Сумарна мутагенна активність як інтегральний показник оцінки еколого-генетичного стану довкілля

Таким чином, вивчення СМ складових атмосферного повітря 19 міст України з різною специфікою промисловості показало, що як в газовій, так і в аерозольній компонентах міститься велика кількість (і досить висока концентрація) мутагенно-активних речовин. Про це свідчать отримані нами експериментальні дані. Наявність “середнього” ступеня СМ в пробах “металургійних” і деяких “хімічних” міст при відносно невеликих об'ємах відібраного повітря, є тривожним сигналом, який свідчить про невисоку якість атмосферного повітря по показнику СМ. Враховуючи виявлені ефекти в пробах повітря, можна ранжувати міста за ступенем зменшення СМ. Так, пріоритетний перелік міст по МА виглядатиме наступним чином:

Не дивлячись на все розмаїття даних з проблеми генетичного моніторингу, в нашій роботі ми застосовували дані, отримані Є.М. Антипенком з співавт. та О.І. Тимченко і співавт. для порівняльного аналізу результатів по СМА атмосферного повітря в містах з даними, які характерізують здоров'я (таблиця 7).

Таблиця 7. - Порівняльна оцінка рівней забруднення атмосферного повітря хімічними сполуками і деяких показників здоров'я населення в містах з різною спеціфікою промисловості:

Слід зазначити, що, з одного боку, показники СМА не корелюють з демографічними показниками (народжуваність і очикувана середня тривалість життя) і в той же час має місце зв'язок їх з даними щодо генетичних пошкоджень. Найбільш значущі рівні СА і ВВР спостерігали в Маріуполі і Запоріжжя, де ступінь мутагенної активності складав 18,2 і 16,7, тоді як в Сімферополі з більш низькою СМА повітря (6,9) рівні СА в 1,55 раза і ВВР в 2,6 раза нижче.Очевидно, це пов'язано з тим, що демографічні показники здоров'я формуються широким спектром соціально-економічних та інших факторів, тоді як генетичні показники обумовлюються впливом специфічних агентів: мутагенних чинників, характеристикою яких в наших дослідах є СМА. Підтвердженням цього є також кореляція показників СА і ВВР з даними по забрудненню атмосферного повітря бенз(а)піреном, який, з одного боку, відноситься до числа найбільш активних канцерогенів-мутагенів, а з іншого - визначає найбільший внесок в формування СМА повітря. Таким чином, можна підтвердити інформаційну значущість СМА для прогнозування специфічної генетичної небезпеки забруднень довкілля.

ВИСНОВКИ

1. Вперше з використанням розробленої нами методичної схеми вивчення та оцінки СМА хімічних забруднень на бактеріальних тест-системах проведено широкомасштабне тестування об'єктів довкілля (води, повітря) на мутагенність, що дозволило встановити реальну еколого-генетичну небезпеку об'єктів середовища для генетичного здоров'я населення;

2. Розроблена методична схема вивчення та оцінки мутагенних ефектів на бактеріальних тест-системах (тест-штами ТА 98 і ТА 100) відрізняється від традиційної системи Еймса більшою надійністю результатів, адаптованістю до об'єктів середовища і базується на нових експериментальних даних, а саме:

- визначені межі коливань спонтанного фону мутування (історичний контроль) для ТА 98 (від 11 до 44 колоній на чашку) і ТА 100 (від 54 до 91 колонії на чашку); мутагенний вода генетичний

- встановлена відсутність впливу стану системи метаболічної активації на рівень спонтанного мутагенезу;

- вибрані і обґрунтовані найбільш ефективні дози позитивних контролів (модельних мутагенів) для відповідних штамів-тестерів: для контролю чутливості до дії мутагенів для ТА 98 рекомендований діазопірен в дозі 500 мкг/чашку, для ТА 100 - біхромат калію в дозі 200 мкг/чашку, для контролю ефективності функціонування системи метаболічної активації для ТА 98 рекомендований бензидин, для ТА 100 - циклофосфамід в рівних дозах (200 мкг/чашку);

- обґрунтовані критерії врахування мутагенних ефектів: незалежно від коливань дисперсії досліду мутагенний ефект слід вважати встановленим при перевищенні числа колоній-ревертантів в дослідних варіантах відносно спонтанного контролю для ТА 98 в 2,0 рази, для ТА 100 - в 1,8 рази.

3. Запропонована шкала оцінки мутагенних ефектів на бактеріальних тест-системах з врахуванням активності дії комплексу хімічних речовин з об'єктів середовища: “слабкий” - перевищення кількості колоній в досліді відносно контролю до 10 разів, “середній” - від 10 до 100 разів, “сильний” - більш 100 разів;

4. Тестування на мутагенність проб води з поверхневих джерел водопостачання (річок Дніпро і Десна) в місцях водозабору питних водогонів м. Києва встановило меншу забрудненість хімічними мутагенами Деснянської води (переважно “слабка” мутагенність) в порівнянні з Дніпровською (переважно “середня” мутагенність) з явними сезонними коливаннями ефектів, що сягають піку в літні місяці - час “цвітіння” води. Проби води з артезіанських свердловин (Сеноменський і Юрський водоносні горизонти) не мали здатності індукувати генні мутації у Salmonella typhimurium. Встановлена різниця в показниках СМА може бути обумовлена наявністю в воді річок Дніпро і Десна (в різних концентраціях) таких хімічних речовин, як феноли, нафтопродукти, нітрити, солі важких металів;

5. Встановлено, що застосування на водогінних станціях для попередньої обробки річкової води хлорування (на відміну від озонування) приводить до підвищення початкової мутагенності води за рахунок утворення нових мутагенно-активних сполук. Аналіз мутагенності продуктів первинного хлорування та первинного озонування Дніпровської води виявив вищу мутагенність продуктів хлорування порівняно з продуктами озонування (перевищення спонтанного контролю в 17,7 і 7,0 разів відповідно). Показано, що утворення мутагенів відбувається в результаті взаємодії хлору з органічними сполуками води і підчиняється загальній закономірності “доза-час-ефект”;

6. В процесі поступового проходження первинно хлорованої (або озонованої) природньої води через традиційну систему водоочистки річкових водогонів (коагуляція - відстоювання - фільтрація - обеззаражування) проводить в 3-5 разів зниження початкової генотоксичності води, проте частина мутагенів поступає в питну воду. Встановлений факт підвищення мутагенності питної води при застосуванні озону на заключному етапі її обробки (обеззаражування), мабуть, в результаті взаємодії озону з немутагенними сполуками, утвореними під час попереднього хлорування;

7. За ступенем забруднення мутагенами Дніпровська і Деснянська питні води після головних водогінних очисних споруд (з резервуарів чистої води) характеризувались “слабкою” генетоксичністю. В результаті змішування в водорозподільних мережах мутагенної питної води з поверхневих джерел водопостачання з немутагенною артезіанською водою, якє має місце, наприклад, в м. Києві, відмічено зниження генотоксичності водопровідної води в кратності, яка відповідає частці артезіанської води в загальній витраті питної води, тому питні води змішаних артезіансько-річкових водогонів, очевидно, менш небезпечні для генетичного здоров'я людей, ніж чисто річкові водогони;

8. Показано, що водоочисні фільтри з загрузкою ГАВ (на відміну від піщаної) навіть при застосуванні на водогонах первинного хлорування, яке приводить до підвищення мутагенності води, забезпечують повне видалення мутагенів з води. Встановлений факт підтверджено нами і на побутових водоочисних пристоях з картриджами, загруженими такими сорбційними матеріалами, як сплавлений порошок титану і оксиду алюмінію, активована вуглецева волокниста тканина, клиноптилоліт, модифікований сполуками марганцю, активоване вугілля, імпрегноване сріблом. Все це дає підставу рекомендувати застосування на водогінних станціях вугільних фільтрів замість кварцевих, або ж проводити доочистку води на сорбційних фільтрах безпосередньо у споживача;

9. Тестування на мутагенність усереднених проб атмосферного повітря, відібраних на стаціонарних постах спостередження в 19 містах України, які були умовно розподілені на міста з переважним розвитком металургійної (“металургійні” міста), хімічної (“хімічні” міста) промисловості і умовно чисті (контрольні) міста, дозволили встановити характер і ступінь забруднення мутагенами повітряного середовища:

- аерозольна і газова складові атмосферного повітря міст показали майже рівний ступінь сумарної мутагенності (з незначним первищенням в ступені вираженості ефекту для аерозольної складовоі);

- за мутагенною активністю атмосферного повітря досліджені міста можуть бути ранжовані наступним чином: “металургійни” (“середня” активність), “хімічні” (“середня” або “слабка” активність), умовно чисті (“слабка” або відсутність активності). В рамках “середньої” або “слабкої” мутагенної активності, незалежно від характеру промислового розвитку міст, кратність перевищення спонтанного контролю була приблизно однаковою (від 15 до 23 та від 2 до 9 разів відповідно).

10. В досліджених містах, незалежно від характеру промисловості, відмічено приблизно однаковий спектр сполук, які відносяться до 3-4 класу небезпеки - ПАУ, важкі метали, які є пріоритетними забруднювачами атмосферного повітря. Отже, різниця в ступені СМА визначається не стільки різним спектром хімічних сполук, скількі рівнем їх вмісту в повітрі. Разом з тим, не можна виключити в цьому процесі внесок окремих спеціфічних сполук, ідентифікація яких потребує розробки інших методів фізико-хімічного аналізу;

11. Встановлено одночасну присутність в атмосферному повітрі досліджених міст “прямих” та “побічних” мутагенів. Ідентифікація забруднювачів повітряного середовища з мутагенною активністю виявила, що пріоритетними для всіх міст є одні і ті ж мутагени:

- бенз(а)пірен і споріднені сполуки (PR = 0,710 - 0,950);

- важкі метали (PR = 0,800 - 0,999);

- формальдегід та продукти їх фотохімічних перетворень;

12. Результати досліджень атмосферного повітря на мутагенність дозволили ранжувати вказані міста за ступенем генетичної небезпеки для здоров'я людей і рекомендувати систему пріоритетних заходів по охороні повітряного середовища від забруднень, в тому числі і мутагенно активними речовинами, що знайшло відображення в цілому ряді нормативно-методичних та інших документів, які підтверджені актами про впровадження;

13. Враховуючи високу пріоритетність таких хімічних сполук, як важкі метали (особливо іонів 6-валентного хрому, свинцю, кадмію), бенз(а)пірен, антрацен, пірен, флуорен в атмосферному повітрі, бромоформ, хлороформ, дібромхлорметан, 2-хлорфенол в питних водах, які характеризуються стабільністю, розповсюдженістю і мутагенною активністю, доцільно рекомендувати їх для включення в перелік речовин для обов'зкового контролю на державному або місцевому рівні.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Изучение мутагенной активности проб воздуха на Salmonella typhimurium // Медицинский реферативный журнал. - 1981, №10. - С. 48-51 (співавт. Соколовский В.В.).

2. Критерии учета мутагенных эффектов в тесте Эймса // Цитология и генетика. - 1990. - Т. 24, №4. - С. 41-45 (співавт. Журков В.С., Абилев С.К.).

3. Анализ спонтанного фона мутирования Salmonella typhimurium // Гигиена и санитария. - 1991, №1. - С. 70-71 (співавт. Журков В.С.).

4. Выявление и оценка суммарной мутагенной активности аэрозольной части химических загрязнений атмосферного воздуха некоторых промышленно развитых городов Украины // Цитология и генетика. - 1993. - Т. 27, №4. - С. 34-39 (співавт. Бариляк И.Р., Журков В.С.).

5. Гигиеническое изучение активированного углеродного волокнистого материала в составе сорбирующего фильтрующего элемента, предназначенного для доочистки питьевой воды в быту // Гигиена и санитария. - 1993, №10. - С. 21-23 (співавт. Прокопов В.А., Миронец Н.В., Гакал Р.К., Мактаз Э.Д., Тетенева И.А., Тарабарова С.Б., Мартыщенко Н.В.).

6. Гигиеническое изучение активированного углеродного волокнистого материала в составе сорбирующего фильтрующего элемента для доочистки питьевой воды. // Врачебное дело. - 1993, №5-6. - С. 52-54.(співавт. Прокопов В.А., Миронец Н.В., Гакал Р.К., Мактаз Э.Д., Тетенева И.А., Тарабарова С.Б., Мартыщенко Н.В., Надворная Ж.Д.).

7. Detection and Estimation of total mutagenic activity of the aerosol fraction of chemical pollutants of atmospheric air in industrial developed cities of Ukraine // Cytology and Genetics. - 1993. Vol. 27, №4. - P. 31-35. (співавт. Bariliak І.R., Zurkov V.S.).

8. Mutagenic activity of airborne particles in industrial cities // Cytology and Genetics. - 1995, №5. - P. 29-34 (співавт. Bariliak I.R.).

9. Оценка мутагенной активности газовых частиц атмосферного воздуха с помощью микробиологического теста // Микробиологический журнал. - 1995 - Т. 57, №4. - С. 65-72 (співавт. Бариляк И.Р.).

10. Мутагенная активность взвешенных частиц атмосферного воздуха в индустриальных городах Украины // Цитология и генетика. - 1995. - Т. 29, №5. - С. 29-34 (співавт. Бариляк И.Р.).

11. Влияние дезинфектантов на качество питьевой воды // Химия и технология воды. - 1996. - Т. 18, №5. - С. 533-539 (співавт. Бариляк И.Р.).

12. Продукты хлорирования воды как индукторы генных мутаций // Цитология и генетика. - 1996. - Т. 30, №5. - С. 76-81.

13. Products of water chlorination as inductors of gene mutations // Cytology and Genetics - 1996 - Vol. 30, №5. - P. 75-79.

14. Изменение суммарной мутагенности при водоподготовке на Деснянском водопроводе // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології. - Київ - Луганск - 1997. - С. 48-50.

15. Desinfectants and induction of gene mutation // Mutation Research. - 1997. - Vol. 379, №1. - Suppl. 1. - P. 107 (співавт. Bariliak I.).

16. Atmospheric air contamination and demographic process in the cities of Ukraine // Mutation Research. - Vol. 379, №1. - Suppl. 1. - P. 106. (співавт. Timchenko O., Touros E.).

17. Desinfectants application and indused mutagenesis in Salmonella typhimurium // Mutation Research. - 1997. - Vol. 379, №1. - Suppl. 1. - P. 106.

18. Ozone application in water treatment and induction of gene mutation in biological objects // Mutation Research. - 1997. - Vol. 379, №1. - Suppl. 1. - P. 108 (співавт. Bariliak I.).

Размещено на Allbest.ru