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)

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

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.