Оценка риска для здоровья населения, связанного с загрязнением пищевых продуктов токсичными элементами

Обеспечение безопасности пищевых продуктов входит в число приоритетных направлений государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации [Покровский В.И. с соавт., 2002; Онищенко Р. Г., 2003]. Являясь источником энергетического и пластического материалов, а также биологически активных веществ, пищевые продукты одновременно могут быть и носителями многих потенциально опасных соединений как природного, так и антропогенного происхождения [Покровский А.А., 1979; Тутельян В. А. с соавт., 1987, 1999]. К одной из наиболее значимых групп контаминантов пищевых продуктов относятся токсичные элементы (свинец, кадмий, мышьяк, ртуть), которые обладают широким спектром неблагоприятного действия и представляют значительную опасность при хроническом воздействии даже в небольших дозах [Авцын А.П. с соавт., 1991; Тутельян В. А., 1999, 2003; Измеров Н. Ф., 2000; WHO, 1995, 2001, 2003; IARG, 1993, 2002; ATSDR, 1993, 1997; Griffm J.L. et al., 2000; Jin T. et al., 2002; Van Vleet T.R., Schnellmann R.G., 2003; Renwick A.G., 2004]. В связи с этим в Российской Федерации, как и во многих странах, осуществляется мониторинг за содержанием этой группы контаминантов в пищевых продуктах [Монисов А.А. с соавт., 1994; Онищенко Г. Г., 2004; Беляев Е. Н. с соавт., 2004; Филатов Н. Н., 2004; Савельев И. с соавт., 2004], результаты которого ежегодно обобщаются в «Государственных докладах о санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации» (1999;2005 Г. Г.). Ежегодно только в системе Роспотребнадзора проводится около 1,5 млн. исследований по санитарно-химическим показателям. К[акоплен огромный массив данных, который представляет значительный интерес не только с точки зрения предотвращения реализации некачественных и опасных пищевых продуктов, но и для разработки стратегии управления безопасностью пищевой продукции с современных позиций оценки риска, обоснования и определения приоритетных направлений дальнейших исследований. Концепция анализа риска в настоящее время достаточно полно разработана в отношении контаминантов химической природы [Шандала М.Г. с соавт., 1999, 2004; Чибураев В. И. с соавт., 2000; Онищенко Г. Г., 2002, 2005; Новиков М. с соавт., 2003, 2005— Кузьмин В. с соавт., 2004; Ракитский В. Н., 2004; Чубирко М. И. с соавт., 2004; Рахманин Ю. А. с соавт., 2005; Авалиани G.JI., Буштуева К. А., 2005]. Для большинства этих веществ, в том числе токсичных элементов, в настоящее время определены токсикологические характеристики и установлены допустимые суточные дозы и условно переносимое недельное поступление [JECFA, 1978, 1988, 1995, 2003]. Однако остается недостаточно изученным вопрос об уровнях экспозиции токсичными элементами на население, что не позволяет в полной мере рассчитать показатели характеристики риска и оценить их вклад в заболеваемость. Проведенные исследования показывают, что поступление токсичных элементов с рационами может существенно различаться [Хотимченко А., 2001; Истомин А. В. с соавт., 2004; Лесцова Н. А., 2004; Скальная М. Г., 2005; ANZFA, 2002, 2003; FSA, 2004]. В определенной степени это обусловлено и различными подходами, применяемыми при расчете нагрузки. Изучение уровней поступления токсичных элементов с рационами предполагает объективную оценку двух основных переменных величин: содержания контаминантов в пищевых продуктах и уровней потребления пищевых продуктовДля получения информации о содержании токсичных элементов в пищевых продуктах могут быть использованы данные федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга. Однако эти данные должны быть правильно проанализированы для целей дальнейшего их использования при расчете нагрузки. Для оценки структуры питания могут использоваться данные Федеральной службы государственной статистики или данные системы мониторинга за состоянием питания населения Российской Федерации [Тутельян В.А., Батурин А. К., 2004]. Методически обоснованное совместное использование этих данных позволит получать достоверную и сопоставимую информацию об уровнях нагрузки токсичными элементами на население, проживающее в различных регионах страны, и определить основные мероприятртя по снижению риска, связанного с контаминацией пищевых продуктов. Поэтому актуальным направлением исследований является оценка существующих подходов к расчету нагрузки и разработка алгоритма для этого расчета. В связи с этим целью работы явилась разработка системы расчета и оценки уровней поступления контаминантов с пищевыми продуктами на примере токсичных элементов (свинца, кадмия, мышьяка, ртути). в задачи исследования входило: 1. Разработать подходы к анализу данных о контаминации пищевых продуктов токсичными элементами для целей оценки риска.2. Провести анализ данных федерального информационного фонда социальногигиенического мониторинга о контаминации пищевых продуктов и данных ГУ НИИ питания РАМН о контаминации БАД к пище токсичными элементами.3. Провести расчет уровней поступления токсичных элементов с пищевыми продуктами с использованием различных методических подходов.4. Разработать схему расчета и оценки уровней поступления токсичных элементов с рационами питания. Научная новизна работы Разработаны новые подходы к анализу данных о содержании токсичных элементов в пищевых продуктах для целей оценки риска и проведен анализ данных федерального информационного фонда социально-гигиенического, мониторинга по содержанию токсичных элементов в основных группах пищевых продуктов. Впервые получены данные об уровнях поступления токсичных элементов с пищевыми продуктами в целом по Российской Федерации и по федеральным округам, а также у населения Московской области. Впервые разработан алгоритм расчета уровней поступления токсичных элементов с рационами и связанного с ним риска, который позволяет получать сопоставимые данные об индивидуальных и популяционных уровнях нагрузки, неканцерогенного и канцерогенного риска. Практическая значимость и внедрение результатов работы Выявлены приоритетные группы пищевых продуктов с учетом реального содержания токсичных элементов и реальной структуры питания населения, необходимые для разработки мероприятий по снижению уровня контаминации. Разработаны и внедрены в систему Роспотребнадзора МУ 2.3.7.2125−06 «Социально-гигиенический мониторинг. Контаминация продовольственного сырья и пищевых продуктов химическими веществами. Сбор, обработка и анализ показателей». Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре гигиены питания и токсикологии МПФ ППО ММА им. И. М. Сеченова.3. О Б З О Р Л И Т Е Р, А Т У Р Ы 3.1. Токсичные элементы как приоритетные контаминанты пищевых продуктов. Пища является источником и носителем как необходимых пищевых веществ, так и чужеродных соединений для организма человека [Покровский А.А., 1979; Тутельян В. А. с соавт., 1987, 1999]. Среди последних выделяют контаминанты природного и антропогенного происхождения, которые представляют наибольшую опасность для здоровья населения. К контаминантам природного происхождения относят бактериальные токсины, микотоксины, фитотоксины, фикотоксины, а к контаминантам антропогенного происхождения — токсичные элементы, пестициды и их метаболиты, радионуклиды, азотсодержащие соединения, полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, диоксины и т. д. [Тутельян В.А. с соавт., 1987]. Безусловно, что степень опасности каждого из этих веществ будет зависеть как от их токсикологической характеристики, так и от вида воздействия. Так, контаминанты природного происхождения (бактериальные токсины, фикотоксины, фитотоксины) представляют наибольшую опасность при остром воздействии [Kuiper-Goodman Т., 1996], в то время как контаминанты антропогенного происхождения имеют достаточно высокий риск для здоровья человека при хроническом воздействии. Это объясняется тем, что они всегда содержатся в пищевых продуктах в больших или меньших количествах и поэтому всегда будут поступать в организм человека с рационами питания. Одной из наиболее значимых групп контаминантов пищевых продуктов является группа токсичных элементов, которые не только поступают в организм человека из антропогенных источников, но и являются естественными компонентами ряда объектов окружающей среды. При этом, как свидетельствуют данные литературы, для этой группы контаминантов приоритетным путем поступления являются именно пищевые продукты [Авцын А. П, с соавт., 1991; Тутельян В. А. с соавт., 1987; Хотимченко А. с соавт., 2003]. Из всех токсичных элементов, нормируемых в пищевых продуктах, в данной работе будут рассмотрены свинец, кадмий, мышьяк и ртуть.Свинец.Свинец является естественным компонентом таких природных сред, как почва, атмосферный воздух, вода. В результате природной эмиссии в атмосферу ежегодно поступает в среднем 27 тысяч тонн свинца, однако все же большая его часть поступает в окружающую среду в результате деятельности человека, т. е. из антропогенных источников [ATSDR, 1993; US ЕРА, 1989; Авцын А. П. с соавт., 1991; Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды, 1997]. Вследствие широкой распространенности свинца в окружающей среде он в той или иной мере содержится во всех видах пищевых продуктов. Так, среди овощных культур наибольшее содержание свинца отмечено в свекле, моркови, луке, наименьшее — в капусте [Измеров Ы.Ф. с соавт., 2001]. Показана возможность накопления свинца в картофеле, ячмене, овсе, озимой пшенице, внутренних органах домашних животных [Гильденскиольд Р.С. с соавт., 1992]. Содержание свинца в ячмене может достигать 1,1 мг/кг, в горохе и овсе — 0,63 и 0,78 мг/кг, соответственно. При этом показано, что уровни свинца в растениях, произрастающих близко к автодороге, выше, чем с участков, удаленных от дороги. По этим же данным, содержание свинца в мышечной ткани и субпродуктах крупного рогатого скота составляет 0,9 и 2,4 мг/кг, соответственно, причем наибольшее количество свинца накапливается в почках. При этом более высокий уровень характерен для старых животных, что указывает на аккумуляцию данного токсичного элемента в организме животного с возрастом [Богачев Д.А., 2001]. По данным ВОЗ, содержание свинца в основных группах пищевых продуктов составляет от 0,008 до 0,34 мг/кг. При этом установлено, что наибольшее содержание свинца характерно для зерновых продуктов, овощей и фруктов [Ward N.I. & Savage J.M., 1994; WHO, 2000]. Среди овощей наибольшее содержание свинца было отмечено в луке-порее и моркови. По данным FDA, содержание свинца в пищевых продуктах в 2002 году составляло от 0,003 до 0,062 мг/кг, при этом наибольшее его содержание было также отмечено в овощах. В ряде исследований отмечено, что приоритетными продуктами питания, содержащими свинец в наибольшем количестве, являются мясопродукты, молокопродукты, злаки, фрукты [WHO, 2002]. Количество данных относительно содержания свинца в биологически активных добавках к пище в доступной литературе крайне ограничено. По одним данным, наибольшее содержание свинца (153, 156 и 1480 мкг/г) было зафиксировано в БАД на основе конского каштана, в то время как содержание данного токсичного элемента в остальных БАД на растительной основе составляло около 22 мкг/г [Caldas E.D., Machado L.L., 2004]. Содержание свинца в БАД на основе кальция в Канаде составило 0,03 — 8,83 мкг/г [Bourgoin В.Р. et al, 1993], в Корее — в среднем-1,1 мкг/г, при этом наибольшее содержание свинца было зафиксировано в БАД, произведенных из костного сырья (2,3 мкг/г) [Kim М., Kim С, Song I., 2003]. По данным Калифорнийского отделения FDА, содержание свинца в БАД на растительной основе составляло в среднем 1,0−2,0 мг/кг, однако почти в 10% случаев было зарегистрировано содержание свинца в БАД существенно выше установленного гигиенического норматива [Kabelitz L., 1998]. Основными путями поступления свинца в организм человека являются пероральный (с водой и продуктами питания), ингаляционный, а также поступление через кожу. Всасывание свинца в желудочно-кишечном тракте у взрослых составляет Ют 15% от поступившего с пищей, а у детей и беременных женщин его абсорбция может достигать 50% [Измеров Н.Ф. с соавт., 2000]. На всасывание свинца оказывают существенное влияние различные пищевые вещества. Так, кальций, железо, магний и цинк снижают всасывание свинца, что объясняется конкуренцией металлов на участках связывания, и переносчиках в эпителии кишечника [OTlaherty E.J., 1995; ATSDR, 1997; Mahaffey K.R., Rader J.I., 1980; Simons T.Y., 1993; Авцын А. П. с соавт., 1991, Измеров Н. Ф. с соавт., 2000]. Усиление всасывания свинца наблюдается при полном и частичном голодании [Авцын А.П. с соавт., 1991]. Период полу выведения свинца из крови и мягких тканей составляет в среднем 25−40 дней [WHO, 1995]. К стабильной фракции относится свинец скелета, период полувыведения которого составляет более 25 лет. Свинец скелета также можно подразделить на две субфракции, различающиеся по скорости десорбции: лабильная, быстро обменивающаяся с кровью, и инертная. В условиях повышенного физиологического стресса (при беременности, кормлении грудью, хронических заболеваниях) инертная часть может мобилизовываться, повышая уровень свинца в крови [Rabinowitz M.R. et al., 1976; WHO, 2000; Ершов Ю. А., Плетенева Т. В., 1989]. Основными путями выведения свинца из организма являются экскреция с мочой (80%), в меньшей степени с калом (15%), потом, слюной и волосами (5%).Ведущая роль в механизме действия свинца принадлежит его энзимопатическому эффекту, а именно ингибированию активности ферментов за счет связывания с различными группами их активных центров. Основными проявлениями токсического действия свинца являются нарушения биосинтеза порфиринов и гема, а также ключевых ферментов печени, почек, эритроцитов и других органов, в результате чего развивается анемия, не связанная с недостаточностью железа. При накоплении свинца увеличивается осмотическая резистентность эритроцитов, снижается активность Na^-, К'^-АТФазы и происходит переход калия из эритроцитов в плазму, что приводит к лизису эритроцитов, в связи с чем активируется эритропоэз с явлениями ретикулоцитоза [Goyer R.A., 1988; US ЕРА, 1986; ATSDR, 1993; Авцын А. П. с соавт., 1991]. Снижение активности Na-K насоса почечной ткани и активация процессов перекисного окисления липидов приводит к снижению уровня канальцевой реабсорбции натрия, что приводит к повышению спонтанного диуреза, экскреции натрия и калия [Goyer R.A., 1989; Датиева Л. Р., 2005]. В клинической картине хронической интоксикации тяжелыми металлами можно выделить множество симптомов, однако для каждого токсичного элемента существуют так называемые критические органы и системы органов/ повреждение которых является специфичным именно в случае отравления тем или иным токсичным элементом. Знание критических органов является важным элементом оценки риска для здоровья, так как позволяет установить корреляционные взаимосвязи между уровнями экспозиции и степенью выраженности нежелательного эффекта. Для свинца одной из критических систем является центральная нервная система. Поражение нервной системы характеризуется симптомами нарушения моторных и когнипгивных функций, снижение IQ, изменения эмоциональной сферы, полиневритами, парезами, нарушениями координации движений [US ЕРА, 1986; Dietrich K.N. et al., 1992; Winneke G. et al., 1990; Ehle A.L., McKee D.C., 1990; Stollery B.T. et al., 1991; Ogawa Y. et al., 1993; Goyer R.A., 1996; WHO, 1994]. Для гигиенической оценки поступления свинца используется величина, называемая условно переносимым недельным поступлением (УПНП), которая установлена на уровне 25 мкг/кг массы тела/неделю [JECFA, 1995]. Кадмий. Естественное содержание кадмия в объектах окружающей среды относительно невелико, и в основном его наличие является следствием антропогенных выбросов [ЕНС, 1992]. Наибольшее поступление кадмия в атмосферу в Европе связано с деятельностью сталелитейных заводов (34 тонны в год) и сжиганием разнообразных отходов (31 тонна в год) [GESAMP, 1987; Авцын А. П. с соавт., 1991]. Установлено, что кадмий в повышенных концентрациях часто обнаруживается в дикорастущих пищевых продуктах [Национальный план действий по гигиене окружающей среды Российской Федерации на 2001;2003 годы, 2001]. Содержание кадмия в отечественных пищевых продуктах составляет по средним величинам от 0,002 (масло растительное) до 0,017 (картофель) мг/кг [Скальная М.Г., 2005]. По данным ВОЗ, содерлсание кадмия в пищевых продуктах в среднем не превышает 0,02 мг/кг [WHO, 2002]. Исключение составляли лишь моллюски (в частности, устрицы) и внутренние органы рыбы, содержание кадмия в которых было выше средней величины. По данным FDА, в США среднее содержание кадмия в пищевых продуктах в 2002 году составляло 0,01 мг/кг. При этом приоритетными группами продуктов с точки зрения содержания кадмия были хлебобулочные изделрш, сахар и кондитерские изделия, овощи. Максимальное содержание кадмия было зарегистрировано в шпинате (0,52 мг/кг) и капусте (0,122 мг/кг). По данным Food Standards Agency (Великобритания), максимальное содержание кадмия определяется в арахисе (0,06 мг/кг) и внутренних органах рыбы (0,041 мг/кг).Достаточно высоким было содержание кадмия в хлебобулочных изделиях (0,015 мг/кг), зерне (0,014 мг/кг), рыбе (0,013 мг/кг), картофеле (0,025 мг/кг) [FSA, 2004]. Что касается БАД, то содержание кадмия в гинкго билоба, конском каштане, женьшене составляло 0,74 мкг/г [Caldas E.D., Machado L.L., 2004], а в других БАД (США, 2003) — 10−368 мкг/кг [Dolan S.P. et al., 2003]. Основными путями поступления кадмия в организм человека являются пероральный, ингаляционный и через кожу. Всасывание кадмия в желудочнокишечном тракте составляет 4−5% и происходит в тонком кишечнике, причем уровень резорбции данного токсичного элемента в подвздошной кишке значительно выше, чем в тощей. Интенсивность всасывания кадмия зависит от вида соединения, дозировки и частоты воздействия, возраста и пола. Всасывание кадмия усиливается в случае дефицита кальция, железа и белка [Friberg L. et al., 1974, 1975; Nordberg М. et al., 1983; Hamilton D.L. et al., 1974; Flanagan P.R. et al., 1978]. Кроме того, всасывание кадмия угнетается цинком, что объясняется конкуренцией за участки связывания, а также молоком и солями желчных кислот. Действие молока объясняется повышенным содержанием в нем кальция, а солей желчных кислот мицеллообразованием. У женщин со сниженной концентрацией ферритина в сыворотке крови интенсивность всасывания кадмия повышается в 4 раза и может достигать 20% [WHO, 1989]. Абсорбция кадмия в кишечнике повышается в условиях физиологического стресса, при беременности и кормлении грудью. У новорожденных уровень всасывания кадмия в кишечнике значительно выше, чем у взрослых [Авцын А.П. ссоавт., 1991]. Кадмий, поступивший в кровь, связывается с белками, основным из которых является металлотионеин, Металлотионеин имеет низкий молекулярный вес, что позволяет ему легко проникать через гломерулярный фильтр и способствует накоплению кадмия почками. Около 50% поступившего в организм кадмия обнаруживается в почках, около 15% - в печени и около 20% - в мышцах [Kjellstrom Т. et al., 1979; ATSDR, 1989]. Наименьшее содержание кадмия характерно для головного мозга, костей и жировой ткани [Sumino К. et al, 1975; Cherry W.H., 1981]. Содержание кадмия в почках возрастает по мере поступления данного токсичного элемента в организм до достижения человеком возраста 50−60 лет, а затем снижается в результате возрастных почечных изменений. Напротив, содержание кадмия в мышцах неуклонно увеличивается в течение жизни [Nordberg М., 1984]. Основным путем выведения кадмия из организма является его экскреция с калом. Исследования, проведенные в Японии, показали, что в норме человек в среднем выделяет с калом 25−80 мкг кадмия в сутки [Tsuchiya К., 1978]. Кроме того, данный токсичный элемент выводится из организма с мочой, слюной, через волосы и с грудным молоком [WHO, 1988]. Период полувыведения кадмия составляет по разным оценкам от 10 до 38 лет [Ершов Ю.А., Плетенева Т. В., 1989]. Кадмий имеет большое сродство к нуклеиновым кислотам, вызывая нарушение их метаболизма. Он ингибирует ДНК-полимеразу и таким образом нарушает синтез ДНК, в частности, стадию расплетения. Он ингибирует процесс присоединения тимидина к ДНК, предотвращая синтез тимидилата и тимидинкиназы [Mouron S.А. et al., 2004; Lutzen А. et al., 2004; Depault F. et al., 2005]. Кадмий угнетает синтез белка в печени на стадии инициации трансляции, нарушая образование полирибосом. Кроме того, кадмий способствует разобщению процессов окислительного фосфорилирования в митохондриях, ингибирует активность ряда ферментов углеводного обмена, что приводит к повышению синтеза глюкозы в организме и способствует возникновению гипергликемии [Bell R.R. et al., 1990; Early J.L. 2″ '^ et al., 1992]. Накапливаясь в почечной ткани, кадмий подавляет активность Na^, К^АТФазной транспортной системы, что приводит к снижению реабсорбции в проксимальных отделах почечных канальцев и развитию глюкозурии, аминоацидурии и энзимурии [Satoh М. et al, 2002; Griffin J.L. et al., 2000; Hong F. et al., 2003; Pourahmad J. et al., 2003; Van Vleet T.R., Schnellmann R.G., 2003; Thevenod F., 2003]. Основным критическим органом, характеризующим интенсивность кадмиевой нагрузки на организм, являются почки, поражение которых характеризуется нарушениями реабсорбции в дистальных канальцах с протеинурией, в тяжелых случаях сопровождающимися аминоацидурией, глюкозурией и фосфатурией [Goyer R., 1991; WHO, 1994; Jin Т. et al., 2002; Noel L. et al., 2004]. Кроме того, металлический кадмий является доказанным для человека канцерогеном, вызывая рак простаты, легких, кожи, почек и мочевого пузыря [IARC, 1993]. Установленное Объединенным комитетом экспертов ВОЗ/ФАО УПНП кадмия составляет 7 мкг/кг массы тела/неделю [JECFA, 2003]. Мышьяк. Мышьяк является естественным компонентом более 200 природных минералов, основным из которых является арсенопирит [Onishi Н., 1969; Boyle R.W., Jonasson I.R., 1973; О’Neil P., 1990]. Установлено, что около трети выбросов мышьяка в атмосферу осуществляется из природных источников [Chilvers D.C., Peterson P.J., 1987]. Неорганические соединения мышьяка геологического происхождения обнаружены в подземных водах, которые являются основными источниками питьевой воды в ряде стран Юго-Восточной Азии [Chen S.L. et al, 1994; Chatterjee A. et al., 1995; Das D. et al., 1995, 1996; Mandal B.K. et al., 1996; Dhar R.K. et al., 1997]. Органические соединения мышьяка, такие, как арсенобетаин, арсенохолин, соли тетраметиларсония, арсеносахара и арсенолипиды, являются естественными компонентами многих морских организмов [ЕНС, 2001]. По данным российских исследователей, фоновое содержание мышьяка в продуктах на растительной основе составляет 0,12−66,7 мкмоль/кг. Наиболее высокое содержание мышьяка отмечено в водорослях (0,25−2,3 ммоль/кг) и других морепродуктах [Авцын А.П. с соавт, 1991]. Необходимо отметить, что мышьяк может содержаться в продуктах питания в форме неорганических и органических соединений, при этом установлено, что органические соединения мышьяка обладают значительно меньшей токсичностью, чем неорганические. По данным Food Standards Agency (Великобритания), наибольшее содержание обп]-его мышьяка (1,1−8,4 мг/кг) характерно для рыбы и рыбных продуктов. Кроме того, в число приоритетов входит также птица и продукты ее переработки, где среднее содержание мышьяка составляет 73 мкг/кг [FSA, 2004]. Другие группы продуктов содержат мышьяк в концентрациях, меньших 10 мкг/кг. При этом результаты раздельного определения содержания органических и неорганичестшх соединений мышьяка в пищевых продуктах показали, что в рыбных продуктах содержание неорганического мышьяка составляет менее 1% от общего содержания мышьяка, в отличие от злаковых и птицы, где основная часть мышьяка представлена именно неорганическими соединениями. По данным различных авторов, наибольшее содержание мышьяка наблюдалось в рыбе и морепродуктах, мясопродуктах и злаковых продуктах, несколько меньшее в фруктах, овощах и кондитерских изделиях [Dabeka R.W. et al., 1993; ANZFA, 1994; Gunderson E.L., 1995; UK MAFF, 1997; Yost LJ. et al., 1998; US NRG, 1999]. При этом установлено, что для разных групп продуктов было характерно разное соотношение органических и неорганических соединений мышьяка. Так, доля неорганического мышьяка составляла в мясных продуктах 75%, в птице 65%, в кондитерских продуктах 75%, в злаках 65% [US ЕРА, 1982; Yost et al., 1998]. По данным голландских авторов, содержание неорганического мышьяка в морепродуктах составляет от 0,1 до 41% [Vaessen Н .А., vanOoik А., 1989]. По другим данным, содержание неорганического мышьяка в морепродуктах, за исключением водорослей, составляет от 0,1 до 0,5% в зависимости от общего содержания мышьяка [Edmonds J.S., Francesconi К.А., 1993]. Как неорганические, так и органические соединения мышьяка хорошо всасываются в желудочно-кишечном тракте, и через несколько дней от 45 до 15% поступившего количества выделяется с мочой [Pomroy G. et al., 1980]. G калом выделяется меньшая часть соединений мышьяка — 6−8% [EHG, 2001]. Поступивший в кровь мышьяк связывается с белками плазмы крови и эритроцитами, при этом установлено, что с эритроцитами связывается в 2,5−3 раза больше мышьяка, чем с белками плазмы крови. Неорганические соединения мышьяка в плазме крови можно разделить на три фракции с периодами полувыведения 24 часа, 30 часов и 200 часов, соответственно [EHG, 2001]. Период полувыведения органических соединений мышьяка из плазмы крови составляет 24 часа. Goeдинeния мышьяка распределяются по всем органам и тканям, при этом наибольшее их содержание зафиксировано в печени, почках, легких, селезенке, наименьшее — в головном мозге [Yamauchi H.Y., Yamamura Y., 1983; Raie R.M., 1996]. Основным путем выделения мышьяка является экскреция с мочой, в меньшей степени — с калом, волосами, ногтями, через кожу и с грудным молоком [Grandjean Р. et al., 1995; Goncha G. et al., 1998; EHG, 2001]. Механизмы токсического действия соединений мышьяка в большой степени зависят от формы и вида соединения. Неорганические и органические соединения трехвалентного мышьяка (арсениты, монометиларсоновая кислота и диметиларсиновая кислота) взаимодействуют с тиоловыми группами белков, цистеина, липоевой кислоты, глутатиона, кофермента А. В результате взаимодействия арсенитов с липоевой кислотой и коэнзимом, А нарушается функционирование цикла трикарбоновых кислот. В первую очередь это происходит в почках — основном органе выделения мышьяка. Очевидно, этим можно объяснить нефротоксичность мышьяка. Кроме того, арсенит активирует тропомиозинфосфатазу, отвечающую за процесс мышечного сокращения. Также следует отметить влияние арсенита на митоз и синтез ДНК, что связано преимущественно с блокированием тиоловых групп ДНК-полимеразы [Ершов Ю.А., ПлетеневаТ.В., 1987; WHO, 2001]. Арсенаты (неорганические соединения пятивалентного мышьяка) являются аналогами фосфатов и конкурируют с ними в процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях, а также ингибируют цитохроми глицеролоксидазы. Участвуя в метаболических превращениях, арсенаты и их производные образуют комплексы с аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами [Ершов Ю.А., Плетенева Т. Е., 1987]. Критической системой для мышьяка является центральная нервная система. Кроме того, мышьяк является доказанным для человека канцерогеном, вызывая рак легких, мочевого пузыря, почек и кожи [IARC, 2002]. > Установленное УПНП для мышьяка составляет 25 мкг/кг массы тела/неделю [JECFA, 1988]. Ртуть. Ртуть попадает в окружающую среду как в результате естественного испарения ее из земной коры, так и в результате промышленного загрязнения [Lindqvist et al., 1984; EPIC, 1990]. Естественные выбросы ртути могут достигать 25−12 000 тонн в год [Авцын А.П. с соавт., 1991; Lindberg S. et al., 1987]. По данным российских авторов, наибольшее содержание данного токсичного элемента наблюдается в рыбопродуктах [Авцын А.П. с соавт., 1991; Минздрав, 2001]. По данным зарубежных авторов, содержание ртути и ее соединений в большинстве продуктов питания находится ниже предела чувствительности метода обнаружения и составляет около 20 мкг/кг. Основными продуктами, содержащими ртуть в наибольших количествах, являются рыба и рыбопродукты [WHO, 1976; Inskip M.J., Piotrowski J.K., 1981; Cappon C.J., 1981; US EPA, 1984; Gartrell M.J. et al., 1985, 1986]. Ртуть поступает в организм человека как в виде неорганических соединений, так и в виде метилртути. Всасывание неорганических соединений ртути из пищевых продуктов составляет около 7% от общей экспозиции, в то время как всасывание метилртути достигает 90% [Ершов Ю.А., ПлетеневаТ.В., 1987; Walsh Т., 1982]. Независимо от пути поступления и формы соединения, ртуть накапливается в основном в почках (до 90% ее общего содержания в организме). До 10%) поступившей в организм ртути, особенно в форме метилртути, может содержаться в головном мозге [Kershaw Т.О. et al., 1980; Berlin М., 1986; WHO, 1990], где она присутствует в неизмененном состоянии, в то время как в других органах и тканях метилртуть подвергается обратному превращению с образованием неорганических соединений ртути [WHO, 1990]. Примерно 90% общего количества абсорбированной метилртути выделяется из организма с калом и желчью и меньше — с мочой, потом, грудным молоком. Период полувыведения метилртути из организма человека — около 70 дней [Kershaw Т.О. et al., 1980; Sherlock J.C. etal., 1984]. Возможен также трансплацентарный перенос ртути [Ершов Ю.А., Плетенева Т. В., 1987]. Для ртути, так же как и свинца и мышьяка, критической системой является центральная нервная система. Клиническая картина поражения нервной системы характеризуется парестезией, зрительными и моторными нарушениями, и, в тяжелых случаях, приводят к развитию комы и летальному исходу [WHO, 1990]. УПНП ртути составляет 5 мкг/кг массы тела/неделю [JECFA, 1978]. Итак, данные литературы свидетельствуют о том, что токсичные элементы являются одними из приоритетных контаминантов пищевых продуктов. Они характеризуются не только широким спектром токсического действия, но и возможностью хронического воздействия в малых дозах, а также способностью к накоплению в организме животных и человека. Именно поэтому гигиеническая оценка поступления токсичных элементов с рационами производится не на основании допустимой суточной дозы, а исходя из установленных величин УПНП.

3.2. Концепция анализа риска как подход к обоснованию гигиенических регламентов и организации мониторинга за безопасностью пищевых продуктов. Одной из наиболее сложных и актуальных проблем гигиены и клинической медицины является проблема установления причинно-следственных связей между воздействием факторов окружающей среды и состоянием здоровья населения. Согласно данным ВОЗ, рациональное питание является одной из ключевых детерминант здоровья [ВОЗ, 1999]. Поэтому исключительно важное значение имеет выявление факторов риска, связанных с питанием населения, и условий, способствующих их возникновению, а также информирование о выявленном риске и разработка способов управления этим риском. Перечисленные элементы являются составными частями концепции анализа риска, на которой в последнее десятилетие базируется экологическая политика большинства развитых стран мира. Согласно определению ВОЗ, риск — это ожидаемая частота нежелательных эффектов, возникающих от заданного воздействия загрязняющего вещества [WHO, 1995]. В соответствии с определением Федерального закона № 184-ФЗ «О техническом регулировании», риск — это вероятность причинения вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений с учетом тяжести этого вреда. Таким образом, данное определение более широко раскрывает возможность существования риска в разных сферах и подразделяет риск на несколько видов в зависимости от характера последствий воздействия, при этом под факторами риска понимаются факторы, которые повышают вероятность возникновения различных нарушений здоровья, в частности, развития заболеваний. Новым направлением деятельности по изучению неблагоприятного воздействия факторов окружающей среды на человека является концепция оценки ущерба (вреда) здоровью [Абалкина И.Л. с соавт., 2003; Новиков СМ. с соавт., 2003; Рахманин Ю. А. с соавт., 2005; Сетко А. Г. с соавт., 2005]. Под оценкой ущерба понимается всесторонняя характеристика влияния как конкретных потенциально вредных воздействий, так и различных научно-технических и технологических программ или проектов на состояние здоровья населения или его подгрупп с использованием комплекса количественных методов установления ожидаемой частоты нарушений состояния здоровья, ухудшений условий и качества жизни человека [Абалкина И.Л., 2002; Новиков СМ, с соавт., 2005]. В ходе этих исследований установлено, что несбалансированное питание и низкое качество пищевых продуктов являются одними из наиболее приоритетных факторов риска здоровью [Абалкина И.Л. с соавт., 2003]. Концепция оценки ущерба предполагает анализ возможных экономических потерь при воздействии определенных факторов окружающей среды. В частности, уже проведены исследования по оценке ущерба загрязнения атмосферного воздуха в зоне лесных пожаров и при других чрезвычайных ситуациях [Новиков СМ. с соавт, 2003; Онищенко Г. Г., 2005], При этом исследования по оценке ущерба от загрязнения продуктов питания и несбалансированного питания в настоящее время не проводятся, Анализ риска включает в себя три основных блока — оценку риска, информирование о риске и управление риском. Целью функционирования данной системы является минимизация или устранение выявленного риска [Авалиани СЛ. с соавт, 1996; Большаков А. М, с соавт, 1996, 1999; Новиков СМ. с соавт, 1998, Чибураев В. И. с соавт., 2000; Онищенко Г. Г. с соавт, 2002; ЮМ, 2001, 2002; Codex Alimentarius, 2000]. Все три элемента анализа риска взаимосвязаны между собой, что позволяет не только выявить существующие проблемы и разработать способы их решения, но и создать условия для практической реализации этих решений. Важнейшей и определяющей составляющей системы анализа риска является этап оценки риска. Процесс оценки риска складывается из четырех основных элементов: идентификация опасности (или опасного фактора) — характеристика опасности и оценка зависимости «доза-эффект" — расчет и оценка экспозициихарактеристика риска. На этапе идентификации опасности происходит выявление биологических, химических и физических действующих факторов, которые способны вызвать отрицательные последствия для здоровья и могут присутствовать в определенном пищевом продукте или группе пищевых продуктова также оценка связи между изучаемым фактором и нарушениями состояния здоровья и составление перечня приоритетных химических веществ, подлежащих последующей характеристике [Онищенко Г, Г, и др., 2002, WHO, 1995; Codex Alimentarius, 2000], Однако, с другой стороны, возможно и недостаточное поступление эссенциальных пищевых веществ, которое таюке может вызвать отрицательные последствия для здоровья человека [Хотимченко А., 2001; Батурин А. К., 2002; Батурин А. К., Тутельян В. А., 2002; Тутельян В. А., 2003, 2004, 2005]. Кроме того, в настоящее время доказано, что в условиях реально существующих пищевых дефицитов токсическое действие чужеродных веществ может быть существенным образом модифицировано [Levander О.А., 1979; Тапака М. et al., 1995; Goyer R.A., 1995; Peraza M.A. et al., 1998], что обуславливает необходимость сочетанной оценки и безопасности пищевых продуктов и структуры питания населения. Под характеристикой опасности следует понимать качественную и/или количественную оценку характера отрицательных последствий для здоровья, связанных с биологическими, химическими и физическими действующими факторами, которые могут присутствовать в пище [WHO, 1995; Codex Alimentarius, 2000]. На этапе характеристики опасности и оценки зависимости «доза-ответ» определяется доза, не приводящая к развитию видимых вредных эффектов (NOAEL), и доза, при которой наблюдаются начальные пороговые вредные эффекты (LOAEL)., На основании этих доз вычисляются референтная (безопасная) доза (КЮ), допустимая суточная доза (ADI) и условно переносимое недельное поступление (PTWI).Наиболее весомыми доказательствами опасности анализируемого вещества являются данные, полученные путем исследований состояния здоровья на основанииклинических наблюдений и эпидемиологических исследований. Однако подобные данные, как правило, доступны только для давно и широко используемых химических соединений. Во всех остальных случаях такая информация имеет либо ограниченный характер, либо вовсе отсутствует. Поэтому основным источником информации о возможных вредных эффектах химических соединений чаще всего являются результаты исследований на лабораторных животных. При этом часто необходимо прибегать к экстраполяции имеющихся данных на область, расположенную вне исследованного диапазона доз или имеющую другие качественные и количественные характеристики (межвидовая экстраполяция, внутривидовая экстраполяция, экстраполяция с условий относительно непродолжительного воздействия на более длительные экспозиции, и экстраполяция с высокой дозы на более низкую) [Онищенко Г. Г. с соавт., 2002; Kimmel А., 1990; Dourson M.L. et al., 2001; Pelekis M. et al., 2003; Preston R.J., 2005]. G целью совместной оценки всех перечисленных видов экстраполяции определяется величина, называемая коэффициентом неопределенности (UF), которая? рассчитывается по формуле: UF = A*H*S*L, rm, А — коэффициент межвидовой экстраполяции, Н — коэффициент внутривидовой экстраполяции, S — коэффициент экстраполяции с условий относительно непродолжительного воздействия на более длительные экспозиции,.

8. ВЫВОДЫ.

1. Разработаны методические подходы к оценке риска для здоровья населения контаминации пищевых продуктов потенциально опасными загрязнителями химической и биологической природы как на популяционном, так и на индивидуальном уровне, основанные на определении нагрузки с учетом особенностей структуры питания.

2. На основании анализа результатов мониторинга за загрязнением пищевых продуктов токсичными элементами, включающего базу данных более 220 000 исследованных образцов (Федеральный информационный фонд социально-гигиенического мониторинга Роспотребнадзора, 2000;2005 г. г.), установлены следующие уровни контаминации пищевых продуктов токсичными элементами. Наибольшее содержание всех токсичных элементов выявлено в рыбопродуктах (свинца — до 0,261, кадмия — до 0,020, мышьяка — до 0,400, ртути — до 0,045 мг/кг), а также в сахаре и кондитерских изделиях (свинца — до 0,180, кадмия — до 0,030 мг/кг, мышьяка — до 0,080 мг/кг). Кроме того, относительно высокие уровни свинца обнаружены в мясопродуктах (до 0,220 мг/кг), мышьяка — в хлебопродуктах (до 0,080 мг/кг), ртути — в фруктах (до 0,010 мг/кг).

3. Наиболее высокое содержание всех токсичных элементов в основных группах пищевых продуктов обнаружено в Уральском и Южном федеральных округах. В Уральском федеральном округе медиана содержания свинца в хлебопродуктах составила 0,100 мг/кг, свинца, мышьяка и ртути в картофеле — 0,090 мг/кг- 0,050 мг/кг и 0,004 мг/кг, свинца и кадмия в сахаре и кондитерских изделиях -0,046 мг/кг и 0,006 мг/кг, соответственно. В Южном федеральном округе медиана содержания свинца в хлебопродуктах составила 0,050 мг/кгсвинца и ртути в картофеле — 0,050 мг/кг и 0,005 мг/кг, свинца и кадмия в сахаре и кондитерских изделиях — 0,058 мг/кг и 0,010 мг/кг, а в мясопродуктах — 0,064 мг/кг и 0,009 мг/кг, соответственно.

4. На основании данных о среднедушевом потреблении основных групп пищевых продуктов впервые определены уровни поступления токсичных элементов с рационами питания населения Российской Федерации, составляющие в среднем для свинца 5,2, для кадмия 0,41, для мышьяка 3,43, для ртути 0,26 мкг/кг массы тела/неделю, что соответствует 20,8, 5,9, 22,9 и 5,2% от УПНП. При этом наиболее высокие уровни экспозиции свинцом, кадмием и ртутыо выявлены в Уральском (53,6% УПНП для свинца, 9,1% для кадмия и 9,4% для ртути) и Южном (35,2% УПНП для свинца, 17,3% для кадмия и 7,8% для ртути) федеральных округах, а мышьяком — в Северо-Западном (37,8% УПНП) и Приволжском (32,2% УПНП) федеральных округах.

На основании данных фактического питания населения Московской области установлено, что экспозиция свинцом, кадмием, мышьяком и ртутью составила 3,133,85- 0,29−0,37- 2,23−2,74 и 0,12−0,14 мкг/кг массы тела/неделю, что соответствует 12,5−15,4- 4,1−5,3- 14,9−18,2 и 2,4−2,8% от УПНП.

5. Показано, что именно традиционные продукты массового потребленияхлебопродукты, молочные продукты и картофель — вносят наиболее существенный вклад в общую нагрузку токсичными элементами, в сумме превышающий 50%. В то же время доля рыбопродуктов с наиболее высоким содержанием токсичных элементов незначительна и составляет 1,2−8,1%. Доля токсичных элементов, поступающих с биологически активными добавками к пище, составляет 0,05−2,4%.

6. Предварительная оценка риска для здоровья населения контаминации пищевых продуктов токсичными элементами показывает, что в целом по Российской" Федерации коэффициенты опасности составляют для свинца 0,21, для кадмия 0,06, для мышьяка 0,23 и для ртути 0,05, что характеризует воздействие как допустимое. Уровни индивидуальных канцерогенных рисков для свинца и кадмия относятся к диапазону приемлемого риска (3,12* 10″ 5 и 2,22* 10″ 5, соответственно), а для мышьякасоответствует значению предельно допустимого риска (7,35* 10'4).

Более точная оценка риска на примере населения Московской области показала, что коэффициенты опасности для свинца, кадмия, мышьяка и ртути составляют, соответственно, 0,13−0,15- 0,04−0,05- 0,15−0,18 и 0,02−0,03. Значение индивидуального канцерогенного риска для свинца и кадмия находится в пределах диапазона приемлемого риска, составляя 1,87−2,44*10″ 5 и 1,36−1,85*10″ 5, а для мышьяка соответствует уровню предельно допустимого риска, составляя 4,135,49* 10″ 4.

9. ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ 1. Методические указания «Социально-гигиенический мониторинг.

Контаминация продовольственного сырья и пищевых продуктов химическими веществами. Сбор, обработка и анализ показателей" (МУ 2.3.7.2125−06). М.:

Роспотребнадзор, 2006, 12 с. / В. А. Тутельян, С. А. Хотимченко, Н. А. Михайлов,.

A.А.Джатдоева, E.H. Беляев, М. В. Фокин, A.A. Иванов, М. В. Калиновская,.

B.Н.Брагина/.

Автор благодарен директору ГУ НИИ питания РАМН академику РАМН, доктору медицинских наук, профессору В. А. Тутельяну за постоянное внимание и помощь при выполнении диссертационной работы.

7.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Одним из приоритетных направлений государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации является обеспечение безопасности пищевых продуктов. Являясь источником пластического материала и биологически активных веществ, пищевые продукты одновременно содержат и множество загрязнителей, среди которых — токсичные элементы и их соединения, пестициды, микотоксины, полихлорированные бифенилы, диоксины, антибиотики, полициклические ароматические углеводороды и т. д. При этом известно, что основная масса этих контаминантов поступает в организм человека именно с пищей. С другой стороны, необходимо учитывать, что происходящие в настоящее время изменения в технологии переработки пищевого сырья приводят к тому, что получаемые пищевые продукты, входящие в рацион современного человека, уже не способны в полной мере удовлетворять потребность человека в пищевых веществах и энергии. Поэтому для восполнения указанных дефицитов в структуре питания населения активно используются БАД. В настоящее время в развитых странах объем рынка БАД приближается по величине к объему рынка лекарственных средств. В России в последние годы также наблюдается увеличение производства и ассортимента БАД, и, следовательно, рост их потребления. Однако необходимо понимать, что наряду с биологически активными веществами БАД, так же как и пищевые продукты, привносят в организм человека и ряд контаминантов.

Поэтому исключительно большое значение имеет выявление факторов риска, связанных с питанием населения, и условий, способствующих их возникновению, а также информирование о выявленном риске и разработка способов управления этим риском. Перечисленные элементы являются составными частями концепции анализа риска, на которой в последнее десятилетие базируется экологическая политика большинства развитых стран мира. Несмотря на то, что имеется множество исследований по оценке риска, связанного с контаминацией таких основных объектов окружающей среды, как питьевая вода, атмосферный воздух, почва, блок оценки риска контаминации пищевых продуктов остается недостаточно разработанным. В первую очередь это связано со сложностью сбора и обработки первичных данных, характеризующих уровни контаминации пищевых продуктов и структуру питания населения, а также с наличием большого числа различных методических подходов к расчету экспозиции. Перечисленные факторы не позволяют в адекватной мере проводить комплексные исследования по оценке риска, связанного с контаминацией пищевых продуктов, и получать сопоставимые результаты.

В связи с этим целью нашей работы стала разработка единой схемы расчета и оценки алиментарной нагрузки контаминантами химической природы на примере токсичных элементов. Для достижения поставленной цели были сформулированы задачи по разработке подходов к анализу данных о контаминации пищевых продуктов токсичными элементами, анализу данных федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга о контаминации пищевых продуктов и данных ГУ НИИ питания РАМН о контаминации БАД к пище токсичными элементамипроведению расчета уровней поступления токсичных элементов с пищевыми продуктами с помощью различных методических подходов и разработке схемы расчета и оценки уровней поступления токсичных элементов с рационами питания.

Проведенные исследования по анализу данных федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга показали, что среднее содержание токсичных элементов в пищевых продуктах превышало медиану в 1,2−4,5 раза в зависимости от группы продуктов и вида контаминанта. Значительные различия в значениях медианы и среднего объяснялись тем, что распределение содержания токсичных элементов в пищевых продуктах не подчинялось закону нормального распределения: содержание токсичных элементов в наибольшем количестве образцов находилось в области низких концентраций, составляя 2−20% от значения гигиенического норматива. В связи с этим анализ содержания токсичных элементов в пищевых продуктах был проведен на основании медианы.

Результаты исследований показали, что наибольший уровень содержания свинца в целом по Российской Федерации был установлен для рыбопродуктов, мясопродуктов, сахара и кондитерских изделий. При этом содержание свинца в молочных и масложировых продуктах было наименьшим.

Анализ уровней контаминации пищевых продуктов свинцом в различных регионах выявил, что в Центральном и Северо-Западном федеральных округах наибольший уровень свинца установлен в рыбопродуктах, мясопродуктах и фруктах, в Приволжском федеральном округе — в мясопродуктах, хлебопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях, в Южном федеральном округе — в мясопродуктах, рыбопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях. В Дальневосточном регионе наибольший уровень содержания свинца показан для рыбопродуктов, мясопродуктов и картофеля, в Сибирском федеральном округе — для рыбопродуктов и мясопродуктов, а в Уральском регионе — для хлебопродуктов и картофеля.

Таким образом, приоритетными регионами по уровню содержания свинца в пищевых продуктов являлись Южный, Уральский и Дальневосточный федеральные округа.

Наибольший уровень содержания кадмия в целом по Российской Федерации был установлен для рыбопродуктов, а также сахара и кондитерских изделий. При этом наименьшее содержание кадмия наблюдалось в картофеле и молочных продуктах.

Анализ уровней содержания кадмия в пищевых продуктах по регионам показал, что в Центральном и Уральском федеральных округах наибольший его уровень был установлен в рыбопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях. В, Северо-Западном регионе содержание кадмия во всех группах пищевых продуктов находилось на практически одинаковом уровне, в Приволжском, Дальневосточном и Сибирском федеральных округах наибольший уровень кадмия установлен в рыбопродуктах, а в Южном регионе — в мясопродуктах, рыбопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях.

Содержание кадмия в рыбопродуктах практически во всех регионах было одинаковым и соответствовало среднероссийскому значению. Сравнительно высокие уровни кадмия в мясопродуктах, а также сахаре и кондитерских изделиях были установлены в Сибирском, Южном и Уральском федеральных округах.

Наибольшее содержание мышьяка в целом по Российской Федерации установлено в рыбопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях, хлебопродуктах. При этом содержание мышьяка в молочных и масложировых продуктах являлось сравнительно невысоким.

Анализ уровней содержания мышьяка в пищевых продуктах по регионам выявил следующее. В Центральном федеральном округе наибольший уровень мышьяка был установлен в рыбопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях. Содержание мышьяка во всех группах пищевых продуктов в Северо-Западном федеральном округе было практически одинаковым. В Приволжском регионе наибольший уровень мышьяка был определен в рыбопродуктах, хлебопродуктах, сахаре и кондитерских изделияхв Южном и Уральском федеральных округах — в рыбопродуктах, мясопродуктах и картофеле, в Дальневосточном регионе — в рыбопродуктах, мясопродуктах и хлебопродуктах, а в Сибирском федеральном округе — в рыбопродуктах, мясопродуктах, сахаре и кондитерских изделиях.

Наиболее высокий уровень содержания ртути в целом по Российской Федерации был установлен в рыбопродуктах и фруктах. Содержание ртути в остальных группах пищевых продуктов находилось на практически одинаковом уровне.

Анализ уровней содержания ртути в пищевых продуктах по регионам показал, что в Центральном федеральном округе наибольший уровень ртути выявлен в рыбопродуктах и овощах, в Северо-Западном, Дальневосточном и Сибирском регионах — в рыбопродуктах, в Приволжском федеральном округе — в рыбопродуктах, мясопродуктах и фруктах, в Южном регионе — в рыбопродуктах, картофеле и мясопродуктах, а в Уральском федеральном округе — в рыбопродуктах и мясопродуктах.

Исследования по определению содержания токсичных элементов в БАД' показали, что наибольшее содержание всех токсичных элементов было выявлено в БАД на основе рыбы и морепродуктов и на основе лекарственного растительного сырья. В то же время содержание свинца, кадмия, мышьяка и ртути в БАД-источниках макронутриентов и БАД-пробиотиках было сравнительно невысоким.

Таким образом, анализ результатов мониторинга контаминации пищевых продуктов и БАД позволил определить приоритетные группы пищевых продуктов в отношении их контаминации конкретными токсичными элементами.

При проведении исследований по оценке результатов мониторинга и расчету нагрузки контаминантами на население одним из важнейших и необходимых условий является полная достоверность результатов содержания контаминантов в пищевых продуктах. Известно, что пищевые продукты имеют достаточно сложный матрикс, что и предопределяет многоступенчатость и специфичность пробоподготовки и может увеличивать ошибку определения. Поэтому при использовании результатов аналитических исследований лабораторий необходимо основываться на их достоверности, которую и можно оценить в ходе межлабораторных испытаний. В настоящее время в мире существует несколько статистических подходов к оценке результатов работы лабораторий. В связи с этим следующим этапом работы стали исследования по оценке межлабораторных сравнительных испытаний. Межлабораторные сравнительные испытания были проведены среди 14 лабораторий, работающих в системе проведения мониторинга за безопасностью пищевых продуктов. При этом использовали государственные стандартные образцы молока сухого обезжиренного (ГСО 7356−97). При испытаниях были использованы два способа пробоподготовки: автоклавная согласно МУК 4.1.985−00, и сухое озоление согласно ГОСТ 26 929–94 и атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов по ГОСТ 30 178–96. В рамках межлабораторных сравнительных испытаний проводилось определение в образцах свинца и кадмия.

Межлабораторные сравнительные испытания показали, что проведение таких испытаний является необходимым условием для оценки результатов содержания токсичных элементов в пищевых продуктах. В наших исследованиях было, установлено, что результат одной лаборатории был неудовлетворительным и еще двух лабораторий (по одной для свинца и кадмия) — сомнительным.

Основываясь на полученных данных, следующий этап работы предполагал расчет поступления токсичных элементов с рационами питания и оценку нагрузки этими контаминантами на население. Анализ всех возможных подходов к расчету нагрузки позволил выделить два основных, которые и были использованы в дальнейшей работе.

Первый подход заключался в том, что при расчете нагрузки использовались данные о среднем потреблении пищевых продуктов. Такой подход позволяет определить нагрузку в среднем на всю популяцию, проживающую на данной территории и имеющую однотипное питание. При применении этого подхода в качестве средних значений потребления пищевых продуктов были использованы данные Федеральной службы государственной статистики за 2000 — 2003 г. г, а в качестве значений содержания токсичных элементов в пищевых продуктах-результаты анализа данных федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга. Расчет проводился с использованием среднего, медианы и 90-го процентиля содержания токсичных элементов в пищевых продуктах.

Второй подход заключался в том, что при расчете нагрузки использовали данные индивидуального потребления пищевых продуктов, входящих в суточный (недельный) рацион питания. Данные подход является более сложным, так как требует анализа индивидуальной структуры питания. Для того, чтобы стала возможной интерпретация полученных результатов на все население, проживающее на конкретной территории, выборки должны быть репрезентативны. Но в то же время преимуществом данного подхода является то, что он позволяет выделить группы населения, у которых поступление исследуемых контаминантов с пищей будет достаточно высоким, и, в соответствии с этим, определить группы риска. Определение и оценка алиментарного поступления токсичных элементов с продуктами питания проводилась у населения Московской области.

Результаты расчета поступления токсичных элементов с продуктами питания, проведенного в соответствии с первым методическим подходом, показали, что экспозиция, рассчитанная на основании среднего содержания токсичных элементов в пищевых продуктах, превышала результаты расчета на основании медианы в 1,5−2,2 раза в зависимости от вида контаминанта и региона. Это было связано с неравномерностью распределений содержания токсичных элементов в пищевых продуктах. Следовательно, при использовании для расчета экспозиции среднего содержания контаминантов в пищевых продуктах происходит завышение искомой величины, поэтому дальнейший анализ был проведен по медиане содержания токсичных элементов в пищевых продуктах.

Медиана поступления свинца с рационами у населения в целом по Российской Федерации и во всех регионах не превышала УПНП. Наименьший уровень поступления свинца с рационами (15,2% УПНП) показан в Дальневосточном федеральном округе, наибольшийу населения в Уральском и Южном регионах (53,6% и 35,2% УПНП, соответственно). Анализ значений 90-го процентам экспозиции свинцом выявил, что данный показатель не превышал УПНП в целом у населения Российской Федерации, однако в Южном и Уральском федеральных округах установлено некоторое превышение.

В связи с тем, что при анализе содержания токсичных элементов в пищевых продуктах были учтены только образцы, содержание токсичных элементов в которых не превышало ПДК, полученные результаты можно объяснить особенностями структуры питания населения. Поэтому далее был рассчитан вклад каждой из групп пищевых продуктов в общее поступление свинца с рационами как в целом по Российской Федерации, так и по регионам.

Результаты исследований показали, что основными группами продуктов как в целом по России, так и в Центральном, Приволжском, Южном, Сибирском и Уральском федеральных округах были хлебопродукты, картофель и молочные продуктыв Северо-Западном федеральном округе — молочные продукты, мясопродукты и хлебопродуктыв Дальневосточном Федеральном округекартофель, хлебопродукты и мясопродукты. Таким образом, основные группы продуктов по вкладу в общую нагрузку свинцом с рационами не совпадали с основными группами продуктов по уровню содержания в них свинца. Так, практически во всех регионах значимый вклад в общее поступление данного контаминанта вносила группа молочных продуктов, содержание свинца в которой было наименьшим среди всех групп. В то же время потребление рыбопродуктов, даже в тех регионах, в которых в связи со сложившимися пищевыми привычками населения оно было достаточно большим, не вносило существенного вклада в общее значение алиментарной нагрузки свинцом.

Нагрузка кадмием на население составила в целом по Российской Федерации 5,9% УПНП. Наименьший ее уровень был установлен в Дальневосточном федеральном округе (2,7% УПНП), а наибольший — в Южном регионе (17,3% УПНП). Значения 90-го процентиля поступления кадмия с рационами не превышали УПНП как в целом по Российской Федерации, так и во всех федеральных округах.

Основными группами пищевых продуктов по вкладу в общее поступление кадмия с рационами являлись хлебопродукты, молочные продукты и картофель. В Дальневосточном федеральном округе значительный вклад в экспозицию кадмием вносили сахар и кондитерские изделия, овощив Уральском федеральном округеовощи, молочные продукты и хлебопродукты. Таким образом, для кадмия также не совпадали основные группы продуктов по уровню его содержания и по уровню вклада их потребления в общее поступление данного контаминанта с рационами.

Медиана поступления с рационами мышьяка в целом по Российской Федерации соответствовала 22,9% УПНП и была наибольшей из всех токсичных элементов, при этом у населения Дальневосточного федерального округа она составляла 41,7% УПНП. Наименьшие уровни поступления мышьяка с рационами установлены у населения, проживающего в Южном федеральном округе (19,2% УПНП). 90-й процентиль экспозиции мышьяком в целом по Российской Федерации соответствовал 88,7% УПНП, а превышения УПНП ни в одном из регионов установлено не было.

Основными группами пищевых продуктов по уровню вклада в общее поступление мышьяка у населения в целом по Российской Федерации являлись хлебопродукты, молочные продукты и картофель. Что касается регионов, то в Центральном, Северо-Западном и Сибирском федеральных округах значимым был вклад овощейв Уральском регионе практически половину вклада в общее поступление мышьяка вносили продукты растительного происхождения.

Поступление ртути с рационами питания в целом по Российской Федерации составило 5,2% УПНП, при этом наибольшие уровни установлены в Уральском федеральном округе (9,4% УПНП), а наименьшие — в Приволжском и Дальневосточном федеральных округах (4,6 и 4,8% УПНП, соответственно). 90-й процентиль нагрузки ртутью не превышал установленного норматива как в целом по Российской Федерации, так и во всех регионах.

Наибольший вклад в общую экспозицию ртутью вносило потребление хлебопродуктов, молочных продуктов и картофеля. В Центральном федеральном округе значимым был вклад овощей, в Северо-Западном, Дальневосточном и Сибирском регионах — мясопродуктов, в Приволжском и Уральском федеральных округах — фруктов, в Южном регионе — картофеля. Вклад рыбопродуктов был незначительным даже в регионах с относительно высоким потреблением данной группы продуктов.

Таким образом, приоритетные группы продуктов по уровню контаминации токсичными элементами не всегда вносили значимый вклад в экспозицию, что было связано с низким уровнем их потребления. Поэтому базой для ранжирования пищевых продуктов по уровню контаминации с учетом реальной структуры питания должен являться относительный вклад их потребления в общее значение поступления токсичных элементов с рационами.

Поступление токсичных элементов в составе БАД к пище было незначительным и не вносило существенного вклада в общую нагрузку.

Оценивая использованный методический подход к расчету экспозиции, необходимо отметить, что он дает возможность определить поступление контаминантов в среднем у всей популяции населения на основании среднего, медианы и 90 процентиля содержания их в пищевых продуктах. В результате можно провести ранжирование пищевых продуктов по уровню вклада их потребления в общее поступление и выявить основные группы продуктов. Если все расчеты произведены по единой схеме, указанный подход может использоваться для получения сопоставимых данных в разных регионах и сравнения регионов.

Вместе с тем, такой подход имеет и свои ограничения. В первую очередь они связаны с показателями, характеризующими структуру питания, т.к. в данном случае мы имеем дело не с истинным потреблением различных продуктов, а с их производством, импортом и реализацией. При этом невозможно четко определить именно «съедобную» часть пищевого продукта, выделить половозрастные группы, учесть потери (или, наоборот, «обогащение») контаминантов при кулинарной и технологической обработке. Поэтому при реализации данного подхода, в большинстве случаев, по-видимому, может наблюдаться завышение нагрузки теми или иными контаминантами на население в целом.

Результаты расчета поступления токсичных элементов на основании медианы их содержания в пищевых продуктах и данных индивидуальной, структуры питания населения, проживающего в Московской области, показали, что среднее и максимальное поступление свинца, кадмия, мышьяка, ртути у населения не превышало УПНП. Основными группами продуктов, вносящими наибольший вклад в поступление всех токсичных элементов, были молочные продукты, хлебопродукты и картофель.

Таким образом, были получены доказательства того, что значения экспозиции контаминантами определяются главным образом степенью оптимальности организации структуры питания населения. Поэтому детальное изучение не только уровней потребления пищевых продуктов, но и уровней вклада определенных продуктов в экспозицию контаминантами является основой для разработки управляющих воздействий, направленных на снижение риска, связанного с поступлением токсичных элементов с рационами питания.

Оценивая использованный методический подход, необходимо отметить, что его бесспорным преимуществом является возможность расчета индивидуальных значений экспозиции и определения населения из групп риска, поступление контаминантов с рационами которых может превышать установленные гигиенические нормативы. В то же время, ограничением при использовании данного подхода является сложность оценки индивидуальной структуры питания и необходимость исследования достаточно больших по численности групп населения для обеспечения репрезентативности выборки.

Расчет коэффициентов опасности и индивидуальных канцерогенных рисков проводился на основании полученных значений поступления токсичных элементов с пищевыми продуктами.

Установлено, что коэффициенты опасности для всех токсичных элементов не превышали 1,0. Это означает, что вероятность развития у человека вредных эффектов при ежедневном поступлении токсичных элементов в течение жизни несущественна, а воздействие характеризуется как допустимое. Значения индивидуальных канцерогенных рисков для свинца и кадмия находились в пределах диапазона допустимого риска, а для мышьяка — соответствовали предельно допустимому риску.

Популяционный канцерогенный риск для населения Московской области для свинца составил 0,17 на 10 000 населения в 2002 г. и 0,14 в 2003 г., для кадмия — 0,13 и 0,10, а для мышьяка 3,88 и 3,16, соответственно.

Таким образом, для оценки реальных уровней поступления токсичных элементов с пищевыми продуктами и дальнейшей оценки риска нами были использованы два различных методических подхода, каждый из которых характеризовался своими достоинствами и недостатками, главным образом связанными с методологией оценки структуры питания населения. Данные о среднем потреблении пищевых продуктов не всегда достоверно характеризуют истинную структуру питания, т.к. фактически основаны на исследовании уровней реализации, а не потребления пищевых продуктов.

Ограничениями метода 24-часового воспроизведения питания, является то, что структура питания оценивается за один день. Однако известно, что потребление пищевых продуктов в разные периоды годы может различаться, следовательно, использование данного метода оценки структуры питания искажает конечные результаты в том случае, когда по имеющимся данным о потреблении пищевых продуктов за один период года необходимо оценить среднегодовую алиментарную нагрузку тем или иным контаминантом.

Влияние данных факторов неопределенности на результаты оценки риска не представляется возможным устранить полностью, но их можно скорректировать с помощью применения методов математической статистики. В связи с этим была разработана схема определения и оценки реальных уровней поступления токсичных элементов с пищевыми продуктами, учитывающая все возможные комбинации статистических параметров распределения значений содержания токсичных элементов в пищевых продуктах и потребления отдельных групп продуктов и обосновывающая их биологический смысл. Данный подход позволяет, с одной стороны, обосновать принципиально новый способ ранжирования токсичных элементов и пищевых продуктов по приоритетности их вклада в общее значение экспозиции и рисков, связанных с поступлением контаминантов в составе рационов питания. С другой стороны, в условиях ограниченности объема данных о содержании токсичных элементов в пищевых продуктах и структуре питания населения, данный подход позволяет прогнозировать возможные средние и максимальные значения алиментарного поступления на основании имеющихся данных, а также дать прогноз поступления контаминантов с рационами питания лиц с нестандартными пищевыми привычками (например, вегетарианцев).

Предложенный подход к ранжированию токсичных элементов по приоритетности с точки зрения риска, связанного с содержанием данного токсичного элемента в пищевых продуктах, заключается в том, что расчет алиментарной экспозиции должен проводиться исходя из 90 процентиля содержания токсичных элементов в пищевых продуктах и медианного (среднего) потребления пищевых продуктов. При данной методике расчета можно получить значение алиментарной нагрузки токсичными элементами на население при условии среднего потребления продуктов, содержащих контаминанты в максимальных концентрациях. Если в результате такого расчета полученное значение нагрузки будет меньше УПНП, то это является прямым доказательством того факта, что исследуемый контаминант не является приоритетным с точки зрения его содержания в продуктах питания на данной территории у лиц со среднестатистическими пищевыми привычками.

Возможен и другой вариант — расчет экспозиции исходя из медианного содержания токсичных элементов в пищевых продуктах и 90 процента л я потребления определенных групп пищевых продуктов. При этом необходимо понимать, что одновременное потребление всех групп пищевых продуктов в достаточно высоких количествах маловероятно, и данный подход дает возможность рассчитать алиментарную нагрузку у лиц с определенными пищевыми привычками и типом питания — например, вегетарианцев, потребителей кукурузы, при соблюдении диеты и т. д. То есть, при расчете нагрузки необходимо использовать 90 процентиль потребления лишь определенной интересующей исследователя группы пищевых продуктов, а потребление остальных групп продуктов необходимо учитывать по медианному уровню. Описанный подход дает возможность определить приоритетность пищевых продуктов с точки зрения содержания определенных контаминантов.

И, наконец, возможна комбинация двух описанных подходов, когда расчет производится исходя из 90 процентиля содержания контаминантов в пищевых продуктах и 90 процентиля потребления определенных групп пищевых продуктов. Данный метод расчета, по аналогии с рекомендациями ВОЗ, предлагается назвать «пессимистическим» методом, так как он характеризует ситуацию, когда население потребляет большие количества продуктов, содержащих контаминанты в максимальных концентрациях. Если в результате применения данного метода рассчитанные значения алиментарной нагрузки будут меньше УПНП, то можно сделать вывод о том, что исследуемый контаминант не является приоритетным, т.к. даже с учетом различных пищевых привычек поступление исследуемого токсичного элемента незначительно.

Таким образом, была разработана схема оценки риска, связанного с алиментарным поступлением токсичных элементов. На этапе идентификации опасности выделяется приоритетная группа контаминантов, которые не только содержатся во всех объектах окружающей среды в результате природной эмиссии, но и поступают из антропогенных источников. На этапе характеристики опасности было изучено содержание токсичных элементов во всех группах пищевых продуктов и БАД, потребление которых также может вносить определенный вклад в общее алиментарное поступление токсичных элементов. На основании статистического анализа полученных результатов был обоснован подход к объективизации мониторинга содержания токсичных элементов в пищевых продуктах, который заключался в оценке не среднего, а медианного значения, которое более объективно характеризовало выборку. На этапе характеристики риска произведен расчет коэффициентов опасности, индивидуальных и популяционных канцерогенных рисков, связанных с поступлением токсичных элементов в составе рационов питания. Проведена оценка неопределенностей и предложен комплексный вероятностный подход, позволяющий обосновать новый способ ранжирования токсичных элементов и продуктов питания с точки зрения возможного риска, а также прогнозировать возможные средние и максимальные значения алиментарной нагрузки токсичными элементами при отсутствии всех необходимых данных.

Разработанная схема является реально работающим инструментом, позволяющим получать сопоставимые данные в различных регионах с разным уровнем загрязнения пищевых продуктов и пищевыми привычками населения. На основании полученных результатов можно определить группы населения, у которых, поступление контаминантов с рационами выше УПНП, а также определить приоритетные направления исследования по показателям безопасности различных групп пищевых продуктов.