Риск здоровью детей малых городов от перорального поступления тяжелых металлов

Сб. статей. - Новосибирск, 2000. - С. 264-284.

6. Киселёв В. М., Феоктистова А.И. Труд, экология и здоровье шахтёров: Мат. Всесоюз. науч.-практ. конф. -Донецк, 1991.- С. 150-151.

7. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для населения СССР. - М., 1991.

8. Позняковский В.М, Зенков В.А. Федеральный и региональный аспекты политики здорового питания: Мат. междунар. симпоз. - Кемерово, 2003. - С. 32-41.

9. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни. - Новосибирск, 2002.

10. Хелсинг Э. // Вопр. питания. - 1995. - № 3. -С. 3-9.

Поступила 19.06.08. УДК 616.594-055.23-07: [546.47+546.56+546.72+546.74+546.76]-07

THE STUDY OF NUTRITION FEATURES OF KUZBASS MINERS

N.Yu. Shibanova

Summary

A study of actual nutrition and alimentary behavior of 500 Kuzbass miners has been carried out. Obtained were objective data on the chemical composition, nutritional food composition of miners, analyzed was the structure,adequacy and frequency of consumption of certain food groups. The need to develop measures of optimizing the food content, taking into account regional and occupational characteristics of miners was underlined.

РИСК ЗДОРОВЬЮ ДЕТЕЙ МАЛЫХ ГОРОДОВ ОТ ПЕРОРАЛЬНОГО ПОСТУПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

О.М. Басова, Р.Я. Хамитова

Кафедра гигиены, медицины труда с курсом медицинской экологии ФПДО (зав. - акад. РАМН, проф. Н.Х. Амиров) Казанского государственного медицинского университета

Значительное число гигиенических исследований, посвященных оценке риска здоровью населения при воздействии факторов окружающей среды, осуществлялось на моделях крупных промышленных городов. В то же время, по данным официальной статистики, большая часть горожан страны проживает в малых городах, к которым, согласно Градостроительному Кодексу РФ от 2003 г. (статья 5), относятся города с численностью населения до 50 тысяч человек. Малые города отличаются от крупных не только уровнем социально-экономического развития, но и образом жизни, экологическим качеством окружающей среды [4]. При оценке степени урбанизации территорий в качестве интегрального показателя загрязненности окружающей среды некоторые исследователи рекомендуют использовать концентрацию тяжелых металлов (ТМ) в объектах среды [1, 6].

Цель данной работы - оценка риска развития неканцерогенных эффектов при пероральном поступлении ТМ в организм детей из малых городов Чувашской Республики (ЧР).

На территории ЧР расположены 17 городских поселений (9 городов и 8 поселков городского типа), из которых к малым городам относятся Алатырь и Шумерля - центры сельскохозяйственных районов, специализирующихся на производстве зерновых, зернобобовых, кормовых культур и продуктов животноводства. Основными отраслями промышленности в данных городах являются машиностроение, пищевая и деревоперерабатывающая. По показателям среднедушевого дохода населения и прожиточному минимуму данные города не различаются.

Качество воды, потребляемое населением городов Алатырь и Шумерля, оценивалось по результатам лабораторных исследований воды из источников централизованного водоснабжения и разводящей сети, согласно СанПиН «Питьевая вода. Гигие-

нические требования к качеству воды источников централизованных систем водоснабжения. Контроль качества» (2001), ГН «ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» (2003) за 1999-2005гг. Загрязненность почв оценивали с использованием ГН «ПДК и ОДК химических веществ в почве» (2006), МУ «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» (1999). В анализ вошли результаты исследования образцов почв на содержание меди, цинка, свинца, кадмия, никеля и хрома за 2001-2005 гг. Оценка уровня химического загрязнения почв проводилась с использованием фоновых значений, перечня ПДК и ОДК химических веществ в почве, по коэффициенту концентрации химического вещества (Кс) и суммарному показателю загрязнения (2с). В качестве фонового были использованы средние значения ТМ в древес-но-подзолистых почвах по многолетним наблюдениям Минэкологии ЧР.

Микроэлементный состав среднесуточного рациона питания населения оценивался путем сравнения результатов расчетов с «Нормами физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения» (1991) и с использованием таблиц «Химический состав пищевых продуктов» (1987). Безопасность для здоровья населения пищевых продуктов определялась по результатам санитарно-химических исследований лабораторий ЦГСЭН на содержание ТМ в соответствии с СанПиН «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» (2001).

Отбор и анализ проб волос у 60 девочек (по 30 человек из каждого города) в возрасте 9-14 лет осуществлялись в соответствии с МУК 4.1.776-99 «Определение содержания железа, цинка, никеля, меди и хрома в волосах методом атомной абсорбции» в лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпи-

Таблица 1

Содержание мг/кг тяжелых металлов в пищевых продуктах малых городов ЧР

Элементы г. Алатырь г. Шумерля р

Медь 0,56±0,23 0,67±0,04 >0,05

Цинк 3,17±0,48 5,21±0,3 <0,001

Свинец 0,07±0,030 0,06±0,009 >0,001

Кадмий 0,001±0,005 0,01±0,003 <0,05

Ртуть 0,001±0,0005 0,01±0,005 <0,01

демиологии в ЧР». Волосы состригали с затылочной части головы длиной не более 3 см от корней. Оптимальная масса навески составляла 150-200 мг. Риск неканцерогенных эффектов у детей рассчитывали согласно принципам и критериям, изложенным в «Руководстве по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (2004). В реальных условиях поступление химических веществ в организм человека осуществляется одновременно из разных сред (атмосферный воздух, питьевая вода, вода поверхностных водоемов, почва, продукты питания) различными путями (пероральный, ингаляционный, накожный). Такой тип экспозиции характеризуется как многосредовой и определяет их комплексное воздействие на организм человека [3].

С 1993 г. в исследованных городах наблюдается спад промышленного производства, что обусловило снижение общего объема выбросов от стационарных источников более чем в 5,1 раза в Шумерле и в 3,1 раза в Алатыре. Контроль качества атмосферного воздуха в данных городах производится отбором только разовых проб по основным загрязнителям (взвешенные вещества, диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, фенол и формальдегид), что недостаточно для оценки риска комплексного многосредового воздействия. В связи с этим мы провели оценку риска развития неканцерогенных эффектов по неполному сценарию многосре-дового воздействия с учетом только перорального поступления ТМ в организм детей малых городов.

На 1.01.2004 г. доля населения, пользующегося централизованным водоснабжением в Алатыре составляла 85% , в Шумерле - 88%. Основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения обоих городов является река Сура. Сравнение содержания отдельных металлов в питьевой воде городов Алатырь и Шумерля показало, что уровни свинца, кадмия, алюминия и марганца не различались и были в пределах гигиенических нормативов. Статистически значимо различались содержание железа, цинка и меди, хотя многолетние их концентрации не превышали гигиенических регламентов и в этом случае.

Почва в Алатыре по суммарному показателю загрязнения валовыми (свинец, кадмий) и подвижными (медь, цинк, никель, хром) формами ТМ относится к категории почв с допустимым уровнем загрязнения (2с<16). Наибольшее превышение фонового значения по валовому содержанию отмечается у кадмия (Кс=3,6) и свинца (Кс=3,4), по подвиж-

ным формам - у никеля (Кс=2,0) и цинка (Кс=1,8).

Считают, что в организм человека, не связанного с производством, ТМ попадают главным образом с продуктами питания [6]. Анализ позволил установить, что в 1998-2004 гг. доля продуктов питания и продовольственного пищевого сырья, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химичес-ким показателям, колебалась от 0,8 до 5,2% в Алатыре и от 2,7 до 9,3% в Шумерле. Превышения были связаны прежде всего с содержанием нитра-тов.Среднеарифметические значения количества металлов в продуктах питания, контролируемых лабораториями госсанэпидслужбы, не превышали допустимые уровни. Однако содержание кадмия и ртути в Шумерле было в 10 раз выше, чем в аналогичных продуктах в Алатыре, тогда как в последнем статистически значимым было более высокое содержание свинца (р<0,001) и заметно низкое (в 1,6 раз) содержание цинка (табл.1).

Расчетные суточные дозы поступления кадмия, свинца и ртути с рационом питания в организм среднестатистического жителя в Алатыре составляли соответственно 0,017, 0,07 и 0,01 мг, в Шумерле -0,023, 0,09 и 0,004 мг, что ниже допустимой суточной дозы (ДСД) для взрослых. Регламенты ДСД этих элементов для детей на сегодняшний день отсутствуют, хотя можно предположить, что они будут существенно ниже. В то же время показано, что подобные нагрузки даже ниже допустимых для здоровья человека проявляются в снижении неспецифической резистентности и повышении чувствительности к другим неблагоприятным факторам.

По результатам наших расчетов, поступление цинка и меди с продуктами питания в организм детей малых городов республики не покрывает суточной потребности в этих эссенциальных элементах. Так, в Шумерле суточное поступление цинка составляло 8,9 мг/ день, а в Алатыре - 2,6 мг/ день при суточной потребности детей 6-10 лет в 10 мг. С 11 лет для девочек физиологическая потребность в цинке возрастает до 12 мг, для мальчиков - до 15 мг. Суточное поступление меди с продуктами питания в Алатыре составляло 0,5 мг, а в Шумерле - 1,2 мг при оптимальном уровне потребления меди для детей в зависимости от возраста от 0,4-0,6 мг (до 6 мес) до 1,5-2,5 мг (для детей старше 11 лет).

Риск возникновения тех или иных патологических изменений в организме в результате воздействия химических веществ рассчитывают, как правило, исходя из их концентраций в объектах окружающей среды. Более точным методом оценки уровня экспо-

Таблица 2

Среднее содержание

Элементы г. Алатырь (п=30) г. Шумерля (п=30) по А. В. Скальному [5], 2000 пределы БДУ

гп 145,84±6,98 110,9±6,6 100-250

Си 4,05±0,18 5,19±0,38 6,5-15

РЬ 2,73±0,27 4,35±0,30 0,1-5,0

са 0,09±0,008 0,08±0,006 0,05-1,5

№ 2,79±0,29 2,55±0,10 0,1-2,0

зиции является применение биологических маркеров (тестов экспозиции), позволяющих оценить степень воздействия токсикантов по их содержанию в биологических средах организма [2, 5]. Анализ содержания ТМ в волосах девочек двух городов показал, что микроэлементный состав волос статистически значимо различался по содержанию меди, цинка и свинца. В волосах девочек, проживающих в Алатыре, содержание цинка было в 1,3 раза выше (р<0,001), а меди (р<0,01) и свинца (р<0,001) ниже, чем у девочек из г. Шумерля. По содержанию кадмия и никеля достоверных различий не выявлено. Несмотря на ряд достоинств использования результатов анализа волос при оценке состояния здоровья на популяцион-ном и индивидуальном уровнях, утвержденных регламентов и методик в настоящее время нет. При сравнении выявленного нами содержания ТМ в волосах девочек с результатами других исследований обнаружены низкие значения содержания меди, свинца и кадмия. Если малое количество свинца и кадмия можно расценивать как положительный факт, то низкие концентрации эссенциального элемента меди подтверждают необходимость восполнения дефицита, который регистрируется и при анализе продуктов питания (табл. 2).

величинам, не подчиняющимся закону нормального распределения, не применимы методы традиционной вариационной статистики, и для оценки степени накопления ТМ в волосах некорректно использовать средние величины и их ошибки. Поэтому на следующем этапе нами были установлены границы стандартных центильных интервалов содержания ТМ в волосах [5]. В качестве нормы нами рассматривался интервал от 25 до 75-го центиля как соответствующий средним значениям данного химического элемента в определенной группе населения. В Шумер-ле доля детей с содержанием ТМ в волосах в пределах установленных физиологических границ составляла 51%, а в Алатыре - 39% (р>0,05). Значения в интервале от 10 до 25-го и от 75 до 90-го центиля рассматривались как отклонения, соответствующие состоянию предболезни. Если в Алатыре уровень ТМ в волосах превышал физиологические границы у 49% девочек, то в Шумерле - у 23% (р<0,05). Число детей с концентрацией ТМ в волосах в интервале от 0 до 10-го и от 90 до 100-го центиля, отражающей состояние болезни в Шумерле, достигало 21%, в Алатыре -12% (р>0,05). Использование данного метода позволило установить, с одной стороны, физиологические границы содержания метал-

Таблица 3

Границы физиологического содержания ТМ (в мкг/г) в волосах детей в возрасте 9-14 лет в малых городах ЧР, установленные при помощи анализа центильных интервалов

Элементы Границы ^^^^^^ гп Си РЬ са №

Нижняя 104,3 3,8 2,6 0,05 2,0

Верхняя 156,8 5,8 5,1 0,10 3,4

по А. В. Скальному [5],

Нижняя 153 8,0 0,60 0,05 0,10

Верхняя 190 15,0 3,0 0,30 1,0

Проверка характера распределения абсолютных значений металлов показала, что распределение концентраций цинка и кадмия подчиняется закону нормального распределения (по критерию Колмогорова-Смирнова). В отношении остальных металлов (медь, свинец, никель) наблюдается асимметричный вид со сдвигом в правую сторону. Как известно, к

лов в волосах девочек в возрасте 9-14 лет, проживающих в малых городах ЧР, а с другой - определить долю детей из группы риска развития тех или иных заболеваний (табл. 3).

Таким образом, анализ волос детей, проживающих в малых городах ЧР, выявил дефицит содержания эссенциального микроэлемента меди и накоп-

ление токсичных элементов, что позволяет считать данные города территориями риска формирования повышенной заболеваемости детского населения.

На следующем этапе нами был проведен расчет риска развития неканцерогенных эффектов у детей малых городов от перорального поступления ТМ из питьевой воды, почвы и продуктов питания. Суммарные индексы опасности в результате перораль-ного поступления ТМ при многосредовом воздействии свидетельствуют о достаточно высоком неканцерогенном риске для детей из Алатыря (Н1о=8,4) и чрезвычайно высоком риске из г. Шумерля (Н1о=12,1). Наибольший вклад в суммарный индекс опасности вносят продукты питания: в Шу-мерле - 98%, в Алатыре - 76%.

Индекс опасности от употребления питьевой воды для детей из Алатыря составлял 2,0, Шумерля - лишь 0,2, что относится к среднему и низкому уровням риска. Суммарный индекс опасности от поступления ТМ с почвой имел наименьшее значение в общем, суммарном риске многосредового воздействия обоих городов - 2,0Е-03 в Шумерле и 1,0Е-02 в Алатыре, что соответствует минимальному уровню риска.

Расчет коэффициентов опасности (НО) по отдельным ТМ при пероральном воздействии показал, что наибольший вклад в суммарную величину индекса опасности вносят по мере убывания кадмий (2,7-3,1), медь (2,0- 4,1), свинец (1,5-1,8) и хром (1,5).

В обоих городах наибольшему риску развития неблагоприятных эффектов подвержены гормональная система (Н1= 5,9 и 6,5), почки (Н1= 4,2 и 5,4), центральная нервная система (Н1=2,9 и 4,2), репродуктивная система (Н1=2,8 и 4,1) и желудочно-кишечный тракт (Н1= 4,0 и 4,27).

Таким образом, анализ показал, что малые города ЧР различаются по содержанию изученных ТМ не только в объектах окружающей среды, но и в волосах детей. Присутствие ТМ в воде, почве и продуктах питания на уровнях ниже регламента и постоянное их поступление в организм детей перо-ральным путем формируют достаточно высокие значения в индикаторном биосубстрате - волосах детей, повышая риск развития отдельных групп болезней. Расчет риска развития неканцерогенных эффектов от содержания ТМ в объектах окружающей среды выделил более высокий индекс опасности для детей из г. Шумерля. Вместе с тем примене-

ние центильного метода оценки результатов исследования волос показало, что в Алатыре статистически значимо больше в 2 раза девочек в состоянии предболезни, и этот факт требует к себе повышенного внимания. Однако небольшой объем выборки проведенной работы (60 чел.) относится к категории ориентировочных и требует дальнейших более масштабных исследований.

ЛИТЕРАТУРА

1. Боев В.М., Верещагин Н.В., Скачкова М.А. и др. Экология человека на урбанизированных и сельских территориях. - Оренбург, 2003

2. Дмитриев М.Т., Растянников Е.Г., Малышев А.Г. и др.// Гиг. и сан. - 1986. - № 3. - С. 48-50.

3. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А. и др. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающих среду. - М., 2002.

4. Полянский В.В. Гигиеническая оценка окружающей среды и состояния здоровья детского населения малого города в целях усовершенствования социально-

гигиенического мониторинга: Автореф. дисс..... канд.

мед. наук. - Рязань, 2000.

5. Скальный А.В. //Вестн. Санкт-Петербургской гос. мед. акад. - 2002. - № 1-2. - С.62-65.

6. Хамитова Р.Я., Степанова Н.В. Тяжелые металлы и город: некоторые аспекты контроля и оценки воздействия (на примере г. Казани). - Казань, 2004.

Поступила 04.12.07.

RISK FOR HEALTH IN CHILDREN OF SMALL TOWNS FROM INGESTION OF HEAVY METALS

O.M. Basova, R.Ya. Khamitova

Summary

An assessment of the risk of non-carcinogenic effects of oral heavy metals intake in the child population of small towns of the Chuvash Republic was carried out. The centile method made it possible on one hand to reveal the physiological borders of heavy metals in the hair of girls aged 9-14 years old and on the other hand to determine the proportion of children who in a risk group of development of certain diseases.