Wtórna emisja py ów a kumulacja Ni w migda kach gard owych dzieci zamieszka ych w miastach województwa Êlàskiego

PRACE ORYGINALNE ORIGINAL PAPERS Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4, 55-62 www.medycynasrodowiskowa.pl www.environmental-medicine-journal.eu Wtórna emisja py ów a kumulacja Ni w migda kach gard owych dzieci zamieszka ych w miastach województwa Êlàskiego Secondary dust emission on Ni accumulation in pharyngeal tonsils of children from Silesian Voivodeship cities Jerzy Kwapuliƒski 1 (a, d), Ma gorzata Suflita 1 (b, c), Piotr Z. Brewczyƒski 1 (a, d), Ma gorzata Bebek 4 (c), Marcin Babula 4 (b, c, d), El bieta Królak 2 (c), B a ej Szady 3 (e), Ewa Nogaj 3 (b), El bieta Rabsztyn 5 (e), Krzysztof Mitko 4 (c, e), Renata Musieliƒska 6 (b, e), Ewa Krakowiak 1 (d, e) 1 Zak ad Zdrowia Ârodowiskowego i Epidemiologii, Zak ad SzkodliwoÊci Biologicznych i Immunoalergologii, Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Ârodowiskowego 2 Zak ad Ekologii, Akademia Podlaska 3 Katedra i Zak ad Toksykologii, Âlàski Uniwersytet Medyczny 4 Zak ad Monitoringu Ârodowiska, G ówny Instytut Górnictwa 5 Zak ad Diagnostyki Laboratoryjnej, Samodzielny Publiczny Wojewódzki Szpital Chirurgii Urazowej im. Dr. Janusza Daaba w Piekarach Âlàskich 6 Zak ad Toksykologii, Akademia im. Jana D ugosza (a) opracowanie koncepcji i za o eƒ (b) opracowanie metod (c) przeprowadzenie badaƒ (d) opracowanie tekstu (e) inne prace STRESZCZENIE Wst p: Szereg wczeêniejszych badaƒ wykaza istotne zdolnoêci do kumulowania si niektórych metali ci kich w przyziemnej warstwie powietrza. Dochodzi do tego zjawisko wtórnego pylenia. Cel badaƒ: Celem badaƒ by o okre- Êlenie roli zjawiska wtórnego pylenia na podstawie wyznaczenia kilku opisanych w piêmiennictwie wspó czynników. Materia i metody: Przedmiotem badaƒ by y usuni te chirurgicznie w latach 2006 2011 migda ki gard owe dzieci mieszkajàcych w ró nych regionach Górnego Âlàska. Ich próbki mineralizowane przy u yciu kwasu azotowego poddano analizie metodà spektometrii plazmowej na zawartoêç Ni. Udzia wtórnej emisji py u opisano za pomocà nast pujàcych wspó czynników: wtórnej emisji; wzbogacenia; kontaminacji; parametru dodatkowej masy danego metalu w ogólnym zanieczyszczeniu powietrza. Wyniki: Kontaminacja migda ków gard owych by a wi ksza u dzieci mieszkajàcych w miastach, w których stwierdzano wzrost wspó czynników wtórnej emisji. S owa kluczowe: Ni, migda ki gard owe, wtórne pylenie, kontaminacja ABSTRACT Introduction. Earlier studies indicated big capacity of accumulation of some heavy metals in ground air layer. The extra input in widespread pollution is attributable to secondary dusting. The aim of studies: The aim of the studies was determination of the role of secondary dusting on the basis of determination of many coefficients described in references. Materials and methods: The work target were pharyngeal tonsils in children residing in different regions of Upper Silesia. The samples were mineralized with nitric acid and were analyzed by plasmic spectrometry for Ni content. The input of secondary dust emission was defined by the following coefficients: secondary emission, enrichment, contamination supplementary mass of a given metal in widespread air pollution. Results: Contamination of pharyngeal tonsils was larger in children residing in towns in which increase of secondary emission coefficients was recorded. Key words: Ni, pharyngeal tonsils secondary dusting, contamination Nades ano: 20.08.2012 Zatwierdzono do druku: 20.09.2012

56 Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 Jerzy Kwapuliƒski i wsp.: Wp yw zró nicowania wtórnej emisji py ów w miastach na kumulacj Ni w migda kach gard owych dzieci WST P Dzieci sà szczególnie wra liwe na oddzia ywania Êrodowiskowe. Znacznie post pujàca urbanizacja oraz rozwój ró nych ga zi przemys u sprawi y, e powietrze atmosferyczne zanieczyszczone jest ró nymi substancjami chemicznymi. G ównym êród em oddzia ywania Êrodowiska na dzieci sà aerozole atmosferyczne zawarte w przyziemnej warstwie powietrza; innym sà napoje. Trafiajàca do dystrybucji przetworzona ywnoêç jest bowiem na ogó standaryzowana. Py zawieszony pochodzi zarówno z lokalnej jak i wtórnej emisji. Emisja wtórna polega na wzbudzaniu do przestrzeni respirabilnej py ów wczeêniej osiad ych na powierzchniach utwardzanych (asfaltowe boiska, parkingi, ulice, itd.). Zanieczyszczenia pochodzàce ze spalin samochodowych odgrywajà bardzo wa nà rol u dzieci mieszkajàcych lub ucz szczajàcych do szkó zlokalizowanych w sàsiedztwie ruchliwych ulic [1, 2]. W czasie swojego rozwoju biologicznego organizm dzieci cy mo e byç nara ony na zwiàzki i jony metali ci kich obecne w powietrzu [3, 4]. Dlatego te wiele oêrodków badawczych nie tylko analizuje nara enie dzieci na wybrane jony metali na podstawie np. badaƒ zawartoêci niklu (Ni) we krwi, lecz tak e prowadzi intensywne badania nad wykorzystaniem wielu tkanek, narzàdów oraz p ynów ustrojowych jako êróde pozwalajàcych na skutecznà ocen ekspozycji. Jednym z niewielu narzàdów nadajàcych si wybitnie do tego typu badaƒ sà migda ki gard owe. Wynika to z faktu, e stanowià one integralnà cz Êç lokalnego uk adu immunologicznego i sà szczególnie przydatnie po o- one dla oceny wdychanego powietrza (jama nosowogard owa). Z powy szych powodów kumuluje si w nich wiele pierwiastków [5, 6, 7]. Nikiel nale y do metali powszechnie wyst pujàcych w otoczeniu cz owieka (woda, gleba, powietrze). JeÊli wyst puje on w powietrzu w iloêciach ni szych ni dawka progowa (0,25 mg/m3), nie stanowi z regu y niebezpieczeƒstwa dla organizmu cz owieka. Jego niedobór mo e byç przyczynà zachwiania wybranych procesów metabolicznych np. przemian lipidów [8, 9, 20]. Nikiel jest aktywatorem niektórych enzymów jak np. tyrozynazy czy arginazy oraz regulatorem gospodarki hormonalnej. Ponadto bierze udzia w transporcie tlenu do tkanek, tworzeniu bia ek enzymatycznych, przemianach w glowodanów. Regulacja funkcji plazminy oraz stabilizacja struktur kwasów nukleinowych to tak e przyk ady podstawowej roli fizjologicznej niklu [9, 10]. Sta a emisja zwiàzków niklu do Êrodowiska przyrodniczego nast puje w wyniku spalania paliw, zw aszcza w gla i ropy naftowej. Ponadto do emisji zwiàzków niklu dochodzi na skutek starzenia si p yt azbestowych i emisji py ów z zak adów przetwórstwa rud metali kolorowych, palenia papierosów, odprowadzania nieoczyszczonych Êcieków i szlamów z rafinerii, galwanizerni i wytwórni akumulatorów zasadowych [11, 12]. Dowiedziono równie, e nikiel adsorbowany jest na najmniejszych czàstkach py u emitowanego przez elektrownie, zwa owiska kopalniane i huty. Czàstki te mogà d u ej unosiç si w powietrzu i mogà byç przenoszone na wi ksze odleg oêci w porównaniu do czàstek o wi kszych rozmiarach, które opadajà w pobli u miejsca emisji. Fakt ten pozwala domniemywaç, e zró nicowanie wtórnej emisji b dzie mia o ogromne znaczenie dla kumulacji niklu w uk adzie oddechowym. Zwiàzki niklu dostajà si do ludzkiego organizmu drogà oddechowà i pokarmowà. To czy oka à si dla nas szkodliwe czy te nie, zale y w g ównej mierze od stopnia wch aniania, dystrybucji w organizmie oraz stopnia wydalania. Ekspozycja na ten metal skutkuje kumulacjà g ównie w organach mià szowych, mi Êniu sercowym, koêciach, skórze, w osach czy te w z ach limfatycznych. Wywo uje on wówczas szereg negatywnych zmian w postaci uszkodzenia b on Êluzowych, zaburzeƒ w strukturze kwasów nukleinowych, zmian w szpiku kostnym i chromosomach. Mo e byç przyczynà odczynów alergicznych, nowotworów jamy ustnej, gard a i p uc [10, 11, 14, 15]. W nawiàzaniu do wspomnianych wy ej faktów, niedobór jonów niklu w bilansie organizmu ludzkiego mo e byç równie dotkliwy, jak i jego nadmierna kumulacja. Objawami spowodowanymi niedostatecznà jego poda à mogà byç: zahamowanie wzrostu, zmiany w naskórku i nadmierna pigmentacja, zniekszta cenie koêci, obrz k stawów, obni enie poziomu hemoglobiny we krwi oraz zwyrodnienie wàtroby spowodowane nagromadzeniem si w niej nadmiernej iloêci t uszczu prowadzàce do upoêledzenia funkcji tego organu [9, 12]. Oprócz emisji przemys owej dodatkowym êród em obecnoêci niklu w przyziemnej warstwie powietrza jest zjawisko wtórnego pylenia oraz emisja komunikacyjna. W przypadku przekroczenia granicznej pr dkoêci wiatru (5 m/s) w odniesieniu do ró nych osiad ych frakcji py ów na powierzchniach utwardzonych (ulice, place zabaw) nast puje powtórna emisja py ów do przyziemnych warstw powietrza. IloÊci wtórnie emitowanego py u o ró nej szkodliwo- Êci fizycznej i chemicznej zale à od Êrednicy jego czàstek, ich kszta tu, pr dkoêci i kierunku wiatru (warunki anemologiczne), czasu jego trwania, stopnia turbulencji powietrza wywo anej ruchem pojazdów itd.

Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 Jerzy Kwapuliƒski i wsp.: Wp yw zró nicowania wtórnej emisji py ów w miastach na kumulacj Ni w migda kach gard owych dzieci 57 Przeci tna zawartoêç niklu w poszczególnych frakcjach py u zawieszonego powietrza w warunkach wtórnego pylenia w sàsiedztwie szkó badanych dzieci przedstawia tab. I [3]. Badania te wskazujà, e emisja dokonujàca si podczas zjawiska wtórnego pylenia mo e stanowiç wyraêne zagro enie stanu zdrowia dzieci i doros ych [1, 14, 15]. Zwiàzki chemiczne niklu sà charakterystycznymi sk adnikami pochodzàcymi zarówno z wtórnej emisji py ów jak i z emisji samochodowej i zale à od stopnia nat enia ruchu drogowego. MATERIA I METODY Py y zawieszone w powietrzu Poboru prób py u dokonano za pomocà aspiratora powietrza typu AP 700 w ciàgu 1 godziny, uwzgl dniajàc separatory dla poszczególnych jego frakcji. Zebrane sàczki z py em o znanej masie mineralizowano na goràco dwukrotnie mieszaninà 1:1, 40% HF i 68% HNO 3 w iloêci po 1 cm3. Pozosta oêç po mineralizacji rozpuszczono w 10 cm3 68% HNO 3 i przenoszono iloêciowo do kolbek miarowych o pojemnoêciach po 50 cm3, a nast pnie uzupe niano wodà redestylowanà. ZawartoÊç Ni oznaczono metodà absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej za pomocà aparatu Pye Unicam SP 9, zgodnie z fabrycznà instrukcjà obs ugi. PoprawnoÊç oznaczeƒ sprawdzono opierajàc si na równoleg ych analizach materia u referencyjnego SRM 1648 produkcji National Institute of Standards and Technology Gaithersburg. Pomiary walidacyjne wykaza y ró nic w oznaczeniach rz du od 3% do 9% dla Ni. WykrywalnoÊç badanego metalu wynosi a 0,01 µg/g Ni s.m. py u. Migda ek gard owy W pierwszej kolejnoêci okreêlona zosta a masa mokra migda ka. Do tego celu u yto wagi ZMP WA-32 o dok adnoêci 1,051015 g. Po wysuszeniu próbek pod lampami promiennikowym, ponownie ustalono mas badanych prób. Przygotowane próbki migda ków o okreêlonej masie potraktowano spektralnie czystym kwasem azotowym HNO 3 (V) o obj toêci 5 cm3. Nast pnie próbki zosta y umieszczone w aêni piaskowej. Trwa- o to, a do momentu rozpuszczenia materii organicznej i jej odparowania. Po zakoƒczeniu pierwszego etapu dodana zosta a kolejna porcja 5 cm3 HNO 3 (V), a próbki pozostawa y na aêni piaskowej a do momentu uzyskania klarownego roztworu. W przypadku próbek których roztwór nie sta si w pe ni klarowny, dodano kilka kropel nadtlenku wodoru (H 2 O 2 ). Po rozpuszczeniu materii organicznej ka da próbka zosta a przeniesiona do wykalibrowanej kolbki i uzupe niona wodà destylowanà do obj toêci 10 cm3. Do oznaczenia metali we wszystkich badanych próbkach migda ka gard owego zosta a wykorzystana metoda indukcyjnie sprz onej plazmy (ICP-AES). Pomiary przeprowadzono za pomocà aparatu Solar 2000. Dok adnoêç oznaczeƒ Ni wynosi a 0,01 µg/g s.m. a wykrywalnoêç 0,005 µg/g s.m. OMÓWIENIE WYNIKÓW I DYSKUSJA W pierwszej kolejnoêci okreêlono zawartoêç Ni w poszczególnych frakcjach czàstek py u zdeponowanowego na utwardzonych powierzchniach boisk szkolnych i w sàsiedztwie ruchliwych ulic tab. I. Wyniki zestawione w tab. I wskazujà równie na du y udzia Ni zawartego we frakcji poni ej 0,06 mm. Z kolei najmniejszy udzia tego pierwiastka stwierdzono we frakcji rz du 0,43 0,60 mm. Tym samym nale a oby nadmieniç, e udzia niklu w najdrobniejszych frakcjach py u by przeci tnie 3 7-krotnie wi kszy ani eli we frakcjach najwi kszych. Wyniki badaƒ nad wyst powaniem Ni w py ach osiad ych na terenie wybranych miast wskaza y na potrzeb przeprowadzenia dog bniejszych analiz nad rolà wtórnej emisji tego pierwiastka do uk adu oddechowego [1 4]. Dlatego g ównym celem badaƒ by a ocena kumulacji niklu w migda kach gard owych w warunkach wtórnego pylenia, w miejscowoêciach o zró nicowanym zapyleniu powietrza. Migda ki gard owe dzieci traktowane sà w tym opracowaniu jako wybiórczy potencjalny receptor Ni obecnego w g ównym strumieniu wdychanego powietrza przez dzieci [5]. Tab. I. Przeci tne zawartoêci Ni w poszczególnych frakcjach py u zdeponowanego na powierzchni boiska szkolnego [µg/g] Tab. I. Average contents of Ni of single fractions of dust deposited on the surface of the school sports pitch [µg/g] X [mm] *0,06 0,08 0,06 0,15 0,08 0,25 0,15 0,30 0,25 0,385 0,30 0,43 0,385 0,60 0,43 0,75 0,60 Ni [µg/g ] 89 49 34 33 20 29 18 15 24 X [mm] Êrednica ziaren frakcji py u

58 Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 Zjawisko wtórnego pylenia opisujà nast pujàce parametry: a) wspó czynnik wtórnej emisji py u, w tym danego pierwiastka K wed ug Stewarta [16] z powierzchni utwardzonych (tab. II, ryc. 1), równy ilorazowi zawartoêci py u zawieszonego w powietrzu [mg/m3] do zawartoêci py u osiad ego na liêciach [mg/m2] b) wspó czynnik wzbogacenia U [%] okreêlajàcy udzia wtórnego pylenia w zanieczyszczeniu przyziemnej warstwy powietrza [17]: U4 m 11m 2 100% m 1 U oznacza udzia wtórnego pylenia w zanieczyszczeniu przypowierzchniowej warstwy powietrza, [%]; m 1 masa danego metalu zawarta w 1 gramie py u zawieszonego w punkcie przy ulicy, [µg]; m 2 masa danego metalu zawarta w 1 gramie py u zawieszonego w powietrzu w punkcie b dàcym poza zasi giem oddzia ywania wtórnego pylenia, [µg]. c) dodatkowa masa danego metalu w ogólnym zanieczyszczeniu powietrza M [18]: M4U X g M dodatkowa masa danego pierwiastka w ogólnym zanieczyszczeniu powietrza w sàsiedztwie powierzchni utwardzonych, [µg]; U udzia wtórnego pylenia w zanieczyszczeniu przypowierzchniowych warstw powietrza, [%]; X g Êrednia geometryczna zawartoêç poszczególnych pierwiastków w sàsiedztwie ulicy. d) wspó czynnik kontaminacji E [19] jako iloraz zawartoêci metalu w pyle zawieszonym w bezpoêrednim sàsiedztwie ulicy [µg/m3] i zawartoêci danego metalu wpyle zawieszonym w funkcji odniesienia [µg/m3]. Na podstawie powy szych wzorów sporzàdzono charakterystyk wtórnej emisji py ów, która oddzia uje na uk ad oddechowy dzieci. Udzia wtórnej emisji Ni w przyziemnej warstwie powietrza obliczono jako iloraz zawartoêci py u zawieszonego w powietrzu do zawartoêci py u osiad ego na liêciach. Wyznaczone ilorazy dotyczy y d u szych okresów bezdeszczowych (przynajmniej kilkanaêcie dni). Masa py u sedymentujàcego na powierzchni li- Êci w okresach oddzia ywania wiatru na powierzchnie utwardzone w przybli onym stopniu odwzorowuje wtórnà emisj py ów (tab. I). Zkolei dla wyznaczenia wzrostu obecnoêci danego pierwiastka w przyziemnej warstwie powietrza zwiàzanego z wtórnym pyleniem, oznaczono zawartoêç Ni w pyle zawieszonym w sàsiedztwie boiska, ulicy oraz w punkcie odniesienia, który by usytuowany przynajmniej 200 m od êród a wtórnej emisji tab. II, tab. III. Tab. II. Ârednia zawartoêç niklu w pyle zawieszonym o wybranych Êrednicach ziaren, obecnym w powietrzu w warunkach wtórnego pylenia i w sàsiedztwie boiska szkolnego [mg/g s.m.p.*] Tab. II. Average content of Ni in suspended matter grains diameter in the air, in conditions of secondary dusting and in the neighborhood of school sports pitch [mg/g d.d.m.*] Ârednica ziaren frakcji py u [µm] Ni [µg/g s.m.p.] * s.m.p. sucha masa py u * d.d.m. dry dust mass 1,8 1,8 2,4 2,5 3,7 3,8 9,4 9,4 9,63 4,83 3,50 1,41 0,39 Tab. III. Wspó czynnik wtórnej emisji niklu K dla poszczególnych miast [m 1 ] Tab. III. Ratio of secondary emission of nickel K for different places [m 1 ] Obszar administracyjny K [m 1 ] R14 R24 R34 R44 R54 R64 R74obszary miejskie Zag bia Dàbrowskiego R84 R94 R104 4,2 1012 4,5 1012 4 1012 3,8 1012 2,8 1012 4,2 1012 4 1012 1,1 1013 8,9 1013 7,8 1013 Na podstawie tych danych okreêlono dodatkowà iloêç w zanieczyszczeniu przypowierzchniowych warstw powietrza niklem tab. IV oraz ryc. 1. Wspó czynnik wtórnej emisji wyznaczony dla Ni waha si wgranicach od 0,0011 m11 w Bielsku-Bia ej do oko- o 0,045 m11 w Gliwicach oraz 0,042 m11 wzabrzu iu. Widaç wyraênie, e najwi ksze znaczenie zjawiska wtórnej emisji wyst puje w miastach o powietrzu najbardziej zanieczyszczonym niklem. Zatem w dalszej kolejnoêci wspó czynnik wtórnej emisji K mo e wskazywaç na gorsze warunki Êrodowiskowe dla dzieci mieszkajàcych w Katowicach, iu i na terenach Zag bia Dàbrowskiego. Najmniejszy wp yw zjawiska wtórnej emisji niklu obserwuje si

Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 59 wbielsku-bia ej (0,0011 m11), Opolu (0,0078 m11) i Cz stochowie (0,0089 m11). Ilustracja wp ywu wtórnej emisji przedstawiona na ryc. 1 opisanego za pomocà wspó czynnika K, potencjalnie pozwala wskazaç na miejsca i obszary o najwi kszym wp ywie wtórnej emisji py ów w okresie wietrznej pogody. Wtórna emisja zwiàzana z ruchem samochodowym charakteryzowana jest przeci tnymi wartoêciami Ni wpyle zawieszonym przy ulicy (m 1 ) tab. II. Wi ksze przeci tne st enia Ni w pyle zawieszonym w sàsiedztwie ulicy, wyraênie potwierdzajà obliczone wspó czynniki wtórnej emisji K (tab. III). Do miast o najwi kszej ucià liwoêci wtórnej emisji Ni w sàsiedztwie ruchliwych ulic nale à,,,,. Z kolei, region Zag bia Dàbrowskiego oraz charakteryzujà si mniejszà obecnoêcià tego pierwiastka w ulicznym pyle zawieszonym. Okaza o si, e stopieƒ wzbogacenia przyziemnej warstwy powietrza w wyniku zjawiska wtórnego pylenia wynosi 23% w Cz stochowie i do 50% w Tychach (ryc. 2). Ogólnie mo na przyjàç, e wtórna emisja py- ów z powierzchni utwardzonych zwi ksza zawartoêç niklu w powietrzu o ok. 30% w strefie oddychania. Nast pnie za pomocà wzoru 0,0011 0,0089 0,0078 0,028 0,042 0,04 0,038 0,045 0,042 0,04 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 K [m 1 ] Ryc. 1. Wspó czynnik wtórnej emisji niklu K dla poszczególnych miejscowoêci [m 1 ] Fig. 1. Nickel secondary emission ratio K for different places [m 1 ] U4 m 11m 2 100% [17] m 1 33 43 obliczono procentowy udzia zjawiska wtórnego pylenia w zanieczyszczeniu przyziemnej warstwy powietrza niklem tab. V. Przyrosty iloêci Ni w ogólnym zanieczyszczeniu Êrodowiskowym powietrza by y najwi ksze w Tychach 570 µg/g, u i Zabrzu 470 µg/g oraz Gliwicach 450 µg/g. 26 26 26 34 50 Tab. IV. Przeci tna zawartoêç Ni w przyziemnej warstwie powietrza [µg Ni/g s.m.p.] Tab. IV. Average Ni content in ground air layer [µg Ni/g d.d.m.] in different places Obszar Ni administracyjny Punkt przy ulicy Punkt odniesienia miasto/region m 1 m 2 R41 1100 630 R42 1350 900 R43 780 580 R44 980 730 R45 1150 580 R46 1380 910 R47 580 430 R48 630 480 R49 635 490 R410 24 23 0 10 20 30 40 50 60 U [%] Ryc. 2. Udzia wtórnego pylenia U w zanieczyszczeniu przyziemnej warstwy powietrza niklem w poszczególnych miejscowoêciach [%] Fig. 2. Secondary dusting U in nickel contamination of ground air layer in different places [%] Dodatkowà informacjà potwierdzajàcà rol zjawiska wtórnego pylenia sà wartoêci wspó czynnika kontaminacji, które ka dorazowo wskazujà na zró nicowany wzrost zawartoêci Ni w przyziemnej warstwie powietrza, w sàsiedztwie ruchliwych ulic (ryc. 3).

60 Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 Celem uwypuklenia roli zjawiska wtórnego pylenia jako potencjalnego zagro enia dla dzieci, przeanalizowano zmian zawartoêci Ni w migda ku gard owym ryc. 4. Okaza o si, e wi kszej wartoêci wspó czynnika wtórnej emisji odpowiada y wi ksze zawartoêci Ni 1,3 1,5 1,34 1,34 1,35 1,31 1,52 1,75 1,98 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Ryc. 3. Porównanie wspó czynnika kontaminacji powietrza niklem E w wyniku wtórnej emisji w uj ciu obszarowym Fig. 3. Comparision of E contamination ratio of air nickel in result of secondary emission with reference to area K 0,042 0,045 0,04 0,038 0,028 0,042 0,04 0,0011 0,0089 0,0078 Ârednia geometryczna [µg/g] 0,41 0,55 0,52 0,71 0,66 0,84 0,88 0,99 0,95 1,22 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 Ryc. 4. Porównanie zmian Êredniej zawartoêci niklu C [µg/g] w migda kach gard owych dzieci ze zmianà wspó czynnika wtórnej emisji K [m 1 ] w uj ciu obszarowym Fig. 4. Comparison of average nickel content changes [µg/g] in pharyngeal tonsils of children with change of ratio of secondary emission K [m 1 ] with reference area E w migda kach gard owych. Wyraênie widaç to na przyk adzie porównania nara enia Êrodowiskowego dzieci, mieszkajàcych w miastach uprzemys owionych do dzieci zamieszka ych w Bielsku-Bia ej, Cz stochowie i Opolu. Przyk adowo najwi ksza zawar toêç Ni w migda kach gard owych dzieci z Gliwic 1,22 µg/g, odpowiada a najwi kszemu wspó czynnikowi wtórnej emisji 0,045 [m11]. Niewiele mniejszy wspó czynnik charakteryzowa wtórnà emisj w Zabrzu i u 0,042 [m11], co skutkowa o obecno- Êcià Ni w migda kach gard owych dzieci rz du 0,84 µg/g zamieszka ych w Zabrzu oraz 0,95 µg/g zamieszka ych w u. IloÊciowo mniejsze zawarto- Êci Ni stwierdzono w migda kach gard owych dzieci zamieszka ych na terenie Zag bia Dàbrowskiego, mimo wspó czynnika wtórnej emisji rz du 0, 04 [m11], podobnie jak u dzieci z Bielska-Bia ej, Cz stochowy i Opola. Fakt ten t umaczy si wyraênie mniejszà wtórnà emisjà, którà opisuje obni ony wspó czynnik emisji K rz du 0,001110,0089 [m11]. Intoksykacj niklem nie mo na bezpoêrednio porównaç z tendencjà zmian przeci tnej zawartoêci tego pierwiastka w migda kach gard owych dzieci, bowiem przeci tna zawartoêç w pyle zawieszonym, zarówno na terenie miasta jak i w sàsiedztwie ulic, przy których po o one sà miejsca zamieszkania bàdê ich szko y jest ró na i na ogó determinowana jest ró nà imisjà tego pierwiastka, a tak e innymi warunkami dotyczàcymi kierunku i pr dkoêci wiatrów. W zwiàzku z powy szym na ryc. 5 przedstawiono dodatkowe udzia y Ni w pyle zawieszonym ujawnione w rezultacie zjawiska wtórnego pylenia, które skutkowa o odpowiednià zawartoêcià tego pierwiastka w migda ku gard owym. Wyniki przedstawione na ryc. 6 obrazujà rol zjawiska wtórnego pylenia (wspó czynnik kontaminacji E) w odniesieniu do wyst powania Ni w migda kach gard owych dzieci mieszkajàcych w ró nych miastach. Porównania wspó czynnika kontaminacji dla poszczególnych obszarów administracyjnych badanych miast poêrednio wskazuje na zjawisko wtórnego pylenia, jako êród a kszta towania poziomu zawartoêci tego pierwiastka w migda kach gard owych dzieci (tab. VI). Dla Katowic, ia, Zag bia, Bielska-Bia ej oraz Cz stochowy wspó czynnik kontaminacji oscyluje w granicach 1,3 1,35 podczas, gdy Êrednia zawartoêç Ni w migda kach gard owych dzieci zamieszkujàcych te rejony wynosi 0,41 0,88 µg/g. Jednoznacznej ocenie co do roli zjawiska wtórnego pylenia na zawartoêç Ni w migda kach gard owych, dokonanej na podstawie wspó czynnika kontaminacji, mo na poddaç rejon Zabrza, Gliwic, Tychów oraz a. Zale noêç jaka tu jest widoczna, czyli wi ksza wtórna emisja, daje pozytywnà odpowiedê co do roli analizowanego

Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 61 Tab. V. Udzia wtórnego pylenia (U) w zanieczyszczeniu przyziemnych warstw powietrza niklem w poszczególnych obszarach administracyjnych ( wyliczany na podstawie wartoêci Êrednich ) [%] Tab. V. Secondary dusting (U) of Ni in contamination of ground air layer in different administration areas (on base of average value enumerated ) [%] Obszar administracyjny R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Biel- R9 Cz - R10 sko-bia a stochowa Ni U [%] M [µg/g ] 42,72 33,3 25,64 25,51 49,56 34,06 25,86 23,81 22,83 470 450 200 250 570 470 150 150 145 U udzia wtórnego pylenia, M dodatkowa masa Ni w powietrzu [µg/g] Tab. VI. Wspó czynnik kontaminacji E opisujàcy stopieƒ zanieczyszczenia powietrza niklem w wyniku wtórnej emisji na terenie poszczególnych miast Tab. VI. Ratio of E contamination resulting from air pollution level with nickel due to secondary emission in the area of different towns Obszar administracyjny R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 Biel- R9 Cz - R10 sko-bia a stochowa E 1,75 1,50 1,34 1,34 1,98 1,52 1,35 1,31 1,30 U Ârednia geometryczna E Ârednia geometryczna 0,84 1,22 0,71 0,88 0,99 0,95 0,41 0,55 0,52 0 0,66 42,72 33,3 25,64 25,51 49,56 34,06 25,86 23,81 22,83 0 0,41 0,55 0,52 0,84 0,71 0,66 0,88 0,99 0,95 1,5 1,22 1,34 1,34 1,35 1,31 1,3 1,52 1,75 1,98 0 10 20 30 40 50 60 Ryc. 5. Wp yw udzia u wtórnego pylenia w zanieczyszczeniu przyziemnej warstwy powietrza U [%] na przeci tnà zawartoêç niklu C [µg/g] w migda kach gard owych dzieci w odniesieniu do poszczególnych rejonów Fig. 5. Impact of secondary dusting in contamination of ground air layer U [%] on average content of nickel C [µg/g] in pharyngeal tonsils of children with reference to different areas 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Ryc. 6. Zmiana Êredniej geometrycznej zawartoêci niklu C [µg/g] w migda kach gard owych dzieci w nawiàzaniu do wspó czynnika kontaminacji E Fig. 6. Change of average geometric content of nickel C [µg/g] in pharyngeal tonsils of children with referents to E contamination ratio

62 Medycyna Ârodowiskowa - Environmental Medicine 2012, Vol. 15, No. 4 zjawiska. I tak te wspó czynnik kontaminacji E dla Ni w miastach przemys owych wynoszàcy 1,5 1,98, skutkuje zawartoêcià tego pierwiastka odpowiednio 0,84 µg/g w Zabrzu, 1,22 µg/g w Gliwicach, 0,99 µg/g w Tychach i 0,95 µg/g w u. PODSUMOWANIE W podsumowaniu mo na stwierdziç, e szczegó owo przeprowadzona analiza zjawiska wtórnego pylenia oparta o parametry wyliczone na podstawie pomiarów i z zachowaniem podobnych wskaêników meteorologicznych, ujawnia wystàpienie zagro enia zdrowotnego w odniesieniu do dzieci. Dzieci wch aniajà dodatkowe iloêci Ni nie tylko podczas zabaw ruchowych powodujàcych wi kszà wentylacj p uc, ale równie wi ksze iloêci Ni dostajà si do dróg oddechowych w wyniku wtórnego pylenia wzmaganego przez wiatry. WNIOSKI 1. Zjawisko wtórnego pylenia jest dodatkowym obok przeci tnych zawartoêci Ni w pyle zawieszonym niedocenianym êród em intoksykacji migda ka gard owego. 2. U dzieci mieszkajàcych w sàsiedztwie ruchliwych ulic lub du ych powierzchni utwardzonych (boisko, parking), ujawniono wybiórczà kumulacj Ni w migda kach gard owych. 3. Zjawisko wtórnego pylenia ma istotny wp yw na ogólny bilans zanieczyszczeƒ w przyziemnej warstwie powietrza. BIBLIOGRAFIA 1. Kwapuliƒski J., Cyganek M., Miros awski J.: Wyst powanie Pb i Cd we krwi ludzi pracujàcych w warunkach zjawiska wtórnego pylenia. Bromat Chem Toksykol 1992; 25(2): 137-142. 2. Kwapuliƒski J., Miros awski J., Cyganek M.: Ocena toksyczno- Êci zjawiska wtórnego pylenia w sàsiedztwie ulicy; Ochrona Powietrza, 1991; 1: 6-9. 3. Miros awski J., Rzepka J., Kwapuliƒski J.: Zjawisko wtórnego pylenia jako zagro enie cywilizacyjne dzieci i m odzie y (w:) Szymaƒska A.M., Krzy ak-szymaƒska E. (red.): W kierunku bezpiecznego ycia dzieci i m odzie y. Materia y z V Konferencji Naukowej,, 7-8 listopada 2005 r. GórnoÊlàska Wy sza Szko a Pedagogiczna im. Kardyna a Augusta Hlonda, Mys owice 2007: 160-183. 4. Rzepka J., Nogaj E., Kwapuliƒski J., Rochel R., Bogunia M.: Zjawisko wtórnej emisji Pb i Cd jako zagro enia cywilizacyjnego dzieci i m odzie y, (w:) Szymaƒska A.M., Krzy ak-szymaƒska E. (red.): W kierunku bezpiecznego ycia dzieci i m odzie y. Materia y z V Konferencji Naukowej,, 7-8 listopada 2005 r. GórnoÊlàska Wy sza Szko a Pedagogiczna im. Kardyna- a Augusta Hlonda, Mys owice 2005: 184-195. 5.Misio ek M., Kwapuliƒski J., Macio Z., Nogaj E.,Kita A., Namys owski G., Lisowska G.: Pharyngeal Tonsil Cadmium Contamination in Children from Regions of Upper Silesia and Ma- opolska. Bull Environ Contam Toxicol 2007; 78: 436-439. 6.Nogaj E., Kwapuliƒski J., Misio ek M., Fischer A., Brodziak- Dopiera a B., Misio ek H., Namys owski G., Bogunia M.: Wp yw biernego palenia na zawartoêç glinu w migda kach gard owych dzieci zamieszkujàcych regiony po udniowej Polski. Przeglàd Lekarski 2007: 64(10): 713-716. 7.Nogaj E., Kwapuliƒski J., Misio ek M., Wojtanowska, Goszyk E., Gromulska E., Jakubowska J.: Wp yw biernego palenia na zró nicowanie wyst powania baru w migda kach gard owych dzieci. Przeglàd Lekarski 2007; 64(10): 717-719. 8.Âpiewak R., Pi towska J.: Nikiel alergen wyjàtkowy. Od struktury atomu do regulacji prawnych. Alergologia Immunologia 2006; 3(3-4): 58-62. 9.Antoszczyk G., Obtu owicz K.: Systemowe dzia anie niklu. Post py Dermatologii i Alergologii 2005; 22(1). 10. Kleszczewska E., Kaczorowski W.: Rola biologiczna, w aêciwo- Êci i metody oznaczania niklu. Biul Magnezol 2000; 5(2):98-104. 11. Chmielnicka J.: Metale i metaloidy. (w:) Toksykologia. PZWL Warszawa 1999. 12. Stern A.C., Boubel R.W., Turner D.B., Fox D.L.: Fundamentals of air pollution. 2nd ed., Academic Press 1984; 103-113. 13. Beijer K., Jernelöv A.: Sources, transport and transformation of metals In the environment. (in:) Friberg L., Nordberg G.F., Vouk V.B., Handbook on the toxicology of metals, Elsevier Science Publishers 1986: 68-84. 14. Kwapuliƒski J., Miros awski J., Brodziak B., Wróbel H., Bogunia M.: Chemiczne formy wyst powania metali w ulicznym pyle osiad ym na terenach rekreacyjnych gmina Brenna. Problemy Ekologii 1999; 3(2). 15. Kwapuliƒski J., Miros awski J., Cyganek M., Nalewajek A.: Wyst powanie drobnodyspersyjnych py ów w warunkach wtórnego pylenia. Ochrona Powietrza 1991; 6: 145-48. 16. Stewart K.: Surface Contamination (in:) B.R. Fish (ed.) Proc. of a Symp. Healt at Gatlinburg, Pergamon Press, Oxford 1967; 63-74. 17. Endler Z., Markiwicz K., Michalczyk J.: ZawartoÊç metali ci kich w liêciach, kwiatach i owocach bzu czarnego. WiadomoÊci Zielarskie 1989; 2: 5-6. 18. Szymczykiewicz K.: Toksykologia py ów. Instytut Medycyny Pracy w PrzemyÊle W glowym i Hutniczym, Sosnowiec 1978. 19. Endler Z., Michalczyk J., Markiwicz K.: Wp yw spalin pojazdów samochodowych na kumulacj toksycznych metali w li- Êciach i owocach g ogu. Herba Polonica 1987; 4: 254. 20. Seƒczuk W.: Toksykologia wspó czesna, PZWL Warszawa 2005: 413-414. Adres do korespondencji: Prof. dr hab. Jerzy Kwapuliƒski Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Ârodowiskowego 41-200 Sosnowiec, ul. KoÊcielna 13 tel. 32 266 06 40