Моніторинг хімічних канцерогенних агентів у довкіллі - загальна онкологія

Питання моніторингу хімічних канцерогенних агентів у довкіллі та канцерогенної навантаження на людей

Питання моніторингу хімічних канцерогенних речовин і канцерогенної навантаження на людей є важливими елементами в системі гігієнічного регламентування хімічних канцерогенів і використання її для профілактики онкологічних захворювань у населення. У цих питаннях особливо чітко видно різницю між хімічними канцерогенними агентами і іонізуючим випромінюванням як онкогенними факторами. Якщо оцінка радіаційного навантаження на людей в тих чи інших умовах їх проживання або трудової діяльності є справою відносно простим, то цього не можна сказати про аналогічну завданню щодо хімічних канцерогенних агентів. Непорівнянні за рівнем складності також і завдання моніторингу хімічних канцерогенів і іонізуючої радіації. Все це вказує на те, що прийоми і методи регламентування канцерогенної небезпеки, що застосовуються в радіаційної гігієни, далеко не просто перенести на нормування хімічних канцерогенних агентів.
Під моніторингом шкідливих агентів, в широкому трактуванні цього терміна, слід розуміти постійний нагляд за станом забрудненості навколишнього середовища відповідними агентами і їх джерелами, а також контроль за дотриманням існуючих нормативів.
Як в Радянському Союзі, так і за кордоном вже давно піднімається питання про назрілу необхідність налагодження моніторингу хімічних канцерогенних речовин. В тій чи іншій формі і обсязі в ряді країн він вже проводиться.
Дані, одержувані в процесі спостереження за ступенем забрудненості навколишнього середовища хімічними канцерогенними речовинами, можуть скласти основу для визначення канцерогенної навантаження у відповідних групах населення, т. Е. Для обчислення загального надходження в організм людини хімічних канцерогенних речовин з усіх середовищ і джерел. Его особливо важливо стосовно тих класів канцерогенних речовин, які можуть надійти в організм людини з різних середовищ і з різних джерел, наприклад для ПАУ, НС. Для БП в СРСР вже робляться практичні спроби провести оцінку його надходження в організм людей, що проживають в деяких місцевостях.
Передбачається, що на основі вивчення канцерогенних навантажень на населення і тенденцій в їх динаміці можна буде прогнозувати зрушення в онкологічній захворюваності і впливати на їх спрямованість. З цього приводу слід зазначити, що можливість встановлення канцерогенної навантаження (розуміючи під цим сумарне надходження в організм канцерогену) є лише питанням техніки і обсягу трудових і матеріальних витрат. Яких-небудь особливих складнощів принципового характеру в цій справі немає, хоча практичні труднощі можуть поставити під сумнів саму можливість обліку канцерогенної навантаження в обсязі, достатньому для прогнозування онкологічної захворюваності. Що ж стосується переходу від визначення канцерогенної навантаження до кількісного прогнозування рівня онкологічної захворюваності, то в цьому питанні є чимало і принципових труднощів, які добре видно з викладеного вище в цій та інших главах. Можна лише відзначити, що в даний час ще неможливо відповісти однозначно, чи переборні ці труднощі взагалі, тобто чи можливо, виходячи з сумарної кількості канцерогену (або канцерогенів), що надійшов в організм з різних джерел, визначити кількісно бластомогенних ефект, враховуючи вплив на нього всіх модифікуючих факторів.
При визначенні повної канцерогенної навантаження, т. Е. Загальної дози канцерогенів, що діють на людину в даній місцевості, необхідно зважати на те, що, по-перше, для людини можуть представляти канцерогенну небезпеку як один і той же канцероген з різних джерел, так і різні канцерогени, що надходять в організм. По-друге, може становити небезпеку і канцероген, що міститься в численних продуктах в малих дозах, які важко піддаються визначенню. Наприклад, БП може міститися майже в усіх видах харчових продуктів рослинного і тваринного походження і в напоях. У деяких випадках його навіть важко виявити аналітично. Ще важче йде справа з НС, які надходять в організм в значній мірі у вигляді їх попередників. Можна врахувати, скільки надходить в організм попередників, але неможливо передбачити, скільки з них синтезується самих НС. Таким чином, при підрахунку повної канцерогенної навантаження, по-видимому, основна складність проблеми пов`язана з великою трудомісткістю завдання, хоча справа і не тільки в цьому.
Для прогнозування рівня онкологічної захворюваності необхідно врахувати не тільки кількість канцерогенів, що надходять в організм, але і їх відносну канцерогенну активність, маючи на увазі те, що одна і га ж доза канцерогену, що надходить з різних джерел, може надати різний онкогенний ефект (в силу різного характеру комплексу речовин, що надходить разом з ним). Крім того, сам організм в залежності від його стану теж може по-різному реагувати на одні і ті ж дози.
Мабуть, буде правомірним зробити висновок, що в даний час проблема оцінки канцерогенної навантаження і прогнозування по ній тенденцій в онкологічній захворюваності ще вимагає подальшої теоретичної та практичної розробки.
У той же час моніторинг на певній території дозволяє здійснювати нагляд за джерелами викиду канцерогенів. Це дає можливість визначити потужність джерел і оцінити внесок кожного з них у загальну забрудненість середовища в даній місцевості. Такі спостереження виявляють відхилення від існуючих нормативів і є підставою для розробки і впровадження в практику заходів щодо зниження викиду канцерогенів конкретними їх джерелами.
Таким чином, моніторинг є практичним засобом профілактики забруднення середовища канцерогенними агентами. Якщо на канцерогени, що піддаються моніторингу, є і нормативи, то це дає професіоналізм та юридичну основу профілактичних заходів. Вище згадувалося, що в СРСР ведуться роботи з моніторингу канцерогенних речовин, проте, по суті справи, одного тільки БП, розглянутого в якості індикаторного з`єднання для всього класу ПАУ.
У зв`язку з викладеним виникає питання про значущість моніторингу для одного лише БП. Мабуть, для відповіді на нього доречно звернутися до історії.
Спочатку, в 40 -50-х роках цього століття, визначення канцерогенних ПАВ в об`єктах довкілля виробляли як в нашій країні, так і в інших країнах за допомогою флюоресцентної-спектрального аналізу. В силу головним чином сприятливих для такого аналізу спектральних властивостей БП обмежувалися визначенням тільки цього з`єднання. Надалі визначення ПАУ в об`єктах навколишнього середовища в західних країнах стали проводити за допомогою абсорбційного спектрального аналізу, при якому без істотного ускладнення методики і без помітного збільшення трудомісткості можна було визначати, поряд з БП, і багато інших ПАУ. У міру вдосконалення аналітичної техніки кількість ПАУ, які вдавалося виявляти в об`єктах навколишнього середовища, весь час збільшувалася.
В СРСР в онкогігіеніческіх дослідженнях продовжували користуватися флюоресцентної-спектральним аналізом, який постійно вдосконалювався, спочатку за рахунок використання квазілінейчатих спектрів флюоресценції, а пізніше завдяки застосуванню спектрофлюоріметров з монохроматичним порушенням люмінесценції. Цей метод дає можливість визначати не тільки БП, але і багато інших ПАУ. У ряді робіт, перед якими ставилися відповідні завдання, в порівнянних продуктах за допомогою флюоресцентної-спектрального аналізу виявляли приблизно такий же набір ПАУ, який, за літературними даними, знаходять в лабораторіях західних країн за допомогою застосовуваних там методів. Спектрально-флуоресцентні методи, що застосовуються в СРСР, неодноразово успішно зіставлялися з методами зарубіжних лабораторій в міжнародних кооперативних дослідженнях.
Таким чином, застосовувані в СРСР флюоресцентної-спектральні методи в принципі дають можливість визначати не тільки БП, але й інші ПАУ, проте трудомісткість такого аналізу істотно зростає, а сам аналіз помітно ускладнюється в порівнянні з визначенням одного лише БП.
У Радянському Союзі онкогігіеніческіе дослідження, в яких визначається БП, мають яскраво виражену профілактичну спрямованість. У таких роботах набувають особливої цінності методи, що дозволяють в короткий термін проводити аналізи великого числа зразків. Тому в них, як правило, віддається перевага тим методикам, за допомогою яких можна визначати лише один БП, виробляючи при цьому в короткий строк велике число аналізів.
Правомочність такої постановки роботи обґрунтовувалася вже в монографії Л. М. Шабада і П. П. Дикуна (1959). У цій роботі підсумовано досвід практично першого не тільки в нашій країні, а й взагалі в світі моніторингу БП в атмосферному повітрі населених місць. У монографії викладені результати вивчення забрудненості атмосфери (по сніговим пробам) 20 міст і населених місць Радянського Союзу. Вивчені міста і населені пункти були розкидані по всій території країни - від Ленінграда і Макіївки до Іркутська і Ангарська. Вони розрізнялися чисельністю населення, насиченістю великими і дрібними джерелами викиду ПАУ. В роботі, яка цілком заснована на визначеннях одного лише БП, були встановлені і вивчені багато закономірностей, які зберігають силу і зараз. Уже ці матеріали є свідченням великого значення методів, в яких визначається тільки БП, в онкологічних дослідженнях.
Згодом до питання про значущість визначень тільки БП поверталися неодноразово в різних роботах. Особливо багато обговорювалося питання про можливість розглядати БП в якості індикаторного з`єднання для всієї групи ПАУ [Ільницький А. П., 1985]. Мабуть, слід визнати правомірним суттєва розбіжність думок з цього питання. Ймовірно, в даний час строго обґрунтованого однозначної відповіді на нього немає. Для отримання його слід було б зробити докладні якісні та кількісні аналізи фракійські ПАУ з продуктів самого різного походження (наприклад, продукти спалювання різних видів палива при різних режимах згоряння, продуктів піролізу різних матеріалів при різних режимах і т. Д.). Навіть переконавшись в тому, що їх склад повністю ідентичний, ще не можна було б дати ствердну відповідь. Для цього ще треба було б переконатися, що фракції ПАУ, що містяться у вторинних джерелах, наприклад в харчових продуктах, в грунті і т. Д., Куди вони надходять з первинних джерел, також мають ідентичний складу. Вичерпних даних таких досліджень немає. Більш того, існують дані, хоча і не мають вичерпної доказової сили, згідно з якими склад фракції ПАУ, кількісні співвідношення між окремими вхідними в неї компонентами, залежать від характеру джерела, з якого відбувається продукт. Були навіть спроби за складом фракцій ПАУ забруднень атмосфери визначати джерело, з якого вони походять.
Таким чином, цілком можливо, що БП не можна вважати індикаторним з`єднанням в тому сенсі, що його зміст в даному продукті повністю характеризує якісний і кількісний склад фракції ПАУ цього продукту. Тим більше неможливо очікувати, що два продукти різного походження, що мають однаковий зміст БП, будуть однаковими за якісним і кількісним складом містяться в них фракцій ПАУ. Особливо справедливо це для випадку, коли порівнювані продукти містять ПАУ, що надійшли в них з зовнішнього, нехай навіть з одного і того ж, джерела.
Проте, визначення змісту навіть одного БП має величезну теоретичну і особливо практичну значимість.
У моніторингу канцерогенів в навколишньому середовищі, особливо в атмосферному повітрі, значення визначення БП полягає насамперед в тому, що воно дає можливість встановити кількісну взаємозв`язок між інтегральної забрудненістю ПАУ в даній місцевості і джерелами, з яких вона створюється. Тим самим такий моніторинг здатний озброїти органи санітарного нагляду оперативним засобом виявлення найбільш небезпечних джерел цих агентів і встановити контроль за їх діяльністю. Це особливо важливо для великих міст з великим числом джерел викиду в атмосферу канцерогенних ПАВ. При цьому можливі похибки, пов`язані з вірогідним відмінностями складу фракції ПАУ в викидах в атмосферу з різних джерел, відступають на другий план. Можливість оперативно оцінити різні джерела навіть орієнтовно в цій справі має вирішальне значення.
Однак особливо високу значимість набуває визначення БП при розробці та випробуванні технологічних профілактичних заходів, коли мова йде про цілеспрямоване зміні небезпечної в канцерогенний відношенні технології, розробці та впровадженні в практику нових або модифікованих, з урахуванням поставленої мети - зниження канцерогенної небезпеки, процесів і агрегатів. Рішення таких завдань неможливе без проведення в стислі терміни величезної кількості аналізів як на стадії теоретичного обгрунтування пропонованого технічного рішення, так і при його реалізації. Тут скорочення термінів і трудомісткості аналізів набуває вирішальне значення. Якщо мова йде про технології, пов`язаної з виділенням ПАУ, то природно обмежитися визначенням тільки БП. Викладене положення проілюструємо прикладами з практики.
Доказ факту появи БП в м`ясних і рибних харчових продуктах внаслідок технологічної обробки їх деревним димом (копчення) спонукало технологів, особливо в нашій країні, до інтенсивного вивчення цієї проблеми і пошуків шляхів її вирішення. Ці пошуки пішли за кількома напрямками. Одне з них, здавалося найприроднішим і прямим, виходило з існуючих в той час уявлень про механізми та умови освіти ПАУ, згідно з якими ці канцерогенні агенти утворюються при температурах понад 500-600 ° С, а при більш низьких вони не виникають. Природним виходом з положення представлялася розробка димогенераторів, які виробляють коптильний дим при температурі нижче 500 ° С, і виробляти копчення з його допомогою. Такі димогенератори були побудовані, проте початкові припущення виправдалися лише частково. Повного виключення появи БП в продукції досягти не вдалося. В продукції, приготовленої за допомогою димогенераторів деяких типів, зміст БП було майже таким же, як і при копченні димом від багаття з дров. Інший напрямок пішло більш складним шляхом. По-перше, був проведений своєрідний моніторинг БП в продукції, підданої технологічній обробці коптильним димом, т. Е. Вивчалося зміст БП в рибі і ковбасних виробах, приготованих на різних підприємствах за різною технологією. Досліджувану продукцію готували також в лабораторних умовах. З`ясовували взаємозв`язок між вмістом БП в готової продукції і характеристиками вихідної сировини, готової продукції та технологічних факторів. Було встановлено, що з числа технологічних факторів вирішальну роль відіграють розміри шматків деревини, яка подається в зону горіння. Так, найменше БП містилося в коптильні димі і приготованої продукції при спалюванні тирси, найбільше - при спалюванні чурок. Виявилося, що димогенератори, що використовують чурки, тріску, стружку, іноді бувають так само небезпечні щодо забруднення продукції БП, як і традиційний вогнище з дров. По-друге, було вироблено лабораторне дослідження вмісту БП в продуктах піролізу деревини в залежності від сировинних і режимних факторів. У цих роботах було встановлено, що, крім високотемпературного процесу освіти ПАУ, існує ще і низькотемпературний процес їх виникнення, що відрізняється від першого своїм механізмом. Результати всіх робіт по цій проблемі привели до висновку, що радикальним засобом запобігання появи канцерогенних ПАВ і НС в копченої продукції є застосування коптильних рідин замість диму.
Іншим прикладом аналогічного роду є проблема сушіння зерна при контакті його з продуктами згоряння палива. У проведеному широкому обстеженні зерносушильного парку країни було встановлено, що можливість появи БП в зерні залежить не тільки від наявності його в сушильній агента, але і від способу сушіння. Показано, що найбільша ймовірність забруднення зерна спостерігається при сушінні його в щільному шарі, найменша - при сушінні в підвішеному стані.
Наведені приклади показують, що визначення БП може бути корисно в тих випадках, коли мова йде про порівняльне вивчення потенційної канцерогенної небезпеки однотипних об`єктів. Однак за такими даними навряд чи можна оцінити абсолютну величину канцерогенного ризику того чи іншого об`єкта. В обгрунтування цього висновку наведемо такий приклад.
У роботі G. Grimmer і співавт. (1983) показано, що канцерогенна активність конденсату автомобільних викидів приблизно на 84 - 91% визначається дією міститься в них фракції ПАУ (яка становить 3,5% від маси всього конденсату). Тим часом присутній в ній БП визначає тільки 6 - 7,4% загальної канцерогенності конденсату. Можна навести й інші експериментальні приклади, в яких канцерогенна активність складних продуктів значно перевершувала бластомогенних ефект входив до його складу БП.
Питання про значущість визначення БП недавно піддався детальному аналізу в роботі А. П. Ільницького. Важко не погодитися з його висновком: «... не можна необгрунтовано розширювати тлумачення інформації, одержуваної при визначенні БП, але в той же час не виправданий і відмова від переваг, які вона дає».
Ймовірно, і в подальшому при моніторингу ПАУ в атмосферному повітрі населених місць і виробничих приміщень слід вважати допустимим обмеження визначенням тільки БП, особливо якщо ці дослідження пов`язані з виконанням контрольних функцій або проведенням технологічних профілактичних заходів. В особливих випадках при вирішенні дослідницьких завдань доцільно, природно, проведення докладних аналізів з визначенням максимальної кількості ПАУ.
З розвитком системи моніторингу, ймовірно, відбудеться диференціювання індикаторних показників для різних середовищ і об`єктів. Для моніторингу канцерогенів в атмосферному повітрі в найближчій перспективі, мабуть, досить буде визначень одного БП як представника класу ПАУ. У містах і місцевостях, в яких розташовуються деякі специфічні підприємства, крім цього показника, потрібно також визначення летючих НС. Їх визначення, мабуть, доцільно проводити також в атмосферному повітрі виробничих приміщень деяких типів підприємств.
Для води і грунту, мабуть, недостатньо моніторингу тільки ПАУ (або БП). Для цих середовищ вже зараз назріла необхідність розробки методів визначення канцерогенних металлосоедіненій і нітрозірующего попередників НС.
Крім зазначених середовищ, доцільно також проведення моніторингу канцерогенів в окремих видах та класах продуктів. Можна вважати, що певною мірою, хоча і не систематично, вже проводиться моніторинг БП і НС в ряді видів харчових продуктів. При цьому в якості індикаторного з`єднання для летючих НС, на думку деяких фахівців, доцільно використовувати НДМА. Є і інші групи об`єктів, в яких доцільно проводити моніторинг канцерогенів, причому не тільки з класів ПАУ або НС. Для добрив, наприклад, доцільно контролювати і регламентувати канцерогенні металлосоедіненія і нітрозірующего попередники НС.
Для розгортання моніторингу хімічних канцерогенних речовин в навколишньому середовищі необхідна організація постійно діючої мережі пунктів з відбору проб для визначення в них канцерогенних агентів і системи лабораторій для їх аналізу, що працюють за єдиною, уніфікованою методикою. Це вимагає великих трудових і матеріальних витрат. Справа в тому, що, по-перше, в даний час вже відомо досить багато хімічних канцерогенних сполук, досить широко поширених в навколишньому середовищі, причому в різних її сферах, щодо яких бажано організувати систему моніторингу. Це можливо лише при виконанні великого обсягу роботи. По-друге, хімічні канцерогенні сполуки присутні в об`єктах навколишнього середовища, як правило, лише у вигляді домішок в незначних концентраціях, що не піддаються визначенню звичайними простими хімічними методами. Їх визначають за допомогою сучасних складних методів, які використовують, як правило, дорогі, нерідко унікальні прилади. Такими приладами розташовують лише деякі лабораторії науково-дослідних установ. Для широкого моніторингу хімічних канцерогенів треба було б створення нових лабораторій, оснащених дорогим обладнанням.
Слід також зазначити, що і методи визначення більшості хімічних канцерогенів тривалі, трудомісткі і можуть застосовуватися лише фахівцями високої кваліфікації.