Αξιολόγηση κινδύνου έκθεσης του γενικού πληθυσμού σε πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες (PAHs) μέσω προσδιορισμού της συγκέντρωσής τους σε τρόφιμα, με βελτιστοποιημένη τεχνική GC-MS/MS
Authors: Γρηγορίου Κωνσταντίνα 
Published: December 2021

H εκτεταμένη απελευθέρωση και διασπορά των χημικών ρύπων στην ατμόσφαιρα, στα επιφανειακά, υπόγεια και θαλάσσια ύδατα, στο έδαφος και το υπέδαφος και η συσσώρευσή τους στους ζωντανούς οργανισμούς, έχει ως αποτέλεσμα την εισαγωγή τους στην τροφική αλυσίδα με την επακόλουθη παρατεταμένη έκθεση πολλών ειδών, μεταξύ των οποίων και ο άνθρωπος. Οι ρύποι αυτοί, όταν εισέρχονται στους οργανισμούς, ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, ενδέχεται να εκφράσουν την τοξική τους δράση και να προκαλέσουν σημαντικές αρνητικές επιδράσεις στην υγεία, όπως αναπτυξιακά προβλήματα, βλάβες στο αναπαραγωγικό, ανοσοποιητικό και ενδοκρινικό σύστημα, καρκινογένεση κ.α. Οι Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες-ΠΑΥ (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons-PAHs) είναι μια ομάδα οργανικών ενώσεων, εκ των οποίων ορισμένοι θεωρούνται ως τοξικοί και επιβλαβείς ρύποι και αποτελούν «απειλή» για την υγεία του ανθρώπου και των υπόλοιπων ζωντανών οργανισμών. Από το σύνολό τους, 16 ΠΑΥ συγκαταλέγονται ως ρύποι προτεραιότητας από την Environmental Protection Agency (EPA) των ΗΠΑ, ενώ σύμφωνα με την European Food Safety Authority (EFSA) και τις υπόλοιπες ευρωπαϊκές αρχές 15 από αυτούς παρουσιάζουν μεταλλαξιογόνο, τοξική και καρκινογόνο δράση και ένας ακόμη, το βενζο[g,h,i]περυλένιο μεταλλαξιογόνο και τοξική (15+1 ΠΑΥ). Η παρουσία στα τρόφιμα και η διατροφική έκθεση σε ΠΑΥ έχουν αξιολογηθεί από διάφορους Οργανισμούς. Η Ευρωπαϊκή Ένωση συστήνει τη συνεχή παρακολούθηση των επιπέδων των 15+1 ΠΑΥ στα τρόφιμα, ενώ έχει προταθεί η χρήση του αθροίσματος 4 ΠΑΥ (βενζ[a]ανθρακένιο, χρυσένιο, βενζο[a]πυρένιο, βενζο[b]φλουορανθένιο), ως δείκτη παρουσίας των καρκινογόνων ΠΑΥ στα τρόφιμα. Για την προστασία της ανθρώπινης υγείας, η Ε.Ε. έχει θεσπίσει μέγιστα επιτρεπτά όρια παρουσίας του βενζο[a]πυρενίου, του πλέον επικίνδυνου ΠΑΥ και του αθροίσματος των 4 ΠΑΥ σε ορισμένες κατηγορίες τροφίμων, ενώ υπάρχει μεγάλος αριθμός μελετών για τη διατροφική έκθεση σε ΠΑΥ του πληθυσμού διαφόρων χωρών.Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα Διδακτορική Διατριβή έχει ως στόχο την παρακολούθηση των επιπέδων των ΠΑΥ στα τρόφιμα, ώστε να εκτιμηθεί η συνολική πρόσληψη μέσω της κατανάλωσης τροφής και να αξιολογηθεί ο πιθανός κίνδυνος έκθεσης σε αυτή την ομάδα ρύπων για τον ελληνικό πληθυσμό. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε και επικυρώθηκε κατάλληλη εξειδικευμένη και ευαίσθητη αναλυτική μέθοδος ισοτοπικής αραίωσης με χρήση επισημασμένων εσωτερικών προτύπων, σε συνδυασμό με βελτιστοποιημένη τεχνική Αέριας Χρωματογραφίας-Φασματομετρίας Μαζών σε σειρά (Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry- GC-MS/MS), για τη μέτρηση των συγκεντρώσεων των ΠΑΥ σε επίπεδο υποβάθρου. Η μέθοδος πληροί τις απαιτήσεις των σχετικών Ευρωπαϊκών Kανονισμών και είναι κατάλληλη για την παρακολούθηση των επιπέδων των ΠΑΥ στα τρόφιμα, ακόμη και σε ίχνη, κάτι που κρίνεται απαραίτητο για την προστασία της δημόσιας υγείας. Στο σύνολό τους προσδιορίστηκαν 26 ΠΑΥ, συμπεριλαμβανομένων των 15+1 ΠΑΥ της Ε.Ε., των 16 ΠΑΥ της EPA καθώς και το βενζο[e]πυρένιο και το περυλένιο. Η μέθοδος αρχικά εφαρμόστηκε σε 51 δείγματα δίθυρων μαλακίων, τα οποία μπορούν να θεωρηθούν ως περιβαλλοντικοί δείκτες. Τα δείγματα προήλθαν από την Περιφέρεια Κεντρικής Μακεδονίας και συγκεκριμένα από υδατοκαλλιέργειες του Θερμαϊκού και Στρυμονικού κόλπου, συλλεγμένα σε τρεις δειγματοληπτικές περιόδους. Ανιχνεύθηκαν ΠΑΥ σε όλα τα δείγματα μυδιών, με τους ΠΑΥ μικρού μοριακού βάρους να είναι οι κυρίαρχοι σε όλα τα δείγματα. Οι μέσες συγκεντρώσεις του συνολου των 26 ΠΑΥ στα μύδια κυμαίνονταν από 1,37 έως 25,59 μg kg-1 νωπού βάρους, ενώ κανένα από τα δείγματα που αναλύθηκαν δεν υπερέβη το θεσμοθετημένο όριο της Ε.Ε. για τα επίπεδα των ΠΑΥ στα δίθυρα μαλάκια. Τα μύδια που συλλέχθηκαν κατά τη χειμερινή περίοδο είχαν τα υψηλότερα επίπεδα συγκέντρωσης για το άθροισμα των ΠΑΥ, ενώ δεν παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά στα επίπεδα των συγκεντρώσεων μεταξύ των τοποθεσιών δειγματοληψίας. Στη συνέχεια, προσδιορίστηκαν τα επίπεδα των ΠΑΥ σε δείγματα γευμάτων, που συλλέχθηκαν με τη βοήθεια εθελοντών και σύμφωνα με τη μέθοδο εκτίμησης διατροφικής έκθεσης της Εις Διπλούν Δίαιτας (Duplicate diet/portion study). Η συγκεκριμένη μέθοδος επιλέχθηκε έναντι άλλων, μιας και η διερεύνηση των επιπέδων των ρύπων γίνεται στο τελικό γεύμα που καταναλώνει κάποιος, λαμβάνοντας υπόψη την επιβάρυνση σε ΠΑΥ από το μαγείρεμα και τις τεχνικές συντήρησης. Το άθροισμα των συγκεντρώσεων και των 26 ΠΑΥ που προσδιορίσθηκαν στα δείγματα είχε εύρος τιμών μεταξύ 4,43 και 15,11 μg kg-1, ενώ η συγκέντρωση του βενζο[a]πυρενίου και το άθροισμα των συγκεντρώσεων των 4 ΠΑΥ, σε όλα τα δείγματα, δεν ξεπέρασαν κανένα από τα μέγιστα επιτρεπτά επίπεδα παρουσίας οποιασδήποτε ομάδας τροφίμων. Από το είδος της παρουσίας των ΠΑΥ στα τρόφιμα, φάνηκε πως το προφίλ συγκεντρώσεων ΠΑΥ σχετίζεται άμεσα με το είδος της διατροφής των συμμετεχόντων. Για τον γενικό πληθυσμό της Ελλάδας, η μέση ανώτερη ημερήσια πρόσληψη σε 26 ΠΑΥ υπολογίστηκε στα 7,16 μg ημέρα-1 και η έκθεση στα 101,47 ng kg-1 σωματικού βάρους ημέρα-1, σε 4 ΠΑΥ στα 0,25 μg ημ-1 και 3,46 ng kg-1 σ.β. ημ-1 και σε βενζο[a]πυρένιο στα 0,05 μg ημ-1 και 0,63 ng kg-1 σ.β. ημ-1 αντιστοίχως. Η ημερήσια έκθεση για τους άνδρες συμμετέχοντες ήταν υψηλότερη από αυτήν των γυναικών, ενώ η συνολική έκθεση σχετίστηκε άμεσα με το είδος και την ποσότητα της τροφής που καταναλώνει κάποιος. Επιπρόσθετα, η διατροφική έκθεση του ελληνικού πληθυσμού υπολογίσθηκε με βάση τα υπάρχοντα διατροφικά δεδομένα κατανάλωσης της χώρα μας και τις συγκεντρώσεις της Έκθεσης της EFSA του 2008, για τους ΠΑΥ στα ευρωπαϊκά τρόφιμα. Η μέση ανώτερη ημερήσια έκθεση εκτιμήθηκε στα 18,83 ng kg-1 σ.β. ημ-1 για το σύνολο των 4 ΠΑΥ και στα 3,51 ng kg-1 σ.β. ημ-1 για το βενζο[a]πυρένιο, με τις αντίστοιχες τιμές που προέκυψαν από τη μέθοδο της Εις Διπλούν Δίαιτας να κυμαίνονται σε σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα.Η μέθοδος Εις Διπλούν Δίαιτας φάνηκε να είναι καταληλλότερη για την εκτίμηση της διατροφικής έκθεσης σε ΠΑΥ, παρά την ενδεχόμενη μικρή υποεκτίμηση στο αποτέλεσμα. Αντίθετα, η μέθοδος που βασίστηκε στα δεδομένα κατανάλωσης και συγκεντρώσεων είχε ως αποτέλεσμα υψηλές τιμές επιπέδων και υπερεκτίμηση της έκθεσης. Τα περιθώρια ασφαλούς έκθεσης (Margins of Exposure-MOE) που υπολογίσθηκαν δεν έδειξαν να υπάρχει κίνδυνος για τον γενικό ελληνικό πληθυσμό από τη διατροφική έκθεση σε ΠΑΥ. Μάλιστα, σε πολλές περιπτώσεις φάνηκε να είναι μικρότερη από τις αντίστοιχες άλλων χωρών, γεγονός που αποδίδεται στην περιορισμένη περιβαλλοντική ρύπανση, το είδος των τροφιμών που καταναλώνονται, τις πρακτικές μαγειρέματος, αλλά και στην αναλυτική μεθοδολογία η οποία χρησιμοποιήθηκε.