Element content in human hair of residents from Simferopol city

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В связи с интенсивным химическим загрязнением окружающей среды (ОС) определение содержания химических элементов (ХЭ) в биологических субстратах и в целом элементного статуса населения в геохимических условиях региона проживания рассматривается в настоящее время как эффективный инструмент управления здоровьем и качеством жизни [1, 2]. Анализ содержания ХЭ позволяет выявить типичные для территории элементозы [3, 4], определить источники поступления токсичных ХЭ в организм, разработать меры по минимизации негативного воздействия техногенного загрязнения ОС.

В настоящее время не установлены российские национальные и тем более региональные нормативы содержания ХЭ в биологических субстратах человека, за исключением тех, которые определены в научных работах [5, 6]. В результате таких биомониторинговых исследований накапливаются данные об особенностях геохимического статуса регионов, обусловливающих его факторах, что в перспективе позволит сформировать единую базу для прогнозирования рисков здоровью населения с учётом биогеохимических характеристик и экологической ситуации на конкретных территориях.

Наряду с другими регионами России Крымский полуостров представляет особый интерес для изучения элементного статуса жителей в связи с природным, в том числе биогеохимическим, разнообразием территорий и интенсификацией техногенных процессов, подлежащих мониторингу. К таким территориям относится городской округ Симферополь, самый крупный город Республики Крым (площадь — 107 км²; население — 336 тыс. человек). Он расположен в центральной части полуострова (44°57'25.9'', 34°6'38.9'') на стыке горного и равнинного Крыма между грядами предгорья, образованными карстующимися известняками и мергелями. Климат Симферополя — предгорный, сухостепной, с мягкой зимой и жарким летом. В городе находятся около 70 крупных предприятий пищевой, лёгкой, химической, обрабатывающей промышленности, являющихся наряду с автотранспортом основными локальными источниками атмосферного загрязнения. В округе разрабатываются месторождения твёрдых полезных ископаемых (диабаз, порфирит, глина, известняк, гравийно-галечный материал, песок, ртуть) [7]. Экологическая ситуация усугубляется скоплением поллютантов в нижних слоях атмосферы из-за расположения города в котловине и преобладания ветров с малыми скоростями, а нахождение селитебных зон вблизи рек и Симферопольского водохранилища ведёт к загрязнению поверхностных и подземных водных ресурсов.

В последние годы в г. Симферополе отмечены превышения допустимых концентраций тяжёлых металлов в различных компонентах ОС [7, 8] и организме человека [9, 10], что увеличивает комплексное негативное воздействие на здоровье жителей, связанное с локальными геохимическими особенностями, техногенным загрязнением, атмосферным переносом поллютантов. При этом в городе растёт заболеваемость экологически зависимыми патологиями (болезни органов пищеварения, дыхания, новообразования) [8]. Кроме вероятного избыточного поступления токсичных ХЭ в организм, существует риск формирования дефицита эссенциальных макро- и микроэлементов и сопряжённых с этим заболеваний. Так, город находится в бедной I биогеохимической провинции [3], что подтверждается выявленной недостаточной обеспеченностью его жителей I [11] и Se [12]. Известно, что на приаквальных территориях содержание I и Se в компонентах ОС высоко, что связано с их атмосферным переносом с поверхности моря, однако в силу специфики геологических, гидрологических и микроклиматических характеристик Крыма и в связи с низким содержанием этих ХЭ в воде и пищевых продуктах в организме жителей полуострова отмечен дефицит I и Se. Иными словами, определение ХЭ в компонентах ОС не всегда даёт объективное представление об их поступлении в организм человека.

Учитывая вышеизложенное и принимая во внимание недостаточную биогеохимическую изученность территории Крыма и элементного статуса населения полуострова, в особенности урбанизированных территорий, авторы определили необходимость настоящей работы.

Цель исследования. Изучение особенностей элементного статуса жителей г. Симферополя.

Необходимо было решить следующие задачи: 1) определить содержание 29 элементов в волосах юношей и девушек в возрасте 17–20 лет, характеризующемся как граница повышенной чувствительности формирующегося организма к воздействию токсичных веществ [13]; 2) оценить содержание элементов путём сравнения с существующими референсными значениями; 3) оценить гендерные различия в содержании элементов; 4) проанализировать особенности элементного профиля жителей г. Симферополя в сравнении с другими территориями Крыма и городами Краснодарского края.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В осенний период 2016–2018 гг. проведено одномоментное открытое неконтролируемое нерандомизированное обсервационное аналитическое исследование элементного состава волос когорты из 80 практически здоровых юношей (n=34) и девушек (n=46), средний возраст — 18,7±0,9 года. Работа соответствует требованиям Хельсинкской декларации 1975 г. (в пересмотре 1983 г., позднейшие редакции 1996–2013 гг.). Участники были проинформированы о целях и методологии исследования и добровольно предоставили письменное согласие на своё участие.

Критерии включения в группу:

• возраст — 17–20 лет;
• место рождения и проживания — г. Симферополь;
• не состояли на диспансерном учёте на момент обследования;
• натуральное состояние волос;
• отсутствие приёма витаминно-минеральных комплексов и лекарственных средств.

В качестве объекта исследования использовали пробы прикорневых участков волос длиной 2–3 см [1], которые отражают поступление в организм элементов в течение последних нескольких месяцев жизни [14, 15]. Определяли 29 ХЭ:

• относящихся к эссенциальным и условно эссенциальным (Na, Ca, Cr, Fe, Co, Zn, Ag, Au);
• относящихся к токсичным и условно токсичным (As, Br, Rb, Sr, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb, Hf, Та, Hg, Th, U);
• с неустановленной физиологической ролью (Sc, Lu).

Содержание Hg определяли в Национально-исследовательском Томском политехническом университете на ртутном анализаторе «РА-915М» («ЛЮМЭКС», Россия) с приставкой «ПИРО-915+» (атомно-абсорбционный анализ, метод пиролиза). Достоверность результатов анализа обеспечена удовлетворительным внутренним лабораторным контролем в количестве 5% от общего числа проб. Определение содержания остальных 28 ХЭ выполняли инструментальным нейтронно-активационным методом анализа [14, 15] по аттестованной методике НСАМ ВИМС № 410-ЯФ) в ядерно-геохимической лаборатории (аттестат аккредитации № RA.RU.21AБ27) на исследовательском ядерном реакторе ИРТ-Т в Национально-исследовательском Томском политехническом университете (Россия). Методика заключается в облучении исследуемых проб потоком тепловых нейтронов в реакторе и измерении наведённой активности на гамма-спектрометре (анализатор импульсов ф. Canberra) с полупроводниковыми детекторами (GX3518). Продолжительность облучения проб — 20 ч с плотностью потока тепловых нейтронов 1×10¹³ нейтрон/см²×с. Среднеквадратичная погрешность определения составила не более 30%.

При оценке полученных величин содержания ХЭ ввиду отсутствия принятых референсных значений использовали:

• для Ba, Co, Fe, Rb, Zn, Ag, Au, Sr — величины содержания микроэлементов в волосах [16];
• для Na, Ca, Cr, As — значения 25-го и 75-го процентилей содержания в волосах взрослых жителей различных регионов России, Украины, Литвы, Хорватии и Македонии 18–65 лет (n=2838) [17], которые рассматриваются авторами как диапазон средних значений содержания ХЭ в популяции и могут быть использованы в качестве границ физиологической нормы;
• для Hg — значение, установленное Агентством по охране ОС США [18];
• для Br — значение, установленное ВОЗ [19];
• для U — справочные данные [20].

При анализе концентраций остальных ХЭ ввиду отсутствия установленных референсных значений ограничились описанием количественных характеристик их содержания.

Для оценки особенностей элементного профиля жителей г. Симферополя в связи с отсутствием в настоящее время установленных фоновых уровней ХЭ рассчитывали коэффициенты концентрации (Кк) элементов [21] как отношение медианного содержания ХЭ в волосах исследуемой выборки к медианному значению его содержания в волосах взрослых жителей наиболее близких территориально и по климатическим условиям городов Краснодарского края (n=1064) [22], а также жителей г. Армянска (n=44) [9] как группы сравнения, проживающей на территории Крымского полуострова в городе с высокой степенью промышленной нагрузки. Результаты расчёта Кк представляли в виде геохимических рядов.

Статистическую обработку результатов выполняли с использованием StatTech v. 1.2.0. Поскольку характер распределения большинства ХЭ согласно критерию Колмогорова–Смирнова отличался от нормального, сравнение величин проводили с использованием U-критерия Манна–Уитни, статистически значимыми считали различия при р <0,05. Для оценки связи между количественными показателями использовали коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r_S), для описания данных — значения медианы (Ме), межквартильного интервала (25-й и 75-й процентили), доверительного интервала (95% CI).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Определение 29 ХЭ показало, что в подавляющем большинстве случаев медианные значения содержания в волосах выборочной группы жителей г. Симферополя находились в диапазоне сравнения для лиц соответствующего возраста (за исключением Cr, Rb, Вr, Ba). Содержание Cr и Rb находилось за пределами нижней границы диапазона сравнения, в то время как в отношении Br и Ba отмечено превышение показателей сравнения, причём для Br — тотальное.

Установлены также статистически значимые различия по полу в отношении 5 элементов: более высокое содержание Na, Br и Sb у юношей и Ca и Au — у девушек (табл. 1). При отсутствии статистически значимых различий у девушек содержание Ag было выше верхней границы диапазона сравнения.

 

Таблица 1. Содержание химических элементов в волосах юношей и девушек, проживающих в г. Симферополе Республики Крым, мг/кг

Table 1. The content of chemical elements in the hair of the Simferopol residents, the Republic of Crimea, mg/kg

Элемент Element	Юноши Adolescent boys (n=34)		Девушки Adolescent girls (n=46)		р	Границы диапазона сравнения Comparison range limits
	Ме [25%; 75%]	95% CI	Ме [25%; 75%]	95% CI
Натрий (Na) Sodium	347,19 [176, 71; 804, 21]	368,07–984,90	177,23 [91, 11; 377, 04]	226,34–466,65	0,012*	73,0–331,0 [15]
Кальций (Ca) Calcium	536,51 [411, 76; 774, 02]	488,72–832,19	1710,40 [1053, 85; 2574, 96]	1568,36–2692,99	<0,001*	494,0–1619,0 [15]
Скандий (Sc) Scandium	0,0029 [0, 0014; 0, 0061]	0,0022–0,0082	0,0030 [0, 0015; 0, 0049]	0,0027–0,0041	0,79	—
Хром (Cr) Chromium	0,218 [0, 057; 0, 612]	0,165–0,869	0,066 [0, 050; 0, 273]	0,109–1,017	0,24	0,32–0,96 [15]
Железо (Fe) Iron	21,42 [14, 01; 29, 37]	13,20–44,74	23,02 [14, 47; 28, 34]	0–264,69	0,71	5–25 [16]
Кобальт (Co) Cobalt	0,277 [0, 086; 0, 423]	0,222–0,376	0,156 [0, 100; 0, 286]	0,147–0,445	0,17	0,050–0,500 [16]
Цинк (Zn) Zinc	144,70 [118, 34; 167, 30]	139,95–213,41	135,93 [108, 84; 160, 55]	140,25–204,02	0,43	100,0–250,0 [16]
Мышьяк (As) Arsenic	0,027 [0, 09; 0, 059]	0,026–0,083	0,042 [0, 010; 0, 069]	0,032–0,119	0,44	0–0,056 [15]
Бром (Br) Bromine	4,44 [2, 66; 12, 49]	5,40–10,61	3,21 [1, 67; 5, 83]	2,64–7,48	0,013*	1,000–1,500 [12]
Рубидий (Rb) Rubidium	0,172 [0, 043; 0, 394]	0,154–0,440	0,198 [0, 031; 0, 374]	0,168–0,419	0,91	0,500–1,500 [16]
Стронций (Sr) Strontium	5,0 [5, 00; 5, 00]	4,55–5,33	5,0 [5, 0; 5, 0]	4,29–7,32	0,25	0,50–5,0 [16]
Серебро (Ag) Silver	0,120 [0, 050; 0, 337]	0,116–0,751	0,210 [0, 066; 0, 327]	0–4,239	0,24	0,0005–0,2000 [16]
Сурьма (Sb) Stibium	0,024 [0, 015; 0, 059]	0,028–0,064	0,014 [0, 003; 0, 032]	0,014–0,054	0,024*	—
Цезий (Cs) Cesium	0,007 [0, 001; 0, 017]	0,004–0,029	0,004 [0, 001; 0, 008]	0,125–0,266	0,26	—
Барий (Ba) Barium	1,28 [0, 65; 2, 53]	1,02–2,46	1,76 [1, 23; 2, 63]	0–10,13	0,18	0,20–1,0 [16]
Лантан (La) Lanthanum	0,010 [0, 005; 0, 064]	0,006–0,158	0,012 [0, 008; 0, 055]	0,022–0,073	0,57	—
Церий (Ce) Cerium	0,099 [0, 048; 0, 228]	0,094–0,386	0,129 [0, 055; 0, 265]	0,125–0,266	0,82	—
Неодим (Nd) Neodymium	0,090 [0, 090; 0, 191]	0,107–0,270	0,090 [0, 090; 0, 090]	0,078–0,233	0,06	—
Самарий (Sm) Samarium	0,0008 [0, 0008; 0, 0011]	0,0007–0,0027	0,0008 [0, 0008; 0, 0019]	0,0009–0,0022	0,51	—
Европий (Eu) Europium	0,0034 [0, 0012; 0, 0079]	0,0032–0,0081	0,0019 [0, 0010; 0, 0042]	0,0023–0,0045	0,18	—
Тербий (Tb) Terbium	0,006 [0, 005; 0, 009]	0,006–0,012	0,006 [0, 005; 0, 006]	0,005–0,008	0,28	—
Иттербий (Yb) Ytterbium	0,003 [0, 003; 0, 006]	0,001–0,015	0,003 [0, 003; 0, 004]	0,003–0,005	0,81	—
Лютеций (Lu) Lutetium	0,0031 [0, 0008; 0, 0047]	0,0009–0,0072	0,0018 [0, 0011; 0, 0047]	0,0020–0,0087	0,80	—
Гафний (Hf) Hafnium	0,0092 [0, 0050; 0, 0317]	0,0135–0,0459	0,0050 [0, 0050; 0, 0174]	0,0073–0,0352	0,14	—
Тантал (Та) Tantalum	0,0030 [0, 0027; 0, 0045]	0,0028–0,0053	0,0030 [0, 0027; 0, 0034]	0,0018–0,0074	0,85	—
Золото (Au) Aurum	0,0082 [0, 0045; 0, 0154]	0,0082–0,0287	0,0199 [0, 0069; 0, 0743]	0,0249–0,2048	0,016*	<0,0005; 0,2000 [16]
Ртуть (Hg) Mercury	0,121 [0, 085; 0, 203]	0,118–0,236	0,161 [0, 076; 0, 221]	0,133–0,246	0,569	0; 1 [27]
Торий (Th) Thorium	0,009 [0, 009; 0, 009]	0,006–0,015	0,009 [0, 006; 0, 009]	0,006–0,008	0,22	—
Уран (U) Uranium	0,046 [0, 031; 0, 062]	0,035–0,087	0,043 [0, 024; 0, 067]	0,039–0,072	0,59	0–0,010 [9]

* — различия показателей статистически значимы (p <0,05), U-критерий Манна–Уитни; «—» — границы диапазона сравнения отсутствуют.

* — statistically significant differences in indicators (p <0.05), Mann–Whitney U-test; “—“ — no limits of the comparison range.

 

Несмотря на то, что для обследованной когорты в целом было характерно соответствие медианных значений используемым референсным значениям содержания элементов, у значительной части обследуемых наблюдали отклонения в ту или иную сторону, встречаемость этих отклонений отображена на рис. 1 и в табл. 2. При этом большей частью были отмечены однонаправленные отклонения от границ диапазона сравнения лиц разного пола, за исключением Na и Ca: избыток Na в основном наблюдали у юношей, в то время как избыток Ca был характерен для большей части обследованных девушек.

 

Рис. 1. Встречаемость отклонений от границ диапазона сравнения по результатам элементного анализа волос в группе обследованных жителей г. Симферополя (n=80); цифры над и под столбцами — абсолютное количество наблюдений.

 

Таблица 2. Встречаемость отклонений от границ диапазона сравнения по результатам элементного анализа волос у юношей и девушек, проживающих в г. Симферополе, абс. число/%

Table 2. The deviations from the references based on the results of the hair element analysis in male and female residents of Simferopol, abs./%

Элемент Element	Юноши | Adolescent boys (n=34)		Девушки | Adolescent girls (n=46)
	Понижено | Decreased	Повышено | Increased	Понижено | Decreased	Повышено | Increased
Натрий (Na) Sodium	2/6	18/53	8/17	12/26
Кальций (Ca) Calcium	14/41	2/6	4/9	24/52
Хром (Cr) Chromium	14/61	3/13	24/75	5/16
Железо (Fe) Iron	2/11	6/33	2/8	10/42
Кобальт (Co) Cobalt	—	7/21	6/13	7/15
Цинк (Zn) Zinc	6/18	6/18	8/17	8/17
Мышьяк (As) Arsenic	—	—	—	1/3
Бром (Br) Bromine	—	30/88	—	36/78
Рубидий (Rb) Rubidium	20/74	—	31/82	1/3
Стронций (Sr) Strontium	—	1/3	—	5/11
Серебро (Ag) Silver	—	13/38	—	23/50
Барий (Ba) Barium	3/15	13/65	—	18/78
Золото (Au) Aurum	—	—	—	7/15

Примечание. «—» — отклонения от границ диапазона сравнения отсутствуют.

Note. «—» — no deviations from the boundaries of the comparison range.

 

Поскольку уровень ХЭ в организме зависит не только от их количества при поступлении в организм, но и от ассоциаций и сочетаний с другими элементами, были рассчитаны коэффициенты ранговой корреляции r_S, которые продемонстрировали наличие значимых (0,0001 <p< 0,0500) прямых корреляционных связей между рядом ХЭ (рис. 2). Интересно отметить наличие корреляции при 0,5 <r_S< 0,6 для Na с Br, содержание которых было значимо выше у юношей, а также взаимосвязь Na c Br и Rb. Однако, если содержание Br было выше у всех членов группы, а Na — у юношей, то в отношении Rb отмечен дефицит у всей выборки и в гендерных подгруппах.

 

Рис. 2. Корреляционные взаимосвязи содержания химических элементов в волосах жителей г. Симферополя (n=80) (rS — коэффициент ранговой корреляции Спирмена; взаимосвязи показателей статистически значимы, p <0,05; критическое значение rS=0,22).

 

Выявлены также более слабые, но статистически значимые (p ≤0,01) связи между следующими элементами: Ag/Sc (r_S=0,36), Sb/Co (r_S=0,37), Na/Sc (r_S=0,40), La/Ag (r_S=0,41), Sc/Sb (r_S=0,42), Br/Sb (r_S=0,44), но, поскольку значимых количественных отклонений со стороны этих ХЭ, кроме Br, не наблюдали, они не представляют значимого интереса.

При обобщённой количественной характеристике элементного статуса путем расчёта Кк при сравнении с данными по их содержанию в волосах практически здоровых городских жителей Краснодарского края [22] установлены следующие соотношения:

• для всей группы: Co_8,9>Fe=As_1,5>Na_1,3>Zn_0,8>Ca_0,7> Cr_,0,5>Hg_0,3;
• для юношей: Co_12,3>Na_1,8>Fe_1,4>As_1,1>Zn_0,8>Cr_0,7>Ca=Hg_0,3;
• для девушек: Co_7,1>As_7,1>Fe_1,5>Ca_1,1>Na_0,9>Zn_0,8> Hg_0,4>Cr_0,2.

Представлялось также интересным сравнить эти данные с содержанием ХЭ в волосах жителей других регионов Крымского полуострова, в частности проживающих на территории промышленного севера в г. Армянске [9]. В этом случае получены следующие геохимические ряды:

• для всей группы: Hg_8,8>Co_7,5>Ag_2,0>As_1,5>Fe_1,4>Zn_1,1>Na_1,1>Cr_0,8>Ca_0,5>Sr_0,4;
• для юношей: Co_10,7>Hg_7,6>Ag_1,7>Fe_1,4>Na_1,3>Zn=As= Cr_1,1>Sr_0,4>Ca_0,2;
• для девушек: Hg_10,0>Co_6,0>Ag_2,9>As_1,7>Fe_1,5>Zn_1,1> Ca_0,8>Na_0,7>Sr_0,4>Cr_0,3.

Таким образом, полученные результаты определения 29 ХЭ в волосах жителей г. Симферополя обоего пола позволяют говорить о в целом благоприятной картине элементного статуса жителей самого крупного города полуострова. Однако обнаружены и некоторые особенности, в том числе при сравнении с другими территориями.

ОБСУЖДЕНИЕ

Определение содержания ХЭ в группе жителей г. Симферополя не выявило отклонений от границ диапазона сравнения для 25 из 29 элементов. Для четырёх из них медианные значения отклонялись как в сторону превышения (Вr, Ba), так и в сторону дефицита (Cr, Rb), но при этом обнаружены значимые гендерные различия содержания некоторых других элементов, а сравнение геохимических рядов Кк элементов у жителей г. Симферополя и жителей других территорий позволило выявить характерные особенности их поступления и накопления в организме человека.

Полученные данные позволяют составить представление об элементном профиле жителей города и его особенностях. Разумеется, однородная когорта численностью 80 человек не даёт возможности экстраполировать полученные результаты на всё население города, однако позволяет констатировать установленное наиболее точными на сегодняшний день аналитическими методами количественное распределение ХЭ в организме членов данной возрастной группы.

Относительно вероятных причин выявленных особенностей можно полагать следующее. Дефицит ХЭ, в особенности условно токсичного Rb, не представляет важного для обсуждения предмета, в то время как ХЭ, значительно превышающие норму (Br) и особенно токсичные (Ва), представляют интерес. Однако следует отметить, что дефицит Rb и Cr связывают с фактором петрофонда — их пониженным содержанием в осадочных, карбонатных породах относительно кларка [23].

Так, содержание Br находилось в пределах диапазона сравнения лишь у 12% юношей и 22% девушек, в то время как у остальных оно было выше 1,5 мг/кг и достигало значений, превосходящих верхнюю границу диапазона в 37 раз. Известно, что природным источником Br являются соляные озёра, которыми богат Крым, а также морская вода. Его повышенное содержание наблюдается в атмосферных осадках прибрежных морских территорий [24]. Однако в организм человека Br поступает главным образом с растительной пищей (зерновые) и рыбой. Поскольку бόльшую часть указанных продуктов питания для жителей составляет привозная продукция, можно полагать, что наблюдаемый избыток Br, вероятнее всего, обусловлен природными геохимическими особенностями территории, в частности самого города, так как области накопления Br приурочены к cемиаридным климатическим зонам, каковой и является Симферополь. Можно говорить и о естественном происхождении избытка Ba, поскольку крупных промышленных источников его избыточного поступления в организм человека в Крыму нет, но имеются минералы Ba в Марьинском месторождении глин.

В то же время дифференцированный анализ по половой принадлежности позволил дополнительно выявить как различия в содержании элементов в пределах нормы, так и отклонения для одного из полов. Так, выявлено значимо большее содержание Na, Br, Sb и меньшее — Сa, Au в волосах юношей по сравнению с девушками (0,001 ≤p≤ 0,024). В работах других авторов также выявлено более высокое содержание Ca и Na в волосах женщин и мужчин соответственно [25, 26]. Учитывая, что в литературе не отмечены явные половые различия в отношении гормональной регуляции баланса Ca, можно полагать, что эти различия обусловлены особенностями рациона питания и образа жизни, тем более что в последние годы в городе показатели недовыполнения натуральных норм питания, в особенности по молоку и творогу, значительно превышали среднереспубликанские [8].

С особенностями рациона питания, по-видимому, может быть связано и более высокое содержание Na у юношей. Но наряду с этим фактором поступление Na и Ca в организм в определённой степени зависит от качества питьевой воды в централизованных источниках водоснабжения. В воде городского водопровода отмечали заниженное содержание Nа и хлоридов [27], в то же время уровень общей минерализации и жёсткости воды повышен [8]. Последнее относится и к питьевой воде подземных источников, основной причиной чего, по всей видимости, является закарстование территории города [28]. Однако в этом случае гендерные различия не имели бы места, поэтому можно предположить наличие конфаундинг-эффекта, причём не со стороны средовых факторов, а со стороны факторов, ассоциированных с полом.

Установленные корреляционные связи количественного содержания разных ХЭ в волосах в виде ассоциаций Ca–Au, Na–Rb–As, Na–Br–Co–Sb, Sb–Fe–Ce–La–Sc–Ag, Sm–Lu–Cr–La представляют определённый интерес, поскольку характеризуют взаимодействие ХЭ при поступлении в организм в условиях фоновой экспозиции в городской среде. Однако в связи с отсутствием значимых отклонений от границ диапазона сравнения и, по всей видимости, антропогенных источников, эти ассоциации, вероятно, обусловлены схожими химическими свойствами ХЭ. В пользу этого свидетельствуют их взаимосвязи в составе рудных минералов (в Крыму среди таких минералов установлено присутствие самородных Fe, Ag, Sb) [29] и согласование с наблюдениями других авторов [22, 25].

Построение геохимических рядов позволяет говорить о специфике элементного статуса жителей г. Симферополя в сравнении с другими территориями Крыма и Краснодарского края. Эта специфика заключается в более высокой аккумуляции главным образом Co, Na, Fe и As по сравнению с жителями Краснодарского края [22] и Hg, Co, Ag, As, Fe, Na — относительно других территорий полуострова [9, 10]. Обращает внимание накопление Hg у симферопольцев, до 10 раз превышающее уровни этого токсичного металла у жителей г. Армянска, но существенно более низкое, чем у жителей Краснодарского края. Наблюдаемая тенденция к накоплению Hg в волосах населения крупных городов согласуется с подобной закономерностью увеличения содержания этого металла в листьях тополя с ростом численности населения [30].

Наиболее спорным вопросом при анализе полученных данных является обоснованность их оценки при отсутствии официальных нормативных значений как таковых. Более того, для этого необходимы натурные исследования их физиологической значимости, поскольку имеются наблюдения, свидетельствующие о наличии негативного эффекта на системы организма при низком эндогенном содержании токсичных ХЭ [31]. Настоящее и подобные исследования как раз и позволяют накопить данные, которые создадут возможность сориентироваться в отношении не только физиологически обоснованных величин содержания ХЭ в организме человека, но и установить их региональные нормы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате определения содержания 29 химических элементов установлен элементный профиль состава волос 80 жителей г. Симферополя, который характеризовался содержанием медиан в пределах референсных значений 25 из 29 элементов. Превышение со стороны Br и Ba, характерное для большинства членов обследованной популяции, по всей видимости, обусловлено естественными (геохимическими) условиями, в то время как значимые половые различия в содержании Na, Са, Sb могут быть связаны с различиями в рационе питания, образе жизни и с другими ассоциированными с полом факторами. Сравнение геохимических рядов элементов жителей Симферополя и других территорий Крыма и Краснодарского края позволяет констатировать, что специфической особенностью элементного состава волос городских жителей в Крыму является более высокое содержание Co, Na, Fe и As, а в сравнении с другими территориями полуострова — Hg, Ag, Zn, что может свидетельствовать о бóльшем поступлении этих элементов в организм. Несмотря на в целом позитивную оценку элементного статуса жителей г. Симферополя, установленные нами ранее в этих условиях физиологические эффекты токсичных металлов и прогрессивный рост антропогенной нагрузки на территории города указывают на необходимость дальнейшего мониторинга ситуации.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ /ADDITIONAL INFORMATION

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: Е.В. Евстафьева — концепция и дизайн исследования, интерпретация данных, окончательное утверждение присланной в редакцию рукописи; А.М. Богданова — получение, анализ и интерпретация данных, их графическое представление, подготовка первого варианта статьи; С.Л. Тымченко, Н.В. Барановская — получение, анализ и интерпретация данных, участие в подготовке первого варианта статьи; Д.В. Юсупов — интерпретация данных, участие в подготовке первого варианта статьи; И.А. Евстафьева — первичная интерпретация полученных результатов, подготовка первого варианта статьи; А.С. Макарова — интерпретация и описание данных по ртути, редакция текста статьи.

Author contribution. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication). The greatest contribution is distributed as follows: E.V. Evstafeva — study concept and design, interpretation of data, final approval of the manuscript; A.M. Bogdanova — acquisition, analysis, interpretation and visualization of data, preparation of the first version of the article; S.L. Tymchenko, N.V. Baranovskaya — acquisition, analysis and interpretation of data, preparation of the first version of the article; D.V. Yusupov, I.A. Evstafeva — interpretation of data, preparation of the first version of the article; A.S. Makarova — analysis and interpretation of mercury data, correction of the text.

Финансирование исследования. Определение ртути в биосубстратах выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18-29-24212), определение 28 элементов — при поддержке гранта Государственного Совета Республики Крым молодым учёным Республики Крым в 2020 г.

Funding source. Mercury analysis was supported by the Russian Foundation for Basic Research, project no. 18-29-24212; elemental analysis was supported by the grant of the State Council of the Republic of Crimea for young scientists of the Republic of Crimea, 2020.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that there are no obvious and potential conflicts of interest associated with the publication of this article.

About the authors

Elena V. Evstafeva

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Author for correspondence.
Email: e.evstafeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8331-4149
SPIN-code: 2768-1760
Scopus Author ID: 57209307488
ResearcherId: O-4098-2014

Dr. Sci. (Biol.), professor

Russian Federation, Simferopol

Anna M. Bogdanova

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: nata@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0002-3041-6328
SPIN-code: 9152-1812
Scopus Author ID: 57194232584
ResearcherId: N-4926-2019

junior researcher

Russian Federation, Simferopol

Svetlana L. Tymchenko

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: rybqa@yahoo.com
ORCID iD: 0000-0003-3298-6743
SPIN-code: 9334-8238
Scopus Author ID: 57193767024
ResearcherId: F-3360-2017

Cand. Sci. (Med.), associate Professor

Russian Federation, Simferopol

Natalia V. Baranovskaya

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: nata@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3729-800X
SPIN-code: 6256-8865
Scopus Author ID: 6508176654
ResearcherId: B-8986-2016

Dr. Sci. (Biol.), professor

Russian Federation, Tomsk

Dmitry V. Yusupov

Amur State University

Email: yusupovd@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6837-3538
SPIN-code: 5816-8648
Scopus Author ID: 23394302000
ResearcherId: W-2871-2017

Cand. Sci. (Geol. and Mineral.), associate professor

Russian Federation, Blagoveshchensk

Irina A. Evstafeva

V.I. Vernadsky Crimean Federal University

Email: irinaevst76@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8658-8241
SPIN-code: 4726-9015
Scopus Author ID: 57209310371

Cand. Sci. (Biol.), associate professor

Russian Federation, Simferopol

Anna S. Makarova

Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: annmakarova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8097-4515
SPIN-code: 2089-5221
Scopus Author ID: 55644699800
ResearcherId: G-6354-2012

Dr. Sci. (Tech.), professor

Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files