Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Факторы формирования элементного гомеостаза организма человека. Аналитический обзор литературы 10
1.1 Источники и пути поступления металлов в среду обитания человека 10
1.2 Биологическая роль химических элементов в организме человека . 14
Глава 2. Объекты, объем и методы исследования 30
2.1 Объекты и объем исследования 30
2.2 Методы химического анализа пищевых продуктов и биологического материала 32
2.3 Методы оценки фактического питания 35
2.4 Методы оценки суммарной суточной нагрузки тяжелыми металлами 36
Глава 3. Эколого-гигиеническая характеристика загрязнения металлами объектов окружающей среды города Уфы 40
3.1 Гигиеническая оценка загрязнения металлополлютантами атмосферного воздуха 41
3.2 Особенности загрязнения металлами почвенного покрова 43
3.3 Гигиеническая оценка содержания металлов в питьевой воде 47
Глава 4. Оценка фактического питания городского населения, занятого в непроизводственной сфере 50
4.1 Элементный состав пищевых продуктов, входящих в пищевой рацион городского населения 50
4.2 Оценка фактического питания горожан методом ведения записей 54
4.3 Оценка обеспеченности рациона питания жителей города макро- и микроэлементами 61
Глава 5. Комплексная гигиеническая оценка риска воздействия металлов на организм человека 65
5.1 Оценка суммарной суточной дозы поступления металлов из объектов окружающей среды 65
5.2 Расчет суммарных неканцерогенных и канцерогенных рисков 67
Глава 6. Научные основы формирования информационной базы данных элементного состава биологических сред человека в условиях мегаполиса 70
6.1 Принципы формирования информационной базы данных 70
6.2 Содержание макро- и микроэлементов в крови жителей г. Уфы 71
6.3 Содержание макро- и микроэлементов в волосах жителей г. Уфы . 77
Обсуждение результатов 81
Выводы 93
Список использованных источников 95
Приложения 114
- Биологическая роль химических элементов в организме человека
- Методы химического анализа пищевых продуктов и биологического материала
- Особенности загрязнения металлами почвенного покрова
- Оценка обеспеченности рациона питания жителей города макро- и микроэлементами
Введение к работе
Территория Республики Башкортостан отличается исключительным разнообразием биогеохимической ситуации как природного, так и антропогенного происхождения. Повышенное содержание металлов во внешней среде неизменно приводит к накоплению этих веществ в растительных и животных организмах, в том числе в биологических средах организма человека, таких как кровь, моча, волосы, при этом вклад загрязнения окружающей среды в нарушение состояния здоровья населения в последние годы возрастает [4, 14, 16, 102, 105, 137].
Изучение влияния техногенного загрязнения среды обитания на здоровье населения с использованием биологического мониторинга как дополнительного инструмента оценки риска для здоровья весьма перспективно, поскольку анализ биологических маркеров позволяет расширить и углубить систему наблюдений, оценки и прогноза антропогенного воздействия тяжелых металлов на окружающую среду и человека [80, 99, 100, 101, 110, 115].
Имеющиеся литературные данные о физиологически допустимом уровне металлов в биологических средах организма человека весьма разноречивы [1, 8, 16, 17, 123]. Внедрение современного оборудования и совершенствование инструментальных методов анализа способствуют установлению референтных значений практически по всем параметрам лабораторной медицинской диагностики. Это подтверждается многочисленными исследованиями как российских, так и иностранных ученых [88, 112, 127, 149, 153 и
ДР-]-
Элементный состав биологических сред жителей Республики Башкортостан недостаточно изучен, что осложняет анализ взаимосвязи состояния здоровья и среды обитания.
Таким образом, актуальность настоящей работы определяется отсутствием научно обоснованных сведений о региональных особенностях формиро- вания элементного гомеостаза жителей мегаполиса и высокой значимостью изучения биологических сред человека в системе социально-гигиенического мониторинга.
Целью исследования является изучение особенностей формирования элементного гомеостаза у жителей крупного промышленного города (на примере города Уфы) для разработки информационной базы референтных значений содержания металлов в биологических средах организма человека.
Для достижения указанной цели в работе необходимо решить следующие задачи:
Провести комплексное эколого-гигиеническое исследование загрязнения металлами объектов окружающей среды г. Уфы (атмосферный воздух, вода, почва) и оценить элементный состав пищевых продуктов, составляющих основу пищевого рациона горожан.
Изучить фактическое питание жителей, занятых в непроизводственной сфере, оценить обеспеченность рационов питания взрослого населения макро- и микроэлементами.
Определить суммарную химическую нагрузку на организм жителей с оценкой риска здоровью от воздействия металлов.
Изучить элементный состав биологических сред городского населения, профессионально не связанного с солями тяжелых металлов.
Создать информационную базу данных по элементному статусу человека, проживающего в г. Уфе.
Диссертационная работа выполнена в рамках государственной научно-технической программы Академии наук Республики Башкортостан «Государственные приоритеты здоровья населения Республики Башкортостан: здоровый образ жизни, профилактика заболеваний и медицинские технологии» (Тема № 1.5.8), поддержана Грантом Правительства Республики Башкортостан молодым ученым и молодежным научным коллективам.
Научная новизна. Впервые для крупного промышленного центра Республики Башкортостан г. Уфы: определены приоритетные металлы в объектах окружающей среды и внутренних средах организма человека; установлена суммарная суточная доза поступления химических элементов в организм жителей; получены новые данные по элементному составу биологических сред жителей, не связанных в своей профессиональной деятельности с солями тяжелых металлов; выявлен микроэлементный дисбаланс, характеризующийся пониженным содержанием цинка и повышенным уровнем кадмия, хрома, никеля в крови у жителей; рассчитаны значения индексов опасности развития неканцерогенных эффектов при поступлении металлов и индивидуальных канцерогенных рисков здоровью населения.
Практическая значимость и внедрение результатов работы. Сформирована база референтных значений элементного состава биологических сред жителей г. Уфы. Полученные результаты могут быть использованы в практическом здравоохранении в процессе комплексной профилактики, диагностики и лечения дисэлементозов, установления профессиональных интоксикаций, для количественного обоснования параметров взаимосвязи здоровья человека и среды его обитания при ведении социально-гигиенического мониторинга.
По результатам исследования разработаны методические рекомендации «Безопасность пищевых продуктов в Республике Башкортостан и профилактика микронутриентнои недостаточности питания населения», утвержденные министром здравоохранения РБ (2007). Издано пособие для врачей «Использование биологических маркеров для оценки загрязнения среды обитания металлами в системе социально-гигиенического мониторинга», рекомендован- ное Ученым советом ФГУН «Федеральный научный центр гигиены им Ф.Ф. Эрисмана», протокол № 10 от 12.12.2007. Получен патент на изобретение № 2336532 от 20.10.2008 «Способ определения экологически безопасного уровня содержания тяжелых металлов в крови человека». Материалы исследования используются в практической деятельности Испытательного лабораторного центра ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан» для оценки риска здоровью населения при воздействии металлов природного и техногенного происхождения (справка о внедрении № 984 от 10. 03. 2010). Данные по элементному составу пищевых продуктов представлены в Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Башкортостан в рамках постановления Правительства Республики Башкортостан от 30.11.2009 № 436 «Об организации в Республике Башкортостан межведомственного мониторинга качества и безопасности пищевых продуктов».
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Всероссийской конференции «Молодые ученые - медицине» (Самара, 2003); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы медицины труда» (Уфа, 2005), Всероссийской научно-практической конференции «Нефть и здоровье» (Уфа, 2009).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе три статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.
Личный вклад автора. Автором осуществлено проведение социально-гигиенических исследований, сформулированы цель и задачи, определены объём и методы исследований, выполнена подготовка и анализ биологического материала и пищевых продуктов на содержание химических элементов, обобщены полученные результаты, подготовлены публикации. Личное участие автора в сборе и обработке материала до 80%. Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам химико-аналитической и клинико- диагностической лабораторий ФГУН УфНИИ МТ ЭЧ Роспотребнадзора за помощь в проведении исследований.
Основные положения, выносимые на защиту:
Контаминация металлами среды обитания человека в крупном промышленном городе, несбалансированное по элементному составу питание создают риск здоровью населения, становятся причиной возникновения микроэлементозных состояний.
Особенности формирования микроэлементного состава биологических сред человека в условиях мегаполиса.
Использование современных методологических подходов к созданию информационной базы данных элементного состава биологических сред человека, проживающего в городе с многоотраслевой промышленностью.
Биологическая роль химических элементов в организме человека
При создании новой науки - биогеохимии - впервые был поднят вопрос о биологической роли микроэлементов, как важнейших факторов среды обитания, оказывающих интенсивное влияние на процессы размножения животных, кроветворение, функции эндокринных желез, нервной, сердечно- сосудистой и пищеварительной систем, на обмен белков, углеводов, жиров, витаминов и минеральных веществ, а также на иммунорегуляторные системы организма [89, 90].
Из 92 встречающихся в природе элементов - 81 обнаружен в организме человека и 15 из них являются эссенциальными [1, 59, 112]. По мнению P.I. Aggett девять микроэлементов - железо, медь, цинк, йод, кобальт, марганец, молибден, селен, хром обеспечивают оптимальное здоровье человека. [140]. Токсичность элемента не исключает того, что при определенных условиях дозировки и экспозиции он может оказать благоприятное действие на организм [91,179].
Организм не имеет постоянного элементного состава. Это объясняется зависимостью элементного состава организма от среды обитания, биологической особенностью организмов, их видовой принадлежностью и др. Среднее нормальное, повышенное или пониженное содержание элементов в организме человека может оцениваться лишь с учетом биогеохимических, климато-. географических особенностей данного региона [90].
Высокая биологическая активность микроэлементов является мощным фактором обеспечения жизнедеятельности и поддержания тканевого гомео-стаза. Недостаток или избыток микроэлементов может привести к нарушениям гомеостаза [73].
Основной причиной недостаточности микроэлементов в организме является несбалансированное соотношение различных пищевых компонентов, а также неадекватный уровень потребления микроэлементов. При усвоении минеральных компонентов пищи имеется усиливающее или уменьшающее биодоступность взаимодействие самих микроэлементов в желудочно-кишечном тракте. Эти эффекты наблюдаются между следующими парами микроэлементов: железо-марганец, железо-медь, цинк-медь, олово-медь, медь-молибден. Например, доказано, что при повышенных дозах железа подавляется всасывание марганца, меди, кобальта в тонкой кишке. При недостаточном поступлении железа в организм другие металлы со сходными механизмами абсорбции могут усваиваться в избыточном количестве, вплоть до токсичных доз (цинк, свинец, кадмий, марганец, медь, кальций) [73].
Установлено влияние недостаточности эссенциальных микроэлементов на жизнеспособность потомства. P. Aggett и S. Rose показали, что дефицит необходимых микроэлементов у матери способен вызвать аномалии развития различных органов и тканей, а также преждевременную гибель эмбриона и плода [141].
Глобальное загрязнение окружающей среды металлами, возникновение так называемых природно-техногенных локусов поставило вопрос об определении допустимого и критического уровня содержания химических элементов, в том числе токсичных металлов в биологических материалах [53]. Допустимым уровнем накопления считается такое количество вещества в биосубстрате, которое при постоянном его содержании не вызывает изменений состояния здоровья человека, обнаруживаемых современными методами исследования. Этот уровень соответствует верхней границе физиологического содержания [112]. При критическом уровне содержания микроэлементов возникают биохимические изменения в организме и нарушение его функционального состояния. В современной литературе широко дискутируется вопрос о допустимом и критическом уровне содержания микроэлементов в различных биологических субстратах организма человека, причем данные по количественному содержанию металлов в диагностических средах довольно разноречивы. Наиболее полно вопрос о содержании микроэлементов в организме человека освещен в монографиях А.И. Войнара (I960), Г.А. Бабенко (1965), М.Г. Коломийцевой, Р.Д. Габович (1970), А.П. Авцына и соавторов (1991), Дж. Эмсли (1993), В.В. Иванова (1994), В.Н. Преображенского и соавторов (2000), Н.А. Агаджаняна и А.В. Скального (2001), G.V Iyengar и соавторов (1978) [2, 7, 19, 40, 49, 66, 96, 136, 163].
Одним из важнейших эссенциальных микроэлементов, является медь, которая поступает в организм с пищей в количестве 2-5 мг в день. Потребление менее 2 мг в сутки уже является опасной границей в развитии медьдефи-цитных состояний [36].
Входя в состав многих ферментов, медь определяет их функцию и регулирует их действие, является важным элементом окислительно-восстановительных реакций организма. Ферменты окислительно-восстановительных реакций необходимы для процессов клеточного дыхания, защиты от действия свободных радикалов; они принимают участие в синтезе миелина, биосинтезе соединительной ткани, метаболизме железа [182]. Пищевым источником меди являются молочные продукты, так как биодоступность микроэлемента в составе молока предельно высока [58]. Принято считать, что чем больше белка в диете, тем меньше вероятность возникновения дефицита эссенциальных микроэлементов, в частности меди [165]. Больше всего меди содержится в морепродуктах, бобовых, капусте, картофеле, крапиве, кукурузе, моркови, шпинате, яблоках, какао-бобах [112].
Дефицит меди может вызывать ряд нарушений, таких как ломкость костей, нейтропения, аневризм артерий [148]. Дефицит меди развивается медленно и медленно исчезает. Последствия даже небольшого дефицита могут проявиться в недержании мочи, геморрагическом инсульте, остеопорозе. В целом, дефицит меди - довольно редкое клиническое состояние, которое может развиться на фоне ряда неблагоприятных факторов (недоношенность, неправильное питание, лечение препаратами железа и цинка) [75]. У здоровых людей концентрация меди в сыворотке крови достигает 1,5 мг/л [143]. Концентрация меди в цельной крови относительно постоянна для каждой возрастной группы практически здоровых людей и составляет 70 - 137 мкг/100мл[143].
Методы химического анализа пищевых продуктов и биологического материала
Определение качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также анализ биологического материала, воды и почвы выполнен методом атомно-абсорбционной спектрометрии в химико-аналитической лаборатории Федерального государственного учреждения науки «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотреб-надзора согласно действующим методическим документам [6, 30, 82, 83].
Определено содержание Pb, Cd, Hg, As, Ni, Cu, Zn, Cr, Co, Mn, Ca, Mg, Fe в пищевых продуктах животного (мясо, птица, молоко, масло коровье) и растительного (овощи, картофель, масло подсолнечное, хлеб) происхождения, составляющих основу пищевого рациона населения города Уфы. Кроме того, были отобраны пробы в частных подсобных и фермерских хозяйствах, прилегающих к городу.
Отбор проб овощей и картофеля производили непосредственно в месте их произрастания. В лабораторию доставляли целые растения, упакованные в полиэтиленовые пакеты. Пробы корнеплодов отбирали из однородной партии, из точечных проб составляли объединенную пробу массой 2 кг. Пробы молока отбирали в стеклянные банки с крышками. Пробу мяса массой 1 кг составляли из образцов, взятых в различных частях туши.
Интенсивность загрязнения пищевых продуктов токсичными элементами оценивали согласно "Гигиеническим требованиям безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов" (СанПиН 2.3.2.1078 - 01) [28].
Отбор проб крови производили утром, не ранее, чем через 12 часов после приема пищи. Пациент находился в положении «сидя», использовались одноразовые иглы. Венозная кровь самотеком поступала в полиэтиленовые контейнеры, предварительно промытые 1М раствором ГОЮз и ополоснутые бидистиллированной водой.
Кровь хранили в холодильниках, при необходимости более длительного хранения пробы охлаждали до -20С. В связи с большой степенью адсорбции ртути на стенках контейнеров, пробы на содержание ртути анализировали сразу после отбора и доставки образца в лабораторию.
Пробы крови предварительно подогревали до комнатной температуры, тщательно перемешивали для гомогенизации и взятую пробу определенного объема взвешивали.
Пробы волос длиной 1-2см состригали с небольшого участка затылочной части головы, и помещали в полиэтиленовые пакеты. Пробы волос мыли с использованием шампуня, тщательно прополаскивали в дистиллированной воде, затем в течение 2-3 часов выдерживали в смеси этанол : диэтиловый эфир (1:1), троекратно меняя раствор. Пробу сушили в течение 24 часов при температуре 50-60С.
К анализу пробы готовили методом мокрой минерализации до полного разложения органической матрицы. Мокрая минерализация открытым способом осуществлялась в конических термостойких колбах, накрытых часовым стеклом. Минерализацию выполняли в два этапа. Сначала пробу гидролизо-вали разбавленной азотной кислотой до растворения. Затем испаряли воду и добавляли концентрированную азотную кислоту и перекись водорода для полного окисления органического материала.
Поскольку при открытом способе минерализации происходит потеря ртути и мышьяка, для их определения использовали закрытую систему - реактор (автоклав) повышенного давления, состоящий из нержавеющего корпуса и внутреннего сосуда из тефлона. Навеску пробы помещали в сосуд, заливали разбавленной азотной кислотой, «бомбу» плотно закрывали и нагревали в течение 4-6 часов при температуре 180С.
Холостую пробу готовили аналогично пробе с использованием биди-стиллированной воды.
Подготовленную пробу анализировали методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Прибор готовили для анализа согласно руководству пользователя. Градуировку спектрометра проводили перед началом измерения с использованием калибровочных (градуировочных) растворов. Для приготовления градуировочных растворов применяли государственные стандартные образцы ионов металлов. Стандартный раствор для многокомпонентного анализа готовили путем смешивания индивидуальных одноэлементных растворов, учитывая матрицы исходных растворов для исключения соосаждения и сорбции элементов. Для измерения выбирали спектральные линии элементов, позволяющие достигать необходимый предел обнаружения. Результаты анализа обрабатывали при помощи компьютерного обеспечения спектрометра.
Оперативный контроль сходимости результатов анализа осуществляли путем выполнения анализа эталонов с подходящей биологической матрицей (эталоны крови CDC, США, контрольные растворы золы пищевых продуктов с матрицами «молочные, зерновые, мясные продукты, фрукты и овощи», Институт питания РАМН). Оперативный контроль воспроизводимости проводили, сравнивая результаты двух параллельных определений, выполненных разными специалистами. Оперативный контроль точности анализа проводили с использованием метода добавок. Кроме того, был получен положительный результат при выполнении межлабораторных сличительных испытаний одной и той же пробы в нескольких аккредитованных лабораториях.
Особенности загрязнения металлами почвенного покрова
Напряженная эколого-гигиеническая ситуация наряду с другими причинами определяется техногенным накоплением тяжелых металлов в почве. Огромное влияние на уровни загрязнения почвы оказывают выбросы в атмосферный воздух вредных веществ, которые осаждаются вблизи источников загрязнения и накапливаются в поверхностных горизонтах почвенного покрова, обуславливая его быструю антропогенную трансформацию [26].
Одной из особенностей химического загрязнения почв является аккумуляция в них тяжелых металлов, поступающих с промышленными и транспортными выбросами. Наиболее распространенными металлами являются ртуть, свинец, кадмий, медь, никель и некоторые другие. Эти металлы, попадая в почву, вступают в различные химические реакции, сорбируются органическим веществом. Из почвы они поступают в грунтовые воды, поглощаются растениями [43].
Степень загрязнения почвы тяжелыми металлами определяют как по валовому содержанию, так и по концентрации подвижной формы металлов. Валовое содержание металлов в почве города Уфы по обобщенным данным Управления государственного аналитического контроля и НИИ безопасности жизнедеятельности [97] представлено в таблице 3.2.1. Пробы отбирались внутри жилых районов.
Как видно из приведенных данных, средняя концентрация хрома превышает ПДК в 1,7 раза, фоновые значения - в 3,4 раза, при этом уровень хрома выше в южной части города, где расположены предприятия машиностроения. Средний уровень мышьяка превышает ПДК и фоновые значения в 4,9 раз. Уровень никеля в почве Демского района превышает ПДК в 1,3 раза, в северной промышленной части города - в 1,2 раза, в Советском районе достигает уровня ПДК (рисунок 3.2.1). В среднем по г. Уфе содержание валовой формы никеля в почвенном покрове на 16 % превышает фоновый уровень. В почвах города достаточно высоко содержание меди (отношение фактической концентрации к ПДК (К0) равно 0,7), в почвах Ленинского, Советского, Демского и Калининского районов отмечено превышение фонового уровня.
Валовое содержание свинца в почве Ленинского и Орджоникидзевско-го районов выше, чем в среднем по городу, ПДК не были превышены ни на одной изучаемой территории, но по всем районам наблюдается превышение значений фонового района. Среднее валовое содержание кобальта в почве города совпадает с содержанием его на фоновой территории. Содержание марганца, цинка, ртути и кадмия во всех районах города ниже ПДК. Валовое содержание ртути во всех районах превышает фоновые значения, цинка - в Ленинском районе, кадмия - в Калининском районе, марганца - в Кировском, Ленинском, Советском, Октябрьском и Калининском районах г. Уфы.
Суммарный показатель загрязнения почвы города Уфы (Zc), рассчитанный с учетом содержания металлов на фоновой территории, равен 12,6 (рисунок 3.2.2). Наиболее высокий суммарный показатель загрязнения почвы, равный 22,6 зарегистрирован в Кировском районе города. Почва в этом районе относится к умеренно-опасной категории.
Суммарные показатели содержания валовых форм металлов в почве в остальных районах города не имеют существенных различий, и относятся к допустимой категории. Согласно Методическим указаниям «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» МУ 2.1.7.730-99 [23] по среднему суммарному показателю загрязнения металлами почвы города Уфы можно отнести к допустимой категории.
Контроль качества питьевой воды в г. Уфе осуществляют ГУЛ «Уфа-водоканал» и ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан».
Система водоснабжения г. Уфы представлена шестью водозаборами: — Северным, Ковшовым Северным, Южным, Демским, Изякским и Шакшин-ским. Северный Ковшовый водозабор забирает воду непосредственно из реки Уфы выше впадения в нее реки Шугуровки. Южный и Изякский - забирают воду из скважин вдоль реки Уфы, при этом Южный - ниже впадения реки Шугуровки, а Северный и Изякский — выше. Демский водозабор проводит забор воды из скважин вдоль реки Белой в районе поселка Козорез, ниже впадения реки Сутолоки и реки Уфа, Шакшинский водозабор - из скважин вдоль реки Уфа выше места впадения реки Шугуровки.
По данным лабораторных исследований за последние пять лет превышения предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде системы городского водоснабжения не наблюдалось.
Уровень тяжелых металлов в питьевой воде города по данным многолетнего наблюдения ГУЛ «Уфаводоканал» не превышает соответствующие ПДК. В таблице 3.3.2. представлены среднегодовые показатели содержания ионов металлов в питьевой воде города.
Из таблицы 3.3.2 следует, что питьевая вода в городе Уфе содержит незначительные количества металлов, существенно меньше по сравнению со значениями соответствующих ПДК. Максимальные значения концентрации металлов были выше средних величин в 2-3 раза, однако даже они не превышали соответствующие ПДК. Отсюда можно заключить, что питьевая вода не является основным источником поступления токсичных металлов в организм человека.
Оценка обеспеченности рациона питания жителей города макро- и микроэлементами
Минеральные вещества являются важными компонентами пищи. Они принимают участие в обменных процессах организма, поддерживают осмотическое давление в тканях, входят в состав некоторых аминокислот, ферментов, гормонов и витаминов, участвуют в процессах кроветворения и свертываемости, в построении костной ткани, поддерживают кислотно-щелочное равновесие организма. Снижение энергозатрат у значительной части населения, делающее необходимым соответствующее уменьшение общего количества потребления пищи, как источника энергии, создает принципиально новую ситуацию, когда рацион, составленный из натуральных продуктов, достаточный для покрытия энергозатрат, оказывается не в состоянии покрыть потребности организма в витаминах и минеральных веществах.
На основе проведенных исследований по оценке фактического питания населения г. Уфы и содержания металлов в основных пищевых продуктах выполнена оценка минерального состава пищевого рациона. Микронутри-ентный состав рационов жителей г. Уфы оценивали как в летний, так и в зимний периоды, поступление макро- и микроэлементов рассчитывали по их фактическому содержанию в рационе питания с учетом потерь при приготовлении пищи. Элементный состав суточных рационов питания представлен в таблице 4.3.1.
Из таблицы видно, что содержание натрия в суточных рационах выше физиологической потребности взрослого человека.
Физиологическая потребность в калии - не менее 2500 мг в сутки. Калий относится к внутриклеточным катионам, способствующим осуществлению важнейших физиологических функций. В суточном рационе питания исследуемых групп населения среднее содержание калия у женщин равно — 2703 мг, у мужчин - 3855 мг.
В рационе жителей г. Уфы отмечена недостаточность макроэлемента магния. Среднее содержание магния в рационах составляет 346,3 мг (86,6 % от физиологической потребности), причем дефицит элемента более выражен у женщин. Также в рационе женщин отмечен дефицит кальция. У мужской части населения поступление кальция находится на уровне физиологической потребности.
Поскольку большинство пищевых продуктов богаты фосфором, рацион жителей города Уфы легко обеспечивает его достаточное поступление. Поступление железа с пищевыми продуктами у женской части населения в 1,3 раза меньше физиологической потребности, у мужчин в среднем превышает в 2 раза.
Меди с пищевыми продуктами в организм женщин поступает в 1,5 раза, мужчин в 1,9 раза больше физиологической потребности, однако верхнего допустимого уровня не было превышено ни в одном из рационов.
Поступление цинка с пищевыми продуктами в организм жителей г. Уфы ниже суточной потребности в этом элементе (12 мг): у женщин оно в среднем составляет 8,2 мг, у мужчин - 10,2 мг.
В целом, при оценке поступления с пищевым рационом эссенциальных элементов, установлен сниженный уровень кальция, магния, железа у женщин, и цинка у всего населения, остальные изученные элементы содержатся в рационе жителей г. Уфы в достаточном, либо несколько повышенном количестве (рисунок 4.4.1).
Суточное поступление токсичных элементов никеля, ртути, мышьяка, свинца и кадмия рассчитывали согласно «Руководству по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (Р 2.1.10.1920-04) [104]. Фактический уровень изученных металлов (за исключением хрома) не превышает референтной суточной дозы. Поступление хрома с пищевыми продуктами в 2 раза превышает референтную суточную дозу.
Таким образом, при изучении элементного состава пищевых продуктов, служащих основой рациона жителей г. Уфы, установлено, что свинец более всего накапливается в молочных продуктах, кадмий - в молочной, мясной и плодоовощной продукции, ртуть в мясных продуктах, мышьяк — в овощах, никель - в молочных продуктах. Выявлен повышенный уровень хрома практически во всех видах пищевых продуктов. Отмечено недостаточное содержание ряда эссенциальных элементов в пищевых продуктах, производимых на территории РБ.
Изучение фактического питания населения г. Уфы, занятого в непроизводственной сфере, показало сниженную энергетическую ценность рационов питания женщин в летний период за счет низкого уровня потребления углеводов, энергетический уровень рациона мужчин соответствует норме. Кроме того, отмечен дисбаланс белков, жиров и углеводов, смещение в сторону увеличения количества жиров и снижения углеводов.
Поступление с пищевым рационом эссенциальных элементов кальция, магния и цинка снижено, остальные изученные элементы (медь, железо, фосфор, калий, натрий) содержатся в рационе жителей г. Уфы в достаточном, либо несколько повышенном количестве.
Суточное поступление токсичных элементов никеля, ртути, мышьяка, свинца, кадмия не превышает, а поступление хрома с пищевыми продуктами в 2 раза превышает референтную суточную дозу.
Выявленные уровни содержания металлов в пищевых продуктах свидетельствуют о возможности риска здоровью населения при поступлении металлов с пищевыми продуктами.
Тяжелые металлы поступают в организм человека из различных сред — атмосферного воздуха, водопроводной воды, воды открытых водоемов, почвы, пищевых продуктов. Приоритетным путем поступления металлов в организм считается пероральный. Учитывая доступность сведений по распределению металлов в различных объектах среды обитания, расчет суточных доз проводился при ингаляционном поступлении веществ в организм с атмосферным воздухом и при пероральном поступлении с питьевой водой, пищевыми продуктами и из почвы.
При оценке экологической ситуации в г. Уфе (глава 3) установлено, что фактические концентрации тяжелых металлов в атмосферном воздухе и питьевой воде не превышают соответствующих гигиенических нормативов.
В больших количествах металлы содержатся в почвенном покрове, поскольку он концентрирует химические вещества. К примеру, средняя концентрация в почве хрома превышает ПДК в 1,7 раза, мышьяка - в 4,9 раза. В почвах города достаточно высоко содержание меди и никеля (0,7 и 0,9 ПДК соответственно).
Основным источником поступления тяжелых металлов в организм человека являются пищевые продукты. Превышения гигиенических нормативов по металлам, за исключением хрома и никеля, в пищевых продуктах не установлено. Однако, фактические величины их содержания в отдельных видах пищевого сырья и пищевой продукции довольно значимы.
Похожие диссертации на Особенности формирования элементного гомеостаза у жителей крупного промышленного города : на примере г. Уфы Республики Башкортостан
