vestngauВестник университета биотехнологийVestnik University of biotechnologiy3033-8433Publishing Centre “Zolotoy Kolos” of Novosibirsk State Agrarian University10.31677/2072-6724-2024-73-4-280-289vestngau-2452Research ArticleВЕТЕРИНАРИЯ, ЗООТЕХНИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯVETERINARY, ANIMAL SCIENCES AND BIOTECHNOLOGYНакопление тяжелых металлов мелкими млекопитающими Норило-Пясинской экосистемыAccumulation of heavy metals in small mammals of the NoriloPyasinsky ecosystemЧысымаР. Б.ChysymaR. B.

Доктор биологических наук

Норильск

Doctor of Biological Sciences

Norilsk

norilskniiks@mail.ruПрокудинА. В.ProkudinA. V.

Кандидат ветеринарных наук

Норильск

Candidate of Veterinary Sciences

Norilsk

norilskniiks@mail.ruСергееваО. К.SergeevaO. K.

Научный сотрудник

Норильск

Researcher

Norilsk

norilskniiks@mail.ruНИИ сельского хозяйства и экологии Арктики – филиал ФГБУ Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН»РоссияResearch Institute of Agriculture and Ecology of the Arctic – branch of the Federal State Budgetary Institution “Federal Research Center “Krasnoyarsk Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences”Russian Federation20242501202504280289Copyright © Чысыма Р.Б., Прокудин А.В., Сергеева О.К., 20252025Чысыма Р.Б., Прокудин А.В., Сергеева О.К.Chysyma R.B., Prokudin A.V., Sergeeva O.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestngau.elpub.ru/jour/article/view/2452

Изучены особенности накопления тяжелых металлов в паренхиматозных органах мелких млекопитающих Норило-пясинской экосистемы, испытывающей антропогенное воздействие предприятий Норильского горно-металлургического комплекса. Материал химического анализа – пробы печени и почек мелких млекопитающих, отловленных на участках, условно выделенных в три зоны в зависимости расположения от источников загрязнения: импактная, буферная и фоновая. В результате исследования выявили в печени животных импактных и буферных территорий значительные отклонения от фоновых значений свинца, кадмия и меди, за исключением цинка: где аккумуляция данного элемента значительно меньше.   Так, в сравнении с фоновой зоной концентрация свинца и кадмия в 3,4–2,8 и 2,7–2,5 раза выше (Р < 0,01), меди в 1,3 раза (Р < 0,05). Наиболее выраженные отклонения от фоновых значений зафиксированы в почках животных, где концентрации тяжелых металлов на загрязненных территориях превышали фоновые значения: по Pb в 8,4–10,2 раза, Cd − 6,6–6,4; Cu − 1,3–1,25; Zn – в 2,3 раза. Достоверно высокое накопление тяжелых металлов в почках животных по сравнению с печенью указывает на ведущую роль почек как естественного фильтра организма. В целом максимальные значения тяжелых металлов в основных паренхиматозных органах животных можно объяснить близостью расположения обследованных местообитаний к источникам загрязнения. Переносимые воздушными массами выбросы предприятий ЗФ ПАО «ГМК «Норильский никель» распределяются и накапливаются в виде поллютантов на территории полуострова Таймыр.

The features of the accumulation of heavy metals in the parenchymal organs of small mammals of the Norilo-Pyasinsk ecosystem, which is experiencing anthropogenic impact from the enterprises of the Norilsk mining and metallurgical complex, have been studied. The material of the chemical analysis is samples of the liver and kidneys of small mammals captured in areas conventionally divided into three zones, depending on the location of the sources of pollution: impact, buffer and background. As a result, the study revealed significant deviations from the background values of lead, cadmium and copper in the liver of animals in impact and buffer territories, with the exception of zinc, where the accumulation of this element is much less. Thus, in comparison with the background zone, the concentration of lead and cadmium was higher by 3.4–2.8 and 2.7–2.5 times (P< 0.01), copper, by 1.3 times (P < 0.01). 05). The most pronounced deviations from the background values were recorded in the kidneys of animals, where the concentrations of heavy metals in contaminated areas exceeded the background values: for Pb by 8.4–10.2 times, Cd by 6.6–6.4 times, Cu by 1.3–1.25 times and Zn by 2.3 times. The significantly high accumulation of heavy metals in the kidneys of animals, compared to the liver, indicates the leading role of the kidneys as an organ filter in the body. In general, the maximum values of heavy metals in the main parenchymal organs of animals can be explained by the proximity of the location of the surveyed habitats to sources of pollution. Emissions carried by air masses from the enterprises of the Polar Division of PJSC MMC Norilsk Nickel are distributed and accumulated in the form of pollutants on the territory of the Taimyr Peninsula.

Норило-Пясинская экосистемамелкие млекопитающиеаккумуляцияпеченьпочкитяжелые металлыНорильский промышленный районполуостров ТаймырNorilsk-Pyasinsk ecosystemsmall mammalsaccumulationliverkidneysheavy metalsNorilsk industrial regionTaimyr PeninsulaReferencesХарина Г.В., Анахов С.В. Экологическая безопасность человека в техносфере. – Екатеринбург, 2023, 186 с.Kharina G.V., Anakhov S.V., Ekologicheskaya bezopasnost’ cheloveka v tekhnosfere (Environmental safety of man in the technosphere), Yekaterinburg, 2023, 186 p.Изучение элементного статуса населения различных промышленных районов как индикатора экологического загрязнения / А.Е. Побилат, А.А. Киричук, О.В. Баранова [и др.] // АгроЭкоИнфо: Электронный научнопроизводственный журнал. – 2023. – № 6. – С. 1–10. – DOI: 10.51419/202136619.Pobilat A.Ye., Kirichuk A.A., Baranova O.V. [i dr.], AgroEkoInfo: elektronnyy nauchno-proizvodstvennyy zhurnal, 2023, No. 6, pp. 1–10. DOI: 10.51419/202136619. (In Russ)Природные условия и географическое положение Норильского промышленного узла. URL: https://fb.ru/article/258629/prirodnyie-usloviya-i-geograficheskoe-polojenie-norilskogo-promyishlennogo-uzla. (дата обращения 10.06.2024)Prirodnyye usloviya i geograficheskoye polozheniye Noril’skogo promyshlennogo uzla (Natural conditions and geographical location of the Norilsk industrial hub), URL: https://fb.ru/article/258629/prirodnyie-usloviya-i-geograficheskoe-polojenie-norilskogo-promyishlennogo-uzla. (In Russ)Нестеренко П.В., Зубалевич В.О. Экономическая и экологическая катастрофа в Норильске // Проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии: сб. ст. XXIII Междунар. науч.-практ. конф. «Города России». – Пенза, 2021. – С. 143–146.Nesterenko P.V., Zubalevich V.O., Problemy stroitel’stva, inzhenernogo obespecheniya, blagoustroystva i ekologii (Problems of construction, engineering, improvement and ecology), Proceedings of the Conference Title, Penza, 2021, pp. 143–146. (In Russ)Heavy metals concentration in the sediment of the aquatic environment caused by the leachate discharge from a landfill / L. Sulistyowati, N. Nurhasanah, E. Riani [et al.] // Global Journal of Environmental Science and Management. – 2023. – Vol. 9, N 2. – P. 323–336.Sulistyowati L., Nurhasanah N., Riani E. [et al.], Heavy metals concentration in the sediment of the aquatic environment caused by the leachate discharge from a landfill, Global Journal of Environmental Science and Management, 2023, Vol. 9, No. 2, pp. 323–336.Biotransfer of heavy metals along the soil-plant-edible insect-human food chain in Africa / S. Mwelwa, D. Chungu, F.Tailoka [et al.] // Science of The Total Environment. – 2023. – Vol. 881. – P. 163150. – DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.163150.Mwelwa S., Chungu D., Tailoka F. [et al.], Biotransfer of heavy metals along the soil-plant-edible insect-human food chain in Africa, Science of The Total Environment, 2023, Vol. 881, pp. 163150, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.163150.The accumulation of heavy metals in feeder insects and their impact on animal production / E. Malematja, T.G. Manyelo, N.A. Sebola [et al.] // Science of the Total Environment. – 2023. – Vol. 885 – P. 163716.Malematja E., Manyelo T.G., Sebola N.A. [et al.], The accumulation of heavy metals in feeder insects and their impact on animal production, Science of the Total Environment, 2023,Vol. 885, pp. 163716.Poopak H., Raeeszadeh M., Salimi B. Accumulation of heavy metals in meat and their relationship with water and food intake of aquatic animals in Kermanshah, western Iran // International Journal of Environmental Health Research. – 2024. – Vol. 34. – N 3. – P. 1453–1465.Poopak H., Raeeszadeh M., Salimi B., Accumulation of heavy metals in meat and their relationship with water and food intake of aquatic animals in Kermanshah, western Iran, International Journal of Environmental Health Research, 2024, Vol. 34, No. 3, pp. 1453–1465.Goswami R., Neog N. Heavy metal pollution in the environment: impact on air quality and human health implications // Heavy metal toxicity: Environmental concerns, remediation and opportunities. – Singapore: Springer Nature Singapore. – 2023. – P. 75–103.Goswami R., Neog N., Heavy metal pollution in the environment: impact on air quality and human health implications, Heavy metal toxicity: Environmental concerns, remediation and opportunities, Singapore: Springer Nature Singapore, 2023, pp. 75–103.Source, toxicity and carcinogenic health risk assessment of heavy metals / N.S. Budi, M.J. Catalan Opulencia, A. Afra [et al.] // Reviews on Environmental Health. – 2024. – Vol. 39, N 1. – P. 77–90.Budi N.S., Catalan Opulencia M.J., Afra A. [et al.], Source, toxicity and carcinogenic health risk assessment of heavy metals, Reviews on Environmental Health, 2024, Vol. 39, No. 1, pp. 77–90.Heavy metal contamination in water: consequences on human health and environment / A. Sharma, A.S. Grewal, D. Sharma [et al.] // Metals in water. – Elsevier, 2023. – P. 39–52.Sharm A., Grewal A.S., Sharma D. [et al.], Heavy metal contamination in water: consequences on human health and environment, Metals in water, Elsevier, 2023, pp. 39–52.Heavy Metals in the Ecosystem; Sources and Their Effects / A. Maftouh, O. El Fatni, A. Ben Moussa [et al.] // Heavy Metal Remediation: Sustainable Nexus Approach. – Cham : Springer Nature Switzerland, 2024. – P. 27–44.Maftouh A., El Fatni O., Ben Moussa A. [et al.], Heavy Metals in the Ecosystem; Sources and Their Effects, Heavy Metal Remediation: Sustainable Nexus Approach. Cham: Springer Nature Switzerland, 2024, pp. 27–44.Мухачева С.В., Бердюгин К.И., Давыдова Ю.А. Опыт использования мелких млекопитающих для экспертной оценки состояния природных экосистем // Аграрный вестник Урала. – 2009. – № 3. – С. 65–68.Mukhacheva S.V., Berdyugin K.I., Davydova YU.A., Agrarnyy vestnik Urala, 2009, No. 3, pp. 65–68. (In Russ)Степанова М.В., Остапенко В.А. Влияние загрязнения окружающей среды на накопления тяжелых металлов представителями семейства мышиные, содержащимися в искусственно созданных условиях // Актуальные вопросы зоологии, экологии и охраны природы: м-лы науч.-практ. конф. с междунар. участием. Вып. 2. – М., 2020. – С. 199–205.Stepanova M.V., Ostapenko V.A., Aktual’nyye voprosy zoologii, ekologii i okhrany prirody (Current issues in zoology, ecology and nature conservation), Proceedings of the Conference Title, 2020, Vol. 2, pp. 199–205. (In Russ.)Rodentia and Lagomorpha / S.R. SheffieldR., K. Sawicka-Kapusta, J.B. Cohen [et al.] // Ecotoxicology of Wild Mammals / Chichester – 2001. – P. 215–314.SheffieldR S.R., Sawicka-Kapusta K., Cohen J.B. [et.al], Rodentia and Lagomorpha, Ecotoxicology of Wild Mammals, Chichester: England, 2001, pp. 215–314.Mukhacheva S.V. Long-Term Dynamics of Heavy Metal Concentrations in the Food and Liver of Shrews (g. Sorex) during High and Reduced Emissions Periods from the Copper Smelter // Russian Journal of Ecology. – 2022. – Vol. 53, N 5. – P. 381–395.Mukhacheva S.V., Long-Term Dynamics of Heavy Metal Concentrations in the Food and Liver of Shrews (g. Sorex) during High and Reduced Emissions Periods from the Copper Smelter, Russian Journal of Ecology, 2022, Vol. 53, No. 5, pp. 381–395.Demir F.T., Yavuz M. Heavy metal accumulation and genotoxic effects in levant vole (Microtus guentheri) collected from contaminated areas due to mining activities // Environmental pollution. – 2020. – Vol. 256. – P. 113378.Demir F.T., Yavuz M., Heavy metal accumulation and genotoxic effects in levant vole (Microtus guentheri) collected from contaminated areas due to mining activities, Environmental pollution, 2020, Vol. 256, pp. 113378.Heavy metals mixture affects the blood and antioxidant defense system of mice / A. Sani, A.I. Darma, I.L. Abdullahi [et al.] // Journal of Hazardous Materials Advances. – 2023. – Vol. 11. – P. 100340.A Sani A., Darma F.L., Abdullahi I.L. [et al.], Heavy metals mixture affects the blood and antioxidant defense system of mice, Journal of Hazardous Materials Advances, 2023, Vol. 11, pp. 100340.Оценка и нормирование экологического состояния почв в зоне деятельности предприятий металлургической компании «Норильский никель» А.С. Яковлев, О.И. Плеханова, С.В. Кудряшов [и др.] // Почвоведение. – 2008. – № 6. – С. 737–750.Yakovlev A.S., Plekhanova O.I., Kudryashov S.V. [i dr.], Pochvovedeniye, 2008, No. 6, pp. 737–750. (In Russ.)Турчина Т.А., Янченко З.А. Оценка безопасности оленьих пастбищ Авамской тундры по содержанию тяжелых металлов в вегетативных органах растений // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. – 2022. – Т. 27, № 2. – С. 246–257. – DOI: 10.31242/2618-9712-2022-27-2-246-257.Turchina T.A., Yanchenko Z.A., Prirodnyye resursy Arktiki i Subarktiki, 2022, Vol. 27, No. 2, pp. 246–257, DOI: 10.31242/2618-9712-2022-27-2-246-257. (In Russ.)Шишикин А.С., Орешков Д.Н., Углова Е.С. Состояние животного населения в зоне воздействия Норильского промышленного комплекса // Сибирский экологический журнал. – 2014. – Т. 21, № 6. – С. 997–1008.Shishikin A.S., Oreshkov D.N., Uglova Ye.S., Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal, 2014, Vol. 21, No. 6, pp. 997–1008. (In Russ.)Наумов Н.П. Изучение подвижности и численности мелких млекопитающих с помощью ловчих канавок // Вопросы краевой, общей и экспериментальной паразитологии и медицинской зоологии. – М., 1955. – С. 179– 202.Naumov N.P., Voprosy krayevoy, obshchey i eksperimental’noy parazitologii i meditsinskoy zoologii, Moscow, 1955, pp. 179–202. (In Russ.)Юдин Б.С. Экология бурозубок (род Sorex) Западной Сибири // Тр. Биол. ин-та СО АН СССР. – 1962. – Вып. 8. – С. 33–134.Yudin B.S., Trudy. Biol. in-ta SO AN SSSR, 1962, Vyp. 8, pp. 33–134. (In Russ)Литвинов Ю.Н. Сообщества и популяции мелких млекопитающих в экосистемах Сибири. – Новосибирск: Цэрис, 2001. – 126 с.Litvinov YU.N., Soobshchestva i populyatsii melkikh mlekopitayushchikh v ekosistemakh Sibiri (Communities and populations of small mammals in the ecosystems of Siberia), Novosibirsk: Tseris, 2001, 126 p.Млекопитающие фауны СССР / И.М. Громов, А.А. Гуреев, Г.А. Новиков [и др.]. – Издательство Академии наук СССР. Ч. 1. – М.; Л., 1963. – 640 с.Gromov I.M., Gureyev A.A., Novikov G.A. [i dr.], Mlekopitayushchiye fauny SSSR (Mammals of the fauna of the USSR), Izdatel’stvo Akademii nauk SSSR, Chast’ 1, Moscow; Leningrad, 1963, 640 p. (In Russ.)Бородин А.В. Определитель зубов полевок Урала и Западной Сибири (поздний плейстоцен – современность). – Екатеринбург: УрО РАН, 2009. – 100 с.Borodin A.V., Opredelitel’ zubov polevok Urala i Zapadnoy Sibiri (pozdniy pleystotsen – sovremennost’) (A guide to the teeth of voles in the Urals and Western Siberia (late Pleistocene – modern times)), Yekaterinburg: UrO RAN, 2009, 100 p.МУ 31-04/04. Определение цинка, кадмия, свинца и меди в пищевой продукции. ФР.1.31.2004.00986 «Методика выполнения измерений массовой концентрации цинка, кадмия, свинца и меди в пищевых продуктах, продовольственном сырье, кормах и продуктах их переработки методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторах типа ТА» (свид. об аттестации № 31-04/04 от 26.12.2003).MU 31-04/04 Opredeleniye tsinka, kadmiya, svintsa i medi v pishchevoy produktsii. FR.1.31.2004.00986 «Metodika vypolneniya izmereniy massovoy kontsentratsii tsinka, kadmiya, svintsa i medi v pishchevykh produktakh, prodovol’stvennom syr’ye, kormakh i produktakh ikh pererabotki metodom inversionnoy vol’tamperometrii na analizatorakh tipa TA» (svidetel’stvo ob attestatsii №31-04/04 ot 26.12.2003 g.). (In Russ)МУ 31-05/04. Определение мышьяка в пищевой продукции. ФР.1.31.2004.01119 «Методика выполнения измерений массовой концентрации мышьяка в пищевых продуктах и продовольственном сырье, биологически активных добавках к пище методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторах типа ТА» (свид. об аттестации № 31-05/04 от 17.02.2004).MU 31-05/04 Opredeleniye mysh’yaka v pishchevoy produktsii. FR.1.31.2004.01119 «Metodika vypolneniya izmereniy massovoy kontsentratsii mysh’yaka v pishchevykh produktakh i prodovol’stvennom syr’ye, biologicheski aktivnykh dobavkakh k pishche metodom inversionnoy vol’tamperometrii na analizatorakh tipa TA» (svidetel’stvo ob attestatsii №31-05/04 ot 17.02.04 g.). (In Russ)Элементный статус крови крупного рогатого скота голштинской породы в биогеохимических условиях Кемеровской области / Н.И. Шишин, О.И. Себежко, Ю.И. Федяев [и др.] // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2017. – № 3. – С. 70–79.Shishin N.I., Sebezhko O.I., Fedyayev YU. I. [i dr.], Vestnik NGAU (Novosibirskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet), 2017, No. 3, pp. 70–79. (In Russ.)Полянская И.С. Новая классификация биоэлементов в биоэлементологии // Молочно-хозяйственный вестник. – 2014. – № 1 (13). – С. 34–42.Polyanskaya I.S., Molochno-khozyaystvennyy vestnik, 2014, No. 1 (13), pp. 34–42. (In Russ.)Raj K., Das A. P. Lead pollution: Impact on environment and human health and approach for a sustainable solution // Environmental Chemistry and Ecotoxicology. – 2023. – Vol. 5. – С. 79–85.Raj K., Das A.P., Lead pollution: Impact on environment and human health and approach for a sustainable solution, Environmental Chemistry and Ecotoxicology, 2023, Vol. 5, pp. 79–85.Kuna G., Gullipalli S., Chintada V. Health Risks Associated with Cadmium Toxicity // Cadmium Toxicity in Water: Challenges and Solutions. – Cham: Springer Nature Switzerland, 2024. – P. 47–60.Kuna G., Gullipalli S., Chintada V., Health Risks Associated with Cadmium Toxicity, Cadmium Toxicity in Water: Challenges and Solutions, Cham: Springer Nature Switzerland, 2024, pp. 47–60.Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. – М.: Мир, 2004. – 272 c.Skal’nyy A.V., Rudakov I.A., Bioelementy v meditsine (Bioelements in medicine), Moscow: Mir, 2004, 272 p.Калдыбаев Б.К. Уровни накопления тяжелых металлов мышевидными грызунами Прииссыккулья // Известия вузов (Кыргызстан). – 2011. – № 1. – С. 43–46.Kaldybayev B.K., Izvestiya VUZov (Kyrgyzstan), 2011, No. 1, pp. 43–46. (In Russ.)Исследование мелких млекопитающих Висимского заповедника: вклад в популяционную экотоксикологию? / Е.Л. Воробейчик, Ю.А. Давыдова, С.Ю. Кайгородова, С.В. Мухачева // Результаты изучения природы Висимского биосферного заповедника: науч. сб. ИЭРиЖ УрОРАН. Екатеринбург, 2006. – С. 108–129.Vorobeychik Ye.L., Davydova YU.A., Kaygorodova S.YU., Mukhacheva S.V., Rezul’taty izucheniya prirody Visimskogo biosfernogo zapovednika: nauch. sb. IERiZH UrORAN, Yekaterinburg, 2006, pp. 108–129. (In Russ.)Улигова Т.С., Хежева Ф.В. Тяжелые металлы в компонентах природной среды в условиях техногенного загрязнения среднегорий Центрального Кавказа // Экологический вестник Северного Кавказа. – 2008. – Т. 4, № 3. – С. 12–18.Uligova T.S., Khezheva F.V., Ekologicheskiy vestnik Severnogo Kavkaza, 2008, Vol. 4, No. 3, pp. 12–18. (In Russ.)Гаевая Е.В., Захарова Е.В. Содержание тяжелых металлов в организме крупного рогатого скота // Ползуновский вестник. – 2011. – № 4–2. – С. 119–21.Gayevaya Ye.V., Zakharova Ye.V., Polzunovskiy vestnik, 2011, No. 4–2, pp. 119–121. (In Russ.)Нарожных К.Н. Особенности аккумуляции тяжелых металлов в почках герефордского скота Западной Сибири // Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Сибири, Казахстана, Монголии, Беларуси и Болгарии: сб. науч. докл. ΧΧ Междунар. науч.-практ. конф. – Ч. 1. – Новосибирск, 2017. – С. 422–426.Narozhnykh K.N., Agrarnaya nauka-sel’skokhozyaystvennomu proizvodstvu Sibiri, Kazakhstana, Mongolii, Belarusi i Bolgarii (Agricultural science – agricultural production in Siberia, Kazakhstan, Mongolia, Belarus and Bulgaria), Proceedings of the Conference Title, 2017, pp. 422–426. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.