science-review.ru
Омск и Омская область относятся к региону с высокой экологической напряженностью, связанной с загрязнением окружающей среды. Одним из опаснейших загрязнителей является мышьяк, который поступает в организм человека не только путем вдыхания или поглощения кожей, но и путем проникновения по пищевым цепям и легко абсорбируется из желудочно-кишечного тракта и легких [1]. Большие концентрации осаждаются в печени, почках, легких и коже [2]. В Омской области регистрируется превышение ПДК по мышьяку в почве не только в силу антропогенного воздействия на окружающую среду, но и из-за геологических особенностей региона [3]. Поэтому мониторинг содержания этого контаминанта в различных объектах, в том числе и в продуктах питания, крайне актуален для оценки риска здоровью населения Омского региона.
Цель исследования: провести мониторинг данных лабораторных исследований за 2016–2018 гг. на содержание мышьяка, как одного из элементов, способных оказывать токсическое действие на различные системы организма человека, в пищевых продуктах, реализуемых на территории Омской области.
Материалы и методы исследования
В 2016–2018 гг. при осуществлении надзора за качеством и безопасностью продовольственного сырья и пищевых продуктов на соответствие критериям безопасности было исследовано восемь групп традиционных продуктов из потребительской корзины жителей Омска и Омской области. Проанализировано 765 проб пищевых продуктов в аккредитованной лаборатории г. Омска. Проведен анализ содержания мышьяка в следующих группах продуктов питания: мясо и мясопродукты, молоко и молочные продукты, напитки, сахар и кондитерские изделия, плодоовощная продукция, масличное сырье и жировые продукты, зерно, мукомольно-крупяные и хлебобулочные изделия местного производства, а также другие продукты (чай, кофе) импортного производства. Количественное определение мышьяка в продуктах питания проводилось методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторе мышьяка Пан-As (ООО «НПП Томьаналит»).
Результаты исследования и их обсуждение
По результатам исследования установлено, что одним из контаминантов продуктов питания, реализуемых на территории Омска и Омской области, является мышьяк (таблица), в то же время в отдельных группах (сахар и кондитерские изделия, плодоовощная продукция, масличное сырье и жировые продукты) данный токсикант не выявляется.
Содержание мышьяка (мг/кг) в продуктах питания, реализуемых на территории Омска и Омской области в 2016–2018 гг.
|
Группы продуктов |
Диапазон содержания мышьяка, мг/кг |
||
|
2016 |
2017 |
2018 |
|
|
Напитки |
0,0002–0,074 n = 8 |
0,0006–0,014 n = 12 |
0,0008–0,013 n = 3 |
|
Молоко и молочные продукты |
0,026–0,16 n = 7 |
0,0024–0,0092 n = 3 |
0,012–0,039 n = 4 |
|
Мясо и мясопродукты |
0,003–0,036 n = 8 |
0,023 n = 1 |
n = 0 |
|
Зерно, мукомольно-крупяные и хлебобулочные изделия |
0,002–0,070 n = 2 |
0,0007 n = 1 |
0,0035 n = 1 |
|
Чай, кофе |
0,009–0,087 n = 5 |
0,002–0,066 n = 8 |
0,0036–0,074 n = 6 |
Ни в одной группе исследованных продуктов не было выявлено превышение ПДК по этому элементу. Распространенность загрязненности пищевых продуктов по содержанию мышьяка составила 10,5 % от числа проб, исследованных по данному показателю. В наибольшей степени выявлено накопление мышьяка в напитках – 3,0 %, молоке и молочных продуктах – 1,8 %, мясе и мясопродуктах – 1,2 % и чае и кофе импортного производства – 2,5 %. Среднее содержание мышьяка в исследованных группах продуктов представлено на рис. 1–5.
Рис. 1. Среднее содержание мышьяка в напитках
Рис. 2. Среднее содержание мышьяка в молоке и молочных продуктах
Рис. 3. Среднее содержание мышьяка в мясе и мясопродуктах
Рис. 4. Среднее содержание мышьяка в зерне, мукомольно-крупяных и хлебобулочных изделиях
Рис. 5. Среднее содержание мышьяка в чае и кофе
Анализ данных лабораторных исследований выявил тенденцию к снижению содержания этого токсиканта в продуктах питания, производимых на территории Омской области, в то время как в чае и кофе импортного производства содержание мышьяка осталось на том же уровне. Особенно следует подчеркнуть отсутствие содержащих мышьяк проб в группе мясо и мясопродукты в 2018 г.
Имеются данные о мониторинге содержания мышьяка (мг/кг) в продуктах питания, потребляемых населением Омской области за 1996–2004 гг.: мясо и мясопродукты – 0,0266; молоко и молочные продукты – 0,0518; зерно, мукомольно-крупяные, хлебобулочные изделия – 0,0528; сахар и кондитерские изделия – 0,0522; плодоовощная продукция – 0,0723; масличное сырье и жировая продукция – 0,0053 [4]. При сопоставлении данных проведённого исследования с данными литературы установлено, что содержание мышьяка изменилось разнонаправленно в зависимости от группы продуктов. Так, в группе молоко и молочные продукты среднее значение контаминанта за 2016 г. превышает данные литературы примерно в 1,5 раза, в 2017–2018 гг., напротив, уровень мышьяка снизился в 10 и 2 раза соответственно по сравнению с данными предыдущих исследований. В группе мясо и мясопродукты за 2016–2017 гг. концентрация мышьяка сопоставима с данными литературы, а в 2018 г. объектов, содержащих мышьяк, не выявлено. В группе зерно, мукомольно-крупяные, хлебобулочные изделия содержание данного токсиканта значительно ниже данных литературы. В отличие от данных литературы в объектах следующих групп: сахар и кондитерские изделия, плодоовощная продукция, масличное сырье и жировая продукция – мышьяк не выявляется.
Несмотря на содержание мышьяка в исследуемых группах продуктов питания в пределах рекомендованного уровня, тем не менее мониторинг содержания этого элемента необходимо осуществлять на должном уровне, так как Омск крупный промышленный комплекс. Отмечено, что индустриализация чрезмерно изменила распределение мышьяка в окружающей среде посредством естественной и антропогенной деятельности [5]. Общее фоновое содержание данного элемента в почвах г. Омска составляет 10 мг/кг, тогда как предельно допустимая концентрация мышьяка составляет 2 мг/кг, причем в жилой зоне, детских учреждениях концентрация содержания этого токсичного элемента превышает даже общее фоновое значение [3].
Мышьяк является условно эссенциальным, иммунотоксичным ядом для человеческого организма. В организм человека мышьяк попадает преимущественно с пищевыми продуктами и водой, зачастую в избыточном количестве. Мышьяк относится к элементам, обладающим кумулятивным эффектом. Неорганические соединения этого токсиканта легко абсорбируются из желудочно-кишечного тракта и осаждаются прежде всего в печени, почках, легких [2]. Накопление мышьяка в тканях и органах косвенно оценивают по его содержанию в волосах и ногтях [5], что является более информативным по сравнению с определением этого токсиканта в физиологических жидкостях организма, подверженных гомеостатическому регулированию. Мышьяк обнаруживается в почечных камнях разного минерального состава у пациентов г. Омска и Омской области, в то время как в желчных, зубных и слюнных камнях наличие этого элемента не выявлено [6]. Данные литературы о содержании мышьяка в волосах и ногтях жителей Омского региона отсутствуют.
Длительное поступление мышьяка в организм человека даже в дозах, не превышающих ПДК, оказывает токсическое воздействие на гормональную, иммунную, сердечно-сосудистую, нервную системы, а также кожу. Описаны обусловленные мышьяком митохондриальные повреждения, изменение репликации и ингибирования ДНК, изменение метилирования ДНК, окислительный стресс, нарушение пролиферации клеток, совместный канцерогенез и мотивирование опухолей [7]. Одним из механизмов токсичности мышьяка является взаимодействие с тиольными группами (-SH), особенно с ферментами или кофакторами, которые обладают двумя тиолами (например, дигидролипоидная кислота), что приводит к изменению активности различных ферментов, включая те, которые связаны с дыханием ткани [5]. Имеются данные об индуцировании мышьяком микро-РНК, формирующей злокачественные трансформации [8].
Опасность воздействия загрязнителей на здоровье человека обусловлена также большим разнообразием различных токсикантов. Проживающее в промышленных районах население подвергается воздействию сотен тысяч химических веществ, некоторые ксенобиотики могут присутствовать в достаточно больших концентрациях, зачастую превышающих ПДК. Многие контаминанты обладают кумулятивным действием, кроме того при совместном действии различных токсикантов усиливается их негативное воздействие [9]. Поэтому для оценки риска здоровью населения Омской области от воздействия мышьяка необходим дальнейший анализ содержания этого загрязнителя в почве, воде и продуктах питания. Необходима разработка комплекса мер по снижению этого ксенобиотика в окружающей среде.
Выводы
Анализ результатов исследования загрязненных мышьяком продуктов питания, реализуемых на территории Омской области, как местного, так и импортного производства, показал, что мышьяк – один из распространенных контаминантов этих объектов. Наиболее загрязнены мышьяком напитки (не более 12 % от ПДК), молоко и молочные продукты (не более 36,5 % от ПДК), мясо и мясопродукты (не более 23 % от ПДК) зерно, мукомольно-крупяные и хлебобулочные изделия (не более 24 % от ПДК), производимые на территории Омской области. В значительных количествах мышьяк обнаруживается также и в продуктах импортного производства, реализуемых на территории Омской области, а именно в чае и кофе (не более 3,9 % от ПДК). Тем не менее ни в одной группе продуктов не выявлено превышение ПДК по этому показателю. Отмечена тенденция к снижению уровня этого контаминанта во всех группах продуктов питания омских производителей, в отличие от содержания мышьяка в чае и кофе импортного производства. Особенно следует подчеркнуть отсутствие содержащих мышьяк проб в группе мясо и мясопродукты в 2018 г. В таких группах продуктов, как сахар и кондитерские изделия, плодоовощная продукция, масличное сырье и жировые продукты, данный контаминант не выявляется.
Для оценки риска здоровью населения Омской области от токсического воздействия мышьяка на организм человека и разработке комплекса по снижению его концентрации в окружающей среде необходимо проводить дальнейший мониторинг учета его содержания в различных объектах Омска и Омской области, в том числе в продуктах питания, производимых на территории Омской области.