Использование комплекса современных физико-химических методов исследования объектов среды обитания и биологических сред населения для оценки неблагоприятного воздействия химических факторов

май №

25

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСА СОВРЕМЕННЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД НАСЕЛЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ НЕБЛАГОПРИЯТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Т.С. Уланова, Т.В. Нурисламова, Т.Д. Карнажицкая, Е.В. Стенно, Г.А. Вейхман

USE OF A COMPLEX OF CURRENT PHYSICOCHEMICAL METHODS OF ENVIRONMENTAL INVESTIGATIONS AND HUMAN BIOLOGICAL SAMPLES ANALYSIS FOR ADVERSE CHEMICAL IMPACT ASSESSMENT

T.S. Ulanova, T.V. Nurislamova, T.D. Karnazhitskaya, Е.К Stenno, G.A. Weychman

ФГУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» Роспотребнадзора, г. Пермь

Приведены результаты комплексного изучения качества объектов среды обитания (атмосферный воздух, воздух помещений, питьевая вода); результаты и анализ определения содержания химических соединений в биологических средах (кровь) детского населения крупного промышленного города Пермского края.

Ключевые слова: среда обитания, биологическая среда, химические соединения.

The paper presents data of a complex study of ambient, indoor air and drinking water quality as well as the results and analysis of chemical compounds determination in biological samples (blood) of children living in an industrial city of Perm Krai.

Keywords: of ambient, biological samples, of chemical compounds.

Изучение и оценка влияния комплекса факторов среды обитания антропогенного происхождения на здоровье населения — одна из актуальных проблем современного урбанизированного общества [2; 3]. Решение этих проблем требует проведения комплексных исследований объектов среды обитания на основе использования современных физико-химических методов анализа, характеризующихся высокой чувствительностью и селективностью определения [1]. Наряду с традиционно используемыми в рамках социально-гигиенического мониторинга методами контроля химических факторов в объектах среды обитания — атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны, питьевой воде, почве и т. д., в настоящее время для доказательной базы негативного антропогенного воздействия используется определение химических соединений в биологических средах населения [4]. Исследования с использованием комплекса химико-аналитических методов контроля для изучения химических факторов воздействия были проведены в крупном промышленном городе Пермского края.

Цель настоящего исследования — оценка качества среды обитания и уровня контаминации биосред с использованием комплекса современных селективных и высокочувствительных физико-химических методов анализа.

Материалы и методы. В рамках проведенных исследований были выполнены анализы по контролю качества атмосферного воздуха по 11 приоритетным соединениям — пыль, диоксид азота, диоксид серы, бензол, толуол, ксилолы, этил-бензол, формальдегид, углерода оксид, сероводород, фенол. Отбор проб атмосферного воздуха и анализ выполнены в соответствии с нормативными документами спектрофотометрическими, газохроматографическими методами и методами высокоэффективной жидкостной хроматографии ГН 2.1.6.1338-03.

Исследования качества воздуха помещений на примере детских дошкольных учреждений выполнены на содержание следующих соединений — пыль, серы оксид, азота оксид, сероводород, фенол, формальдегид, бензол, толуол, этил-бензол, ксилолы. Оценка качества исследований воздушной среды помещений проводилась в соответствии с СанПиН 2.1.2.1002-02.

Исследования качества воды системы хозяйственно-питьевого водоснабжения выполнены по 7 приоритетным соединениям — хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорбром-метан, дибромхлорметан, 1,2-дихлорэтан, медь и марганец по МУК 4.1.646—4.1.660—96 согласно СанПиН 2.1.4.1074—01 и ГН 2.1.5.2280—07.

Для оценки влияния химических факторов среды обитания на состояние здоровья детского населения проведены исследования биосред (кровь) детей на содержание химических соединений, определяемых в атмосферном воздухе и питьевой воде — хлорорганические соединения (хлороформ, четыреххлористый углерод, 1,2-дихлорэтан, дихлорбромметан, дибромхлор-метан), предельные альдегиды (формальдегид, ацетальдегид, пропионовый, масляный), ароматические углеводороды (бензол, толуол, этилбен-зол, п-,м-,-о-ксилол), ацетон, фенол, о-,м-,п-крезол, медь, марганец. Анализ образцов крови проводился с использованием методических указаний по определению вредных веществ в биологических средах МУК 4.1.763—4.1.799—99 и 4.1.2102—4.1.2116—06.

Результаты и их обсуждение. На основании многолетних исследований установлено, что качество питьевой воды промышленного города Пермского края характеризуется высоким уровнем несоответствия проб гигиеническим нормативам по микробиологическим (66,1 %) и санитарно-химическим (30,8 %)показателям. Высокая опасность бактериального загрязнения обусловливает необходимость

26

ЗНиСО

май №5

а)

б)

Рис. 1. Хроматограммы проб питьевой воды (С, мг/дм3) а) хроматограмма пробы воды из крана — хлороформ (С = 0,029), четыреххлористый углерод (С = 0,0003), дихлорбром-метан (С = 0,016), дибромхлорметан (С = 0,003); б) хроматограмма пробы бутилированной — хлороформ (С = 0,0008),

четыреххлористый углерод

интенсивного хлорирования воды. В связи с этим используется многоступенчатая технология обработки исходной воды, включающая гиперхлорирование, что является причиной, во-первых, превышения гигиенических нормативов в воде системы хозяйственно-питьевого водоснабжения содержания хлора, во-вторых, в сочетании с присутствием в воде большого количества органических соединений создается реальная опасность загрязнения воды токсичными хлорорганическими производными. Хроматограммы питьевой воды из крана в изучаемом городе и питьевой воды бутилирован-ной на содержание хлорорганических соединений приведены на рис. 1.

В воде из крана в период наблюдения было установлено превышение гигиенического норматива содержания дихлорбромметана в 1,3 раза. Количество проб с нарушением требований гигиенического норматива в данном случае составило 10 % к количеству проанализированных проб.

На основании результатов проведенных исследований выполнена оценка опасности химического загрязнения питьевой воды по эффекту суммации для группы — хлороформ, тетрахлор-метан, дихлорэтан, дихлорбромметан и дибром-

хлорметан. Коэффициенты суммации во всех исследованных пробах воды из крана превысили

1 и определялись в пределах 1,5—2,5. В процессе изучения качества воды было установлено, что в питьевой воде показатель по группе суммации по индикаторным соединениям воды из крана существенно выше, чем аналогичный показатель бутилированной воды. Одновременно с исследованием качества воды из крана и воды бутилированной проводились исследования воды после системы очистки «МПИроге», результаты показали отсутствие во всех проанализированных пробах всех определяемых соединений.

В результате лабораторных исследований качества атмосферного воздуха промышленного города Пермского края было установлено, что в единичных пробах содержание формальдегида превышает ПДКм.р. до 3,8 раза, сероводорода — до

2 раз, пыли — до 1,36 раза, в т. ч. по группам суммации: диоксид азота, сернистый ангидрид, оксид углерода, формальдегид до 3,89 раза; сероводород, формальдегид — до 3,80 раза. В воздушной среде помещений детских дошкольных учреждений концентрации формальдегида превышают гигиенический норматив для помещений до 4,7 раза,

Рис. 2. Хроматограммы образцов крови

май №

ЗНиСО

27

О.П., у. О. 1JL2

О. ООО - . ÜQ8

а)

. ооо 1.ооо г .ооо а.ооо 4.ооо 5,ооо s , о

О. ODD - . OD9

/Л лЛ

б)

Рис. 3. Хроматограммы образцов крови (С, мкг/см3) а) хроматограмма образца крови ребенка, проживающего в условно чистом районе Пермского края. 4 —формальдегид (С=0,006), 5 — ацетальдегид (С=0,012); 5 - ацетон (С=0,002); б) хроматограмма образца крови ребенка, проживающего в промышленном городе Пермского края: 4 —формальдегид (С=0,245), 5 — ацетальдегид (С=0,103); 5 — ацетон

концентрации фенола превышают ПДКм.р. до 1,3 раза, диоксида азота — до 2,6 раза.

Для установления доказательной базы негативного воздействия факторов среды обитания на здоровье детей в дошкольных учреждениях промышленного города были обследованы биосреды (кровь) на содержание химических соединений, обнаруженных в питьевой воде и атмосферном воздухе (п = 243). Хроматограммы образцов крови детей, проживающих в промышленном городе и условно чистом районе Пермского края, представлены на рис. 2, 3.

Полученные результаты были оценены относительно содержания определяемых соединений в биосредах детей контрольной группы, проживающей на территории с минимальным уровнем загрязнения среды обитания.

В результате проведенных исследований было установлено, что максимальный процент проб с превышением контроля в крови установлен для фенола (45,5 %); формальдегида (68,8 %); хлороформа (98,7 %). Наиболее высокие кратности превышения контроля установлены по хлороформу (18,8 раза) и фенолу (11,8 раза).

Комплексные химико-аналитические исследования, проведенные одновременно с углубленными клинико-диагностическими и эпидемиологическими обследованиями, позволили установить достоверные причинно-следственные связи между повышенным содержанием в крови определяемых токсичных соединений и содержанием этих соединений в объектах среды обитания.

Кроме того, доказана статистически достоверная причинно-следственная связь между повышенным содержанием в крови хлорорганических соединений, поступающих в организм с питьевой водой (1,2-дихлорэтана, хлороформа, четырех-хлористого углерода), и биохимическими показателями клеточного и функционального повреждения печени. Установлена достоверная связь между содержанием в крови всех выявленных хлорорга-нических соединений с показателями активизации окислительных (как следствие повреждения клеточных мембран печени) и нарушения интенсивности антиоксидантных процессов в организме. Эпидемиологическими исследованиями подтверждена связь между повышенным уровнем

1,2-дихлорэтана в крови и повышением активности окислительных процессов (OR = 15,65). У 10 % детей изменения показателей антиокси-дантной активности обусловлены повышенным содержанием в крови дибромхлорметана и четы-реххлористого углерода. Установлена статистически достоверная причинно-следственная связь между повышенным содержанием хлороформа в крови и нарушением детоксикационных процессов в организме.

Таким образом, использование комплекса современных селективных и высокочувствительных физико-химических методов анализа позволило получить детальную оценку спектра и уровня воздействующих факторов среды обитания на контаминацию внутренних сред у детей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Другов Ю.С., Родин А.А. Газохроматографическая идентификация загрязнений воздуха, воды и почвы. Практическое руководство. СПб.: Теза, 1999. 622 с.

2. Зайцева Н.В., Май И.В., Шур П.З. Гигиеническая оценка и направления снижения опасности загрязнений окружающей среды для здоровья населения на примере Пермской области //Материалы Пленума Межведомственного научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации «Угрозы здоровью человека: современные гигиенические проблемы и пути их решения» / Под ред. Академика РАМН Ю.А. Рах-манина. М., 2002. С. 89—91.

3. Рахманин Ю.А., Иванов С.И., Новиков С.М. Актуальные проблемы комплексной гигиенической характеристики факторов городской среды и их воздействия на здоровье населения //Гигиена и санитария. 2007. № 5. С. 5—7.

4. Уланова Т.С. Научно-методические основы химико-аналитического обеспечения гигиенических и медико-биологических исследований в экологии человека: автореф. дис. ...докт. биол. наук. М., 2006. 50 с.

Контактная информация:

Нурисламова Татьяна Валентиновна, тел.: 8 (342) 233-10-37, e-mail: nurtat@fcrisk.ru Contact information:

Nurislamova Tatiana, phone: 8 (342) 233-10-37, e-mail: nurtat@fcrisk.ru