اثرات تماس نیترات بر سلامتی و تصفیه آب_بخش اول آرشیو مقالات

به مدت 50سال است که پزشکان و متخصصان بهداشت عمومی می­ دانند که تماس با سطوح بالای نیترات می­ تواند منجر به سندرم کودک آبی شود؛ شرایطی که در نتیجه کمبود اکسیژن در نوزادان اتفاق می­ افتد، پس از اولین تشخیص این بیماری در سال 1945، هزاران مورد از این شرایط در سراسر جهان گزارش شد و اخیراً استاندارد EPA به منظور محافظت نوزادان از مت هموگلوبینما ناشی از تماس مازاد با نیترات تعیین شد. متاسفانه در ده ها مورد از هزاران مصرف خانگی، نوزادان به نوشیدن آب آلوده با نیترات در سطوحی که توسط EPA ناایمن تلقی می­شوند، ادامه می­دهند. و احتمالا استاندارد اخیر به طور کافی حفاظت کننده بهداشت عمومی نیست. استاندارد کنونی EPA به میزان ppm 10 مبتنی بر یک تحقیق 45 ساله مت­هموگلوبینا در نوزادان است. هر چند که از سال 1950 تعدادی از موارد مت­هموگلوبینما مشاهده شده که توسط نیتراتی کمتر ازppm 10 در آب آشامیدنی گزارش شده است (ساتلماچر 1964، سیمون 1962).

مقایسه میزان نیترات استاندارد EPAدر آب با سایر استانداردهای نیترات نشان می­دهد که این استاندارد چقدر خارج از رده است.

• در سال 1980، USDAیک تلرانس صفر (zero tolerance) را برای نیترات موجود در غذای تهیه شده برای نوزادان و کودکان، تعیین کرد و به طور قابل ملاحضه ­ای تماس با نیترات را در ذخیره غذای کل محدود کرد. متاسفانه، این استاندارد هیچ محافظتی را برای نوزادان تغذیه شونده با بطری در طول سه تا چهار ماه اول زندگی فراهم نمی­کند. این دقیقا زمانی است که نوزادان حساس ترین قشر جمعیت در اوج حساسیت به اثرات سمی نیترات قرار دارند. 
   
• در آلمان و آفریقای جنوبی استاندارد آب آشامیدنی برای نیترات در حدودppm 4/4، بیش از دو برابر سخت گیرانه تر از استانداردppm 10 ایالات متحده است (کروس و همکاران 1995). اتحادیه اقتصادی اروپا دستورالعمل سلامت نیترات به میزانppm 6/5 را برقرار کرد و مطالعات صورت گرفته بر روی نوزادان در اروپا نشان داد که 3 یا چهار درصد از موارد مت­هموگلوبینما در کودکان در دوزهای پایین­تر ازppm 10 رخ می­دهند (ساتلماچر 1964، سیومن 1962). آشکار است که مراجع بهداشت در بسیاری از سایر کشور­ها نیز باور دارند که نیترات ریسک غیرقابل قبولی را برای نوزادان و کودکان در پایین­تر از حد استاندارد EPA که  10ppm است، اعمال می­کند.   

   

• بسیاری از کشورهای اروپایی ترکیبات ان نیتروزآمین و ان نیتروز را همراه با پیش­سازهای نیترات و نیتریت آن­ها از پستانک­های بطری شیر نوزادان به دلیل قرار گرفتن آن­ها در معرض این سرطانزاهای مستعد در ابتدای زندگی ممنوع اعلام کرده است (وستین 1990). در ایالات متحده هیچ گونه استانداردی وجود ندارد هر چند که میید جانسون، تولید کننده بزرگ بطری­های شیر و سایر محصولات کودکان به منظور حذف تمام ان نیتروزآمین­ها و تمام پیش­سازها، در فرمولاسیون پستونک­های تولیدی خود، تجدید نظر کرد.  

   

  تقریباً برخلاف سایر استانداردهای آلودگی، استاندارد آب آشامیدنی برای نیترات هیچ حاشیه امنیتی را ندارد. تقریباً هر استاندارد شیمیایی موجود در قانون امروزه ده تا 100برابر فاکتور ایمنی را به منظور کسب اطمینان از این که اعضای حساس جمعیت به طور کافی محافظت شدند، در بر می­گیرد. زمانی که شواهدی مبنی بر احتمال سرطان زایی برای انسان وجود داشته باشد، EPA فاکتور ایمنی دیگری به میزان ده برابر را نیز اضافه می­کند. استاندارد نیترات به هیچ وجه شامل هیچ فاکتور استانداردی نیست، هر چند که در برابر زیرگروهی از جمعیت حساس یعنی نوزادان هدف بندی شده است و هر چند که نیترات ترکیب پیش ساز در تشکیل ترکیبات نیتروزآمین است که آن هم برای انسان سرطان زا هستند (1995NRC) 

   

   در سال 1977، کمیته آب آشامیدنی ایمن آکادمی ملی علوم، چنین بحث کرد که:

  "به نظر می­رسد که حاشیه اطمینان اندکی برای برخی از نوزادان در استانداردی با این غلظت وجود دارد". (1977NAS)

   

  ده سال بعد، در حین بررسی و مرور استاندارد پیشنهاد شده ppm10، هئیت مشاوره علوم مدیریت ریگان EPA ارزیابی دقیق تری انجام داده و دریافت که:

   آژانس حاشیه امنیتی را انتخاب می­کند که برای تمام اهداف کاربردی، حفاظت اعضای حساس جمعیت، مستثنی است (کارلسون 1097) 

   

  EPA  در مد نظر قرار دادن این پیشنهاد ناموفق بود و با طرح این بحث که استاندارد کنونی که مبتنی بر مطالعه 45 ساله 278 مورد گزارش شده است، نماینده محدوده کاملی از حساسیت جمعیت نوزادان ایالات متحده بوده و هیچ فاکتور ایمنی دیگری نیاز نیست، فاکتور امنیتی را به استاندارد نیترات اضافه نکرد. 

   هیئت کنونی آکادمی ملی علوم به این نتیجه رسیدند که استانداردppm 10به منظور محافظت از سلامت عمومی کافی است. هر چند که این اعضا، به شواهد به دست آمده از دو تحقیق اخیر بین المللی (سیمون و همکاران 1962، ساتلماچر 1964) که نشان می­دهد مت­هموگلوبینما در غلظت­های نیترات پایین تر ازppm10روی می­دهد، بی اعتنایی کردند. حجم بیشتر کار کمیته بر ریسک سرطان متمرکز شد. که چنین نتیجه ای را می­دهد که: 

   

• در حالی که احتمال کمی وجود دارد که سطوح تماس با نیترات در ایالات متحده به طور چشمگیری ریسک ابتلا یک فرد به سرطان را تحت تاثیر قرار دهد، ده ها مورد از هزاران نوزاد که در تماس با آب به شدت آلوده با غلظت­های نیترات اند، بالاتر از میانگین ملی می­باشند.

       

  به علاوه محاسبات خود کمیته نشان داد که :

• نوزادانی که از طریق بطری با آب به شدت آلوده با نیترات تغذیه می­شوند، 80 برابر دوز نیترات بیشتری را نسبت به میانگین نوزادان در جمعیت دریافت خواهند کرد.

   

  ریسک افزایشی ارائه شده توسط این میزان تماس به طور کامل توسط هیئت کنار گذاشته شد هر چند که مطالعات صورت گرفته بر روی نوزادان در رابطه با ترکیبات نیتروزآمین نشان داد که تماس در طول دوران نوزادی خطر ابتلا به سرطان ناشی از ترکیبات ان نیتروز را با فاکتور 6 افزایش می­دهد (گری و همکاران 1991)

  مطالعهNAS نشان داد که 27 هزار نوزاد آب آلوده با نیترات بیش از استانداردppm 10را مصرف می­کنند. اما سپس در ارزیابی این که آیا خطر افزایش ابتلا به سرطان با چنین تماس بالا با نیترات بلافاصله پس از تولد ارتباط دارد یا نه، ناموفق بود. 

   

  نهایتا کمیته نتیجه گیری خود را که استاندارد ppm10کافی است، با این پیشنهاد رد کرد:

   "محدود کردن تماس نوزادان با نیترات می­تواند سنجش سلامت عمومی معقولی محسوب شود. این هدف با به حداقل رساندن تماس هم از طریق غذا و هم از طریق آبی که حاوی غلظت بالایی از نیترات است، امکان پذیر است..."

  در آخر کمیته پیشنهاد مطالعه بیشتر را در مورد اثرات پیش رونده محتمل برای نوزادانی که در معرض نیترات قرار می­گیرند، ارائه داد. عدم قطعیتی که توسط کمیته تصدیق شد به اندازه کافی برای تضمین یک حاشیه امنیت دو برابر معتدل برای استانداردppm 10اخیر کافی بود.

   

  اثراتی که نیترات بر سلامتی می­گذارد:

   نگاهی بر مقالات مروری هم راستا در مورد سمیت نیترات، شکست سیستماتیک EPA برای درج دانش علمی کنونی در استانداردهای آب آشامیدنی را آشکار می سازد. این کاستی­ های اعمال شده برای تمام اثرات سمی نیترات عبارتند از:

   

• مت­هموگلوبینما: نیترات موجب ایجاد مت­هموگلوبینما در نوزرادان شده و نگرانی اصلی سلامتی برای تعدیل کننده­ها در سرتاسر جهان است. استاندارد ایالات متحده برای نیترات دو برابر ضعیف تر از این استاندارد در آلمان و آفریقای جنوبی است و نزدیک به دوبرابر میزان مجاز دستورالعمل تعیین شده توسط کمیته اروپایی است.

   

• سرطان: نیترات پس از ورود به بدن به نیتریت تبدیل می­شود و این نیتریت با ترکیبات آلی سنتزی و ترکیبات طبیعی به منظور تشکیل ترکیبات ان نیتروزآمین در معده انسان واکنش می­دهد. بسیاری از این ترکیبات ان نیتروز در انسان­ها سرطان زا بوده و بسیاری از محققان و تنه اصلی مقالات پیشنهاد می­دهند که سطوح بالای نیترات در آب آشامیدنی می­تواند احتمال ابتلا به سرطان را افزایش دهد (میویش 1983، میرویش 1991). تاکنون، EPA به طور کامل نقش نیترات موجود در آب آشامیدنی را در خطر ابتلا به سرطان ترکیبات ان نیتروز، مورد اغماض قرار داده است.  

  به نظر می­رسد تماس نوزادان با نیترات به خصوص زمانی که سطوح آن به استانداردppm 10نزدیک شود، بسیار مهم خواهد بود. مطالعات اخیر صورت گرفته بر روی حیوانات نشان می­دهد که رت­ها که در دوران نوزادی خود در معرض ان نیتروزودی اتیل آمین قرار گرفته اند، نسبت به آن­هایی که پس از از شیر گرفتن در معرض قرار می­گیرند،6 برابر احتمال بالاتری برای توسعه سرطان دارند. (گری و همکاران 1991). مطالعات همه گیر شناسی (اپیدمیلوژی) پیشنهاد می­کند که خطر ابتلا به سرطان ممکن است در مواردی که در افراد تماس با آب آشامیدنی آلوده به نیترات هستند، بالا باشد (سوئللو 1976). 
   

• اختلال در عملکرد تیروئید: یک تحقیق مهم توسط دانشمندان دانمارکی به این نکته دست یافت که افرادی که آبی با سطوح بالای نیترات می­نوشند دوزی مرتبط با افزایش در هایپرتروفی؛ شرایطی که با بزرگ شدن تیروئید که غده مسئول در عملکردهای هورمونی و اندکرین بدن، را نشان می­دهد.

   

• نقص­های تولد: حداقل 5تحقیق ارتباط محتمل بین تماس با نیتریت، نیترات و ترکیبات ان نیتروزآمین را با نقص­های تولد نشان داده است. اثرات تماس با نیترات ابتدا در مطالعات صورت گرفته بر روی حیوانات مشاهده شد اما بعدا در مطالعات همه گیر شناسی انسانی نیز دیده شد (دورسچ 1984، ناکس 1972، سوپر 1981)

   

  اختصاص لیستی از اثرات مرتبط با تماس نیترات و عدم قطعیتی که این حجم از شواهد منجر به پیش­بینی خطرات سلامتی می­شود، به نظر می­رسد که قضاوت علمی چنین دستور می­دهد که ایالات متحده یک فاکتور ایمنی حداقل دو را به استاندارد کنونی ppm 10برای نیترات به صورت نیتروژن در آب آشامیدنی، اعمال کند.

  EPA بایستی سطح آلایندگی حداکثریppm 3 نیتروژن-نیترات را برای آب آشامیدنی تعیین کند که با حداکثر سطح پیش زمینه سفره­های آب زیرزمینی بدون آلودگی مورد استفاده در آب آشامیدنی در ایالات متحده برابر است. این استاندارد می­تواند به EPA اجازه دهد تا حداقل، هدفی مبنی بر حفظ منابع آب سطحی و زیرزمینی مورد استفاده برای آب آشامیدنی عاری از آلاینده نیترات افزوده شده، تنظیم کند.   

   

  نیترات و مت هموگلوبینما

  مت هموگلوبینما، یا سندرم نوزاد آبی شرایطی است که با ناتوانی خون برای ارسال اکسیژن کافی به بدن ایجاد می­شود. این یکی از شناخته شده­ترین اثرات تماس با سطوح افزایشی نیترات در آب آشامیدنی است.

  زمانی که نیترات وارد بدن شود، به ماده شیمیایی دیگری به نام نیتریت تبدیل می­شود. سپس نیتریت با هموگلوبین واکنش می­دهد، هموگلوبین پروتئین مسئول انتقال اکسیژن در بدن است، که این واکنش منجر به تبدیل آن به مت هموگلوبین می­شود این شکل از هموگلوبین در حمل اکسیژن ناتوان است. در نتیجه، افراد مبتلا از فقر اکسیژن رنج می­برند. 

  نوزادان زیر چهار ماه بیشتر در خطر ابتلا به مت هموگلوبینما هستند. زیرا معده آن­ها نسبتاً غیر اسیدی است و به این معنی است که در مقایسه با بزرگسالان نیترات بیشتری در معده نوزادان به نیتریت تبدیل می­شود و نیز به این علت که هموگلوبین نوزادی یا جنینی به منظور تشکیل مت هموگلوبین راحت تر از هموگلوبین بزرگسالان واکنش می­دهد. به نظر می­رسد اسهال و سایر اختلالات دستگاه گوارشی نقش مهمی در مت هموگلوبینما ایفا کنند شاید به این دلیل که pH معده را افزایش داده و سیستم ایمنی را ضعیف می­کنند (1978 NAS). تقریبا تمام موارد گزارش شده از مت هموگلوبینما کودکان زیر شش ماه را که از اختلالات دستگاه گوارش رنج می­برند، شامل می­شود. 

  علائم مت هموگلوبینما شامل ظاهر آنوکسیک، ناتوانی در تنفس، تهوع، استفراغ، اسهال، بی­حالی  و در شرایط شدیتر از دست دادن هوشیاری و حتی مرگ می­باشد. تقریبا 6 تا 10 % تمام موارد مت­هموگلوبینمای گزارش شده منجر به مرگ نوزاد شده است و در سالهای اخیر حداقل یک مرگ در ایالات متحده گزارش شده است (1977NAS، جوهانسون و همکاران 1987). مرگ­های دیگری نیز توسط آب آشامیدنی آلوده با نیترات در ایالات متحده صورت گرفته است اما بدون گزارش باقی مانده است (چوهانسون و کراس 1990). 

   

  استاندارد EPA کنونی هیچ فاکتور ایمنی ندارد

  استاندارد قابل اجرای آب آشامیدنی کنونی (ماکزیمم سطح آلایندگی MCL) برای نیترات به صورت نیتروژن 10 قسمت در یک میلیون(ppm) ، حداقل به دو دلیل منحصر به فرد است:1. برخلاف اکثر MCL­ها که مبتنی بر نتایج حاصل از مطالعات حیوانی هستند، استاندارد نیترات بر اساس داده های حاصل از نوزادان گزارش شده در تحقیق سال 1951 در مورد شیوع مت هموگلوبینما است که در مجله سلامت عمومی آمریکا به چاب رسید (والتون 1951) و 2. برخلاف تقریبا تمام سایر استانداردهای آب و غذا مبتنی بر انسان که که حداقل از 10 برابر فاکتور ایمنی برای تحت کنترل گرفتن آسیب پذیری به ماده سمی مورد اشاره استفاده می­کنند، استاندارد ppm 10 برای نیترات هیچ فاکتور ایمنی را ندارد. 

   

  تحقیق والتون 278مورد گزارش شده مت هموگلوبینما را که در ایالات متحده بین سال­های 1945 و 1950 روی داده بود تحلیل کرد و هیچ موردی را که در غلظت نیترات پایین تر از ppm10روی دهد نیافت. بر اساس این مطالعه، ppm10نیترات به صورت نیتروژن به عنوان دوز ایمن برای نیترات در آب آشامیدنی برای نوزادان در نظر گرفته شد. در سال 1962، سرویس سلامت عمومی رسما استاندارد ppm10 را در آب آشامیدنی را بر اساس تحقیق والتون، تعیین کردند. EPA در حین فرآیند تعیین استاندارد در سال 1987 بر این آنالیز تکیه کرد.

   

  دو مطالعه پس نگرانه آلمانی دریافت که 3 الی 4 درصد از موارد مت هموگلوبینما در کشور در غلظت­های نیتراتppm 11 یا کمتر از آن رخ می­دهند (ساتلماچر 1962، سیمون 1964). نوزادانی که از اختلالات دستگاه گوارشی، بیماری تنفسی یا اسهال رنج می­برند حساسیت بالایی به مت هموگلوبینما دارند و تقریبا تمام موارد گزارش شده این زیر گروه حساس را شامل می­شوند.

   

  علاوه بر نوزادان، سایر جمعیت ­ها نیز ممکن است در معرض آسیب سطوح مازاد نیترات قرار بگیرند. این افراد می­توانند شامل آفریقایی آمریکایی­ ها، اسکیموهای آلاسکایی و آمریکایی ­های بومی که فاقد آنزیمی ارثی مسئول کاهش مت هموگلوبینما در خون است یا افرادی که از برخی شرایط معده مانند زخم های معده، کم خونی شدید، ناکارامدی آدرنال، التهاب دستگاه گوارش یا سرطان روده رنج می­برند، باشند که همگی موجب کاهش اسیدیته معده شده و موجب می ­شوند تا نیترات بیشتری به نیتریت سمی تبدیل شود (1978NAS). زنان باردار با سطوح بالای از نیترات که در دوره پایانی بارداری طبیعی است، ممکن است به اثر نیترات حساس باشند (کروس 1994، 1977NAS). گروه نهایی بسیار حساس دیگر بیماران دیالیزی است که به طور خاص نسبت به مت هموگلوبینما حساسیت دارند.به دلیل این حساسیت، برای آب استفاده شده در دیالیز، استانداردppm 2 پیشنهاد شده است (چارلسون و شاپیرو 1970، فان و همکاران 1987).

   

  هیچ تخمینی از اندازه کلی زیر گروه حساس به نیترات وجود ندارد هر چند که این زیر گروه بسیار بزرگ است. مطالعات نشان  می­دهند که نقص ­های آنزیمی تقریبا 7 درصد مردان آفریقایی آمریکایی را تحت تاثیر قرار می­دهد (آلدریچ 1980) جمعیتی بالغ بر یک میلیون نفر و بیش از 140 هزار نفر سالیانه تحت درمان دیالیز قرار می­گیرند (1994USRDS).

   

  علاوه بر جمعیت­ های حساس شناخته شده، یک مورد اخیراً گزارش شده مت هموگلوبینما در وینسکونسین نیز نگران کننده است (1993MMWR). در این مورد، کودکی به دلیل مت هموگلوبینمای شدید در بیمارستان بستری شد و زمانی که غلظت نیترات شیر آب بررسی شد این میزانppm 9/9 یافت شد که در واقع زیر استاندارد کنونی EPA است. چاه همچنین با مس آلوده شوده بود در واقع چنین نتیجه گیری شد که این مورد توسط اثر سینرژیک مس و نیترات با هم دیگر ایجاد شده است.

   

  عامل دیگر برای نگرانی این است که برخی از غذاهای کودکان به طور طبیعی حاوی نیترات هستند. مطالعه اخیر دریافته است که تعدادی از غذاهای کودکان شامل موزها، هویچ، سبزیجات باغچه، اسفناج، لوبیا سبز و چغندر، محتوی غلظت­های بالایی از نیترات هستند (دوسدیکر وهمکاران 1994). یک نوزاد کم سن که آب آلوده و غذاهای کودک تجاری که محتوی سطح نیترات بالایی است را استفاده کند می­تواند به سادگی میزان نیترات دریافتی خود را بالا برده و بیمار شود. استاندارد EPA کنونی شامل هیچ استاندارد ایمنی برای مصرف همزمان نیترات در غذا و آب آشامیدنی نیست.