Ocena ryzyka zdrowotnego związanego z narażeniem na metale obecne w osadach dennych

W związku z pogarszającym się stanem środowiska wodnego zachodzi konieczność monitorowania kondycji jezior, cieków czy zbiorników wodnych, nie tylko w wymiarze ekologicznym, ale również zdrowotnym. Kwestia ta jest szczególnie istotna, biorąc pod uwagę fakt, że akweny te bardzo często stanowią miejsce wypoczynku i rekreacji.

TITLE: Assessment of health risk from metals present in bottom sediments

STRESZCZENIE: Osady denne to integralny element wszystkich ekosystemów wodnych. Stanowią one miejsce, w którym kumulowane są różne zanieczyszczenia, w tym także te potencjalnie toksyczne, jak metale. Zanieczyszczenia te mogą być unieruchamiane w osadach dennych jezior, cieków czy też zbiorników wodnych na długi czas. Stan ten może przyczyniać się do negatywnego oddziaływania tych pierwiastków zarówno w wymiarze ekologicznym, jak i zdrowotnym. Dlatego też, poza systematycznym monitorowaniem zawartości metali w osadach dennych, konieczne jest również przeprowadzanie oceny ryzyka zdrowotnego, związanego z obecnością tych pierwiastków.

SŁOWA KLUCZOWE: osady denne, metale, ryzyko zdrowotne

SUMMARY: Bottom sediments are an integral element of all aquatic ecosystems. They are places where various pollutants, including potentially toxic ones, such as metals, are accumulated. These pollutants can be immobilised in the bottom sediments of lakes, streams, or water reservoirs for a long time. This condition may contribute to the negative impact of these elements, both in ecological and health aspect. Therefore, in addition to systematic monitoring of metal content in bottom sediments, it is also necessary to assess health risks associated with the presence of these elements.

KEYWORDS: bottom sediments, metals, health risk

Osady denne stanowią jeden z najważniejszych komponentów środowiska wodnego, jednocześnie są one również miejscem kumulowania się potencjalnie toksycznych substancji, w tym metali [1]. Pierwiastki te mogą pochodzić ze źródeł naturalnych lub przenikać do środowiska wodnego w wyniku działalności człowieka (źródła antropogeniczne) [2, 3]. Podział źródeł pochodzenia metali w osadach dennych został przedstawiony na rys. 1 [2, 4]. Metale mogą stwarzać realne zagrożenie dla środowiska wodnego i żywych organizmów. Jest to związane z ich toksycznością, trwałością i zdolnością do bioakumulacji w łańcuchu pokarmowym [5, 6]. Znajomość zawartości metali w osadach dennych jest nie tylko wskaźnikiem zmian zachodzących w środowisku wodnym, ale również ważnym źródłem informacji w kontekście potencjalnych efektów zdrowotnych, jakie mogą powodować te pierwiastki. Co więcej, zgodnie z danymi prezentowanymi przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem (International Agency for Research on Cancer; IARC) oraz Światową Organizację Zdrowia (World Health Organization; WHO), niektóre z metali klasyfikowane są jako pierwiastki rakotwórcze [7]. Wśród metali, które stanowią największe zagrożenie w wymiarze ekologicznym i zdrowotnym, można wymienić: arsen (As), kadm (Cd), chrom (Cr), miedź (Cu), rtęć (Hg), mangan (Mn), nikiel (Ni), ołów (Pb) oraz cynk (Zn) [3, 8].

Ocena ryzyka zdrowotnego w odniesieniu do metali obecnych w środowisku przeprowadzana jest zgodnie z modelem narażenia prezentowanym przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (United States Environmental Protection Agency; US EPA) [9, 10]. Należy tu jednak zwrócić uwagę na fakt, że bardzo często ocena ta jest dokonywana wyłącznie w odniesieniu do osób dorosłych, podczas gdy to właśnie dzieci są najbardziej narażone na negatywne oddziaływanie potencjalnie toksycznych substancji. Dlatego też każdorazowo ocena ta powinna obejmować zarówno osoby dorosłe, jak i dzieci, co potwierdzają wcześniejsze wyniki badań [8, 11].

W niniejszej pracy przeprowadzono ocenę potencjalnego ryzyka zdrowotnego w odniesieniu do wybranych metali w osadach dennych największego jeziora w Polsce.

Charakterystyka jeziora

Jezioro Śniardwy jest największym jeziorem w Polsce. Znajduje się ono w województwie warmińsko-mazurskim, w dorzeczu rzeki Pisy, w krainie Wielkich Jezior Mazurskich. Pomimo że nad jeziorem Śniardwy nie ma zorganizowanych kąpielisk (spełniających wymogi prawa), to jednak istnieją miejsca, które wykorzystywane są do kąpieli. Jezioro cieszy się również dużym zainteresowaniem żeglarzy. Stanowi ono także atrakcyjne łowisko, można tu spotkać wiele gatunków ryb, takich jak: węgorz, leszcz, sandacz, okoń, sum i wiele innych [12, 13]. Charakterystykę jeziora przedstawiono w tab. 1.

Metodyka

Wyniki oznaczeń wybranych metali zostały zaczerpnięte z danych prezentowanych na stronie Głównego Inspektoratu Ochrony Środowiska (GIOŚ) [14]. Z opublikowanego raportu wynika, że do badań pobierano powierzchniową warstwę osadów dennych (5 cm) [15]. Następnie osady te przecierano przez sito o średnicy oczek 2 mm. Liczba pobieranych próbek zależna jest od powierzchni zbiornika, może ona wynieść od 1 do 5 sztuk [15]. Dane zaczerpnięte z GIOŚ pochodzą z 2021 roku.

Oznaczenie metali

W celu oznaczenia metali, próbki osadów dennych suszono w temperaturze 60°C do stałej masy, a następnie mielono w młynku i poddawano mineralizacji przy użyciu wody królewskiej. Przeprowadzenie oznaczenia metali zostało zlecone przez GIOŚ firmie zewnętrznej. Oznaczenia te wykonywano metodą emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES). Wytyczne i normy użyte do oznaczeń przedstawiono w tab. 2.

Stężenia metali w osadach dennych były następujące: 0,03 mg/kg_sm (Cd), 5,56 mg/kg_sm (Cr), 4,18 mg/kg_sm (Cu), 4,05 mg/kg_sm (Ni), 19,80 mg/kg_sm (Pb), 34,1 mg/kg_sm (Zn) [15].