III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Увеличивающееся из года в год химическое загрязнение распространяется на все среды - воду, воздух, почву и создает принципиально новые условия для существования, отличные от тех, к которым в течение тысячелетий были адаптированы растения, животные и человек. Наступила стадия взаимодействия между обществом и природой, на которой до предела обострились противоречия между экономикой и экологией. Этот факт вызывает тревогу. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что экологический фактор существенно влияет на элементный химический состав растений. Адаптационные механизмы затронули не только человека, как основного участника антропогенной деятельности, но и растительный и животный мир. По мнению многих учёных, именно растения являются основным звеном экологической цепочки, связывающей в пищевом отношении, природной интеграции все объекты биосферы. Поглощение растениями  различного рода токсичных элементов, в том числе тяжёлых металлов - наиболее опасно. Тяжёлые металлы - ртуть, свинец, цинк и др. с большой атомарной массой, антропогенное рассеивание которых в природной среде способно приводить к отравлению живого [Вишнякова и др., 1998].

Употребление лекарственных растений, собранных на загрязнённых территориях, может угрожать здоровью населения, негативно влияя на работу внутренних органов и физиологические процессы, протекающие в них. Из лекарственного сырья тяжёлые металлы переходят в лекарственные формы, а затем поступают в организм человека [Государственная фармакопея..., 2008]. Поэтому проблема экологической чистоты лекарственных растений становится особенно актуальной и выдвигает одну из актуальных задач: увеличение контроля  над качеством растительного сырья с учётом содержания тяжёлых металлов.

Гравилату городскому и речному отводится важное место в арсенале лечебных средств народной и современной медицины благодаря высоким фармакологическим свойствам: обладают противовоспалительным, вяжущим, антимикробным действием, нормализуют проницаемость сосудов. Современная медицина нашла широкое применение растениям рода Geum при следующих диагнозах: хронический гастрит, энтерит, колит, функциональная диарея, катаральная ангина, пародонтоз, гингивостоматиты, ларингит. Профессор А. П. Нечаев в своих исследованиях рекомендует применять листья гравилата в качестве наружного средства при некоторых формах экземы. В фармации корневище употребляют для приготовления галеновых препаратов (чай, настойки, отвары) [Лагерь, 1988, Солодухин, 1989, Елина, 1993, Мацку, Крейча, 1972]. Зелёная масса является неплохим сырьём для настоек и экстрактов. Гравилаты могут быть рекомендованы для получения препаратов типа таннальбина и других, так как их танниды относятся к пирогалловому ряду, содержание их в растении высокое, извлекаются они довольно легко, вредных веществ не содержат [Блинова, 1957]. Растения этого рода проявляют инсектицидные свойства.  Препараты, полученные из корневища гравилата речного (жидкий спиртовой экстракт), обладают свойствами обезвреживать змеиный яд, снижают спастическое действие хлористого бария [Алиев и др., 1961].

Высокие вкусовые качества и полезные свойства позволяют использовать гравилаты не только как лекарственные, но и как пищевые растения. Корень городского гравилата является пикантной пряной приправой к пище, обладающей горьковатым привкусом благодаря присутствию танина и теина. Сушёные корни добавляют в яблочные торты, пироги и другие изделия вместо корицы и гвоздики.  Гравилат кладут в квасы, дополняя и даже заменяя ими хмель, в ликёрном и пивоваренном производствах для придания особого вкуса, аромата, предохранения от прокисания. Настой небольшой пригоршни сухих корней гравилата городского вместе с кусочками апельсиновой кожицы придаёт белому вину примерно через неделю приятный вкус вермута. При добавлении корня получают «гвоздичную воду» [Нейштадт, 1954, Сафонов, 2008].

Молодые листья кладут в салат, супы и пюре. Борщи, содержащие зелёную массу  гравилата городского, помимо аромата имеют привкус корневищ сельдерея и петрушки. Блюда и приправы из гравилата не только вкусны, но и полезны, так как активизируют обменные процессы, улучшают пищеварение [Соколов, В. М. Прима, В. Умаров, 1988]. 

Цель исследования - определение содержания тяжёлых металлов в листьях и корнях гравилатов, используемых в качестве лекарственных и пищевых растений.

Задачи исследований. Привлечь внимание к проблеме увеличивающихся масштабов загрязнения растениеводческой продукции.  Дать практические рекомендации по сбору лекарственного сырья и пищевых растений.

Материалы и методы исследований: Материалом для исследований послужили листья и корни гравилатов городского и речного, произрастающих на территории Белгородской области. Концентрации тяжёлых металлов (Zn, Fe, Cu, As, Hg Cd, Pb) определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии по методике ГОСТ 26929-86 «Сырьё и продукты пищевые. Методы определения токсичных элементов». Т. к. в отечественной фармакопее отсутствует общая статья по определению ТМ в лекарственном растительном сырье, мы брали за основу СанПин 2.3.2. 1078-01 от 14.11.2001/22.03.02: свинца - не более 6,0мг/кг, кадмия - 1,0, ртуть - 0,1. ПДК мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах составляет 0,2 мг/кг.

Результаты исследований и их обсуждение. Из исследований С. Р. Баимовой следует, что  лекарственные растения содержат в среднем достаточно высокую концентрацию меди, цинка. По содержанию меди в двудольных лекарственных растениях зафиксировано в среднем 12,3 мг/кг [С. Р.Баимова, 2009]. Исходя из наших исследований, меди в корнях гравилата городского содержится большее количество - на 6,65 мг/кг (Таб. 1).

Из полученных результатов следует, что по содержанию свинца ПДК превышают только в корнях гравилата городского на 2,93 мг/кг, т. е. в 1,5 раза. (Таб. 1). Даже небольшое превышение концентрации может нести отрицательный эффект, т. к. свинец относится к I классу опасности [Методические указания..., 1989, Корнилов, 2006].Т. к. корневище городского гравилата употребляется в медицине и как овощ [Нейштадт, 1954], важным является исследование корневищ на содержание ТМ. Исходя из временных гигиенических нормативов содержания некоторых химических элементов в овощах [Сырьё и продукты пищевые, 1986], следует, что употребление в медицине в качестве овощей гравилатов, выросших в районах с антропогенной нагрузкой,  может наносить вред и быть небезопасным для здоровья. По содержанию цинка в корнях гравилата городского ПДК превышает более чем в 7 раз, в корнях гравилата речного - в 5,4 раза. По содержанию железа соответствующие характеристики превышают в 46 раз в гравилате городском, в 40 раз. ПДК по содержанию меди, ртути и мышьяка не превышают допустимых норм. Предельно допустимая концентрация кадмия в корнях гравилата городского превышает в 27 раз, гравилата речного - в 13,5 раз, свинца - в 17,9 раз и в 10,7 раз соответственно.

Для оценки допустимости использования гравилатов в качестве пищевых растений воспользуемся ПДК тяжёлых металлов в продовольственном сырье и пищевых продуктах [Гигиенические основы...,  1987].

Из полученных данных можно сделать вывод, что листья гравилата городского нельзя использовать в пищу из-за превышения допустимой концентрации свинца в 3 раза, кадмия в 5 раз, гравилата речного из-за превышения концентрации свинца в 4 раза. Корни окажется несъедобными по аналогичным причинам. Концентрация кадмия в гравилате городском превышает ПДК в 8 раз, речном - в 4 раза. Концентрации свинца в 8 раз и 5 раз соответственно (Таб.3). Как известно, токсический эффект от свинца и кадмия достигается даже от мизерной дозы. 

Такие показатели являются, вероятно, следствием антропогенного влияния. Содержание ТМ в листьях зависит от их концентрации в воздухе. В осадках, выпадающих на поверхность почвы, могут содержаться свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, хром, никель, цинк и т. д. [Тяжёлые металлы..., 1991].  Так, по г. Белгороду нормативы ПДК соблюдаются: по пыли - 0,97 ПДК; диоксиду серы - 0,1 ПДК; оксиду углерода - 0,7 ПДК; диоксиду азота - 1,0 ПДК; оксиду азота - 0,4 ПДК; фенолу - 0,7 ПДК; концентрация хлористого водорода, аммиака, серной кислоты - ниже значения ПДК. Нормативы ПДК не соблюдаются по формальдегиду - 1,7 ПДК и бенз(а)пирену - 1,5 ПДК.

Наиболее высокими темпами идёт накопление в окружающей среде и, особенно в почве из-за повышенного уровня урбанизации следующих химических элементов: Cd, Pb, Cu и Zn, поэтому на них стоит обратить более пристальное внимание [Тяжёлые металлы..., 1991, Е. М. Мисигрян, 2006].

Содержание ТМ в органах растений, особенно в корнях, тесным образом зависит от их содержания в почве. В почве Белгородской области содержится Cu - 13,8 мг/кг, Pb - 14,1 мг/кг, Zn - 57,3 мг/кг, Cd - 0.81 мг/кг [С. В. Лукин, 2004]. Мы  производили расчёт ПДК загрязняющих веществ в почвах по данным ВОЗ и нормативам РФ [М. В. Гальперин, 2004].Установленные уровни ПДК почвы для ТМ составляют: для цинка - 23.0 мг/кг, меди - 3.0 мг/кг, свинца - 20 мг/кг, мышьяк - 2,0 мг/кг, ртути - 2,0 мг/кг [К. Н. Дьяконов, А. В. Дончева, 2002; М. В. Гальперин, 2004; С. В. Лукин, 2004]. Согласно другим источникам допустимое содержание ТМ в почвах составляет: ртуть - 0.5 мг/кг, кадмий - 1 мг/кг [Окружающая среда, 1993]. Можно констатировать, что содержание цинка в почвах Белгородской области превышает ПДК в 2,5 раза,  меди - в 4,6 раза, свинца и кадмия - превышений не обнаружено. Просматривается достаточно отчётливо связь содержания ТМ в корнях и листьях гравилатов с избыточным содержанием этих элементов в  воздухе и почве.

Вывод. Из вышесказанного следует, что гравилат городской и речной являются индикатором изменений, происходящих в окружающей среде. Вместе с тем, они концентрируют в себе токсичные элементы, относящиеся к классу тяжёлых металлов. Т. о. необходим учёт концентрации ТМ для получения экологически чистой продукции. Наиболее общеприменимыми формами использования лекарственных растений являются водные извлечения: настои, отвары, чаи. Как правило, в отвар или настой переходит лишь некоторая доля металлов, что снижает риск использования загрязнённого лекарственного сырья. Но это не является предпосылкой для снижения контроля над качеством растениеводческой продукции, используемой в фармакологии. Необходимо утверждение общей статьи по определению тяжёлых металлов в лекарственном растительном сырье. Сбор лекарственного сырья должен осуществляться в экологически чистых местах произрастания. Для снижения концентрации ТМ в листьях растений, используемых в пищу, важно их длительная промывка под проточной водой.

Литература:

1. Вишнякова С. М., Вишняков Г. А. Алешукин В. И. Бочарова Н. Г. Экология и охрана окружающей среды: Толковый терминологический словарь. - М.: Изд. дом «Всемирный следопыт», 1998. - 480с.

2. Государственная фармакопея Российской Федерации XII, ч. 1. 2008.

3. Лагерь А. А. Фитотерапия. - Красноярск: Изд - во Красноярского ун - та, 1988. - 272с.

4. Солодухин Е. Д. Аптека в лесу.- М.: Агропромиздат, 1989. - 351с.

5. Елина Г. А. Аптека на болоте: Путешествие в неизведанный мир. СПб.: Наука, 1993. - 496с.

6. Мацку Я., Крейча И. Атлас лекарственных растений. - Братислава: Изд - во Словацкой АН, 1972. - 461с.

7. Нейштадт М. И. Определитель растений средней полосы Европейской части СССР. - М.: Госуд. учебно - педагог. изд - во министерства Просвещения РСФСР., 1954. - 654с.

8. Блинова К. Ф. Гравилаты как танидные растения // Труды ЛФХИ. 1957. Вып. 2. С. 80 - 90.

9. Алиев Р. К., Алиев Н. Д., Рахимова А. К. Материалы к исследованию корневища гравилата речного // Докл. АН АзССР. 1961. Т. 17,№6. С. 519 - 524.

10. Сафонов Н. Н. Полный атлас лекарственных растений. - М.: Эксмо, 2008. - 368с.

11. Соколов П. П., Прима В. М., Умаров В. У. Пищевые дикорастущие растения Чичено - Ингушетии. - Грозный: Чичено-Ингушское издательство, 1988. - 160с.

12. Методические указания по определению тяжёлых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: государственный агропромышленный комитет СССР, 1989. - 62с.

13. Корнилов А. Г. Общая и региональная экология: Учеб. пособие/ А. Г. Корнилов, А. Н. Петин. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2006. - 280с.

14. Баимова С. Р. Тяжёлые металлы в системе «почва - растения - животные» в условиях Башкирского Зауралья: дис. кан. б. н. Уфа, 2009, 151с.

15. Сырьё и продукты пищевые. Методы определения токсичных элементов. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 60с.

16. Гигиенические основы охраны продуктов питания от вредных химических веществ/ Габович Р. Д., Присухина Л. С. - К.: Здоров´я, 1987. - 248с.

17. Тяжёлые металлы в системе почва - растение/ Ильин В. Б. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд - ние, 1991. - 151с.

18. Мисигрян Е. М. Медико-экологическая экспертиза и её значение в экологии. // Научные аспекты экологических проблем России: Труды II Всероссийской конференции / Под ред. Ю, А. Израэля. - М., 2006 - С. 212 - 213.

19. Лукин С. В. Экологические проблемы и пути их реализации в земледелии Белгородской области. - Белгород: Изд - во «Крестьянское деле», 2004. - 164с.

20. Гальперин М. В. Экологические основы природопользования: Учебник. - М.: ФОРУМ: ИНФРА - М, 2004. - 256с.

21. Дьяконов К. Н. Дончева А. В. Экологическое проектирование и экспертиза: Учебник для вузов/ К. Н. Дьяконов, А. В. Дончева. - М.: Аспект Пресс, 2002. - 384с.

22. Окружающая среда: Энциклопедический словарь - справочник: Пер. с нем. М.: Прогресс, 1993. - 640с.

Код для цитирования: Скопировать