ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИОРИТЕТНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ПУТЕЙ ПОСТУПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОРГАНИЗМ ЖИТЕЛЕЙ ЭКОКРИЗИСНОГО РЕГИОНА
Грищенко С.В., Гринь Н.В., Степанова М.Г., Коваль Н.Е., Шамрай В.А. Государственный медицинский университет им. М.Горького, г.Донецк.
Загрязнение
среды обитания человека тяжелыми металлами, как правило, связано с высокими
техногенными нагрузками на биосферу. Высокая степень контаминации природной
среды тяжелыми металлами в Донбассе обусловлена интенсивным развитием
промышленности (горнодобывающей, топливно-энергетической, строительных
материалов, металлургической, химической, тяжелого машиностроения),
агропромышленного комплекса, железнодорожного и автотранспорта. На площади в
22,5 тыс. км2 расположены 7 коксохимических и 800 крупных предприятий
других отраслей индустрии. По мнению большинства исследователей, в
непосредственной близости от промышленных предприятий образуются зоны с
повышенным содержанием свинца, ртути, кадмия, никеля, хрома,
марганца, цинка, что представляет угрозу для здоровья человека. В
результате водного и воздушного переноса этих токсикантов могут загрязняться
территории, находящиеся на значительном отдалении. Способность тяжелых металлов
перемещаться по трофическим цепям и кумулироваться в живых организмах может
существенно влиять на показатели заболеваемости населения в экокризисных
регионах. В данных условиях нагрузка тяжелыми металлами, как правило,
обусловлена одновременным поступлением их в организм из многих объектов
окружающей среды различными путями.
Материалы
и методы исследования. Для дифферинцированной оценки приоритетности
различных путей поступления тяжелых металлов (свинца, ртути, цинка, меди,
марганца, хрома, кадмия) в организм жителя экокризисного региона был проведен
натурный эксперимент на популяции нескольких городов (Донецк, Артемовск,
Мариуполь, Константиновка, Славянск) и сельскохозяйственных районов
(Володарский, Первомайский, Марьинский, Александровский, Краснолиманский)
Донецкой области, отличающихся по характеру и степени загрязнения их металлами
окружающей среды [1].
Результаты и обсуждения. Графический анализ результатов исследования
суммарного поступления металлов в организм на различных объектах окружающей
среды позволил нам определить удельный вес отдельных путей данного процесса, а
также установить приоритетные либо для конкретного металла, либо для
определенной группы населения (взрослые, дети), либо для конкретной территории
экокризисного региона.
Таблица 1 – Удельный вес различных путей поступления тяжелых металлов в организм
взрослых жителей Донецкой области
(Mmax-Mmin)/M+m(%)
Наименование
металла
Пища
n=1454
Вода
n=968
Воздух
n=2024 Свинец
79 – 94,7
87,18±1,52
3,16 – 20,26
11,58±1,67
0,74 – 2,83
1,66±0,22
Ртуть
51,59 – 100
80,81±6,38
0 – 41,07
12,52±5,58
0 – 21,41
6,67±2,79
Цинк
75,29 – 100
93,06±2,56
0 – 16,1
4,84±1.88
0 – 8,62
2,11±0,99
Медь
53,41 – 100
80±5.02
0 – 46,53
19.74±4,98
0 – 0,68
0,26±0,09
Никель
48,93 – 100
84.37±5,57
0 – 50,67
14,66±6,61
0 – 3,41
0,98±0,42
Марганец
96,22 – 100
98,58±0,39
0 – 3,72
1,25±0,4
0 – 0,51
0,17±0,06
Хром
5.23 – 100
36,67±11.5
0 – 93,82
57,92±11,47
0 – 9,77
2,72±1,23
Кадмий
65.22 – 100
87,94±4,09
0 – 27,899
8,15±3,71
0 – 7,54
3,9±1,05 Таблица 2 – Удельный вес различных путей поступления тяжелых металлов в
организм детей, проживающих в Донецкой области (Mmax-Mmin)/M+m
(%)
Наименование
металла
Пища
n=1454
Вода
n=968
Воздух
n=2024
Свинец
83,68 – 95,74
90,1±1,16
2,21 – 15,15
8,26±1,3
0,78 – 2.68
1.64±0,2
Ртуть
56,31 – 100
81.99±5,62
0 – 35,13
10,09±4,57
0 – 26,84
7,92±3.36
Цинк
78.75 – 100
94,04±2,19
0 – 12,29
3,75±1,45
0 – 8,97
2,21±1,04
Медь
60,01 – 100
83,97±4,29
0 – 39,91
15,8±4,28
0 – 0,68
0,22±0,08
Никель
55.75 – 100
87,06±4,67
0 – 43,77
11,92±4,79
0 – 3,5
1,02±0,43
Марганец
97,05 – 99,39
98,42±0,26
0,25 – 2,28
1,404±0,3
0 – 0,51
0,176±0,56
Хром
7,03 – 100
40,85±10,88
0 – 91,7
55,92±10,59
0 – 11,55
0,176±0,56
Кадмий
71,94 – 100
90,33±3,19
0 – 20.99
5,94±2,73
0 – 7,07
3,73±0,99 Анализируя
результаты исследований по каждому металлу в исследуемых городах и сельских
районах, необходимо отметить
существенную
и закономерную территориальную вариабельность структуры поступления тяжелых
металлов в организм жителей Донецкой области. Она обусловлена особенностями
распространения данных веществ в объектах окружающей среды и заключается в
уменьшении значимости пищевого пути и увеличении доли воздушного по мере
возрастания техногенной нагрузки и степени антропогенной нагрузки и степени
антропопрессии территорий экокризисного региона. Удельный же вес питьевой воды
как источник поступления в организм металлов колеблется в зависимости от
гелогидрологических характеристик конкретного района. В целом, однако, его роль
в сельской местности гораздо выше, так как здесь население использует для питья
воду подземных источников, качество которой при отсутствии специальной обработки
в значительной степени зависит от санитарно-гигиенического состояния водоносных
слоев и почв окружающих территорий.
В связи с
этим актуальной представляется цель настоящего исследования – дифференцированная
гигиеническая оценка приоритетных путей поступления тяжелых металлов в организм
жителей экокризисного региона.
Определение
тяжелых металлов в атмосферном воздухе, питьевой воде и продуктах питания (мясе,
молоке, хлебобулочных изделиях) проводили совместно с сотрудниками Донецкой
областной санэпидемстанции с 1990 по 2000 гг. по общепринятым методикам
колориметрическим и атомно-абсорбционным методами [5, 11]. Содержание тяжелых
металлов в картофеле, овощах и фруктах определялось ренгенофлуоресцентным
методом [6, 7]. Полученные результаты сравнивали с фоновыми концентрациями, ПДК,
данными литературы по другим промышленным городам [2, 8, 10]. Всего было
проанализировано около 4500 проб.
При расчетах нами
учитывались два основных поступления тяжелых металлов в организм человека –
ингаляционный и пероральный. Все полученные результаты были обработаны
статистически с вычислением средних величин (М), их ошибок (m) критерия достоверности
при вероятности безошибочного прогноза, равной 95,5% [4].
Из таблиц 1
и 2 видно, что абсолютное большинство металлов поступает в организм, как
взрослого, так и детского населения Донецкой области преимущественно с пищей
(81,25% – взрослые, 83,34% – дети), водный же (14,09 и 16,29%, соответственно) и
особенно воздушный (2,58 и 2,68%, соответственно) пути имеют гораздо меньшее
значения. При этом выявлены существенные различия между отдельными металлами по
удельному весу некоторых путей их поступления в организм. Так, обращает на себя
внимание преобладание водного пути проникновения в организм и взрослого, и
детского населения хрома 957,92 и 55,92%, соответственно, доля же пищевого пути
в данном процессе более чем вдвое ниже (36,67 и 40,85%) по сравнению с другими
тяжелыми металлами. Необходимо констатировать значительно больший удельный вес
аэрогенного попадания в организм жителей экокризисного региона, таких как ртуть
(6,67 – 7,92%), хром (2,72 – 3,28%) и кадмий (3,73 – 3,9%). Доля этого пути
поступления для других металлов ниже 1,3 – 22,9 раза.
Исследования
показали, что кроме хрома некоторые другие металлы также в значительной мере
поступают в организм с питьевой водой – это никель (11,92 – 14,66%), медь (15,8
– 19,74%), ртуть (10,09 – 12,5%) и свинец (8,26 и 11,58%).
Сопоставляя
между собой данные таблицы 1 и 2, можно сделать вывод о том, что в целом
наблюдается довольно четкая закономерность, проявляющаяся в отношении всех
металлов: удельный вес пищевого пути их поступления в организм детей выше, чем у
взрослых. Обратная картина наблюдается в отношении питьевой воды, а атмосферный
воздух имеет для данного процесса одинаково небольшое значение во всех
возрастных группах населения.
Анализ
результатов показал, что во всех без исключения изученных городах и районах
Донецкой области основным путем проникновения свинца в организм, как взрослого,
так и детского населения является алиментальный (79,0 – 93,24%). Особенностью
поступления данного металла в организм Александровского сельского района можно
считать высокий удельный вес водного пути (15,6 – 29,26%), что связано с
наличием природной гидрохимической свинцовой аномалии в северных районах
Донецкой области. Атмосферный путь проникновения свинца при этом не является
ведущим, однако у детей в популяции городов его удельный вес превышает
соответствующий показатель сельских районов в 1,5 – 3,8 раза.
Кадмий поступает в
организм жителей Донецкой области преимущественно с пищевыми продуктами (65,22 –
100%). Однако в ряде городов и сельских районов (г.Константиновка, Володарский,
Первомайский районы) значительный вклад в этот процесс вносят питьевая вода
(10,8 – 27,89%) и атмосферный воздух (2,8 – 7,54%). Все перечисленные территории
относятся к неблагополучным в экологическом отношении, имеет собственные крупные
источники выбросов кадмия либо испытывают влияние таковых, расположенных в
близколежащих промышленных центрах.
Обобщая результаты
изучения путей поступления комплекса восьми тяжелых металлов в организм жителей
экокризисного региона, необходимо констатировать наличие общих закономерностей
данного процесса (таблица 3).го пути приходится лишь от 1,5 до 33,7 % (в среднем
16,3 %).
Как видно из табл. 3,
от 65,0 до 98,4% (в среднем 81,0%) комплекса тяжелых металлов поступает в
организм с пищей, на долю же водного пути приходится лишь от 1,5 до 33,7 5 (в
среднем 16,3 %), а распираторного – только 0,1 – 7,1% (в среднем 2,7%).
Таким
образом, можно сделать следующие выводы.
1.
В условиях экокризисной обстановки Донецкой области приоритетным путем
поступления тяжелых металлов в организм жителей является пищевой.
2.
Снижение удельного веса пищевого пути и возрастание роли водного и аэрогенного
происходит по мере увеличения антропогенной нагрузки на окружающую среду.
Полученные данные
позволяют дифференцированно подойти к проблеме определения приоритетности
гигиенических мер по снижению содержания этих веществ в конкретных объектах
окружающей среды населенных мест экокризисного региона, а также профилактике
вредного воздействия на здоровье населения тяжелых металлов.