Научная статья на тему 'Распределение токсических и эссенциальных элементов в системе почва – растение на примере сichorium inthybus L'

Распределение токсических и эссенциальных элементов в системе почва – растение на примере сichorium inthybus L Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

CC BY
259
70
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЦИКОРИЙ ОБЫКНОВЕННЫЙ / ПОЧВА / ТОКСИЧЕСКИЕ МЕТАЛЛЫ / ЭССЕНЦИАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ / БУЗУЛУКСКИЙ БОР / COMMON CHICORY / SOIL / TOXIC METALS / ESSENTIAL ELEMENTS / BUZULUK WOOD

Аннотация научной статьи по агробиотехнологии, автор научной работы — Джура Виктор Сергеевич, Машкова Анна Александровна, Каримова Алия Закировна, Евдокимова Регина Сергеевна

Изучено содержание токсических и эссенциальных химических элементов в почве и в вегетативных органах лекарственного растения цикория обыкновенного, произрастающего в Бузулкуском бору. Обнаружено содержание меди и свинца. Результаты исследования показали, что в корнях цикория обыкновенного содержание меди ниже, чем свинца – наиболее токсического и опасного для человека тяжёлого металла. В связи с этим использование Сichorium Inthybus L. как пищевого и лекарственного сырья требует обязательной его оценки на содержание ТМ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по агробиотехнологии , автор научной работы — Джура Виктор Сергеевич, Машкова Анна Александровна, Каримова Алия Закировна, Евдокимова Регина Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DISTRIBUTION OF TOXIC AND ESSENTIAL ELEMENTS IN THE SOIL – PLANTS SYSTEM ON THE PATTERN OF CICHORIUM INTHYBUS L

The content of toxic and essential chemical elements in soil and in vegetative organs of the medicinal plant Common Chicory, growing in Buzuluk pine wood has been studied. It is found that it contains copper and lead. The results of studies show that the content of copper in common chicory roots are lower than that of lead which is known as a more toxic and dangerous for men heavy metal. In this connection it is stressed that the use of Cichorium Inthybus as a food and medicinal raw stuff needs to be evaluated for heavy metals content without fail.

Текст научной работы на тему «Распределение токсических и эссенциальных элементов в системе почва – растение на примере сichorium inthybus L»

Распределение токсических и эссенциальных элементов в системе почва - растение на примере СоЬопит 1ММуЬиэ Ь.

В.С. Джура, соискатель, А.А. Машкова, соискатель, Оренбургский ГАУ; А.З. Каримова, соискатель,

Р.С. Евдокимова, соискатель, Оренбургская ГМА

Одной из главных проблем современности является загрязнение окружающей среды [1]. В некоторое время в биосферу поступает значительное количество разнообразных химических соединений — продуктов хозяйственной деятельности, большая часть которых скапливается в почве и растениях. Среди загрязнений особое место занимают тяжёлые металлы (ТМ). К тяжёлым металлам относится группа химических элементов, составляющих по массе более 40 атомных единиц, которые в оптимальных дозах имеют физиологическое значение для организмов. Среди них медь, кобальт, железо, цинк, молибден, марганец и некоторые др.

В зависимости от концентрации в природной среде ТМ доминируют как микроэлементы эс-сенциальные, так и токсические. Ряд химических элементов относят к тяжёлым и токсическим для организмов. Это ртуть, цинк, свинец, бериллий, хром и некоторые другие — элементы, которые считаются наиболее опасными загрязнителями окружающей среды наряду с такими металлами, как мышьяк, селен, теллур, уран [2,3].

Цель нашего исследования — определение содержания микроэлементов — меди и наиболее токсического элемента — свинца в почве и вегетативных органах дикорастущего лекарственного растения цикория обыкновенного (Сккогшт ШкуЬш L.), произрастающего в Бузукском бору — экологически чистой зоне Волго-Уральского региона.

Объекты и методы. В формировании элементного состава растений участвуют два ведущих фактора — генетический и экологический. В зависимости от обстоятельств их соотношение меняется [4]. На содержание микроэлементов в растениях влияют: 1) содержание элемента в почве; 2) количество биодоступной формы элемента в почве; 3) вид растения, фаза развития и распределение элемента по органам; 4) эволюция растений в данных геохимических условиях [1].

Для исследования содержания химических элементов нами были собраны растительное сырьё и почва на лесных полянах Бузукского бора (Оренбургская область; июль, 2012 г.).

Содержание тяжёлых металлов в объектах определяли атомно-абсорбционным методом, согласно ГОСТу [4] в межкафедральной анали-

тической лаборатории Оренбургского государственного аграрного университета.

Результаты исследования. Известно, что повышенные концентрации свинца и меди в растениях приводят к образованию активных форм кислорода, автоокислению и повышению скорости реакций Фентона и Хабера-Вейса. Указанный механизм является типичным для металлов с переменной валентностью (Си, Fe, Мп, Со и др.) и приводит к образованию высокотоксичных гидроксильных радикалов [2, 5]. Гидроксильный радикал инициирует перекисное окисление липидов, разрушение мембран, деградацию белков, повреждение ДНК и РНК [3, 6].

Содержание меди в корнях Сккогшт 1п1уЬи^и Бузулукского бора составляет 0,06 мг/кг, в тканях надземных органов (трава) — 0,175 мг/кг. При этом содержание меди в почве несколько ниже, чем в тканях Сккогшт ШкуЬт, что является свидетельством биоконцентрации эссенциаль-ного элемента меди. Медь — жизненно важный элемент, который входит в состав многих витаминов, гормонов, ферментов, дыхательных пигментов, участвует в процессах обмена веществ, в тканевом дыхании и т.д.

Медь имеет большое значение для поддержания нормальной структуры костей, хрящей, сухожилий (коллаген), эластичности стенок кровеносных сосудов, лёгочных альвеол, кожи (эластин). Медь входит в состав миелиновых оболочек нервов. Действие меди на углеводный обмен проявляется посредством ускорения процессов окисления глюкозы, торможения распада гликогена в печени. Медь входит в состав многих важнейших ферментов, таких, как цитохромоксидаза, тирозиназа, аскорбиназа и др. Медь присутствует в системе антиоксидант-ной защиты организма, являясь кофактором фермента супероксиддисмутазы, участвующей в нейтрализации свободных радикалов кислорода. Этот биоэлемент повышает устойчивость организма к некоторым инфекциям, связывает микробные токсины и усиливает действие антибиотиков. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, смягчает проявления аутоиммунных заболеваний (например, ревматоидного артрита), способствует усвоению железа [7].

Другой исследуемый нами металл — свинец — является токсическим веществом. Нами установлено, что содержание свинца в тканях надземных органов Сккогшт ШуЬш Бузулук-

ского бора составляет — 0,042 мг/кг, а в корне растения — 0,13 мг/кг. Следует отметить, что оба показателя превышают содержание свинца в почвенном покрове (табл., рис.).

Для свинца биогенные функции не установлены [2]. Избыточное содержание свинца в организме способно привести к развитию следующих заболеваний у человека:

— заболевание костной системы, кариес зубов, артропатия;

— развитие атеросклероза, повышение артериального давления;

— запор, боли в животе;

— истощение, потеря веса;

— почечная недостаточность, нефропатия;

— снижение способности к оплодотворению из-за пониженной активности сперматозоидов;

— снижение потенции;

— анемия, снижение иммунитета;

— развитие синдрома сатурнизма;

— уменьшение количества цинка, селена и кальция в организме.

Таким образом, результаты исследования свидетельствуют о различном распределении эссенциального элемента меди и токсического элемента свинца в надземных и подземных органах Сккогшт ШкуЬш (табл., рис.).

Как известно, с лечебной целью используют корни цикория. Из проведённого нами исследования видно, что содержание эссенциального элемента — меди в корнях растения ниже, чем в траве, в то время как содержание токсического элемента — свинца, наоборот, выше в корнях растения. Следовательно, при использовании цикория в качестве пищевого и лекарственного сырья необходимо предварительно проводить оценку содержания тяжёлых металлов в объектах.

Выводы.

1. Элементный химический состав растений можно рассматривать как отражение биогео-химической ситуации в месте произрастания.

2. Для рассматриваемых элементов — медь и свинец — наблюдается кумуляция их в растениях Сккогшт ШкуЬш.

3. Содержание меди в траве цикория выше, чем в корне, что объясняется тем, что медь является необходимым элементом для жизнедеятельности растений.

4. Содержание свинца в траве растения выше, чем в почве, и ниже, чем в корне, что указывает на

Содержание тяжёлых металлов в различных органах Cichorium inthybus, мг/кг

Местообитание Вид сырья Cu Pb

Бузулукский бор цикорий, трава 0,175 0,042

цикорий, корни 0,06 0,13

почва 0,113 0,021

0,2 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0

цикорий,трава цикорий,корни почва

Си И Pb

Рис. - Распределение свинца и меди в тканях СісЬогіит п^уЬиэ и почвенном покрове Бузулукского бора

необходимость дополнительных исследований с целью определения экологической безопасности лекарственного и пищевого растительного сырья. Литература

1. Боев В.М., Утенина В.В., Быстрых В.В. и др. Дисбаланс микроэлементов как фактор экологически обусловленных заболеваний // Гигиена и санитария. 2001. № 5. С. 68.

2. Немерешина О.Н. Шайхутдинова А.А.Оценка содержания тяжёлых металлов в тканях Polygonum aviculare L. на техногенно загрязнённых территориях // Экология и промышленность России. 2012. № 9. С. 46—49.

3. Немерешина О.Н., Гусев Н.Ф., Чуклова Н.В. и др. Особенности накопления эссенциальных и токсических элементнов в надземной части Linaria vulgaris L. на шламовом поле криолитового производства // Вестник Оренбургского государственного университета. 2011. № 131. С. 222—224.

4. ГОСТ 30692-2000. Атомно-абсорбционный международный стандарт определения тяжёлых металлов. Минск, 2000.

5. Гусев Н.Ф., Немерешина О.Н. К вопросу о содержании микроэлементов в сырье перспективных видов лекарственных растений Южного Предуралья // Вестник Оренбургского государственного университета. 2006. № 12 (62). С. 167-169.

6. SchUtzendUbel А., Polle А. Plant responses to abiotic stresses: heavy metal and induced oxidative stress and protection by mycorrhization. / Andres SchUtzendUbel and Andrea Polle // Oxford Journals, Life Sciences, J. of Experimental Botany, Volume53, Issue 372. December 2, 2001. Pp. 1351-1365.

7. Зайцева В.Н., Гусев Н.Ф., Немерешина О.Н. К вопросу содержания микроэлементов в наземных органах Fragariaviridis (Duch.) Weston. оренбургского Предуралья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2010. Т. 4. № 28-1. С. 240-241.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.