Mercury content in the wool of domestic animals in Cherepovets

Cover Page

Cite item

Abstract

Mercury (Hg) and its compounds are considered as one of the ten major dangerous groups of chemicals. The content of mercury in the coat was 136 cats and 113 dogs in the territory of the Vologda Region in Cherepovets. The total mercury concentration in the wool samples was measured on a mercury analyzer RA-915 +. The values of the mercury index in cats range from less than 0,001 mg / kg to 13,00 mg / kg, in dogs from less than 0,001 mg / kg to 1,858 mg / kg. Statistical difference in the content of mercury in wool between cats and dogs was revealed. The Hg content in cats is 3,5 times higher than the dogs have. Comparison analysis showed the concentration of mercury in the wool of cats and dogs have no statistically significant differences. The authors noted that cats had 4 times more mercury who ate fish. The average content of Hg in the wool of dogs is slightly different for those who ate fish.

Full Text

Введение

Ртуть (Hg) – это природный элемент, который можно обнаружить в воде, воздухе и почве. Природными источниками поступления ртути в биосферу является извержение вулканов, а также деградация горных и осадочных слоев. Стоит отметить, что сжигание угля для получения отопления и электроэнергии, использование мусоросжигательных установок, добыча золота, ртути и других металлов являются техногенными источниками высвобождения ртути в экосистему [1].

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рассматривает ртуть и ее соединения в качестве одной из десяти основных групп химических веществ, которая представляет значительную проблему вследствие ее переноса в атмосфере на большие расстояния. Данный металл обладает стойкостью в окружающей среде. Более токсичными формами ртути для живых организмов являются ее органические соединения, в частности метилртуть. После попадания из атмосферы в гидросферу, под влиянием метилирующих бактерий, неорганические формы Hg преобразуются в органические, которые способны передаваться по пищевой цепи [2]. При этом максимальные концентрации ртути отмечаются у представителей высших трофических групп [3].

В окрестностях города Череповца расположены промышленные предприятия, которые в ходе производственного процесса сжигают значительное количество природных углеводородов и являются антропогенными факторами поступления ртути в экосистему. За последние десятилетия в Рыбинском водохранилище г. Череповца нередко регистрировалась рыба с повышенным содержанием Hg в мышцах [4; 5]. Помимо этого, в городе Череповце и в Вологодской области на протяжении нескольких лет производятся исследования по определению ртути в тканях и органах диких мелких и хищных млекопитающих, а также в волосах людей [6; 7]. Исследования по определению концентраций ртути в шерсти домашних животных отсутствуют.

Признано, что тяжелые металлы могут оказывать определенное влияние на контроль биологических функций, влияя на гормональные системы и рост различных тканей тел [8]. На сегодняшний день не вызывает сомнений факт негативного влияния ртути на животных, в том числе и на здоровье человека [9; 10].

Материалы и методы

Сбор материала осуществлялся в 2017 году в г. Череповец Вологодской области. Образцы шерсти собирали с помощью ножниц после согласия хозяев домашних животных и хранили в полиэтиленовых пакетах. Материал был собран у 249 домашних животных, среди которых 136 кошек (69 самцов и 67 самок) в возрасте от 0,5 до 17 лет и 113 собак (52 самца и 61 самка) в возрасте от 0,5 до 14 лет. Владельцами была заполнена анкета, в которой они указывали: вид животного, пол, рацион питания, употребление рыбы питомцами (без уточнения вида и происхождения рыбы).

Для определения общей концентрации ртути в пробах шерсти домашних животных использовали ртутный анализатор РА-915+ с приставкой ПИРО, с помощью атомно-абсорбционного метода. Биологический материал измеряли на приборе без предварительной пробоподготовки. Для контроля точности аналитического метода измерения систематически проверяли сертифицированными биологическими материалами DORM-4 (мышцы рыбы) и DOLT-5 (печень рыбы) (Национальный исследовательский институт, Оттава, Канада).

Статистический анализ данных проводили с помощью программы STATISTICA. В первую очередь, проверяли общую выборку на нормальность, используя тесты Шапиро-Вилкоксона и Колмогорова-Смирнова. В ходе анализа определили, что выборка распределена не нормально. Таким образом, для установления статистически значимых различий используем непараметрические методы, а именно медианный тест – Kruskal – Wallis test при уровне значимости (p) меньше 0,05.

Результаты и их обсуждение

При определении содержания ртути в шерсти домашних животных среднее содержание данного металла в пробах у собак составляет – 0,144 ± 0,024 мг/кг и варьирует в пределах от 0,001 до 1,858 мг/кг (рис. 1, табл. 1).

По результатам данного исследования содержание ртути в шерсти собак сопоставимо с данными, полученными исследователями из Португалии [11]. Но концентрации ртути в регионах Хонам (0,01 мг/кг) и Чхунчхон-Намдо (0,08 мг/кг) Южной Кореи в несколько раз меньше полученных результатов. При этом в других регионах Южной Кореи (Сеул – 0,20 мг/кг, Йоннам – 0,47 мг/кг) содержание ртути в несколько раз выше [12].

Содержание ртути в шерсти кошек варьирует в пределах от 0,001 до 13,0 мг/кг. Среднее значение ртути в пробах – 0,520 ± 0,125 мг/кг (рис. 1, табл. 1). Отметим, что средние показатели уровня ртути в шерсти кошек значительно ниже, по сравнению с кошками из Японии [13].

Установлены статистически значимые различия по содержанию ртути между собаками и кошками. Среднее значение концентраций ртути в шерсти домашних кошек в 3,5 раза выше, чем у собак (табл. 1).

 

Рисунок 1 – Содержание ртути в шерсти домашних животных города Череповца

 

Достоверные различия по содержанию ртути между кошками и собаками также были получены исследователями из центральной Японии, которые установили, что концентрация ртути в шерсти кошек в 7 раз больше, чем в шерсти собак [13]. Это объясняется тем, что кошки употребляют большее количество рыбы в отличие от собак.

 

Таблица 1 – Сравнение содержания ртути в шерсти домашних животных г. Череповца

Параметры

Кошки

Собаки

Общее содержание Hg

0,520±0,125ᵇ

0,001–13,00(136)

0,144±0,024ᵃ

0,001–1,858(113)

Примечание. Над чертой: среднее значение Hg ± ошибка среднего; под чертой: минимальное значение Hg – максимальное значение Hg (количество проб); a, b – значения с разными буквенными надстрочными индексами статистически значимо различаются между видами домашних животных (в столбцах), при p ≤ 0,05 (Kruskal – Wallis test).

 

При сравнении концентраций ртути в шерсти собак по полу не было установлено статистически значимых различий. Среднее содержание металла в шерсти у самцов составляет – 0,13 ± 0,025 мг/кг, у самок – 0,156 ± 0,038 мг/кг (рис. 2, табл. 2).

 

Рисунок 2 – Содержание ртути в шерсти самцов и самок домашних собак

 

Также статистически значимых различий по содержанию ртути в шерсти кошек от пола не установлено. У самцов – 0,691 мг/кг, у самок – 0,344 мг/кг среднее содержание ртути в шерсти (рис. 3, табл. 2).

 

Рисунок 3 – Содержание ртути в шерсти самцов и самок домашних кошек

 

Таблица 2 – Сравнение содержания ртути в шерсти у кошек и собак по полу

Параметры

Кошки

Собаки

0,344±0,077ᵃ

0,012–3,584(67)

0,156±0,038ᵃ

0,004–1,858(61)

0,691±0,234ᵃ

0,001–13,00(69)

0,130±0,025ᵃ

0,001–1,011(52)

Примечание. Над чертой: среднее значение Hg ± ошибка среднего; под чертой: минимальное значение Hg – максимальное значение Hg (количество проб); a – значения с одинаковыми буквенными надстрочными индексами статистически значимых различий не обнаружено между самцами и самками (Kruskal – Wallis test).

 

Данные результаты сопоставимы с установленными ранее исследованиями, полученными для кошек (самцы 7,40 ± 2,93 мг/кг, самки 7,45 ± 1,28 мг/кг) и собак (самцы 0,99 ± 0,23 мг/кг, самки 0,66 ± 0,10 мг/кг) в центральной Японии, где половые различия не были обнаружены при определении концентрации ртути в шерсти животных [13].

При сравнении концентраций ртути у домашних животных по наличию рыбы в рационе питания (без уточнения вида и происхождения рыбы) статистически значимых различий не было обнаружено. У собак, в рационе которых присутствовала рыба, среднее значение ртути составляет 0,099 мг/кг, при этом среднее содержание ртути в шерсти собак, в рационе питания которых рыба отсутствовала, установлено – 0,156 мг/кг (рис. 4, табл. 3).

При сравнении концентрации ртути в образцах шерсти кошек по наличию или отсутствию рыбы в рационе питания были установлены достоверные различия. В шерсти кошек, у которых в рационе питания преобладает рыба, среднее содержание данного металла составляет 0,982 мг/кг, что в 4 раза выше, чем у кошек, в питании которых рыба отсутствует (рис. 5, табл. 3).

 

Рисунок 4 – Содержание ртути в шерсти собак, в зависимости от употребления в пищу рыбы

 

Рисунок 5 – Содержание ртути в шерсти кошек, в зависимости от употребления в пищу рыбы

 

Таблица 3 – Сравнение содержания ртути у кошек и собак по наличию рыбы в рационе питания

Параметры

Кошки

Собаки

Рыба в рационе питания присутствует

0,982±0,063

0,001–13,00(51)

0,099±0,024ᵃ

0,008–0,495(22)

Рыба в рационе питания отсутствует

0,251±0,063ᵃ

0,001–3,584(81)

0,156±0,029ᵃ

0,001–1,858(89)

Примечание. Над чертой: среднее значение Hg ± ошибка среднего; под чертой: минимальное значение Hg – максимальное значение Hg (количество проб); a, b – значения с разными буквенными надстрочными индексами статистически значимо различаются в зависимости от наличия рыбы в рационе питания (в строках), при p ≤ 0,05 (Kruskal – Wallis test).

 

Полученные результаты сопоставимы с ранее проведенными исследованиями в Токио, где отмечено, что у кошек, которые употребляют большое количество рыбных продуктов, были обнаружены более высокие уровни концентрации Hg в шерсти [14].

При сравнении концентрации ртути в образцах шерсти собак по наличию или отсутствию рыбы в рационе питания было выявлено, что среднее содержание Hg в шерсти животных, употреблявших рыбу, незначительно отличается от содержания Hg в шерсти собак, которые рыбу не употребляли (табл. 3).

Выводы

  1. Установлены статистически значимые различия по содержанию ртути между собаками и кошками. Среднее значение концентраций ртути в шерсти домашних кошек в 3,5 раза выше, чем у собак. Среднее содержание ртути в пробах шерсти кошек – 0,520 ± 0,125 мг/кг. Среднее содержание ртути в шерсти собак составляет – 0,144 ± 0,024 мг/кг.
  2. Статистических различий не установлено по содержанию ртути в шерсти собак в зависимости от пола. Среднее значение Hg в шерсти у самцов составляет – 0,13 ± 0,025 мг/кг, у самок – 0,156 ± 0,038 мг/кг. Также статистически значимых различий по содержанию ртути в шерсти кошек от пола не установлено. У самцов – 0,69 мг/кг, у самок – 0,344 мг/кг среднее содержание ртути в шерсти.
  3. Сравнив содержание ртути в шерсти животных по наличию рыбы в питании, различий по концентрациям ртути у собак от употребления рыбы не установлено. У кошек установлены достоверные различия в зависимости от наличия рыбы в питании. В шерсти кошек, у которых в рационе питания преобладает рыба, среднее содержание данного металла составляет 0,982 мг/кг и в 4 раза выше, чем у кошек, в питании которых рыба отсутствует.
×

About the authors

Ekaterina Sergeevna Bachina

Cherepovets State University

Email: katja-1098@mail.ru

student of Biology and Human Health Faculty

Russian Federation, Cherepovets

Olga Yurievna Rumiantseva

Cherepovets State University

Email: olgamaks1995@gmail.com

junior researcher of Ecological-Analytical Laboratory of Biology Department

Russian Federation, Cherepovets

Elena Sergeevna Ivanova

Cherepovets State University

Email: stepinaelena@yandex.ru

candidate of biological sciences, leading researcher, head of Ecological-Analytical Laboratory of Biology Department

Russian Federation, Cherepovets

Viktor Trofimovic Komov

Papanin Institute for Biology of Inland Waters of Russian Academy of Sciences; Cherepovets State University

Email: vkomov@ibiw.yaroslavl.ru

doctor of biological sciences, professor, deputy director for scientific work; senior researcher of Ecological-Analytical Laboratory of Biology Department

Russian Federation, Borok, Nekouzsky District, Yaroslavl Region; Cherepovets

Marina Andreevna Guseva

Vologda Regional Clinical Hospital № 2

Email: katja-1098@mail.ru

biologist

Russian Federation, Cherepovets

Nadezhda Yakovlevna Poddubnaya

Cherepovets State University

Author for correspondence.
Email: poddoubnaia@mail.ru

candidate of biological sciences, leading researcher of Ecological-Analytical Laboratory of Biology Department

Russian Federation, Cherepovets

References

  1. Ртуть и здоровье [Электронный ресурс] // Всемирная организация здравоохранения. - http://who. int/phe/chemicals/faq_mercury_health/ru.
  2. Минаматская конвенция о ртути [Электронный ресурс] // Minamata Convention on Mercury. - http:// mercuryconvention.org/.
  3. Scheuhammer A.M., Meyer M.W., Sandheinrich M.B., Murray M.W. Effects of Environmental Methylmercury on the health of wild birds, mammals, and fish // Ambio. 2007. Vol. 36, № 1. P. 12-18.
  4. Степанова И.К., Комов В.Т. Накопление ртути в рыбе из водоемов Вологодской области // Экология. 1997. Т. 28, № 4. С. 234-239.
  5. Haines T.A., Komov V.T., Matey V.E., Jagoe C.H. Perch mercury content is related to acidity and color of 26 Russian Lakes // Water, Air, & Soil Pollution. 1995. Vol. 85. P. 823-828.
  6. Максимова О.Ю., Иванова Е.С. Содержание ртути в волосах жителей г. Череповец Вологодской области // Международный студенческий научный вестник. 2016. № 4. С. 268-272.
  7. Степина Е.С. Содержание ртути в тканях и органах млекопитающих Вологодской области // Ртуть в биосфере: эколого-геохимические аспекты: материалы междунар. симпозиума (Москва, 7-9 сентября 2010 г.). М.: ГЕОХИРАН, 2010. С. 309-311.
  8. Teresa M., Vasconcelos S.D., Tavares H.M. Trace element concentrations in blood and hair of young apprentices of a technical-professional school // Science of the Total Environment. 1997. Vol. 205. P. 189-199.
  9. Eaton R.D.P., Secord D.C., Hzmvr P. An experimental assessment of the toxic potential of mercury in ringed seal liver for adult laboratory cats // Toxicology, Applied Pharmacology. 1980. Vol. 55. P. 514-521.
  10. Hansen J.C., Reske-Nielsen E., Thorlacius-Ussing O., Rungby J., Danscher G. Distribution of dietary mercury in a dog. Mercury, pets’ and hair quantitation and localization of total mercury in organs and central nervous system // Science of the Total Environment. 1989. Vol. 78. P. 23-43.
  11. Sousa A.C.A., Sá Teixeira I.S., Marques B., Vilhena H., Vieira L., Soares A.M.V.M., et al. Mercury, pets’ and hair: baseline survey of a priority environmental pollutant using a noninvasive matrix in man’s best friend // Ecotoxicology. 2013. Vol. 22 (9). P. 1435-1442.
  12. Park S.H., Lee M.H., Kim S.K. Studies on Cd, Pb, Hg and Crvalues in dog hairs from urban Korea // Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2005. Vol. 18. P. 1135-1140.
  13. Sakai T., Ito M., Aoki H., Aimi K., Nitaya R. Hair mercury concentrations in cats and dogs in Central Japan // British Veterinary Journal. 1995. Vol. 151. P. 215-219.
  14. Doi R., Nakaya K., Ohno H., Yamashita K., Kobayashi T., Kasai S. Metal content in the fur of domestic and experimental animals // Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 1986. Vol. 37. P. 213-218.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure 1 - The content of mercury in the wool of domestic animals of the city of Cherepovets

Download (12KB)
2. Figure 2 - The content of mercury in the wool of male and female domestic dogs

Download (16KB)
3. Figure 3 - The content of mercury in the wool of male and female domestic cats

Download (13KB)
4. Figure 4 - The content of mercury in the coat of dogs, depending on the consumption of fish

Download (13KB)
5. Figure 5 - The content of mercury in the fur of cats, depending on the consumption of fish

Download (15KB)

Copyright (c) 2018 Bachina E.S., Rumiantseva O.Y., Ivanova E.S., Komov V.T., Guseva M.A., Poddubnaya N.Y.

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

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies