Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman63823510.47470/0016-9900-2024-103-3-208-215fjszdvENVIRONMENTAL HYGIENEГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫSoil pollution of the city with machine-building production by heavy metals and arsenic and epidemiological risk to public healthЗагрязнение почв города с машиностроительным производством тяжёлыми металлами и мышьяком и эпидемиологический риск для здоровья населенияhttps://orcid.org/0000-0002-3572-9163MartsevAnton A.МарцевАнтон Андреевич
Russian Federation

Associate Professor, Candidate of Sciences. biol. Sciences, Associate Professor of the department. Biology and Ecology Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov, Vladimir, 600000, Russian Federation

e-mail: MartsevAA@yandex.ru

Доцент, канд. биол. наук, доцент каф. биологии и экологии ВлГУ, 600000, Владимир, Россия

e-mail: MartsevAA@yandex.ru

MartsevAA@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3674-0660SelivanovOleg G.СеливановОлег Григорьевич
Russian Federation

Head. Of the Lab, Department of Biology and Ecology, Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov, Vladimir, 600000, Russian Federation

Зав. лаб. каф. биологии и экологии ВлГУ, 600000, Владимир, Россия

https://orcid.org/0000-0002-0904-3854KurbatovYurij N.КурбатовЮрий Николаевич
Russian Federation

Graduate student of the Department of Biology and Ecology, Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov, Vladimir, 600000, Russian Federation

Аспирант каф. биологии и экологии ВлГУ, 600000, Владимир, Россия

https://orcid.org/0000-0002-1628-9430TrifonovaTatyana A.ТрифоноваТатьяна Анатольевна
Russian Federation

MD, PhD, DSci, Professor, Professor of the Faculty of Soil Science, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119991, Russian Federation, head of the Department of Biology and Ecology, Vladimir State University named after A.G. and N.G. Stoletov, Vladimir, 600000, Russian Federation

Заслуженный деятель науки РФ, профессор, доктор биол. наук, профессор факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, зав. каф. биологии и экологии ВлГУ, 600000, Владимир, Россия

Vladimir State University named after A.G. and N.G. StoletovФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»Lomonosov Moscow State UniversityФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»09042024103320821525102024Copyright ©; 2024, Martsev A.A., Selivanov O.G., Kurbatov Y.N., Trifonova T.A.Copyright ©; 2024, Марцев А.А., Селиванов О.Г., Курбатов Ю.Н., Трифонова Т.А.2024Martsev A.A., Selivanov O.G., Kurbatov Y.N., Trifonova T.A.Марцев А.А., Селиванов О.Г., Курбатов Ю.Н., Трифонова Т.А.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/638235

Introduction. The paper presents the results of a study for the assessment of the epidemiological risk to public health and the level of soil contamination with heavy metals and arsenic in the city of Kovrov, a large industrial center of the Vladimir region.

Materials and methods. The objects of the study are the morbidity in the population of the Kovrovsky district of the Vladimir region and the soil cover of the city of Kovrov, whose industrial enterprises specialize in the production of machine-building products. Soil samples were taken in the area of industrial enterprises, highways, and residential areas. The soil cover was examined by X-ray fluorescence method to determine the content of heavy metals and arsenic.

Results. The conducted study on the assessment of probable risk allowed establishing in the Kovrov district, relative to background regional values, children to have a very high risk for 10 classes of diseases, adults have a very high risk for 6 classes of diseases. Contamination of the Carpet city soil with heavy metals and arsenic has been established. The priority pollutants of the Kovrov soil are zinc, lead and arsenic, which belong to the first hazard class. There was a significant variation in the content of heavy metals within both industrial and residential zones. Extremely dangerous chemical contamination of the soil with heavy metals has been detected. The assessment of the level of chemical soil pollution, as an indicator of adverse effects on public health, showed the residential part of the city, where most of the residents live, to be located in the zone of moderately dangerous or dangerous category of soil pollution.

Limitations. The limitations of the study are related to one-time sampling and a small number of reference sites, which limits the possibilities of a broader interpretation of the data obtained.

Conclusion. The unfavourable state of the soil cover in the residential area of Kovrov requires the manaagement and conducting constant ecological and hygienic monitoring of this territory. To reduce pollutants in particular, heavy metals, entering the soil of the city and, it is necessary to improve the system for cleaning gas-air emissions of machine-building enterprises of the city, as well as to ensure the effective arrangement of sanitary protection zones. To reduce the content of heavy metals in the soil, it is necessary to carry out measures to detoxify contaminated soils.

Compliance with ethical standards. The study does not require a biomedical ethics committee opinion.

Contribution:Martsev A.A. — research concept and design, material collection and statistical data processing, text writing;Selivanov O.G. — material collection and data processing, text writing;Kurbatov Yu.N. — laboratory research;Trifonova T.A. — research concept and design, final structuring of the article for publication.All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.

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

Acknowledgement. The study had no sponsorship.

Received: December 15, 2023 / Revised: December 26, 2023 / Accepted: March 11 / Published: April 10, 2024

 

Введение. В работе представлены результаты исследования по оценке эпидемиологического риска для здоровья населения и уровня загрязнения почвы тяжёлыми металлами и мышьяком г. Коврова — крупного промышленного центра Владимирской области.

Материалы и методы. Объекты исследования — заболеваемость населения Ковровского района Владимирской области и почвенный покров Коврова, промышленные предприятия которого специализируются на выпуске машиностроительной продукции. Пробы почвы отбирали в селитебной зоне, вблизи производственных предприятий и автодорог. Почвенный покров исследовали рентгенофлуоресцентным методом для определения содержания тяжёлых металлов и мышьяка.

Результаты. Проведённое исследование по оценке вероятного риска позволило установить, что в Ковровском районе относительно фоновых региональных значений у детей имеется очень высокий риск по десяти классам болезней, у взрослых ‒ по шести классам болезней. Выявлено загрязнение почвы Коврова тяжёлыми металлами и мышьяком, приоритетными загрязнителями являются цинк, свинец и мышьяк, относящиеся к первому классу опасности. Отмечено значительное варьирование содержания тяжёлых металлов в пределах как промышленной, так и селитебной зон. Обнаружено чрезвычайно опасное химическое загрязнение почвы тяжёлыми металлами. Проведённая оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения показала, что селитебная часть города, где проживает основная часть населения, находится в зоне умеренно опасной или опасной категории загрязнения почв.

Ограничения исследования связаны с разовым отбором проб и небольшим количеством реперных участков, что ограничивает возможности более широкой интерпретации полученных данных.

Заключение. Неблагополучное состояние почвенного покрова в селитебной зоне Коврова требует организации и постоянного проведения эколого-гигиенического мониторинга данной территории. Необходимо совершенствование системы очистки газовоздушных выбросов машиностроительных предприятий города, а также эффективное обустройство санитарно-защитных зон для уменьшения объёмов поступающих в почву города загрязняющих веществ и, в частности, тяжёлых металлов. Также необходимы мероприятия по детоксикации загрязнённых почв.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует заключения комитета по биомедицинской этике.

Участие авторов:Марцев А.А. — концепция и дизайн исследования, сбор материала и статистическая обработка данных, написание текста;Селиванов О.Г. — сбор материала и обработка данных, написание текста;Курбатов Ю.Н. — лабораторные исследования;Трифонова Т.А. — концепция и дизайн исследования, итоговое структурирование статьи для публикации.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: 15.12.2023 / Поступила после доработки: 26.12.2023 / Принята к печати: 11.03.2024 / Опубликована: 10.04.2024

public healthrisk assessmentsoil pollutionheavy metalsmachine-building productionздоровье населенияоценка рисказагрязнение почвтяжёлые металлымашиностроительное производствоPershina Yu.S., Meysurova A.F. Soil contamination by metals in Tver. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Khimiya. 2017; (3): 127–38. https://elibrary.ru/zfhtyt (in Russian)Першина Ю.С., Мейсурова А.Ф. Загрязнение почв металлами в Твери. Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия. 2017; (3): 127–38. https://elibrary.ru/zfhtytLemeshev D.O., Protasov A.S., Kolesnikov V.A. Modern methods of recovery, reuse and safe disposal of hazardous metal-containing waste. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2021; (4): 140–7. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-4-140-147 https://elibrary.ru/xeghbc (in Russian)Лемешев Д.О., Протасов А.С., Колесников В.А. Перспективы повторного использования и безопасной утилизации металлосодержащих отходов (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2021; (4): 140–7. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-4-140-147 https://elibrary.ru/xeghbcLazarenkov A.M. Research on the extent of environmental pollution by foundry emissions. Lit’e i metallurgiya. 2020; (1): 129–32. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-1-129-132 https://elibrary.ru/qxvlci (in Russian)Лазаренков А.М. Исследование масштабов загрязнения окружающей среды выбросами литейного производства. Литье и металлургия. 2020; (1): 129–32. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2020-1-129-132 https://elibrary.ru/qxvlciGrishchenko S.V., Grishchenko I.I., Fedoseeva I.S., Pravodelov S.S., Kostenko V.S., Yakimova K.A., et al. Modern features of the chemical composition of soils in populated locations of the Donetsk People’s Republic. Vestnik gigieny i epidemiologii. 2020; 24(4): 405–12. https://elibrary.ru/mmsqwl (in Russian)Грищенко С.В., Грищенко И.И., Федосеева И.С., Праводелов С.С., Костенко В.С., Якимова К.А. и др. Современные особенности химического состава почв населенных мест Донецкой Народной Республики. Вестник гигиены и эпидемиологии. 2020; 24(4): 405–12. https://elibrary.ru/mmsqwlZharikova E.A. Assessment of heavy metals content and environmental risk in urban soils. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2021; 332(1): 164–73. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3009 https://elibrary.ru/izrgui (in Russian)Жарикова Е.А. Тяжелые металлы в городских почвах: оценка содержания экологического риска. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021; 332(1): 164–73. https://doi.org/10.18799/24131830/2021/1/3009 https://elibrary.ru/izrguiKhan S., Munir S., Sajjad M., Li G. Urban Park soil contamination by potentially harmful elements and human health risk in Peshawar city, Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan. J. Geochem. Explor. 2016; 165: 102–10. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2016.03.007Bashkin V.N., Galiulin R.V., Galiulina R.A., Arabskiy A.K. Risk of soil contamination by heavy metals through gas-dust emissions. Problemy analiza riska. 2019; 16(1): 42–9. https://doi.org/10.32686/1812-5220-2019-16-42-49 https://elibrary.ru/vunhrn (in Russian)Башкин В.Н., Галиулин Р.В., Галиулина Р.А., Арабский А.К. Риск загрязнения почв тяжелыми металлами через газопылевые выбросы. Проблемы анализа риска. 2019; 16(1): 42–9. https://doi.org/10.32686/1812-5220-2019-16-42-49 https://elibrary.ru/vunhrnTrifonova T.A., Martsev A.A., Selivanov O.G. Gas-air emissions from glass container production as a risk factor for public health. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2020; (4): 155–61. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-4-155-161 https://elibrary.ru/qzaiof (in Russian)Трифонова Т.А., Марцев А.А., Селиванов О.Г. Газовоздушные выбросы стеклотарного производства как фактор риска здоровью населения. Теоретическая и прикладная экология. 2020; (4): 155–61. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-4-155-161 https://elibrary.ru/qzaiofKaverina N.V. Transformation of urban soils under technogenic impacts. Problemy regional’noy ekologii. 2020; (4): 113–7. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2020-14113 https://elibrary.ru/hzhnvz (in Russian)Каверина Н.В. Трансформация городских почв под влиянием техногенных воздействий. Проблемы региональной экологии. 2020; (4): 113–7. https://doi.org/10.24411/1728-323X-2020-14113 https://elibrary.ru/hzhnvzTrifonova T.A., Martsev A.A., Selivanov O.G., Kurbatov Yu.N. Ecological and hygienic assessment of soils on the content of heavy metals and arsenic in an industrial city with glass production. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2023; 102(6): 549–55. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-6-549-555 https://elibrary.ru/lkmlsk (in Russian)Трифонова Т.А., Марцев А.А., Селиванов О.Г., Курбатов Ю.Н. Эколого-гигиеническая оценка почв промышленного города со стекольным производством по содержанию тяжёлых металлов и мышьяка. Гигиена и санитария. 2023; 102(6): 549–55. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-6-549-555 https://elibrary.ru/lkmlskIl’chenko I.N., Vyalkov A.I., Syrtsova A.A., Lyapunov S.M., Okina O.I. Development of a system for the early diagnosis and prevention of children’s health changes caused by expo- sure to heavy metals. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2007; 86(6): 70–3. https://elibrary.ru/iirnad (in Russian)Ильченко И.Н., Вялков А.И., Сырцова А.А., Ляпунов С.М., Окина О.И. О создании ранней диагностики и профилактики изменения здоровья детей, обусловленных воздействием тяжелых металлов. Гигиена и санитария. 2007; 86(6): 70–3. https://elibrary.ru/iirnadYanin E.P. Chemical composition and ecological-geochemical features of urban soils. Analytical review. Problemy okruzhayushchey sredy i prirodnykh resursov. 2020; (2): 40–73. https://doi.org/10.36535/0235-5019-2020-02-3 https://elibrary.ru/ochwez (in Russian)Янин Е.П. Химический состав и эколого-геохимические особенности городских почв. Аналитический обзор. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 2020; (2): 40–73. https://doi.org/10.36535/0235-5019-2020-02-3 https://elibrary.ru/ochwezBoev V.M., Zelenina L.V., Kudusova L.Kh., Kryazheva E.A., Zelenin D.O. Hygienic assessment of carcinogenic health risks associated with contamination of depositing media with heavy metals. Analiz riska zdorov’yu. 2022; (1): 17–26. https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.1.02.eng https://elibrary.ru/amonixБоев В.М., Зеленина Л.В., Кудусова Л.Х., Кряжева Е.А., Зеленин Д.О. Гигиеническая оценка канцерогенного риска здоровью населения, ассоциированного с загрязнением депонирующих сред тяжелыми металлами. Анализ риска здоровью. 2022; (1): 17–26. https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.1.02 https://elibrary.ru/pssyqmWallace D.R., Buha A.D. Heavy metal and pesticide exposure: A mixture of potential toxicity and carcinogenicity. Curr. Opin. Toxicol. 2020; 19: 72–9. https://doi.org/10.1016/j.cotox.2020.01.001Kondrat’eva T.A., Ismailova R.N., Vybornova I.B. Assessment of the level of pollution of the Kazan ecosystem with heavy metals and oil products. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2013; 16(3): 171–5. https://elibrary.ru/pvvdtp (in Russian)Кондратьева Т.А., Исмаилова Р.Н., Выборнова И.Б. Оценка уровня загрязнения экосистемы г. Казань тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Вестник Казанского технологического университета. 2013; 16(3): 171–5. https://elibrary.ru/pvvdtpChen G., Xiang H., Mao Z., Huo W., Guo Y., Wang C., et al. Is long-term exposure to air pollution associated with poor sleep quality in rural China? Environ. Int. 2019; 133(Pt. B): 105205. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105205Lu J.G. Air pollution: A systematic review of its psychological, economic, and social effects. Curr. Opin. Psychol. 2020; 32: 52–65. https://doi.org/10.1016/j.copsyc.2019.06.024Shtina I.Е., Valina S.L., Luzhetskiy К.P., Zenina М.Т., Ustinova О.Yu. Environmental contamination with metals as a risk factor causing developing autoimmune thyroiditis in children in zones influenced by emissions from metallurgic enterprises. Analiz riska zdorov’yu. 2021; (4): 58–64. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.4.06.eng https://elibrary.ru/mqsfarШтина И.Е., Валина С.Л., Лужецкий К.П., Зенина М.Т., Устинова О.Ю. Внешнесредовая контаминация металлами как фактор риска развития аутоиммунного тиреоидита у детей в зонах влияния выбросов металлургических предприятий. Анализ риска здоровью. 2021; (4): 58–64. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.4.06 https://elibrary.ru/msmuvvVodyanitskiy Yu.N. On dangerous heavy metals/metalloids in soils. Byulleten’ Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva. 2011; (68): 56–82. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2011-68-56-82 https://elibrary.ru/ojqhsf (in Russian)Водяницкий Ю.Н. Об опасных тяжёлых металлах/металлоидах в почвах. Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. 2011; (68): 56–82. https://doi.org/10.19047/0136-1694-2011-68-56-82 https://elibrary.ru/ojqhsfBabanin V.F., Trukhin V.I., Karpachevskiy L.O., Ivanov A.V., Morozov V.V. Soil Magnetism [Magnetizm pochv]. Moscow: Yaroslavl‘; 1995. (in Russian)Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. М.: Ярославль; 1995.