CC BY
92
УДК 631.445.12 В.В. Гребенникова, С.С. Бакшеева,
Н.В. Цугленок, И.А. Новицкий
ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ ВОЛОС ДЕТЕЙ
Определен микроэлементный состав волос у детей, проживающих в районах города Красноярска с разной антропогенной нагрузкой.
У детей, проживающих в районе с высокой антропогенной нагрузкой, отмечается высокое содержание в волосах кадмия и свинца, что с учетом их высокой токсичности можно характеризовать как экологическое напряжение.
Ключевые слова: дети, волосы, микроэлементы, окружающая среда, антропогенное загрязнение.
V. V. Grebennikova, S. S.Baksheeva, N.V.Tsuglenok, I.A.Novitsky
ENVIRONMENTAL FACTOR INFLUENCE ON CHILDREN HAIR MICROELEMENT STRUCTURE
The microelement hair structure of the children living in the Krasnoyarsk city areas with different anthropogenous loading is determined.
Children living in the area with high anthropogenous loading are noticed to have high availability of cadmium and lead in hair that is possible to be characterized as ecological pressure if to take into account their high toxicity.
Key words: children, hair, microelements, environment, anthropogenous pollution.
Микроэлементы играют большую роль в жизнедеятельности организмов, в том числе человека [7]. В настоящее время роль микроэлементов интенсивно изучается, так как уровень здоровья населения находится в прямой зависимости от состояния окружающей среды, а микроэлементный состав биосубстратов (кровь, волосы), по мнению ряда авторов [1,6,9,10], отражает суммарное поступление загрязняющих веществ из атмосферного воздуха, воды и продуктов питания.
Промышленные предприятия и транспорт являются приоритетными источниками загрязнения окружающей среды городов тяжелыми металлами и их соединениями: свинцом, кадмием, медью, никелем, цинком, хромом, ртутью и другими, которые накапливаются в почве, растительности, организме животных [3, 9].
Самой восприимчивой возрастной группой к влиянию загрязнителей, в том числе и тяжелых металлов, являются дети [2,4]. Доказано, что процесс накопления тяжелых металлов в организме объективно отражает микроэлементный состав волос [5,11].
Цель исследования - изучение содержания микроэлементов в волосах детей, проживающих в районах города Красноярска с различной антропогенной нагрузкой.
Материалы и методы
Было обследовано 100 детей города Красноярска, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой. Все дети были в возрасте 7-11 лет, относились к 1-й и 2-й группе здоровья и проживали в исследуемых районах города с момента рождения. Обследованные дети были разделены на две группы.
В первую группу вошли дети, проживающие в экологически «чистом» Октябрьском районе (п=48), вдали от промышленных предприятий (ИЗА <0,6 отн.ед.). Дети 2-й группы (Советский район) (п=52) проживали рядом с химическими предприятиями, в число приоритетных загрязнителей атмосферы которых входили полициклические ароматические углеводороды, бенз-а-пирен, фтористые соединения. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) в этом районе составил 16,1 отн.ед. [8].
Для определения микроэлементов в волосах у исследуемых групп детей использовали вольтампери-ческий метод анализа. Измерения выполнялись на вольтамперическом анализаторе СТА. Рабочий электрод - ртутно-пленочный, электрод сравнения - хлорсеребряный. Оценку содержания элементов проводили методом добавок аттестованных растворов определяемых элементов. Правильность методик количественного химического анализа проверяли методом «введено-найдено».
Определение проводилось по двум группам элементов: эссенциальных (Си, Ип) и токсичных (Сс1, РЬ) микроэлементов.
Результаты и обсуждения
Один из важнейших незаменимых микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности человека, -медь. В метаболизме меди ведущую роль играет печень как источник синтеза церулоплазмина-мультифункционального белка. Дефицит меди вызывает усиление перекисного окисления липидов, что проявляется развитием генотоксичного синдрома (иммунодефицит и возрастание частоты спонтанного опухо-леобразования), что приводит к развитию анемии, недостаточности роста и ряду других заболеваний.
Проведенные нами исследования показали, что средний уровень концентрации меди в волосах у всех обследуемых детей младшего школьного возраста г. Красноярска находился ближе к нижней границе нормы и составлял 10,36±0,95 мк/кг (норма от 7,5 до 8,0 мг/кг). При этом достоверных различий в зависимости от пола не выявлено.
Однако оценка содержания меди в волосах детей, проживающих в районах с разной антропогенной нагрузкой, показала достоверное снижение данного микроэлемента у детей Советского района, по сравнению с детьми Октябрьского района (табл.1). У детей, проживающих в Советском районе, содержание меди в организме ниже референтной величины на 1,7 мг/кг. Наименьший диапазон вариаций меди также наблюдался у детей Советского района - разброс показателей был в два раза меньше, чем у детей, проживающих в Октябрьском районе.
Таблица 1
Содержание меди в волосах детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой
Район проживания Х + тх mxt max min
Октябрьский 14,92+1,65 3,31 32,1 1,59
Советский 5,81+0,30 0,60 11,0 2,01
р> 0,001
Примечание: Х + mx - стандартная ошибка среднего; mxt - доверительный интервал; max - максимальное значение; min - минимальное значение.
Полученные данные согласуются с данными по заболеваемости детей в исследуемых районах. Так, анализ интенсивности общей заболеваемости в группе детей младшего школьного возраста в г. Красноярске показал, что данный показатель у детей в Октябрьском районе меньше на тысячу случаев, чем у детей в Советском районе.
Второй исследуемый нами эссенциальный элемент - цинк, является компонентом для более двухсот металлопротеинов, в перечень которых входят многочисленные ДНК-связывающие белки, требующиеся для нормального функционирования любой клетки, участвующие в регуляции дифференцировки, пролиферации клеток и образования хромосомных транслокаций. Согласно нашим исследованиям, средний показатель содержания цинка в волосах детей исследуемой популяции составил 170,02 ± 40, 5 мг/кг, что находится в пределах референтных величин (100-250 мг/кг) (табл. 2). Статистически достоверных различий в зависимости от пола не выявлено.
Однако у детей, проживающих в Советском районе, концентрация цинка в волосах статистически достоверно (р<0,001) выше, чем у детей Октябрьского района. При этом не определяется разница в колебаниях между максимальным и минимальным значением конфигурации цинка у проживающих в разных районах исследования.
Проведенные нами исследования токсических микроэлементов (кадмия и свинца), являющихся загрязнителями окружающей среды от промышленных предприятий, позволили выявить их содержание в волосах детей и проанализировать взаимосвязи всех изученных параметров с микроэлементным составом.
Таблица 2
Содержание цинка в волосах детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой
Район проживания Х + ІТІх ЬТх тах ТІП
Октябрьский 159,02+3,4 6,82 229,56 117,39
Советский 181,90+6,2 12,57 263,95 114,73
р> 0,001
Примечание: см. в табл. 1.
Первый токсический элемент - кадмий: в организме характеризуется отсутствием эффективного механизма гомеостатического контроля, длительным удержанием в организме, накоплением в почках и печени, взаимодействием с другими двухвалентными металлами, как в процессе всасывания, так и на тканевом уровне. Органом-мишенью токсического действия кадмия являются почки. Механизм токсического действия связан с блокадой сульфгидрильных групп белков. Большие дозы кадмия влияют на обмен железа и кальция и могут приводить к возникновению гипертонической болезни, анемии, нарушению иммунной системы, деформациям скелета, остеопорозу.
Исследованиями была определена средняя концентрация кадмия в волосах детей со средним уровнем у всех обследуемых детей группы 7-11 лет г. Красноярска, она составила 0,025±0,007 мг/кг, что не превышает допустимую норму (0,05 мг/кг). При этом сравнение содержания кадмия у детей, проживающих в обоих исследуемых районах, выявило его статистически достоверное увеличение в волосах детей, проживающих в Советском районе (рис.). В зависимости от пола ребенка статистически достоверных различий не выявлено.
Октябрьский р-он Советский р-он
Содержание кадмия в волосах детей, проживающих в районах с различной антропогенной нагрузкой
Вторым токсическим микроэлементом исследования явился свинец. За последние годы в России этот элемент является одним из самых распространенных токсикантов, высокая концентрация которого в организме обусловлена промышленными выбросами и увеличением количества автомобилей. Его относят к наиболее токсичным для человека микроэлементом. Наряду с кадмием он является распространенным загрязнителем окружающей среды.
В исследованиях выявлено, что средняя концентрация свинца у всей исследуемой популяции детей младшего школьного возраста города Красноярска составила 1,71±0,17 мг/кг, что соответствует средним показателям нормы (норма 0,1-5,0 мг/кг) и согласуется со средне статистическими данными по России. При этом достоверных различий у детей в зависимости от пола обнаружено не было.
Сравнительный анализ содержания свинца у детей младшего школьного возраста, проживающих в условиях разной антропогенной нагрузки, выявил достоверно большее содержание свинца (в 2 раза) в Советском районе по сравнению с сопоставимой группой детей Октябрьского района.
Таким образом, проведенные исследования показали, что у детей, проживающих в районе г. Красноярска с высокой антропогенной нагрузкой (Советский район), происходит достоверное увеличение в волосах токсических микроэлементов кадмия и свинца, а содержание меди уменьшается.
Литература
1. Быков А.А., Ревич Б.А. Оценка риска загрязнения окружающей среды свинцом для здоровья детей в
России // Медицина труда и промышленная экология. - 2001. - № 5. - С. 6-10.
2. Влияние загрязнения окружающей среды свинцом на состояние здоровья детей Монголии / Б. Бурмаа [и др.] // Гигиена и санитария. - 2002. - № 3. - С. 21-23.
3. ГичевЮ.П. Экологические аспекты медицины. - Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2000. - Т. 2. - 239 с.
4. Гичев Ю.П. Загрязнение окружающей среды и здоровье человека. - Новосибирск: Изд-во СО РАМН,
2002. - 230 с.
5. Демидов В.А., Скальный А.В. Оценка элементного статуса детей Московской области при помощи многоатомного анализа волос // Микроэлементы в медицине. - 2001. - Т. 2. - С. 46-55.
6. Дисбаланс микроэлементов в организме детей с экологозависимой патологией / В.В. Утенипа [и др.] // Гигиена и санитария. - 2002. - № 2. - С. 57-59.
7. Микроэлементы человека / A.T. Авцын [и др.]. - М.: Медицина, 1991. - 493 с.
8. Михайлова Л.А., Матыскин А.В. Особенности внешнего дыхания у детей промышленного города //
Сиб. медицинское обозрение. - 2009. - № 2. - С. 54-59.
9. Содержание тяжелых металлов и волосах детей в промышленном городе / Т.К. Черняева [и др.] // Гигиена и санитария. - 1997. - № 3. - С. 26-28.
10. Aswathanarayana L.U. Role of trace element research in the ecologically -sustainable induslrial development in the SADC region // Trace Elem. Exp. Med. - 1998. - V.11. - № 4. - P. 333-334.
11. Klevay L.M., ChrLslophersun D.M., Shuler T.R. Multiple toxic elements in hair of one man over two decades // lCP Infect. Newslett. - 1999. - № 4. - P.308.
УДК 631.46:631.411.2 И.С. Коротченко
ФИТОТОКСИЧНОСТЬ И ФЕРМЕНТАТИВНАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ВЫЩЕЛОЧЕННОГО ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
По результатам вегетационного эксперимента по оценке влияния уровня загрязнения чернозема тяжелыми металлами на показатели его фитотоксичности была установлена прямая зависимость между концентрацией загрязняющего вещества и степенью уменьшения параметров.
Ключевые слова: чернозем выщелоченный, ферментативная активность почв, тяжелые металлы, фитотоксичность.
I.S. Korotchenko
PHYTOTOXICITY AND FERMENT ACTIVITY OF LEACHED CHERNOZEM AT POLLUTION BY HEAVY METALS
Direct dependence between the polluting substance concentration and the indicator reduction degree is determined by means of the results of the vegetative test on the estimation of influence of chernozem pollution degree by the heavy metals on its phytotoxicity indicators.
Key words: leached chernoze, soil ferment activity, heavy metals phytotoxicity.
Введение
Город Красноярск является одним из крупных индустриальных центров Сибири, в атмосферу которого выбрасываются значительные количества загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов. Поступая в атмосферу, они постепенно оседают на поверхности земли и депонируются в основном в верхней части почвенного покрова.
При попадании тяжелых металлов в почву происходит трансформация их первичных форм, вертикальное и горизонтальное перераспределение. Способность металлов к миграции приводит к более быстрому поступлению к корневищам растений, попадая тем самым в пищевую цепочку почва - растение - животное, человек.
Фитотоксичное действие тяжелых металлов проявляется, как правило, при высоком уровне техногенного загрязнения почв и во многом зависит от свойств и особенностей поведения конкретного металла [4]. Поступление тяжелых металлов в растения через корневую систему зависит прежде всего от количества этих металлов в почве [2,5,9].
Коэффициенты корреляции между содержанием металлов в растениях и среды при разных условиях (тип почвы, влажность, кислотность и др.) могут быть достаточно высоки - в некоторых случаях превышают
