Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector9098410.17816/humeco90984ORIGINAL STUDY ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleElement content in human hair of residents from Simferopol cityОценка элементного состава волос жителей города Cимферополяhttps://orcid.org/0000-0002-8331-414957209307488O-4098-20142768-1760EvstafevaElena V.ЕвстафьеваЕлена Владимировна
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.), professor

д.б.н., профессор

e.evstafeva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3041-632857194232584N-4926-20199152-1812BogdanovaAnna M.БогдановаАнна Михайловна
Russian Federation

junior researcher

младший научный сотрудник

nata@tpu.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3298-674357193767024F-3360-20179334-8238TymchenkoSvetlana L.ТымченкоСветлана Леонидовна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), associate Professor

к.м.н., доцент

rybqa@yahoo.comhttps://orcid.org/0000-0003-3729-800X6508176654B-8986-20166256-8865BaranovskayaNatalia V.БарановскаяНаталья Владимировна
Russian Federation

Dr. Sci. (Biol.), professor

д.б.н., профессор

nata@tpu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6837-353823394302000W-2871-20175816-8648YusupovDmitry V.ЮсуповДмитрий Валерьевич
Russian Federation

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

к.г.-м.н., доцент

yusupovd@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8658-8241572093103714726-9015EvstafevaIrina A.ЕвстафьеваИрина Андреевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), associate professor

к.б.н., доцент

irinaevst76@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8097-451555644699800G-6354-20122089-5221MakarovaAnna S.МакароваАнна Сергеевна
Russian Federation

Dr. Sci. (Tech.), professor

д.т.н., профессор

annmakarova@mail.ruV.I. Vernadsky Crimean Federal UniversityКрымский федеральный университет им. В.И. ВернадскогоV.I. Vernadsky Crimean Federal UniversityКрымский федеральный университет им. В.И. ВернадскогоNational Research Tomsk Polytechnic UniversityНациональный исследовательский Томский политехнический университетAmur State UniversityАмурский государственный университетMendeleev University of Chemical Technology of RussiaРоссийский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева09072022010920222963914022412202110062022Copyright ©; 2022, Evstafeva E.V., Bogdanova A.M., Tymchenko S.L., Baranovskaya N.V., Yusupov D.V., Evstafeva I.A., Makarova A.S.Copyright ©; 2022, Евстафьева Е.В., Богданова А.М., Тымченко С.Л., Барановская Н.В., Юсупов Д.В., Евстафьева И.А., Макарова А.С.2022Evstafeva E.V., Bogdanova A.M., Tymchenko S.L., Baranovskaya N.V., Yusupov D.V., Evstafeva I.A., Makarova A.S.Евстафьева Е.В., Богданова А.М., Тымченко С.Л., Барановская Н.В., Юсупов Д.В., Евстафьева И.А., Макарова А.С.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/90984

BACKGROUND: Environmental pollution is increasingly becoming a problem and will continue to be a serious risk for human health. Therefore, it is important to monitor the element status of the population.

AIM: To determine the elements in residents’ hairs of Simferopol city, Republic of Crimea.

MATERIAL ANS METHODS: Twenty-eight elements were determined using the instrumental neutron activation method. The mercury content was estimated by atomic absorption spectrometry in 80 hair samples of healthy 17–20-year-old Simferopol residents (34 males and 46 females). The concentration coefficients were calculated, and the geochemical rows were plotted based on comparison with the published data from other regions..

RESULTS: The median values of the hair element content were found to be within the reference ranges for 25 out of 29 chemical elements. Excess Br and Ba were found in most residents, which could be due to the geochemical conditions. Significant sex differences in the content of Na, Ca, and Sb could be associated with differences in diet, lifestyle, and other gender-associated factors. Comparison of the geochemical elemental rows for Simferopol residents with other territories of Crimea and Krasnodar suggests a greater intake of Co, Na, Fe, and As in urban residents (Crimea) compared to Krasnodar, and in comparison with other territories of a peninsula — Hg, Ag, and Zn.

CONCLUSION: Although most of the elements were within reference ranges in Simferopol residents, the anthropogenic load has increased recently, along with our previously established physiological effects of toxic metals, demonstrating the need for further biomonitoring studies.

Введение. В настоящее время возрастает актуальность определения изменений элементного статуса человека в условиях химического загрязнения окружающей среды.

Цель. Определить особенности элементного статуса жителей г. Симферополя Республики Крым.

Материал и методы. Исследовали особенности элементного статуса взрослых жителей г. Симферополя. Содержание 28 элементов в волосах 34 юношей и 46 девушек 17–20 лет определяли инструментальным нейтронно-активационным методом, содержание ртути — методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Расчёт коэффициентов концентрации элементов и построение геохимических рядов осуществляли путём сравнения с литературными данными по другим регионам.

Результаты. Установлен элементный профиль волос 80 жителей г. Симферополя, характеризующийся содержанием медиан в пределах референсных значений 25 из 29 химических элементов. Превышение со стороны Br и Ba, характерное для большинства членов обследованной популяции, 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 другими ассоциированными с полом факторами. Сравнение геохимических рядов элементов симферопольцев и жителей других территорий Крыма и Краснодарского края позволяет констатировать, что специфической особенностью элементного состава волос жителей столицы Крыма является бóльшее поступление в организм Co, Na, Fe и As, а в сравнении с другими территориями полуострова — Hg, Ag, Zn.

Заключение. 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.

chemical elementshuman hairelement statusRepublic of Crimeaхимические элементыволосы человекаэлементный статусРеспублика КрымРФФИRussian Foundation for Basic Research18-29-24212Государственный Совет Республики КрымState Council of the Republic of Crimea to young scientists of the Republic of CrimeaKist AA, Zhuk LI. Human hair composition and the problems of global ecology. Tashkent: Institute of Nuclear Physics of the Uzbek Academy of Sciences, 1991.Kist A.A., Zhuk L.I. Human hair composition and the problems of global ecology. Tashkent : Institute of Nuclear Physics of the Uzbek Academy of Sciences, 1991. 60 p.Louro H, Heinälä M, Bessems J, et al. Human biomonitoring in health risk assessment in Europe: current practices and recommendations for the future. Int J Hyg Environ Health. 2019;222(5):727–737. doi:10.1016/j.ijheh.2019.05.009Louro H., Heinälä M., Bessems J., et al. Human biomonitoring in health risk assessment in Europe: current practices and recommendations for the future // Int J Hyg Environ Health. 2019. Vol. 222, № 5. P. 727–737. doi: 10.1016/j.ijheh.2019.05.009Koval’skii VV, Koval’skii YuV. Problems of biogeochemistry of microelements and geochemical ecology. Moscow: Rossel’khozakademiya, 2009. (In Russ).Ковальский В.В., Ковальский Ю.В. Проблемы биогеохимии микроэлементов и геохимической экологии. Москва : Россельхозакадемия, 2009.Lisetskaya LG. Concentrations of trace elements in children’s hair in rural areas of the Irkutsk region. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2021. Vol. 28, N 2. P. 13–19. (In Russ). doi: 10.33396/1728-0869-2021-2-13-19Лисецкая Л.Г. Элементный профиль волос детей сельских районов Иркутской области // Экология человека. 2021. Т. 28, № 2. C. 13–19. doi: 10.33396/1728-0869-2021-2-13-19Skalny AV, Skalnaya MG, Tinkov AA, et al. Hair concentration of essential trace elements in adult non-exposed Russian population. Environ Monit Assess. 2015;187(11):677. doi: 10.1007/s10661-015-4903-xSkalny A.V., Skalnaya M.G., Tinkov A.A., et al. Hair concentration of essential trace elements in adult non-exposed Russian population // Environ Monit Assess. 2015. Vol. 187, N 11. P. 677. doi: 10.1007/s10661-015-4903-xSkalny AV, Skalnaya MG, Tinkov AA, et al. Reference values of hair toxic trace elements content in occupationally non-exposed Russian population. Environ Toxicol Pharmacol. 2015;40(1):18–21. doi: 10.1016/j.etap.2015.05.004Skalny A.V., Skalnaya M.G., Tinkov A.A., et al. Reference values of hair toxic trace elements content in occupationally non-exposed Russian population // Environ Toxicol Pharmacol. 2015. Vol. 40, N 1. P. 18–21. doi: 10.1016/j.etap.2015.05.004The report about the state and protection of the environment on the territory of the Republic of Crimea in 2020. Simferopol’: Council of Ministers of the Republic of Crimea, Ministry of Ecology and Natural Resources, 2021. (In Russ).Доклад о состоянии и охране окружающей среды на территории Республики Крым в 2020 году. Симферополь : Совет министров Республики Крым, Министерство экологии и природных ресурсов, 2021.On the state of sanitary and epidemiological welfare of the population in the Republic of Crimea and the federal city of Sevastopol in 2020: state report. Simferopol’, 2021. (In Russ).О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Республике Крым и городе федерального значения Севастополе в 2020 году: государственный доклад. Симферополь, 2021.Radilov АS, Kombarova MYu, Pavlova АА, et al. Element content in hair of population living in the city of Armyansk (Crimea Republic) during the environmental emergency. Medicine of extreme situations. 2020;22(1):49–60. (In Russ).Радилов А.С. Комбарова М.Ю., Павлова А.А., и др. Содержание химических элементов в волосах населения, проживающего в г. Армянск (Республика Крым) в период чрезвычайной экологической ситуации // Медицина экстремальных ситуаций. 2020. Т. 22, № 1. С. 49–60.Evstafeva E, Baranovskaya N, Bogdanova A, et al. Elemental composition of human hair in different territories of the Crimean peninsula. E3S Web of Conferences. 2019;98:02001. doi: 10.1051/e3sconf/20199802001Evstafeva E., Baranovskaya N., Bogdanova A., et al. Elemental composition of human hair in different territories of the Crimean peninsula // E3S Web of Conferences. EDP Sciences, 2019. Vol. 98. P. 02001. doi: 10.1051/e3sconf/20199802001Troshina EA, Senyushkina ES, Makolina NP, et al. Iodine deficiency disorders: current state of the problem in the Republic of Crimea. Clinical and experimental thyroidology. 2020;16(4):19–27. (In Russ). doi: 10.14341/ket12700Трошина Е.А., Сенюшкина Е.С., Маколина Н.П., и др. Йододефицитные заболевания: текущее состояние проблемы в Республике Крым // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. 2020. Т. 16, № 4. С. 19–27. doi: 10.14341/ket12700Evstafeva EV, Golubkina NA, Boyarinceva YuA, Bogdanova AM, Tymchenko SL. Selenium status of urban residents on the territory of the Crimean peninsula. Hygiene and Sanitation. 2021;100(2):147–153. (In Russ). doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-2-147-153Евстафьева Е.В., Голубкина Н.А., Бояринцева Ю.А., Богданова А.М., Тымченко С.Л. Обеспеченность селеном городских жителей на территории Крымского полуострова // Гигиена и санитария. 2021. Т. 100, № 2. С. 147–153. doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-2-147-153Krasowski GN, Rakchmanin YuA. Essay on developmental toxicology. Trachtenberg IM, editor. Kiev: Avicenna; 2006. 316 p. (In Russ).Красовский Г.Н., Рахманин Ю.А. Очерки возрастной токсикологии / под ред. И.М. Трахтенберга. Киев : Авиценна, 2006. 316 с.Element analysis of biological materials. Current problems and techniques with special reference to trace elements. Appendix II. In: Technical reports series N 197. Vienna, IAEA; 1980. P. 351–367.Element analysis of biological materials. Current problems and techniques with special reference to trace elements. Appendix II. In: Technical reports series. № 197. Vienna : IAEA, 1980. P. 351–367.Ryabukhin YS. Activation analysis of hair as an indicator of contamination of man by environmental trace element pollutants. Vienna, IAEA; 1978.Ryabukhin Y.S. Activation analysis of hair as an indicator of contamination of man by environmental trace element pollutants. Vienna : IAEA, 1978.Skalny AV, Rudakov IA. Bioelements in medicine. Moscow: ONIKS 21 vek; 2004. (In Russ).Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. Москва : ОНИКС 21 век. 2004.Skal’nyi AV. Referent significance concentration of chemical elements carried out with AES-ISP methods. Trace Elements in Medicine. 2003;4(1):55–56. (In Russ).Скальный А.В. Референтные значения концентрации химических элементов в волосах, полученных методом ИСП-АЭС (АНО ЦБМ) // Микроэлементы в медицине. 2003. Т. 4, № 1. С. 55–56.National research council (US) committee on the toxicological effects of methylmercury. Toxicological effects of methylmercury. Washington (DC): National Academy of Sciences; 2000. 344 p.National research council (US) committee on the toxicological effects of methylmercury. Toxicological effects of methylmercury. Washington (DC) : National Academy of Sciences, 2000. 344 p.Rebrov VG, Gromova OA. Vitamins, macro- and microelements. Moscow: GEOTAR-Media; 2008. (In Russ).Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины, макро- и микроэлементы. Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2008.Novikov YuV. Hygienic issues of studying the uranium content in the external environment and its effect on the organism. Korotkov FG, editor. Мoscow: Meditsina;1974. (In Russ).Новиков Ю.В. Гигиенические вопросы изучения содержания урана во внешней среде и его влияния на организм / под ред. Короткова Ф.Г. Москва : Медицина, 1974.Saet YuE, Revich BA, Yanin EP, et al. Geochemistry of the environment. Moscow: Nedra; 1990. (In Russ).Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., и др. Геохимия окружающей среды. Москва : Недра, 1990.Aftanas LI, Berezkina ES, Bonitenko EYu, et al. Element status of Russian population. Part 3. Element status of population of the North-West, South and North-Caucasian Federal Districts. Skal’nyj AV, Kiseljov MF, editors. Saint Petersburg: Medkniga «Jelbi-SPb»; 2012. 448 p. (In Russ).Афтанас Л.И., Березкина Е.С., Бонитенко Е.Ю. Элементный статус населения России. Ч. 3. Элементный статус населения Северо-Западного, Южного и Северо-Кавказского федеральных округов / под ред. А.В. Скального, М.Ф. Киселева. Санкт-Петербург : Медкнига «Элби-СПб», 2012. 448 с.Voytkevich GV, Miroshnikov AE, Povarennykh AS, Prokhorov VG. Geochemistry Quick Guide. Moscow: Nedra, 1977. 184 p. (In Russ).Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С., Прохоров В.Г. Краткий справочник по геохимии. Москва : Недра, 1977. 184 с.Vainikka P, Hupa M. Review on bromine in solid fuels. Part 1: Natural occurrence. Fuel. 2012;95:1–14. doi: 10.1016/j.fuel.2011.11.068Vainikka P., Hupa M. Review on bromine in solid fuels. Part 1: Natural occurrence // Fuel. 2012. Vol. 95. P. 1–14. doi: 10.1016/j.fuel.2011.11.068Chojnacka K, Górecka H, Górecki H. The effect of age, sex, smoking habit and hair color on the composition of hair. Environ Toxicol Pharmacol. 2006;22(1):52–57. doi: 10.1016/j.etap.2005.11.006Chojnacka K., Górecka H., Górecki H. The effect of age, sex, smoking habit and hair color on the composition of hair // Environ Toxicol Pharmacol. 2006. Vol. 22, N 1. P. 52–57. doi: 10.1016/j.etap.2005.11.006.Długaszek M, Skrzeczanowski W. Relationships between element contents in polish children’s and adolescents’ hair. Biol Trace Elem Res. 2017;180(1):6–14. doi: 10.1007/s12011-017-0987-1Długaszek M., Skrzeczanowski W. Relationships between element contents in polish children’s and adolescents’ hair // Biol Trace Elem Res. 2017. Vol. 180, N 1. P. 6–14. doi: 10.1007/s12011-017-0987-1Ivanyutin NM, Podovalova SV. Assessment of water used for drinking water supply for population of the Crimea from the viewpoint of its physiological usefulness. Puti povysheniia effektivnosti oroshaemogo zemledeliia. 2017;(3(67)):22–30. (In Russ).Иванютин Н.М., Подовалова С.В. Оценка используемых для питьевого водоснабжения населения Крыма вод с точки зрения их физиологической полноценности // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2017. № 3 (67). С. 22–30.Novikova LN, Novikov YuA. Geochemical classification of Crimean landscapes and their technogenic pollution. Uchenye zapiski Krymskogo federal’nogo universiteta imeni V.I. Vernadskogo. Geografiya. Geologiya. 2008;21(60)(3):231–237. (In Russ).Новикова Л.Н., Новиков Ю.А. Геохимическая классификация ландшафтов Крыма и их техногенное загрязнение // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. География. Геология. 2008. Т. 21 (60), № 3. С. 231–237.Shnyukov EF, Lukin AE. On native elements in various geoformations of the Crimea and neighboring regions. Geology and Mineral Resources of World Ocean. 2011;(2(24):5–30. (In Russ).Шнюков Е.Ф., Лукин А.Е. О самородных элементах в различных геоформациях Крыма и сопредельных регионов // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2011. № 2 (24). С. 5–30.Yusupov D, Rikhvanov L, Robertus Yu, et al. Mercury in poplar leaves in the urbanized areas of Southern Siberia and the Far East. Ecology and Industry of Russia. 2018;22(12):56–62. (In Russ). doi: 10.18412/1816-0395-2018-12-56-62Юсупов Д.В., Рихванов Л.П., Робертус Ю.В., и др. Ртуть в листьях тополя на урбанизированных территориях Юга Сибири и Дальнего Востока // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22, № 12. С. 56–62. doi: 10.18412/1816-0395-2018-12-56-62Boyarinceva YA, Evstafyeva EV. Functional state of central nervous and cardio-vascular system related to the arsenic content in the human organism. Crimea Journal of Experimental and Clinical Medicine. 2014;4(3(15)):4–6. (In Russ).Бояринцева Ю.А., Евстафьева Е.В. Функциональное состояние нервной и сердечно-сосудистой систем в зависимости от уровня мышьяка в организме человека // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2014. Т. 4, № 3 (15). С. 4–6.