ZAWARTOŚĆ NIEKTÓRYCH METALI W PŁUCACH LUDZI ZMARŁYCH *

ROCZN. PZH, 1979. T. XXX, Nr 5

MARIA BORKOWSKA, ARTUR STRUSIŃSKI

ZAWARTOŚĆ NIEKTÓRYCH METALI W PŁUCACH LUDZI ZMARŁYCH *

Ż Zakładu Higieny Komunalnej Państwowego Zakładu Higieny w Warszawie Kierownik: doe. dr hab. S. Maziarka

Wykonano badania zawartości ołowiu, kadmu, rtęci, miedzi i cyn- ku w płucach osób zmarłych, w zależności od ich warunków środowi- skowych, nałogu palenia i przyczyny zgonu.

Szerokie zastosowanie w gospodarce narodowej wielu metali sprawia, że środowisko człowieka, a więc żywność, woda, gleba i powietrze atmo- sferyezne ulegają zanieczyszczeniu metalami, z których np.: ołów, kadm i rtęć są bardzo szkodliwe dla człowieka.

W naszym kraju stwierdzono przekroczenia naturalnych zawartości niektórych pierwiastków w glebach, w roślinach uprawnych i paszach oraz ich wysokie zawartości w tkankach zwierząt hodowlanych [23].

Zanieczyszczenie środowiska powoduje, że organizm ludzki w sposób ciągły narażany jest na szkodliwe działanie metali pośrednio poprzez iańcuch pokarmowy oraz bezpośrednio poprzez wodę do picia i wdycha- rie zanieczyszczeń z powietrza atmosferycznego, w którym stężenia np.

ołowiu już kilkakrotnie przekraczają wartości dopuszczalne [10].

Według wielu autorów dodatkowym źródłem toksycznym metali, prze- nikających do organizmu człowieka, jest tytoń [5, 14, 15, 22], w którym między innymi stwierdzono obecność kadmu i ołowiu.

Kadm należy do metali działających szkodliwie na nerki i wątrobę, wykazuje właściwości teratogenne i rakotwórcze, powoduje anemię.

W papierosach Marlboro stwierdzono od 1,43 do 2,14 mg Cdl/kg tyto- niu [22]. Według innych danych w jednym papierosie przeciętnie znajdu- je się 1,4 ug kadmu [5]. Kadm, dostający się wraz z dymem przez drogi oddechowe do płue, resorbuje się z nich w 10—40%, przechodząc do in- nych narządów człowieka. Około 50%/6 zresorbowanego kadmu kumulu- je się w wątrobie i nerkach, pozostała część w innych narządach. Osoba paląca przeciętnie 1 paczkę papierosów dziennie kumuluje w organizmie 3 ug Cd/dzień [5]. U 128 osób palących ponad 1 paczkę papierosów dzien- nie stwierdzono wyraźną tendencję do kumulowania się kadmu w trzu- stce, wątrobie, a przede wszystkim w korowej części nerek, w których u osoby najwięcej palącej stwierdzono 125 ug w 1 g tkanki [7]. Inni auto- rzy zaobserwowali u osób palących podwyższony poziom kadmu, np. we krwi [1, 4, 6, 20], nerkach [12, 13, 17], wątrobie [19] i płucach [16].

Na podstawie cytowanego piśmiennictwa można stwierdzić, że dym tytoniowy jest decydującym czynnikiem zwiększającym poziom kadmu w organizmie człowieka.

* Droco zostsła wykonsna w ramach problemu MR-12.

Odmienna jest sytuacja jeżeli chodzi o ołów. W tym przypadku nad- mierne zanieczyszczenie środowiska, głównie przez transport samocho- dowy, stanowi źródło zwiększonych zawartości ołowiu w organizmie.

Ołów, podobnie jak kadm, posiada silne właściwości kumulowania się w tkankach. Chiesura i wsp. [3] wykazali zwiększony poziom ołowiu we krwi u osób zamieszkałych w mieście w porównaniu do mieszkańców wsi. Autorzy nie wykluczyli przy tym wpływu nałogu palenia papiero- sów. Tala [18] natomiast nie stwierdził różnic w stężeniach ołowiu we krwi u osób palących i niepalących.

Badania dzieci Nowego Jorku [2] ujawniły korelację między intensyw- nością transportu samochodowego i ilością ołowiu we krwi. Liczba dzieci z podejrzanym zatruciem (zawartość Pb większa niż 60 u/100 ml) była 2 razy większa wśród mieszkających w pobliżu magistrali w porównaniu z grupą kontrolną. Waldron [21] podaje, że zawartość ołowiu we krwi u osób dorosłych nie powinna przekraczać 50 ug, natomiast u dzieci 30 ug/100 ml. Jako orientacyjną ocenę szkodliwości pierwiastków dla lu- dzi można by przyjąć tymczasowe wartości normatywne ustalone przez WHO [8]. Według tego dokumentu graniczne dawki w odniesieniu do do- rosłego człowieka wagi 60 kg wynoszą: kadmu 0,4—0,5 mg, ołowiu (z wy- jatkiem dzieci) 3 mg oraz rtęci 0,3 mg, w tym nie więcej niż 0,2 mg me- tylortęci. Wymienione wartości dotyczą tygodniowego pobierania przez zdrowy ustrój.

Ciągły wzrost omawianych metali w środowisku może doprowadzić do takiej sytuacji, że człowiek narażony będzie na przyjmowanie większych ilości szczególnie ołowiu i kadmu od tymczasowo zalecanych przez WHO.

Podjęte badania miały na celu określenie wpływu miejsca zamieszka- nia i nałogu palenia papierosów na zawartość metali w tkance płucnej osób zmarłych.

METODYKA BADAŃ

Do badań brano część górnego płata płuca prawego mężczyzn zmarłych w wie- ku 35—80 lat. Przy wyborze materiału do badań brano pod uwagę, oprócz wieku, przyczynę zgonu (nowotwory i choroby nienowotworowe), stopień zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego miejscowości, w której mieszkał zmarły oraz palenie papierosów. (Materiał posekcyjny do badań otrzymano z Zakładów Anatomii Pato-

logicznej z terenu Warszawy: Akademii Medycznej, Szpitala Praskiego, Szpitala

Ogółem wykonano oznaczenia ołowiu, kadmu, rtęci, miedzi i cynku w 100 prób- kach płuc ludzkich. W tym celu próbki tkanki płucnej dokładnie rozdrabniano, a następnie odważano po 100 g i suszono w temperaturze 1050C do stałego ciężaru.

Pięcio-gramowe próbki suchej masy płuc, przenoszono do kolb Kjedahla, dodawa- no do nich po 25 ml stężonego HNO3 i po 1 mi stężonego H»SO4, następnie ogrze- wano do wrzenia do momentu zaniku pienienia. Po ostudzeniu próbki przenoszo- no do parownice kwarcowych, popłukując kolby 40 ml wody destylowanej.

Zawartość parownice odparowywano do sucha na łaźni piaskowej, następnie pa- rownice umieszczano w piecu muflowym w temperaturze 5500C na przeciąg 16 go- dzin. Po upływie tego czasu do pozostałości po prażeniu dodawano po 2 ml stężo- nego HgSO, i 3 ml stężonego HNOs i ogrzewano na łaźni piaskowej do pojawienia się białych dymów. Po ostudzeniu próbki przenoszono ilościowo do kolb miaro- wych poj. 50 ml, uzupełniając wodą destylowaną do kreski.

W tak przygotowanym roztworze badanym oznaczano Cd, Hg, Cu i Zn metodą absorpcji atomowej, używając aparatu firmy PERKIN ELMER Model 400.

Metodą absorpcji atomowej nie udawało się oznaczyć ołowiu w próbkach płuc i dlatego też wykonano oznaczenia tego metalu metodą ditizonową w następujący sposób: 20 ml roztworu badanego odparowywano do sucha w parownicy kwarco- wej na łaźni piaskowej. Pozostałość rozpuszczano na gorąco w 7 ml mieszaniny kwasów: winowego i azotowego. Dalej postępowano według metodyki opubliko*

wanej wcześniej [11].

WYNIKI BADAŃ I ICH OMÓWIENIE

Wyniki badań zawartości ołowiu, kadmu, miedzi i cynku w płucach ludzkich przedstawiono w tabelach I, II i III.

Tabela I. Zawartość ołowiu i kadmu w płucach ludzi zmarłych w mg na 100 g suchej masy

płue (mg/100 g smp)

ń

* Liczobności w przedziałach stęże

p Przedziały te przyezyna teren | teren

= PR oron WERE PIS

я stężeń 1 nio zgonu miejski wiejski

x w mg/100 g о palą og. 000 0horoby „nie 0, nie

= l Е miej- wiej- су Palę owo- choroby palą- me palą- ue

smp . : cy nienowo- , palą- palą-

ski ski twory “ tworow? . су су ву “oy

0,00 —0,15 19 33 28 10 24 27 10 4 17 6

Е 0,16—0,31 24 3 16 5 11 16 15 4 1 1

5 0,32 —0,47 l 1 2 0 1 2 1 0 1 a

0,48 — 0,63 2 2 3 0 2 1 2 1 9

0,64—1,27 5 1 6 0 2 4 5 0 1

0,00 —0,20 24 23 20 14 20 25 11 5 9 9

Е 0,21—0,41 11 7 15 2 6 12 9 2 5 0

3 0,42—0,62 19 6 13 1 8 il 8 1 6 0

Ka 0,63 —- 0,83 3 8 6 3 2 8 1 1 5 1

0,84 — 1,32 3 5 5 0 5 3 3 0 3 1

Tabela II. Zawartość miedzi i cynku w płucach ludzi zmarłych w mg па 100 5 suchej masy

Liczebności w przedziałach stężeń

Przedziały przyczyna teren teren

ee teren enn «ts

5 stężeń _ _ i . zgonu mizjski wiejski

gq w mg/100 g e —_ рай. те choroby nie nie

> smp miej- wiej. cy palący nowo- nienowo. PW pala- palą- palą-

>| ski ski twory cy cy

= Sa worowe ву. cy |

w 0,28—0,48 4 7 7 3 3 8 4 0 3 3

= 0,49—0,69 28 18 30 8 18 27 19 5 12 3

я 0,70 —0,90 18 19 20 6 16 21 9 11 3

0,91—1,1) 1 4 1 3 2 2 0 1 1 2

1,12—1,43 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0

2,10—4,10 15 11 16 5 8 17 10 2 7 2

4 411—611 24 30 32 11 24 30 14 4 18 4

$ 612—312 9 6 10 3 8 8 7 2 3 2

8,13—10,13 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

10,14—11,25 2 1 0 0 0 3 0 1 0 1

W tabeli I i II przedstawiono zawartości badanych metali w płucach ludzkich, uwzględniając miejsce zamieszkania, nałóg palenia papierosów oraz przyczynę zgonu.

Wyniki obliczeń statystycznych uwzględniających wpływ miejsca za- mieszkania, nałogu palenia i przyczynę zgonu na zawartość metali w płu- cach ludzkich przedstawia tabela III.

Wyniki przedstawione w tabeli I wskazują na wyższe zawartości oło-

wiu w płucach ludzi mieszkających na terenach miejskich oraz w płu-

cach osób palących w porównaniu do osób zamieszkałych na terenach

wiejskich i osób nie palących.

Tabela III. Zależność zawartości metali (Pb, Cd, Cu, Zn) w płucach ludzi zmarłych w za-

leżności od miejsca zamieszkania, nałogu palenia i przyczyny zgonu

_ _ . Cynk

Chiż P Chi? P Chi? P Ch? P

Ołów Kadm Miedź

Wyszczególnienie — a = sg

Teren miejski — teren wiejski 12,88 0,0003 0,33 0,56 1,73 0,18 0,002 0,96 Palący — niepalący 3,11 0,07 4,27 0,08 0,21 0,64 0,20 0.65 Nowotwory -— choroby nienowotwo-

rowe 0,15 0,69 0,10 0,74 2,46 0,11 0,32 056

Teren miejski:

palący — nie palący 1,00 0,31 1,64 0,20 0,08 0,76 0,05 0.81

Teren wiejski:

0,10 0,74 7,06 0,007 0,03 0,84 0,32 0,56

W pozostałych przypadkach obserwuje się różnice w stężeniach mak- symalnych i liczebnościach w poszczególnych przedziałach stężeń.

Analizę statystyczną otrzymanych wyników przeprowadzono stosując test Chi* dla tablic trójwymiarowych wielodzielnych [9] i stwierdzono różnicę statystycznie istotną tylko w przypadku zawartości ołowiu w płu- cach ludzkich w zależności od miejsca zamieszkania p — 0,0003. W pozo- stałych czterech przypadkach różnice są statystycznie nieistotne z tym, że w przypadku osób palących i niepalących różnica ta jest bliska istot- ności p = 0,07.

Podobne badania przeprowadził Stringer ze współpracownikami [16].

Uwzględniając płeć, wiek, zawód i miejsce zamieszkania autorzy ci wy- kryli ołów w ilościach od 0,65 do 1,67 ug na gram suchej masy płuc, a więc wyraźnie mniej niż w niniejszych badaniach.

Uzyskane wyniki ołowiu są zbieżne z danymi, jakie uzyskali Chiesura i wsp. [3]. Stwierdzili oni wpływ miejsca zamieszkania na zawartość oło- wiu we krwi. We krwi osób zamieszkałych w mieście średni poziom oło- wiu wynosił 0,260 mg/l a u mieszkańców wsi 0,228 mg/l. Autorzy ci wy- kryli także wyższy poziom u osób palących (x = 0,271 mg/l) niż u nie palących (x = 0,207 mg/l).

Dane w tabelach I i III wskazują, że na zawartość kadmu w płucach wyraźny wpływ ma palenie papierosów, natomiast nie zauważono wpły- wu środowiska. Potwierdzeniem tego są różnice statystycznie istotne mię- dzy zawartością kadmu w płucach osób palących i nie palących wziętych ogólnie dla osób zamieszkałych na terenach wiejskich i miejskich p = 0,03 oraz istotna różnica u osób palących i nie palących mieszkających na te- renach wiejskich p = 0,007. Potwierdzeniem wpływu palenia papiero- sów na zawartość kadmu w organizmie człowieka są prace Einbrodta [6]

i Cumbrowskiego [5]. Autorzy ci stwierdzili wyższy poziom kadmu we krwi, wątrobie i nerkach osób palących w stosunku do nie palących.

W przypadku miedzi i cynku nie stwierdzono wpływu miejsca zamiesz- kania i nałogu palenia na zawartość tych metali w ludzkiej tkance płucnej.

W tabelach nie podano zawartości rtęci w tkance płucnej, ponieważ

wykryto ją tylko w 9 próbkach w stężeniach 1,2—5,2 ug na 100 g suchej

masy płuc.

WNIOSKI

Na podstawie uzyskanych wyników można wysnuć następujące wnio- ski;

1. Miejsce zamieszkania ma decydujący wpływ na zawartość ołowiu w płucach ludzkich. Nie można też wykluczyć wpływu nałogu palenia.

2. Zasadniczym czynnikiem zwiększającym poziom kadmu w tkance płucnej jest nałóg palenia papierosów.

3. Nie stwierdzono wpływu miejsca zamieszkania i nałogu palenia pa- pierosów na zawartość miedzi i cynku w tkance płucnej.

М. Борковска, А. Струсиньски

СОДЕРЖАНИЕ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ В ЛЁГКИХ УМЕРШИХ ЛЮДЕЙ

Исследовали содержание свинца, кадмия, ртути, меди и цинка в 100 пробах лёгких мужчин, умерших в возрасте 35—80 лет. При выборе проб для исследо- ваний учитывали место жительства и курение сигарет. Установили влияние места жительства на содержание свинца в лёгких и влияние курения на содер- жание кадмия. Не установили влияния места жительства и курения на содер- жание меди и циика в лёгких человека.

M. Borkowska, A. Strusiński

CONTENTS OF CERTAIN METALS IN THE LUNGS OF DEAD HUMANS

The contents of lead, cadmium, mercury, copper and zine were determined in 100 samples of lung tissue of males dying at the age of 35 to 80 years. In select- ing samples for investigations the place of residence and cigarette smokin? were taken into account. It was found that the place of residence exerted an effect cn the lead level in the lungs, and cigarette smoking increased the level of cadmiura.

No effects of the place of residence and cigarette smoking on the levels of copper and zinc in human lungs were observed.

PISMIENNICTWO

1, Beevers D. G., Goldberg A., Campbell B. C., Moore M. R., Hawthorne V. M.:

Blood-cadmium in hypertensives and normotensives. Lancet 1976, 2, 1122. — 2. Ca- prio R. J., Margulis M. Z., Jeselow M. M.: Lead absorption in children and its re- lantioship to urban traffic densities. Arch. Environm. Hlth. 1974, 28, 4, 195. — 3.

Chiesura P., Furlanis D.: Valori di piombemia in soggetti adulti, residenti nel ve- neto, non esposti a contatto professionale can piombo. Medicina del Lavoro 1976, 67, 407. — 4. Creason J. P., Hammer D. J., Colucci A. V., Priester L., Davis J.: Blood trace recruits. Southern Medical Journal 1976, 69, 289. — 5. Cumbrowski J.: Patho- physiologische Wirkungen des Kadmiums auf menschlichen Organismus. Zeitschrift fiir Arztliche Fortbildung 1975, 69, 876. — 6. Einbrodt H. J., Rosmanith J., Prajsner D.: Der Cadmiumgehalt im Blut und Rauchgewohnheiten. Naturwissenschaften 1976, 63, 148. — 7. Elinder C. G., Kjellstrom T., Friberg L., Lind B., Linnman L.:

Cadmium in kidney cortex, liver and pancreas from swedish autopsies. Arch. En- vironm. Hlth. 1976, 31, 292. — 8. Evaluation of certain food additives and the con- taminants mercury, lead and cadmium. WHO. Techn. Rep. 505, Geneva 1972. — 9.

Jasicki Br., Panek St., Sikora P., Stotyhwo E.: Zarys antropologii. PWN, Warszawa, 1962. — 10. Maziarka S., Borkowska M., Misiakiewicz Z., Strusinski A., Wyszyn- ska H.: Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego na ulicach Warszawy o róż- nej zabudowie. Roczn. PZH 1974, 25, 1.

11. Metody sanitarnego badania powietrza atmosferycznego. Biul. Służby San.-

Epid. woj. Katowickiego 1976, 20, 214. — 12. Ostergard K.: Cadmium and hyperten-

nal tissue from smokers and nonsmokers. Acta Medica Scandinavica 1977, 202

193. —- 14. Piscator M., Kjellstrom T., Lind B.: Contamination of cigarettes and pipe tabacco by cadmium-oxide dust. Lancet 1976, 2, 587. — 15. Scott R., Mills E.

A., Fell G. S., Husain F. E. R., Yates A. J., Paterson P. J., Mc Kirdy A., Ottoway J. M., Fitzgerald-Finch O. P., Lamont A., Roxburgh S.: Clinical and biochemical abonormalities in coppersmith exposed to cadmium. Lancet 1976, 2, 396. — 16.

Stringer C. A, Jr., Zingaro R. A., Creech B., Kolar F. L.: Lead concentrations in human lung samples. Arch. Environm. НИБ. 1974, 29, 268. — 17. Syversen T. L. M., Stray T. K., Syversen G. R., Ofstad J.: Cadmium and zine in human liver and kidney. Scandinavian Journal of Clinical and Laboratory Investigation 1976, 36, 251. — 18. Tala S., Nordman C. H.: Smoking and blood lead concentra- tions in lead-exposed workers and an unexposed population. Environmental Re- search 1977, 13, 250. — 19. Teare F. W., Read P. R., Pyttel R. B., Jasansky P. A.:

Short — and long — term cadmium distribution in rat liver after different routes of administration. Arch. Environm. Hith. 1978, 33, 53. — 20. Vesterberg O., Berg- stroem T.: Determination of cadmium by use of atomie absorption spectroscopy with crucibles — and a rational procedure for dry ashing. Clinical Chemistry 1977, 23, 555.

"21 Waidron H. A.: The blood lead threshold. Arch. Environm. Hith. 1974, 29, 271. — 22. Windemann M. Mueller U.: Die Bestimmung von Cadmium in Tabak mittels. Atomabsorptionsspektrophotometrie. Mitteilungen aus dem Gebiete der Lebensmitteluntersuchung und Hygiene, 1975, 66, 64. — 23, Wpływ zanieczyszczenia

pierwiastkami śladowymi na przyrodnicze warunki rolnictwa. LU.N.G., Puławy, 4—6 maj 1978.

Оп. 16.1.1979 г.

00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24