Гигиеническая оценка загрязнения диоксинами и родственными соединениями окружающей среды Иркутской области Мамонтова, Елена Анатольевна

Введение к работе

з

Актуальность темы. Диоксины и родственные соединения - это большая группа чужеродных живым организмам соединений. Они входят в число стойких органических загрязнителей (СОЗ), которые за последние годы стали объектом пристального внимания как науки, так и общественности во многих странах мира. Для обеспечения защиты населения и окружающей среды от неблагоприятного воздействия СОЗ принимаются меры на национальном, региональном и международном уровнях, предусматривающие «сокращение и/или ликвидацию эмиссий, выбросов и, когда необходимо, прекращение производства и применения СОЗ» (Д. Буччини, 1997). Среди них следует отметить Глобальную конвенцию по стойким органическим загрязнителям 1997 г., предложенную ЮНЕП; глобальную программу мер ЮНЕП по защите морской среды от последствий хозяйственной деятельности, проводимой на суше (Вашингтон, 1995 г.); Хельсинскую конвенцию по охране Балтийского моря (Хелком) и Канадско-американское соглашение по Великим озерам (1997 г.) (Д. Буччини, 1997; Л.А. Федоров, 1993).

Яркими представителями СОЗ являются диоксины и родственные соединения (полихлорированные дибензо-пара-диоксины (ПХДЦ), полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ)). ПХДД и ПХДФ никогда не были целевой продукцией человеческой деятельности, а лишь сопутствовали ей в виде микропримесей (1*10"¹² - 1*10'¹⁵ грамма) (Л.А. Федоров, 1993). В отличие от них ПХБ производилось во многих странах под названиями арохлор (США), хлорфен (ФРГ), фенохлор (Франция), фенхлор (Италия), совол и совтол (СССР) с 30-хх гг. 20 века. Общее количество ПХБ, произведенного в мире, оценивается в 1,5 млн. тонн (V. Ivanov et ah, 1992). Среди большого количества конгенеров ПХДД (75 индивидуальных соединений), ПХДФ (135) и ПХБ (209) токсичными для живых организмов являются только семь 2,3,7,8-хлорзамещенных ПХДД, десять 2,3,7,8-хлорзамещенных ПХДФ и тринадцать копланарных и некопланарных ПХБ, для которых рассчитаны факторы эквивалентной 2,3,7,8-ТХДД токсичности, на основании чего рассчитывается суммарный токсический эквивалент диоксинов и родственных соединений (TEQ). Несмотря на исчезающе малые концентрации в объектах окружающей среды, вследствие их липофильной природы, для них характерна высокая способность к биоаккумуляции по пищевой цепи с максимальным содержанием в верхушке пищевой цепи, в том числе и в организме человека, и оказывать неблагоприятное воздействие на живые организмы, особенно млекопитащих (В.И. Высочин, 1989; X. Фидлер, 1997; А. Сунден, 1997; М. Van den Berg et al., 1994). Воздействие их политропно. Они обладают мощным мутагенным, иммунодепрессивным,

канцерогенным, эмбриотоксическим, тератогенным действием, вызывают нарушения жизнедеятельности нервной системы, желудочно-кишечного тракта, печени, нарушают обмен витаминов, функцию эндокринных желез и т.д. (И.Б. Цырлов, 1990; Dioxins and health, 1994; L. Bimbaum, 1994; M. DeVito etal., 1995).

С каждым годом появляется все больше информации о свойствах и о действии диоксинов на живые организмы, об их источниках и распространенности. Ежегодно с 1980 года проводятся международные научные конференции, посвященные диоксиновой проблеме ("Dioxin - 80" - "Dioxin - 98"). В ряде стран имеются специальные национальные программы, направленные на резкое уменьшение эмиссии диоксинов (Д. Дженсен, 1997; X. Фидлер, 1997; У. Квасе, 1997).

В ноябре 1995 года в РФ также принята федеральная целевая программа: «Защита окружающей природной среды и населения от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов на 1996 - 2000 годы» (А.Е. Данилина, 1997). С 1992 г. по 1997 г. в Иркутской области действовала региональная программа «Разработка систем критериев опасности диоксинов для человека. Источники, оценка уровней содержания диоксинов в объектах окружающей среды». В 1997 году в областном комитете по охране окружающей среды и природных ресурсов г. Иркутска и Областном центре Госсанэпиднадзора Иркутской области при участии Иркутского Государственного Медицинского Университета и Института Геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН разработана региональная целевая программа «Эколого-гигиеническая оценка опасности диоксинов для окружающей среды и населения Байкальского региона и неотложные меры реабилитации».

Необходимость проведения работ по диоксиновой проблеме обусловлена высокой насыщенностью диоксиноопасными предприятиями территории Иркутской области и все еще недостаточной изученностью распространения диоксинов и родственных соединений в окружающей среде области. Кроме того, высокий уровень заболеваемости в Иркутской области как взрослого, так и детского населения, смертности и низкой рождаемости населения (Медицинские проблемы здоровья.., 1997, 1998) подтверждают актуальность выполненной работы.

К основным потенциальным источникам диоксинов на территории Иркутской области могут быть отнесены предприятия топливно-энергетической (ТЭЦ, малые котельные), химической (гг. Усолье-Сибирское, Саянск, Ангарск), электротехнической (г. Шелехов), лесной, деревообрабатывающей, целлюлозно - бумажной промышленности (гг. Байкальск, Усть-Илимск, Братск), цветной металлургии (гг. Шелехов, Братск).

5 Единичные исследования по содержанию диоксинов и родственных соединений (ПХДЦ, ПХДФ) в продуктах питания, в крови и грудном молоке жителей отдельных городов Иркутской области проводились A. Schecter et al. (1990, 1991, 1992), в сточных водах некоторых предприятий - Л.П. Игнатьевой и др. (1995) и в воде и биоте оз. Байкал по сумме ПХБ - Ц.И. Бобовниковой (1988, 1991, 1994). Для более полного представления диоксиновой ситуации и степени опасности диоксинов для населения Иркутской области необходимо использование комплексного подхода при рассмотрении данной проблемы с одновременным исследованием более широкого набора соединений (как ПХДЦ, ПХДФ, так и ПХБ) и учетом физико-химических свойств, данных по потенциальным источникам, известных путях миграции диоксинов и родственных соединений.

Цель работы заключается в гигиенической оценке загрязнения диоксинами и родственными соединениями окружающей среды и организма жителей Иркутской области.

Для достижения этой цели в работе были поставлены следующие задачи:

1. Дать гигиеническую оценку уровней токсических эквивалентов (TEQ) 2,3,7,8-хлорзамещенных ПХДД, ПХДФ и копланарных и некоторых некопланарных ПХБ в системе снег - почва - пищевые продукты - человек.

2. Изучить особенности гомологического состава ПХБ и конгенерного состава ПХДД, ПХДФ и ПХБ в объектах окружающей среды (снеге, почве, продуктах питания).

3. Определить суточную дозу поступления диоксинов и родственных соединений в организм жителей Иркутской области за счет потребления исследованных продуктов питания.

4. Установить особенности конгенерного состава ПХДД, ПХДФ и ПХБ в жировой ткани жителей Иркутской области.

5. Оценить степень риска возникновения злокачественных новообразований у населения Иркутской области от воздействия диоксинов и родственных соединений.

Научная новизна и теоретическая значимость исследований.

Автором впервые определены концентрации ПХБ в снеговом покрове Иркутской области. Установлена корреляционная зависимость уровней содержания ПХБ с азотом в снеговом покрове Иркутской области. На основании исследований ПХБ в снеговом покрове и ПХДД, ПХДФ и ПХБ в почве установлена вероятная локализация давнего значительного источника диоксинов и родственных соединений в районе г. Усолье-Сибирское и современного источника ПХБ в районе г. Ангарска. Определены уровни токсического эквивалента ПХДД, ПХДФ и ПХБ в почве, продуктах питания местного

производства и в жировой ткани жителей в Иркутской области. Показаны особенности конгенерного состава ПХДЦ, ПХДФ и ПХБ в продуктах питания, почве и жировой ткани жителей Иркутской области. Рассчитана суточная доза поступления диоксинов и родственных соединений за счет продуктов питания местного производства в организм жителей Иркутской области и на основании этого проведена оценка риска возникновения канцерогенных заболеваний по методике, предложенной Агентством по охране окружающей среды США.

Практическая значимость.

Результаты работы содержат информацию, необходимую для более успешной

организации и проведения гигиенической оценки загрязнения диоксинами и

родственными соединениями и риска здоровью населения, а также для управления

диоксиновой ситуацией в Иркутской области. Результаты исследований использованы:

в Государственном докладе «Экологическая обстановка в Иркутской области» за 1993

- 1997 гг. (акт внедрения Государственного комитета по охране окружающей среде

Иркутской области № 1-5-146 от 20.01.1999);

в практической деятельности центров санитарно-эпидемиологического надзора Иркутской области, а также при разработке региональной программы «Защита населения Иркутской области от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов на 1998-2003 гг.» (акт внедрения Центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Иркутской области № 5-2-19/41 от 15-01.1999);

при решении вопроса о возможном воздействии диоксинов и родственных соединений на участников тушения пожара на АО «Иркутсккабель» в 1992 г. (акт внедрения Управления государственной противопожарной службы по Иркутской области МВД РФ №18 от 2.12.1998);

учтены при разработке региональной программы «Защита населения Иркутской области от диоксинов и диоксиноподобных токсикантов на 1998-2003 гг.» (акт внедрения Администрации Иркутской области № 13/41-14 от 21.01.1999); материалы отчета-информации «О диоксиновой ситуации в Иркутской области» было решено использовать в законотворческой работе Комитета Государственной Думы по экологии (Решение Комитета Государственной Думы № 83-3 от 10.12.1998).

Апробация работы.

Результаты исследований по теме диссертации были представлены на: Международном симпозиуме по проблемам прикладной геохимии (Иркутск, 1994), 2-ой Международной Байкальской конференции, посвященной Г.Ю. Верещагину (Иркутск,

7 1995), XXVI Международном Лимнологическом конгрессе (Бразилия, 1995), Республиканской конференции «Диоксины: экологические проблемы и методы анализа» (Уфа, 1995), V Международной конференции «Проблемы экологии Прибайкалья» (Иркутск, 1995), Республиканской конференции «Проблемы экологического мониторинга» (Уфа, 1995), Международной конференции «Закономерности эволюции Земной коры» (Санкт-Петербург, 1996), 4-ом Российско-японском Международном Симпозиуме (Иркутск, 1996), П-ом Международном конгрессе «Вода: экология и технология» («Экватек - 96», Москва, 1996), VII Гидробиологическом съезде «Чистые воды - XXI Веку» (Казань, 1996), Международном симпозиуме «Новая стратегия для исследования по охране окружающей среды» (Китай, 1997), Региональной конференции «Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири» (Иркутск, 1997), Международном симпозиуме «Экологически эквивалентные виды гидробионтов в великих озерах мира» (Улан-Удэ, 1997), Международных симпозиумах по диоксинам и родственным соединениям «Диоксин-97, 98» (США, 1997, Швеция, 1998), Международном симпозиуме «Байкал как участок мирового наследия» (Улан-Удэ, 1998), Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 1998), Международном симпозиуме по Байкалу (Япония, 1998), Региональном совещании «Город: прошлое, настоящее и будущее» (Иркутск, 1998), Региональной конференции «Водные ресурсы Байкальского региона:проблемы формирования и использования на рубеже тысячелетий» (Иркутск, 1998), Юбилейной конференции «Современные проблемы экологии, природопользования и ресурсосбережения Прибайкалья» (Иркутск,1998), на второй и третьей российско-американской встрече ученых, политиков и представителей общественных организаций «Снижение опасности загрязнения окружающей среды диоксинами и защита здоровья населения» (Москва, 1996; Байкальск, 1998), молодежной конференции «Экология Прибайкалья» (Иркутск, 1998), конференции молодых ученых Института геохимии (Иркутск, 1998).

Материалы по теме диссертации опубликованы в 29 работах.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

6. Уровни токсических эквивалентов диоксинов и родственных соединений в большинстве проб не превышают установленных в РФ нормативов для продуктов питания и в других странах для почв.

7. Распределение диоксинов и родственных соединений в системе снег - почва - продукты питания позволяет предполагать локализацию значительного их источника или источников загрязнения атмосферы в районе гг. Усолье-Сибирское - Ангарск.

3. Суточная доза поступления диоксинов и родственных соединений с продуктами питания не превышает существующие в РФ нормативов, но приближается или превышает реальные суточные дозы в индустриальных регионах мира. Основной вклад в суточную дозу вносит потребление молока и рыбы. Полученная суточная доза поступления диоксинов и родственных соединений по предварительным расчетам может обусловить 5,4 - 6,7 случаев злокачественных новообразований на 1 млн. населения.

4. Уровни токсического эквивалента ПХДД, ПХДФ и ПХБ в жировой ткани жителей Иркутской области приближаются к показателям в индустриальных регионах мира. Наблюдается зависимость содержания ПХДД, ПХДФ и ПХБ в организме жителей от места жительства, возраста, рациона питания и от места работы.

Личный вклад автора. Диссертационная работа является результатом исследований распространения диоксинов и родственных соединений в окружающей среде Иркутской области, осуществленных автором в институте геохимии им. А.П. Виноградова и Иркутском государственном научном центре медицинской экологии. В работе отражены результаты экспериментальных работ за 1994-1998 гг., выполненных в рамках региональной программы: «Разработка систем критериев опасности диоксинов для человека (Источники, оценка уровней содержания диоксинов в объектах окружающей среды)», программы «Сибирь», государственной бюджетной темы: «Диоксины в окружающей среде оз. Байкал и Байкальского региона», контракта с комитетом здравоохранения администрации Иркутской области: «Определение уровня содержания диоксинов в организме пожарных, участвовавших в тушении пожара на АО «Иркутсккабель» в 1992 г.». Автор принимал личное участие во всех экспедиционных исследованиях. Конгенерспецифический анализ ПХДД, ПХДФ и ПХБ автором выполнен в лаборатории Университета г. Байройта (Германия) под руководством профессора M.S. McLachlan. Интерпретация материалов и основные научные выводы полностью принадлежат автору. Считаю своим приятным долгом выразить глубокую благодарность руководителям и сотрудникам Иркутского Областного онкологического диспансера, ЦРБ г. Шелехова, Института медицины труда и экологии человека, Института хирургии, Областного центра ГСЭН по Иркутской области и центров ГСЭН городов Иркутск, Ангарск, Усолье-Сибирско, Института геохимии за помощь в сборе проб продуктов питания, биосубстратов человека и снега, руководителям и сотрудникам филиала № 5 института биофизики и Иркутского государственного медицинского университета за помощь в проведении оценки риска по методике ЕРА, а также искреннюю

9 признательность Г.И. Галазию, А.Н. Литвинцеву, Е.Н. Тарасовой и А.А. Мамонтову за моральную поддержку и научные консультации.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, обзора литературы, краткой характеристики
Иркутской области, материалов и методов исследований, четырех глав собственных
исследований, выводов и 8 приложений. Диссертация изложена на страницах

машинописного текста, содержит "5-J таблиц и 3 Ь рисунков. Список литературы включает g" отечественных и (bf иностранных источников.