CC BY
261
Информация об авторах: 664003, Иркутск, ул. Красного Восстания, 1, Белобородов Владимир Анатольевич - заведующий кафедрой, профессор, д.м.н.; Антонов Вячеслав Николаевич - врач-эндоскопист; Павлов Леонид Юрьевич - ассистент;
Генич Евгений Вячеславович - хирург.
© САВЧЕНКОВ М.Ф., РУКАВИШНИКОВ В.С., ЕФИМОВА Н.В. - 2010
РТУТЬ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА)
М.Ф. Савченков1, В.С.Рукавишников2, Н.В.Ефимова2 ('Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра общей гигиены, зав. - д.м.н., акад. РАМН, проф. М.Ф. Савченков; 2Ангарский филиал ВСНЦ экологии человека СО РАМН НИИ медицины труда и экологии человека, директор - д.м.н., член-корр. РАМН, проф.
В.С. Рукавишников)
Резюме. Обобщена литература по циркуляции ртути в окружающей среде природного и техногенного происхождения. На примере Байкальского региона показаны эколого-гигиенические последствия загрязнения ртутью и опасность для здоровья населения.
Ключевые слова: ртуть, природное содержание, техногенное загрязнение, здоровье населения.
ENVIRONMENTAL MERCURY AND ITS INFLUENCE ON POPULATION HEALTH (ON EXAMPLE OF BAIKAL REGION)
M.F. Savchenkov1, V.S. Rukavishnikov2, N.V. Efimova2
('Irkutsk State Medical University, 2Institute of Occupational Health and Human Ecology - Branch of Establishment of the Russian Academy of Medical Sciences, East-Siberian Scientific Center of Human Ecology, Siberian Division
of the Russian Academy of Medical Sciences, Angarsk)
Summary. The present study is designed to generalize the literature on mercury circulation in the environment of the natural and technogenic origin. The ecological-hygienic consequences of the mercury pollution as well as the danger for the population health have been shown on an example of the Baikal region.
Key words: mercury, natural content, technogenic pollution, population health.
Ртуть, как известно, относится к супертоксикантам, это жидкий металл светло-серебристого цвета с плотностью - 13,546, температурой плавления - 38,9°С, температурой кипения - 356,7°С. В воде растворимы соли серной, азотной и соляной кислот ртути. В России ПДК для ртути в питьевых водах приняты на уровне 0,5 мкг/ дм3 (1 класс опасности), а для рыбохозяйственных водоёмов - 0,01 мкг/ дм3 при отсутствии ионов метилр-тути. Металлическая ртуть или её соли применяются в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, фармацевтике, медицине, военно-технических областях, как микроэлемент содержится в окружающей среде. В промышленных сточных водах соединения ртути находятся во взвешенном состоянии, но выпадают в осадок в очистных сооружениях и на дне водоёмов.
В настоящее время большинство исследователей сходятся во мнении, что первоисточником ртути в природной среде является глубинная мантия. Содержание ртути в различных породах практически не различаются между собой и находятся в пределах 0,031-0,039 мг/ кг, но в углеродистых образованиях (каменный уголь, сланцы) содержание ртути повышается до 0,5 мг/кг в связи с барьерными функциями органических веществ. По данным Я.Э. Юдовича и Т.П. Кетрис, в золе после сжигания каменного угля содержание ртути достигает 0,88 мг/кг [13]. В почвенном покрове различных континентов уровень содержания ртути различается между собой на несколько порядков при средних значениях 0,02-0,4 мг/кг, но в загрязнённых районах он достигает 40 мг/кг [8].
Содержание ртути в воде и других компонентах окружающей среды зависит от целого ряда факторов (климатических, гидрологических, геохимических и др.). Биогеохимические циклы ртути зависят от многих процессов, происходящих в атмосфере, воде, почве и живых организмах. Обращает на себя внимание важная особенность ртути: её испарение происходит даже при температуре ниже точки её замерзания (-390°С), создаётся так называемая «ртутная атмосфера» с последующим рассеиванием атомов ртути в биосфере [цит. по
1]. По А.А. Саукову, содержание ртути в «ртутной атмосфере» определяется на уровне 0,02 мкг/дм3 воздуха, поэтому кларки ртути в различных природных объектах близки между собой [12]. Сопоставимо содержание ртути в поверхностных и подземных водах.
Ртуть способна накапливаться и мигрировать по пищевым целям водных и наземных экосистем. Опасные накопления ртути происходят в цепи: вода - донные отложения - биота (бентос, финто-, зоопланктон) - рыбы и птицы, питающиеся рыбой - человек [9,10]. Возможны процессы метилирования ртути с образованием наиболее токсичных ртутных соединений. Известно, что водная и почвенная микрофлора легко превращают металлическую ртуть и её неорганические соединения в метилртуть, наиболее устойчивую в воде и воздухе и наиболее токсичную органическую форму ртути.
Ртуть может попадать в организм различными путями и, обладая кумулятивными свойствами, постепенно накапливаться в основном в органах, богатых липидами (нервной системе, печени, почках, эндокринных железах, мембранах альвеол), способна трансплацентарному переносу. В почках ртуть часто обнаруживается в виде неорганических соединений, а в головном мозге - метилированных форм. Выводится ртуть из организма через желудочно-кишечный тракт и почки.
До 80% метилртути попадает в организм человека при употреблении в пищу водных организмов, что имеет большое медико-гигиеническое значение. Ярким негативным примером ртутного загрязнения природных вод может служить промышленный сброс ртутьсодержащих сточных вод заводом по производству поливинилхлорида в заливе Минамата (Япония) в 50-х годах прошлого столетия. Вода содержала 1,6-3 мкг/ дм3 общей ртути, которая аккумулировалась в рыбах и беспозвоночных и через них попадала в организм человека [16]. У детей, рождённых в указанном районе, были отмечены симптомы церебрального паралича и нарушение психического развития.
Ртуть обычно характеризуется как ярко выраженный тиоловый яд. Связываясь с сульфгидрильными
группами ферментов крови и тканей, ионы ртути блокируют активность тиоловых ферментов и цитохрома, синтез белка и ДНК в клетках, в результате чего возникают дистрофические и некробиологические процессы. Описаны острые и хронические отравления ртутью. Картина острого отравления зависит в первую очередь от пути поступления ртути в организм и, конечно, его количества. При ингаляционной форме на первый план выходят симптомы поражения верхних дыхательных путей и бронхо-лёгочной системы.
При поступлении значительного количества ртути или её соединений внутрь развиваются желудочнокишечные расстройства, поражение почек с протеину-рией, гематурией, олигурией, вплоть до полной анурии и уремии. Отравление вследствие всасывания через кожные покровы характеризуется токсическим дерматитом с последующими характерными симптомами ртутной интоксикации. Следует отметить, что острые отравления встречаются не часто, более актуальны в настоящее время хронические ртутные отравления. Клиническая картина зависит от способности различных тканей к накоплению ртути. Как правило, отмечается значительный полиформизм симптомов, в основе которых лежит полиорганность хронических отравлений ртутью. При сформировавшейся форме хронической интоксикации в непроизводственных условиях клиническое состояние описывают как акродинию («больные конечности») и болезнь Минамата.
Эколого-гигиеническая оценка экспозиции ртутью складывается из оценок уровней естественного, природного содержания и техногенного загрязнения ртутью окружающей среды. По данным Иркутского научного центра СО РАН, фоновые природные концентрации ртути в Байкальском регионе соответствуют средним мировым значениям (кларкам) [1,9]. В основных компонентах экосистем озера Байкал и Иркутского водохранилища, регистрируют уровни ртути, близкие к природному содержанию, и оценивают как естественный, природный фон (0,002-0,004 мкг/дм).
Если рассматривать всю территорию Сибири в связи с техногенным загрязнением окружающей среды ртутью, то территорию Байкальского региона нельзя назвать свободной от такого воздействия. Ведущими загрязнителями являются предприятия, использовавшие в технологии ртуть или её соединения: «Саянскхимпром», «Усольехимпром». Следует отметить, что на указанных предприятиях ртутный электролиз прекращён в 2007 и 1998 годах, соответственно. Как источники ртутного загрязнения имеют некоторое значение топливноэнергетические предприятия, использование пестицидов, золотодобыча, и другие процессы [11].
Суммарные многолетние потери ртути на предприятиях Иркутской области, использующих технологический процесс ртутного электролиза, составили около 2000 тонн, причём в экосистему Братского водохранилища поступило около 5% от всех потерь [4,9]. Анализ сложившейся в конце прошлого века медикоэкологической ситуации в зоне влияния сточных вод предприятий свидетельствовал, что при продолжении контаминации Братского водохранилища возможно расширение очага вторичного загрязнения и рост содержания ртути и ее соединений в донных осадках и водных слоях. Ожидалось, что это будет способствовать дальнейшему увеличению концентрации ртути в рыбе и доли загрязненных ртутью особей. Предполагалось, что увеличится не только распространенность мер-куриализма среди жителей поселков, прилегающих к Братскому водохранилищу, но и выраженность патологического процесса у пострадавших [5].
Прекращение ртутного электролиза на предприятии «Усольехимпром» привело к суммарному снижению поступления ртути в Братское водохранилище и значительному оздоровлению окружающей среды. Однако, следует иметь в виду, что накопленные на промплощад-ках и в донных отложениях Братского водохранилища
запасы ртути по прежнему представляют экологическую опасность. В зоне риска техногенного ртутного воздействия проживало около 17 тысяч сельского населения. Наиболее экспонированными являлись Усольский, Зиминский, Балаганский районы [5].
Индикатором экологического состояния водных экосистем является загрязнение гидробионтов. Соединения ртути и, в частности, метилртуть в этом случае может попадать в пищевые цепи населения. Одним из конечных звеньев пищевой цепи считается рыба, и она используется как интегральный показатель при оценке опасности загрязнения водоёмов. Исходя из этого, Восточно-Сибирский научный центр экологии человека СО РАМН совместно с Иркутским научным центром СО РАМН в предыдущие годы провёл большую работу по анализу содержания ртути в рыбе Братского водохранилища. Было установлено, что среднее содержание ртути в рыбе Братского водохранилища на порядок превышало концентрации ртути в рыбе из озера Байкал и Иркутского водохранилища. Накопление ртути в мышцах рыб убывало в ряду: сом - щука - окунь
- (плотва, карась) - лещ - хариус. Среди исследуемых видов рыб окунь отличается повышенным содержанием ртути, которое изменялось от 0,25 до 1,6 мг/кг [4]. Особенно высокие концентрации ртути установлены в крупных экземплярах рыб. Анкетированием населения из районов, прилегающих к водохранилищу, установлено, что до 60% населения постоянно или периодически употребляли в пищу местные виды рыб.
В связи с возможностью накопления ртути в пищевых цепочках проанализировано ее содержание в продуктах питания местного производства. В растительных продуктах (картофель, пшеничная мука) концентрация ртути не превышала гигиенических нормативов (0,2-0,4 пДк). В то же время продукты животного происхождения содержали ртуть в более высоких количествах, в селах, расположенных на берегу Братского водохранилища, содержание ртути в пробах составляло от 0,4 до 1,1 ПДК. Содержание ртути по различным органам животных ранжируется в следующей последовательности: мышцы - 0,0057, сердце - 0,0055, шкура - 0,0034, почка
- 0,0028, сало - 0,0018, печень - 0,0017 мг/кг. В отечественных нормативных документах за нормальное, а по мировым, предельно допустимое содержание в молоке цельном приняты величины - 0,2 и 50 мкг/кг [23]. На экспонированной территории в молоке коров концентрация ртути изменялась более чем на порядок от 0,001 до 0,06 мкг/л (среднее содержание - 0,026±0,001 мг/л).
При расчете коэффициента опасности для здоровья сельского населения экспонированной территории рассмотрен только пероральный путь поступления ртути в организм с продуктами питания, которые содержат этот металл и постоянно употребляются в пищу. Установлено, что потенциальная опасность во всех группах превышала 1 (приемлемый уровень). Величина риска (Н^ для детей 6 месяцев составила 2,2; для дошкольников - 8,0, для взрослого населения - 6,3. Следовательно, группой риска, в первую очередь, следует считать детей младшего дошкольного возраста.
Для подтверждения воздействия ртути определяли содержание общей ртути в биосубстратах. Среди населения, проживающего вблизи очагов вторичного загрязнения и подвергающегося алиментарному воздействию ртути, выявлено, что экскреция ртути превышает фоновые уровни [7]. Среди экспонированного населения Балаганского района лишь у 69,8% обследованных экскреция ртути не превышала фоновый уровень, в Усольском районе - у 42,8%. У 10,5% жителей концентрация ртути в моче выше допустимого, а у 2,3% - ней-ротоксического предела. Выведение ртути с мочой у жителей Балаганского и Усольского районов выше, чем во многих промышленных регионах мира. Так в Германии содержание ртути у рыбаков: в моче - 0,84 мкг/дм3, в крови - 3,53 мкг/дм3, в волосах - 1,41 мг/кг; у контрольной группы: 0,93; 0,9 и 0,61, соответственно. У детей ФРГ,
проживающих в городах, концентрация ртути в моче -0,6-0,65 мкг/дм3, в сельских районах - 0,25-0,4 мкг/дм3 [14]. Анализ содержания ртути в крови экспонированной группы показал, что средняя концентрация составила 1,38±0,52 мкг/л, максимальная - 22,1 мкг/л, что в 2 раза превышает допустимый и в 5,5 раз - фоновый уровни. В то же время следует отметить, что на момент обследования в крови у 69,2% ртуть не обнаружена.
Многие исследователи подчеркивают, что группой риска для воздействия ртути являются плод и новорожденные, среднее содержание ртути в волосах родильниц Усольского и Балаганского районов, составляли 1,06±0,23 мг/кг (максимальное - 5,78 мг/кг), что соответствовало фоновому уровню. Однако следует отметить, что у 30% обследованных женщин концентрация ртути в моче была выше допустимого. Содержание ртути в грудном молоке родильниц на 3-и сутки после родов составила в среднем 1,74±0,32 мкг/кг. У 43% обследованных родильниц в молоке обнаружена ртуть, у таких женщин естественное вскармливание ребенка может представлять для него опасность.
В настоящее время отсутствует единое мнение о возможности развития хронической интоксикации тяжелыми металлами и в том числе ртутью при воздействии малых доз и особенностях формирования заболевания в зависимости от путей поступления токсиканта в организм. В то же время в ряде работ показано, что даже при низкой экспозиции происходят нарушения, в первую очередь, психологического статуса, эндокринной, иммунологической систем [14,15,16]. При медицинском обследовании жителей прибрежных населенных пунктов Балаганского и Усольского районов (рассматриваемых как экспонированная группа) выявлены некоторые признаки, входящие в симптомокомплекс отравления метилртутью у 18,2% обследованных, выраженные
ЛИТЕРАТУРА
1. Гребенщикова В.И., Лустенберг Э.Е., Китаев Н.А., Ломоносов И.С. Геохимия окружающей среды Прибайкалья.
- Новосибирск: ГЕО, 2008. - 232 с.
2. Дьякович М.П., Ефимова Н.В. Некоторые психологические особенности лиц, подвергающихся воздействию малых уровней металлической ртути // Гигиена и санитария. - 2007.
- №2. - С.66-68.
3. Ефимова Н.В., Колесов В.Г., Дьякович М.П. и др. Опыт выявления у населения токсических эффектов ртутного загрязнения окружающей среды // Современные проблемы профпатологии в Восточной Сибири. Сб.мат. - Ангарск, 2001. - С.22-26.
4. Ефимова Н.В., Маторова Н.И., Коваль П.В. и др. Опасность ртутного загрязнения и принципы здорового безопасного питания на территориях с повышенной ртутной нагрузкой (Приангарье). - Иркутск-Ангарск, 2004. - 47 с.
5. Ефимова Н.В., Рукавишников В.С. Медико-экологическая оценка ртутной опасности для населения Иркутской области // Гигиена и санитария. - 2001. -№3. - С.19-21.
6. Ефимова Н.В., Фрадкина О.И., Бичева Г.Г., Лизарев А.В. К вопросу о гормональном и вегетативном статусе детского населения, проживающего в зоне влияния техногенной ртути // Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные и клинические аспекты: Мат. Всерос.конф. -Новосибирск, 2002. - С.193-194.
7. Ефимова Н.В., ЛисецкаяЛ.Г. Содержание ртути в биосубстратах населения Иркутской области // Токсикологический вестник. - 2007. - №3. - С.11-15.
признаки вегетативной дисфункции у 65% населения [2,3,6].
Недостаточность в мировой практике опыта реабилитации лиц, подвергающихся воздействию ртути вне производства, делает необходимым разработку целенаправленной программы, включающей гигиенический мониторинг за загрязнением ртутью объектов окружающей среды и здоровьем и принципы реабилитации лиц группы высокого риска. В основу концепции реабилитации детей, подвергшихся воздействию ртути, положен принцип дифференцированного подхода с учетом состояния здоровья детей, комплексного применения медицинских, психологических, педагогических и социальных методов реабилитации, непрерывного этапного оздоровления (для детей с выраженными клиническими признаками болезни и наличием маркеров воздействия).
Пути решения ртутной проблемы заложены в принятой федеральной целевой программе по подготовке проекта работ по прекращению загрязнения Братского водохранилища с промышленных площадок и металлонакопителей ООО «Усольехимпром» и ООО «Саянскхимпласт», утвержденного Государственной Думой РФ в 2007 году. Однако указанная программа не включила некоторые важные, по нашему мнению, аспекты. В указанной программе не выделены средства на обследование лиц группы риска, на лечение больных с экологически обусловленным заболеванием в специализированных медицинских учреждениях (центрах профессиональной патологии, токсикологических центрах), на разработку и внедрение мер реабилитации для лиц с преморбидными нарушениями и циркуляцией токсиканта в организме, на активизацию работы по подготовке и повышению квалификации кадров медицинских и медико-социальных учреждений.
8. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. - Мир, 1989. - 439 с.
9. Коваль П.В., Калмычков Г.В., Лавров С.М. Антропогенная компонента и баланс ртути в экосистеме Братского водохранилища // Доклады Академии наук РАН. - 2003. - Т. 388. -С.1-3.
10. Пастухов М.В., Гребенщикова В.И., Шевелёва Н.Г. Оценка накопления ртути разными группами планктона Братского водохранилища // Проблемы геохимии эндогенных процессов в окружающей среде. - Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН. - 2007. - Т. 1. - С.214-218.
11. Рукавишников B.C., Ефимова Н.В., Коваль П.В. и др. Медико-биологические проблемы ртутного загрязнения территории Иркутской области // Бюл. Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. - 1998. - №2(8). - С.17-18.
12. Сауков А.А. Геохимия. - М.: Наука, 1966. - 487 с.
13. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Проблема ртути в углях // Вестник института геологии Коми НЦ УРО РАН. - 2004. - Т. 118. №10. - С.6-13.
14. Kakita A., Wakabayashi K., Su M., et al. Intrauterine methyl mercury intoxication Couseguence of the inherent brain lesions and cognitive dysfunction in maturity // Brain Res. - 2000.
- Vol. 877. - P.322-330.
15. Takeushi T., Eto K., Tokunago H. Human brain disturbance by methylmercury poisoning, focusing on the long-term effect on brain weight // Neurotoxicology. - 1996. - Vol. 17. №1. - P.187-190.
16. Ilardi D. Danger: mercury is hazardous to our health // School Nurse News. 2003. - Vol. 20. №4. - P.24-26.
Информация об авторах: 665827, Ангарск-27, а/я 1170, тел. (3955) 554085, e-mail: [email protected], Савченков Михаил Федосович - заведующий кафедрой, академик РАМН, профессор, д.м.н.;
Ефимова Наталья Васильевна - заведующая лабораторией, д.м.н.;
Рукавишников Виктор Степанович - директор, член-корреспондент РАМН, профессор, д.м.н.
