Vplyv chemických prvkov na ľudské zdravie –analýza príčin … · 2016-11-15 · Seminár...

www.geology.sk

Seminár GEOHEALTH 2016, 27. apríl 2016, Bratislava

Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Mlynská dolina 1, Bratislava, [email protected]

K. Fajčíková, V. Cvečková, S. Rapant

Vplyv chemických prvkov na ľudské zdravie – analýza príčin – účinkov a návrh opatrení

www.geology.sk


Zdravotný stav obyvateľov(zhoršené demografické ukazovatele, zvýšená incidencia ochorení, zvýšená úmrtnosť na vybrané príčiny úmrtí...)

Chemické prvky/látky v životnom prostredí(podzemné vody, pôdy, ovzdušie,...)

Základným predpokladom pre hodnotenie vzájomných vzťahov a príčinných asociácií jesúhrn dostupných informácií často z rôznorodých a interdisciplinárnych vedných odborov(geológie, environmentálnej a medicínskej geochémie, epidemiológie, toxikológie,...), najmä:

� Poznatky o výskyte chemických prvkov/látok v jednotlivých geologických zložkách životnéhoprostredia

� Poznatky o zdokumentovaných zdravotných účinkoch týchto prvkov/látok.

Poznanie problému je základom na jeho riešenie...

www.geology.sk


V našom ponímaní, v rámci riešenia projektu GEOHEALTH, pri hodnotení vplyvu chemickýchprvkov/látok v geologickom prostredí na zdravotný stav obyvateľstva chápeme pod pojmom:

„Príčina“ – zdroj, výskyt a úroveň koncentrácií jednotlivých chemických prvkov/látok

v hodnotených geologických zložkách životného prostredia – podzemných vodách a

pôdach v rámci územia Slovenskej republiky

„Účinok“ – nepriaznivé účinky nadbytku/deficitu chemických prvkov/látok na zdravie

človeka

www.geology.sk


„Príčina“ – zdroj, výskyt a úroveň koncentrácií jednotlivých chemických prvkov/látok

v hodnotených geologických zložkách životného prostredia – podzemných vodách a

pôdach Slovenskej republiky

Súhrnnou formou bola spracovaná základná charakteristika výskytu hodnotenýchenvironmentálnych indikátorov v podzemných vodách a pôdach Slovenskej republiky.

Hodnotená skupina environmentálnych indikátorov: 32 ukazovateľov chemického zloženiapodzemných vôd a 27 ukazovateľov chemického zloženia pôd.

Základné štatistické údaje o úrovniach koncentrácií jednotlivých EI boli spracované na základegeochemickej databázy zostavenej v rámci projektu Geohealth (20 339 chemických analýzpodzemných vôd, 10 738 chemických analýz pôd).

Výskyt zvýšených resp. deficitných obsahov chemických prvkov / látok v podzemných vodácha pôdach, zahŕňajúc prírodné príp. antropogénne zdroje a plošnú distribúciu v rámci územiaSlovenskej republiky, bol charakterizovaný na základe výsledkov existujúcich komplexnýchgeochemických prác – Geochemických atlasov Slovenskej republiky (Rapant et al., 1996, Čurlíka Šefčík, 1999).

Súčasťou rešeršného spracovania geochemických informácií je aj prehľad existujúcich limitných hodnôt prehodnotené chemické prvky / látky, ktoré sú v súčasnosti stanovené pre podzemné vody a pôdy v rámci slovenskejlegislatívy (Nariadenie vlády SR, č. 496/2010 Z.z., Zákon č. 220/2004 Z.z.).

www.geology.sk


www.geology.sk


„Účinok“ – nepriaznivé účinky nadbytku/deficitu chemických prvkov/látok na zdravie

človeka

Súhrnné spracovanie poznatkov o nepriaznivých zdravotných účinkoch hodnotených EI boloprioritne zamerané na existujúce informácie o ich preukázanom negatívnom vplyve na zdraviečloveka v spojitosti s ich výskytom v geologickom prostredí formou orálnej expozície (príjempitných vôd, náhodná ingescia pôd...).

Hlavný zdroj údajov: medicínsko-geochemické resp. epidemiologické štúdie, ktorépreukázateľne dokumentujú vzájomný vzťah medzi výskytom daného prvkuv geologickom prostredí a zhoršeným zdravotným stavom obyvateľov.

Ďalší významný zdroj informácií: existujúce komplexné toxikologické databázy:

� ATSDR – Agency for Toxic substances and disease registry (www.atsdr.cdc.gov/),� IRIS – Integration Risk Information System (www.epa.gov/iris),� RAIS – Risk Assessment Information System (https://rais.ornl.gov/) ...

Súčasťou rešeršného spracovania medicínskych informácií je aj prehľad limitných úrovní obsahov prvkovz pohľadu prejavov ich nepriaznivých účinkov na zdravie človeka, ktoré sú v súčasnosti uvádzané vo svetovejliteratúre (minimálne rizikové úrovne, minimálne príp. maximálne potrebné úrovne, odporúčaný príjem).

www.geology.sk


Medzi najviac preskúmané EI patria najmä potenciálne toxické stopové prvky ako As, Ba, Cd,Pb, Cr a i., a to najmä vo vzťahu k podzemným vodám...

...podzemné vody ako významný zdroj pitnej vodynajvýznamnejšia geologická zložka/médium z pohľadu možných zdravotných rizík.

(vyššia bioprístupnosť, výskyt chemických prvkov v rozpustenej forme = vyššia toxicita pre organizmus )

www.geology.sk


ARZÉN KADMIUM OLOVO

www.geology.sk


V prípade esenciálnych prvkov, najmä makroprvkov (Ca, Mg, Na, K), ktoré sa dominantnepodieľajú na chemickom zložení podzemných vôd a pôd je preskúmanosť ich negatívneho vplyvuna ľudské zdravie relatívne malá.

Limitujúci faktor : esencialita chemických prvkov (vo všeobecnosti sú považované za zdraviuprospešné).

Existujúce štúdie: prevažne z oblasti medicíny (vplyv stravy a výživy).

...málo medicínsko-geochemických výskumov špecificky venovaných analýze vzťahu nadbytkuresp. deficitu makroprvkov/makrozložiek v geologickom prostredí a zhoršeným zdravotným stavomobyvateľstva – limitované dáta.

Výnimkou je napr. vplyv deficitných obsahov Ca a Mg v pitných vodách, príp. nízkej tvrdosti pitnejvody (Ca+Mg) na zvýšenú úmrtnosť na kardiovaskulárne ochorenia, o ktorom boli spracovanéviaceré súhrnné publikácie (napr. Catling et al., 2005, 2008, Cotruvo & Bartram eds., 2009, Rosborg ed.2015).

www.geology.sk


Účinky na zdravie človeka(orálna expozícia)

Ca Mg Ca+Mg Na K SiO2

SYSTÉMOVÉ ÚČINKY

kardiovaskulárny systém(srdce a krvné cievy,obehová sústava)

v spojení s tvrdosťou vody (Ca+Mg mmol.l-

1)1,2,3

hypertenzia8

hypertenzia, ischemické ochorenie

srdca3,13, cerebrovaskulárne

ochorenia (mozgové príhody)14, infarkt

myokardu15

opuch mozgu až poškodenie

mozgu21

srdcová arytmia22

gastrointestinálny systém(žalúdok a črevá, tráviacasústava)

vredová choroba žalúdka a

dvanástorníka13

renálny system(močová sústava a obličky)

zlyhanie obličiek1

endokrinný systém(žľazy a hormonálnezmeny)

poruchy funkcie príštitnej žľazy1 struma13

NEUROLOGICKÉ ÚČINKY(nervový systém)

kognitívne poruchy4 trasenie, tetánia8 amyotrofická laterálna

skleróza15

VÝVOJOVÉ ÚČINKY(vývoj orgánov)

nízka váha novorodencov5

poruchy rastu, zlý vývoj kostí, vývoj

svalstva23,24

MUSKULOSKELETÁLNEÚČINKY(svaly a kostra)

osteoporóza1kŕče svalstva, osteoporóza

(limitované dáta)8

svalová paralýza22

METABOLICKÉ ÚČINKY(výživa a premena látok)

poruchy(diabetes)8,9zmeny

bunkového metabolizmu22

RAKOVINA(zhubné nádory orgánov)

prsníka (LD)6prsníka (LD)10, pečene (LD)11,

žalúdka12

konečníka, hrubého čreva, žalúdka,

pankreasu, pažeráka16,17,18,19,20

Pozn. 1OSU, 2010a; 2Nerbrand et al. ; 2003, 3Catling et al., 2005; 4Jacqmin et al., 1994; 5Yang et al., 2000a; 6Yang et al., 2000b; 7Yang et al., 1998; 8OSU 2007; 9Sengupta 2013; 10Yang etal., 2000; 11Tukiendorf & Rybak, 2004; 12Sakamoto et al., 1997; 13Kožíšek, 2003; 14Rubenowitz et al., 1999; 15Yasui et al., 1997; 16Yang et al., 1997b; 17Yang et al., 1998; 18Yang et al., 1999a;19Yang et al., 1999b; 20Yang et al., 1999c; 21OSU, 2008; 22OSU, 2010b; 23Martin, 2007; 24Wagner, 2015; 25Gillette-Guyonnet et al., 2005; 26Rondeau, et al., 2009

www.geology.sk


Na základe zhodnotenia dostupných informácií o esencialite, resp. toxicite hodnotených chemických prvkov/látok vovzťahu k človeku boli vyčlenené 4 hlavné skupiny ukazovateľov chemického zloženia podzemných vôd, pôd:

� esenciálne prvky / látky: Ca, Co, Cr, Cu, F, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, P, Se, V, Zn, Ca+Mg, Si (SiO2),� toxické prvky / látky: Al, As, Ba, Be, Cd, Hg, Ni, NO2

-, NO3-, Pb, Ra, Rn, Sb,

� ostatné ukazovatele kvalitatívnych vlastností vôd: (Cl-, HCO3-, MIN (celková mineralizácia), NH4

+, PO43-, SO4

2-

, CHSKMn, pH),� ostatné ukazovatele kvalitatívnych vlastností pôd: karbonáty, pHH2O/KCl.

V prípade niektorých špecifických ukazovateľov kvalitatívnych vlastností vôd (CHSKMn, pH) a pôd (karbonáty, pHH2O/KCl) nebolidostupné relevantné údaje o ich potenciálnom priamom vplyve na zdravie ľudí a z ďalšieho hodnotenia boli vylúčené.

www.geology.sk


Nepriaznivé zdravotné účinky jednotlivých chemických prvkov / látok boli jednotne spracovanépodľa hlavných skupín účinkov na ľudský organizmus v zmysle ATSDR (Agency for ToxicSubstance and Disease Registry), zahŕňajúc:

� systémové účinky (vplyv na respiračný, kardiovaskulárny, gastrointestinálny, renálny aendokrinný systém, hematologické zmeny, pečeň, kožu, oči),

� neurologické účinky (nervový systém),

� vývojové účinky (vývoj orgánov),

� genotoxické účinky (chromozomálne zmeny),

� muskuloskeletálne účinky (svaly a kostra),

� imunologické účinky (orgány imunitného systému),

� reprodukčné účinky (funkcia reprodukčných orgánov, fertilita),

� metabolické účinky (výživa a premena látok)

� rakovinu.

www.geology.sk


Účinky na zdravie človeka (orálna expozícia) Environmentálne indikátory Negatívne účinky

nadbytok deficit SYSTÉMOVÉ ÚČINKY respiračný systém (dýchacie orgány) As, Cr kardiovaskulárny systém (srdce a krvné cievy, obehová sústava) As, Ca+Mg, Ba, Co, Cr, Cu, F, Fe, Hg, K, Mg, Na, Ni*, P(PO4

3-), Pb, Se Ca+Mg, Cu*, Fe, K, Na, Mg*, Se

- ischemické choroby srdca As, Se Ca+Mg - cievne choroby mozgu (mozgové porážky a infarkty) As Ca+Mg

gastrointestinálny systém (žalúdok a črevá, tráviaca sústava) As, Ba, Ca+Mg , Cd, Co, Cr, Cu, F, Fe, Hg, Mg, Mo, Na, Ni, P(PO4

3-),

Pb, Sb, Se, SO4, V, Zn, HCO3-

Zn, Ca+Mg*

hematologické zmeny (krvotvorba) As, Cd, Co, Cr, Cu, F, Ni*, NO2, NO3, Pb, Ra, Se, Zn Fe, P(PO4) pečeň As, Co, Cr, Cu, Ni*, Mo, Se renálny systém (močová sústava a obličky) Ca, Ca+Mg, Cd, Cr, F, Hg, Mg, Mo, Ni*, P(PO4

3-), Pb Ca

endokrinný systém (žľazy a hormonálne zmeny) As, Co, F, Fe, NO3 Se, Cr

koža As, Co, Cr, Ni, Se Zn, oči As, Co NEUROLOGICKÉ ÚČINKY (nervový systém) Al, As, Cd, F, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se, Zn Ca*, Ca+Mg*, Fe, Mg, Mo, Zn

VÝVOJOVÉ ÚČINKY (vývoj orgánov) Ba, F, Hg, Mn, P(PO43-), Zn Ca*, Fe, Se, SiO2, Zn

GENOTOXICKÉ ÚČINKY (chromozomálne zmeny) As, Cd, NO3, Pb, V MUSKULOSKELETÁLNE ÚČINKY (svaly a kostra) Al, Ba, Ca+Mg, Cd, F, K, Mg, Ni*, P(PO4)*, Pb, Zn Ca, Cu, F, K, Mg, Mn, P(PO4

3-) IMUNOLOGICKÉ ÚČINKY (orgány imunitného systému) Ni, Cu* Cu, Se, Zn

REPRODUKČNÉ ÚČINKY (funkcia reprodukčných orgánov, fertilita) Cd, F, Mn, NO3, Pb, Se METABOLICKÉ ÚČINKY (výživa a premena látok) Ba, Fe, HCO3

- Cr, K, Mg, Mn, Mo

RAKOVINA (zhubné nádory orgánov) As, Ca+Mg*, Cd, Cr, F, Fe, NO3, Pb, Rn, Zn Ca*, Ca+Mg*, Mg* Mo, Se

� gastrointestinálny systém Cr, NO3 Ca+Mg* - žalúdok Cr, NO3 Ca+Mg*, Mg* - hrubé črevo a konečník Fe Ca+Mg*

� respiračný systém Rn � prsník Ca*, Mg* � močová sústava As, Ca*, Ca+Mg*, Cd, NO3, Zn Se

� leukémia Rn � pečeň As, Fe Mg*

� koža As, Se*

Pozn. *limitované údaje

Prehľad nepriaznivých účinkov environmentálnych indikátorov na ľudské zdravie

www.geology.sk


Najvýznamnejšie poznatky o výskyte chemických prvkov/látok v podzemných vodách apôdach Slovenskej republiky – „príčina“ a nepriaznivé zdravotné dopady – „účinok“ bolinásledne interpretované do návrhu jednoduchých „opatrení“

...za účelom upozornenia na potenciálne negatívnevplyvy geologického prostredia na zdravie obyvateľov a poskytnutia jednoduchého „návodu“ako eliminovať nepriaznivý vplyv geologického prostredia na zdravie ľudí.

Pre každý hodnotený environmentálny indikátor bol vypracovaný katalógový list, ktorý podávasúhrnnú informáciu o:

Nepriaznivých účinkoch na ľudský organizmus (v dôsledku nadbytku alebo deficitu)a minimálnych rizikových úrovniach/odporúčanom príjme,

Úrovniach koncentrácií v geologickom prostredí Slovenskej republiky (podzemnévody a pôdy) a zdrojoch ich pôvodu (prírodné/antropogénne zdroje).

Navrhovaných opatreniach ako predchádzať možným zdravotným rizikám vkaždodennom živote.

www.geology.sk


Príklad súhrnného spracovania údajov o „príčinách – účinkoch a navrhovaných opatrení“ilustrujeme na dvoch prvkoch, arzénu zo skupiny toxických prvkov a horčíka zo skupinyesenciálnych prvkov

www.geology.sk


www.geology.sk

Ďakujem za pozornosť

Projekt je podporovaný z finančného nástroja LIFE+ a z príspevku MŽP SR

POĎAKOVANIE


...www.geology.sk/geohealth

Vplyv chemických prvkov na ľudské zdravie –analýza príčin … · 2016-11-15 · Seminár...

Documents

Transcript of Vplyv chemických prvkov na ľudské zdravie –analýza príčin … · 2016-11-15 · Seminár...