medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2020-99-9-918-924medlit-1014Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEГигиеническая оценка содержания микроэлементов в растениеводческой продукции промышленно развитого регионаHygienic assessment of the trace elements content in crop production in an industrially developed regionhttps://orcid.org/0000-0002-0421-4802ДаукаевРустем АскаровичDaukaevRustem A.

Кандидат биол. наук, зав. химико-аналитическим отделом ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, Уфа.

e-mail: ufa.lab@yandex.ru

MD, Ph.D, head of Chemical analysis Department of the Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Ufa, 450106, Russian Federation.

e-mail: ufa.lab@yandex.ru

ufa.lab@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9754-4685ЛарионоваТ. К.LarionovaTatyana K.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6593-2704БакировА. Б.BakirovAhat B.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1917-8998СтепановЕ. Г.StepanovEvgeny G.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0037-6791ФазлыеваА. С.FazlievaAnna S.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5455-6472УсмановаЭ. Н.UsmanovaElza N.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0838-3598АллаяроваГ. Р.AllayarovaGuzel R.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0445-9057АфонькинаС. Р.AfonkinaSvetlana R.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7682-2703ЗеленковскаяЕ. Е.ZelenkovskayaEvgeniya E.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2377-3471АдиеваГ. Ф.AdievaGyuzeliya F.noemail@neicon.ruФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecologyправление Роспотребнадзора по Республике Башкортостан; ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»Office of the Federal Service for Oversight of Consumer Protection and Welfare in the Republic of Bashkortostan; Ufa State Petroleum Technological University202020102020999918924Copyright © Даукаев Р.А., Ларионова Т.К., Бакиров А.Б., Степанов Е.Г., Фазлыева А.С., Усманова Э.Н., Аллаярова Г.Р., Афонькина С.Р., Зеленковская Е.Е., Адиева Г.Ф., 20202020Даукаев Р.А., Ларионова Т.К., Бакиров А.Б., Степанов Е.Г., Фазлыева А.С., Усманова Э.Н., Аллаярова Г.Р., Афонькина С.Р., Зеленковская Е.Е., Адиева Г.Ф.Daukaev R.A., Larionova T.K., Bakirov A.B., Stepanov E.G., Fazlieva A.S., Usmanova E.N., Allayarova G.R., Afonkina S.R., Zelenkovskaya E.E., Adieva G.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/1014Введение

Введение. Выращиваемые на садово-огородных участках сельскохозяйственные культуры используются преимущественно для личного потребления, не подвержены контролю безопасности, в связи с чем возможно значительное влияние химического состава произведённой растениеводческой продукции на накопление либо дефицит химических элементов в организме человека.

Материал и методы

Материал и методы. С целью оценки химического состава основных продуктов растительного происхождения, произведённых в районах Республики Башкортостан с различной экономической специализацией, методом атомно-абсорбционной спектрометрии определено содержание 9 микроэлементов в моркови, свёкле столовой и картофеле (n = 353). С использованием суммарного коэффициента антропогенной нагрузки (Ка.н. = ∑Ci /ПДУi ) проведено ранжирование территории республики по степени загрязнённости овощных культур токсичными элементами (свинец, кадмий). С применением методики оценки риска изучено влияние микроэлементов, содержащихся в растениеводческой продукции, на здоровье населения региона.

Результаты

Результаты. Наибольший удельный вес в общем объёме исследованной растениеводческой продукции, не соответствующей гигиеническим нормативам, занимают овощи с повышенным содержанием кадмия (10,8% проанализированных проб). При ранжировании территории республики на основе оценки риска здоровью и по степени загрязнённости овощных культур токсичными элементами установлено, что наиболее неблагоприятными зонами являются территории с развитой горнорудной и нефтехимической промышленностью.

Заключение

Заключение. Содержание химических элементов в овощных культурах, произведённых на приусадебных участках, колеблется в широком диапазоне в зависимости от вида растительной продукции и места произрастания. Отсутствие нормативов по допустимому содержанию в продовольственном сырье и пищевых продуктах отдельных микроэлементов, являющихся в ряде регионов приоритетными загрязнителями, и контроля безопасности продукции, производимой в частных хозяйствах, увеличивает риск употребления населением контаминированной продукции.

Introduction

Introduction. Agricultural crops grown on garden plots are mainly used for personal consumption, are not subject to safety control, and therefore, the chemical composition of the produced crop products may significantly affect the accumulation or deficiency of chemical elements in the human body.

Material and methods

Material and methods. To assess the chemical composition of the main products of plant origin produced in the regions of the Republic of Bashkortostan with different economic specialization, the content of 9 trace elements in carrots, table beets and potatoes was determined by atomic absorption spectrometry (n = 353). Using the total coefficient of anthropogenic load (Ka.n. = ∑Ci /PDUi ), the territory of the Republic was ranked according to the degree of contamination of vegetable crops with toxic elements (lead, cadmium). The influence of trace elements contained in crop products on the health of the region’s population was studied using the risk assessment method.

Results

Results. Vegetables with a high content of cadmium (10.8% of the analyzed samples) occupy the largest share in the total volume of crop production that does not meet hygiene standards. When ranking the territory of the Republic on the basis of health risk assessment and the degree of contamination of vegetable crops with toxic elements, territories with a developed mining and petrochemical industry were found to be most unfavorable zones.

Conclusion

Conclusion. The content of chemical elements in vegetable crops produced on household plots varies in a wide range, depending on the type of plant products and the place of growth. The lack of standards for the permissible content of certain trace elements in food raw materials and food products, which are priority pollutants in a number of regions, and safety control of products produced in private farms increase the risk of consumption of contaminated products by the population.

пищевые продуктымикроэлементыгигиеническая оценкариск здоровьюfood productsmicroelementshygienic assessmenthealth riskReferencesХасанова Р.Ф., Суюндуков Я.Т., Семенова И.Н., Рафикова Ю.С., Серегина Ю.Ю. Экологическая опасность загрязнения почв урбанизированных территорий горнорудного региона. Гигиена и санитария. 2019; 98(12): 1370-5. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-12-1370-1375Khasanova R.F., Suyundukov Ya.T., Semenova I.N., Rafikova Yu.S., Seregina Yu.Yu. The environmental danger of pollution of soils of urban territories of the mining region. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2019; 98(12): 1370–5. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-12-1370-1375 (in Russ.)Рахманин Ю.А., Синицына О.О. Состояние и актуализация задач по совершенствованию научно-методологических и нормативно-правовых основ в области экологии человека и гигиены окружающей среды. Гигиена и санитария. 2013; 92(5): 4-10.Rakhmanin Yu.A., Sinitsyna O.O. Status and actualization of tasks to improve the scientific-methodological and regulatory frameworks in the field of human ecology and environmental hygiene. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2013; 92(5): 4–10. (in Russ.)Лисина Н.Л. Современное состояние и проблемы окружающей среды в городах. Вестник Кемеровского государственного университета. 2015; (4-2): 242-6.Lisina N.L. Current state and problems of the environment in cities. Vestnik Kemerovskogo gosudarstvennogo universiteta. 2015; (4-2): 242–6. (in Russ.)Голиков Р.А., Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Штайгер В.А. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения (обзор литературы). Научное обозрение. Медицинские науки. 2017; 5: 20-31.Golikov R.A., Surzhikov D.V., Kislitsyna V.V., Shtayger V.A. Impact of environmental pollution on public health (literature review). Nauchnoe obozrenie. Meditsinskie nauki. 2017; 5: 20–31. (in Russ.)Белоусова А.П., Руденко Е.Э., Миняева Ю.В. Методика оценки суммарной техногенной нагрузки на окружающую среду в зоне Чернобыльского следа. Вода и экология: проблемы и решения. 2019; (2): 59-67. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.59-67Belousova A.P., Rudenko E.E., Minyaeva Yu.V. Methodology for assessing the total anthropogenic load on the environment in the Chernobyl footprint zone. Voda i ekologiya: problemy i resheniya. 2019; (2): 59–67. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.59-67 (in Russ.)Манахов Д.В., Липатов Д.Н., Щеглов А.И. Пространственное распределение тяжёлых металлов и радиоцезия в почве ельника в условиях регионального загрязнения. Экология. 2018; (4): 282-90. https://doi.org/10.7868/S0367059718040054Manakhov D.V., Lipatov D.N., Shcheglov A.I. Spatial distribution of heavy metals and radiocesium in spruce forest soil under conditions of regional pollution. Ekologiya. 2018; (4): 282–90. https://doi.org/10.7868/S0367059718040054 (in Russ.)Zhang Y., Hou D., O’Connor D., Shen Z., Shi P., Ok Y.S., et al. Lead contamination in Chine sesur face soils: Source identification, spatial-temporal distribution and associated health risks. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019; 15(49): 1386-423. https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1571354Zhang Y., Hou D., O’Connor D., Shen Z., Shi P., Ok Y.S., et al. Lead contamination in Chine sesur face soils: Source identification, spatial-temporal distribution and associated health risks. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019; 15(49): 1386–423. https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1571354Xiao X., Zhang J., Wang H., Han X., Ma J., Ma Y., et al. Distribution and health risk assessment of potentially toxic elements in soils around coal industrial areas: A global meta-analysis. Sci. Total Environ. 2020; 713: 135292. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135292Xiao X., Zhang J., Wang H., Han X., Ma J., Ma Y., et al. Distribution and health risk assessment of potentially toxic elements in soils around coal industrial areas: A global meta-analysis. Sci. Total Environ. 2020; 713: 135292. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135292Осипова Н.А., Язиков Е.Г., Янкович Е.П. Тяжёлые металлы в почве и овощах как фактор риска для здоровья человека. Фундаментальные исследования. 2013; (8-3): 681-6.Osipova N.A., Yazikov E.G., Yankovich E.P. Heavy metals in soil and vegetables as a risk factor for health of consumers. Fundamental’nye issledovaniya. 2013; (8-3): 681–6. (in Russ.)Сульдина Т.И. Содержание тяжёлых металлов в продуктах питания и их влияние на организм. Рациональное питание, пищевые добавки и биостимуляторы. 2016; (1): 136-40.Sul’dina T.I. The content of heavy metals in food and their impact on the body. Ratsional’noe pitanie, pishchevye dobavki i biostimulyatory. 2016; (1): 136–40. (in Russ.)Хотимченко С.А., Бессонов В.В., Багрянцева О.В., Гмошинский И.В. Безопасность пищевой продукции: новые проблемы и пути решений. Медицина труда и экология человека. 2015; (4): 7-14.Khotimchenko S.A., Bessonov V.V., Bagryantseva O.V., Gmoshinskiy I.V. Safety of food products: new problems and ways of solution. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2015; (4): 7–14. (in Russ.)Шур П.З., Зайцева Н.В. Оценка риска здоровью при обосновании гигиенических критериев безопасности пищевых продуктов. Анализ риска здоровью. 2018; (4): 43-56. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.4.05Shur P.Z., Zaytseva N.V. Health risk assessment when giving grounds for hygienic criteria of food products safety. Analiz riska zdorov’yu. 2018; (4): 43–56. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.4.05 (in Russ.)Титов А.Ф., Казнина Н.М., Таланова В.В. Тяжёлые металлы и растения. Петрозаводск; 2014.Titov A.F., Kaznina N.M., Talanova V.V. Heavy Metals and Plants [Tyazhelye metally i rasteniya]. Petrozavodsk; 2014. (in Russia)Пищик В.Н., Воробьев Н.И., Проворов Н.А., Хомяков Ю.В. Механизмы адаптации растений к тяжёлым металлам. Агрофизика. 2015; (2): 38-49.Pishchik V.N., Vorob’ev N.I., Provorov N.A., Khomyakov Yu.V. Plant adaptation mechanisms to heavy metals. Agrofizika. 2015; (2): 38–49. (in Russ.)Троц Н.М., Прохорова Н.В., Троц В.Б., Ахматов Д.А., Чернякова Г.И., Горшкова О.В. и соавт. Тяжёлые металлы в агроландшафтах Самарской области. Кинель; 2018.Trots N.M., Prokhorova N.V., Trots V.B., Akhmatov D.A., Chernyakova G.I., Gorshkova O.V., et al. Heavy Metals in Agricultural Landscapes of the Samara Region [Tyazhelye metally v agrolandshaftakh Samarskoy oblasti]. Kinel’; 2018. (in Russ.)Tinkov A.A., Filippini T., Ajsuvakova O.P., Aaseth J., Gluhcheva Y.G., Ivanova J.M., et al. The role of cadmium in obesity and diabetes. Sci. Total Environ. 2017; 601-602: 741-55. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.224Tinkov A.A., Filippini T., Ajsuvakova O.P., Aaseth J., Gluhcheva Y.G., Ivanova J.M., et al. The role of cadmium in obesity and diabetes. Sci. Total Environ. 2017; 601-602: 741–55. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.224Иванова С.В., Рябчикова И.А. Экологические риски для здоровья населения при употреблении овощей, выращенных в зоне влияния алюминиевого производства. ХХI век. Техносферная безопасность. 2019; 4(4): 495-503. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-495-503Ivanova S.V., Ryabchikova I.A. Environmental risks to human health when consuming vegetables grown in the aluminum production zone. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost’. 2019; 4(4): 495–503. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-495-503 (in Russ.)Фролова О.А., Карпова М.В., Махмутова И.П., Мусин Р.А. Мониторинг и оценка контаминации токсичными элементами пищевых продуктов на территории Республики Татарстан. Гигиена и санитария. 2014; 93(6): 72-5.Frolova O.A., Karpova M.V., Makhmutova I.P., Musin R.A. Monitoring and assessment contamination of toxic elements food in Tatarstan. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2014; 93(6): 72–5. (in Russ.)Бабошкина С.В., Пузанов А.В., Горбачев И.В. Приоритетные элементы-загрязнители (Zn, Pb, Cd, Al) в огородных почвах и овощах приусадебных участков городов Барнаула, Бийска, Горняка. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2009; (10): 46-50.Baboshkina S.V., Puzanov A.V., Gorbachev I.V. Priority elements-pollutants (Zn, Pb, Cd, Al) in garden soils and vegetables of household plots in the cities of Barnaul, Biysk, and Gornyak. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2009; (10): 46–50. (in Russ.)Лыжина А.В., Бузинов Р.В., Унгуряну Т.Н., Гудков А.Б. Химическое загрязнение продуктов питания и его влияние на здоровье населения Архангельской области. Экология человека. 2012; (12): 3-8.Lyzhina A.V., Buzinov R.V., Unguryanu T.N., Gudkov A.B. Chemical contamination of food and its impact on population health in Arkhangelsk region. Ekologiya cheloveka. 2012; (12): 3–8. (in Russ.)Кику П.Ф., Ананьев В.Ю., Кислицына Л.В., Морева В.Г., Кондратьев К.В., Сабирова К.М. и соавт. Риск воздействия на здоровье населения Приморского края химических контаминантов в продуктах питания. Экология человека. 2017; (11): 18-22. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-11-18-22Kiku P.F., Anan’ev V.Yu., Kislitsyna L.V., Moreva V.G., Kondrat’ev K.V., Sabirova K.M., et al. The risk of impact on the health of the population of Primorye territory contaminant chemical in food. Ekologiya cheloveka. 2017; (11): 18–22. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-11-18-22 (in Russ.)Костенко Е.А., Лысенко И.О. Оценка экологического риска при употреблении в пищу овощных культур, выращенных в сельскохозяйственной зоне г. Ставрополя. Вестник АПК Ставрополья. 2015; (2): 225-9.Kostenko E.A., Lysenko I.O. Assessment of environmental risk when eating vegetable crops grown in the agricultural zone of Stavropol. Vestnik APK Stavropol’ya. 2015; (2): 225–9. (in Russ.)Скальный А.В., Сальникова Е.В., Кван О.В., Сизенцов А.Н., Сальников И.А. Изучение взаимосвязи биоаккумуляции цинка в продуктах питания и организме человека на территории Оренбургской области. Вестник Оренбургского государственного университета. 2016; (10): 79-81.Skal’nyy A.V., Sal’nikova E.V., Kvan O.V., Sizentsov A.N., Sal’nikov I.A. Examine the relationship of zinc bioaccumulation in food and human organism in the Orenburg region. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2016; (10): 79–81. (in Russ.)Белан Л.Н., Амирова З.К., Валиуллина А.У., Шамсутдинова Л.Р., Хакимова А.А. Тяжёлые металлы в почве индустриального, рекреационного и селитебного назначения в городе Уфе. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015; 17(6): 169-73.Belan L.N., Amirova Z.K., Valiullina A.U., Shamsutdinova L.R., Khakimova A.A. Heavy metals in soils of industrial, recreational and residential areas in Ufa city. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2015; 17(6): 169–73. (in Russ.)Курамшин Э.М., Курамшина Н.Г., Нуртдинова Э.Э., Имашев У.Б. Геохимическая оценка загрязнения тяжёлыми металлами городских почв Башкортостана. Башкирский химический журнал. 2015; 22(2): 74-9.Kuramshin E.M., Kuramshina N.G., Nurtdinova E.E., Imashev U.B. Geochemical assessment of heavy metal pollution urban soils of Bashkortostan. Bashkirskiy khimicheskiy zhurnal. 2015; 22(2): 74–9. (in Russ.)Государственный доклад «О состоянии и использовании земель в Республике Башкортостан в 2019 году». Уфа; 2020.State report «Оn the state and use of land in the Republic of Bashkortostan in 2019». Ufa; 2020. (in Russ.)Республика Башкортостан: Статистический справочник. Уфа; 2019.Republic of Bashkortostan: Statistical Reference book. Ufa; 2019. (in Russ.)Ларионова Т.К., Такаев Р.М., Фасиков Р.М. Сравнительный анализ содержания химических элементов в биологических средах городского и сельского населения Республики Башкортостан. В кн.: Материалы конференции «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы». М.; 2006: 98-102.Larionova T.K., Takaev R.M., Fasikov R.M. Comparative analysis of chemical elements content in biological environments of urban and rural population of the Republic of Bashkortostan. In: Proceedings of the Conference «Human Ecology, Hygiene and Environmental Medicine at the Turn of the Century: State and Prospects» [Materialy konferentsii «Ekologiya cheloveka, gigiena i meditsina okruzhayushchey sredy na rubezhe vekov: sostoyanie i perspektivy»]. Moscow; 2006: 98–102. (in Russ.)Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.; 2004.Skal’nyy A.V. Chemical Elements in Human Physiology and Ecology [Khimicheskie elementy v fiziologii i ekologii cheloveka]. Мoscow; 2004. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.