Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Наиболее чувствительным контингентом к действию неблагоприятных факторов окружающей среды являются дети, поэтому здоровье детского населения может служить надежным индикатором экологического благополучия региона [4]. В силу физиологических особенностей, по сравнению с взрослыми, дети более  подвержены воздействию токсичных веществ в питьевой воде, потому что они потребляют больше воды на единицу веса тела (мг/кг). Количество воды на единицу массы тела ребенка достигает максимума в течение первого месяца жизни и уменьшается с увеличением возраста. Разработка и применение информации для реализации оценки детского риска для здоровья является актуальной  областью научного исследования, потому что многие эксперты по-прежнему используют значения экспозиции по умолчанию:  для оценки уровня скрининга (для взрослых потребление 2 л / сут на 70 кг массы тела и потребление ребенком 1 л / сут на 10 кг соответственно) [2, 6, 7]. В тоже время, использование  стандартных значений  в питьевом режиме между детьми и взрослыми, может не обладать потенциально большой изменчивостью в экспозиции между возрастными группами [8].  

  Цель работы - провести оценку риска для здоровья детского населения при пероральном поступлении химических соединений с питьевой водопроводной водой

Материал и методы исследования

Проведение оценки риска для детей в возрасте 3-6 лет позволило минимизировать неопределенности, связанные со специфическими региональными параметрами в оценке экспозиции: дети дошкольного возраста в меньшей степени, чем взрослые, подвержены внутригородской миграции,  они теснее привязаны к территории проживания, что позволяет учесть все аспекты сезонной и суточной деятельности детского организма. Выделение зон исследования проводилось на основании расположения постоянных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха и обслуживающих эти районы детских поликлиник (№ 4, 6, 10, 11) с целью последующей комплексной оценки многосредового риска. Выбранные зоны имеют достоверные различия по сложившейся эколого-гигиенической ситуации по тяжелым металлам в почве и снеговом покрове [5].  Для оценки химического состава водопроводной воды был  проведен  отбор проб в конечной точке потребления по выбранным зонам исследования, охватывающий 127 квартир, расположенных в зонах обслуживания детских поликлиник г.Казани. Оценка химического состава в водопроводных водах проводилось методом  атомно-абсорбционной спектрометрии (ААS), отвечающим таким характеристикам, как точность, воспроизводимость, высокая избирательность и быстрота исполнения анализа. Определение концентраций нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, фторидов и фосфатов, проводилось методом  ионной хроматографии, обладающим схожими достоинствами метода AAS. Всего было проведено более 1200 определений. Статистический анализ полученных данных реализован в операционной системе Windows 2007, с использованием стандартных прикладных пакетов Exel  2007 и «Statistica v.6.0». Оценка неканцерогенного риска здоровью осуществлялась в соответствии с  P 2.1.10.1920-04 [3]. Расчет средних суточных доз при хроническом пероральном поступлении анализируемых ионов с питьевой водой для детского населения в выделенных зонах г.Казани проводили с использованием стандартных значений факторов экспозиции для детей 3 - 6 лет. Коэффициент опасности HQ определяли отношением величины потенциальной суточной дозы вещества, поступающего пероральным путем, и уровня безопасного воздействия при этом же пути поступления. За допустимый уровень неканцерогенных эффектов принимались значения HQ в диапазоне от 0,11 до 1,0, а HI - от 1,1 до 3,0. Суммарный индекс опасности (HI), который является характеристикой риска развития неканцерогенных эффектов при комбинированном и комплексном воздействии химических соединений для условий одновременного поступления нескольких веществ одним и тем же путем, рассчитывался как сумма коэффициентов опасности (HQ) для отдельных компонентов смеси воздействующих ионов и химических веществ [2].

Результаты исследования и их обсуждение

В результате анализа установлено, что средние концентрации химических элементов в разных зонах города не превышают гигиенических регламентов (ПДК), хотя колеблются в широких пределах. По нашему мнению, это обусловлено как принадлежностью к подземным и поверхностным источникам водоснабжения, так и различной степенью изношенности разводящих магистралей. Состав питьевой воды влияет на формирование суммарного риска здоровью населения, способствует повышенной заболеваемости населения [1]. Концентрации хлоридов, сульфатов, фторидов и фосфатов по зонам исследования не имели статистически значимых различий (табл. 1).

Таблица 1

Средние значения концентраций химических веществ  в питьевой

водопроводной воде  по зонам исследования (мг/л)

На этапе оценки экспозиции установлено, что рассчитанные дозы при хроническом пероральном поступлении анализируемых химических соединений и элементов с водопроводной водой не превышают верхней границы референтного уровня (RfD) для детского населения. Расчет среднесуточного перорального поступления химических веществ с водопроводной водой для  детей в возрасте 3-6 лет  по выделенным зонам на территории г.Казани проводился  в соответствии с фактором экспозиции при водопотреблении детей 380 мл/сут.,  (95% ДИ 1,078 мл / сут), что составляет 22 мл/кг/сут (95% ДИ 61 мл/кг/сут),  на основании  отечественных и зарубежных рекомендаций [3, 8]. Результаты расчета коэффициентов опасности (HQ) здоровью детского населения при поступлении рассматриваемых ионов с водопроводной водой приведены в табл.2.  

Таблица 2

Коэффициенты опасности здоровью детского населения по зонам исследования

Результаты оценки неканцерогенного риска при поступление химических веществ с питьевой водой показали, что величина риска во всех зонах соответствует минимальному уровню риска (HI < 1). Наибольший уровень суммарного коэффициента опасности (HI = 0,79) отмечается в зоне 10. Основной вклад в величину риска вносят свинец  - 46,5%, фториды  - 31,5%  и хром  - 9,7%. Второе место по уровню риска занимает 11 зона, где основная доля величины риска  определяется свинцом, фторидами и хромом, соответственно 37,4%, 33,6% и 14,9%.   Такая же тенденция характерна для остальных зон города: на свинец, фториды и хром приходится 83,1-87,8% от величины суммарного риска. В соответствии с критериями уровней риска при HQ < 0,1,  риск оценивается как минимальный (принебрежимый). Практически во всех зонах большинство анализируемых химических веществ, поступающих с питьевой водопроводной водой,  оказывают данный уровень риска. Исключение составляют свинец, фториды и хром, уровень риска каждого определяется как низкий (HQ = 0,1-1,0). Анализ комбинированного поступления химических веществ с питьевой водой показал, что основное воздействие и риск на органы - мишени, обусловлены критическим воздействием свинца (ЦНС, нервная система, кровь, развитие, гормональная и репродуктиная системы, развитие) фторидами (зубы, костная система) и хромом (печень, почки, ЖКТ, слизистые), (табл.3).

 Таблица 3

Критические органы и системы по результатам оценки

неканцерогенного риска при поступлении химических веществ с питьевой водой

По величине суммарного риска выделяются 10 и 11 зоны с суммарным коэффициентом  опасности THI 3,3 и 2,89, что соответствует критериям среднего (THI  в пределах 3-7) и низкого уровня риска (THI от 1-3). Ранжирование по величине риска и в процентном значении показало, что основными критическими органами и системами  при пероральном поступлении химических веществ с питьевой водой  являются: кровь (12,41 - 13,64 %), костная система (8,48 - 12,24 %) и зубы (8,18 - 11,39 %); ЦНС, биохимические показатели, развитие, репродуктивная и эндокринная системы, уровень риска которых определяется в пределах  значений HI от 0,26 до 0,37.

Заключение Результаты оценки неканцерогенного риска при поступление химических веществ с питьевой водой показали, что величина риска во всех зонах соответствует минимальному допустимому уровню неканцерогенного риска (HI < 1). Однако показатель суммарного индекса опасности (THI) при комбинированном пероральном поступлении химических соединений и элементов с питьевой водой в выделенных зонах г.Казани свидетельствует о среднем уровне риска для детского населения, проживающего в 10 зоне и низком уровне - для детей из 4, 6 и 11 зон, и представляет   опасность для здоровья. По результатам анализа во всех зонах были определены основные критические органы и системы: кровь (HI от 0,32 до 0,45), ЦНС, биохимические показатели, развитие, репродуктивная и эндокринная системы, уровень риска которых колебался в пределах  значений HI от 0,26 до 0,37.  Особого внимания заслуживают показатели суммарного индекса опасности в 10 и 11 зонах. Они превышают  в 1,3 - 1,5 раза показатели по всем перечисленным критическим органам мишеням и системам,  и самые  высокие уровни риска определяются в  10 зоне. Наибольшую опасность для детского организма изучаемых зон г.Казани представляет постоянное присутствие и поступление химических веществ  с питьевой водой. Однако  совместное длительное воздействие, даже в установленных гигиеническими регламентами пределах,   создает опасность химической нагрузки для организма и является фактором риска для здоровья детского населения.

«Публикация осуществлена при финансовой поддержке РГНФ и Правительства Республики Татарстан в рамках научного проекта № 15-16-16008 а(р) 06».

Фролова О.А., д.м.н.,  должность, профессор кафедры Общей гигиены Государственного Бюджетного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Казанская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Казань;

Тафеева Е.А., д.м.н., доцент кафедры гигиены, медицины труда Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации,  г. Казань.