Azotany to sole kwasu azotowego (HNO3) które stosuje się jako nawozy azotowe. Zawierają one przyswajalny przez rośliny jon azotanowy NO3-. W glebie powstają w procesie utlenienia jonu amonowego przy udziale chemoautotroficznych bakterii, tzw. nitryfikatorów. Azotany to także środki utleniające, składniki materiałów wybuchowych, klejów, lakierów itp. Wykorzystuje się także jako konserwanty żywności, np. w celu zapobiegania rozwojowi bakterii w produktach mięsnych. Druga strona medalu w odniesieniu do azotanów to działanie uboczne, gdyż są prekursorami toksycznych związków N-nitrozowych.
Żywność i woda pitna to więc główne źródła narażenia człowieka na azotany.
Ze względu na dość szerokie zastosowanie w gospodarce, azotany są obecne w wodach naturalnych, głównie z powodu nadmiernego stosowania nawozów sztucznych. Do skutecznego usuwania azotanów z wody niezbędne są drogie, a więc rzadko stosowane metody, np. odwrócona osmoza.
W organizmie człowieka azotany są redukowane do azotynów, które następnie reagują z aminami i amidami, co w konsekwencji prowadzi do tworzenia w przewodzie pokarmowym związków N-nitrozowych (NOC, ang. N-nitroso compounds). Takie procesy metaboliczne są szczególnie intensywne w czasie leczenia ludzi preparatami blokującymi wydzielanie kwasu solnego. Wzrost wartości pH soku żołądkowego prowadzi do rozwoju mikroflory w świetle redukujacych azotany do azotynów, a następnie N-nitrozoamin. Przyjmowanie witamin C i E może hamować procesy endogennej nitrozacji, ale spożycie mięsa i przewlekłe stany kwasowe żołądkowo-jelitowe lub stany zapalne, mogą z kolei zwiększyć intensywność tego procesu. Azotany są obecnie zaklasyfikowane jako prawdopodobny czynnik rakotwórczy (grupa 2A) w warunkach powodujących endogenną nitrozację.
Mimo szerokich badań dotyczących występowania azotanów w żywności, niewiele badań dotyczyło ryzyka raka jelita grubego (CRC, ang. colorectal cancer) związanego z obecnością azotanów w wodzie pitnej. Istniejące wyniki badań kontrolnych lub kohortowych są niespójne, zwłaszcza w przypadku poziomów azotanów w wodzie poniżej ustalonego limitu (50 mg/l azotanu jako NO3- w Unii Europejskiej oraz 10 mg/l w Stanach Zjednoczonych).
Badania kliniczne dotyczące ryzyka obecności azotanów w wodzie do picia są nieliczne i często kwestionowane przez ograniczoną zdolność do oszacowania indywidualnego długotrwałego narażenia. Aby zidentyfikować potencjalne skutki przewlekłe, konieczne jest długoterminowe monitorowanie dużej populacji. Badania kontrolne prowadzone w USA wykazały zwiększone ryzyko raka jelita grubego przy podwyższonym poziomie azotanów w wodzie pitnej wśród podatnych grup ludności, tzn. z podwyższoną endogenną nitrozą, przy niskim spożyciu witaminy C i wysokim spożyciu czerwonego mięsa. Również badania kliniczne prowadzone w Hiszpanii i Włoszech wykazały, że im wyższe spożycie azotanów w wodzie pitnej, tym większe ryzyko zachorowania na raka jelita grubego.
Oszacowanie spożycia azotanów w wodzie z domowych kranów jest dość łatwe. Ponadto poziomy azotanów nie zmieniają się istotnie w ramach danego systemu dystrybucji, a sezonowe wahania poziomów azotanów w wodzie pitnej przy dostawach publicznych są niewielkie. Brak jest natomiast wystarczających danych do oceny sezonowej zmienności azotanów w studniach prywatnych. Zawartość azotanów w tego typu studniach może charakteryzować się sezonową zmiennością, gdyż studnie prywatne są zwykle płytsze niż przemysłowe studnie głębinowe. Częstość pobierania próbek wody pitnej w prywatnych studniach jest również znacznie niższa w porównaniu z zaopatrzeniem publicznym. Dlatego badania dotyczące oceny ryzyka CRC powinny uwzględniać także tych, którzy żyją wiele lat korzystając z prywatnego zaopatrzenia w wodę. Kluczowe jest także ustalenie niższych poziomów dla obecności azotanów wodzie pitnej dla obniżenia ryzyka CRC.
W Danii przeprowadzono ostatnio kompleksowe badania z dobrze scharakteryzowanym, długotrwałym narażeniem populacji na azotany. Do badań włączono także użytkowników prywatnych studni, wykorzystano dane populacyjne z rejestrów służby zdrowia, powiązane w czasie i przestrzeni z danymi dotyczącymi jakości wody pitnej. Analizowano tym samym związek między długotrwałym narażeniem na azotany w wodzie pitnej a ryzykiem CRC. Stwierdzono statystycznie istotne zwiększone ryzyko CRC przy poziomie azotanów w wodzie pitnej już na poziomie 4 mg/l, a więc znacznie poniżej obecnie obowiązujących standardów.
Uzyskanie wyniki jednoznacznie sugerują potrzebę podwyższenia wymagań dla wody pitnej, aby odpowiednio chronić społeczeństwo przed przewlekłymi niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi, wynikającymi z obecności azotanów w wodzie do picia. Polska, jako jeden z pierwszych krajów Unii Europejskiej, wprowadziła w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z dnia 31 marca 2011 roku zaostrzone normy na zawartość azotanów w wodach mineralnych wydobywanych na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej, wynoszące do 10 mg/l. Warto podkreślić, że żadna produkowana w Polsce woda mineralna nie przekracza tych limitów.
Bibliografia
- Espejo-Herrera N., Gracia-Lavedan E., Boldo E., Aragones N., Perez-Gomez B. i in. Colorectal cancer risk and nitrate exposure through drinking water and diet. Int. J. Cancer, 2016, 139, 334–346.
- Schullehner J., Hansen B., Thygesen M., Pedersen C.B., Sigsgaard T. Nitrate in drinking water and colorectal cancer risk: A nationwide population-based cohort study. Int. J. Cancer, 2018, 143, 73–79.
- Wallner G., Gościmski A. Endogenne powstawanie N-nitrozoamin w żołądku a długotrwałe leczenie antysekrecyjne. Gastroenterologia Polska, 1999, 6, 6, 421-426.
- Ward M.H., Jones R.R. , Brender J.D., de Kok T.M., Weyer P.J. i in. Drinking water nitrate and human health: An updated review. Int. J. Environ. Res. Public Health, 2018, 15, 1557.
Autorka:
dr hab. inż. Dorota Kręgiel, prof. PŁ
Katedra Biotechnologii Środowiskowej
Politechnika Łódzka
