В настоящее время особенно острым лимитирующим фактором использования природных популяций лекарственных растений является загрязнение окружающей среды. Тяжелые металлы, представляют наибольшую опасность из-за высокой токсичности их избыточных количеств, мутагенного, тератогенного и канцерогенного эффектов, долговечности и практически невыводимости из системы «почва – растения – лекарственные формы – человек». Поэтому исследования направленные в сторону выяснения экологической безопасности лекарственного растительного сырья (ЛРС) весьма актуальны.
Цель исследования. Оценить качество ЛРС, произрастающего в Абхазии по содержанию тяжелых металлов.
Материал и методы исследования. Пробы почв и образцы растительного сырья отбирались с территорий ценопопуляций (ЦП) определенных для возможных заготовок.
Валовое содержание тяжелых металлов определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе AAnalyst 400 Atomic Absorption Spectrometer (Perkin Elmer) по стандартным методикам [2]. Сравнение показателей для растительного сырья проводили с нормами для биологически активных добавок к пище на растительной основе [4].
Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что какой-либо избирательности в накоплении определенного тяжелого металла растениями, принадлежащими к разным ЦП, не обнаружено. Содержание металлов в почве и растительном сырье не превышает ПДК и ОДК (табл. 1). Сопоставление видов рода Helleborus из разных ЦП по показателям, характеризующим степень их загрязненности тяжелыми металлами, выполнено путем сравнения ценопопуляционных средних, что позволило установить следующий ряд поллютантов Fe>Mn>Zn>Cu>Pb>Cd>Hg>As – для почвы и растительного сырья. Средневзвешенное содержание тяжелых металлов в почвах исследованных районов Абхазии является достаточно низким. Концентрация металлов в почве ниже величин ПДК и ОДК во много раз: As – 200,0; Hg – 161,54; Cd – 19,51; Pb – 10,44; Cu – 8,43; Zn – 2,23; Mn – 2,19; Fe – 0,34.
Таблица 1
Содержание техногенных элементов в почве и подземных органах видов рода Helleborus (мг/кг)
Эле- мент |
Ценопопуляции |
ПДК |
|||||||
11 |
14 |
24 |
38 |
46 |
58 |
59 |
62 |
||
Pb |
4,50*** |
3,21 |
2,17 |
3,12 |
3,91 |
2,95 |
2,01 |
2,66 |
32,0 |
1,52**** |
1,56 |
2,01 |
1,65 |
1,58 |
1,72 |
1,81 |
1,12 |
6,0 |
|
Cd |
0,06 |
0,11 |
0,09 |
0,15 |
0,08 |
0,10 |
0,10 |
0,13 |
2,0** |
0,12 |
0,23 |
0,15 |
0,32 |
0,17 |
0,21 |
0,19 |
0,24 |
1,0 |
|
Cu |
5,23 |
4,64 |
6,66 |
5,75 |
5,64 |
7,54 |
7,02 |
7,83 |
53,0 |
1,81 |
2,75 |
2,31 |
3,56 |
2,25 |
3,87 |
3,58 |
2,98 |
– |
|
Zn |
30,10 |
42,81 |
29,01 |
49,45 |
53,20 |
35,71 |
35,52 |
37,03 |
87,0 |
17,31 |
20,34 |
14,58 |
18,20 |
22,31 |
15,97 |
16,05 |
16,52 |
– |
|
Fe |
6581 |
6529 |
8015 |
7882 |
6421 |
7581 |
7194 |
8192 |
25000* |
521 |
452 |
583 |
621 |
715 |
684 |
671 |
752 |
– |
|
Hg |
0,005 |
0,027 |
0,006 |
0,013 |
0,045 |
0,001 |
0,001 |
0,006 |
2,1 |
– |
0,002 |
– |
0,001 |
– |
– |
– |
– |
0,1 |
|
As |
– |
0,01 |
– |
0,01 |
– |
– |
– |
– |
2,0 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
0,5 |
|
Mn |
645,32 |
651,62 |
427,52 |
398,92 |
776,34 |
787,51 |
654,36 |
1120,21 |
1500 |
162,35 |
170,52 |
120,69 |
98,69 |
178,91 |
185,36 |
168,23 |
147,35 |
Примечание. * значение кларка; ** ОДК; ***валовое содержание в почве; ****содержание в растительном сырье.
Для выяснения уровня адаптации растений к экологическим режимам была проанализирована интенсивность поглощения растениями тяжелых металлов с помощью коэффициента биологического поглощения (КБП), позволяющая рационально использовать растительные ресурсы. Согласно рядам КБП по шкале И.А. Авессаломовой элементом сильного накопления является Cd (1,67-2,13), слабого накопления и среднего захвата Cu (0,35-0,62), Pb (0,34-0,93), Zn (0,37-0,58), Mn (0,13-0,28), остальные элементы слабого захвата (КБП <0,1) [4]. В целом показатель КБП был меньше единицы, следовательно, растения рода Helleborus не накапливают тяжелые металлы и относятся к деконцентраторам, кроме Cd, который можно отнести к концентраторам [1].
Для анализа полученных данных были просчитаны коэффициенты корреляции (табл. 2). Положительная тесная и значительная корреляционная зависимости отмечены у кадмия (r=0,96), цинка (r=0,83), марганца (r=0,54) и меди (r=0,52), в подземных органах изучаемого сырья и их валовым содержанием в почве. Это свидетельствует о том, что обнаруженные межпопуляционные различия обусловлены, в наибольшей степени, различием антропогенного давления на эти ЦП, так как большую часть тяжелых металлов ЛРС на изучаемых территориях получает именно из почвы. Умеренная положительная и отрицательная корреляционная связь между содержанием тяжелых металлов в растениях и почве (Fe r=0,43; Pb r=–0,36) с одной стороны, говорит о том, что в данных местах загрязнение этими элементами идет преимущественно воздушным путем. С другой, что при возрастании концентрации в почве железа и свинца концентрация этих металлов в растении резко не возрастает, т.е. данные металлы накапливаются преимущественно в необходимых для физиологических процессов в растениях количествах.
При взаимодействии двух элементов может происходить усиление их поступления в организм растения (синергический эффект), или, наоборот, при повышении поглощения одного элемента поступление другого снижается (антагонистический эффект).
Таблица 2
Коэффициенты корреляции (r) между содержанием элементов в подземных органах Helleborus caucasicus и H. abchasicus
Элемент |
Pb |
Cd |
Cu |
Zn |
Fe |
Mn |
Pb |
-0,26 |
0,09 |
-0,31 |
-0,26 |
-0,15 |
|
Cd |
-0,26 |
0,68 |
0,13 |
0,17 |
-0,46 |
|
Cu |
0,09 |
0,68 |
-0,28 |
0,38 |
-0,03 |
|
Zn |
-0,31 |
0,13 |
-0,28 |
-0,11 |
0,30 |
|
Fe |
-0,26 |
0,17 |
0,38 |
-0,11 |
0,08 |
|
Mn |
-0,15 |
-0,46 |
-0,03 |
0,30 |
0,08 |
В подземных органах исследуемых растений положительные корреляционные связи выявлены между парами Pb–Cu, Cd–Cu, Cd–Zn, Cd–Fe, Cu–Fe, Zn–Mn, Fe–Mn со значениями коэффициента корреляции 0,09-0,68. Наибольшее количество отрицательных корреляционных пар характерно для Pb (r=–0,15–0,31) он выступает слабо-умеренным антагонистом для всех элементов кроме меди (r=0,09).
Наиболее тесная положительная синергическая связь зафиксирована между Cd и Cu (r=0,68), умеренная отрицательная антагонистическая между Cd и Mn (r=–0,46).
Вывод. По показателю содержания тяжелых металлов подземные органы заготовленные в исследованных ЦП соответствуют требованиям и являются экологически чистыми.
Библиографическая ссылка
Гулия В.О., Орловская Т.В. МОНИТОРИНГ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСТЕНИЯХ РОДА HELLEBORUS L. ПРОИЗРАСТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ АБХАЗИИ // Современные наукоемкие технологии. – 2014. – № 12-1. – С. 108-109;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=34864 (дата обращения: 13.12.2024).