичные элементы, приведенные в перечне репротоксикантов, принятом в Российской Федерации. Так, в составе медно-цинковых колчеданных руд месторождение Южного Урала (на примере Учалинского горнообогатительного комбината) наибольшее процентное содержание определяется по хрому и свинцу. В почвах вокруг комбината содержание этих элементов составляет по хрому 10-12 ПДК, свинцу - 12-20 ПДК [1].
Таблица 1
Содержание элементов, потенциально опасных для репродукции, в рудах Учалинского
горно-обогатительного комбината
Наименование элемента Содержание в рудах, % Предельно допустимые
концентрации в воздухе, мг/м3.
Хром 0,17 0,005
Свинец 0,15 0,0007
Ртуть 0,0037 0,0003
Марганец 0,11 0,3
Кадмий 0,0076 ] 0,1
Ксенобиальный профиль этих элементов в окружающей среде характеризуется их способностью накапливаться как в объектах живой, так и не живой природы, устойчивостью и отдаленными медико-биологическими последствиями с множественными эффектами [6].
Учитывая репротоксичный эффект хрома (VI) оказывающий гонадотропное, эмбриотоксическое, тератогенное, мутагенное действие и его высокое содержание в почвах изучаемых территорий, нами в данной работе оценивается его ксенобиотический профиль.
Так, в небольших физиологических концентрациях хром относится к числу эссенциальных микроэлементов, постоянно присутствующих в клетках человека и животных и крайне важных для жизнедеятельности. Хром незаменим в силу его способности поддерживать стабильный уровень сахара в крови, участвует в процесе синтеза холестерина, жиров, протеинов. Потребность взрослого человека в этом микроэлементе составляет 50150 мкг в день.
Предельно допустимая концентрация шестивалентного хрома в США в воздухе составляет 5 мкг/м3 (0.005 мг/м3), а в России предельно существенно ниже - 1,5 мкг/м3 (0,0015 мг/м3).В концентрированном виде хром токсичен для организма. Он относится к элементам второго класса токсичности. Материнские породы в горно-рудных регионах отличаются высоким содержанием хрома.
Так, его содержание в почвах в зоне влияния УГОК составляет 7,6%. Металлическая пыль хрома раздражает дыхательные пути, а некоторые соединения вызывают дерматиты, при длительном контакте оказывает генотоксический эффект [7] .
Особенность биотрансформации в окружающей среде хрома и его соединений, способность к накоплению в пищевых продуктах, а также растениях создают реальную угрозу для здоровья населения, проживающего в техногенных хромовых и медно-цинковых
горнорудных провинциях. Соединения Сг^) при всех путях поступления в организм всасываются эффективнее по сравнению с Сг (III). Важным фактором преимущественной абсорбции Сг (VI) над Сг (III) является более высокая растворимость шестивалентного хрома при физиологических значениях рН внутренней среды.
Гигиеническая оценка технологического процесса на ОАО «Ферро-хром» показала загрязнение воздуха рабочей зоны пылью, с превышением содержания гигиенических нормативов хрома Сг (VI) - в 2,9, содержание окислов марганца - в 13-19 раз. Загрязнение воздуха рабочей зоны полиметаллической пылю, превышающей ПДК в 4,2 раза, установлено в подземных рудниках Донского ГОК при бурении шпуров, взрывных работах, дроблении руды.
Выведение хрома из организма в основном осуществляется через желудочно-кишечный тракт и почки. При этом, следует иметь ввиду, что небольшое количество этого металла может выделяться с грудным молоком, потом и волосами.
Опасны различные соединения хрома. У работающих в контакте с бихроматами содержание хрома в крови колебалось от 0,005-0,25 мг%; в желудочном содержимом от 0,002-0,15 мг%; в желчи от 0,005-0,12 мг%; в моче от 0,004-0,3 мг %; в кале от 0,002-0,7 мг%; в молоке от следов до 0,42 мг%.
Поступление с питьевой водой различных доз шестивалентного хрома показало также наличие прямо пропорциональной зависимости между дозой и накоплением этого микроэлемента во внутренних органах экспериментальных животных. Так, в крови и печени кроликов наибольшее накопление хрома отмечалось при введении его в дозах 0,09 мг/кг, а интенсивное депонирование выявлено при дозах 0,24 и 0,6 мг/кг. Спустя тридцать суток после введения меченого хрома содержание его (в %от введенной дозы) составляло: при введении в брюшину (в печени - 2,5, в почках - 1,2 в селезенке - 4,2, в легких -0,4, в трубчатой кости - 1); при подкожном введении (в печени - 2,2, в почках -0,8, в кости -1%); при введении в трахею (в печени - 0,1; в почках - 0,5, в легких - 20, в трубчатой кости - 1,6 %). При всех указанных способах введения хром преимущественно накапливается в печени, почках и трубчатых костях, а при введению в трахею - в легких. Причем, печенью и ретикуло-эндотелиальной системой хром аккумулируется на длительный срок [5].
Хроматы внутри клетки метаболизируются в трехвалентные соединения, могут вызвать хромосомные аберрации. Имеются наблюдения, подверждающие канцерогенный эффект хрома при длительном контакте - у профессионально контактирующих с хроматами высока частота возникновения бронхогенного рака. В связи с этим, хром и его соединения отнесены к 1 группе элементов канцерогенного риска.
Длительное поступление в организм теми или иными путями в условиях загрязнения окружающей среды, хром может сопровождаться многочисленными токсическими эффектами. Он создает высокий риск здоровью нынешнего поколения, в т.ч. репродуктивному и здоровью будущих поколений.
Токсическая доза шестивалентного хрома составляет 5 мг/сутки, трехвалентного - 200 мг. Шестивалентный хром (Сг VI) представляет собой канцероген I класса опасности. После длительного контакта (в течение 15-20 лет) с повышенным содержанием хроматов возможно развитие опухоли легких.
Таким образом, шестивалентный хром отнесен к доказанным репротоксикантам, а также к канцерогенам. Оказывает негативное воздействие на сперматогенез, повреждение тестикулярного аппарата. Представленные данные диктуют необходимость изучения репродуктивного здоровья мужчин, занятых на горно-добывающих предприятиях и одновременно проживающих в горно-рудных геохимических провинциях с целью разработки профилактических мероприятий.
Список литературы:
1. Галимов Ш.Н. «Кризис сперматозоида» и техногенное загрязнение окружающей сре-ды:факты и гипотезы / Ш.Н.Галимов, З.Е.Амирова, Э.Ф.Галимова // Пробл.репродукции. -2005.-№2.-с. 19-22.
2. Изтлеуов М.К., Изтлеуов Е.М. Мутагенез, индуцированный в соматических клетках организма комбинированным воздействием соединений хрома, бора и его коррекция. // Медицинский журнал Западного Казахстана-Актобе.-2015.-2(46)-с.68.
3. Кулаков В.И.Репродуктивное здоровье в РФ / В.И.Кулаков, О.Г.Фролова/Народонаселение. - 2004.-№3.-с.60-66.
4. Мамырбаев А.А. Токсикология хрома и его соединений, монография. Актобе, 2012, -248с.
5. Ревич Б.А. Химические элементы в волосах человека как индикатор воздействия загрязнения производственной и окружающей среды // Гигиена и санитария. 1990.№3.-с.55-59.
6. Старова Н.В., Терегулова З.С., Борисова Н.А. и др. Комплексное решение экологических проблем Башкортостана в пространственно-временном единстве // Труды: Междунар. Форум по пробл.науки и техники. М., 1998. С.115-139.
7. Salnikow, K. and Zhitkovich, A., «Genetic and Epigenetic Mechanisms in Metal Carcinogenesis and Cocarcinogenesis: Nickel, Arsenic, and Chromium», Chem. Res. Toxicol., 2008, 21, 28-44
