Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Степанова Н.В. 1 Фомина С.Ф. 1

---

1 Институт Фундаментальной медицины и биологии при ГБОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Проведено исследования содержания тяжелых металлов в биологических средах (волосы) детей, проживающих в различных экологических зонах г. Казань. На основании суммарных коэффициентов загрязнения снегового покрова и почв тяжелыми металлами на территории г. Казани были выделены три зоны: I – Дербышки; II – Теплоконтроль; III – Горки. Содержание свинца в волосах у детей, проживающих в I зоне, достоверно ниже (p<0,01), по сравнению с детьми из II зоны. Самое высокое среднее содержание кадмия (0,51 мкг/г) в волосах наблюдалось у детей II зоны. Зона Теплоконтроль определяется как территория риска ожидаемого роста развития заболеваний детского населения, связанных с дисбалансом эссенциальных микроэлементов и повышенного содержания тяжелых металлов. Результаты биологического мониторинга волос детей являются информативным дополнительным методом оценки сложившейся экологической ситуации по тяжелым металлам на отдельных территориях города

Статья в формате PDF

1276 KB

тяжелые металлы

биологический мониторинг

детское население

1. Степанова Н.В., Валетдинов А.В., Хамитова Р.Я. Динамика различных фракций тяжелых металлов в снежном покрове города // Вестник татарстанского отделения Российской экологической академии. – 2004. – №2. – С. 31–34.

2. Степанова Н.В., Хамитова Р.Я. Гигиеническая оценка почв г. Казани // Казанский медицинский журнал. – 2004. – № 6. – С. 443–447.

3. Степанова Н.В., Хамитова Р.Я., Петрова Р.С. Оценка загрязнения городской территории по содержанию тяжелых металлов в снежном покрове // Гигиена и санитария. – 2003. – № 2. – С. 18–21.

На сегодняшний день, одним из подходов для установления реальной химической нагрузки и оценки степени неблагоприятного воздействия на здоровье и безопасность жизнедеятельности населения является определение химических соединений в биологических средах человека. При этом важным аспектом остается установление региональных максимально недействующих уровней, с учетом комплекса эколого-гигиенических факторов на данной территории, таких как уровень жизни, заболеваемость населения, состояние окружающей среды, оценка риска здоровью от воздействия вредных факторов окружающей среды. [3].

Казань – крупный индустриальный центр, по уровню развития промышленности занимающий ведущее место в РФ. На его территории размещены десятки промышленных предприятий машиностроительного, химического профиля, предприятия энергетики, развита напряженная внутригородская автотранспортная сеть. В городе к числу загрязнителей стабильно относятся тяжелые металлы (ТМ).

Цель исследования: изучить содержание тяжелых металлов в биологических средах (волосах) детей, проживающих в различных экологических зонах г. Казань.

На 1 этапе работы нами были определены зоны исследования на территории г. Казань. Выделение зон города Казани проводилось на основании загрязнения снегового покрова и почв тяжелыми металлами. Учитывая, что снег и почвы являются естественным накопителем химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, то в условиях крупного промышленного города они могут характеризовать многолетнее загрязнение. [1, 3]. Оценку загрязненности почвы проводили в соответствии с СанПиН «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы» (2003), ГН 2.1.7.2041-06 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве» и МУ «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» (1999) по коэффициентам концентрации отдельных металлов (Кс) и суммарным коэффициентам загрязнения (Zс).

Отбор проб волос проводили по унифицированной методике у 110 детей 8–10 лет, отнесенных к 1 и 2 группам здоровья и проживающих в выделенных зонах города. Определение химических элементов в волосах детей проводилось методами ИСП-АЭС и ИСП-МС в АНО «Центр биотической медицины». На территории г. Казани были выделены три зоны: I – Дербышки; II – Теплоконтроль; III – Горки, различающиеся по суммарным коэффициентам загрязнения ТМ, расположению промышленных предприятий, производств, интенсивности движения грузового и легкового автотранспорта. Так, район Теплоконтроль в Приволжском районе города (2-я зона) является старым промышленным центром, где располагаются крупные предприятия, производящие синтетический каучук, резину и ряд автотранспортных хозяйств, в Дербышках (1-я зона) наиболее крупными по выбросам вредных веществ в атмосферу являются Казанский оптико-механический завод (КОМЗ) и предприятие по производству бытовой химии ОАО «Хитон» и 3-я зона Горки относятся к наиболее экологически благополучному району города. Оценка химического загрязнения подвижной формы металлов в отдельных зонах города, показала, что допустимый уровень загрязнения (Zс < 16) при всех методических подходах, отмечается в III зоне [2]. Уровень загрязнения II зоны Теплоконтроль относятся по оценочной шкале к опасной (Zс находится в пределах от 30,7 до 54,8). Получив средний суммарный коэффициент загрязнения мы оценили уровень загрязнения отдельных зон по Zс средней (рис. 1).

Рис. 1. Средний суммарный коэффициент загрязнения почв в зонах г. Казани
(I – Дербышки, II – Теплоконтроль, III – Горки)

Исходя из этого, на 2 этапе нами был проведен анализ на содержание ТМ в волосах у детей, проживающих в различных зонах (в I зоне (поселок Дербышки) – сильная загрязненность определялась в почве только по меди; во II зоне (Теплоконтроль) – сильная и очень сильная загрязненность – никелем, свинцом, кобальтом, медью и цинком и в III зоне (Горки) – никелем и кобальтом – условно чистая зона. Результаты анализа волос детей, проживающих в указанных зонах города Казани, показали, что концентрации свинца, кадмия, никеля, цинка, марганца и меди характеризовались большим размахом абсолютных величин. Проверка характера распределения абсолютных значений концентраций ТМ показала, что статистическое распределение концентраций только одного биогенного металла (Ме) – цинка (по критерию Колмогорова–Смирнова) подчиняется закону нормального распределения (рис. 2).

В отношении остальных металлов (токсичных и условно-эссенциальных) график выборки имел ассиметричный вид, со сдвигом в правую сторону, p < 0,20). Отдельно изучалось среднее содержание металлов в волосах детей, проживающих в ранее выделенных трех зонах города, отличающихся по эколого-гигиенической ситуации (рис. 3).

Рис. 3. Среднее содержание металлов в волосах детей, проживающих
в различных зонах города, мкг/мг

Так, у детей, проживающих в I зоне (Дербышки), достоверно ниже, по сравнению с детьми из II зоны (Теплоконтроль) в волосах было содержание свинца (p < 0,01). Самое высокое среднее содержание кадмия (0,51 мкг/г) в волосах наблюдалось у детей II зоны. Содержание Ме в волосах детей III зоны не имело достоверных различий от аналогичных из других зон, хотя Горки традиционно считаются экологически благополучным районом города. Однако мы обратили внимание на ряд факторов: во-первых, некоторые из детей проживают на границе двух диаметрально противоположных по экологической ситуации зонах (Теплоконтроль и Горки); во-вторых, среди детей, проживающих во II зоне, более высокий процент детей с повышенным содержанием токсичных Ме в волосах, чем на Горках и в-третьих, противоположная картина выявилась в отношении эссенциальных Ме – процент детей, имеющих высокие значения Cu и Zn, оказался в техногенной зоне меньшим, чем в III зоне (рис. 4). Таким образом, наиболее значительные различия в содержании отдельных металлов в волосах, особенно свинца и кадмия выявляются у детей, проживающих в техногенно-загрязненной зоне (Теплоконтроль), выражающееся в их более высоком их уровне.

Наличие выраженной правосторонней асимметрии в распределении концентраций токсичных и условно-эссенциальных металлов определила необходимость использования центильного метода анализа для разработки эталонных шкал по результатам оценки содержания тяжелых металлов в волосах детей. В результате проведенных исследований были установлены границы стандартных центильных интервалов для детского населения города. В качестве нормы, типичного содержания нами рассматривался интервал от 25-го до 75-го центиля, как соответствующий средним значениям концентрации данного химического элемента в волосах детской популяции города Казани (таблица).

Рис. 4. Доля детей, в волосах которых содержание металлов выше допустимого уровня, %

Центильные шкалы для оценки содержания тяжелых металлов (мкг/мг)
в волосах детей по зонам города

Значения, лежащие в интервале от 10-го до 25-го центиля и от 75-го до 90-го центиля, предлагается рассматривать как отклонения, соответствующие состоянию «предболезни», к биологически допустимым границам – 80 % (от 10-го до 90-го центиля). Медиана центильного распределения (50-й центиль) концентраций свинца в волосах во всех изученных зонах города не превышает принятого допустимого уровня свинца в волосах, колеблясь от 2,02 до 5,27 мкг/мг. Верхние границы кадмия выше допустимых величин в двух зонах, но в II – ой зоне содержание кадмия превышает рекомендуемый уровень уже на уровне 75-го центиля. Во всех зонах города, кроме Горок, более 50 % детей имели выше допустимых уровней содержание в волосах никеля и цинка. В волосах детей города верхняя граница повышенных концентраций превышает допустимый уровень по свинцу, достигая 11,03 мкг/мг; никелю (до 23,25 мкг/мг); цинку (до 232,4 мкг/мг); кадмию (до 2,39 мкг/мг); меди (до 75,7 мкг/мг); марганцу (до 17,2 мкг/мг) и хрому (до 6,62 мкг/мг).

Выводы

Проведенное исследование показало, что для детей I зоны характерно повышенное содержание в волосах цинка, меди и никеля; III – цинка и меди. Зона Теплоконтроль определяется как зона риска (дисбаланса эссенциальных микроэлементов и повышенного содержания ТМ). Результаты исследования содержания ТМ в волосах детей являются, с одной стороны, достаточно информативными как дополнительный метод оценки сложившейся экологической ситуации по ТМ на отдельных территориях города, а с другой – служат для объективного прогноза ожидаемого роста или снижения группы риска развития заболеваний детского населения, связанных с дефицитом или избытком микроэлементов. Предложенная шкала дифференцированного влияния ТМ на органы-мишени позволяет

Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского (Приволжского) федерального университета в целях повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

Библиографическая ссылка