CC BY
58
References
1. Henderson-Sellers, B. Engineering limnology / B. Henderson-Sellers. L.: Gidrometeoizdat, 1987.
2. Orlob, G.T. One-Dimensional Models for Simulation of Water Quality in Lakes and
Reservoirs / G.T. Orlob // Mathematical Modeling of Water Quality: Streams, Lakes and Reservoirs (Int. Ser. On Appl. System Analysis; 12). Chichester: Wiley and Sons, 1982.
3. Zinoviev, A.T. Using mathematical modeling to evaluate the design decisions when creating large reservoirs / ECO-newsletter Ine-ka. - 2009. № 4 (135) (www.ineca.ru/?dr=bulletin/arhiv/0135&pg=011).
4. Vasiliev, O.F. Mathematical modeling of hydrothermal processes in the deep waters / O.F. Vasilyev, O.B. Bocharov, A.T. Zinoviev // Hydraulic engineering. - 1991. № 7.
5. Vasiliev, O.F. A mathematical model of migration of dissolved impurities in the reservoir-flooded soil system/ O.F. Vasiliev, A.T. Zinoviev, P.V.
Ivanov, S.A. Sukhenko // Water Resources. - 1993. V. 20. - № 6.
6. Bocharov, O.B. Effect of selective withdrawals on an annual thermal regime of the deep reservoir / O.B. Bocharov, A.T. Zinoviev // Water Re-
sources. 1992. № 5.
7. Zinoviev, A.T. One-dimensional vertical model of sedimentation in a deep reservoir / A.T. Zinoviev, Y.N. Kopylov, A.A. Kuzmin / / Water Resources. 1995. - V. 22. - № 6.
8. Zinoviev, A.T. Simulation of ice-thermal regime of Lake Teletskoye / A.T. Zinoviev // International. Symposium "Hydrological and ecological processes in the reservoirs and their watersheds: Proceedings. - Novosibirsk: IWEP, SB RAS Publ., 1994.
9. Markofsky, M. A predictive model for thermal stratification and quality in reservoirs / M. Markofsky, D.R.F. Harleman // Department of civil en-
gineering, MIT, 1971.
10. Huber, W.C. Temperature prediction in stratified reservoirs / W.C. Huber, D.R.F. Harle-man, P.J. Ryan // Proc. ASCE, J. Hydraulics Division. 1972. V. 98. - HY 4.
11. Rayn, P.J. An analytical and experimental study of transient cooling pond behavior / PJ Rayn, D.R.N. Harleman // Cambridge: MIT, 1973. Tech. Report 161.
12. Harleman, D.R.F. Hydrothermal analysis of lakes and reservoirs / DRF Harleman / / Proc. ASCE, J. Hydraulics Division. 1982. V. 108. - HY 3.
13. Ignatova, G.S. Dimensional model of the seasonal thermocline in lakes / G.S. Ignatova, V.I. Kwon // Water Resources. - 1979. № 6.
14. Zinoviev, A.T. Modeling of wind effects on the temperature stratification of the deep reservoir / A.T. Zinoviev, A.A. Kuzmin // Siberian Physi-co-Technical Journal. - 1991. - № 4.
15. Selegey, V.V. Teletskoye Lake / V.V .Selegey, T.S. Selegey. - L.: Gidrometeoizdat, 1987.
Article Submitted 17.12.10
УДК 612.392.9
И.А Иванов, асп. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул; А.Н. Эйрих, канд. тех. наук, н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]
ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КАДМИЯ В СЫРЬЕВЫХ ВИДАХ ФЛОРЫ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ
Рассматриваются особенности содержания кадмия в образцах флоры Республики Алтай методом атомно-абсорбционного анализа. Ключевые слова: лекарственные растения, безопасность, тяжелые металлы.
В последнее время все большее распространение получают различные продукты пищевого, биологически активного и фармацевтического свойства, полученные из природного сырья, например, из дикорастущих лекарственных и пищевых растений. Некоторые виды характерны только для Республики Алтай. Возрастающий интерес к использованию такого сырья в промышленности, может поставить их на грань исчезновения.
Разносторонние исследования условий произрастания диких лекарственных и пищевых растений позволит не только более эффективно обеспечивать сохранность и безопасность популяций, но и наиболее рациональным и эффективным способом осуществлять сбор таких растений и их переработку. Для перспективного использования растений в промышленности важна не только безопасность среды произрастания, но и выбор безопасного для популяции количества собираемых растений и своевременного сбора. Заготовка должна осуществляться в той фазе развития растения, когда оно достигает максимального значения целевых свойств. В первую очередь для использования лекарственных растений в промышленности необходим контроль качества и безопасности на содержание загрязняющих веществ в заготавливаемом сырье. Тяжелые металлы являются вредными загрязняющими веществами, способными накапливаться в биологических объектах.
Кадмий - редкий и весьма рассеянный элемент. Его содержание в земной коре составляет 1,3-10"5 %. Из-за сильного рассеяния он не образует самостоятельных рудных скоплений промышленного значения, а встречается в рудах тяжелых цветных металлов в качестве примеси и извлекается из них
как побочный продукт. Основные сферы его использования: для антикоррозионного покрытия (т.н. кадмирования) черных металлов, особенно в тех случаях, когда имеется их контакт с морской водой, а также для производства никель-кадмиевых электрических аккумуляторов. Он входит в состав многих сплавов как легкоплавких, так и тугоплавких износостойких (например, с никелем). Кадмий используется в стержнях-замедлителях атомных реакторов, некоторые его соединения обладают полупроводниковыми свойствами. Довольно долго кадмий применялся для изготовления красителей (пигментов) и в качестве стабилизатора при производстве пластмасс (в частности полихлорвинила), однако в настоящее время, в силу токсичности, в этих целях он практически не используется.
Широкое распространение кадмия в топливе, удобрениях, рудных отвалах наряду с использованием этого элемента в промышленном производстве и определяет постепенно увеличивающуюся концентрацию данного элемента в окружающей среде. Растения и животные извлекают и накапливают его в тканях своего тела. Явление биоаккумуляции Сd происходит в экосистемах как при наличии металла в естественных для окружающей среды количествах, так и при антропогенном ее загрязнении. Кадмий относится к кумулятивным ядам и является высокотоксичным тяжелым металлом.
Антропогенные источники поступления кадмия в окружающую среду можно разделить на две группы: локальные выбросы, которые связаны с промышленными комплексами, производящими или использующими кадмий, и диффузнорассеянные по Земле источники разной мощности, начиная от тепловых энергетических установок и моторов и заканчивая
минеральными удобрениями и табачным дымом. При сбросе в водоемы промышленных сточных вод, очищенных обычными способами, содержание Сd увеличивается в несколько десятков раз.
Вследствие загрязнения почв, кадмий проникает в растительный организм. В определенных условиях его ионы, обладая большой подвижностью в почвах, легко переходят в растения, накапливаются в них и затем поступают в организм животных и человека. По химическим свойствам кадмий близок к цинку, поэтому он может замещать последний во многих биохимических процессах, нарушая работу большого количества ферментов. Основным источником кадмиевого загрязнения почв является внесение удобрений, в особенности суперфосфата, куда этот химический элемент входит в качестве микродобавок (суперфосфат содержит 720,2 мкг Сd в 100 г, фосфат калия 471 мкг, селитры до 66 мкг). Кадмий обладает двумя свойствами, которые определяют его важность для окружающей среды.
1. Сравнительно высокое давление паров, обеспечивающее легкость его испарения, например, при плавлении или при сгорании углей.
2. Высокая растворимость в воде, особенно при небольших кислотных значениях рН (особенно при рН5).
Учитывая широкое распространение в окружающей среде, высокую подвижность и значительную опасность для организмов растений, животных и человека, необходимо всестороннее изучение механизмов поглощения, аккумуляции и трансформации кадмия в биологических объектах. Поэтому
первоначальным этапом является определение его содержания в видах флоры Республики Алтай и оценка в соответствии с нормативными показателями [1-5].
Для исследования были выбраны следующие виды растений: клевер луговой (Trifolium pratense), очанка лекарственная (Euphrasia officinalis), родиола ярко-красная (Rhodiola cocci-nea), ортилия однобокая (Orthilia secunda), копеечник чайный (Hedysarum theinum), лопух большой (Arctium lappa), сабельник болотный (Comarum palustre), левзея сафлоровидная (Rhaponticum carthamoides), эхинацея пурпурная (Echinacea purpurea), Чага (Inonotus obliquus). Последняя является паразитным грибом, но на ряду с остальными находит широкое применение в изготовлении различных препаратов, что и обусловило ее включение в список.
Пробы растений отбирали в ходе заготовок в традиционных районах сбора Республики Алтай. Образцы высушивали до воздушно-сухого состояния и растирали в агатовой ступке. Далее навески разлагали методом мокрого озоления в растворе кислот с использованием микроволновой печи MARS-5. Концентрации кадмия определяли методом атомноабсорбционной спектрометрии с использованием электротермической атомизации (ЭТА) на приборе SOLAAR M-6, для градуировки прибора использовали стандартные растворы ГСО определяемого элемента. Контроль правильности определения кадмия проводили с помощью стандартного образца сравнения reference material (BCR №60). Результаты анализа исследования приведены в таблице.
Таблица
Содержание кадмия в образцах растений Республики Алтай, мг/кг
Растения Са
Клевер луговой (надземная часть) 0,01±0,004
Очанка лекарственная (надземная часть) 0,З1±0,02
Родиола ярко-красная (корневища с корнями) 0,05±0,004
Ортилия однобокая (надземная часть) 1,94±0,62
Копеечник чайный (корень) 14,7±1,2
Лопух большой (корень) 0,12±0,0З
Сабельник болотный (корень) 0,05±0,005
Левзея сафлоровидная (корневища) 0,08±0,004
Эхинацея пурпурная (надземная часть) 0,02±0,01
Чага (тело гриба) 0,19±0,005
Reference material 2,10±0,15
ПДК (БАД на растительной основе)111 1,00
В ходе изучения было выявлено значительное отличие содержания кадмия в образцах растений. Это может свидетельствовать об избирательном поглощении кадмия различными растениями. Оценку качества лекарственного сырья проводили в соответствии с ПДК (для БАД на растительной основе). Превышение предельного допустимой концентрации наблюдается у ортилии однобокой (надземная часть) 1,94 ПДК и копеечника чайного (корень) - 14,7 ПДК, что может быть связано с загрязненностью почв кадмием.
References
Таким образом, исследования показали, что содержание кадмия в образцах ортилии однобокой (надземная часть) и копеечника чайного (корень), отобранных в сентябре 2009 года на территории Республики Алтай, не соответствует нормативным показателям безопасности, поэтому такое сырье не может быть использовано в приготовлении лекарственных средств.
1. Control and safety of biologically active additives (methodic guidelines). - Moscow: Russian Ministry of Health, 2003.
2. Determination of safety and efficiency of dietary supplements (methodical instructions). - Moscow: Russian Ministry of Health, 1999.
3. Sokolova, G.G. Practical course on bioindication of the environment / G.G. Sokolova. - Barnaul, 2006.
4. Zilov, E.A. Hydrobiology and aquatic ecology (structure, functioning and pollution of aquatic ecosystems): Textbook. - Irkutsk: Irkutsk University, 2008.
5. Harmful chemicals. Inorganic compounds of elements of Group I-IV: Ref. book / Ed. by V.A. Filov et al. - L.: Chemistry, 1988.
Article Submitted 17.12.10
