medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2023-102-12-1266-1271oupzaamedlit-3602Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEОценка содержания тяжёлых металлов и мышьяка в снеговом покрове и волосах детейAssessment of the content of heavy metals in the snow cover and hair in childrenhttps://orcid.org/0000-0001-8740-3133ШаяхметовСалим ФайзыевичShayakhmetovSalim F.

Доктор мед. наук, профессор, вед. науч. сотр. ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований», 665827, Ангарск

e-mail: salimf53@mail.ru

 

MD, PhD, DSci., professor, leading researcher of the Laboratory of analytical ecotoxicology and biomonitoring of the East-Sibirian institute of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665827, Russian Federation

e-mail: salimf53@mail.ru

salimf53@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7848-6432МериновАлексей ВладимировичMerinovAlexey V.

Кандидат биологических наук, научный сотрудник ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований». 665827, Ангарск, Россия

е-mail: alek-merinov@mail.ru

alek-merinov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9961-6408ЖурбаОльга МихайловнаZhurbaOlga M.

Доктор биологических наук, старший научный сотрудник, заведующая лабораторией ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований». 665827, Ангарск, Россия

е-mail: zhurba99@gmail.com

zhurba99@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4980-5304АлексеенкоАнтон НиколаевичAlekseenkoAnton N.

Кандидат химических наук, старший научный сотрудник. ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований». 665827, Ангарск, Россия

е-mail: alexeenko85@mail.ru

alexeenko85@mail.ruФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»РоссияEast-Siberian Institute of Medical and Ecological ResearchRussian Federation2023311220231021212661271Copyright © Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В., Журба О.М., Алексеенко А.Н., 20232023Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В., Журба О.М., Алексеенко А.Н.Shayakhmetov S.F., Merinov A.V., Zhurba O.M., Alekseenko A.N.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/3602Введение

Введение. Загрязнение окружающей среды приводит к необходимости регулярного контроля и анализа содержания токсичных элементов в компонентах среды и в биосубстратах населения для определения степени загрязнения территории, накопления их в организме и оценки риска нарушения здоровья.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведён отбор проб снежного покрова на 11 различных участках функциональных зон, а также исследованы 52 образца волос в двух группах детей в разных школах города. Определение содержания водорастворимых тяжёлых металлов и мышьяка (ТММ) проводили атомно-абсорбционным методом на приборе ААС-240 DUO «Agilent Technolgies».

Результаты

Результаты. В снеговом покрове отдельных функциональных зон г. Свирска обнаружено значительное превышение содержания Cu, Zn, Mn, Cd, Pb и As по сравнению с фоновыми значениями в пределах 2–11 раз. Выявлены индикаторные элементы (Mn, Cr, Zn, Cd, As), отражающие специфику повышенного накопления ТММ в волосах у детей в разных зонах города. Установлены сильные корреляционные связи (r = 0,78–0,83) между содержанием ТММ в снежном покрове возле школ и в волосах обследованных групп детей.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Оценка содержания ТММ в снежном покрове и в волосах детского населения проведена без определения накопления элементов в почве и миграции в растительные культуры.

Заключение

Заключение. Выявленные высокие уровни накопления ТММ в снежном покрове и в волосах детей г. Свирска, обусловленные значительным техногенным воздействием выбросов промышленных предприятий, автотранспорта и жилищных домохозяйств, свидетельствуют о напряжённости экологической ситуации в городе и необходимости осуществления комплекса мер по её улучшению.

Соблюдение этических стандартов. Исследование выполнено в соответствии с этическими принципами проведения исследований, изложенных в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации (ред. 2013 г.). Все участники исследования подписали форму информированного согласия.

Участие авторов

Участие авторов:Шаяхметов С.Ф. — концепция и дизайн исследования, интерпретация результатов, написание текста, редактирование;Меринов А.В. — анализ проб и обработка данных, анализ результатов исследований, редактирование, оформление таблиц, списка литературы;Журба О.М. — концепция и дизайн исследования, поиск информации;Алексеенко А.Н. — концепция и дизайн исследования, сбор материала.Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Работа выполнена в рамках средств, выделяемых для выполнения государственного задания ФГБНУ ВСИМЭИ.

Поступила

Поступила: 09.06.2023 / Принята к печати: 15.11.2023 / Опубликована: 28.12.2023

Introduction

Introduction. Environmental pollution leads to the need for regular monitoring and analysis of the content of toxic elements in the components of the environment and biosubstrates of the population to determine the degree of contamination of the territory, their accumulation in the body and assess the risk of health disorders.

Materials and methods

Materials and methods. Samples of snow cover were taken from eleven different sections of functional zones, and 52 hair samples were examined in two groups of children in different schools of the city. Determination of the content of water–soluble heavy metals and arsenic (HMAr) was carried out by atomic absorption method on the AAC-240 DUO “Agilent Technolgies” device.

Results

Results. In the snow cover of individual functional zones of Svirsk, a significant excess of Cu, Zn, Mn, Cd, Pb, and As content was found in comparison with background values in the range of 2–11 times. Indicator elements (Mn, Cr, Zn, Cd, As) reflecting the specifics of increased accumulation of HMAr in the hair of children in different areas of the city were identified. Strong correlations (r = 0.78–0.83) were established between the content of HMAr in the snow cover near schools and in the hair in the examined groups of children.

Limitations

Limitations. The assessment of content of HMs in the snow cover and in the hair in children population was evaluated without determining the accumulation of elements in the soil and migration to plant cultures.

Conclusion

Conclusion. The revealed high levels of accumulation of HMAr in the snow cover and hair in children in Svirsk, due to the significant anthropogenic impact of emissions from industrial enterprises, motor vehicles, and residential households, indicate the tension of the environmental situation in the city and the need to implement a set of measures to improve it.

Compliance with ethical standards. The study was carried out in accordance with the ethical principles of research set out in the Helsinki Declaration of the World Medical Association (ed. 2013). All study participants signed an informed consent form.

Contribution

Contribution:Shayakhmetov S.F. — research concept and design, interpretation of results, text writing, editing;Merinov A.V. — sample analysis and data processing, analysis of research results, editing, design of tables, references;Zhurba O.M. — research concept and design, search for information;Alekseenko A.N. — concept and design of the study, collection of material.All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study had no sponsorship. The work was performed within the framework of funds allocated for the implementation of the state task East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research.

Received

Received: June 9, 2023 / Accepted: November 15, 2023 / Published: December 28, 2023

тяжёлые металлымышьякснегволосыдетитерритории городаheavy metalsarsenicsnowhairchildrencity territoriesReferencesЕфимова Н.В., Мыльникова И.В., Парамонов В.В., Кузьмина М.В., Гребенщикова В.И. Оценка химического загрязнения и риска для здоровья населения Иркутской области. География и природные ресурсы. 2016; (S6): 99–103. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(99-103) https://elibrary.ru/xqryxvEfimova N.V., Myl’nikova I.V., Paramonov V.V., Kuz’mina M.V., Grebenshchikova V.I. Assessment of chemical pollution and public health risks in the Irkutsk region. Geografiya i prirodnye resursy. 2016; (S6): 99–103. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(99-103) https://elibrary.ru/xqryxv (in Russian)Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П. Оценка загрязнения почв и растений в зоне воздействия газовоздушных выбросов алюминиевого завода. Теоретическая и прикладная экология. 2015; (4): 64–8. https://elibrary.ru/vlezuxEvdokimova G.A., Mozgova N.P. Assessment of soil and plant pollution in the area of exposure to gas-air emissions from an aluminum plant. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2015; (4): 64–8. https://elibrary.ru/vlezux (in Russian)Wang A., Fallah-Shorshani M., Xu J., Hatzopoulou M. Characterizing near-road air pollution using local-scale emission and dispersion models and validation against in-situ measurements. Atmos. Environ. 2016; 142: 452–64. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.08.020Wang A., Fallah-Shorshani M., Xu J., Hatzopoulou M. Characterizing near-road air pollution using local-scale emission and dispersion models and validation against in-situ measurements. Atmos. Environ. 2016; 142: 452–64. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.08.020Ariya P.A., Dastoor A., Nazarenko Y., Amyot M. Do snow ice alter urban air quality? Atmos. Environ. 2018; 186: 266–8. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.05.028Ariya P.A., Dastoor A., Nazarenko Y., Amyot M. Do snow ice alter urban air quality? Atmos. Environ. 2018; 186: 266–8. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.05.028Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.: Мир; 2004. https://elibrary.ru/xqphzbSkal’nyy A.V. Chemical Elements in Human Physiology and Ecology [Khimicheskie elementy v fiziologii i ekologii cheloveka]. Moscow: Mir; 2004. https://elibrary.ru/xqphzb (in Russian)Сазонова Т.В., Рязанова Т.К., Сергеев А.К., Судакова Т.В., Торопова Н.М., Вистяк Л.Н. Эколого-гигиенические особенности антропогенного загрязнения снегового покрова в промышленном городе. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2018; (2): 34–8. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-299-2-34-38 https://elibrary.ru/ytztfgSazonova T.V., Ryazanova T.K., Sergeev A.K., Sudakova T.V., Toropova N.M., Vistyak L.N. Ecological and hygiene features of anthropogenic snow pollution in the industrial city. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO. 2018; (2): 34–8. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2018-299-2-34-38 https://elibrary.ru/ytztfg (in Russian)Чанчаева Е.А., Гржибовский А.М., Куриленко Т.К., Малков П.Ю. Концентрация кадмия в волосах населения субъектов Российской Федерации: систематический надзор. Гигиена и санитария. 2023; 102(1): 40–9. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-1-40-49 https://elibrary.ru/ikzflcChanchaeva E.A., Grzhibovskiy A.M., Kurilenko T.K., Malkov P.Yu. Cadmium concentrations in hair in the population of the subjects of the Russian Federation: a systematic review. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2023; 102(1): 40–9. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-1-40-49 https://elibrary.ru/ikzflc (in Russian)Кузьминова О.В., Пройдакова О.А., Янчук Т.М. Оценка степени загрязнения тяжелыми металлами компонентов природной среды г. Свирска (Иркутская область). Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2015; (11): 81–92. https://elibrary.ru/tsxkozKuz’minova O.V., Proydakova O.A., Yanchuk T.M. The heavy metal pollution assessment in the environmental components of Svirsk city (Irkutsk region). Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Biologiya. Ekologiya. 2015; (11): 81–92. https://elibrary.ru/tsxkoz (in Russian)Богданов А.В., Шатрова А.С., Тюкалова О.В. Оценка воздействия промплощадки бывшего аккумуляторного завода «Востсибэлемент» Иркутской области на объекты окружающей среды. Экология и промышленность России. 2022; 26(3): 52–7. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-3-52-57 https://elibrary.ru/hsddycBogdanov A.V., Shatrova A.S., Tyukalova O.V. Impact assessment of the industrial site at former battery plant “Vostsibelement” in Irkutsk region on environmental compartment. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii. 2022; 26(3): 52–7. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-3-52-57 https://elibrary.ru/hsddyc (in Russian)Ефимова Н.В., Лисецкая Л.Г., Журба О.М., Тараненко Н.А., Боева А.В., Дьякович О.А. и др. Региональные референсные уровни содержания химических веществ в биосубстратах населения Иркутской области. Методические рекомендации. Ангарск; 2013.Efimova N.V., Lisetskaya L.G., Zhurba O.M., Taranenko N.A., Boeva A.V., D’yakovich O.A., et al. Regional Reference Levels of Chemicals in Biosubstrates of the Population of the Irkutsk Region. Guidelines [Regional’nye referensnye urovni soderzhaniya khimicheskikh veshchestv v biosubstratakh naseleniya Irkutskoy oblasti. Metodicheskie rekomendatsii]. Angarsk; 2013. (in Russian)Скальный А.В., Киселёв М.Ф., ред. Элементный статус России. Часть 5. Элементный статус населения Сибирского и Дальневосточного федерального округов. СПб.: Медкнига «ЭЛБИ»; 2014. https://elibrary.ru/vinxkjSkal’nyy A.V., Kiselev M.F. The Elemental Status of Russia. Part 5. Elemental Status of the Population of the Siberian and Far Eastern Federal Districts [Elementnyy status Rossii. Chast’ 5. Elementnyy status naseleniya Sibirskogo i Dal’nevostochnogo federal’nogo okrugov]. St. Petersburg: Medkniga «ELBI»; 2014. (in Russian)Малышева А.Г., Рахманин Ю.А. Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды. СПб.: Профессионал; 2014.Malysheva A.G., Rakhmanin Yu.A. Physico-Chemical Studies and Methods of Control of Substances in Environmental Health [Fiziko-khimicheskie issledovaniya i metody kontrolya veshchestv v gigiene okruzhayushchey sredy]. St. Peterburg: Professional; 2014. (in Russian)Журба О.М., Алексеенко А.Н., Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В. Оценка содержания загрязнений в аккумулирующих природных средах в условиях техногенной нагрузки. Гигиена и санитария. 2020; 99(10): 1049–54. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-10-1049-1054 https://elibrary.ru/atojrhZhurba O.M., Alekseenko A.N., Shayakhmetov S.F., Merinov A.V. Assessment of the content of pollutants in accumulating natural environments under conditions of anthropogenic load. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2020; 99(10): 1049–54. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-10-1049-1054 https://elibrary.ru/atojrh (in Russian)Onwudiegwu C.A., Ezeh G.C., Obioh I.B. Trace metals in total atmospheric depositions (TAD) of a Nigerian island. J. Atmos. Pollut. 2016; 4(1): 15–22. https://doi.org/10.12691/jap-4-1-2Onwudiegwu C.A., Ezeh G.C., Obioh I.B. Trace metals in total atmospheric depositions (TAD) of a Nigerian island. J. Atmos. Pollut. 2016; 4(1): 15–22. https://doi.org/10.12691/jap-4-1-2Белозерцева И.А., Воробьева И.Б., Власова Н.В., Лопатина Д.Н., Янчук М.С. Загрязнение снега на акватории оз. Байкал и прилегающей территории. Водные ресурсы. 2017; 44(3): 340–53. https://doi.org/10.7868/S032105961703004X https://elibrary.ru/yrwhqnBelozertseva I.A., Vorob’eva I.B., Vlasova N.V., Lopatina D.N., Yanchuk M.S. Snow pollution in lake Baikal water area in nearby land areas. Baykal i prilegayushchey territorii. Vodnye resursy. 2017; 44(3): 340–53. https://doi.org/10.1134/S0097807817030046 https://elibrary.ru/xndfuj (in Russian)Журба О.М., Ефимова Н.В., Ханхареев С.С., Алексеенко А.Н., Меринов А.В., Мадеева Е.В. и др. Оценка контаминации снегового покрова для выявления зон ингаляционного риска. Гигиена и санитария. 2020; 99(4): 363–7. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-4-363-367 https://elibrary.ru/jqlnchZhurba O.M., Efimova N.V., Khankhareev S.S., Alekseenko A.N., Merinov A.V., Madeeva E.V., et al. Assess of contamination of the snow cover for detecting the zones of inhalation chemical risk. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2020; 99(4): 363–7. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-4-363-367 https://elibrary.ru/jqlnch (in Russian)Бондаревич Е.А., Коцюржинская Н.Н., Лескова О.А., Михайлова Л.А., Самойленко Г.Ю. Мониторинг уровня загрязнения атмосферы по накоплению химических элементов в талой воде снегового покрова. Экология и промышленность России. 2021; 25(8): 47–53. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-8-47-53 https://elibrary.ru/tkwkxfBondarevich E.A., Kotsyurzhinskaya N.N., Leskova O.A., Mikhaylova L.A., Samoylenko G.Yu. Monitoring the level of the air contamination by chemical elements impoundment in the snow melt of the snow blanket. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii. 2021; 25(8): 47–53. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-8-47-53 https://elibrary.ru/tkwkxf (in Russian)Курбаков Д.Н., Кузнецов В.К., Сидорова Е.В., Саруханов А.В., Дементьева Н.В., Новикова Н.В. Сравнительная оценка загрязнения тяжелыми металлами снежного покрова предприятиями черной металлургии. Экология и промышленность России. 2022; 26(8): 59–65. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-8-59-65 https://elibrary.ru/hbnoeaKurbakov D.N., Kuznetsov V.K., Sidorova E.V., Sarukhanov A.V., Dement’eva N.V., Novikova N.V. Comparative assessment of heavy metal pollution of snowpack by iron and steel foundries. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii. 2022; 26(8): 59–65. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-8-59-65 https://elibrary.ru/hbnoea (in Russian)Лисецкая Л.Г., Шаяхметов С.Ф. Оценка уровня загрязнения снежного покрова химическими соединениями и элементами на территории Шелеховского района в Восточной Сибири. Гигиена и санитария. 2022; 101(12): 1443–49. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-12-1443-1449 https://elibrary.ru/bpwylcLisetskaya L.G., Shayakhmetov S.F. Assessment of the level of pollution of the snow cover with chemical compounds and elements in the territory of the Shelekhov district in eastern Siberia. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2022; 101(12): 1443–49. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-12-1443-1449 https://elibrary.ru/bpwylc (in Russian)Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2021 году». Ижевск: Принт; 2022.State report «On the state and protection of the environment of the Irkutsk region in 2021». Izhevsk: Print; 2022. (in Russian)Савченко О.В. Влияние загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами на здоровье детей дошкольного возраста. Экология человека. 2018; (3): 16–20. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-3-16-20 https://elibrary.ru/yrflucSavchenko O.V. Environmental heavy metals pollution effect on preschool children’s health. Ekologiya cheloveka. 2018; (3): 16–20. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-3-16-20 https://elibrary.ru/yrfluc (in Russian)Jalili C., Kazemi M., Taheri E., Mohammad H., Boozari B., Hadi A., et al. Exposure to heavy metals and the risk of osteopenia or osteoporosis: a systematic review and meta-analysis. Osteoporos. Int. 2020; 31(9): 1671–82. https://doi.org/10.1007/s00198-020-05429-6Jalili C., Kazemi M., Taheri E., Mohammad H., Boozari B., Hadi A., et al. Exposure to heavy metals and the risk of osteopenia or osteoporosis: a systematic review and meta-analysis. Osteoporos. Int. 2020; 31(9): 1671–82. https://doi.org/10.1007/s00198-020-05429-6Li Y., Zhang B., Li H., Yang L., Ye B., Wang W., et al. Biomarkers of lead exposure among a population under environmental stress. Biol. Trace Elem. Res. 2013; 153(1-3): 50–7. https://doi.org/10.1007/s12011-013-9648-1Li Y., Zhang B., Li H., Yang L., Ye B., Wang W., et al. Biomarkers of lead exposure among a population under environmental stress. Biol. Trace Elem. Res. 2013; 153(1-3): 50–7. https://doi.org/10.1007/s12011-013-9648-1Павлова А.З., Богомолов Д.В., Ларёв З.В., Аманмурадов А.Х. Волосы как объект исследования при отравлении солями тяжелых металлов. Судебно-медицинская экспертиза. 2012; 55(6): 25–9. https://elibrary.ru/pumuwpPavlova A.Z., Bogomolov D.V., Larev Z.V., Amanmuradov A.Kh. Hair as a study object in case of poisoning with heavy metal salts. Sudebno-meditsinskaya ekspertiza. 2012; 55(6): 25–9. https://elibrary.ru/pumuwp (in Russian)

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