MERCURY CONTENT LEVELS IN HAIR OF RURAL POPULATION OF THE YAMAL-NENETS AUTONOMOUS DISTRICT

Full Text

Ртуть и её соединения отнесены к веществам первого класса опасности. Геохимические свойства ртути обуславливают особенности её концентрирования и перераспределения в компонентах окружающей среды. Ртуть характеризуется испаряемостью, вязкостью и плотностью. Легкая испаряемость ртути ведет к тому, что элемент, поступающий на поверхность земли из природных или антропогенных источников, в значительной мере уходит в атмосферный воздух. Эмиссия ртути с поверхности суши и океана в верхние слои атмосферы составляет около 6 000 т/год, из них 2/3 - антропогенно обусловленных. Огромные количества ртути вовлекаются в глобальный атмосферный цикл [18]. Фоновое содержание ртути в атмосферном 11 Окружающая среда Экология человека 2018.07 воздухе Северного полушария составляет около 3 нг/м3, в Южном полушарии атмосферный фон заметно ниже - 1,3 нг/м3 [14]. Ртуть способна к переносу в атмосфере на большие расстояния, обладает стойкостью в окружающей среде, способностью к биоаккумуляции в экосистемах, приводит к значительным негативным последствиям для здоровья населения [5]. Вместе с тем системные исследования с использованием методов биомониторинга по оценке последствий воздействия ртути на здоровье населения в Ямало-Ненецком автономном округе (ЯНАО) не проводились. К числу рисковых групп населения, чувствительных к хроническому воздействию даже невысоких концентраций супертоксикантов, относятся коренные малочисленные народы Севера ЯНАО. В этой связи изучение аккумуляции ртути в биологических средах коренного населения автономного округа является актуальным. Проведено научное исследование в сельских населенных пунктах ЯНАО в рамках темы НИР «Содержание поллютантов, включая тяжелые металлы, в природных средах Ямало-Ненецкого автономного округа», утверждённой Постановлением правительства ЯНАО и включённой в Научный план ЯНАО на 2016 год. Цель исследования заключалась в изучении содержания ртути в волосах сельских жителей автономного округа и оценке риска для здоровья населения. Методы В ходе подготовительного этапа был разработан пакет методических документов по обследованию населения. Документация включала общую информацию об исследовании для медицинского персонала и отдельно для населения, бланк добровольного информированного согласия, анкету для заполнения, подробное описание процедуры отбора биоматериала, условия хранения и транспортировки проб. Также на подготовительном этапе были получены разрешительные документы от департамента здравоохранения округа и проведено согласование взаимодействия со всеми участниками исследования. Для соблюдения этических принципов, принятых во всём мире, все организационно-методические материалы, включающие программу и дизайн исследования, добровольное информированное согласие, содержание вопросников и общую информацию об обследованном лице, алгоритм обследования, процедуру и порядок по отбору образцов неинвазивных проб (волосы), одобрены локальным этическим комитетом. Пробы и данные, полученные в ходе обследования, считаются конфиденциальными личными данными. В обязательном порядке подписывалось добровольное информированное согласие с включением права узнать результаты собственного обследования. Письменное согласие - это информированное, добровольное, четкое и задокументированное согласие, которое получено от каждого участника исследования. Форма согласия включала разъяснение причины сбора данных, цель исследования, возможные риски и пре имущества, право не давать согласия или отозвать его в любое время, право получить доступ к данным, право не узнавать собственные результаты. Обследование проводилось с 16 марта по 12 октября 2016 года. Сформирована репрезентативная выборка из 76 жителей сельских поселений ЯНАО - 13 мужчин (17,1 %) и 63 женщин (82,9 %) (табл. 1). Обследованы жители пос. Харсаим Приуральского района - 22 человека, пос. Тазовский Тазовского района - 39 человек и 15 человек, ведущих традиционный образ жизни на территории Гыданской, Антипаютинской и Находкинской тундр Тазовского района. Отбор проб биологических сред (волос) населения проводился на базе медицинских учреждений: Тазовской центральной районной больницы, врачебной амбулатории с. Кутопьюган и фельдшер-ско-акушерскогоо пункта пос. Харсаим. Таблица 1 Характеристика выборки Показатель Всего Пос. Тазовский Тундра Пос. Хар-саим Количество обследуемых 76 39 15 22 мужчин 13 6 (15,4 %) 3 (20 %) 4 (18,2 %) женщин 63 33 (84,6 %) 12 (80,0 %) 18 (81,8 %) Средний возраст (M±SD) 43,7 ± 11,9 45,1 ± 11,0 46,0 ± 11,7 39,6± 13,2 Общий уровень ртути в волосах является биомаркером экспозиции к метилртути [1, 15]. Отбор биоматериала осуществлялся по стандартной методике ВОЗ с затылочной части головы. Химико-аналитическое исследование биологических проб осуществлялось в лаборатории ООО «Инвитро» (Лицензия на осуществление медицинской деятельности ЛО-50-01-008046 от 13.09.2016 г.; Сертификат соответствия ROCCRU^K 27 К00029 от 14.12.2015 г.). Количественное определение химических элементов проводилось методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой с системой пробоподготовки, основанной на микроволновом разложении. Подготовка и анализ проб выполнялись в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ и «Скрининговыми методами для выявления групп повышенного риска среди рабочих, контактирующих с токсичными химическими элементами» (1989), МУК 4.1.148203 и МУК 4.1.1483-03. К пробе волос прилагалась анкета, в которой указан естественный цвет волос. При взятии образцов фиксировались пол, возраст, адрес проживания, наличие патологии и хронических заболеваний. Нижний предел обнаружения метода составлял 0,0125 мкг/г. Число проб со значениями ниже предела обнаружения было равно нулю. Статистический анализ проведен с использованием программы Statistica v.8.0 и включал описание средних арифметических значений (M) и стандартных откло 12 Экология человека 2018.07 Окружающая среда нений (SD), критерий Манна - Уитни. При p < 0,05 различия оценивались как статистически значимые. Результаты В результате проведенного исследования установлено, что у жителей пос. Тазовский концентрация ртути в волосах находилась в пределах 0,204-3,470 мкг/г (табл. 2). Безопасный уровень содержания вещества в волосах - менее 0,58 мкг/г - выявлялся в 25,6 % случаев. Содержание повышенных концентраций ртути в волосах установлено у 48,8 % обследованных. Таблица 2 Оценка риска для здоровья жителей пос. Тазовский в зависимости от уровня концентрации ртути в волосах Показатель Всего n = 39 Абори генные жители n = 25 Мигранты n = 14 M min - M max, мкг/г 0,204 3,470 0,387 3,470 0,204 1,120 Безопасный уро- абс. ч. 10 2 8 вень, < 0,58 мкг/г % 25,6 8 57,2 Средний риск, абс.ч. 10 7 3 более 0,58 и менее 1,0 мкг/г % 25,6 28 21,4 Повышенный абс. ч. 19 16 3 риск, >1,0 мкг/г % 48,8 64 21,4 Содержание ртути в волосах значимо выше у аборигенного населения пос. Тазовский по сравнению с мигрантами (p < 0,001). Повышенный риск для здоровья населения в связи с накоплением в организме ртути выявлен у 64 % обследованных аборигенных жителей и у 21,4 % из числа мигрантов. Концентрации ртути в волосах жителей Гыданской тундры варьировали в пределах 0,303-5,21 мкг/г (табл. 3). Повышенный уровень ртути в волосах установлен у 86,6 % обследованных. Таблица 3 Оценка риска для здоровья жителей Гыданской, Антипаютинской и Находкинской тундр в зависимости от уровня концентрации ртути в волосах Показатель Аборигенные жители n=15 M min - M max, мкг/г 0,303-5,210 Безопасный уровень, <0,58 мкг/г абс.ч. 1 % 6,7 Средний риск, более 0,58 и менее 1,0 мкг/г абс.ч. 1 % 6,7 Повышенный риск, > 1,0 мкг/г абс.ч. 13 % 86,6 Таблица 4 Оценка риска для здоровья населения пос. Харсаим в зависимости от уровня концентрации ртути в волосах Показатель Все обследованные жители n=22 Абори генные жители n=14 Мигранты n=8 M min - M max, мкг/г 0,406 9,99 0,623 9,99 0,406 4,09 Безопасный уровень, <0,58 мкг/г абс. ч. 1 0 1 % 4,5 - 12,5 Средний риск, более 0,58 и менее 1,0 мкг/г абс.ч. 4 1 3 % 18,2 7,1 37,5 Повышенный риск, >1,0 мкг/г абс. ч. 17 13 4 % 77,3 92,9 50 У жителей пос. Харсаим содержание ртути в волосах варьировало в широком диапазоне от 0,406 до 9,99 мкг/г (табл. 4). Повышенные концентрации ртути выявлены у 77,3 % обследованных. Статистически значимых различий между средними концентрациями Содержание ртути в волосах жителей Ямало-Ненецкого автономного округа Примечания: M - средние значения; M min - минимальные значения; M max - максимальные значения; ** - p < 0,01. 13 Окружающая среда Экология человека 2018.07 ртути в волосах коренных и пришлых жителей не выявлено. Повышенные уровни ртути в волосах имели 92,9 % аборигенных жителей поселка. В волосах жителей пос. Харсаим показаны максимально высокие концентрации ртути (рисунок). Харсаим - рыбацкий поселок Приуральского района, расположенный в нижнем течении р. Обь в 35 км западнее районного центра пос. Аксарка. Исследование рациона питания населения поселка показало, что существенную его часть занимают рыбопродукты и оленина. Известно, что метилртуть в организм человека поступает главным образом алиментарным путём. Обсуждение результатов Литературные данные о фоновых значениях концентрации ртути в биологических средах человека варьируют в значительных пределах [3, 4, 11, 12]. Фоновое содержание ртути в волосах составляет в Российской Федерации 0,5-1,0 мкг/г. Верхняя граница референсной (нормативной) величины для ртути в волосах равна 1,0 мкг/г в соответствии с рекомендациями ООО «Инвитро», что также соответствует рекомендациям Национального агентства по окружающей среде США [19]. По критериям ФАО/ВОЗ, соответствующим 2,2 мкг/г, доля лиц с повышенными концентрациями ртути в волосах сельских жителей автономного округа составила 30,3 % [16]. В Иркутской области, отнесенной к территориям с промышленным загрязнением ртутью, её среднее содержание в волосах составляет у мужчин 7,85 мкг/г, у женщин - 5,31 мкг/г. В Ханты-Мансийском автономном округе у аборигенного населения распространенность четырехкратного превышения уровня ртути в волосах относительно референсных величин составляла 96 % [8]. Согласно исследованию Bellanger et al. [13], концентрации ртути в образцах волос женщин репродуктивного возраста, превышающие 0,58 мкг/г, могут приводить к слабовыраженным изменениям в интеллектуальном развитии детей. Этот критерий, полученный на основе обследования 1 875 женщин из 17 европейских стран, используется как «мягкий». Величина менее 0,58 мкг/г отражает безопасный уровень ртути в волосах человека, при котором не наблюдается негативного воздействия на организм и не требуется никаких действий. Величина более 1,0 мкг/г - концентрация ртути в волосах, при превышении которой наблюдается риск для здоровья человека и необходимы мероприятия по снижению риска. Концентрации ртути между значениями 0,58 и 1,0 мкг/г указывают на необходимость выявления потенциальных источников ртути и проведения вмешательства по уменьшению воздействия данного вещества на организм человека [1]. Полученные результаты исследования согласуются с данными систематического обзора в отношении риска нейротоксичности и подверженности воздействию метилртути в глобальном масштабе вследствие по требления морепродуктов женщинами и детьми [20]. При анализе 164 исследований из 43 стран мира установлено, что поступление метилртути в несколько раз превышает уровень, рекомендуемый ФАО/ВОЗ (2,2 мкг/г) у представителей прибрежных регионов, потребляющих морепродукты и у потребителей морских млекопитающих в Арктике. Воздействие ртути может вызывать серьёзные проблемы со здоровьем населения, оказывать токсическое действие на нервную, пищеварительную и иммунную системы, легкие, почки, кожу и глаза. Самым чувствительным к воздействию ртути является плод человека. Ртуть может оказывать неблагоприятное воздействие на развитие мозга и нервной системы ребенка. В целом представляет значительную проблему для общественного здравоохранения [6, 9]. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды автономного округа является трансграничный перенос с воздушными массами и накопление ртути в атмосфере. В зимне-весенний период над акваторией Карского моря и территорией автономного округа в 80 % случаев преобладают воздушные потоки северо-западного направления с северной части Европы. В результате эффекта AMDEs (дословно AMDEs переводится как событие, связанное с истощением ртути в атмосфере), характерного только для Арктики, происходит выпадение ртути из атмосферы на подстилающую поверхность и растительность сухим осаждением или вымыванием. Впервые был зафиксирован факт резкого уменьшения концентрации ртути в приземном слое атмосферы в 1995 году на полярной станции в Канаде «Алерт». В период с апреля до начала июня в атмосфере значительно падает концентрация ртути [17]. Связывают данный эффект с повышением интенсивности ультрафиолетового излучения в весенний период и как следствие активацией фотохимических реакций в атмосфере, в результате которых элементарная ртуть переходит в окисленную форму. Ртуть поступает в наземные и водные экосистемы и далее накапливается по трофическим цепям [2, 7, 10]. Региональными источниками ртути на территории автономного округа являются деятельность предприятий топливно-энергетического комплекса и жилищно-коммунального сектора, обширные природные пожары, миграция ртутьсодержащих газов по зонам глубинных разломов. Таким образом, повышенные концентрации ртути в волосах жителей автономного округа диктуют настоятельную необходимость усиления контроля за содержанием ртути в природных средах, накоплением в пищевых цепях и проведения энергичных мероприятий по снижению риска для здоровья населения. Необходимо продолжить исследования с углубленным анализом характера и особенностей рациона питания жителей. Благодарности Авторы статьи выражают признательность и благо 14 Экология человека 2018.07 Окружающая среда дарность за общую поддержку исследования директору департамента по науке и инновациям Ямало-Ненецкого автономного округа Алексею Леонидовичу Титовскому, благодарность сотрудникам Научного центра изучения Арктики Шкварчук Людмиле Васильевне и Дамавичене Нине Николаевне за помощь в сборе материала. Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов. Исследование проведено при поддержке Правительства ЯНАО. Авторство Агбалян Е. В. внесла существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, получение, анализ и интерпретацию данных, подготовил первый вариант статьи. Ильченко И. Н. внесла существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, анализ и интерпретацию данных. Шинкарук Е. В. участвовала в получении и анализе данных.

About the authors

E V Agbalyan

Arctic Research Center of the Yamal-Nenets autonomous district

Email: agbelena@yandex.ru
SPIN-code: 788-4400

I N Ilchenko

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University

SPIN-code: 9715-0099

E V Shinkaruk

Arctic Research Center of the Yamal-Nenets autonomous district

SPIN-code: 5764-1897

References

Supplementary files