Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Биоиндикация тяжелых металлов природного и техногенного происхождения в системе социально-гигиенического мониторинга

Ежегодно в атмосферу городов и населенных пунктов из различных источников выбросов поступают миллионы тонн загрязняющих веществ. Как показывают исследования ученых, антропогенные нагрузки на природные системы превысили допустимый уровень, состояние окружающей среды близко к потере равновесной стабильности и биота из регулятора глобальных экогеохимических балансов превращается в деструктивный фактор. Для выживания человечества необходимо срочное снижение техногенных нагрузок /47/.

Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха и других объектов окружающей среды вносят предприятия энергетики, горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, металлургические, нефтегазо-перерабатывающие и нефтехимические производства. В комплексе веществ, выбрасываемых в окружающую среду, существенная роль принадлежит тяжелым металлам, что подтверждается результатами анализов почвы, воды и воздуха /13, 14, 27, 35, 42, 43, 70, 91, 92, 101, 143/. Высокие концентрации токсичных металлов, изменение микроэлементного состава окружающей среды могут привести к возникновению так называемых техногенных биогеохимических провинций, нарушению защитно-приспособительных реакций организма и появлению новых патологических состояний /13, 16, 36, 114, 115, 116/.

Еще в 1973 году ООН был принят список 15 наиболее опасных для человека веществ, среди которых наряду с сернистым газом, оксидами углерода и азота, хлорорганическими соединениями значатся металлы: ртуть, свинец, кадмий /47/.

В настоящее время установлена важная роль микроэлементов как катализаторов многих биологических реакций, обнаружена эссенциальность 4 большинства из них, а также выявлено патогенное влияние многих тяжелых металлов на организм /71, 87, 95,131,154/.

Исследования, посвященные особенностям накопления химических элементов в биологических субстратах с позиций экологического районирования среды обитания человека, проводятся в последние годы рядом авторов /2, 13, 37, 86, 88, 111, 113, 127/, однако они, как правило, посвящены отдельным химическим контаминантам при относительно небольшом наборе анализируемых биологических сред.

Постановление правительства Российской Федерации от 06.10.94 г. № 1146 «О социально-гигиеническом мониторинге», Закон Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», Федеральная программа по охране труда на 1996-2000 гг., совместное постановление ГСЭН и Госкомэкологии России № 25 и № 03-19/24-3483 от 10.11.97 г. «Об использовании методологии оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения Российской Федерации» и ряд других законодательных и подзаконных актов позволили сформулировать к настоящему времени концептуальную модель и основные принципы эколо-го-гигиенического мониторинга. Однако сложности организации постоянно действующей системы аналитического контроля состояния объектов окружающей среды требуют разработки и внедрения новых эффективных методов оценки степени загрязнения природной и производственной сред и ее связи с состоянием здоровья человека.

Одним из перспективных направлений в этом отношении является изучение биологических сред организма, которые с увеличением чувствительности и селективности химического анализа могут служить надежным биоиндикатором, отражающим "уровень здоровья" как человека, так и среды его обитания/133/.

Таким образом, актуальность настоящего исследования определяется насущной необходимостью оценки степени адекватности микроэлементного 5 состава различных биологических сред человека интенсивности реальной техногенной и геохимической нагрузки, а также обоснования выбора приоритетного биологического субстрата для оценки токсической нагрузки при скрининговых и эколого-гигиенических исследованиях.

В этой связи возникает необходимость проведения комплексных исследований, касающихся определения содержания макро - и микроэлементов в системе «человек - среда обитания» в условиях различных населенных пунктов одной и той же геохимической провинции, отличающихся степенью техногенной нагрузки на территорию.

Целью настоящей работы является оценка микроэлементного состава различных биологических сред промышленных рабочих и населения, подвергающихся техногенному воздействию, ведущим фактором которого является ртуть, для разработки системы профилактических мероприятий.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:

1. Аналитический мониторинг загрязнения среды обитания промышленных рабочих и населения поселка Семеновский тяжелыми металлами (вода, воздух рабочей зоны и атмосферный воздух, почва, продукты питания).

2. Анализ и оценка содержания металлов в крови, волосах, ногтях и других биологических средах жителей поселка Семеновский и контрольного населенного пункта Бекешево. Выявление особенностей соотношения макро- и микроэлементов в биологических средах человека в условиях повышенного поступления ртути.

3. Обоснование выбора приоритетных биологических субстратов, которые могут служить маркерами интенсивности техногенной нагрузки в системе эколого-гигиенического мониторинга, а также позволяют дифференцированно оценить производственную и экологическую компоненту в структуре регионального техногенного риска. 6

4. Анализ производственной и экологической составляющей в структуре регионального техногенного риска для разработки системы профилактических мероприятий по сохранению здоровья работающих и населения региона.

Научная новизна и практическая значимость работы определяются тем, что в ней впервые выполнены комплексные эколого-гигиенические исследования с дифференцированной оценкой вклада производственной и экологической компоненты в структуре регионального техногенного риска в системе «человек-производство-окружающая среда. Методом атомно-абсорбционной спектрометрии оценено содержание ряда макро- и микроэлементов в крови, моче, волосах, ногтях, зубах, слюне, грудном молоке и объектах окружающей среды в условиях чрезвычайной экологической ситуации, индуцированной техногенным загрязнением среды обитания ртутью. Установлено достоверное различие уровня содержания тяжелых металлов в биологических средах населения, работающего и проживающего в условиях различной техногенной нагрузки, что позволило объективно оценить как уровни профессионального риска, так и экологическую ситуацию в регионе. Оценен вклад экологического фактора в формирование профессионального риска рабочих зо-лотоизвлекательной фабрики в условиях ртутного загрязнения производственной и окружающей среды. Показано, что высокое содержание ртути и кадмия в биосредах жителей поселка Семеновский адекватно отражает степень как техногенного, так и природного загрязнения объектов окружающей среды этими металлами.

Выявлено, что волосы - универсальный материал для массовых скрй-нинговых обследований отдельных контингентов населения. Неинвазив-ность, удобство в хранении и транспортировке, возможность использования в качестве архивного материала во временном биомониторинге делают их ценным диагностическим субстратом в рамках комплексных эколого-гигиенических исследований. 7

Полученные данные о взаимосвязи между особенностями накопления макро - и микроэлементов в биосубстратах человека и экологическим состоянием района его проживания значительно расширяют возможности управления здоровьем работающих и населения путем корректировки микроэлементного дисбаланса.

На основе результатов исследования загрязнения производственной и окружающей среды поселка Семеновский ртутью и другими токсичными элементами совместно с территориальными органами государственного санитарного надзора и Министерством по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям Республики Башкортостан разработан и реализован комплекс мер по локализации чрезвычайной ситуации и предупреждению загрязнения среды обитания ртутью в последующем (приложения 1,2).

Данные по определению содержания металлов в биологических средах использованы в практической деятельности отдела охраны здоровья Уфимского НИИ медицины труда и экологии человека и Республиканской стоматологической поликлиники Республики Башкортостан при оценке состояния здоровья жителей поселка и рабочих Семеновской золотоизвлекательной фабрики.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на Второй Российской научно-практической конференции «Эколого-гигиенические проблемы Уральского региона» (Уфа, 1997); Международной научно-технической конференции «Экологические проблемы промышленных зон Урала» (Магнитогорск, 1997); Третьей республиканской научной конференции «Человек и окружающая среда» (Рязань, 1999). По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Личный вклад автора. Материалы, изложенные в диссертации, получены в результате исследований, выполненных согласно Указу Президента Республики Башкортостан № УП-287 от 27 апреля 1996 года «О мерах по нормализации водоснабжения поселка Семеновский Баймакского района» и 8

Распоряжению Кабинета Министров Республики Башкортостан № 598-р от 15 мая 1996 года, в рамках программы «Экологическая безопасность Республики Башкортостан», в которых автор является ответственным исполнителем (договор № 97-111 от 28.04.96 г.).

Работа выполнена в Испытательном центре Уфимского НИИ медицины труда и экологии человека (руководитель канд. мед. наук JI.K. Каримова). В отборе и подготовке проб к анализу на содержание металлов принимали участие сотрудники института М.Р. Яхина, С.А. Магжанова, К.Х. Халитова, Р.Ш. Басырова. Анализ связи профессионального риска возникновения интоксикации с фактическим содержанием ртути в биологических средах организма выполнен при участии P.A. Алакаевой. Лично автором выполнено более 80 % анализов проб на содержание макро- и микроэлементов, обоснована актуальность, научная и практическая значимость, определены цели и задачи исследования, проанализированы результаты исследования, разработаны практические рекомендации.

Автор выражает искреннюю благодарность руководству и коллективу Научно-исследовательского института безопасности жизнедеятельности МЧС РБ (директор, доктор химических наук профессор В.Н. Майстренко, руководитель лаборатории, кандидат технических наук Н.С. Минигазимов) за предоставленные материалы исследований, а также заведующей терапевтическим отделением Республиканской стоматологической поликлиники Г.А. Саляховой за помощь в сборе исходного материала для анализа содержания ртути в зубах и слюне.

На защиту выносятся следующие основные положения: 1. В условиях одновременного загрязнения производственной и окружающей среды ртутью промышленные рабочие представляют группу повышенного техногенного риска, что является следствием суммации экологического и профессионального рисков, и подтверждается высокой частотой профессиональных интоксикаций. 9

2. При интенсивном загрязнении среды обитания ртутью содержание ее в биологических средах у отдельных групп населения, либо у отдельных лиц приближается к таковому у промышленных рабочих, что может определить приоритетность экологических мероприятий и служить критерием экологообусловленной патологии.

3. Волосы являются одним из приоритетных субстратов для эколого-гигиенического мониторинга в условиях загрязнения производственной и окружающей среды ртутью.

4. Данные об эколого-обусловленном микроэлементном дисбалансе обладают высокой информативностью и в сочетании с клинико-лабораторными исследованиями являются надежным основанием для прогноза риска возникновения заболеваний.

10

ВЫВОДЫ

1. В процессе обогащения золотосодержащих полиметаллических руд методом цианирования одним из ведущих вредных химических факторов производства может выступать ртуть.

2. Семеновская золотоизвлекательная фабрика является долговременным источником загрязнения окружающей среды ртутью в связи с переработкой полиметаллических руд и использованием технологии, которая не предусматривает утилизацию отходов. Имеет место высокое загрязнение л ртутью питьевой воды (0,01 мг/л), атмосферы поселка (0,004 мг/м ) и воздуха рабочей зоны на фабрике (0,06 мг/м ), что свидетельствует о чрезвычайной экологической ситуации.

3. Суммарная суточная доза ртути составляет 0,323 г^г для промышленных рабочих и 0,091 мг - для населения, при допустимых величинах, рассчитанных исходя из ПДК, - 0,037 и 0,019 мг соответственно. Она формируется преимущественно за счет аэрогенного пути поступления ртути, доля которого у рабочих составляет 96,6%, у населения - около 70%. Остальная часть ртути поступает в организм с водой и продуктами питания.

4. Доля производственного фактора в структуре суммарного техногенного риска промышленных рабочих составляет около 70%. Высокий риск проявляется у рабочих в виде повышенного уровня профессиональной заболеваемости. (

5. В зоне техногенного воздействия СЗИФ содержание в биологических средах ртути и марганца было выше, а цинка и железа достоверно ниже по сравнению с контрольной зоной. Установлено, что в системе эколого-гигиенического мониторинга волосы являются адекватным биологическим субстратом, который может служить маркером и наиболее информативным показателем производственной и экологической нагрузки ртутью. Показано, что рекомендуемые в настоящее время максимально-допустимые уровни соi г'

115 держания ртути в биологических средах человека (50 мкг/л для крови и 5 мг/кг для волос) не являются безопасными, поскольку при более низких концентрациях ртути в биосредах жителей поселка Семеновский установлены признаки хронической интоксикации.

6. Содержание ртути в крови человека адекватно отражает степень контаминации организма и при проведении периодических профосмотров может быть использовано для оценки состояния здоровья рабочих, контактирующих с ртутью, с целью выявления ранних сдвигов в организме и своевременного диагностирования ртутных интоксикаций.

7: Повышенное содержание ртути в биологических средах организма способствует возникновению дисбаланса микроэлементов вследствие антагонистических и синергических взаимоотношений между ртутью и некоторыми эссенциальными элементами (цинком, железом, марганцем) и приводит к нарушению состояния здоровья.

8. При интенсивном загрязнении среды обитания ртутью содержание ее в биологических средах у отдельных групп населения может приближаться к таковому у промышленных рабочих, что является причиной возникновения эколого-обусловленных заболеваний и определяет приоритетность экологических мероприятий при проведении социально-гигиенического мониторинга.

9: По результатам исследований разработан и реализован комплекс организационно-технических, лечебно-оздоровительных и профилактических мер, направленных на оптимизацию окружающей среды на Семеновской ЗИФ, а также снижение техногенного воздействия на регион, что сказалось в улучшении состояния здоровья населения поселка.

116 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью работы явилась оценка микроэлементного состава различных биологических сред промышленных рабочих и населения, проживающих в условиях геохимической провинции и подвергающихся специфическому техногенному воздействию, ведущим компонентом которого является ртуть I для разработки системы профилактических мероприятий. <

Работа выполнена на примере поселка Семеновский, который находится на юго-востоке Республики Башкортостан на территории геохимической провинции с естественно-аномальным (повышенным) содержанием цинка, свинца д кадмия в породах и породообразующих минералах.

На расположенной в поселке золотоизвлекательной фабрике для переработки золотосодержащих полиметаллических руд используется технология цианирования, не предусматривающая утилизацию отходов. Ртуть на фабрике в качестве реагента не используется, но в больших количествах содержитI ся в привозной перерабатываемой руде и отходах производства. >■'

Рабочие СЗИФ подвергаются воздействию комплекса вредных химических веществ в концентрациях, превышающих ПДК. Ртуть, относящаяся к 1 классу опасности, может быть выделена в качестве наиболее значимого «маркера», адекватно отражающего опасность биологического действия всего комплекса токсикантов.

Согласно существующей классификации /26/, условия труда практически на всех рабочих местах в цехах фабрики могут быть отнесены к 3-4 степени 3 класса вредности.

•I

С выбросами и отходами золотоизвлекательной фабрики -ртуть и другие тяжелые металлы постоянно поступали в окружающую среду, что привело к загрязнению ими атмосферы и территории поселка. Длительное накопление тяжелых металлов и, прежде всего, ртути в хвостохранищах фабрики в

97 совокупности с низким уровнем их инженерного обустройства стало причиI ной массированного поступления токсикантов в водоносные горизонты и повышенного содержания в питьевой воде. Так, на начальном этапе исследований содержание ртути в питьевой воде колебалось от 2 до 20 ПДК в зависимости от источника водоснабжения, в атмосферном воздухе - от 1,3 до 14,6 ПДК. Содержание ртути в почве на территории промышленной площадки Семеновской ЗИФ достигает 520 мг/кг при ПДК 2,1 мг/кг, однако в почвенном покрове непосредственно в поселке концентрации ее находятся, как правило, в пределах допустимых величин (0,05 мг/кг в подвижной форме и 0,69 мг/кг - в валовой). I

Несмотря на это, выявлены признаки повышенного поступления и циркуляции металла в пищевых цепях: содержание ртути в овощных и зерновых культурах, выращенных в поселке, значительно превышает таковое в контрольных пробах, хотя и находится, чаще всего, в пределах соответствующих ПДК. 13 отдельных пробах картофеля и свеклы обнаружена ртуть в концентрации от 1,3 до 2,1 ПДК. Накопления свинца, мышьяка, меди и цинка в растительных и животных продуктах не отмечено, их уровни практически во всех видах пищевых продуктов и продовольственного сырья не превышали гигиенических нормативов. I

Из продуктов животного происхождения ртуть обнаружена во всех без исключения пробах коровьего молока в концентрациях от 5,3 до 8,8 ПДК при содержании свинца и кадмия на уровне 0,5 ПДК. Накопление супертоксиканта, каким является ртуть, в живых тканях (растительного и животного происхождения) оказывает ингибирующее действие на содержание органогенных элементов.

Поскольку поселок Семеновский и контрольный населенный пункт -деревня Бекешево относятся к одной геохимической провинции, и в Бекеше-во нет промышленных предприятий, можно утверждать, что повышенное наI копление ртути в продуктах, произведенных в Семеновском, носит техноген

98 ный характер и связано с промышленными выбросами золотоизвлекательной фабрики.

В доступной литературе нам не удалось обнаружить сведений о подобном комплексном одновременном исследовании содержания ртути в объекI тах среды обитания жителей одного и того же населенного пункта. Однако интенсивность загрязнения, прежде всего, воздуха рабочей зоны, атмосферы поселка и питьевой воды дает основание охарактеризовать ситуацию в поселке Семеновский, сформировавшуюся к весне 1996 г., как чрезвычайную.

В целом полученные нами данные подтверждают мнение других авторов о высокой летучести ртути и ее соединений, их устойчивости во внешней среде, способности к сорбции почвой, зданиями, элементами оборудования с образованием источников так называемого вторичного загрязнения, что в совокупности обеспечивает сохранение ртути и накопление ее в среде обитания человека. Можно считать доказанной способность ртути к биоаккумуляции /153/, в результате которой она, не утрачивая токсичности, способна образовывать . длинные «цепи» в животном мире перед поступлением в организм человека. К примеру, Г.Н. Красовский и соавторы /27/ установили наличие корреляции между содержанием ртути в воде, донных отложениях, почве, растениях, пищевых продуктах растительного и животного происхождения. Авторами установлен переход загрязнителя из почвы в растения с коэффициентом корреляции 0,6, а также высокая положительная связь между содержанием вещества в почве и продуктах животного происхождения. I

В наших исследованиях ртуть обнаружена в растительных продуктах при относительно низком содержании ее в почве. Вероятно, в поселке Семеновский одним из основных путей миграции ртути в пищевые продукты растительного происхождения был аэрогенный: ртуть, поступая в воздух с вы-бросамц СЗИФ, осаждалась на растениях и через устьица проникала внутрь. Высокие концентрации ртути в коровьем молоке, по нашему мнению, могут

99 быть связаны с большим потреблением ртутьсодержащей вдды, домашними животными.

В процессе исследования установлено, что в поселке Семеновский в результате длительного комплексного загрязнения среды обитания ртутью среди взрослого населения сформировались две группы, отличающиеся по ' степени техногенного риска: промышленные рабочие золотоизвлекательной фабрики и интактные жители поселка. В основе различия степени риска лежит интенсивность загрязнения воздуха рабочей зоны на фабрике, вследствие которой доля производственной среды в формировании реальной аэрогенной нагрузки составляет 91% (рис. 11). '

Реальная аэрогенная ртутная нагрузка на человека в условиях проживания в поселке Семеновский и работы на

СЗИФ

4% 5%

91% Производственная среда ■ Жилище □ Пребывание на свежем воздухе

Рис.11

Аэрогенная суточная доза для взрослого жителя поселка составляет в среднем 0,0207 мг, а для работающих на фабрике - 0,2534 мг.

Суммарная дозная нагрузка ртутью слагается из аэрогенной нагрузки (в условиях рабочей зоны, атмосферы поселка и жилища), ртути, поступающей с питьевой водой и пищевыми продуктами. Суточные дозы ртути для населения и промышленных рабочих соотносятся как 1:3,5 и составляют со

100 ответственно 0,091 и 0,323 мг (рис. 12) при токсической дозе Для ртути 0,4 мг /47/.

Суммарная дозная ртутная нагрузка на население поселка Семеновский и работающих на СЗИФ

7 8 %

1. Работающие на СЗИФ

14% 3%

83% Аэрогенная суточная доза ИПигцевые продукты ППитьевая вода

2. Население поселка Рис. 12

Для всех жителей поселка суточная доза ртути, поступающей с пищей, составляет 0,06 мг, что в четыре раза превышает средние данны,е по фоновому содержанию ртути в суточном рационе питания /82/. С водой в организм жителей поселка Семеновский до июля 1996 года поступало не менее 0,01 мг неорганической ртути в сутки.

101

Известно, что из воздуха человек усваивает, в среднем, 80% паров нег органической ртути, в то время как из пищи и воды - только 10%. С учетом этого рассчитано фактическое суточное накопление (биологическая доза) ртути. Для работающих на фабрике оно формируется из 0,202 мг ртути, поступающей с воздухом (при легочной вентиляции около 8 л/мин), 0,006 мг -из пищи, и 0,001 мг - с водой, что в сумме составляет 0,209 мг в сутки или 82,5% от всей ртути, поступившей в организм.

В целом вклад экологического фактора в суммарный техногенный риск промышленных рабочих в условиях поселка Семеновский колеблется в пре

•I делах от 21,1 до 35,2% в зависимости от периода исследования и работы СЗИФ. Во время работы фабрики на долю собственно производственного риска у'рабочих приходится около 70%.

Рядом авторов показано, что при повышенном содержании токсикан-, тов в среде обитания человека фиксируются четкие корреляционные зависимости изменения содержания химических элементов в биосредах человека. Микроэлементный состав различных биологических сред (кровь, моча, волосы, ногти) во многом отражает суммарное поступление загрязняющих веществ в организм /128, 176/. В процессе настоящих исследований обнаружено наличие ртути в крови, моче, волосах, ногтях, слюне, зубах практически у всех обследованных жителей поселка. Ртуть содержалась также в грудном молоке кормящих женщин (рис. 13).

Содержание ртути в крови было максимальным в начальном периоде исследований - в апреле 1996 года, у 73% обследованных этой группы концентрация ртути в крови превышала предельно допустимую (50 мкг/л), причем есть основания полагать, что при работающей фабрике уровень ртути в крови рабочих СЗИФ длительное время был практически постоянным и составлял, в среднем, 66,39 мкг/л.

102

Сравнительное содержание ртути в изученных биологических средах (твердые - мкг/кг, жидкие - мкг/л)

597, * и > 3 .14, г ) 78,6 шшш 30,0

4,4 1,6 ! 1, 1

Волосы Ногти Зубы Слюна Моча Гр. Кровь молоко

Рис. 13

Уровень ртути в крови 16 обследованных детей, проживающих в пог' селке, был в два раза выше, чем в крови взрослых. Это совпадает с данными В.В. Субботина (1993) /138/, хотя В.В. Ковальский /62/ выявил обратную зависимость. Очевидно, что обнаружение ртути у детей является безусловным следствием воздействия загрязнения окружающей среды, поскольку эта кате. гория населения практически не подвергается какому-либо иному влиянию вредных факторов среды, кроме бытового. Следует отметить, что в условиях поселка Семеновский дети имели высокую вероятность контакта с металлической ртутью в процессе игр на территории поселка и вблизи фабрики. В тоже время, повышенные уровни содержания ртути в крови у детей по сравг нению с взрослыми находятся в соответствии с более высоким показателем кратности воздухообмена, свойственной детям, что обуславливает более высокий риск для детей в условиях реального загрязнения ртутью атмосферного воздуха и воздушной среды жилища. Возможно, также, что у детей менее ин-. тенсивно идут процессы кумуляции и выделения ртути из организма, и она более длительное время находится в периферической крови.

103

Присутствие ртути в моче обследованных обнаружено в интервале от 1,03 до 12,10 мкг/л, при средней величине 4,42 мкг/л. По средней величине . уровень ртути в моче укладывается в нормативные показатели, однако у ряда лиц он был выше 10 мкг/л.

По мнению ряда авторов, содержание ртути в волосах адекватно отражает степень ее воздействия. Средняя концентрация ртути в волосах у обследованных в мае 1996 г. составила 297,15 мкг/кг, что в 150 раз выше, чем в г' контрольной группе.

Содержание ртути в грудном молоке женщин, подвергающихся воздействию паров ртути, является одним из наименее изученных вопросов. По данным J. Muller et al. /192/ содержание ртути в молоке кормящих женщин ■ составляет 1,5 - 2,6 мкг/кг. Э.И. Грановский с соавт.(1992) находили ртуть в молоке женщин в количестве 0,25 мкг/л. Высокие по сравнению с литературными данными концентрации ртути в грудном молоке кормящих матерей, проживающих в поселке Семеновский (26,15-35,9 мкг/л), подтверждают высокую вероятность воздействия ртути на жителей поселка в бытовых условиг' ях и выдвигают беременных женщин и новорожденных детей в группу повышенного техногенного риска. Кроме того, по нашим данным, представляется спорным вопрос о более низком содержании ртути в грудном молоке по сравнению с ее концентрациями в крови /164/. В поселке Семеновский как : средние уровни, так и индивидуальное содержание ртути в грудном молоке женщин в 1996 году были выше, чем в крови.

В результате комплексного анализа всех доступных биологических сред выявлена выраженная прямая корреляционная связь (г=0,63) между суммарной суточной ртутной нагрузкой на организм жителей поселка и соГ держанием ртути в диагностических биологических средах - крови и волосах. Кроме того, при длительном поступлении ртути в организм жителей поселка установлена корреляционная связь средней силы между содержанием ртути в волосах и крови (г=0,58). Еще более высокая корреляционная зави

104 симость (г=0,86) выявлена между содержанием ртути в кров» и чистой слюне г' и практически такая же, но обратная (г=-0,85) - для содержания ртути в крови и моче.

Существует мнение, что обнаружение ртути в биосредах не всегда означает отравление, в связи с чем не имеет самостоятельного значения, однако . наличие ртути в организме, безусловно является одним из диагностических признаков и не может не использоваться для выявления сдвигов в организме, связанных с ртутной интоксикацией. В связи с этим представляют интерес результаты анализа данных биологического мониторинга профессиональных больных рабочих СЗИФ. Уровень профессиональной заболеваемости на Се

I' меновской ЗИФ составляет 19 на 103 работающих /66/.

У всех 19 диагностирована профессиональная интоксикация комплексом вредных веществ, ведущее место в которой принадлежит ртути. Как оказалось, у 73,7% больных (14 из 19) имело место максимальное содержание . ртути в крови и других биологических средах. К примеру, концентрация ртути у них в крови в мае 1996 г. колебалась от 9,67 до 42,55 при средней величине 27,2 мкг/л, в то время как средняя концентрация по всей группе составляла 17,41 мкг/л. Аналогичная картина наблюдается и для содержания ртути в волосах: при средней концентрации по группе 297,15 мкг/кг, уровень мег' талла в волосах профессиональных больных составил в среднем 361,31 мкг/кг.

Кроме того, обращает на себя внимание, что все случаи интоксикаций можно отнести к выраженным формам профессиональных заболеваний, ко, торые, несомненно, формировались в течение длительного времени. Интоксикация проявлялась в виде поражения нервной системы (астено-вегетативный синдром, токсическая энцефалопатия), паренхиматозных органов /66/, а также изменений со стороны слизистой оболочки полости рта (30%), парадонта (91%), у 47% обследованных выявлено заболевание кариеI сом /137/. Учитывая высказанное выше предположение о длительном содержании ртути в крови работающих на уровне, близком к 66,4 мкг/л, можно

105 считать указанный уровень не только критическим, но рассматривать как явный диагностический признак интоксикации.

Следует отметить, что по данным специалистов-профпатологов, проводивших углубленный медицинский осмотр, состояние здоровья всех взрослых жителей поселка является крайне неудовлетворительным - й поселке отсутствуют практически здоровые люди /66/. В совокупности с высоким (хотя, как правило, меньшим, чем у промышленных рабочих) содержанием ртути в биологических средах это свидетельствует о возможности развития у части жителей поселка специфических экологообусловленных состояний, индуцированных отрицательным воздействием ртути на организм. Следовательно, в данной ситуации может встать вопрос о возникновении и компенсации ущерба здоровью не только промышленных рабочих, но и населения.

В июне 1996 г. с целью локализации чрезвычайной ситуации было остановлено производство на ЗИФ и заменен источник центрального водог снабжения поселка.

Это незамедлительно отразилось на содержании ртути в крови (рис. 14): в июле ее концентрация как в крови рабочих, так и населения снизилась до 2 - 3 мкг/л.

Рис. 14 г г'

106

К 1997 г. произошло значительное снижение концентраций ртути во всех пищевых продуктах, как растительного, так и животного происхождения. Суточное поступление ртути в организм жителей поселка с продуктами питания уменьшилось более чем в 17 раз, и его величина стала ниже фоновой /82/ и незначительно выше суммарной алиментарной нагрузки ртутью, рассчитанной для жителей контрольного населенного пункта - деревни Бекеше-во. Концентрация ртути в крови жителей снизилась до фоновой величины -0,5 мкг/л, то есть уменьшилась более чем в 120 раз. Таким образом, при ограничении поступления ртути из объектов среды обитания происходит либо самоочищение организма от токсиканта, либо перераспределение его внутри организма с накоплением в депонирующих тканях и органах. С осени 1997 года производство на СЗИФ было запущено вновь, после чего концентрация ртути в крови рабочих фабрики стала постепенно нарастать: в 1998 году она составила 3,92 мкг/л, в 1999 году - 15,45 мкг/л, т.е. практически достигла

Рис. 15

107

Содержание ртути в волосах в 1997 году снизилось до фоновой величины. Иными словами, снижение содержания уровня ртути как в крови, так и волосах произошло достаточно синхронно. То же самое можно отметить и в отношении ногтей: за период 1996-97 годов уровень ртути в ногтях жителей поселка Семеновский также достиг контрольной величины, снизившись в 75 раз.

Поскольку содержание микроэлементов в тканях организма строго сбалансировано, то изменение концентрации одного из них влечет за собой сдвиги в других. В процессе исследований выявлено пониженное содержание в крови магния, цинка и железа и повышенное содержание кальция по сравнению с фоновыми данными при повышенном содержании ртути, причем в 1997 г. после снижения концентрации ртути во всех основных средах организма часть нарушенного микроэлементного обмена восстановилась. Так, средняя концентрация железа в крови жителей поселка в 1996 году составила 128±27;6 мг/л, что значительно ниже нормального содержания (415-600 мг/л), а в 1997 году она возросла практически до нормы. Концентрация цинка в крови в 1997 году увеличилась, т. е. при сверхнормативном поступлении ртути в организм эти металлы могут выступать как антагонисты. При графическом изображении динамического изменения концентрации ртути и цинка г* в крови точка пересечения определяет равновесные концентрации этих металлов и соответствует их физиологически нормальному содержанию (рис. 16). Как показали исследования, ртуть накапливается, преимущественно, в тканях волос, ногтей и зубов. При рассмотрении баланса цинка в организме жителей исследуемого района, установлено, что максимальные его уровни также фиксируются в этих тканях, однако динамические изменения содержания ртути й цинка носят разнонаправленный характер. Так, при снижении уровня ртути во всех изученных биосредах, концентрация цинка увеличивается в крови, ногтях и волосах и снижается в зубах. То есть, антагонистичес' ские отношения для этих элементов очевидны.

108

Рис. 16 г'

Изменения уровня кадмия, свинца, магния, кальция и меди в динамике исследований 1996-97 годов не отмечено. В то же время, концентрация марганца, наоборот резко снизилась от нормального содержания (134±10 мкг/л) до величины в четыре раза ниже физиологического уровня, чему на данном этапе исследования не удалось получить объяснения.

Содержание кальция в крови жителей как поселка Семеновский, так и деревни Бекешево превышает нормативный уровень в 1,3-1,5 раза и достоверно не меняется в зависимости от содержания ртути. Известно, что в здоровом организме процессы минерализации кости и деминерализации равно

I ■ весны. Следовательно, можно предположить, что у жителей анализируемой геохимической провинции процесс деминерализации костной ткани доминирует, что, возможно, приводит к возникновению таких стоматологических заболеваний как остеопороз и пародонтоз, обнаруженных при обследовании жителей/137/.

Полученные данные подтверждают мнение большинства авторов о большой вариабельности содержания микроэлементов в биологических сре

110

Следовательно, в зависимости от конкретной задачи можно обосновать выбор биоиндикатора, который может служить «маркером» интенсивности техногенной нагрузки на организм человека и среду его обитания.

По нашему мнению, для изучения динамики накопления изученных токсикантов, прежде всего, ртути в организме человека предпочтительнее использовать в качестве «маркера» или наиболее информативного показателя содержание ртути в волосах, учитывая при этом доступность, простоту и не-инвазивность отбора проб (что немаловажно при обследовании больших групп населения, в том числе детей). С точки зрения достоверности, правильности и процедуры подготовки проб, химический анализ( волос являются оптимальным, в том числе в связи с длительностью хранения и динамикой накопления токсиканта.

Содержание ртути в крови человека адекватно отражает степень ртутной нагрузки на организм, в связи с чем может быть использовано для оценки сост'ояния здоровья рабочих, контактирующих с ртутью, с целью выявления ранних сдвигов в организме и своевременного диагностирования ртутных интоксикаций, поскольку кровь наиболее чутко и быстро реагирует на изменение факторов производственной и окружающей среды. Содержание ртути в моче, по нашему мнению, не может служить показателем техногенной нагрузки ртутью и ртутной интоксикации, что требует разработки новых подходов к подтверждению диагноза ртутной интоксикации.

Что касается интерпретации конкретных величин содержания ртути в различных биологических средах организма, то полученные нами результаты еще ра!з подтвердили противоречивость существующих по этому поводу мнений.

Как известно, допустимые и критические уровни содержания ртути в биологических средах человека по данным различных авторов весьма отличаются. Ранее было показано, что содержание ртути во всех (изученных био

Ill логических средах жителей поселка Семеновский превышало соответствующие значения в контрольной группе (табл. 23).