Влияние загрязненности окружающей среды поллютантами на качество лекарственно-растительного сырья

Аннотация. В данной статье рассматривается проблема загрязнения поллютантами лекарственных растений. Из-за загрязнений биосферы, основным экологическим мониторингом является оценка состояния растений. Способность растений аккумулировать неметаллы и металлы может быть использована для определения степени загрязнения окружающей среды, и для очищения загрязненных почв. Исследование показало, что на исследуемых участках почва и растения загрязнены тяжелыми металлами, что свидетельствует о необходимости очистки почвы.

Ключевые слова: почва; растения; поллютанты; кадмий; свинец.

В современном мире остро стоит вопрос о загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами. Сегодня в биосферу Земли поступает более 500 тысяч видов загрязнений. Большая часть приходится на загрязнение тяжелыми металлами. Заводы, фабрики, автотранспорт и даже некоторые бытовые отходы производят тонны выбросов в год. Большинство таких выбросов оседают на почве, загрязняя её [3], [5], [7].

Для исследования были выбраны 3 жилых района г. Балашихи: микрорайон Новоград Павлино, вблизи полигона «Кучино» – микрорайон Салтыковка с2 и СНТ «Восход». Контрольной зоной служила особо охраняемая природная территория (ООПТ) «Старинный парк Салтыковского участка Балашихинского лесопарка».

Используя методику мониторинга городских почв, были отобраны образцы почв на глубине 10 см. [2].

Суммарный коэффициент загрязнения почвы тяжелыми металлами рассчитывали по формуле:

Zc= ∑Kci – (n – 1),

где Kci – коэффициент концентрации i-го элемента, равный частному от деления его концентрации в загрязненной и фоновой почвах;

n – число определяемых элементов.

Измерение концентрации и содержания свинца (Pb) и кадмия (Cd) было проведено методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Содержание ионов свинца (Pb) и кадмия (Cd) рассчитано в миллиграммах на килограмм сухой массы [4].

Так же о загрязнении почвы и влиянии его на растения судили по изменению ботанических характеристик. Из каждого района исследования было собрано по 3 образца одного вида растения для сравнения по общепринятым методикам.

Объектами исследования были выбраны 3 наиболее распространенных растения, растущих в городе Балашиха: Ромашка аптечная (Matricaria chamomilla), Календула Лекарственная (Caléndula officinális) и Одуванчик Лекарственный (Taraxacum officinale) .

В условиях городской среды достаточно просто выявить степень загрязнённости почвы и растений. Состояние окружающей среды-одна из самых острых социально-экономических проблем, затрагивающих интересы каждого жителя городаn[3], [7].

Балашиха – один из самых развитых городов Московской области. Город расположен к востоку от Москвы, на реке Пехорка. С двух сторон города находятся федеральные трассы: «Москва - Нижний Новгород» и Щелковское шоссе. Так же в городе располагается множество заводов, промышленных предприятий и полигон твердых бытовых отходов «Кучино», являющийся весомым источником загрязнения окружающей среды.

В рамках мониторинга загрязнения почв и оценки наличия загрязняющих веществ в растениях города Балашиха был рассчитан комплексный показатель загрязнения тяжелыми металлами – свинцом (Pb) и кадмием (Cd). Расчеты производились в сравнении с содержанием аналогичных веществ в контрольной зоне – особо охраняемая природная территория (ООПТ) «Старинный парк Салтыковского участка Балашихинского лесопарка».

Данные по содержанию кадмия (Cd) и свинца (Pb) в почве представлены в таблице 1. В пробах контрольной точки СНТ «Восход» соединения металлов обнаружены не были.

Таблица 1.

Содержание тяжелых металлов в почве г. Балашиха

Как видно из таблицы 1, менее загрязненной оказалась проба почвы из СНТ «Восход», а наиболее загрязненной – пробы, взятые у тела полигона ТБО «Кучино».

В пробах, взятых у тела полигона ТБО «Кучино», обнаружено повышенное содержание свинца (Pb) в почве, которое составило 226,56 мг/кг, что в 2 раза выше предельно-допустимой концентрации (ПДК).

Однако, в пробах почвы, взятых в ООПТ «Старинный парк Салтыковского участка Балашихинского лесопарка», тоже обнаружен свинец (Pb), но в пределах предельно-допустимой концентрации. Наличие свинца в пробах почвы, взятых на территории ООПТ вероятно, связано с близостью лесопарка к полигону ТБО «Кучино».

В других исследованных районах города содержание свинца (Pb) не превышало ПДК.

Содержание кадмия во всех зонах, кроме зоны полигона «Кучино» находится в пределах нормы. На территории СНТ «Восход» содержания кадмия не обнаружено. В мкр. Новоград Павлино содержание кадмия в почве равно 0,03 мг/кг.

Кадмий, в отличии от свинца, попадает в почву в меньших количествах. В почвах с повышенной кислотностью (pH<6) ионы кадмия достаточно подвижны, что снижает вероятность его накопления. Однако, соединения кадмия с гуминовыми кислотами менее устойчивы, чем аналогичные соли свинца.

Таким образом, можно сделать вывод, что содержание свинца и кадмия в почве исследованных районов города Балашихи, кроме зоны у тела полигона ТБО «Кучино», не превышает ПДК.

По состоянию и внешнему виду растения, можно определить степень загрязнения почвы и отравления самого растения. На неблагоприятной почве растения низкорослые, имеют неравномерный цвет листовой пластины и маленький диаметр цветка и соцветий. Растения способны аккумулировать химические элементы, однако из-за их способности к избирательному накоплению, соотношение между концентрацией вещества в почве и самом растении может значительно разниться [1], [6].

Произведен химический анализ частей растений – корней и листьев, результаты которого представлены в таблицах 2-4.

Наибольшее содержание свинца (Pb) было обнаружено в корнях ромашки аптечной (Matricaria chamomilla), произрастающей вблизи полигона «Кучино», так же большое количество свинца (Pb) накапливали листья ромашки аптечной (Matricaria chamomilla) и листья с корнями одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale), растущих у тела полигона. Это можно объяснить большой зараженностью почвы из-за многолетнего скопления и хранения отходов.

Произвести изучение календулы лекарственной (Caléndula officinális) у тела полигона было невозможно ввиду отсутствия там данного вида.

Таблица 2.

Содержания тяжелых металлов в ромашке аптечной (Matricaria chamomilla)

Таблица 3.

Содержание тяжелых металлов в одуванчике лекарственном (Taraxacum officinale)

Таблица 4.

Содержание тяжелых металлов в календуле лекарственной (Caléndula officinális)

Так же, незначительное превышение ПДК по содержанию кадмия (Cd) были отмечены у растений, произрастающих вблизи полигона «Кучино». Данные, изученные при анализе проб растений, произрастающих в других местах, не превышают допустимых концентраций.

Изучив данные, представленные в таблицах, можно сделать вывод, что ромашка аптечная (Taraxacum officinale) имеет большую способность аккумулировать в себе свинец (Pb), а одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale) – кадмий (Cd).

Для сравнения показателей жизненности растений одного вида, произрастающих на разных территориях, из каждой точки сбора (приложение №1) были отобраны по 3 растения каждого вида. Для большей достоверности все растения из мест сбора были собраны в один день. Выбирались растения на участках 2х2 м, растущие примерно в одних условиях освещения и равные по размеру. Все растения измерялись миллиметровой линейкой. Полученные данные представлены в таблицах 5-7.

Таблица 5.

Сравнительные показатели жизненности ромашки аптечной

Таблица 6.

Сравнительные показатели жизненности Календулы лекарственной

Таблица 7.

Сравнительные показатели жизненности Одуванчика лекарственного

Как видно из таблиц, у полигона ТБО «Кучино» растения намного меньше по размерам чем в мкр. Новоград Павлино, СНТ «Восход» и контрольной точке – ООПТ «Старинный парк Салтыковского участка Балашихинского лесопарка». За 54 года, что действовал полигон, принимал и размещал бытовые отходы, почва была загрязнена тяжелыми металлами, нефтепродуктами, фенолами, патогенными микроорганизмами и пр. Растения на такой почве растут медленно. На листовых пластинах видны следы некроза. Сами растения недоразвиты.

Календула лекарственная у полигона ТБО «Кучино» не произрастает вообще, что несколько затруднило сравнение с растениями данного вида из других точек сбора.

Растения с наилучшими показаниями произрастают на территории СНТ «Восход». Это можно объяснить значительной удаленностью от автотрасс, полигона ТБО «Кучино» и промышленных предприятий.