CC BY
41
Ксенофонтова Т.И. ©
Асп., каф. биохимии и биотехнологии Северо-Восточный Федеральный Университет
ОСОБЕННОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЯГОДНЫХ КУЛЬТУРАХ
ДОЛИНЫ РЕКИ ЛЕНЫ
Аннотация
Представлены результаты исследований, проведенных в окрестностях долины реки Лена Республики Саха (Якутия) позволяющие выявить особенности накопления тяжелых металлов в таких ягодных культурах, как: земляника восточная (Fragaria orientalis Losinsk.), толокнянка боровая (Arctostaphylos uva-ursi (L.) Spreng.), черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus), брусника обыкновенная (Vaccinum vitis-idaea).
Ключевые слова: микроэлементы, тяжелые металлы, лекарственное сырье.
Keywords: trace elements, heavy metals, medicinal raw materials.
В последние годы, в связи с химизацией промышленного производства, использованием новых технологий, а так же из-за возросшего количества автотранспорта значительно увеличилось поступление тяжелых металлов в окружающую среду, и как следствие по пищевым цепочкам в организм человека. Ряд публикаций последних лет посвящен изучению различных аспектов, связанных с поступлением тяжелых металлов в объекты окружающей среды, и воздействию этих веществ на организм человека и животных [1, 226-312]. Поступление тяжелых металлов в окружающую среду существенно снижает продуктивность плодово-ягодных культур, качество и питательную ценность плодов [2]. Интенсивность накопления тяжелых металлов растениями, особенно съедобной частью, во многом зависит от их защитных способностей. В условиях антропогенного загрязнения велика роль поверхностного, аэрального поступления тяжелых металлов в плоды и ягоды. Считается, что именно атмосфера вносит существенный вклад в загрязнение надземной части растения тяжелыми металлами, так как последние могут присутствовать в осадках и аэрозолях в виде ионов, обладающих высокой химической активностью [2]. В связи с этим, знание природных концентраций элементов в растениях дает возможность судить о состоянии чистоты или загрязненности региона.
Качество плодов, их пищевая и лечебная ценность зависит от условий произрастания. Плоды растений привычной климатической зоны имеют наибольшую ценность для организма человека. Местные плоды и ягоды лучше усваиваются, не нарушая, естественных функций органов и способствуют само выздоровлению. Дикорастущие плоды и ягоды издавна служили пищей у местного населения. Местное население тех районов, где дикорастущие плоды и ягоды являются основным источником плодового витаминного сырья, имеет свои национальные кулинарные рецепты. Дикорастущие плодовые и ягодные растения употребляются в свежем и переработанном виде. Из них приготавливают соки, варенье, джемы, конфитюр. Плоды и ягоды так же маринуют, замораживают, мочат, сушат, консервируют. Из них вырабатывают ценные в пищевом и лечебно-профилактическом аспектах напитки: вина, настойки и наливки, экстракты, компоты и другие [3].
Крайне неустойчивое экологическое состояние природы Якутии наравне с незначительными внешними воздействиями могут вызвать ритмические нарушения ее нормального функционирования [4, 15-26]. Такие показатели заметно влияют на химический состав ягодных культур как качественно, так и количественно. Высшие растения могут содержать в себе опасные для животных и человека концентрации химических элементов. Поэтому изучение количественных содержаний биогенных микроэлементов и тяжелых металлов в лекарственных растениях дает возможность оценивать состояние чистоты и загрязненность данного региона. Так как, вместо ожидаемых положительных эффектов можно
© Ксенофонтова Т.И., 2014 г.
нанести человеческому организму вред при использовании экологически загрязненного лекарственного сырья, применяя их в качестве настоек, отваров и др.
Целью работы было изучение содержания тяжелых металлов (Fe, Zn, Cr, Ni, Cu, Pb) в листьях некоторых ягодных культур (земляника восточная (Fragaria orientalis Losinsk.), толокнянка боровая (Arctostaphylos uva-ursi (L.) Spreng.), черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus ), брусника обыкновенная (Vaccinum vitis-idaea) ). Образцы лекарственных ягодных культур были собраны в долине реки Лена. Элементный состав определяли в атомно -абсорбционном спектрометре МГА-915. Полученные нами результаты показывают, что существенные превышения концентрации ПДК (САНПИН 42-123-4089-86) тяжелых металлов наблюдается в таких ягодных культурах как: земляника восточная и брусника обыкновенная. В них наблюдается превышение ПДК концентрации Fe, Zn и Ni. Исходя из полученных данных, построены убывающие ряды аккумулируемых ягодными растениями тяжелых металлов: для земляники восточной: Fe > Zn > Ni > Cu > Cr > Pb; для толокнянки боровой: Fe > Zn > Ni > Cu > Pb > Cr; для черники обыкновенной: Fe > Zn > Cu > Ni > Pb > Cr; для брусники обыкновенной: Fe > Zn > Cu > Ni > Pb > Cr;
Только Cr не превышал предел допустимой концентрации (ПДК) во всех рассмотренных образцах ягодных культур. Анализ убывающих рядов содержания тяжелых металлов в ягодных культурах показывает, что земляника и толокнянка в большей степени аккумулируют Fе, Zn, Ni, Cu а черник и брусник Fе, Zn, Cu, Ni. В целом по содержанию тяжелых металлов во всех рассмотренных растениях самое максимальное превышение ПДК (4-8 раз) наблюдается у такого элемента, как Ni. Вероятно, это связано с сильными антропогенными нарушениями данной местности.
Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в ягодных культурах долины реки Лена (средние данные, мг/кг
абсолютно сухого сырья)
№ № О Вид растения Исследуемые элементы
Fe Zn Cr Ni Cu Pb
1 1 Земляника восточная (Fragaria orientalis Losinsk.) 110,8±9,4 70,2-218,1 31,05±2,76 18,73- 52,78 0,71±008 0,43-1,62 4,37±0,41 2,72-7,44 4,35±0,41 3,09-8,66 0,57±0,05 0,28-0,92
2 2 Толокнянка боровая (Arctostaphylo s uva-ursi (L.) Spreng.) 62,8±5,7 60,6-171,0 32,85±3,17 18,17- 52,66 0,53±0,04 0,25-1,16 4,43±0,43 2,46-8,07 4,37±0,42 3,74-8,05 0,61±0,05 0,42-1,06
3 3 Черника обыкновенная (Vaccinium myrtillus ) 120,3± 10,9 0,26-1,36 23,43±2,08 12,75- 42,37 1.37±0.01 0,66-2,31 4,49±0,39 3,30-7,18 6,39±0,61 4,12-10,43 1,18±0,12 0,69-1,82
4 4 Брусника обыкновенная (Vaccinum vitis-idaea) 95.1 ±82 49,5-141,6 41,37±3,91 27,31- 62,05 0.52±0.05 0,31-1,12 2,86±0,29 2,14-5,88 5,76±0,58 3,19-9,85 0,68±0,06 0,40-0,95
ПДК СанПин 42-123-408986 50,0 10,0 5,0 0,5 10,0 0,4
Концентрация Fe превышает ПДК почти в 2 раза у земляники и брусники, а в остальных образцах показатели превышения ПДК незначительны. Содержание концентрации Zn
превышено почти в 3-4 раза во всех исследованных образцах, кроме черники, там превышение ПДК так же незначительно. Cu незначительно превышает ПДК только у черники, а в остальных растениях концентрация его не превышена. Также незначительные превышения ПДК наблюдаются у Pb, кроме черники, там его концентрация превышена 2 раза. И только у такого элемента как Cr превышения ПДК не наблюдалось ни у одного из изученных образцов.
Таким образом, аккумуляция биогенных микроэлементов и токсичных элементов зависит от индивидуальной избирательности каждого отдельного вида.
Литература
1. Кабата Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях / Х. Пендиас; М.: «Мир», 1989. -439 с.
2. Мотылева, С.М. Особенности содержания тяжелых металлов (Pb, Ni, Zn, Fe, Cu) в плодах, ягодах и атмосферных осадков в связи с соценкой сортов для использования селекции:автореф.дис.канд.с-х.наук : 06.01.05 / С.М. Мотылева. -Орел, 2000. 23 с.
3. Кагазежева, Н.Х. Плодово - ягодные кустарники в биоценозах высокогорий Центральной части Северного Кавказа: автореф.дис.канд.биол.наук : 03.00.32 / Н.Х. Кагазежева. -Майкоп, 2005. 23 с.
4. Саввинов Д.Д, Сазонов Н.Н. Микроэлементы в северных экосистемах. Монография. -Н.:Наука, 2006.- 208 с.
5. Гегенава Б.Б. и др. Эндоваскулярное лечение артериовенозных мальформаций сосудов головного мозга с применением технологии трехмерного наведения. // Альманах клинич. мед. - 2013. - №29. -
C. 3-7.
6. Мравян С.Р., Шугинин И.О., Пронина В.П., Терпигорев С.А. Беременность при синдроме Эйзенменгера: всегда ли она противопоказана? // Альманах клинической медицины. - 2013. - №29. - C. 8-13.
7. Хомякова Е.Н., Сергушев С.Г. и др. Определение оптической плотности макулярного пигмента у повторнобеременных // Альманах клинической медицины. - 2013. - №29. - C. 14-22.
8. Мисникова И.В., Древаль А.В., Лакеева Т.С. Влияние метформина и пиоглитазона на факторы риска развития сердечно-сосудистой патологии у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа, установленным во время скрининга // Альманах клинической медицины. - 2013. - №29. - C. 23-28.
9. Стадник С.Н. Особенности клинического течения хронической ишемии мозга у пациентов с фибрилляцией предсердий // Альманах клинической медицины. - 2013. - №29. - C. 29-32.
