INTAKE ASSESSMENT OF SMALL DOSES OF MERCURY IN THE HUMAN BODY WITH FOOD

Full Text

Mercury, food products, regiment, the human body, intake Библиографическая ссылка: Горбунов А.В., Ляпунов С.М., Окина О.И., Шешуков В.С. Оценка посупления малых доз ртути в организм человека с продуктами питания // Экология человека. 2017. № 10. С. 16-20. Gorbunov A.V., Lyapunov S.M., Okina O.I., Sheshukov V.S. Intake Assessment of Small Doses of Mercury in the Human Body with Food. Ecologiya cheloveka [Human Ecology]. 2017, 10, pp. 16-20. Ртуть относится к числу элементов, постоянно присутствующих в окружающей среде и живых организмах [5, 7, 8, 10]. Это высокотоксичный кумулятивный яд, который поражает кроветворную, ферментативную, нервную системы и почки [6, 12, 14, 15]. Токсическое действие ртути сильно зависит от ее химической формы [1, 15, 17]. Неорганические соли двухвалентной ртути вызывают нарушение деятельности почек, в то время как ме-тилртуть - в основном деятельности периферийной и центральной нервной систем. Выведение ртути из организма осуществляется различными путями, но очень медленно: через желудочно-кишечный тракт (18-20 %), почками (40 %), слюнными железами (20-25 %). В организме человека, по разным оценкам [14, 16], содержится 10-15 мг ртути. FAO и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) установлена недельная безопасная доза поступления общей ртути - 5 мкг на каждый килограмм массы человеческого тела, токсическое действие возникает при поступлении 0,4 мг/сутки. Токсическое действие метилртути возникает при поступлении ее 3,3 мкг на 1 кг массы тела. Уровень поступления ртути в организм человека зависит от многих факторов: наличия ртутного месторождения или химического производства, теплоэлектроцентралей, полигонов твердых бытовых отходов или мест захоронения ртутных отходов на территории проживания. В настоящее время достаточно подробно исследовано воздействие ртути на рабочий персонал и население в случае производственных выбросов. Это, как правило, интенсивное 16 Экология человека 2017.10 Окружающая среда воздействие, локализованное в пространстве, времени и относящееся к ограниченному кругу людей. В тоже время существует канал поступления ртути в организм человека, который не менее важен, чем промышленное воздействие, - с продуктами питания. Ежедневно человек потребляет в среднем 1,2-1,8 кг различных продуктов питания. Каждый из них содержит определенное количество ртути, поэтому поступление в организм человека ее низких доз носит повсеместный характер и касается абсолютно всего населения России. Сведения об уровне и объеме этого поступления практически полностью отсутствуют, отсутствует также мониторинг концентрации ртути в продуктах питания. Учитывая тот факт, что ртуть чрезвычайно медленно выводится из организма, возможно ее накопление в различных органах за счет простого потребления продуктов питания. Поэтому целью настоящей работы было определить концентрацию ртути в наиболее типичных для России продуктах питания и оценить уровень ее поступления в организм человека за счет потребления этих продуктов. Методы Отбор образцов. Образцы отбирали из розничной торговой сети без привязки к фирме-производителю в соответствии с принципом случайной выборки (точно так же, как в большинстве случаев происходит приобретение продуктов населением) в городах европейской и азиатской частей России: Москве, Подольске, Калуге, Гусь-Хрустальном, Архангельске, Сочи, Ханты-Мансийске, Хабаровске и Владивостоке. Речная рыба частично отбиралась из розничной торговой сети, частично вылавливалась в реках европейской части России - Оке, Москве, Осетре, Волге и Ахтубе. Каждого из видов продуктов питания было 5-20 проб. Всего около 1 000 индивидуальных проб. Образцы помещали в полиэтиленовые пакеты типа зип-лок, в случае длительной транспортировки проводилась их глубокая заморозка при температуре -20 °С. Анализ образцов. Анализ отобранных образцов осуществлялся в лаборатории Геологического института РАН (Москва) с помощью анализатора ртути «Юлия-5К» (НПО «Метрология», Россия). Для этого их минерализовали смесью азотной (осч) и хлорной (хч) кислот при нагревании в колбах с обратным холодильником. Измеряли поглощение излучения с длиной волны 253,7 нм после восстановления ртути хлористым оловом (SnCl2 х 2H2O, чда). Калибровку прибора проводили с помощью серии градуировочных растворов ртути. Качество результатов анализа проверяли путем анализа «холостых» проб, стандартных и контрольных образцов биологических материалов, аттестованных на содержание ртути. Международные стандартные (IAEA-407, IAEA- 140/TM, IAEA-452) и контрольные образцы изучались в ходе рутинного анализа совместно с исследуемыми пробами. Результаты В табл. 1 приведены значения концентрации ртути в основных продуктах питания с учетом их влажно сти. Выявлено, что повышенная концентрация ртути характерна для неразмолотых зерновых (пшеница и рожь), некоторых субпродуктов (легкое и почки), морской и речной рыбы. Сравнение этих данных с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) (табл. 2) показывает, что норматив превышен в зерновой пшенице и ржи в 2-3 раза. Следует отметить, что это относится только к зерну, в готовой продукции - муке и хлебе концентрация ртути находится в пределах ПДК. Таблица 1 Концентрация ртути в продуктах питания Продукт С Hg + SD, мкг/кг (ppb) Крупы, хлебопродукты, сахар, чай Овес зерно, п=10 5,3+2,2 Овес хлопья, п=11 2,0+0,7 Гречневая крупа, п=12 2,9+0,7 Пшенные хлопья Nordic, п=5 4,2+2,2 Хлопья 4 злака, п=4 4,2+2,5 Рис, п=12 3,3+1,1 Пшено, п=6 2,6+1,2 Манка, п=7 2,5+2,1 Рожь зерно, п=5 40,0 + 13,0 Мука ржаная, п=6 2,3+0,9 Хлеб ржаной, п=11 1,2+0,6 Пшеница зерно, п=7 71,0+22,0 Пшеничная мука, п=5 2,5 + 1,5 Хлеб пшеничный, п=9 2,1 + 1,7 Макароны, п=12 1,7 + 1,2 Сахар, п=15 1,5+0,8 Соль поваренная, п=13 2,3+0,9 Чай черный, п=11 4,1+2,3 Кофе молотый, п=9 0,9+0,5 Мясо, рыба, молочные продукты Рубец, п=9 11,0+2,9 Печень, п=13 3,5+2,3 Почки, п=11 93,0+46,0 Сердце, п=17 9,3+2,5 Легкое, п=7 105,0+56,0 Мясо говядина, п=11 4,3+3,1 Мясо свинина, п=12 1,8 + 1,3 Яйца куриные, п=12 2,0+0,6 Куриное мясо, п=9 3,2+2,2 Мясо индейки, п=11 2,9 + 1,4 Рыба пресноводная, п=201 90,0+70,0* Морская рыба, п=118 101,0+97,0* Колбаса вареная, п=19 1,8+0,6 Сосиски, п=13 2,4+0,9 Сыр, п=7 2,3+0,9 Сухие сливки, п=5 21,0+3,9 Сухое молоко, п=9 1,2+0,5 17 Окружающая среда Экология человека 2017.10 Продолжение таблицы 1 Продукт С Hg + SD, мкг/кг (ppb) Молоко, молокопродукты 0,8+0,3 Детское питание фруктовое, п=7 0,9+0,5 Детское питание молочная смесь, п=8 3,4+0,6 Овощи, фрукты, грибы Картофель, п=63 2,2 + 1,3 Свекла, п=24 5,1+3,2 Капуста, п=22 7,8+4,3 Морковь, п=57 2,5+0,9 Редис, п=11 1,8+0,8 Редька, п=21 2,2 + 1,3 Баклажаны, п=9 2,6+2,1 Томаты, п=26 1,7+1,2 Шпинат, п=19 14,0+12,0 Кукуруза, п=18 1,5+0,5 Лук репчатый, п=15 4,4+2,3 Чеснок, п=9 2,8+2,2 Салат листовой, п=24 2,5 + 1,8 Салат кочанный, п=10 6,2+2,1 Укроп, п=20 1,3+0,8 Петрушка, п=22 3,2+2,2 Фрукты, п=32 1,8+0,9 Фасоль, п = 13 7,1+3,4 Чечевица, п =5 3,5+2,4 Горох, п =5 3,1+2,3 Соя, п=6 5,5+3,5 Шампиньоны, п=11 12,0+4,2** Вешенка, п=10 19,0+8,1** Примечание. * - среднее значение по всем видам рыб, ** -значение для грибов, выращенных в агрофирме. Таблица 2 Предельно допустимые концентрации ртути в основных продуктах питания [3, 11] Продукт C Hg, мкг/кг (ppb) Зерно, хлопья 30 Зернобобовые 20 Хлеб 15 Овощи свежие 20-50 Мясо, птица 30 Субпродукты 100-200 Рыба 300-600 Моллюски, ракообразные 200 Молоко, кисломолочные продукты 5 Творог 20 Грибы 50 Сахар 10 Чай 100 Кофе 20 Структура и объем потребляемых продуктов питания определяется рационом питания человека. Конечно, рацион каждого человека (семьи) в большой степени индивидуален, однако в общем случае он сводится к набору основных продуктов питания, объем потребления которых зависит от двух факторов - уровня доходов и региона проживания. В табл. 3 приведены статистические данные о потреблении основных продуктов питания в России в зависимости от доходов населения и региона проживания. Используя их и данные о концентрации ртути в продуктах питания из табл. 1, можно рассчитать ее поступление в организм человека с каждым из приведенных в табл. 3 рационов. Таблица 3 Потребление основных продуктов питания на душу населения в зависимости от величины дохода и региона проживания, кг/год [2, 4, 9, 13] Продукт Мин. Средний Макс. Молоко и молоко-продукты, л 174,4/128,2 273,4/263,4 325,5/360,8 Хлеб и макаронные изделия 81,0/69,2 98,3/98,3 106,3/146,7 Картофель 49,6/33,8 62,0/61,6 67,2/87,8 Овощи и бахчевые культуры 60,4/41,6 95,5/92,3 126,4/137,6 Фрукты 39,8/23,6 74,1/73,3 104,8/107,1 Сахар и кондитерские изделия 22,9/20,5 32,1/31,7 38,0/40,9 Мясопродукты 53,1/55,9 84,7/81,9 105,9/114,5 Рыбопродукты 14,2/7,8 22,6/22,3 28,5/34,7 Яйца 9,6/3,8 12,8/12,6 16,1/16,6 Масло и жиры 8,4/7,8 10,8/10,8 12,7/15,0 Примечание для табл. 3-4. В зависимости от уровня доходов/в зависимости от региона проживания. Обсуждение результатов С использованием данных табл. 1 и 3 были рассчитаны величины поступления ртути в организм человека при потреблении основных продуктов питания в России при различных уровнях дохода, а также в зависимости от региона проживания. Результаты этих расчетов, а также доза ртути, поступающая в организм человека при потреблении рыбы и рыбопродуктов, приведены в табл. 4. Как уже было отмечено выше, безопасное поступление ртути составляет 5 мкг на 1 кг массы тела человека в неделю, что в пересчете на средний вес тела человека (70 кг) и на 1 сутки составит 50 мкг. Данные табл. 4 показывают, что реальное поступление ртути в организм человека на территории России с продуктами питания (строка 1) значительно ниже порога токсичности, принятого в ФАО и ВОЗ. При этом следует признать факт постоянного низкодозового поступления ртути в организм при употреблении самых распространенных продуктов питания. Оно происходит на протяжении всей жизни человека, обуславливает накопление в тканях и орга 18 Экология человека 2017.10 Окружающая среда нах и касается всего населения России. Последствия этого накопления исследованы явно недостаточно и нуждаются в дальнейшем изучении. Таблица 4 Поступление ртути в организм человека с основными продуктами питания Минималь ное Среднее Максималь ное Поступление Hg, мкг/сутки 6,62/4,26 10,30/10,12 12,90/15,25 Вклад рыбы и рыбопродуктов 54,7/50,1 56,6/60,3 57,0/62,3 Особый интерес для изучения представляет оценка доли ртути, поступающей в организм человека при потреблении рыбы и рыбопродуктов. Известно, что зарубежные исследователи в основном связывают низкодозовое ее поступление с регулярным употреблением рыбы и морепродуктов [15, 17-19]. В России в некоторых работах [5, 6, 16] также приводятся данные о том, что регулярное употребление рыбы и морепродуктов приводит к повышенной концентрации ртути в волосах и пуповинной крови беременных женщин. В строке 2 табл. 4 приведены значения вклада рыбы и рыбопродуктов в общее поступление ртути в организм. Он является определяющим и колеблется в пределах 50-60 %. При этом следует отметить, что в России постоянно увеличивается объем потребления рыбы и рыбопродуктов, что в перспективе может привести к увеличению поступления ртути в организм человека. Данные, приведенные в нашей статье, позволяют сделать следующие выводы: • Концентрация ртути в основной массе продуктов питания на территории России находится в пределах ПДК. Наибольшая ее концентрация характерна для неразмолотого зерна, некоторых субпродуктов (легкие, почки), а также мяса пресноводных и океанических рыб; • Поступление ртути в организм человека при потреблении продуктов питания на территории России в общем находится в физиологически допустимых пределах и не превышает токсичного порога; • Существует постоянное низкодозовое поступление ртути в организм человека при употреблении самых распространенных продуктов питания. Оно происходит на протяжении всей жизни человека, обуславливает кумулятивное накопление в тканях и органах и касается всего населения России независимо от дохода и региона проживания. Последствия этого исследованы явно недостаточно и нуждаются в дальнейшем изучении; • Установлена доля ртути, поступающая в организм человека при потреблении рыбы и рыбопродуктов, - она является определяющей и составляет 50-60 %. Это относится к современному уровню потребления рыбопродуктов, при увеличении объема или при изменении структуры потребления (в сторону увеличения потребления хищных океанических рыб) будет увеличиваться доля поступающей ртути.

About the authors

A V Gorbunov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: anatolygor@yandex.ru

S M Lyapunov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

O I Okina

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

V S Sheshukov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

References

Supplementary files