CC BY
18
УДК 543.3; 543.31
DOI: 10.24411/1728-323X-2019-13028
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕЛЕНА И ЕГО АНТАГОНИСТОВ В ПОЧВЕ, ВОДЕ И ЧЕСНОКЕ НА ТЕРРИТОРИИ Г. НЕФТЕКАМСК КРАСНОКАМСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
Г. Г. Козлова, к. х. н.,
доцент,gg.birsk@gmail.com,
С. А. Онина, к. х. н., доцент,
onina_svetlana@mail.ru,
С. В. Пихтовников, к. х. н., доцент,
pihtovnikovsv@gmail.com,
Р. У. Галямова, магистрант,
g.regina.u@yandex.ru,
Бирский филиал ФГБОУ ВО «Башкирский государственный университет», г. Бирск, Россия
В статье рассматриваются результаты исследований аналитических показателей проб воды, почвы и растительного сырья на территории г. Нефтекамск Республики Башкортостан. Определено содержание селена и его антагонистов (Cu, Zn, Pb, Cd, As) в воде, почве и чесноке (Allium sativum L.). Показано, что содержание селена в растительном сырье — чесноке значительно выше, чем в почве, также как количество меди и цинка. Количество других антагонистов селена, таких как мышьяк, свинец и кадмий, в растениях значительно ниже его содержания в почве. По данным результатам рассчитан коэффициент биологического поглощения (КБП) селена и его антагонистов.
The article discusses the results of studies of analytical indicators of samples of water, soil and plant materials in the city of Neftekamsk of the Republic of Bashkortostan. The content of selenium and its antagonists (Cu, Zn, Pb, Cd, As) in water, soil and garlic (Allium sativum L.) was identified. It is shown that the selenium content in vegetable raw materials, i.e. garlic, is significantly higher than in the soil, as well as the amount of copper and zinc. The number of other selenium antagonists, such as arsenic, lead and cadmium, in plants is significantly lower than its content in the soil. According to these results, the coefficient of biological absorption (PCP) of selenium and its antagonists was calculated.
Ключевые слова: аналитические показатели, микроэлементы, пробы почвы, растительное сырье, селен, марганец, кобальт, медь, никель, свинец, тяжелые металлы.
Keywords: analytical indexes, microelements, tests of soil, digister, selenium, manganese, cobalt, copper, nickel, lead, heavy metals.
Введение. Минеральные вещества в организме человека выполняют важные функции. Наиболее значимым микро-нутриентом является селен. Это один из антиоксидантов, без него невозможна работа печени, щитовидной железы. С дефицитом этого элемента связывают возникновение таких хронических заболеваний человека, как злокачественные новообразования, атеросклероз, гипертоническая болезнь, артриты, пародонтоз, катаракта и т. д. [1].
Селен поступает в организм человека с продуктами животноводства и растениеводства.
Накопление селена растениями зависит от содержания его в почве, от свойств почвы, его доступности, от вида растения, фазы его развития, физиологического состояния. Растения могут усваивать и изменять различные формы селена [2].
В земной коре содержание селена крайне мало и распределено неравномерно. На количество селена в растениях влияют такие элементы, находящиеся в почве, как медь и свинец, — антагонисты селена. В свою очередь, в почве и растениях на количество свинца влияет марганец, а антагонистами марганца являются кобальт и никель [3].
Принята следующая классификация почв по содержанию селена [4].
— 0,15 мкг/кг — дефицит;
— 0,175—0,40 мкг/кг — умеренное содержание;
— 0,40—3,0 мкг/кг — высокое содержание;
— 3,0 мкг/кг — избыточное содержание.
В большинстве почв концентрация селена относительно низкая, в пределах значений 0,01—2,0 мкг/кг.
Целью работы явилось определение содержания валовой формы селена и элементов — антагонистов (Си, Ая, РЬ, Zn, Сё) в воде, почве и растительном сырье на территории г. Нефтекамск Краснокамского района Республики Башкортостан.
Материалы и методы исследования
Объектом исследования выбран Лук чеснок (Allium sativum L.) — вид рода Лук семейства Амариллисовые (Amarylli-daceae) подсемейства Луковые (Allioideae), ранее помещался в самостоятельное ныне упраздненное семейство Луковые (Alliaceae) [5].
Отбор проб почвы, воды и чеснока производился в конце августа на территории г. Нефтекамск Республики Башкорто-
тиков (участок расположен в 500 м от дороги); вторая проба отбиралась в деревне Дубники (участок расположен в 1 км от р. Кама и 700 м от дороги); третья проба отбиралась в микрорайоне Касева (участок расположен в 3 км от дороги); четвертая проба отбиралась в микрорайоне Восточный (участок расположен в 1 км 500 м от дороги).
Пробы отбирались в соответствии с ГОСТ 31861—2012 «Вода. Общие требования к отбору проб» [7], ГОСТ 28168—89 «Отбор проб почвы» [8], ГОСТ 24027.0—80 «Сырье лекарственное растительное» [9].
Анализ проб на содержание селена и его антагонистов проводился на атомно-абсорбци-онном спектрометре «КВАНТ-Z ЭТА» с электротермической атомизацией пробы; Методика: М-МВИ-80-2008 ООО «Мониторинг», свойство об аттестации ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева», № 242/47-03 от 04.06.2008 г. [10].
Результаты и обсуждение. Полученные результаты в пробах воды и почвы представлены в таблицах 1 и 2.
Из таблицы 1 видно, что в пробах 3 и 4 содержание селена и меди намного больше, чем в 1 и 2.
Анализируя данные, представленные в таблицах 1 и 2, мы видим, что среднее содержание валовой и подвижной форм селена на всех исследуемых территориях города варьирует в широких пределах. В условиях воды и почвы средние значения селена ПДК не превышают. Однако в ус-
Таблица 1
Содержание селена и его антагонистов в пробах воды, мкг/дм3
№ пробы Селен Медь Цинк Мышьяк Свинец Кадмий
1 0,49 7,40 25,35 0,05 0,89 менее 0,02
2 0,32 34,4 92,5 0,2 10,13 менее 0,02
3 1,04 76,05 27,7 0,7 1,01 менее 0,02
4 1,65 81,7 31,6 0,5 2,3 менее 0,02
Среднее значение 0,875 49,88 44,2875 0,3625 3,5825 менее 0,02
ПДК 10 72 200 15 260 15
Таблица 2
Содержание селена и его антагонистов в пробе почвы, мкг/кг
№ пробы Селен Медь Цинк Мышьяк Свинец Кадмий
1 1,54 52,7 1445,5 2,8 12,03 1,9
2 1,30 70,33 4349,6 3,36 24,6 1,67
3 1,08 42,43 374,29 1,0 19,3 1,7
4 1,7 54,72 855,85 4,22 16,04 2,0
Среднее значение 1,405 55,045 1756,31 2,845 17,9925 1,81
ПДК 2 3 23 2 30 2
Рис. 1. Фото города Нефтекамск со спутника. Цифрами указаны территории отбора проб
стан. Территория города находится в северной лесостепной подзоне умеренного пояса, почвенный покров представлен светло-серыми лесными, серыми лесными, темно-серыми лесными почвами.
Отбор проб был произведен с 4 участков города Нефтекамск Республики Башкортостан (рис. 1) [6]. Первая проба отбиралась в поселке Энерге-
Таблица 3
Ориентировочные коэффициенты биологического поглощения элементов в чесноке (Allium sativum L.), мкг/кг
№ пробы Селен Медь Цинк Мышьяк Свинец Кадмий
1 1,12 2,36 1,40 0,27 0,04 0,01
2 1,33 1,90 0,48 0,23 0,04 0,01
3 1,59 2,17 2,04 0,43 0,04 0,01
4 1,05 1,61 1,11 0,20 0,05 0,01
Среднее значение 1,27 2,01 1,25 0,28 0,04 0,01
ловиях кислых почв селен образует плохораство-римые и слабодоступные растениям устойчивые комплексы из-за высоких значений содержания элементов-антагонистов. В связи с чем, город Нефтекамск можно отнести к селенодефицитной территории.
Содержание меди варьирует мало по всем участкам. Значения меди в воде на участке № 4 превышают значения ПДК, в почве же средние значения меди превышают на всех 4 участках.
По среднему содержанию цинка в воде превышений не выявлено. В почве обнаружены значительные превышения на всех исследуемых участках г. Нефтекамска.
По среднему содержанию валовой и подвижной форм мышьяка в почве на участках № 1, 2 и 4 зафиксировано значительное превышение ПДК. В воде же содержание мышьяка соответствует нормам.
Превышений показателей ПДК свинца и кадмия в почве и воде не обнаружено.
Рассчитаем ориентировочные коэффициенты биологического поглощения элементов-антагонистов чесноком из почвы для более наглядной оценки возможности накопления данных элементов чесноком (табл. 3).
Анализируя данные, представленные в таблице 3, можно сказать, что содержание селена и цинка в чесноке и почве практически одинаково. Коэффициент биологического поглощения составляет 1,27. Количество мышьяка, кадмия и свинца в чесноке ниже его содержания в почве. Величины КБП варьируют от 0,01 до 0,4. Низкое содержание элементов-антагонистов, возможно, определяет высокое накопление в растительном сырье селена.
Наибольшая величина КБП (от 1,6 до 2,4) характерна и для меди, что, вероятно, связано со
способностью накопления этих металлов. Важно отметить, что накопление селена растениями зависит от биологических особенностей последних, а также фазы их роста и развития.
Заключение. Таким образом, результаты исследования показали, что содержание селена в почве города Нефтекамск составляет в среднем: валовая форма 0,2722 мкг/кг, подвижная форма 0,1931 мкг/кг, что позволяет отнести территорию города к селенодефицитной. В почвах исследуемых территорий среди тяжелых металлов преобладает свинец, медь и марганец. Причем максимальные свои значения они имеют на участке № 4. Можно предположить, что такие результаты исследования проб почвы связаны с расположением участка в промышленной зоне, а также максимальной нагрузкой автотранспорта. Минимальные значения эти же самые элементы имеют на участке № 3. Это объясняет тот факт, что данный участок расположен вдали от промышленной зоны и имеет наименьшую нагрузку автотранспорта.
Среднее содержание валовых и подвижных форм кобальта и никеля на исследуемых участках имеет высокие значения, однако не превышают ПДК. Можно предположить, что это связано с различиями генезиса минеральных и торфяных почв, разнообразием почвообразующих пород, наличием геохимических барьеров. Для торфяных почв важнейшее значение имеют процессы биологического накопления элементов, что приводит к росту концентрации цинка, свинца и марганца.
Из вышеизложенного следует, что содержание селена и его антагонистов в воде, почве, чесноке существенно не изменяется в пределах города.
Библиографический список
1. Голубкина Н. А. Селен в питании. Растения, животные, человек. — М.: Печатный город, 2006. — 254 с.
2. Блинохватов А. Ф. Селен в биосфере. — Пенза: РИО ПГСХА, 2001. — 231 с. — С. 28—41, 96—103.
3. Усубова Е. З. Аккумуляция селена и его влияние на эпифитную микрофлору и продуктивность фасоли: Автореф. дис. кандидата биол. наук. Красноярск, 2012. — 120 с.
4. ГОСТ 31861—2012 «Вода. Общие требования к отбору проб». — М.: Стандартинформ, 2013. — 21 с.
5. Козлова Г. Г. Определение содержания селена и тяжелых металлов в растительном сырье и прикорневой почве // Проблемы региональной экологии. — М.: ООО Издательский дом «Камертон», 2018. — № 4 — С. 22—24.
6. Краснокамский район [Электронный ресурс]: — Режим доступа: М1р8://ги^Шред1а.о^^Ш/Краснокамский_район (Башкортостан).
7. ГОСТ 31861—2012 «Вода. Общие требования к отбору проб». — М.: Стандартинформ, 2013. — 5 с.
8. ГОСТ 28168—89. Почвы. Отбор проб. — М.: Стандартинформ, 2008. — 7 с.
9. ГОСТ 24027.0—80. Сырье лекарственное растительное. Правило приемки и методы отбора проб. — Взамен ГОСТ 6076—74; введ. 1981-01-01. — М.: Изд-во стандартов, 1999. — 5 с.
10. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7. 2041—06. — М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзор, 2006. — 3 с.
DETERMINATION OF THE CONTENT OF SELENIUM AND ITS ANTAGONISTS IN SOIL, WATER AND GARLIC IN THE TERRITORY OF NEFTEKAMSK, THE KRASNOKAMSK REGION OF THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
G. G. Kozlova, Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, gg.birsk@gmail.com, S. A. Onina, Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, onina_svetlana@mail.ru, S. V. Pikhtovnikov, Ph. D. (Chemistry), Associate Professor, pihtovnikovsv@gmail.com, R. U. Galyamova, graduate, g.regina.u@yandex.ru,
Birsk Branch of the State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Bashkir State University", Birsk, Russia References
1. Golubkina N. A. Selen v pitanii. Rasteniya, zhivotnye, chelovek. [Selenium in the diet. Plants, animals, man]. Moscow, Pe-chatnyj gorod. 2006. 254 p. [in Russian]
2. Blinokhvatov A. F. Selen v biosfere. [Selenium in the biosphere]. Penza, RIO PGSHA. 2001. P. 28—41, 96—103. [in Russian]
3. Usubova E. Z. Akkumulyaciya selena i ego vliyanie na epifitnuyu mikrofloru i produktivnost fasoli: Avtoref. dis. kandidata biol. nauk. [Accumulation of selenium and its influence on the epiphytic microflora and productivity of beans: Thesis synopsis for PhD in Chemistry]. Krasnoyarsk, 2012. 120 p. [in Russian]
4. GOST 31861—2012 "Voda. Obshie trebovaniya k otboru prob". [GOST 31861—2012 Water. General requirements for sampling]. Moscow, Standartinform. 2013. 21 p. [in Russian]
5. Kozlova G. G. Opredelenie soderzhaniya selena i tyazhelyh metallov v rastitelnom syre i prikornevoj pochve. [Identification of selenium and heavy metals in plant raw materials and root soil]. Problemy regionalnoj ekologii. 2018. No. 4. P. 22—24. [in Russian]
6. Krasnokamskij rajon. [The Krasnokamsky District]. Electronic resources available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/ Krasnokamskij_rajon, date of access 25.04.2019. [in Russian].
7. GOST 31861—2012 "Voda. Obshie trebovaniya k otboru prob". [GOST 31861—2012 Water. General requirements for sampling]. Moscow, Standartinform. 2013. 5 p. [in Russian]
8. GOST 28168—89. Pochvy. Otbor prob. [GOST 28168—89 Soils. Sampling]. Moscow, Standartinform, 2008. 7 p. [in Russian]
9. GOST 24027.0—80. Syre lekarstvennoe rastitelnoe. Pravilo priemki i metody otbora prob. Vzamen GOST 6076—74; vved. 1981-01-01. [GOST 24027.0—80. Raw medicinal plant. Acceptance rule and sampling methods. — Instead of GOST 6076—74; enter 1981-01-01.]. Moscow, Izd-vo standartov. 1999. 5 p. [in Russian]
10. Predelno dopustimye koncentracii (PDK) himicheskih veshestv v pochve. Gigienicheskie normativy GN 2.1.7. 2041—06. [The maximum permissible concentration (MPC) of chemicals in the soil. Hygienic standards GN 2.1.7. 2041—06]. Moscow, Fed-eralnyj centr gigieny i epidemiologii Rospotrebnadzor, 2006. 3 p. [in Russian]
