ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2009, том 429, № 5, с. 713-717
^ ОБЩАЯ
БИОЛОГИЯ
УДК 543.544.43:54.064
ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ ДИБЕНЗО-я-ДИОКСИНЫ, ДИБЕНЗОФУРАНЫ И БИФЕНИЛЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ ПОЖАРНЫХ, УЧАСТВОВАВШИХ В ЛИКВИДАЦИИ ПОЖАРА НА КАБЕЛЬНОМ ЗАВОДЕ В ИРКУТСКОЙ ОБЛ. В 1992 Г. © 2009 г. Ю. И. Черняк, А. А. Шелепчиков, Д. Б. Фешин, Е. С. Бродский, Дж. А. Грассман
Представлено академиком Д.С. Павловым 08.06.2009 г. Поступило 10.06.2009 г.
ВВЕДЕНИЕ
Высокая токсичность, устойчивость в окружающей среде и способность к биоаккумуляции сделали полихлорированные дибензо-п-диокси-ны (ПХДД), дибензофураны (ПХДФ) и бифени-лы (ПХБ) одним из наиболее важных объектов экологического мониторинга. ПХДД/ПХДФ не являются целевыми продуктами промышленного синтеза и образуются как примеси в некоторых материалах, а также в процессах горения. ПХБ также образуются при горении, но в основном это промышленные продукты, используемые в качестве диэлектриков и других технических жидкостей. 17 из 210 конгенеров ПХДД/ПХДФ и 12 из 209 конгенеров ПХБ обладают специфической, так называемой "диоксиновой", токсичностью [1].
В 1992 г. в г. Шелехов Иркутской области произошел крупный пожар на кабельном заводе, при котором сгорело более 1000 т пластиков, включая поливинилхлорид, в результате чего могло образоваться большое количество сажи, содержащей диоксины [2]. Пожарные не использовали дыхательное кислородное оборудование из-за угрозы взрыва, что обусловило риск получения ими высокой дозы хлорорганических веществ. Было установлено, что содержание диоксинов в сыворотке крови этих пожарных сопоставимо с наиболее высокими уровнями, обнаруженными в России [3]. Мониторинг диоксинов в биосубстратах человека, в том числе в крови, позволяет судить
Ангарский филиал
Восточно-Сибирского научного центра экологии
человека Сибирского отделения
Российской академии медицинских наук, Ангарск
Институт проблем экологии и эволюции
им. А.Н. Северцова
Российской Академии наук, Москва
Бруклинский колледж
Городского университета Нью-Йорка
об уровнях загрязнения этими соединениями популяции в целом [4].
Средняя концентрация диоксинов в крови пожарных, выраженная в величинах суммарного токсического эквивалента (ТЕР), составила 169 пг/г липидов (вариация 50—477 пг/г, п = 15), в то время как в контрольной выборке пожарных, сопоставимых по возрасту и стажу работы, среднее содержание диоксинов было 105 пг/г липидов (вариация 27—205 пг/г) [5]. Для сравнения: у американских ветеранов войны во Вьетнаме содержание диоксинов в крови было от 13 до 209 пг/г липидов [6], а у сопоставимых по возрасту жителей США — 17 пг/г липидов [7]. К настоящему времени у значительной части пожарных сформировался неврологический синдромокомплекс в виде токсической энцефалопатии с органическими расстройствами психики и сенсорной полиневропатией с вегетативными нарушениями конечностей; в данной когорте отмечен более высокий уровень инвалидизации, чем у других пожарных в регионе [8]. Очевидно, что диоксины не были единственной причиной отравления, но их присутствие могло усиливать действие других токсикантов.
Целью данной работы являлась оценка текущих уровней ПХДД/ПХДФ и ПХБ в сыворотке крови "шелеховских" пожарных спустя 17 лет после пожара.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Проанализированы образцы сыворотки крови 20 пожарных из сформированной в 2003 г. когорты из 165 пожарных, часть которых принимала участие в тушении пожара в 1992 г. Пожарные были распределены на четыре группы по времени проявления синдромокомплекса и участию в тушении пожара. Первую группу (в данном обследовании не представлена) составили лица, госпитализированные вскоре после пожара с симптомами острого отравления и последующим быстрым
пг/г липидов 20 18 16 14 12 10 8 6
4 -2|
0
* ♦ ♦
♦ ♦ ♦ ♦
3 4
Номер группы
Рис. 1. Концентрации 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ в липидах сыворотки крови обследованных пожарных.
пг/г липидов 35
30 25 20 15* 10 5
0
♦
I *
♦
2
4
Номер группы
Рис. 2. Концентрации 2,3,7,8-замещенных ГкХДФ в липидах сыворотки крови обследованных пожарных.
3
развитием синдромокомплекса; вторую — те, у которых синдромокомплекс проявился позднее; в третью группу вошли те, у которых синдромокомплекс вообще не выявлен; в четвертую — пожарные, которые не принимали участие в ликвидации шелеховского пожара. Средний возраст и его вариации в группах 2, 3, 4 составили 45 (39— 49), 42 (33-48), 40 (35-51) лет соответственно. Принцип отбора кандидатов для анализа, а также процедура забора образцов крови и последующего выделения сыворотки в ноябре 2008 г. изложены ранее [5].
Определение ПХДД/ПХДФ и ПХБ производили методом ГХ-МСВР по стандартной методике [9].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты определения ПХДД/ПХДФ/ПХБ в сыворотке крови обследованных пожарных представлены в табл. 1. В случайной выборке из когорты мы не обнаружили пожарных с ТЕР, превышающим 100 пг/г липидов. Средняя концентрация ПХДД/ПХДФ во всех изученных группах практически одинакова. Следует отметить, что обследованные из группы 2 уже более 10 лет не работают пожарными. В третьей группе в настоящее время пожарным работает только один ликвидатор, остальные не работают или изменили профессию. Таким образом, за прошедшие 17 лет уровень диоксинов в крови пожарных, получивших в 1992 г. разовую высокую дозу диоксинов, снизился до уровня, характерного для работающих пожарных, не принимавших участия в тушении пожара в г. Шелехов в 1992 г.
Для поиска потенциальных маркеров, указывающих на дополнительный источник диоксинов, кроме обычных пищевого и общеантропогенного, необходимо проанализировать профиль индивидуальных конгенеров, исходя из механизмов их образования и потенциала биоаккумуля-
ции. Горение и другие высокотемпературные процессы приводят к образованию сложной гаммы конгенеров ПХДД/ПХДФ. В организме распределение ПХДД/ПХДФ претерпевает существенные изменения по сравнению с первоначальным: накапливаются в основном 2,3,7,8-замещенные кон-генеры, при этом эффективность их накопления уменьшается с увеличением числа атомов хлора в молекуле. Эти процессы приводят к нивелированию различий в распределении ПХДД/ПХДФ между источниками диоксинов. В результате об экспозиции, связанной с профессиональной деятельностью или чрезвычайными ситуациями, обычно можно судить только по минорным изменениям профиля конгенеров. Наиболее очевидным индикатором ПХДД/ПХДФ, образовавшихся при горении, можно считать 1,2,3,4,6,7,8-гептахлордибен-зофуран (ГпХДФ). Высокие уровни этого конгене-ра были выявлены в липидах сыворотки крови пожарных команды оперативного назначения после трагедии 11 сентября во Всемирном торговом центре в Нью-Йорке [10]. Образуясь в больших количествах при горении, он почти не накапливается в организме из-за низкой способности к биоаккумуляции и практически не передается по пищевым цепям, т.е. его содержание отражает только текущее поступление в организм.
Концентрации 1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ в крови шелеховских пожарных (группы 2 и 3) в настоящее время практически такие же, а в среднем даже несколько ниже, чем у пожарных из группы 4 (рис. 1). Это может означать, что повышенная концентрация этого конгенера (как и ПХДД/ПХДФ в целом), обусловленная разовой экспозицией при пожаре, к настоящему времени уменьшилась до обычной, обусловленной в основном поступлением с пищей и антропогенным загрязнением.
Другим индикатором продуктов горения могут служить 2,3,7,8-замещенные гексахлордибензо-фураны (ГкХДФ), которые в больших количествах образуются при горении и имеют большую
ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ ДИБЕНЗО-я-ДИОКСИНЫ 715
Таблица 1. Содержание ПХДД/ПХДФ/ПХБ в липидах сыворотки крови обследованных пожарных*
Конгенеры и эквивалент токсичности ^О-ТЕР Группа 2 (п = 8) Группа 3 (п = 5) Группа 4 (п = 7)
среднее шт—шах среднее шт—шах среднее тт—тах
пг/г липидов
^°-ТЕрПХДЦ/ПХДФ 14.2 7.7- 23.3 12.6 8.2- 20.1 13.8 6.4- 27.2
^О-ТЕРПХБ 21.9 15.8- 34.2 25.6 13- 49.3 26.0 9.4- 53.3
WHO-TEQпxдц/пxдФ /ПХБ 36.1 23.5- 52.7 38.2 23.3- 62.3 39.8 15.8- 80.6
2,3,7,8-ТХДД 1 2.7 <1.2- 8.1 3.6 1.9- 8.2 3.2 <0.7- 8.4
1,2,3,7,8-ПеХДД 1 1.1 <1- 4 0.7 <1.3- 3.3 0.2 <1- 1.5
1,2,3,4,7,8-ГкХДД 0.1 1.2 <0.9- 2.2 1.3 <1.1- 2.3 1.7 0.8- 2.8
1,2,3,6,7,8-ГкХДД 0.1 4.2 2.3- 8.3 4.0 3.3- 4.4 4.0 2.2- 5.7
1,2,3,7,8,9-ГкХДД 0.1 1.4 <1.5- 3.2 0.6 <1.1- 1.8 1.9 0.9- 3
1,2,3,4,6,7,8-ГпХДД 0.01 4.2 <5.7- 13.1 4.2 <6.7- 12 1.3 <6.4- 8.8
ОХДД 0.0001 56.5 <20- -158 68.7 <30- -201 105 <19- 206
2,3,7,8-ТХДФ 0.1 1.6 <0.9- 2.9 2.7 1.1- 4 2.1 <1- 4.2
1,2,3,7,8-ПеХДФ 0.05 0.4 <0.7- 1.5 0.3 0- 1.3 0.6 <0.5- 2.5
2,3,4,7,8-ПеХДФ 0.5 16.0 10- 26.9 12.3 8.8- 18.6 15.4 6.7- 26.4
1,2,3,4,7,8-ГкХДФ 0.1 7.2 3.8- 13.5 4.9 2.9- 7 6.8 3.7- 11.4
1,2,3,6,7,8-ГкХДФ 0.1 5.8 3.5- 11.6 4.4 3.1- 6.3 6.6 3.2- 9.8
1,2,3,7,8,9-ГкХДФ 0.1 1.7 <1.8- 2.8 1.9 1.3- 2.9 1.7 <2.3- 3.3
2,3,4,6,7,8-ГкХДФ 0.1 0.3 <1.6- 2.1 1.3 0- 2.8 1.1 0.9- 2.1
1,2,3,4,6,7,8-ГпХДФ 0.01 4.2 1.8- 8.5 5.1 3- 7.6 9.3 2.4- 18.4
1,2,3,4,7,8,9-ГпХДФ 0.01 <2 <2 <2
ОХДФ 0.0001 <8 <8 <8
ПХБ-77 0.0001 <40 <40 <40
ПХБ-81 0.0001 <15 <15 <15
ПХБ-126 0.01 56 28.5- -118 70 34.7- 108 81 22.4- 202
ПХБ-169 0.001 79 51- 141 67 36.6- -132 74 23.5- 141
нг/г липидов
ПХБ-105 0.0001 6.7 3.8- 12.3 8.4 4.4- 66.3 10.6 6.5- 17.6
ПХБ-114 0.0005 2.5 1.7- 4.2 2.2 1.3- 9 2.8 1.3- 5.1
ПХБ-118 0.0001 29.0 17.2- 50.5 32.6 18.2- 178 38.5 16.4- 66.6
ПХБ-123 0.0001 0.2 0.1- 0.5 0.3 0.1- 2.7 0.5 0.1- 1
ПХБ-156 0.0005 16.1 10.7- 25.2 11.2 8.6- 17.9 15.2 5.1- 38.8
ПХБ-157 0.0005 5.0 3.3- 8.2 3.7 2.8- 6.3 4.8 1.6- 11.8
ПХБ-167 0.00001 3.1 1.9- 4.8 2.9 2- 5 3.5 1- 8.2
ПХБ-189 0.0001 1.0 0.6- 1.5 0.6 0.4- 1.3 0.8 0.2- 2
* Значения меньше предела определения принимались равными нулю. Расчет ТЕр (суммарного эквивалента токсичности по отношению к 2,3,7,8-ТХДД) проводили с использованием диоксиновых коэффициентов токсичности TEF в системе ВОЗ (WHO-TEQ); средние значения для третьей группы представлены без учета максимально загрязненной пробы.
пг/г липидов 30 I
25 20 15
10* 5 0
2
2008
$ ♦
3
пг/г липидов
60 2004
50 -
40 - ♦
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.