С древнейших времен ипо сегодняшний день человек накапливает информацию особственном организме: оего строении ифункционировании, оболезнях испособах их лечения. Сейчас всё большую популярность вмедицине приобретают исследования элементного состава организма человека (волос, ногтей, крови) для диагностики некоторых заболеваний. Наука доказала: существует связь между многими заболеваниями инедостатком или избытком определенных элементов. Но, ксожалению, организм человека на данный момент изучен недостаточно хорошо. Сейчас имеется информация осодержании 40-50элементов ворганизме человека, но недостаточно данных онакоплении редких, редкоземельных ирадиоактивных элементов ворганизме человека. Именно поэтому объектом исследований стал зольный остаток организма человека(ЗООЧ). Под ЗООЧ мы понимается крематорный материал, оставшийся после сжигания тела человека.
Нами исследован зольный остаток организма человека 5городов: Новосибирска, Новокузнецка, Ростова-на-Дону, Санкт-Петербурга иЕкатеринбурга. Всего исследовано 106проб. Технология кремации во всех случаях одинаковая: сжигание происходит при температуре 1000-1200 °С. При этом технология кремации исключает попадание металлических предметов: кольца, зубные протезы ит.д.
Исследование элементного состава проводилось спомощью следующих методов: инструментального нейтронно-активационного анализа, масс-спектрометрии синдуктивно связанной плазмой. Также для исследования использовался электронный микроскоп марки «Hitachi» сприставкой для микроанализа. Содержание некоторых элементов носит оценочный характер, так как при высоких температурах часть летучих элементов была потеряна.
Согласно проведенным исследованиям, было получено содержание 62элементов взольном остатке организма человека. Содержание некоторых элементов представлено втабл. 1.
Таблица 1
Среднее содержание (мг/кг) химических элементов вЗООЧ (Примечания: среднее содержание ± стандартная ошибка, *– по данным ICP-Ms, **– ЭСПА, без обозначения– по результатам ИНАА, н.д.– нет данных, н.п.о.– ниже предела обнаружения)
|
Элемент |
Содержание химических элементов взольном остатке организма человека, мг/кг золы |
|||||
|
Новокузнецк |
Новосибирск |
Ростов-на-Дону |
Санкт-Петербург |
Екатеринбург |
Среднее по 106пробам |
|
|
Li* |
1,1±0,3 |
0,76±0,15 |
2,1±0,5 |
4,8±0,6 |
2,5±0,5 |
2,3±0,7 |
|
Be* |
0,04±0,03 |
0,01±0,004 |
0,02±0,008 |
0,04±0,007 |
0,02±0,005 |
0,03±0,006 |
|
B* |
Н.д. |
2,9±1,5 |
2,6±0,6 |
Н.д. |
Н.д. |
2,8±0,8 |
|
Na |
13648±714 |
21100±1843 |
23491±3942 |
31295±2247 |
27391±7191 |
21081±11562 |
|
Mg* |
5535±259 |
1324±54,4 |
1112±256 |
4673±169 |
1506±465 |
2830±940 |
|
Al* |
2351±807 |
629±154 |
756±394 |
312±171 |
412±134 |
892±373 |
|
Si** |
4214±921,5 |
3833±401,4 |
20000±8165 |
Н.д. |
Н.д. |
10376±3739 |
|
P* |
163255±2689 |
10983±117,5 |
9761±526 |
121874±5812 |
49725±16666 |
364860±317504 |
|
K* |
9016±2145 |
2037±158,4 |
3262±622 |
15528±749 |
9706±3439 |
7909±2435 |
|
Ca |
219757±5951 |
186633±4573 |
182362±11493 |
209500±4196 |
176714±19883 |
201552±3473 |
|
Sc |
0,28±0.06 |
0,41±0.06 |
0,53±0,1 |
0,25±0,03 |
0,40±0,01 |
0,4±0,03 |
|
Ti* |
366±124 |
431±52 |
353±162 |
1706±139 |
591±239 |
689±2435 |
|
V * |
14,3±0,7 |
15,8±2 |
11,7±1,7 |
2,3±0,3 |
2,6±1,1 |
9,3±2,8 |
|
Cr |
73±18 |
478±54 |
491±65 |
290±38 |
322±98 |
290±26 |
|
Mn * |
117±22 |
92,2±19,6 |
143±56 |
639± 54 |
119±42 |
222±104 |
|
Fe |
25724±2139 |
37120±5886 |
33491±10837 |
42480±5604 |
4088±1205 |
31543±2550 |
|
Co |
5,3±0,2 |
10±0,6 |
3,6±0,7 |
8,7±1,0 |
3,4±0,9 |
7,0±0,6 |
|
Ni* |
12,8±3,0 |
13,0±3,2 |
7,8±1,9 |
48± 11 |
52±32 |
26,7±9,6 |
|
Cu * |
49,1±29,9 |
30,7±6,4 |
26,6±1,5 |
466± 205 |
72±43 |
128±84 |
|
Zn |
3125±2293 |
289±20 |
3250±1992 |
3480±951 |
560±108 |
2224±856 |
|
Ga* |
1,5±0,1 |
0,4±0,05 |
0,4±0,1 |
4,7± 0,1 |
2,4±0,8 |
1,9±0,8 |
|
Ge* |
Н.п.о. |
0,005±0,007 |
0,02±0,008 |
0,25± 0,02 |
0,08±0,02 |
0,09±0,06 |
|
As |
1,7±0,3 |
<0,5 |
<0,5 |
1,0±0,04 |
1,9±0,07 |
1,9±0,1 |
|
Se* |
11,9±1,8 |
0,6±0,07 |
0,6±0,08 |
Н.д. |
Н.д. |
2,8±1,25 |
|
Br |
2,5±0,2 |
<1 |
<1 |
4,1±0,8 |
28±4 |
4,3±0,7 |
|
Rb |
3,8±0,5 |
3,9±1,4 |
18,7±1,0 |
11±1 |
19,8±2,8 |
10,29±0,86 |
|
Sr |
134±16 |
28±8 |
<20 |
96±27 |
268±110 |
115,21±11,17 |
|
Y* |
0,6±0,2 |
0,16±0,04 |
0,2±0,09 |
0,014± 0,001 |
0,06±0,02 |
0,2±0,1 |
|
Zr* |
4,1±1,6 |
2,4±0,44 |
1,9±0,8 |
1,57± 0,23 |
5±1,8 |
3,0±0,7 |
|
Nb* |
0,7±0,2 |
0,7±0,09 |
0,5±0,18 |
2± 0,18 |
5±3,9 |
1,8±0,8 |
Очевидно, что накопление ряда элементов вЗООЧ является следствием влияния окружающей среды, вкоторой проживает человек. Так, высокое содержание такого элемента как золото (Au) вЗООЧ г. Новосибирска объясняется действием Новосибирского аффинажного завода, атакже присутствием золотоносных кор выветривания иместорождений золота, аолова (Sn) исурьмы (Sb)– выбросами Новосибирского оловянного комбината (НОК). Повышенное содержание алюминия имагния вЗООЧ г. Новокузнецка вероятно связано сдеятельностью металлургического иалюминиевого заводов на территории города. Для г. Екатеринбурга также отмечается повышенное (по сравнению сНовокузнецком, Ростовом-на-Дону иСанкт-Петербургом) содержание золота вЗООЧ. Так как на территории области находится крупнейшее вРоссии месторождение золота, то высокое содержание данного элемента скорее всего связано сданным фактом. Избыточное накоплению некоторых элементов вЗООЧ трудно поддается объяснению, так как источников поступления данного элемента может быть много на территории города, аможет, наоборот, пока не обнаружено. Так, для города Ростов-на-Дону неясен источник избыточного накопления тория, тантала, лантана, церия инекоторых других элементов. Для города Екатеринбурга сложно установить аномальное содержание брома ибария, так как барий используется впромышленности города вметаллургии(как присадка кстали) ив производстве огнеупорных материалов. Высокая концентрация брома же говорит оработе химического производства, атаких предприятий на территории города довольно много.
Кроме того, результаты анализов позволили подтвердить связь(корреляцию) между накоплением некоторых элементов: например избыточное накопление олова мешает накоплению цинка (характерно для Новосибирска). Атакже обнаружены значимые корреляционные связи между другими элементами: золото, серебро исурьма.
С помощью электронного микроскопа были определены элементы, которые составляют основу ЗООЧ– матричные элементы (табл. 2). Их содержание внекоторых случаях достигает 98 %. Данные элементы формируют ворганизме человека минерал– гидроксилапатит (до 80 % костей) спримесью магния, натрия икалия. Вэтой матрице иногда отмечаются включения микрофаз различного состава: чаще всего встречаются фазы оксида железа ижелеза ицинка, но иногда встречаются испецифичные: торий-редкоземельная фаза (рис. 1), железо-цериевая, ниобий-титансодержащая фаза, барий-серосодержащая фаза инекоторые другие.
Таблица 2
Среднее содержание химических элементов ( %) взольном остатке организма человека по данным электронно-зондового анализа минеральных фаз основной матрицы
|
Элемент |
Среднее сошибкой |
|
O |
40,3±2,8 |
|
Ca |
26,8±7,1 |
|
C |
13,6±9,06 |
|
P |
10,3±2,3 |
|
Na |
4,4±0,8 |
|
K |
1,9±0,7 |
|
Mg |
1,3±0,5 |
|
Сумма |
98,6 |
Рис. 1.Торий-редкоземельная фаза вфосфатной матрице ЗООЧ
В ходе данной работы были получены следующие результаты: определено среднее содержание 62элементов вЗООЧ 5городов; проведена связь между составом организма человека исоставом окружающей среды; определены матричные элементы, составляющие основу организма человека; определен состав некоторых фаз, входящих ворганизм человека.