Кондратенко Олена Євгенівна. Визначення ролі нітратного забруднення питної води і грунтів в синтезі N- нітрозамінів і формуванні канцерогенного ризику

brief description

Кондратенко Олена Євгенівна. Визначення ролі нітратного забруднення питної води і грунтів в синтезі N- нітрозамінів і формуванні канцерогенного ризику : дис... канд. мед. наук: 14.02.01 / Державна установа "Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М.Марзєєва АМН України". — К., 2007. — 171арк. — Бібліогр.: арк. 147-171.

Кондратенко О.Є.Визначення ролі нітратного забруднення питної води і ґрунтів в синтезі N-нітрозамінів і формуванні канцерогенного ризику. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 14.02.01 гігієна (біологічні науки). Інститут гігієни та медичної екології ім.О.М.Марзєєва АМН України, Київ, 2007.
Дисертацію присвячено вивченню закономірностей екзогенного та ендогенного синтезу N-нітрозамінів (НА) у натурних та експериментальних умовах із азотовмісних попередників, встановленню кількісних параметрів транслокації НА з ґрунту в рослини та критеріїв оцінки їх небезпеки. Дана детальна характеристика забруднення навколишнього середовища канцерогенними НА у різних регіонах України, визначено зв’язок між ступенем цього забруднення і рівнем нітратів у ґрунті, питній воді, рослинній продукції.
Розроблено методи визначення нітрозодиметиламіну та нітрозодіетиламіну у ґрунті та воді, а також модифіковано газохроматографічний метод визначення цих канцерогенів у рослинній сировині.
Вперше розраховано добове надходження НА до організму людини з харчовими продуктами і питною водою та встановлено закономірності його формування. Визначено ступінь канцерогенного ризику перорального навантаження НА та їх попередників для людини, розроблено шкалу для прискореного прогнозування канцерогенного ризику різних доз НА при пероральному надходженні до організму.

На основі комплексних натурних, модельних та експериментальних досліджень встановлено закономірності екзогенного і ендогенного синтезу НА, визначено рівень забруднення навколишнього середовища (ґрунт, вода, харчові рослини) азотовмісними сполуками та N-нітрозамінами, розраховано добове пероральне надходження НА до організму людини, встановлено канцерогенний ризик впливу НА на населення з харчовими продуктами та питною водою.
1. Натурні дослідження, які охоплюють сільськогосподарські території одинадцяти областей України, вказують на стабільне забруднення ґрунтів і питної колодязної води азотовмісними сполуками, яке за показниками вмісту нітратів у 34% проб перевищує ГДК у ґрунті у 2-5 разів та у питній воді у 7-35 разів.
Продукція рослинництва на цих територіях у порівнянні із забрудненням ґрунту характеризується більш високим вмістом нітратів. При цьому стабільно спостерігається міграція нітратів у харчові рослини, ступінь якої характеризується значними розбіжностями для окремих видів рослин. Коефіцієнт переходу коливається у межах 0,4 204 в залежності від виду рослин і досягає, зокрема, для буряка 204; для моркви 16; для картоплі -15.
2. Установлено, що в залежності від ступеня забруднення ґрунтів нітратами та іншими азотовмісними сполуками, спостерігається наявність НА, кількість яких залежить від вмісту попередників. За вмісту в ґрунті нітратів до 200,0 мг/кг НА практично відсутні, за умов збільшення забруднення до 200-450 мг/кг середній вміст НА складає (5,8±0,75) мкг/кг. При подальшому зростанні концентрацій нітратів вміст НА різко збільшується і досягає (9,40±0,15) мкг/кг і більше. В той же час у рослинах вміст НА постійно знаходиться на більш високому рівні у порівнянні з їх вмістом у ґрунтах, що дозволяє передбачати подвійний характер їх накопичування: за рахунок транслокації у рослини з ґрунту та в результаті ендогенного синтезу із попередників. Правомірність такого передбачення підтверджується даними, отриманими у лабораторному та натурному експериментах з вирощування вівса на ґрунтах із штучним внесенням попередників та нітрозамінів.
3. У модельних дослідах встановлено особливості екзогенного утворення НА із їх попередників. Показано динамічний характер розвитку процесу, в якому зростання концентрації НДМА починає проявлятись вже через 1 годину після внесення нітриту натрію та диметиламіну солянокислого у ґрунт, а за 1 добу спостерігається подальше підвищення вмісту НДМА у повітрі та ґрунті модельних камер. Після певної стабілізації рівень НДМА, у разі відсутності додаткового надходження попередників, через 30 діб зменшується до рівня фонових концентрацій.
4. В експерименті на білих нелінійних щурах встановлено, що за умов пероральної комбінованої дії попередників НА (нітриту натрію та тетрацикліну) вже через 6-7 годин у внутрішніх органах дослідних тварин спостерігається наявність НДМА. Максимальні концентрації канцерогену реєструються у печінці та нирках, тобто в органах, у яких здійснюється метаболізм і виведення НА, а їх рівень для НДМА становить, відповідно, 1,05 мкг/кг та 1,12 мкг/кг при дозі нітриту натрію 600 мг/кг та тетрацикліну 500 мг/кг. При подальшому надходженні попередників до організму спостерігається зростання кількості НДМА у внутрішніх органах. Після припинення введення речовин вже через 15 діб канцероген в органах не ідентифікується, що підтверджує їх наявність як результат ендогенного синтезу.
5. Встановлено основні закономірності формування перорального навантаження канцерогенних НА та їх попередників на організм людини. Найбільший вклад у загальну дозу зумовлюють харчові продукти, особливо рослинного походження (до 80%). На сільських територіях суттєвий внесок дає колодязна вода з підвищеним вмістом азотовмісних сполук (10%). При цьому основними складовими є доля НА, що мігрує із ґрунтів, та доля НА, що утворилася в результаті ендогенного синтезу у самих рослинах. До цього слід додати також долю НА, що може утворюватись в організмі людини (ендогенний синтез), яка підвищує канцерогенний ризик, але не враховується при визначенні загальної добової дози.
6. Загальна добова доза НА, що надходить до організму з харчовими продуктами та питною водою з середнім рівнем забруднення, складає 2,7 мкг, а канцерогенний ризик такої дози для населення 30,910-6за рік; за вживання рослинної продукції та питної води з підвищеним рівнем забруднення НА та нітратами, що спостерігається у трохи більше ніж 30% проб, загальна добова доза НА складає 6,4 мкг, канцерогенний ризик цієї дози сягає 67,010-6за рік. Для прискореного прогнозування канцерогенного ризику різних доз НДМА при пероральному надходженні до організму з рослинною продукцією запропоновано шкалу, яка відбиває залежність ризику від вмісту канцерогенів.
7. Розроблено газохроматографічний метод визначення НДМА і НДЕА у ґрунті та воді. Запропоновано оригінальні способи екстракції нітрозамінів з ґрунту ( з використанням ультразвукового диспергатора УЗДН-А) та води (з використанням електромагнітного вібратора), що сприяло підвищенню повноти екстрагування та скороченню часу пробопідготовки. Модифіковано газохроматографічний метод визначення НДМА і НДЕА у рослинній сировині, принцип якого полягає у екстракції канцерогенів хлористим метиленом, подальшому концентруванні та кількісному аналізі. З метою удосконалення умов хроматографічного визначення нітрозамінів полуменево-іонізаційний детектор було замінено на термоіонний, завдяки чому підвищено чутливість методу. Нижня межа визначення НДМА і НДЕА в аналізуємому об’ємі розчину проби (1 мл) 0,00001 мг, чутливість методу визначення НА 0,001 мг/кг (мг/л).
8. З метою попередження негативного впливу забруднення ґрунтів та харчової продукції НА та їх попередниками необхідно організувати суворий контроль за вмістом нітратів та інших попередників НА у харчовій продукції як однієї із складових синтезу канцерогенів даного класу в структурі первинної профілактики раку.