Scientific rationale for the indicators of biological urine monitoring in adolescents in Kazan City

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Biomonitoring is crucial for assessing the level of pollution in a population, identifying risks and studying the impact of changes in technology. Knowledge of the reference values of trace elements in biological material is critical in comparing exposed with non-exposed groups and accurate. The control values of trace elements are crucial for ensuring public health and occupational safety.

AIM: To study and analyze concentrations of priority chemical pollutants in the urine of adolescents aged 14–17 years in three zones in Kazan City and determine reference values for this age group.

MATERIALS AND METHODS: The concentration of elements in urine of 276 adolescents aged 14–17 years was measured by inductively coupled plasma mass spectrometry.

RESULTS: The upper 95 percentiles and their confidence intervals (RV95) were determined, which established the upper limit of the current background exposure to adolescents for 12 biomarkers, interpreted as “conditional” reference values for this age group. The following reference values for adolescents in Kazan City were obtained: Al, 12.80 µg/L; Cr, 1.02 µg/L; Mn, 3.53 µg/L; Hg, 0.65 µg/L; Cu, 110.91 µg/L, and Ni, 8.72 µg/L. In adolescents, the highest level of exceedance over background values was observed in zones 1 and 2 (Kirovsky and Privolzhsky Districts): Al exceeded by 1.4 times, Cr by 1.3 times in zone 1 (Kirovsky District), Mn by 1.5 times, Hg by 1.3 times, and Cu by 1.14 times in zone 2 (Privolzhsky district).The results are of interest for further analysis and identification of interrelations in the territory of the Republic of Tatarstan, Russia, where exposure levels may vary between regions or separate subgroups living in the same territory.

CONCLUSION: Research in the field of biomonitoring in Kazan established the levels of exposure to toxic elements among the studied population and provided means for comparing exposure for further research by population groups by age, sex, and ethnicity. Moreover, biomonitoring results can be used to determine research priorities, measure exposure trends over time, and verify effectiveness of individual measures to combat pollution and other measures in the field of the environment and public health. The study presents modern technologies for assessing exposure to chemical pollutants using human biomonitoring methods and demonstrates its advantages.

About the authors

Daniia Z. Gizatullina

Kazan (Volga Region) Federal University

Author for correspondence.
Email: dzgizatullina@stud.kpfu.ru
ORCID iD: 0009-0006-4698-7738
SPIN-code: 9673-4824
Russian Federation, Kazan

Daniar R. Akberov

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: adanik2007@yandex.ru.com
ORCID iD: 0009-0007-5756-9491
Russian Federation, Kazan

Tansu I. Gazieva

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: tansu8888@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-8026-5173
Russian Federation, Kazan

Emiliya R. Valeeva

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: ERValeeva@kpfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8683-6241
SPIN-code: 3040-2258

MD, Dr. Sci. (Medicine), associate professor

Russian Federation, Kazan

Natalya V. Stepanova

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: NaVStepanova@kpfu.ru
ORCID iD: 0000-0002-2889-3109
SPIN-code: 3531-0262

MD, Dr. Sci. (Medicine), associate professor

Russian Federation, Kazan

References

  1. Fuller R, Rahona E, Fisher S, et al. Pollution and non-communicable disease: time to end the neglect. Lancet Planet Health. 2018;2(3):e96–e98. doi: 10.1016/S2542-5196(18)30020-2
  2. Suk WA, Ahanchian H, Asante KA, et al. Environmental pollution: an under-recognized threat to children’s health, especially in low- and middle-income countries. Environ Health Perspect. 2016;124(3): A41–A45. doi: 10.1289/ehp.1510517
  3. https://www.who.int/ [Internet]. Parma Declaration on Environment and Health, Parma, Italy, 10–12 March 2010 [cited: 2024 Feb 1]. Available from: https://www.who.int/europe/publications/i/item/EUR-55934-5-1-Rev-2
  4. Ananchenko IV, Baburina NA, Bannova KA, Demicheva VV, et al. Factors and effective mechanisms for sustainable development. Penza: Nauka i Prosveshhenie (IP Guljaev G.Ju.); 2020. 148 p. (In Russ). EDN: PKIFGF
  5. Skal’nyj AV, Bykov AT, Serebrjanskij EP, Skal’naja MG. Medical and ecological assessment of the risk of hypermicroelementosis in metropolitan population. Orenburg: Orenburg State University; 2003. 146 p. (In Russ). EDN: QBOLFR
  6. Casarett LJ, Klaassen CD, Amdur MO, Doull J. Casarett and Doull’s toxicology: the basic science of poisons. New York: McGraw-Hill, Health Professions Division; 1996.
  7. Vogel N, Conrad A, Apel P, et al. Human biomonitoring reference values: differences and similarities between approaches for identifying unusually high exposure of pollutants in humans. Int J Hyg Environ Health. 2019;222(1):30–33. doi: 10.1016/j.ijheh.2018.08.002
  8. Saravanabhavan G, Werry K, Walker M, et al. Human biomonitoring reference values for metals and trace elements in blood and urine derived from the Canadian Health Measures Survey 2007–2013. Int J Hyg Environ Health. 2017;220(2 Pt A):189–200. doi: 10.1016/j.ijheh.2016.10.006
  9. Ganzleben C, Antignac JP, Barouki R, et al. Human biomonitoring as a tool to support chemicals regulation in the European Union. Int J Hyg Environ Health. 2017;220(2 Pt A):94–97. doi: 10.1016/j.ijheh.2017.01.007
  10. Valeeva E, Stepanova N, Maludze G. Indicator groups of diseases and trends in the formation of the medical and demographic potential of adolescent health. European Journal of Clinical Investigation. 2021;51:73–75. doi: 10.1111/eci.13567.
  11. Valeeva ER, Ismagilova GA, Stepanova NV, et al. Non-carcinogenic risk in the multidedient receipt of chemicals for the health of the adolescent and adults population under the conditions of the megapolis. European Journal of Clinical Investigation. 2020;50:49–55. doi: 10.18006/2020.8(Spl-2-AABAS).S354.S360
  12. https://www.atsdr.cdc.gov/ [Internet]. Substance Priority List. ATSDR [cited: 2024 Feb 1]. Available from: https://www.atsdr.cdc.gov/spl/index.html
  13. Kozima ET, Souza ABF, Castro TF, et al. Aluminum hydroxide nebulization-induced redox imbalance and acute lung inflammation in mice. Exp Lung Res. 2020;46(3-4):64–74. doi: 10.1080/01902148.2020.1728595
  14. Goodman JE, Prueitt RL, Thakali S, Oller AR. The nickel ion bioavailability model of the carcinogenic potential of nickel-containing substances in the lung. Crit Rev Toxicol. 2011;41(2):142–174. doi: 10.3109/10408444.2010.531460
  15. Hernández-Bonilla D, Escamilla-Núñez C, Mergler D, et al. Effects of manganese exposure on visuoperception and visual memory in schoolchildren. Neurotoxicology. 2016;57:230–240. doi: 10.1016/j.neuro.2016.10.006
  16. Caserta D, Graziano A, Monte GL, et al. Heavy metals and placental fetal-maternal barrier: a mini-review on the major concerns. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013;17(16):2198–2206.
  17. Schug TT, Blawas AM, Gray K, et al. Elucidating the links between endocrine disruptors and neurodevelopment. Endocrinology. 2015;156(6):1941–1951. doi: 10.1210/en.2014-1734
  18. Fomina SF, Stepanova NV. Regional assessment of the impact of mercury on the child population health. Trace Elements in Medicine (Moscow). 2018;19(4):31–35. EDN: YDUUBW doi: 10.19112/2413-6174-2018-19-4-31-35
  19. De Olivera JV, Boufleur LA, Dos Santos CE, et al. Occupational genotoxicity among copper smelters. Toxicol Ind Health. 2012; 28(9):789–795. doi: 10.1177/0748233711422735
  20. Wu J, Xu J, Zhao M, et al. Threshold effect of urinary chromium on kidney function biomarkers: evidence from a repeated-measures study. Ecotoxicol Environ Saf. doi: 10.1016/j.ecoenv.2023.115139

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».