Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman64025610.47470/0016-9900-2020-99-9-918-924ENVIRONMENTAL HYGIENEГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫHygienic assessment of the trace elements content in crop production in an industrially developed regionГигиеническая оценка содержания микроэлементов в растениеводческой продукции промышленно развитого регионаhttps://orcid.org/0000-0002-0421-4802DaukaevRustem A.ДаукаевРустем Аскарович
Russian Federation

MD, Ph.D, head of Chemical analysis Department of the Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Ufa, 450106, Russian Federation.

e-mail: ufa.lab@yandex.ru

Кандидат биол. наук, зав. химико-аналитическим отделом ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека» Роспотребнадзора, 450106, Уфа.

e-mail: ufa.lab@yandex.ru

ufa.lab@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9754-4685LarionovaTatyana K.ЛарионоваТ. К.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-6593-2704BakirovAhat B.БакировА. Б.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-1917-8998StepanovEvgeny G.СтепановЕ. Г.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-0037-6791FazlievaAnna S.ФазлыеваА. С.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-5455-6472UsmanovaElza N.УсмановаЭ. Н.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-0838-3598AllayarovaGuzel R.АллаяроваГ. Р.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-0445-9057AfonkinaSvetlana R.АфонькинаС. Р.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-7682-2703ZelenkovskayaEvgeniya E.ЗеленковскаяЕ. Е.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-2377-3471AdievaGyuzeliya F.АдиеваГ. Ф.
Russian Federation
Ufa Research Institute of Occupational Health and Human EcologyФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»Office of the Federal Service for Oversight of Consumer Protection and Welfare in the Republic of Bashkortostanправление Роспотребнадзора по Республике БашкортостанUfa State Petroleum Technological UniversityФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»2009202099991892429102024Copyright ©; 2024, Daukaev R.A., Larionova T.K., Bakirov A.B., Stepanov E.G., Fazlieva A.S., Usmanova E.N., Allayarova G.R., Afonkina S.R., Zelenkovskaya E.E., Adieva G.F.Copyright ©; 2024, Даукаев Р.А., Ларионова Т.К., Бакиров А.Б., Степанов Е.Г., Фазлыева А.С., Усманова Э.Н., Аллаярова Г.Р., Афонькина С.Р., Зеленковская Е.Е., Адиева Г.Ф.2024Daukaev R.A., Larionova T.K., Bakirov A.B., Stepanov E.G., Fazlieva A.S., Usmanova E.N., Allayarova G.R., Afonkina S.R., Zelenkovskaya E.E., Adieva G.F.Даукаев Р.А., Ларионова Т.К., Бакиров А.Б., Степанов Е.Г., Фазлыева А.С., Усманова Э.Н., Аллаярова Г.Р., Афонькина С.Р., Зеленковская Е.Е., Адиева Г.Ф.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/640256

Introduction. Agricultural crops grown on garden plots are mainly used for personal consumption, are not subject to safety control, and therefore, the chemical composition of the produced crop products may significantly affect the accumulation or deficiency of chemical elements in the human body.

Material and methods. To assess the chemical composition of the main products of plant origin produced in the regions of the Republic of Bashkortostan with different economic specialization, the content of 9 trace elements in carrots, table beets and potatoes was determined by atomic absorption spectrometry (n = 353). Using the total coefficient of anthropogenic load (Ka.n. = ∑Ci /PDUi ), the territory of the Republic was ranked according to the degree of contamination of vegetable crops with toxic elements (lead, cadmium). The influence of trace elements contained in crop products on the health of the region’s population was studied using the risk assessment method.

Results. Vegetables with a high content of cadmium (10.8% of the analyzed samples) occupy the largest share in the total volume of crop production that does not meet hygiene standards. When ranking the territory of the Republic on the basis of health risk assessment and the degree of contamination of vegetable crops with toxic elements, territories with a developed mining and petrochemical industry were found to be most unfavorable zones.

Conclusion. The content of chemical elements in vegetable crops produced on household plots varies in a wide range, depending on the type of plant products and the place of growth. The lack of standards for the permissible content of certain trace elements in food raw materials and food products, which are priority pollutants in a number of regions, and safety control of products produced in private farms increase the risk of consumption of contaminated products by the population.

Введение. Выращиваемые на садово-огородных участках сельскохозяйственные культуры используются преимущественно для личного потребления, не подвержены контролю безопасности, в связи с чем возможно значительное влияние химического состава произведённой растениеводческой продукции на накопление либо дефицит химических элементов в организме человека.

Материал и методы. С целью оценки химического состава основных продуктов растительного происхождения, произведённых в районах Республики Башкортостан с различной экономической специализацией, методом атомно-абсорбционной спектрометрии определено содержание 9 микроэлементов в моркови, свёкле столовой и картофеле (n = 353). С использованием суммарного коэффициента антропогенной нагрузки (Ка.н. = ∑Ci /ПДУi ) проведено ранжирование территории республики по степени загрязнённости овощных культур токсичными элементами (свинец, кадмий). С применением методики оценки риска изучено влияние микроэлементов, содержащихся в растениеводческой продукции, на здоровье населения региона.

Результаты. Наибольший удельный вес в общем объёме исследованной растениеводческой продукции, не соответствующей гигиеническим нормативам, занимают овощи с повышенным содержанием кадмия (10,8% проанализированных проб). При ранжировании территории республики на основе оценки риска здоровью и по степени загрязнённости овощных культур токсичными элементами установлено, что наиболее неблагоприятными зонами являются территории с развитой горнорудной и нефтехимической промышленностью.

Заключение. Содержание химических элементов в овощных культурах, произведённых на приусадебных участках, колеблется в широком диапазоне в зависимости от вида растительной продукции и места произрастания. Отсутствие нормативов по допустимому содержанию в продовольственном сырье и пищевых продуктах отдельных микроэлементов, являющихся в ряде регионов приоритетными загрязнителями, и контроля безопасности продукции, производимой в частных хозяйствах, увеличивает риск употребления населением контаминированной продукции.

food productsmicroelementshygienic assessmenthealth riskпищевые продуктымикроэлементыгигиеническая оценкариск здоровьюKhasanova R.F., Suyundukov Ya.T., Semenova I.N., Rafikova Yu.S., Seregina Yu.Yu. The environmental danger of pollution of soils of urban territories of the mining region. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2019; 98(12): 1370–5. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-12-1370-1375 (in Russ.)Хасанова Р.Ф., Суюндуков Я.Т., Семенова И.Н., Рафикова Ю.С., Серегина Ю.Ю. Экологическая опасность загрязнения почв урбанизированных территорий горнорудного региона. Гигиена и санитария. 2019; 98(12): 1370-5. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-12-1370-1375Rakhmanin Yu.A., Sinitsyna O.O. Status and actualization of tasks to improve the scientific-methodological and regulatory frameworks in the field of human ecology and environmental hygiene. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2013; 92(5): 4–10. (in Russ.)Рахманин Ю.А., Синицына О.О. Состояние и актуализация задач по совершенствованию научно-методологических и нормативно-правовых основ в области экологии человека и гигиены окружающей среды. Гигиена и санитария. 2013; 92(5): 4-10.Lisina N.L. Current state and problems of the environment in cities. Vestnik Kemerovskogo gosudarstvennogo universiteta. 2015; (4-2): 242–6. (in Russ.)Лисина Н.Л. Современное состояние и проблемы окружающей среды в городах. Вестник Кемеровского государственного университета. 2015; (4-2): 242-6.Golikov R.A., Surzhikov D.V., Kislitsyna V.V., Shtayger V.A. Impact of environmental pollution on public health (literature review). Nauchnoe obozrenie. Meditsinskie nauki. 2017; 5: 20–31. (in Russ.)Голиков Р.А., Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Штайгер В.А. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье населения (обзор литературы). Научное обозрение. Медицинские науки. 2017; 5: 20-31.Belousova A.P., Rudenko E.E., Minyaeva Yu.V. Methodology for assessing the total anthropogenic load on the environment in the Chernobyl footprint zone. Voda i ekologiya: problemy i resheniya. 2019; (2): 59–67. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.59-67 (in Russ.)Белоусова А.П., Руденко Е.Э., Миняева Ю.В. Методика оценки суммарной техногенной нагрузки на окружающую среду в зоне Чернобыльского следа. Вода и экология: проблемы и решения. 2019; (2): 59-67. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.59-67Manakhov D.V., Lipatov D.N., Shcheglov A.I. Spatial distribution of heavy metals and radiocesium in spruce forest soil under conditions of regional pollution. Ekologiya. 2018; (4): 282–90. https://doi.org/10.7868/S0367059718040054 (in Russ.)Манахов Д.В., Липатов Д.Н., Щеглов А.И. Пространственное распределение тяжёлых металлов и радиоцезия в почве ельника в условиях регионального загрязнения. Экология. 2018; (4): 282-90. https://doi.org/10.7868/S0367059718040054Zhang Y., Hou D., O’Connor D., Shen Z., Shi P., Ok Y.S., et al. Lead contamination in Chine sesur face soils: Source identification, spatial-temporal distribution and associated health risks. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019; 15(49): 1386–423. https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1571354Zhang Y., Hou D., O’Connor D., Shen Z., Shi P., Ok Y.S., et al. Lead contamination in Chine sesur face soils: Source identification, spatial-temporal distribution and associated health risks. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 2019; 15(49): 1386-423. https://doi.org/10.1080/10643389.2019.1571354Xiao X., Zhang J., Wang H., Han X., Ma J., Ma Y., et al. Distribution and health risk assessment of potentially toxic elements in soils around coal industrial areas: A global meta-analysis. Sci. Total Environ. 2020; 713: 135292. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135292Osipova N.A., Yazikov E.G., Yankovich E.P. Heavy metals in soil and vegetables as a risk factor for health of consumers. Fundamental’nye issledovaniya. 2013; (8-3): 681–6. (in Russ.)Осипова Н.А., Язиков Е.Г., Янкович Е.П. Тяжёлые металлы в почве и овощах как фактор риска для здоровья человека. Фундаментальные исследования. 2013; (8-3): 681-6.Sul’dina T.I. The content of heavy metals in food and their impact on the body. Ratsional’noe pitanie, pishchevye dobavki i biostimulyatory. 2016; (1): 136–40. (in Russ.)Сульдина Т.И. Содержание тяжёлых металлов в продуктах питания и их влияние на организм. Рациональное питание, пищевые добавки и биостимуляторы. 2016; (1): 136-40.Khotimchenko S.A., Bessonov V.V., Bagryantseva O.V., Gmoshinskiy I.V. Safety of food products: new problems and ways of solution. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2015; (4): 7–14. (in Russ.)Хотимченко С.А., Бессонов В.В., Багрянцева О.В., Гмошинский И.В. Безопасность пищевой продукции: новые проблемы и пути решений. Медицина труда и экология человека. 2015; (4): 7-14.Shur P.Z., Zaytseva N.V. Health risk assessment when giving grounds for hygienic criteria of food products safety. Analiz riska zdorov’yu. 2018; (4): 43–56. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.4.05 (in Russ.)Шур П.З., Зайцева Н.В. Оценка риска здоровью при обосновании гигиенических критериев безопасности пищевых продуктов. Анализ риска здоровью. 2018; (4): 43-56. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.4.05Titov A.F., Kaznina N.M., Talanova V.V. Heavy Metals and Plants [Tyazhelye metally i rasteniya]. Petrozavodsk; 2014. (in Russia)Титов А.Ф., Казнина Н.М., Таланова В.В. Тяжёлые металлы и растения. Петрозаводск; 2014.Pishchik V.N., Vorob’ev N.I., Provorov N.A., Khomyakov Yu.V. Plant adaptation mechanisms to heavy metals. Agrofizika. 2015; (2): 38–49. (in Russ.)Пищик В.Н., Воробьев Н.И., Проворов Н.А., Хомяков Ю.В. Механизмы адаптации растений к тяжёлым металлам. Агрофизика. 2015; (2): 38-49.Trots N.M., Prokhorova N.V., Trots V.B., Akhmatov D.A., Chernyakova G.I., Gorshkova O.V., et al. Heavy Metals in Agricultural Landscapes of the Samara Region [Tyazhelye metally v agrolandshaftakh Samarskoy oblasti]. Kinel’; 2018. (in Russ.)Троц Н.М., Прохорова Н.В., Троц В.Б., Ахматов Д.А., Чернякова Г.И., Горшкова О.В. и соавт. Тяжёлые металлы в агроландшафтах Самарской области. Кинель; 2018.Tinkov A.A., Filippini T., Ajsuvakova O.P., Aaseth J., Gluhcheva Y.G., Ivanova J.M., et al. The role of cadmium in obesity and diabetes. Sci. Total Environ. 2017; 601-602: 741–55. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.224Tinkov A.A., Filippini T., Ajsuvakova O.P., Aaseth J., Gluhcheva Y.G., Ivanova J.M., et al. The role of cadmium in obesity and diabetes. Sci. Total Environ. 2017; 601-602: 741-55. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.224Ivanova S.V., Ryabchikova I.A. Environmental risks to human health when consuming vegetables grown in the aluminum production zone. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost’. 2019; 4(4): 495–503. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-495-503 (in Russ.)Иванова С.В., Рябчикова И.А. Экологические риски для здоровья населения при употреблении овощей, выращенных в зоне влияния алюминиевого производства. ХХI век. Техносферная безопасность. 2019; 4(4): 495-503. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-4-495-503Frolova O.A., Karpova M.V., Makhmutova I.P., Musin R.A. Monitoring and assessment contamination of toxic elements food in Tatarstan. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2014; 93(6): 72–5. (in Russ.)Фролова О.А., Карпова М.В., Махмутова И.П., Мусин Р.А. Мониторинг и оценка контаминации токсичными элементами пищевых продуктов на территории Республики Татарстан. Гигиена и санитария. 2014; 93(6): 72-5.Baboshkina S.V., Puzanov A.V., Gorbachev I.V. Priority elements-pollutants (Zn, Pb, Cd, Al) in garden soils and vegetables of household plots in the cities of Barnaul, Biysk, and Gornyak. Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2009; (10): 46–50. (in Russ.)Бабошкина С.В., Пузанов А.В., Горбачев И.В. Приоритетные элементы-загрязнители (Zn, Pb, Cd, Al) в огородных почвах и овощах приусадебных участков городов Барнаула, Бийска, Горняка. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2009; (10): 46-50.Lyzhina A.V., Buzinov R.V., Unguryanu T.N., Gudkov A.B. Chemical contamination of food and its impact on population health in Arkhangelsk region. Ekologiya cheloveka. 2012; (12): 3–8. (in Russ.)Лыжина А.В., Бузинов Р.В., Унгуряну Т.Н., Гудков А.Б. Химическое загрязнение продуктов питания и его влияние на здоровье населения Архангельской области. Экология человека. 2012; (12): 3-8.Kiku P.F., Anan’ev V.Yu., Kislitsyna L.V., Moreva V.G., Kondrat’ev K.V., Sabirova K.M., et al. The risk of impact on the health of the population of Primorye territory contaminant chemical in food. Ekologiya cheloveka. 2017; (11): 18–22. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-11-18-22 (in Russ.)Кику П.Ф., Ананьев В.Ю., Кислицына Л.В., Морева В.Г., Кондратьев К.В., Сабирова К.М. и соавт. Риск воздействия на здоровье населения Приморского края химических контаминантов в продуктах питания. Экология человека. 2017; (11): 18-22. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2017-11-18-22Kostenko E.A., Lysenko I.O. Assessment of environmental risk when eating vegetable crops grown in the agricultural zone of Stavropol. Vestnik APK Stavropol’ya. 2015; (2): 225–9. (in Russ.)Костенко Е.А., Лысенко И.О. Оценка экологического риска при употреблении в пищу овощных культур, выращенных в сельскохозяйственной зоне г. Ставрополя. Вестник АПК Ставрополья. 2015; (2): 225-9.Skal’nyy A.V., Sal’nikova E.V., Kvan O.V., Sizentsov A.N., Sal’nikov I.A. Examine the relationship of zinc bioaccumulation in food and human organism in the Orenburg region. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2016; (10): 79–81. (in Russ.)Скальный А.В., Сальникова Е.В., Кван О.В., Сизенцов А.Н., Сальников И.А. Изучение взаимосвязи биоаккумуляции цинка в продуктах питания и организме человека на территории Оренбургской области. Вестник Оренбургского государственного университета. 2016; (10): 79-81.Belan L.N., Amirova Z.K., Valiullina A.U., Shamsutdinova L.R., Khakimova A.A. Heavy metals in soils of industrial, recreational and residential areas in Ufa city. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2015; 17(6): 169–73. (in Russ.)Белан Л.Н., Амирова З.К., Валиуллина А.У., Шамсутдинова Л.Р., Хакимова А.А. Тяжёлые металлы в почве индустриального, рекреационного и селитебного назначения в городе Уфе. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015; 17(6): 169-73.Kuramshin E.M., Kuramshina N.G., Nurtdinova E.E., Imashev U.B. Geochemical assessment of heavy metal pollution urban soils of Bashkortostan. Bashkirskiy khimicheskiy zhurnal. 2015; 22(2): 74–9. (in Russ.)Курамшин Э.М., Курамшина Н.Г., Нуртдинова Э.Э., Имашев У.Б. Геохимическая оценка загрязнения тяжёлыми металлами городских почв Башкортостана. Башкирский химический журнал. 2015; 22(2): 74-9.State report «Оn the state and use of land in the Republic of Bashkortostan in 2019». Ufa; 2020. (in Russ.)Государственный доклад «О состоянии и использовании земель в Республике Башкортостан в 2019 году». Уфа; 2020.Republic of Bashkortostan: Statistical Reference book. Ufa; 2019. (in Russ.)Республика Башкортостан: Статистический справочник. Уфа; 2019.Larionova T.K., Takaev R.M., Fasikov R.M. Comparative analysis of chemical elements content in biological environments of urban and rural population of the Republic of Bashkortostan. In: Proceedings of the Conference «Human Ecology, Hygiene and Environmental Medicine at the Turn of the Century: State and Prospects» [Materialy konferentsii «Ekologiya cheloveka, gigiena i meditsina okruzhayushchey sredy na rubezhe vekov: sostoyanie i perspektivy»]. Moscow; 2006: 98–102. (in Russ.)Ларионова Т.К., Такаев Р.М., Фасиков Р.М. Сравнительный анализ содержания химических элементов в биологических средах городского и сельского населения Республики Башкортостан. В кн.: Материалы конференции «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы». М.; 2006: 98-102.Skal’nyy A.V. Chemical Elements in Human Physiology and Ecology [Khimicheskie elementy v fiziologii i ekologii cheloveka]. Мoscow; 2004. (in Russ.)Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. М.; 2004.