Kazalec prikazuje vsebnost celokupnega arzena (As) v krvi, urinu in materinem mleku žensk prvorodk ter moških, starih od 20 do 40 let, v 12 slovenskih regijah, razdeljenih na 3 različne tipe območij - podeželsko, mestno in potencialno onesnaženo z izbranimi kemikalijami v zaradi pretekle človekove dejavnosti. S hkratnim ugotavljanjem koncentracije As v materinem mleku je določen tudi potencialni vnos kemikalije pri dojenčkih, starih od 2 do 8 tednov. Kazalec povzema meritve, ki so bile izvedene v sklopu pilotne (2007– 2009) in prve faze (2011– 2014) nacionalnega programa humanega biomonitoringa (HBM) – Monitoring kemikalij in njihovih ostankov v ljudeh. Slika spodaj  prikazuje občine, v katerih so prebivali sodelujoči odrasli, razdeljene na podeželsko, mestno in potencialno onesnaženo okolje (Horvat et al., 2015).

Najpogosteje uporabljeno merilo za ocenjevanje izpostavljenosti je koncentracija celokupnega As v urinu, v novejših raziskavah pa se vse pogosteje izvaja tudi speciacijsko analizo v namen določitve deleža prisotnih TRA. Pri analizi vsebnosti As v urinu je poleg stopnje diureze z normalizacijo na vrednost kreatinina v urinu potrebno upoštevati tudi dejstvo, da gre predvsem za biomarker kratkotrajne in ne dolgoročne izpostavljenosti, saj se večina anorganskega As in njegovih metabolitov izloči preko ledvic z razpolovnim časom 3–4 dni (Saoudi et al., 2012)

Slika: Občine, iz katerih so sodelovali posamezniki pri izvedbi biomonitoringa, glede na tip območja (zelena barva – podeželsko okolje, vijolična barva – mestno okolje, oranžna barva – potencialno onesnaženo okolje) 

Arzen (As) je kemijski element, ki je obče prisotna polkovina. Pojavlja se praktično v vseh okoljskih medijih. Kot sestavina zemeljske skorje se v okolje sprošča pod vplivom naravnih pojavov, kot so vulkanski izbruhi in erozija tal, med pomembnejšimi antropogenimi viri onesnaženja pa izstopajo rudarstvo, kovinska in elektro industrija (proizvodnja polprevodnikov, baterij ipd. ), steklarstvo, kmetijska dejavnost (sredstva za zatiranje škodljivcev), usnjarstvo (namakanje živalskih kož), lesarstvo (konzervansi), proizvodnja keramike, barv (zaščita plovil proti obraščanju morskih organizmov), izgorevanje fosilnih goriv. Uporaba se je v preteklosti razširila tudi na področje veterine in medicine, predvsem v namen zdravljenja nekaterih parazitskih in tropskih bolezni, dandanes pa se zdravila z vsebnostjo arzenovega trioksida še vedno uporabljajo v terapiji akutne promielocitne levkemije (IARC Working Group, 2012; Keyte et al., 2022; Tchounwou et al., 2012; WHO Regional Office for Europe, 2015; World Health Organization, 2018).

Splošna populacija je pogosteje izpostavljena anorganskim in organskim spojinam, med katerimi so bolj strupene anorganske oblike, ki so genotoksične in so glede na Mednarodno agencijo za raziskave raka, IARC (»International Agency for Research on Cancer«), razvrščene v rakotvorno skupino 1. Tudi v Ameriški Agenciji za varstvo okolja (EPA) jih v primeru izpostavljenosti preko zaužitja ali vdihavanja označujejo kot humane karcinogene (skupina A) (Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), 2007; IARC Working Group, 2012; WHO Regional Office for Europe, 2015). 

Splošna populacija je arzenu (As) lahko izpostavljena preko zaužitja, vdihavanja ali stika s kožo. Viri izpostavljenosti so lahko zrak, voda, tla, hrana, sredstva za zatiranje škodljivcev, zdravila, tobačni dim, hišni prah, pigmenti in drugi predmeti splošne rabe. Med vsemi naštetimi, najpomembnejšo pot vnosa As pri nekadilcih in poklicno neizpostavljenih osebah predstavlja uživanje hrane in pitne vode. V slednji se pojavljajo predvsem anorganske spojine, v hrani pa ugotavljamo zmes organskega in anorganskega As. Živila kopenskega izvora načeloma vsebujejo nizke koncentracije anorganskih oblik. Izjema so rastlinski pridelki zaradi akumulacije As iz tal preko korenin (npr. riž) ali posedanja delcev As iz zraka in absorpcije preko listov (npr. čajni listi). Najvišje koncentracije anorganskega As vsebujejo žita in žitni izdelki ter riž in riževi produkti (0,1–0,4 mg/kg suhe teže). Predvsem v rižu predstavljajo anorganske oblike od 10 do 93 % koncentracije celokupnega As (večji delež v rjavem rižu – vezava As na otrobe). Čeprav je najvišja vsebnost As spojin v morski hrani, gre v tem primeru pretežno za organski As, medtem ko se anorganske spojine pojavljajo v razmeroma nizkih koncentracijah (˂ 0,2 mg/kg suhe teže). Seveda tudi med morskimi sadeži obstajajo izjeme z izrazito visokimi vsebnostmi anorganskega As, to so predvsem rjave morske alge Hijiki (arzenat ˃ 60 mg/kg) in klapavice (Molin et al., 2015; Perharič et al., 2017; Stojsavljević et al., 2019).

Arzen je opredeljen kot rakotvorna spojina v primeru privzema z zaužitjem ali vdihavanjem. Pri slednji poti izpostavljenosti prevladujejo rakava obolenja dihal, pojavljajo pa se tudi v drugih organih, kot so jetra, koža in prebavni trakt, medtem, ko so posledica kroničnega oralnega vnosa As predvsem neoplazme kože, v nekaterih primerih tudi sečnega mehurja, pljuč, nekoliko redkeje pa še jeter, ledvic in prostate (Tchounwou et al., 2012; World Health Organization, 2018).

V obdobju od 2007 do 2014 so bile v vzorcih krvi, urina in materinega mleka odraslih oseb izmerjene koncentracije celokupnega arzen ( As), ki so predstavljene v Tabeli 1 in Grafih ZD33-1 do ZD33-3.

Tabela 1: Koncentracije celokupnega As v krvi, urinu in materinem mleku

Legenda: * 12 območij, ** 9 območij

Najvišje koncentracije celokupnega As v krvi so bile izmerjene v obalnih mestih (geometrična sredina, GM 2,11 µg/L), najnižje pa v Kočevju in Cerknici (geometrična sredina, GM 0,71 µg/L) ter Beli Krajini (0,69 µg/L). Pri ženskah so bile ugotovljene višje vrednosti kot pri moških (geometrična sredina, GM 1,06 proti 0,88 µg/L). V primerjavi devetih območij se je tudi pri vzorcih urina nakazal podoben trend; najvišje povprečne koncentracije so ponovno izhajale iz obalnih mest (geometrična sredina, GM 15,57 µg/L oz. 15,47 µg/g kreatinina), najnižje pa so bile izmerjene v Mariboru (4,07 µg/L oz. 4,07 µg/g kreatinina). Tokrat je bilo v povprečju zaznanega več As pri moških (geometrična sredina, GM 7,87 proti 5,25 µg/L), z upoštevanjem diureze (izražene na kreatinin) pa je bil rezultat obraten (geometrična sredina, GM 8,28 - ženske in 5,96 µg/g kreatinina - moški). Koncentracije anorganskega As naj bi bile sicer manjše pri ženskah zaradi večje metilacijske sposobnosti in s tem učinkovitejše presnove (Perharič et al., 2017).

Tako kot v vzorcih krvi in urina, so bile tudi v mleku mater iz obalnih mest opažene najvišje povprečne koncentracije celokupnega As (geometrična sredina, GM 0,42 µg/L), najnižje pa v Celju (geometrična sredina, GM 0,14 µg/L). Če primerjamo območja glede na opredeljene 3 tipe, med njimi z najvišjimi vrednostmi v vseh vrstah vzorcev izstopa mestno okolje, sledi pa mu potencialno onesnaženo območje zaradi pretekle človekove dejavnosti.

Naravna in/ali antropogena onesnaženost podtalnice z As v številnih državah (območja Kitajske, Tajvana, Indije (Zahodna Bengalija), Bangladeša, Vietnama, Japonske, nekaterih držav ZDA, Brazilije, Argentine, Čila, Mehike in Avstralije) predstavlja velik javnozdravstveni problem (Barnett-Itzhaki et al., 2018; IARC Working Group, 2012). Uporaba le-te kot pitne vode ali kot vode za namakanje pridelkov in pripravo hrane predstavlja glavni vir vnosa anorganskih vrst As. Tudi na evropskih tleh so razlike očitne predvsem tam, kjer je As primarno geološkega izvora; na kmetijskih zemljiščih južne Evrope je namreč As približno 3-krat več kot v tleh obdelovalnih površin severne Evrope. Ločnica poteka po nekdanjih ledeniških mejah (Perharič et al., 2017).

V Sloveniji glede na zadnje dostopno letno poročilo o pitni vodi iz leta 2020 mejna vrednost za As (10 μg/L, določena s strani Svetovne zdravstvene organizacije (SZO)), ni bila presežena, koncentracije, višje od 2 µg/L pa so bile ugotovljene le izjemoma. Izvor je praviloma geogen, v železovih – arzenovih mineralih (Mertik, 2021). Tudi na območjih t.i. »vročih točk«, med katere zaradi zgodovine rudarjenja antimona sodi severni del občine Zagorja ob Savi, rezultati v letih 2012, 2014 in 2015 izvedenih meritev pitne vode potrjujejo, da je bila v vseh preiskanih vzorcih izmerjena koncentracija As pod 1 μg/L (Perharič et al., 2017). V Sloveniji torej As v pitni vodi ne predstavlja problema, kljub temu obstajajo posamezni izviri pitne in mineralne vode (npr. pitna voda pod Pohorjem, neprečiščena mineralna voda iz nekaterih vrtin v Rogaški Slatini) s povišano koncentracijo anorganskega As (Horvat et al., 2015).

Z analizo slovenskih rezultatov vsebnosti celokupnega As ne ugotavljamo odstopanj od podatkov držav, katerih stopnja geogene in/ali antropogene onesnaženosti se ne odraža v preseženih mejnih vrednostih za vodo ter so prehranske navade tamkajšnjih prebivalcev v grobem primerljive s slovenskim območjem (Graf ZD33-4). O relativno visokih koncentracijah celokupnega As pričakovano poročajo predvsem iz azijskih držav, kot je Koreja. Tam namreč specifične prehranske navade, za katere je značilno pogosto uživanje morske hrane, vključno z morskimi algami, močno vplivajo na izmerjene vrednosti As, še posebej, če se slednji izraža kot celokupni As. Kot že opisano, so morske alge potencialno bogat vir anorganskih oblik As, ostala morska hrana pa poleg organskih snovi arzenobetaina in arzenoholina vsebuje tudi DMA (manj toksičen metabolit arzena), ki ima potemtakem lahko izvor iz organskih ali anorganskih spojin (Kim et al., 2017). Na tak način lahko z nekritično interpretacijo rezultatov precenimo vsebnost toksikološko relevantnih vrst As (TRA), sorazmerno večja napaka pa se pojavi tudi pri navajanju koncentracij kot celokupnega As.

Med izbranimi evropskimi državami z višjimi vsebnostmi As izstopa predvsem Francija, kot potencialne vire izpostavljenosti pa navajajo prehrano, bogato z ribami in v manjši meri školjkami, pogostejše uživanje sadja, zelenjave in vina, kar je lahko posledica uporabe pesticidov na osnovi As (v Franciji do leta 2001) in področno višjih geogenih vsebnosti As (Saoudi et al., 2012). V severnem delu Francije visoke koncentracije As v urinu povezujejo predvsem z industrijsko onesnaženim okoljem, kar potrjujejo tudi izmerjene vsebnosti kovin v mahovih kot bioindikatorjih. Tudi v kanadski raziskavi poleg že naštetih faktorjev kot pomemben dejavnik izpostavljenosti As dodatno navajajo uživanje riža (Nisse et al., 2017; Saoudi et al., 2012).

Pri primerjavi referenčnih vrednosti celokupnega As v urinu izbranih držav ugotavljamo, da je slovenska (64,98 µg/L) višja od nemške (15 µg/L), kanadske (27 µg/L) in belgijske (48,8 µg/L) ter nižja od korejske (106,1 µg/L) (Cheung et al., 2020; Saravanabhavan et al., 2017). Razlike med vrednostmi najverjetneje izhajajo iz različnih prehranskih navad, predvsem vezanih na uživanje morske hrane, kar potrjuje tudi speciacijska analiza z ugotovljenim visokim deležem As organskega izvora. Poleg navedenega so bili v posameznih tujih raziskavah na področju prehrane zastavljeni različni izključitveni kriteriji, katerih pa se v Sloveniji nismo posluževali (npr. izključitev oseb, ki so več kot 3-krat na mesec ali pa 48 oz. 72 ur pred odvzemom vzorcev urina uživale ribe) (Horvat et al., 2015).

Glede na analizo rezultatov prvega nacionalnega programa humanega biomonitoringa (HBM) lahko zaključimo, da opredeljena izpostavljenost celokupnemu As ne predstavlja tveganja za zdravje ljudi. Ugotovitev izhaja tudi iz dejstva, da speciacijska analiza, izvedena pri vzorcih urina s koncentracijo celokupnega As nad 15 µg/L, nakazuje na pričakovano  stanje po zaužitju morske hrane, saj je bil delež anorganskih vrst As relativno nizek, poleg tega je med njimi prevladovala DMA, ki velja za manj toksičen metabolit As.