CC BY
29
УДК 58.009
DOI: 10.24411/1728-323X-2020-14018
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ СВИНЦА, ЦИНКА И МЕДИ В ЛИСТЬЯХ БРУСНИКИ ОБЫКНОВЕННОЙ
И. В. Кравченко, к. б. н., в. н. с.,
Научно-образовательный центр, Сургутский государственный университет, kravinessa@mail.ru, Сургут, Россия, Л. Ф. Шепелева, доктор биологических наук, профессор, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт биологии и биофизики, Томский государственный университет, shepelevalf@mail.ru, Томск, Россия
В работе исследованы пробы листьев брусники обыкновенной (Vaccinum vitis-idaea L.) Сургутского, Нижневартовского и Белоярского районов Ханты-Мансийского автономного округа — Югры, собранных на территориях с разной техногенной нагрузкой на предмет содержания тяжелых металлов (Pb, Zn, Cu). Выбор данного вида для исследования обусловлен тем, что он является типичным представителем флоры Ханты-Мансийского автономного округа — Югры. За условно чистую территорию была принята территория базы «Глубокий Сабун» Природного парка «Сибирские Увалы». Проведен химический анализ содержания тяжелых металлов свинца (Pb), цинка (Zn) и меди (Cu) в приготовленных кислотных вытяжках из надземной части брусники обыкновенной (Vaccinum vitis-idaea L.). Определение тяжелых металлов свинца, цинка и меди в растительной массе брусники проводили атомно-абсорбционным методом на спектрометре МГА-915 МД (компании «Люмэкс») в золе надземных частей Vaccinum vitis-idaea в экстракте с раствором азотной кислоты. В результате исследований было установлено, что содержание тяжелых металлов Pb, Zn и Cu во всех рассмотренных образцах Vaccinum vitis-idaea находилось в пределах нормальных величин и не было выявлено критических концентраций для данных элементов.
The article highlights the study results of cowberry leaves samples (Vaccinum vitis-idaea L.) growing in the Surgut, Nizhnevartovsk and Beloyarsk Regions of the Khanty-Mansy Autonomous District-Yugra, collected from the areas with different technogenic loads related to heavy metals content (Pb, Zn, Cu). The selection of this species for the research is due to the fact that it is a typical representative of the flora growing in the Khanty-Mansy Autonomous District-Yugra. The territory of the base "Gluboky Sabun" of the Natural Park "Sibirskie Uvaly" was considered a "conditionally clean" territory. The chemical analysis was carried out for such heavy metals content as lead (Pb), zinc (Zn) and copper (Cu) in the prepared acid extracts from the aerial part of cowberry leaves (Vaccinum vitis-idaea L.). The determination of lead, zinc and copper heavy metals content in cowberry plant mass was carried out by atomic absorption method using MGA-915 MD spectrometer (Lumex company) in the ash of the aerial parts of Vaccinum vitis-idaea in the extract with nitric acid solution. Due to the research results, it was established that heavy metal content of Pb, Zn and Cu in all analyzed Vaccinum vitis-idaea L. samples was within the normal range and no critical concentrations were found for these elements.
Ключевые слова: брусника обыкновенная, Vaccinum vitis-idaea L., тяжелые металлы, растительное сырье.
Keywords: cowberry (Vaccinum vitis-idaea L.), heavy metals, vegetable raw materials.
Введение. Исследования растительного сырья на территории Ханты-Мансийского автономного округа — Югры (ХМАО) приобретают большое значение в связи с усиленным техногенным воздействием на природные объекты округа.
Округ представляет собой огромный центр развития нефтегазодобывающей отрасли и в связи с этим имеется большое количество источников, содержащих поллютан-ты [1]. В условиях техногенеза велика роль воздушного поступления тяжелых металлов в надземную и подземную части растений. В литературе отмечено, что сбор растительного сырья с загрязненных территорий может привести к ухудшению здоровья человека [2]. Из расти -тельного сырья тяжелые металлы поступают в организм человека [2, 3]. Поэтому вопрос о чистоте зеленой массы растений становится особенно актуальным, целесообразно проводить исследования по определению тяжелых металлов в растительном лекарственном сырье.
Целью исследования было изучение содержания тяжелых металлов (РЬ, Ъп, Си) в листьях брусника обыкновенная (Vaccinum \itis-idaea Ь.), произрастающей на территории ХМАО в условиях с различной антропогенной нагрузкой.
Модели и методы. Образцы Vaccinum \itis-idaea были собраны осенью 2018 года на территории Сургутского, Белоярского, Нижневартовского районов ХМАО — Югры. За условно чистую территорию была принята территория базы «Глубокий Сабун» Природного парка «Сибирские Увалы».
Исследование проводилось на 19 пробных площадках (ПП) (табл. 1). Содержание тяжелых металлов (РЬ, Ъп, Си) в золе надземных частей растений определялось атомно-абсорбционным методом на спектрометре МГА-915 МД в вытяжках с раствором азотной кислоты [4].
Статистическую обработку данных проводили с помощью стандартных статистических методов.
Результаты и обсуждение. Проведенные исследования показали существенное варьирование содержания РЬ, Ъп, Си в растительных образцах брусники обыкновенной.
Наибольшая концентрация свинца (РЬ) отмечена в надземной массе Vaccinum \itis-idaea, собранной с ПП ок-
Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в листьях Vaccinum vitis-idaea
Название растения, точка Pb, (мг/кг) (M ± m) Zn, (мг/кг) (M ± m) Cu, (мг/кг) (M ± m)
Ноябрьск (59 км) 0,073 ± 0,001 3,830 ± 0,05 0,25 ± 0,004
Ватъеган (60 км) 0,236 ± 0,01 9,096 ± 0,036 1,149 ± 0,016
п. Лянтор (28 км) 0,118 ± 0,01 5,967 ± 0,03 0,365 ± 0,01
Федоровская дорога 0,669 ± 0,005 27,04 ± 0,13 1,818 ± 0,016
п. Лянтор (23 км) 0,100 ± 0,002 5,682 ± 0,04 0,184 ± 0,005
п. Лянтор (3 км) 0,154 ± 0,003 16,43 ± 0,9 6,189 ± 0,34
Ноябрьск (103 км) 0,126 ± 0,002 5,274 ± 0,07 0,178 ± 0,002
п. Казым 0,441 ± 0,01 14,790 ± 0,069 1,396 ± 0,008
Северо-Кислорское месторождение 0,336 ± 0,01 9,611 ± 0,052 1,174 ± 0,014
п. Белоярский (8 км) 0,097 ± 0,002 3,086 ± 0,035 0,184 ± 0,003
п. Лянтор (77 км) 0,418 ± 0,005 12,30 ± 0,036 1,632 ± 0,015
п. Лянтор (52 км) 0,093 ± 0,001 4,058 ± 0,021 0,174 ± 0,003
СОТ Рябинушка 0,057 ± 0,001 5,038 ± 0,018 0,216 ± 0,004
п. Сургутской пром. зоны 0,105 ± 0,002 3,549 ± 0,01 0,282 ± 0,006
Нижнесортымский (80 км) 0,274 ± 0,004 10,001 ± 0,005 1,146 ± 0,007
Нижневартовск (53 км) 0,281 ± 0,003 10,808 ± 0,002 1,584 ± 0,007
п. Белый Яр 0,260 ± 0,006 10,665 ± 0,041 1,739 ± 0,007
Парк «Сайма» 0,344 ± 0,002 9,246 ± 0,57 1,441 ± 0,007
ПП «Сибирские Увалы» 0,222 ± 0,009 11,588 ± 0,62 4,379 ± 0,087
рестностей Федоровской дороги (табл. 1). Меньшее содержание РЬ выявлено в образцах с ПП п. Казым, Северо-Кислорского месторождения, п. Лянтор (77 км), парка «Сайма» г. Сургута. Содержание РЬ в растениях с остальных пробных площадей в основном было низким — в диапазоне от 0,057 до 0,281 мг/кг. На условно чистой территории концентрация свинца составила 0,222 ± 0,009 мг/кг (табл. 1).
В литературных источниках встречаются данные, что концентрация РЬ от 0,1 до 5,0 мг/кг сухого вещества считается нормальной [5], однако содержание этого металла свыше 10 мг/кг является токсичным для многих растений [6].
Больше всего накапливают растения, произрастающие в сосновых лесах в окрестностях Федоровской дороги (табл. 1). Здесь сказывается влияние выбросов автотранспорта.
Образцы листьев Уасстыж \itis-idaea, собранные в окрестностях п. Лянтора (3 км) и п. Казым, также отражают высокое содержание цинка. Содержание в растительной массе с остальных пробных площадей в основном было низким — в диапазоне от 3,086 до 12,30 мг/кг (табл. 1).
Содержание в образцах брусники контрольного участка составило 11,588 ± 0,62 мг/кг. Нужно отметить, что максимально допустимые концентрации цинка находятся в пределах от 150,0 до 300 мг/кг сухого вещества [7], а критической считается концентрация 300 мг/кг [8].
Как свидетельствуют наши исследования (табл. 1), больше всего Си установлено в зеленой массе брусники, собранной с пробной площадки, расположенной в 3 км от п. Лянтор. Содержание Си в растительной массе с остальных пробных площадей варьируется в диапазоне от 0,174 до 1,818 мг/кг (табл. 1). Таким образом, в обследованных образцах не выявлено высоких концентраций меди. Согласно литературным источникам, нормальной концентрацией для меди считается 2,0—12,0 мг/кг, а критической — 15,0—20,0 мг/кг сухого вещества [9]. Образцы с условно чистой территории не содержали высоких концентраций этого металла.
Заключение. В целом содержание тяжелых металлов РЬ, и Си во всех рассмотренных образцах Уасстыж \itis-idaea находилось в пределах нормальных величин и не было выявлено критических концентраций.
Библиографический список
1. Варлам И. И., Русак С. Н. Биоиндикационная оценка состояния сосны сибирской (Pinus sibirica) в условиях урбанизированной северной территории (на примере г. Сургута) // Север России: стратегии и перспективы развития: материалы III Всерос. науч.-практ. конф. (г. Сургут, 26 мая 2017 г.): в 3 т. — Сургут: ИЦ СурГУ, 2017. — Т. II. С. 238—242.
2. Гравель И. В., Петров Н. В., Самылина И. А., Рудакова И. П., Яковлев Г. П., Стуловский С. С. Определение тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье // Фармация. — 2008. — № 7. — С. 3—5.
№ 4,2020
19
3. Гравель И. В., Яковлев Г. П., Петров Н. В. Содержание тяжелых металлов в сырье некоторых лекарственных растений, произрастающих в условиях атмосферного загрязнения (Республика Алтай) // Растительные ресурсы. — 2000. — Т. 36. — № 3. — С. 99—106.
4. ГОСТ 30178—96. Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов. [Электронный ресурс]: / Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200021152.
5. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе «почва—растение» / В. Б. Ильин; СССР. Сиб. отд-ние. Ин-т почвоведения и агрохимии. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд., 1991. — 151 с.
6. Рэуце К. Борьба с загрязнениями почвы / К. Рэуце, С. Кырстя. — Агропромиздат, 1986. — 221 с.
7. Лукина Н. В. Поглощение аэротехногенных загрязнителей растениями сосняков на северо-западе Кольского полуострова // Лесоведение. — 1993. — № 6. — С. 34—41.
8. Тарабин В. П. Физиология устойчивости древесных растений в условиях загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами / В. П. Тарабин // Микроэлементы в окружающей среде. — Киев: Наукова думка, 1980. — 17 с.
9. Джанаев З. Г. Почвенно-агрохимическая оценка состояния плодородия почв Северного Кавказа / З. Г. Джанаев. — М.: МГУ, 2004. — С. 600—725.
SPECIFICS OF LEAD, ZINC AND COPPER ACCUMULATION IN COWBERRY LEAVES
I. V. Kravchenko, Ph. D. in Biology, Leading Research Worker, Scientific and Educational Center, Surgut State University, kravinessa@mail.ru, Surgut, Russia;
L. F. Shepeleva, Ph. D. in Biology, Dr. Habil., Professor, Senior Research Worker, Research Institute of Biology and Biophysics, Tomsk State University, shepelevalf@mail.ru, Tomsk, Russia
References
1. Varlam I. I., Rusak S. N. Bioindikatsionnaya otsenka sostoyaniya sosny sibirskoy (Pinus sibirica) v usloviyakh urbanizirov-annoy severnoy territorii (na primere g. Surguta) [Bioindicational evaluation of the state of Siberian pine (Pinus sibirica) in the conditions of urbanized northern territory: a case study of the city of Surgut. The North of Russia: Strategies and Development Prospects: proceedings of the third All-Russian Scientific Practical Conference (Surgut, May 26, 2017): in 3 volumes. Surgut State University. Surgut, IC SURGU, 2017. Vol. II. P. 238-242 [in Russian].
2. Gravel I. V., Petrov N. V., Samylina I. A., Rudakova I. P., Yakovlev G. P., Stulovsky S. S. Opredeleniye tyazholykh metallov v lekarstvennom rastitel'nom syr'ye [Determination of heavy metals in medicinal plant raw materials]. Pharmacy. 2008. No. 7. P. 3—5 [in Russian].
3. Gravel I. V., Yakovlev G. P., Petrov N. V. Soderzhaniye tyazholykh metallov v syr'ye nekotorykh lekarstvennykh rasteniy, proizrastayushchikh v usloviyakh atmosfernogo zagryazneniya (Respublika Altay) [Content of heavy metals in raw materials of some medicinal plants growing in conditions of atmospheric pollution (the Republic of Altai)]. Plant resources. 2000. Vol. 36. No. 3. P. 99—106 [in Russian].
4. GOST 30178—96. Syr'ye i produkty pishchevyye. Atomno-absorbtsionnyy metod opredeleniya toksichnykh elementov [Raw materials and food products. Atomic absorption method for determination of toxic elements]. Electronic resource, access mode: http: // http://docs.cntd.ru/document/1200021152 [in Russian].
5. Ilyin V. B. Tyazholyye metally v sisteme pochva-rasteniye [Heavy metals in soil-plant system]. The USSR. Siberian Institute of Soil Science and Agrochemistry. Novosibirsk, Science. Siberian Department, 1991. 151 p. [in Russian].
6. Reutse K. Bor'ba s zagryazneniyami pochvy [Fighting against soil pollution]. Agropromizdat, 1986. 221 p. [in Russian].
7. Lukina N. V. Pogloshcheniye aerotekhnogennykh zagryazniteley rasteniyami sosnyakov na severo-zapade Kol'skogo poluos-trova [Absorption of aerotechnogenic pollutants by pine forest plants in the northwest of the Kola Peninsula]. Lesovedenie. 1993. No. 6. P. 34— 41 [in Russian].
8. Tarabin V. P. Fiziologiya ustoychivosti drevesnykh rasteniy v usloviyakh zagryazneniya okruzhayushchey sredy tyazholymi metallami [Physiology of resistance of woody plants in conditions of environmental pollution with heavy metals]. Microelements in the environment. Kiev. Naukova Dumka, 1980. 17 p. [in Russian].
9. Dzhanaev Z. G. Pochvenno-agrokhimicheskaya otsenka sostoyaniya plodorodiya pochv Severnogo Kavkaza [Soil-agrochem-ical evaluation of the state of soil fertility in the North Caucasus]. Moscow, Moscow State University, 2004. P. 600—725 [in Russian].
