Μελέτη του υδατοδιαλυτού κλάσματος των βαρέων μετάλλων και της συσχέτισής του με τη γονιδιοτοξικότητα των αναπνεύσιμων αιωρούμενων σωματιδίων του αέρα εσωτερικών χώρων
Authors: Κογιάννη Ευθαλία 
Published: March 2021

Δείγματα αιωρούμενων σωματιδίων ΡΜ2.5 (σωματίδια με αεροδυναμική διάμετρο ≤2.5 μm) που συλλέχθηκαν από τον εσωτερικό αέρα 20 επαγγελματικών χώρων στην περιοχή της Αλεξανδρούπολης, υποβλήθηκαν σε υδατική εκχύλιση από την οποία προέκυψαν τρία διαδοχικά υδατοδιαλυτά κλάσματα: το αρχικό υδατοδιαλυτό κλάσμα διηθημένο από μεμβράνη πόρων <0,45μm (WSA), το υδατοδιαλυτό κλάσμα διηθημένο από μεμβράνη πόρων <0,22 μm (WSΒ) και το υδατοδιαλυτό κλάσμα μετά από συμπλοκοποίηση με ρητίνη Chelex (WSC). Στα τρία υδατοδιαλυτά κλάσματα προσδιορίστηκαν τα βαρέα μέταλλα Cu, Pb, Mn, Ni, Co, Zn, Cr και Cd με φασματοφωτομετρία ατομικής απορρόφησης και τεχνική φούρνου γραφίτη. Παράλληλα, έγινε προσδιορισμός της γονοτοξικότητας των υδατικών εκχυλισμάτων, εφαρμόζοντας τη μέθοδο των χρωματιδιακών ανταλλαγών (Sister Chromatid Exchanges, SCEs), η οποία εφαρμόστηκε σε ανθρώπινα λεμφοκύτταρα υγιών εθελοντών δοτών. Οι τρεις δείκτες που υπολογίστηκαν για κάθε εκχύλισμα είναι ο δείκτης SCEs/μετάφαση, ο Δείκτης Ρυθμού Πολλαπλασιασμού (ΔΡΠ) και ο Μιτωτικός Δείκτης (ΜΔ). Οι συγκεντρώσεις των αιωρούμενων σωματιδίων PM2.5 και οι συγκεντρώσεις των υδατοδιαλυτών βαρέων μετάλλων παρουσίασαν σημαντική διακύμανση μεταξύ των 20 εργασιακών χώρων, ακόμα και μεταξύ χώρων του ίδιου τύπου. Οι συγκεντρώσεις των PM2.5 κυμάνθηκαν από 11,5 μg m-3 μέχρι 276 μg m-3, ενώ οι συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στο αρχικό υδατοδιαλυτό κλάσμα κυμάνθηκαν από 0,67± 2,52 ng m-3 για το Co μέχρι 27,8±19,1 ng m-3 για το Ni.Η επεξεργασία με τη ρητίνη Chelex οδήγησε στη συμπλοκοποίηση και κατακράτηση σημαντικού μέρους του μεταλλικού περιεχομένου του αρχικού υδατοδιαλυτού κλάσματος. Τα μεγαλύτερα ποσοστά (53-67% των αντίστοιχων συγκεντρώσεων των μετάλλων στο αρχικό υδατοδιαλυτό κλάσμα) παρατηρήθηκαν για τα μέταλλα Cd, Mn, Cu και Ni, ενώ για τα μέταλλα Pb, Cr, Co και Zn τα ποσοστά αυτά βρέθηκαν χαμηλότερα (34-42% των αντίστοιχων συγκεντρώσεων των μετάλλων στο αρχικό υδατοδιαλυτό κλάσμα). Με βάση τις συγκεντρώσεις των υδατοδιαλυτών βαρέων μετάλλων στο αρχικό υδατοδιαλυτό κλάσμα WSA και στο συμπλοκοποιημένο κλάσμα WSB-WSC, το οποίο μπορεί να θεωρηθεί ότι εκφράζει το βιοπροσβάσιμο κλάσμα των βαρέων μετάλλων, έγινε εκτίμηση του κινδύνου για την υγεία λόγω εισπνοής ΡΜ2.5 με τον υπολογισμό δύο δεικτών κινδύνου: του κινδύνου μη-καρκινογένεσης και του κινδύνου καρκινογένεσης. Ο συνολικός δείκτης κινδύνου μη-καρκινογένεσης (ΣΤHQ), υπολογιζόμενος για τα μέταλλα Mn, Cd, Ni και Cr (VI), βρέθηκε να υπερβαίνει το αποδεκτό όριο του 1,0 σε όλους τους εργασιακούς χώρους για το αρχικό υδατοδιαλυτό κλάσμα και στους περισσότερους χώρους για το βιοπροσβάσιμο κλάσμα. Ο συνολικός δείκτης κινδύνου καρκινογένεσης (ΣΤR), υπολογιζόμενος για τα μέταλλα Ni, Cd, Pb και Cr (VI), βρέθηκε μικρότερος του επιπέδου αναφοράς 1x10-6 και για τα δύο κλάσματα σε όλους τους χώρους. Σε ό,τι αφορά στην γονοτοξικότητα των υδατικών εκχυλισμάτων των σωματιδίων ΡΜ2.5, τα αποτελέσματα έδειξαν στατιστικά σημαντική γονοτοξικότητα σε όλα τα υδατοδιαλυτά κλάσματα σε σχέση με το control, που ακολουθεί τη σειρά: WSA>WSΒ>WSC. Η γονοτοξικότητα των υδατοδιαλυτών PM2.5 υπολογίσθηκε (α) ως γονοτοξικότητα κανονικοποιημένη ως προς τη μάζα των σωματιδίων (SCEs/mg PM2.5) και (β) γονοτοξικότητα κανονικοποιημένη ως προς τον όγκο του αέρα (SCEs/m3 air). Και στις δύο περιπτώσεις, η γονοτοξικότητα βρέθηκε να εξαρτάται σημαντικά από τις συγκεντρώσεις των μετάλλων Zn και Pb.