Mercury content in the wool of domestic animals in Cherepovets

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±0,063ᵇ 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

Supplementary files