8. VÝSLEDKY SUBSYSTÉMU 5: ZDRAVOTNÍ DŮSLEDKY EXPOZICE LIDSKÉHO ORGANISMU TOXICKÝM LÁTKÁM ZE ZEVNÍHO PROSTŘEDÍ, BIOLOGICKÝ MONITORING |
8.1 Organizace monitorovacích aktivit
Subsystém zahrnuje monitorování toxických látek, popř. jejich metabolitů (biomarkery interní dávky), a vybraných biologických změn (biomarkery biologického účinku) v biologických materiálech populačních skupin dospělých, dětí (8–10 let) a žen po porodu ve čtyřech vybraných oblastech – Benešov, Žďár n/S, Plzeň a Ústí n/L. V každé oblasti je zařazeno do studie vždy 100 subjektů ze sledované populační skupiny. Základní demografické údaje a informace o životním stylu, nezbytné pro odhad expozice populace sledovaným toxickým látkám, jsou zjišťovány stručným dotazníkem. Systém je doplněn monitorováním mutagenní aktivity prašného aerosolu (PM10) ovzduší.
Mezilaboratorní diference jsou minimalizovány zadáním analýz dle matric, popř. analytu. Po výběrovém řízení v roce 2000 došlo ke změně externího pracoviště analyzujícího PCB a další organické látky v mateřském mléce. Výsledky jsou presentovány pro celou populační skupinu sumárně za všechny sledované lokality formou základní popisné statistiky.
Pro obsahy toxických látek v biologických materiálech člověka nejsou u neprofesionálně exponované populace většinou stanoveny biologické expoziční limity. Pro některé závažné analyty jsou však určeny tzv. tolerovatelné hodnoty, jejichž překročení signalizuje riziko možného zdravotního poškození v populačním měřítku. Homogenita produkovaných dat a jejich srovnatelnost s údaji obdobných zahraničních studií spolu s několikaletou kontinuitou monitoringu umožňuje jejich využití pro stanovení referenčních hodnot charakterizujících zátěž populace v daném období. Určitá míra individuální variability může být způsobena rozdíly ve výši expozice i různou individuální citlivostí lidského organismu ke škodlivým vlivům prostředí.
8.2 Sledované faktory
Mezi faktory monitorované v roce 2000 jsou zahrnuty toxické kovy (kadmium, rtuť, olovo) a vybrané prvky s benefitním účinkem (měď, selen, zinek) v krvi a moči dospělých, v moči a vlasech dětí. Hladiny olova byly sledovány také v zubech dětí a obsah kadmia v ledvinné tkáni. Nově byl mezi sledované prvky zařazen arsen v moči dospělých a dětí a u vybraného počtu osob jód v moči dospělých a dětí a fluor v moči dětí. S odstupem 2 let byly mezi sledované analyty zařazeny i dusičnany v moči dětí. Mezi sledované kontaminanty organického původu patří indikátorové kongenery polychlorovaných bifenylů (PCB), vybrané chlorované pesticidy a deriváty kyseliny ftalové v mateřském mléce a hladiny indikátorových kongenerů PCB a vybraných chlorovaných pesticidů v podkožním tuku. Ve stejných vzorcích podkožního tuku byly analyzovány i kongenery PCB, PCDD a PCDF s dioxinovou aktivitou s výsledkem vyjádřeným celkovou hodnotou toxického ekvivalentu (TEQ). V séru dospělých byla sledována hladina mykotoxinu ochratoxinu A. Z oblasti genotoxicity faktorů prostředí je sledována bakteriální mutagenita frakce PM10 prašného aerosolu ovzduší.
8.2.1 Toxické kovy a stopové prvky
Souhrnné výsledky jsou uvedeny formou základní popisné statistiky v tab. 8.1. Nalezené hodnoty jsou vesměs ve shodě jak s literárními údaji pro jiné neprofesionálně exponované populační skupiny, tak i s údaji monitorovacích aktivit minulých období.
Hladina olova v krvi dospělých (medián 43,0 µg/l) se pohybuje v dolní části hodnot udávaných jako referenční v průmyslově vyspělých zemích a shoduje se s výsledky předchozích let (obr. 8.1a). U 90 % dospělé populace nepřekračuje hodnotu 80,0 µg/l. Hladina olova je ovlivněna pohlavím (vyšší hodnoty jsou u mužů) a věkem. Kritická (tolerovatelná) hodnota 100 µg/l byla překročena u 15-ti (3,8 %) jedinců dospělé populace. Na základě výsledků Systému monitorování (MZSO) v období 1996–2000 lze odhadnout referenční hodnoty olova v krvi pro českou dospělou populaci na 95 µg/l (muži), 80 µg/l (ženy) a 60 µg/l (děti). Hladina olova v moči dětí je od roku 1997 stabilizovaná (obr. 8.1b).
Hladina kadmia v tělních tekutinách dospělé i dětské populace jeví v průběhu monitorovacích aktivit určitou tendenci ke snížení (obr. 8.1c). U dospělých je koncentrace kadmia v krvi (medián) ve výši 0,58 µg/l. Tato hodnota se výrazně zvyšuje u kuřáků. Hladina kadmia v moči dětské populace je v celém souboru ze 69 % pod mezí detekce. Hodnota vyšší než 2 µg/g kreatininu, považovaná za maximální tolerovatelnou interní dávku pro neprofesionálně exponovanou populaci, byla nalezena u celkem 18-ti vzorků moče dospělých osob (4,5 %). Odhad referenčních hodnot Cd pro naši populaci, vycházející z výsledků MZSO v období 1996–2000, je 1,2 µg/l v krvi dospělých a 0,6 µg/l v krvi dětí. Kadmium bylo rovněž analyzováno v ledvinné tkáni. V letech 1999 a 2000 bylo analyzováno celkem 32 vzorků, koncentrace kadmia (medián 18,5 mg/kg tkáně) odpovídá výsledkům dosaženým v roce 1996 (medián 14,2 mg/kg tkáně).
Hladiny rtuti v krvi a moči dospělých a moči dětí nesignalizují zvýšenou zátěž naší populace tímto prvkem a pohybují se v rámci literaturou udávaných hodnot. Referenční hodnoty rtuti v krvi lze pro českou dospělou populaci na základě výsledků MZSO odhadnout na 2,8 µg/l krve, pro děti na 1,6 µg/l.
Hladina celkového arsenu v moči je u běžné populace nižší než 10 µg/l moče, obvykle v rozsahu 2,8–3,8 µg/l. Výsledky dosažené v rámci monitorování odpovídají normálním hodnotám neexponované populace – hodnota mediánu je u dospělých 3,7 µg/g kreatininu, u dětí 3,2 µg/g kreatininu.
Hladina mědi v krvi i moči je ve shodě s obecně uváděnými referenčními hodnotami i s výsledky předchozích monitorovacích období. Výsledky nesvědčí o nedostatečné saturaci naší populace tímto prvkem. Na základě výsledků MZSO v letech 1996–2000 lze odhadnout referenční hodnoty mědi v krvi pro naši dospělou populaci v rozsahu 970 µg/l (muži) až 1450 µg/l (ženy), pro děti 1350 µg/l.
Selen je považován za prvek s benefitními účinky a svými antioxidačními účinky je součástí obranných mechanismů proti oxidačnímu stresu a následným onemocněním, která jsou tímto procesem podporována (onkologická, kardiovaskulární). Hladina selenu v krvi je ukazatelem saturace organismu tímto prvkem. Za optimální je považována hladina v rozmezí 70–100 µg/l. Výsledky dosahované v období monitorovacích aktivit vykazují pozvolný vzestupný trend s hodnotou mediánu v krvi dospělé populace 90,6 µg/l (obr. 8.1d). Koncentrace selenu v moči je v souladu s jeho hodnotami v krvi.
Hladina zinku v krvi a moči dospělých a moči dětí je v relaci s hodnotami předchozích monitorovacích období.
Jód je významný stopový prvek nezbytný pro tvorbu hormonů štítné žlázy. Vhodným biomarkerem pro stanovení saturace jodem v populaci je stanovení jodurie (hladiny jódu v moči). Jodurie nad 100 µg/l svědčí o dostatečném zásobení organismu, hodnoty 50–100 µg ukazují na mírný nedostatek jodu a hodnoty nižší než 50 µg signalizují závažnou deficienci. Zatímco výsledky dosažené u dětské populace (medián 199 µg/g kreatininu) lze považovat za dostatečnou saturaci sledované dětské populace, výsledky u dospělých (medián 83 µg/g kreatininu) dokládají mírnou hyposaturaci dospělé populace tímto prvkem.
Výsledky analýzy prvků v dětských vlasech i olova v dětských zubech vykazují stabilní údaje shodné s výsledky předchozích let.
Dusičnany v moči dětí byly v rámci monitorovacích aktivit sledovány naposledy v roce 1997. Výsledky analýzy v roce 2000 se s nimi shodují (medián 58 mg/g kreatininu) a pohybují se v hodnotách charakteristických pro země střední a východní Evropy, které jsou pro dospělou populaci udávány v rozmezí 38–109 mg/g kreatininu.
8.2.2 Toxické látky organického původu
Sledování indikátorových kongenerů PCB v mateřském mléce potvrdilo převahu kongenerů 138, 153 a 180, které přetrvávají dlouhodobě v organismu. Ojedinělé vysoké hodnoty v souboru však svědčí pro existenci individuální lokální bodové zátěže. Ostatní sledované kongenery PCB jsou z více než 50 % pod mezí detekce. Vzhledem ke změně analyzující laboratoře nelze dosažené výsledky posoudit z hlediska časových trendů (obr. 8.2a).
Hladina di-n-butylftalátu (DBFT) v mateřském mléce v průběhu monitorovacího období 1994–2000 je zobrazena na obr. 8.2b. Hodnoty chlorovaných pesticidů (HCB, suma DDT) v mateřském mléce potvrzují sestupný trend zátěže těmito látkami (obr. 8.2c).
Indikátorové kongenery PCB spolu s PCDD, PCDF a s toxicky významnými kongenery PCB byly analyzovány i ve vzorcích podkožního tuku. Vzhledem k malému počtu odebraných a analyzovaných vzorků v roce 2000 nejsou výsledky uvedené formou popisné statistiky a budou zpracovány spolu se vzorky, které budou analyzovány v roce 2001. Obr. 8.2d se vztahuje k výsledkům dosaženým v období 1996–1999 a zdůrazňuje významný podíl toxických kongenerů PCB na celkové toxicitě vyjádřené hodnotou TEQ.
Hladina mykotoxinu ochratoxinu A byla s dvouletým odstupem sledována v krevním séru dospělé populace. Dosažené výsledky jsou v souladu s dříve nalezenými hodnotami a potvrzují stálou, avšak mírnou zátěž populace s vyššími hodnotami u populace v Benešově a Žďáru nad Sázavou.
8.3 Genotoxické účinky ovzduší
Systematické monitorování mutagenní aktivity prašných částic (PM10) ovzduší bylo zahájeno koncem roku 1996 a od roku 1997 kontinuálně probíhá s 18-ti denními odběrovými intervaly v návaznosti na analýzu PAU v subsystému 1. Vzhledem k signifikantně vyšším hodnotám prokazovaným v zimních měsících se v roce 2000 odběr vzorků omezil na období leden–březen a říjen–prosinec. V roce 1999 byly odběry v Benešově zastaveny a nahrazeny odběry v Praze. Vzorky z oblasti Prahy vykazovaly významně vyšší hodnoty než u ostatních lokalit (obr. 8.3a). Mutagenní aktivita všech vzorků, vyjádřená počtem revertant/m3, korelovala s výsledky analýzy PAU (sumou PAU, hodnotou TEQ i koncentrací benzo(a)pyrenu), která byla prováděna v rámci Subsystému 1. Výsledky mutagenní aktivity detekované u indikátorového kmene YG1041 signalizují zvyšující se koncentraci i dalších chemických struktur s mutagenním potenciálem vázaných na prašný aerosol, zejména nitroareny.
8.4 Dílčí závěry
Hladiny biomarkerů se obecně vyznačují značnou individuální variabilitou, charakterizují však zátěž populace jako celku. Srovnáním výsledků biologického monitoringu s již existujícími referenčními nebo kritickými hodnotami a údaji obdobných studií lze i v roce 2000 konstatovat, že zátěž naší populace xenobiotiky z prostředí se obecně nevymyká z rámce evropského průměru a v zásadě odpovídá navrženým referenčním hodnotám pro naši populaci. Potvrzuje se tendence k poklesu koncentrace kadmia a vcelku dostatečná saturace selenem. Hladina indikátorových kongenerů PCB v mateřském mléce je od roku 1997 prakticky stabilizovaná. Vzhledem ke změně analyzující laboratoře v roce 2000 nelze však dosažené výsledky odpovědně posoudit z hlediska dlouhodobých časových trendů. Pozvolný pokles je pozorován u koncentrace hexachlorbenzenu a sumy DDT v mateřském mléce. Hladina ochratoxinu A v séru dospělé populace je stabilizovaná a nesignalizuje výraznou zátěž naší populace. Výsledky mutagenní aktivity organického extraktu PM10 ovzduší potvrzují vyšší hodnoty u vzorků odebraných v Praze, a u indikátorového kmene YG1041 stoupající časový trend.
Tab. 8.1 Obsah kovů a metaloidů v biologickém materiálu člověka, 2000
počet měření (N), medián (Me), 90% kvantil (Kv90) a rozpětí mediánů ze všech monitorovaných lokalit (UL, ZR, BN, PM)
Biologický materiál |
Rozměr |
Kadmium |
Olovo |
Rtuť |
Měď |
Selen |
Zinek |
Chrom |
Jód |
|
Dospělí krev |
N |
µg/l |
399 |
399 |
398 |
399 |
399 |
399 |
ND |
|
Me |
0,6 |
43 |
1,32 |
920 |
90,6 |
6 820 |
|
|
||
Kv90 |
1,5 |
80 |
2,71 |
1 110 |
114 |
8 272 |
|
|
||
rozpětí měst |
0,5–0,6 |
38–54,5 |
1,04–1,44 |
885–945 |
86,5–95,8 |
6 380–7 280 |
|
|
||
Dospělí moč |
N |
µg/g kr. |
359 |
359 |
359 |
359 |
359 |
359 |
|
99 |
Me |
0,3 |
4,59 |
0,69 |
6 |
8,8 |
355 |
|
83 |
||
Kv90 |
0,82 |
20,6 |
3,21 |
13,3 |
26,9 |
625 |
|
154 |
||
rozpětí měst |
0,24–0,36 |
2,83–11,79 |
0,40–1,02 |
5,1–8,7 |
6,51–13,9 |
335–372 |
|
73–104 |
||
Děti moč |
N |
µg/g kr. |
ND |
384 |
384 |
384 |
384 |
384 |
ND |
100 |
Me |
ND |
1,51 |
0,35 |
32,4 |
18,9 |
402 |
|
199 |
||
Kv90 |
ND |
8,7 |
2,05 |
56,4 |
54,5 |
734 |
|
309 |
||
rozpětí měst |
ND |
0,81–2,40 |
0,19–0,83 |
22,4–39,5 |
8,2–27 |
339–465 |
|
176–228 |
||
Děti vlasy |
N |
µg/g |
343 |
343 |
343 |
343 |
343 |
343 |
343 |
|
Me |
0,12 |
1,5 |
0,26 |
12 |
0,23 |
118 |
0,21 |
|
||
Kv90 |
0,35 |
2,9 |
0,28 |
39 |
0,58 |
182 |
0,34 |
|
||
rozpětí měst |
0,10–0,15 |
1,2–1,8 |
0,23–0,28 |
10,0–13,0 |
0,2–0,3 |
98–142 |
0,20–0,23 |
|
||
Děti zuby |
N |
µg/g |
|
171 |
|
|
|
|
|
|
Me |
|
1,39 |
|
|
|
|
|
|
||
Kv90 |
|
3,59 |
|
|
|
|
|
|
||
rozpětí měst |
|
1,23–3,38 |
|
|
|
|
|
|
Poznámka:
„kr“ – kreatinin
Rozpětí měst – rozpětí mediánů z jednotlivých lokalit Systému monitorování
ND – daná matrice nebyla v roce 2000 monitorována