Element content in human hair of residents from Simferopol city

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

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.

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

  1. Kist AA, Zhuk LI. Human hair composition and the problems of global ecology. Tashkent: Institute of Nuclear Physics of the Uzbek Academy of Sciences, 1991.
  2. 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.2019.05.009
  3. Koval’skii VV, Koval’skii YuV. Problems of biogeochemistry of microelements and geochemical ecology. Moscow: Rossel’khozakademiya, 2009. (In Russ).
  4. 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: 10.33396/1728-0869-2021-2-13-19
  5. Skalny 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-x
  6. Skalny 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.2015.05.004
  7. The 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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/20199802001
  11. Troshina 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/ket12700
  12. Evstafeva 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: 10.47470/0016-9900-2021-100-2-147-153
  13. Krasowski GN, Rakchmanin YuA. Essay on developmental toxicology. Trachtenberg IM, editor. Kiev: Avicenna; 2006. 316 p. (In Russ).
  14. 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.
  15. Ryabukhin YS. Activation analysis of hair as an indicator of contamination of man by environmental trace element pollutants. Vienna, IAEA; 1978.
  16. Skalny AV, Rudakov IA. Bioelements in medicine. Moscow: ONIKS 21 vek; 2004. (In Russ).
  17. 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).
  18. National research council (US) committee on the toxicological effects of methylmercury. Toxicological effects of methylmercury. Washington (DC): National Academy of Sciences; 2000. 344 p.
  19. Rebrov VG, Gromova OA. Vitamins, macro- and microelements. Moscow: GEOTAR-Media; 2008. (In Russ).
  20. 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).
  21. Saet YuE, Revich BA, Yanin EP, et al. Geochemistry of the environment. Moscow: Nedra; 1990. (In Russ).
  22. 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).
  23. Voytkevich GV, Miroshnikov AE, Povarennykh AS, Prokhorov VG. Geochemistry Quick Guide. Moscow: Nedra, 1977. 184 p. (In Russ).
  24. Vainikka P, Hupa M. Review on bromine in solid fuels. Part 1: Natural occurrence. Fuel. 2012;95:1–14. doi: 10.1016/j.fuel.2011.11.068
  25. Chojnacka 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.2005.11.006
  26. 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/s12011-017-0987-1
  27. Ivanyutin 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).
  28. 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).
  29. 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).
  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: 10.18412/1816-0395-2018-12-56-62
  31. Boyarinceva 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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The occurrence of deviations from the references based on the results of the hair element analysis in residents of Simferopol (n=80); numbers above and under the columns — the absolute number of cases.

Download (84KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Correlations between the hair chemical elements content in the Simferopol residents (n=80) (rS — Spearman’s rank correlation coefficient, p <0.05; critical value rS=0.22).

Download (96KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Evstafeva E.V., Bogdanova A.M., Tymchenko S.L., Baranovskaya N.V., Yusupov D.V., Evstafeva I.A., Makarova A.S.

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».