Тяжёлые металлы в почвах Республики Дагестан и оценка риска для здоровья человека

Введение. Комплексные исследования содержания тяжёлых металлов в почвах по всему миру чрезвычайно важны для оценки и прогнозирования экологических рисков и их влияния на здоровье человека. Для предотвращения загрязнения почвы тяжёлыми металлами и её восстановления требуется выявление источника и оценка риска загрязнения тяжёлыми металлами.

Цель работы — найти корреляционные связи (прямые связи) между здоровьем человека (эндокринными заболеваниями) и тяжёлыми металлами в почве для профилактики эндокринных заболеваний населения.

Материалы и методы. Всего было собрано 657 проб сельскохозяйственной почвы, и пять тяжёлых металлов (Zn, Cu, Mn, Co и Pb) были проанализированы на предмет их концентрации, уровней загрязнения и воздействия на здоровье человека.

Результаты. Поверхностные пробы почвы (0–20 см) из сельскохозяйственных районов Республики Дагестан были проанализированы на содержание пяти видов металлов (Zn, Co, Cu, Mn и Pb). Выявлено их влияние на здоровье населения в этом районе.

Ограничения исследования. Для проверки достоверности и надёжности полученных результатов о связи содержания Zn, Co, Cu, Mn, Pb в почвах и крови населения с распространённостью эндокринных заболеваний (сахарный диабет, эндемический зоб) населения необходимы повторные исследования с расширением списка тяжёлых элементов, заболеваний населения, географии охвата территории исследований. 

Заключение. Исследования показали, что для всех исследованных регионов индекс потенциального экологического риска значительно ниже предела экологического риска, < 150. Однако относительно высокий экологический риск имеет Хасавюртовский район = 19,2, за ним следует Бабаюртовский район (18,9). Кроме того, Pb имеет относительно высокий экологический риск = 6,9, а Mn — самый низкий риск = 0,81. Фактор токсического отклика на все исследованные тяжёлые металлы относительно низкий. Индекс геоаккумуляции для наиболее изученных районов ≤ 0 (в пределах от –0,25 до –0,89), кроме Zn = 0,02 и = 0,04 для районов Хасавюрта и Бабаюрта соответственно. Настоящее исследование показывает, что чем меньше Zn и Cu в почве и больше Pb, тем выше число больных сахарным диабетом.

Соблюдение этических стандартов. Настоящее исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Абдулагатов И.М. — написание текста;
Яхияев М.А. — редактирование, сбор данных литературы, концепция и дизайн;
Салихов Ш.К. — сбор материала и обработка данных, статистическая обработка;
Караева A.Ф. — концепция и дизайн исследования.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

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

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 16.11.2022 / Принята к печати: 08.12.2022 / Опубликована: 25.03.2023

1. Kobielska P.A., Howarth A.J., Farha O.K., Nayak S. Metal organic frameworks for heavy metal removal from water. Coord Chem. Rev. 2018; 358: 92–107.

2. Huang Y., Wang L., Wang W., Li T., He Z., Yang X. Current status of agricultural soil pollution by heavy metals in China: A meta-analysis. Sci. Total. Environ. 2019; 651(Pt. 2): 3034–42. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.185

3. Huang Y., Deng M., Wu S., Japenga J., Li T., Yang X., et al. A modified receptor model for source apportionment of heavy metal pollution in soil. J. Hazard Mater. 2018; 354: 161–9. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.05.006

4. Hu W., Wang H., Dong L., Huang B., Borggaard O.K., Bruun Hansen H.C., et al. Source identification of heavy metals in peri-urban agricultural soils of southeast China: An integrated approach. Environ. Pollut. 2018; 237: 650–61. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.02.070

5. Яхияев М.А., Салихов Ш.К., Абусуев С.А., Хачиров Д.Г., Атаев М.Г., Абусуева З.С. Артериальная гипертензия – следствие нарушения микроэлементного статуса объектов биосферы. Микроэлементы в медицине. 2016; 17(2): 10–4. https://doi.org/10.19112/2413-6174-2016-17-2-10-14

6. Луганова С.Г., Яхияев М.А., Салихов Ш.К., Гамзаева А.У. Влияние ряда микроэлементов в почвах и природных водах Дагестана на здоровье населения. Микроэлементы в медицине. 2018; 19(3): 41–8. https://doi.org/10.19112/2413-6174-2018-19-3-41-48

7. Яхияев М.А., Салихов Ш.К., Абдулкадырова С.О., Асельдерова А.Ш., Сурхаева З.З., Казанбиева П.Д. и др. Содержание магния в окружающей среде и заболеваемость населения артериальной гипертензией. Гигиена и санитария. 2019; 98(5): 494–7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-5-494-497

8. Яхияев М.А., Салихов Ш.К., Курбанова З.В., Абусуева Б.А., Луганова С.Г. Содержание свинца в окружающей среде и первичная заболеваемость артериальной гипертензией в Кизилюртовском районе республики Дагестан. Экология человека. 2020; (5): 4–10. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2020-5-4-10

9. Намазбаева З.И., Сабиров Ж.Б., Даркешева А.М., Бержанова Р.С., Почевалов А.М. Микроэлементный статус населения Приаралья. Медицина труда и экология человека. 2017; (3): 37–42.

10. Андрусишина И.Н. Информативная значимость определения микроэлементов в биологических средах пациентов с эндокринной патологией. ScienceRise. 2015; 7(4): 5–10. https://doi.org/10.10.15587/2313-8416.2015.47536

11. The Health Indicators of Population of the Dagestan Republic in 2004. Makhachkala: Publishing House of the Ministry of Health of the Dagestan Republic; 2005.

12. ISO 11464. Soil quality – pretreatment of samples for physico-chemical analysis. Geneva: International Standard Organization; 2006.

13. Сухова О.В., Болдырев В.В., Акулов А.В. Мониторинг содержания микроэлементов в почвах Волгоградской области. Достижения науки и техники АПК. 2019; (4): 20–1. https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10405

14. Сергеев А.П., Липатникова Т.Я., Волошин Е.И. Тяжёлые металлы в почвах Минусинской лесостепной зоны Красноярского края. Плодородие. 2017; (3): 28–31.

15. Лукин С.В. Микроэлементы в почвах ЦЧО. Земледелие. 2015; (6): 26–8.

16. Ахметова Г. В. Содержание микроэлементов в почвообразующих породах и лесных почвах озерно-ледниковых равнин среднетаежной подзоны Карелии. Лесной вестник. 2008; 2: 16–20.

17. Просянникова О. И., Просянников В. И. Концентрация микроэлементов в пахотных почвах Кемеровской области. Агрохимический вестник. 2012; 2: 8–11.

18. Жарикова Е.А. Геохимическая характеристика почв восточного побережья Северо-Сахалинской низменности. Почвоведение. 2017; (1): 40–7. https://doi.org/10.7868/S0032180X17010154

19. Бесланеев С.М., Сохроков А.Х., Жамбикова А.А., Татарканова З.Л. Влияние количества органического вещества почвы на содержание микроэлементов в почвах Кабардино-Балкарии. Агрохимический вестник. 2012; (4): 34–5.

20. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.; 1957.

21. Александрова Э.А., Гайдукова Н.Г., Кошеленко Н.А., Ткаченко З.Н. Тяжёлые металлы в почвах и растениях и их аналитический контроль. Краснодар; 2001: 6–11.

22. WHO. Trace Elements in Human Nutrition and Health. Geneva; 1996.