Загрязнение диоксинами и токсичными элементами субпродуктов северных оленей в регионах Крайнего Севера России

Оленеводство — важная отрасль сельского хозяйства Российской Федерации. Общее поголовье северного оленя на территории страны достигает порядка 1,5 млн животных (1). Оленина входит в число основных продуктов питания коренных народов севера России, поэтому особую важность приобретает изучение загрязненности оленьего мяса и субпродуктов диоксинами и токсичными элементами (2-4). Cчитается, что северные экосистемы склонны к накоплению стойких загрязнителей, поскольку 364

обладают необходимыми для этого характеристиками, включая особенности климата и трофических цепей. Загрязнители достигают наивысших значений в организмах, находящихся на вершине пищевой цепи. На степень накопления ксенобиотиков влияют вид, кормовые предпочтения и метаболическая активность животного. В случае северных оленей важную роль играет сезонное накопление жира и его мобилизация в зимний период. Накопленные в жировой ткани липофильные соединения, в частности диоксины и диоксиноподобные полихлорированные бифенилы (дПХБ), при мобилизации жировой ткани попадают в другие органы и ткани (5-7). Показано избирательное повышенное накопление диоксинов в печени у оленей и овец по сравнению с другими продуктивными животными (коровами, свиньями, птицей). Основной путь попадания диоксинов и дПХБ в организм — алиментарный, вместе с кормами и почвой (8, 9).

Причинами повышенного накопления диоксинов и дПХБ в печени у оленей и овец становятся биохимические особенности (в частности более низкая активность ферментов детоксификации, в том числе цитохрома CYP1A, у этих видов животных); частая смена мест выпаса, повышающая вероятность попадания на загрязненный диоксинами локальный участок; попадание в организм животных частичек почвы при выпасе (8). У молодняка северных оленей показано активное поступление диоксинов и дПХБ с молоком матери (10). Повышенное накопление диоксинов характерно только для печени оленей; их содержание в других органах и тканях, включая мышцы, почки, жир, кровь, мозг, селезенку, незначительно (11, 12).

В течение всего года главным кормом для оленей служат сосудистые растения и лишайники, основу кормовой базы составляет ягель. На лишайники приходится более 50 % корма в зимний период. Накопление тяжелых металлов в лишайниках при атмосферной контаминации и активное потребление лишайников оленями в зимний период считаются ключевыми факторами, определяющими содержание тяжелых металлов в организме (13). Основное загрязнение Крайнего Севера происходит за счет трансграничного атмосферного и гидросферного переноса из других регионов. Например, только 13 % источников загрязнения ртутью Мурманской области расположены на территории Кольского полуострова, 22 % — в остальных регионах России, а остальное приходится на Европу, Китай, Америку, Центральную Азию и другие регионы. В то же время вклад в загрязнение диоксинами и токсичными элементами вносят и расположенные на территории Крайнего Севера промышленные предприятия, в первую очередь горнодобывающие — «Североникель» (Кольский полуостров) и «Норильский никель» (Красноярский край) (2). Полихлорированные бифенилы активно производились в прошлом для различных нужд, например входили в состав транформаторного масла, красок и лаков (14). При исследовании Крайнего Севера России в рамках международной «Программы мониторинга и оценки состояния Арктики» сделан вывод о наличии активных неустановленных источников дПХБ на территории Русской Арктики, которыми, вероятно, были места хранения неутилизированных запасов ПХБ (2).

Долговременное воздействие повышенных концентраций диоксинов и дПХБ на организм вызывает негативные эффекты в отношении иммунной, нервной и эндокринных систем, нарушает половую функцию и развитие плода, становится причиной онкологических заболеваний (15). Кадмий токсичен в первую очередь для почек, может вызвать серьезные нарушения их функции, вплоть до почечной недостаточности. Накопление металла приводит к деминерализации костей. Его воздействие также свя- зано с увеличением частоты рака легких, эндометрия, мочевого пузыря и молочной железы (16). Ртуть оказывает токсическое воздействие на развивающуюся нервную систему, негативно влияет на иммунную, кровеносную и половую системы, печень и почки (17).

В настоящем исследовании мы впервые определили содержание токсичных загрязнителей в мясе и субпродуктах северного оленя с привязкой к географическим регионам и оценили риск при употреблении в пищу оленьих почек, печени и мяса. Наибольшее загрязнение печени северных оленей диоксинами было отмечено на Кольском полуострове, далее их количество снижалось по мере продвижения с запада на восток. Для кадмия и ртути подобной зависимости не обнаружили.

Нашей целью была оценка содержания диоксинов, диоксиноподобных полихлорированных бифенилов, кадмия и ртути в субпродуктах и мышечной ткани северных оленей ( Rangifer tarandus tarandus L. и Rangifer tarandus sibiricus Murray) из восьми регионов Крайнего Севера России, изучение временн о й динамики загрязнения посредством сравнения данными с литературы 15-летней давности и расчет дозы поступления ксенобиотиков в организм представителей коренных северных народов.

Методика . Пробы тканей северных оленей (704 индивидуальных образца мышечной ткани, печени и почек) и корма (ягель, грибы, комбикорма, зерно) отбирали инспекторы Россельхознадзора в рамках государственного ветеринарного мониторинга безопасности пищевой продукции и кормов в 2014-2016 годах в восьми основных оленеводческих регионах Российской Федерации: Мурманская область, Ненецкий автономный округ (АО), Республика Коми, Ямало-Ненецкий АО, полуостров Таймыр (Красноярский край), Республика Саха (Якутия), Камчатский край и Чукотский АО. Образцы тканей доставляли во Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов (ВГНКИ, г. Москва) в замороженном состоянии.

Содержание диоксинов (полихлорированных дибензо-пара-диок-синов и полихлорированных дибензофуранов) и дПХБ определяли согласно утвержденной методике (18) с использованием хромато-масс-спектрометра Autospec Premier («Waters Corp.», США.). Размороженные пробы (50-100 г) измельчали и после добавления внутренних стандартов (растворы изо-топно-меченных диоксинов и дПХБ, «Wellington Labs», Канада) перетирали с сорбентом Prep DE («Dionex», США) до получения однородной сыпучей массы. Затем их экстрагировали под давлением смесью гексан-дихлоро-метан 1:1 (об.) на аппарате ASE 350 («Dionex», США.). Экстракт обезжиривали (H2SO4/силикагель), очищали на колонках, заполненных 10 % активированным углем на целите, упаривали и проводили анализ с помощью газового хроматографа с масс-спектрометрическим детектированием (ГХ-МС) в режиме мониторинга выбранных ионов (SIM) при масс-спектрометрическом разрешении не ниже 10 000 с использованием капиллярной колонки VF-Xms (60 м½0,25 мкм, «Agilent», США). Суммарную концентрацию конгенеров диоксинов и дПХБ, выраженную в токсических эквивалентах Всемирной Организации Здравоохранения (ТЭК ВОЗ) пересчитывали на содержание жира в исходном образце. Жирность проб определяли гравиметрически по ГОСТ 23042-86 «Мясо и мясные продукты. Методы определения жира».

Количество токсичных элементов в образцах оценивали согласно утвержденной методике (19). Содержание токсичных элементов (кадмий и ртуть) определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) на масс-спектрометре Varian 820 MS («Varian», Австралия). Для проведения измерений образцы растворяли в азотной кислоте 366

способом закрытого микроволнового разложения проб.

Поступающую в организм суммарную дозу СД(д) диоксинов и дПХБ рассчитывали по формуле: СД(д) = СС(д) ½ СП(д), где СС(д) — среднее содержание суммы диоксинов и дПХБ в печени, почках или мясе оленей, пг ТЭК ВОЗ/г общей массы; СП(д) — среднее потребление печени, почек или мяса, г/(чел.•нед). Из-за отсутствия сведений о потреблении оленьей печени жителями Крайнего Севера России для расчета использовали величину потребления печени саамами в Норвегии — 64 г/(чел.•нед) (13), учитывая схожий рацион у народов, занимающихся оленеводством. Количество потребляемого в год мяса оленя было взято из данных по оленным чукчам (Чукотский АО) и составило 72 кг/(чел.•год) (20). Поступающие в организм дозы кадмия и ртути СД(т), мкг/(чел.•нед), вычисляли по формуле: СД(т) = СС(т) ½ СП(т), где СС(т) — среднее содержание кадмия или ртути в печени, почках или мясе оленей, мкг/кг; СП(т) — среднее потребление оленьей печени, почек или мяса, г/(чел.•нед). Так как информация о потреблении оленьих почек коренными народами Крайнего Севера России отсутствует, использовали приведенное выше значение для печени. Необходимо также учесть, что, согласно данным, полученным для эскимосов севера Канады, коренные оленеводческие народы потребляют почки оленя в количестве большем, чем печень (21). Полученные результаты сравнивали со значениями допустимых переносимых недельных доз суммы диоксинов и дПХБ, кадмия и ртути. Для суммы диоксинов с дПХБ и кадмия использовали значения соответственно 14 пг/кг и 2,5 мкг/кг массы тела человека в неделю, установленные Научным комитетом Евросоюза по пищевым продуктам (EU Scientific Committee on Food) (15, 16), для ртути — установленное ВОЗ значение 4 мкг/кг массы тела человека в неделю (22). Для пересчета значений с килограмма массы тела на организм человека использовали модельную среднюю массу 60 кг, применяемую ВОЗ (23).

Статистическую обработку результатов оценки накопления токсичных элементов проводили для регионов с числом образцов N > 10. Средние значения концентраций в некоторых образцах подвергали дисперсионному анализу (ANOVA) для обнаружения статистических различий между регионами. Статистически достоверным считалось различие с P < 0,05. В таблицах представлены средние значения ( Х) и ошибки средних ( А ).

Результаты. Содержание диоксинов и дПХБ в мышечной ткани северных оленей не превышало допустимых значений (табл. 1).

1. Накопление диоксинов и диоксиноподобных полихлорированных бифенилов (Д и дПХБ, пг ТЭК ВОЗ/г жира, Х ±А) у северных оленей ( Rangifer tarandus tarandus L. и R. tarandus sibiricus Murray) в регионах Крайнего Севера России (2014-2016 годы)

Регион/число образцов	Д	Д + дПХБ	Д:дПХБ, %
	Печень
Мурманская область/34	42,20±10,55	145,60±23,99	29:71
Ненецкий АО/155	23,90±5,98	85,20±13,95	28:72
Республика Коми/10	20,71±5,18	—	—
Ямало-Ненецкий АО/79	14,01±3,50	—	—
Полуостров Таймыр (Красноярский край)/22	5,06±2,43	18,60±5,34	29:71
Республика Саха (Якутия)/5	1,10±0,53	—	—
Камчатский край/5	3,50±1,68	—	—
Чукотский АО/10	1,20±0,58	—	—
Финляндия (3)/-	42	84,1	50:50
Мы	шечная ткань
Мурманская область/24	1,30±0,62	—	—
Ненецкий АО/5	0,67±0,32	—	—
Полуостров Таймыр (Красноярский край)/35	Менее 0,5	—	—

П р и м е ч а н и е. АО — автономный округ. ТЭК ВОЗ — токсические эквиваленты Всемирной организации здравоохранения. Допустимое содержание диоксинов в печени — 6, в мышечной ткани — 3 пг ТЭК ВОЗ/г жира (24). Прочерки означают отсутствие данных.

В то же время количество диоксинов в печени оленей из Мурманской области, Ненецкого автономного округа (АО), Республики Коми и Ямало-Ненецкого АО было выше допустимого. Наиболее высокое содержание диоксинов и дПХБ (в 7 раз выше допустимого) выявили в печени оленей на Кольском полуострове. Следует отметить, что дПХБ составляли около 70 % от общей токсичности диоксинов и ПХБ, выраженной в ТЭК ВОЗ, для всех трех исследованных регионов. Загрязнение оленины диоксинами снижалось по мере продвижения с запада на восток. Средние значения содержания диоксинов на территории севера Финляндии, установленные финскими учеными в 2006-2011 годах (5), хорошо коррелировали с данными, полученными нами для Кольского полуострова. Однако необходимо отметить, что вклад дПХБ в общую токсичность стойких органичес-кеских загрязнителей (СОЗ) для печени оленей на территории Финляндии был существенно ниже (50 %), чем на территории Кольского полуострова и других регионов России.

• 2.    Содержание кадмия и ртути в кормах и в организме северных оленей ( Rangi-fer tarandus tarandus L. и Rangifer tarandus sibiricus Murray) из различных регионов Крайнего Севера России (мг/кг, Х ±Δ, 2014-2016 годы)

Образец	Регион	Число образцов у	Кадмий	1 Ртуть
Печень	Мурманская область	109	1,400±0,200	0,350±0,080
	Ненецкий АО	155	0,260±0,040	0,170±0,070
	Республика Коми	10	0,620±0,090	0,260±0,060
	Ямало-Ненецкий АО	78	0,720±0,110	0,180±0,080
	Полуостров Таймыр (Красноярский край)	67	0,340±0,050	0,033±0,015
	Республика Саха (Якутия)	5	0,960±0,140	0,200±0,050
	Камчатский край	10	0,530±0,080	0,090±0,040
	Чукотский АО	8	0,830±0,120	0,090±0,040
Почки	Мурманская область	67	4,400±0,700	0,600±0,140
	Ненецкий АО	48	1,500±0,200	0,700±0,170
	Республика Коми	10	1,700±0,300	0,380±0,090
	Ямало-Ненецкий АО	49	4,300±0,600	0,580±0,140
	Полуостров Таймыр (Красноярский край)	10	0,810±0,120	0,060±0,026
	Республика Саха (Якутия)	4	7,600±1,100	0,950±0,230
	Камчатский край	10	2,500±0,400	0,410±0,100
	Чукотский АО	8	5,600±0,800	1,100±0,300
Мышечная ткань	Мурманская область	6	0,012±0,004	0,110±0,050
	Ненецкий АО	5	< 0,005	0,020±0,009
	Ямало-Ненецкий АО	10	< 0,005	< 0,01
	Полуостров Таймыр (Красноярский край)	35	< 0,005	< 0,01
Ягель	Мурманская область	20	0,029±0,009	0,031±0,014
Грибы (подберезовик)		3	0,042±0,013	0,084±0,037
Ягель	Республика Саха (Якутия)	6	0,071±0,021	0,032±0,014
Зерно фуражное	Разные регионы	6	0,035±0,011	0,013±0,010
Комбикорма для КРС и свиней		10	0,055±0,017	0,027±0,012

П р и м еч а ни е. АО — автономный округ, КРС — крупный рогатый скот. Допустимое содержание (ДС) кадмия в печени — 0,3 мг/кг, в почках — 1,0 мг/кг, в мышечной ткани — 0,05 мг/кг; ДС ртути в печени — 0,1 мг/кг, в почках — 0,2 мг/кг, в мышечной ткани — 0,03 мг/кг (24).

Содержание кадмия и ртути в мышечной ткани северных оленей находилось в пределах допустимых значений (табл. 2). Однако в печени и почках показатели значительно возрастали. При этом не отмечалось выраженного снижения количества тяжелых металлов в органах и тканях при продвижении с запада на восток, аналогичного наблюдаемому для диоксинов. Количество кадмия в ягеле (основа кормовой базы оленей) и грибах существенно не превышало содержания этого металла в кормах для крупного рогатого скота и свиней. Количество ртути в ягеле было больше, чем в фуражном зерне, но превышало таковое в комбикорме незначительно. То есть полученные данные не позволяют объяснить загрязнение оле-368

ньих субпродуктов тяжелыми металлами. Вероятно, как и в случае с диоксинами (8), ключевую роль играют отличия оленей от других видов продуктивных животных (выпас на локально загрязненных участках территории, заглатывание частиц почвы). Возможно также, что большое количество кадмия и ртути содержится в других видах потребляемого оленями корма. Накопление ртути в грибах, например, было значительно выше, чем во всех других видах кормовой продукции (см. табл. 2).

Среднее содержание диоксинов (пг ТЭК ВОЗ/г жира; А, Б) , кадмия (мг/кг; В, Г) и ртути (мг/кг; Д, Е) в печени (А, В, Д) , мышечной ткани (Б) и почках (Г, Е) у северных оленей ( Ran-gifer tarandus tarandus L. и Rangifer tarandus sibiricus Murray ) из различных регионов Крайнего Севера России: 1 — Мурманская область, 2 — Ненецкий автономный округ (АО), 3 — Республика Коми, 4 — Ямало-Ненецкий АО, 5 — полуостров Таймыр (Красноярский край), 6 — Республика Саха (Якутия), 7 — Чукотский АО, 8 — Камчатский край; а — данные получены в 2001 году в рамках Программы по мониторингу и оценке состояния Арктики (АМАР 2001), б — результаты, полученные в 2014-2016 годах.

На рисунке представлено сравнение наших результатов с данными, полученными в 2001 году в рамках Программы по мониторингу и оценке состояния Арктики (2). Оно позволяет заключить, что содержание диоксинов в органах и тканях у северных оленей за прошедшие 15 лет значительно снизилось, в то время как кадмия и ртути — существенно возросло.

В таблицах 3, 4 и 5 приведены результаты расчета дозы стойких за- грязнителей, поступающей в организм человека при употреблении мяса, печени и почек северных оленей, в сравнении с переносимой недельной дозой.

Употребление в пищу печени оленей обусловливало поступление в организм человека значительно больших доз диоксинов и дПХБ, чем при

• 3.    Дозы кадмия и ртути, поступающие в организм при употреблении в пищу субпродуктов и мяса северных оленей ( Rangifer tarandus tarandus L. и Rangi-fer tarandus sibiricus Murray), в сравнении с переносимыми

• 4.    Суммарные дозы диоксинов и диоксиноподобных полихлорированных бифенилов (Д и дПХБ, пг ТЭК ВОЗ/г общей массы) , поступающие в организм человека при употреблении в пищу мяса и печени северных оленей ( Rangifer tarandus tarandus L. и Rangifer tarandus sibiricus Murray), в сравнении с переносимой дозой (ПД)

  Регион	Продукт, субпродкт	Жир, %	Д + дПХБ	Нагрузка на организм, пг/(чел.•нед)	% от ПД
  Мурманская область                     Мясо         ∼ 5 (18)     0,0650          98           12 Ненецкий АО                                                  0,0335          50           6 Полуостров Таймыр (Краноярский край)                          0,0085          13          2 Мурманская область                     Печень        4,5       6,55            419          50 Ненецкий АО                                        6,0       5,11           327          39 Полуостров Таймыр (Красноярский край)               5,0       0,93            60           7 П р и м еч а ни е. АО — автономный округ, ТЭК ВОЗ — токсические эквиваленты Всемирной организации здравоохранения. ПД — 840 пг ТЭК ВОЗ/(чел.•нед).

• 5.    Суммарный процент загрязнителей, поступающих в организм человека при употреблении в пищу субпродуктов и мяса северных оленей ( Rangifer taran-dus tarandus L. и Rangifer tarandus sibiricus Murray), в сравнении с переносимой дозой (ПД)

Регион Продукт, субпродкт Доза, мкг/(чел.•нед) % от ПД кадмий ртуть кадмий ртуть Мурманская область, Ненецкий АО, Ямало-Ненецкий АО, полуостров Таймыр Мясо < 1 < 1 < 1       < 1 Мурманская область Печень 88,96 22,40 59        9 Ненецкий АО 16,64 10,88 11        5 Республика Коми 39,68 16,64 26       7 Ямало-Ненецкий АО 46,08 11,52 31        5 Полуостров Таймыр (Красноярский край) 21,76 2,11 15         1 Республика Саха (Якутия) 61,44 12,80 41        5 Камчатский край 33,92 5,76 23       2 Чукотский АО 53,12 5,76 35        2 Мурманская область Почки 278,4 38,40 186       16 Ненецкий АО 97,28 44,80 65       19 Республика Коми 110,72 24,32 74      10 Ямало-Ненецкий АО 277,12 37,12 185       15 Полуостров Таймыр (Красноярский край) 51,84 3,84 35        2 Республика Саха (Якутия) 486,40 60,80 324      25 Камчатский край 159,36 26,24 106       11 Чукотский АО 355,84 68,48 237      29 П р и м еч а ни е. АО — автономный округ. Переносимая доза (ПД) кадмия — 150 мкг/(чел.•нед), ПД ртути — 240 мкг/(чел.•нед).

Регион	% от ПД
	Д + дПХБ (печень + мясо)	кадмий (печень + почки)	ртуть (печень + почки)
Мурманская область	62	245	25
Ненецкий АО	45	76	24
Республика Коми		100	17
Ямало-Ненецкий АО		216	20
Полуостров Таймыр (Красноярский край)	9	50	3
Республика Саха (Якутия)		365	30
Камчатский край		129	13
Чукотский АО		272	31

П р и м еч а ни е. АО — автономный округ, Д и дПХБ — диоксины и диоксиноподобные полихлориро- ванные бифенилы. Пропуски означают, что данные отсутствуют.

потреблении мяса. В Мурманской области (наиболее загрязненный диоксинами регион) доза диоксинов и дПХБ, воздействующая на население при потреблении мяса и печени северных оленей, составляла более половины всей переносимой дозы. В отношении ртути наибольшая нагрузка на организм происходила при потреблении почек северных оленей, а суммарная доза при потреблении печени и почек не превышала трети от переносимой. В отношении кадмия ситуация оказалась крайне неблагоприятной, поскольку при употреблении в пищу одних только почек переносимая доза в большинстве регионов оказывалась превышена. Суммарная нагрузка на организм человека при потреблении печени и почек северных оленей была настолько значительна, что превышала переносимую дозу в шести из восьми исследованных регионов (кроме Таймыра и Ненецкого АО) и достигала наивысших значений в Республике Саха (Якутия) (превышает переносимую дозу более чем в 3,5 раза). Дозы кадмия и ртути, поступающие в организм человека при употреблении в пищу мяса северных оленей, во всех четырех исследованных регионах составляли не более 1 % от допустимой суточной дозы.

Следует также учесть, что коренное населения Крайнего Севера России подвергается значительному воздействию диоксинов, дПХБ и токсичных элементов и из других источников, помимо оленины, включая пищевые продукты, в частности морских млекопитающих и рыбу (26). Недавно была продемонстрирована высокая пищевая ценность мяса оленей (25) и оленьей печени, а также то, что пищевая ценность оленьей печени значительно выше, чем говяжьей, и печень оленей следует использовать при изготовлении продуктов питания (27). При разработке рецептур продукции из оленьей печени целесообразно учитывать сведения о ее загрязнении стойкими органическими загрязнителями и токсичными элементами.

Таким образом, загрязнение печени северных оленей диоксинами имеет четкое географическое распределение: наиболее загрязненный регион — Кольский полуостров, далее содержание диоксинов снижается по мере продвижения с запада на восток. В отношении загрязнения субпродуктов северных оленей кадмием и ртутью подобная зависимость не проявляется. За прошедшие 15 лет содержание диоксинов в оленьей печени значительно снизилось, а кадмия и ртути в печени и почках — существенно возросло. Согласно полученным данным, ягель может быть не основным источником поступления кадмия и ртути в организм северных оленей. Употребление мяса северных оленей из исследованных регионов не несет существенного риска для здоровья населения. В то же время регулярное и длительное употребление в пищу печени и почек может представлять дополнительный риск, поскольку переносимые дозы кадмия при этом оказываются превышены более чем в 3 раза.