Особенности накопления радионуклидов в подземных органах растений урбанофлоры Центрального Черноземья на примере корней одуванчика лекарственного
Автор: Н.А. Дьякова
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 4, 2024 года.
Бесплатный доступ
Цель. Изучение закономерностей аккумуляции радиоизотопов природного и техногенного происхождения в подземных органах растений на примере корней одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale F.H. Wigg.), заготовленных на различных с точки зрения антропогенного воздействия территориях Воронежской области. Материалы и методы. В условиях эксперимента в образцах верхних слоев почв и корнях одуванчика лекарственного определяли удельную активность основных долгоживущих искусственных радиоизотопов (цезий-137, стронций-90,) и часто встречаемых в природе естественных радио-нуклидов (торий-232, калий-40, радий-226) на спектрометре-радиометре МКГБ-01 «РАДЭК». Результаты. Все изученные образцы корней одуванчика лекарственного соответствуют существующим требованиям радиационной безопасности (первая группа). При увеличении удельной активности стронция-90, цезия-137, тория-232, калия-40, радия-226 в почве возрастала их удельная активность в корнях растений. Корреляционный анализ удельной активности искусственных и естественных радионуклидов в почве и корнях показал наличие весьма заметной взаимосвязи, что подтвердило преимущественное транспочвенное загрязнение последних. Рассчитанные коэффициенты накопления радионуклидов в корнях одуванчика лекарственного показали активную аккумуляцию из почв стронция-90 и радия-226. Удельная активность данных ра-диоизотопов в лекарственном растительном сырье была значительно выше их активности в почве. Детальный анализ зависимости рассчитанных коэффициентов накопления природных и техногенных радиоизотопов в корнях одуванчика лекарственного позволил отметить тенден-ции к их снижению при увеличении удельной активности радионуклида в почве, что говорит о наличии физиологических механизмов регуляции поступления их в корни растения. Закономерности перехода определяемых природных и техногенных радионуклидов описаны математическими зависимостями c максимальным коэффициентом достоверности аппроксимации.
Воронежская область, одуванчик лекарственный, стронций-90, цезий-137, то-рий-232, калий-40, радий-226
Короткий адрес: https://sciup.org/14132316
IDR: 14132316 | DOI: 10.34014/2227-1848-2024-4-179-195
Текст научной статьи Особенности накопления радионуклидов в подземных органах растений урбанофлоры Центрального Черноземья на примере корней одуванчика лекарственного
Введение. Освоение минеральных ресурсов, использование в сельском хозяйстве технологий, связанных с применением пестицидов, последствия Чернобыльской трагедии -все эти факторы резко обострили проблему обеспечения медицинской и фармацевтической промышленности растительным сырьем в полном объеме и ассортименте [1, 2]. Известно, что источником поступления в окружающую среду искусственных радионуклидов являются, как правило, атомные электростанции, хранилища радиоактивных отходов, а также предприятия по их переработке, так как все они преимущественно являются продуктом распада урановых ядер. Естественные радионуклиды присутствуют в том или ином количестве во всех объектах природы, не связаны с деятельностью человека и техногенными катастрофами и распределены на планете относительно равномерно [3, 4].
Одним из районов радиоактивного загрязнения более чем 30-летней давности является Воронежская область - традиционный район земледелия и растениеводства. Радионуклиды активно переходят из почвы в растения и далее по трофическим цепям. Загрязненное рас- тительное сырье, а также продукты, производимые на его основе, являются значимыми источниками поступления различных ксенобиотиков в организм человека, в т.ч. и радионуклидов [5, 6]. В Центральном Черноземье сосредоточена большая часть заготовок лекарственного растительного сырья России. Почвы данного региона представлены в основном черноземами, которые отличаются высоким содержанием гумуса, глины, ила и других органических веществ, что обуславливает большую емкость поглощения радионуклидов и их прочную сорбцию [7, 8].
Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale F.H.Wigg. (syn. Taraxacum vulgare Schrank, Taraxacum dens-leonis Desf., Leon-todon taraxacum L.)) – многолетнее травянистое растение высотой от 5 до 35–50 см с толстым маловетвистым стержневым корнем (до 2,5 см в диаметре, длиной до 60 см), который вверху переходит в многоглавое короткое корневище. Этот рудеральный синантропный полиморфный вид с многочисленными апомиктическими формами распространен по всей территории России. Одуванчик лекарственный легко приспосабливается к самым разнообразным условиям, хорошо заселяет нарушенные фитоценозы, слабодренирован-ные почвы, благоприятно реагирует на растительную дигрессию [9–11].
Одуванчик лекарственный обладает высокой чувствительностью к экотоксикантам, в силу чего неоднократно использовался в качестве биоиндикатора для определения степени антропогенной загрязненности среды обитания [12–17]. Так, Т.Н. Васильевой и Ю.А. Бру-дастовым на основе сравнительного анализа 8 растений Оренбуржья показаны высокие ре-медиаторные свойства одуванчика лекарственного в отношении свинца и кадмия [13]. Комплексные исследования эколого-гигиенического состояния растений агрофитоценозов Минской области Республики Беларусь, проводимые С.С. Поздняк, показали, что корни одуванчика лекарственного способны в токсичных для растения концентрациях накапливать олово (до 2,72 мг/кг), хром (более 5 мг/кг), кобальт (до 4,24 мг/кг) и цирконий [14].
Эколого-гигиенические исследования А.И. Попова и И.Н. Егоровой, посвященные оценке качества растительных ресурсов Кемеровской области на примере одуванчика лекарственного, показали, что главный вклад в удельную радиоактивность корней данного растения вносит калий-40 (более 90 % от общей радиоактивности). Удельные активности цезия-137 и стронция-90 соответствуют фармакопейным требованиям, и их вклад в общую радиоактивность сырья составляет менее 8 %, что свидетельствует о незначительном загрязнении искусственными радионуклидами растительных ресурсов Кузбасса [15]. Б.К. Калдыбаев, изучая накопление цезия-137 и стронция-90 в естественных фитоценозах Прииссыккулья, показал низкий уровень аккумуляции стронция-90 травой одуванчика лекарственного относительно других растений (коэффициенты накопления составили 0,48–0,62) и еще более низкий уровень аккумуляции цезия-137 (коэффициенты накопления варьировали в пределах 0,20–0,27) [16].
Цель исследования. Изучение закономерностей аккумуляции радиоизотопов природного и техногенного происхождения в подземных органах растений на примере корней одуванчика лекарственного (Taraxacum officinale F.H. Wigg.), заготовленных на различных с точки зрения антропогенного воздействия территориях Воронежской области.
Материалы и методы. Выбор территорий для сбора образцов обусловлен особенностями воздействия человека (рис. 1): химические промышленные предприятия (рис. 1: 23, 24, 28); теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) (рис. 1: 27); атомная электростанция (АЭС) в г. Нововоронеже (рис. 1: 8); международный аэропорт им. Петра I (рис. 1: 30); улица г. Воронежа (ул. Димитрова) (рис. 1: 31); высоковольтные линии электропередач (ВЛЭ) (рис. 1: 9); Воронежское водохранилище (рис. 1: 29); малые города (г. Борисоглебск (рис. 1: 25), г. Калач (рис. 1: 26)); зона значительного месторождения никелевых руд (рис. 1: 4); районы, находящиеся в зоне радиоактивного загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС (рис. 1: 5–7); районы активного ведения сель- ского хозяйства (рис. 1: 10–22); фон (для сравнения) – заповедные территории (рис. 1: 1–3)). Также проводили отбор проб вдоль дорог разной степени загруженности: лесная зона – трасса М4 «Дон» (рис. 1: 32), лесостепная зона – трасса А144 «Курск – Саратов» (рис. 1: 33), степная зона – трасса М4 «Дон» (рис. 1: 34), проселочная автомобильная дорогая малой загруженности (рис. 1: 35) и железная дорога (рис. 1: 36). Известно, что при сгорании топлива происходит концентрирование и выброс содержащихся в нем минеральных компонентов, в т.ч. естественных радионуклидов.
В условиях эксперимента в образцах верхних слоев почв и лекарственного растительного сырья определяли удельную активность основных долгоживущих искусственных радиоизотопов (цезий-137, стронций-90,) и часто встречаемых в природе естественных радиоизотопов (торий-232, калий-40, радий-226). Пробы почвы на исследуемой пробной площадке отбирали в соответствии с ГОСТ Р 58595-2019 «Почвы. Отбор проб» методом конверта или по диагонали так, чтобы проба представляла собой часть почвы, типичной для ее изучаемых слоев (в данном случае – верхних слоев (0–10 см от поверхности)).
Рис. 1 . Карта отбора образцов: 1–3 – заповедные территории; 4 – зона значительного месторождения никелевых руд; 5–7 районы, находящиеся в зоне радиоактивного загрязнения после аварии на Чернобыльской АЭС; 8 – АЭС в г. Нововоронеже; 9 – ВЛЭ; 10–22 – районы активного ведения сельского хозяйства; 23, 24, 28 – химические промышленные предприятия; 25 – г. Борисоглебск; 26 – г. Калач;
27 – ТЭЦ; 29 – Воронежское водохранилище; 30 – международный аэропорт им. Петра I;
31 – ул. Димитрова г. Воронежа; 32 – лесная зона – трасса М4 «Дон»; 33 – лесостепная зона – трасса А144 «Курск – Саратов»; 34 – степная зона – трасса М4 «Дон»; 35 – проселочная автомобильная дорогая малой загруженности; 36 – железная дорога
Fig. 1. Sample map: 1–3 – conservation areas; 4 – large nickel ore deposits; 5–7 – areas contaminated by the Chernobyl accident; 8 – Novovoronezh nuclear power plant; 9 – overhead power line; 10–22 – productive agricultural regions; 23, 24, 28 – chemical industrial companies; 25 – Borisoglebsk (town); 26 – Kalach (town);
27 – thermal power plant; 29 – Voronezh Reservoir; 30 – Voronezh Peter the Great Airport; 31 – Dimitrov Street, Voronezh; 32 – forest zone – M4 highway; 33 – forest-steppe zone – A144 Kursk-Saratov highway;
34 – steppe zone – M4 highway; 35 – low traffic country road; 36 – railway
Корни одуванчика лекарственного выкапывали, очищали от корневой шейки, отмывали от земли и заготавливали в соответствии с требованиями ФС.2.5.0086.18 «Одуванчика лекарственного корни» в начале сентября 2015 г. [18]. Сушили растительное сырье естественным теневым способом тонким слоем, периодически переворачивая, при хорошей вентиляции.
Анализ образцов почв и растительного сырья проводили на спектрометре-радиометре МКГБ-01 «РАДЭК» с программным обеспечением ASW. Определение удельной активности радионуклидов проводили в соответствии с первым вариантом измерений ОФС.1.5.3.0001.15 «Определение содержания радионуклидов в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах» [18]. Каждое определение проводили троекратно. Данные, полученные в ходе исследований, статистически обрабатывали с помощью программы Microsoft Excel при доверительной вероятности 95 %.
Чтобы оценить возможность накопления из почвы различных радионуклидов корнями одуванчика лекарственного, использовали ко-
эффициент накопления (КН), рассчитанный по формуле
КН =
СЛРС∗100
С ВСП ,
где С ЛРС – удельная активность радионуклида в корнях растения; Бк/кг; С ВСП – удельная активность радионуклида в верхних слоях почв; Бк/кг [19–21].
Результаты и обсуждение. Удельная активность стронция-90 в отобранных образцах корней одуванчика лекарственного (табл. 1) варьировала от 8,0 до 16,8 Бк/кг. Среднее значение удельной активности данного радионуклида для всех анализируемых образцов составило 12,0 Бк/кг, что в 16 раз меньше его предельно допустимой удельной активности (200 Бк/кг). Удельная активность цезия-137 в образцах изучаемого лекарственного растительного сырья колебалась от 20,1 до 78,1 Бк/кг при среднем значении 43,6 Бк/кг, что почти в 10 раз меньше предельно допустимых значений (400 Бк/кг). Полученные результаты позволяют признать все изученные образцы данного растительного сырья соответствующими критерию радиационной безопасности (первая группа).
Таблица 1
Table 1
Результаты определений удельной активности радиоизотопов в образцах корней одуванчика лекарственного, Бк/кг
Results of determination of specific activity of radioisotopes in dandelion root samples, Bq/kg
|
№ п/п |
Район заготовки Herbal harvesting area |
Sr-90 |
Cs-137 |
Th-232 |
К-40 |
Ra-226 |
|
Контрольные территории Control areas |
||||||
|
1 |
Воронежский биосферный заповедник Voronezh State Nature Biosphere Reserve |
10,6±2,1 |
50,4±6,9 |
10,2±1,9 |
329±36 |
5,9±1,3 |
|
2 |
Хоперский заповедник Khopyor Nature Reserve |
9,8±1,9 |
20,1±2,9 |
10,4±2,8 |
460±51 |
6,7±1,9 |
|
3 |
Борисоглебский район Borisoglebsky District |
9,3±1,6 |
20,2±7,1 |
10,7±3,1 |
412±48 |
5,3±0,8 |
|
Зона разработки медно-никелевых месторождений Copper-nickel deposit development area |
||||||
|
4 |
С. Елань-Колено Elan-Koleno settlement |
8,2±1,8 |
26,1±5,5 |
11,2±2,6 |
472±31 |
7,8±2,1 |
|
Зоне фоновых выпадений после аварии на Чернобыльской АЭС Background fallout zone after the Chernobyl accident |
||||||
|
5 |
С. Нижнедевицк Nizhnedevitsk rural locality |
16,4±2,3 |
46,5±7,9 |
9,9±3,8 |
476±58 |
10,4±2,0 |
|
6 |
Г. Острогожск Ostrogozhsk (town) |
14,0±1,9 |
49,9±2,5 |
12,8±4,0 |
611±44 |
11,2±0,9 |
|
7 |
Г. Семилуки Semiluki (town) |
14,7±2,5 |
57,6±8,0 |
11,3±1,9 |
493±24 |
13,6±1,5 |
|
Зоны влияния Нововоронежской АЭС Zones influenced by Novovoronezh NPP |
||||||
|
8 |
Г. Нововоронеж Novovoronezh (town) |
8,0±1,5 |
58,4±6,5 |
12,4±4,,5 |
489±41 |
12,3±2,4 |
|
9 |
ВЛЭ (Нововоронежский городской округ) Overhead power line (Novovoronezhsky urban district) |
11,6±2,3 |
57,4±5,1 |
10,6±2,6 |
493±38 |
12,7±3,2 |
|
Агроценозы Воронежской области Agrocenoses of the Voronezh region |
||||||
|
10 |
Лискинский р-н Liskinskiy district |
8,2±2,0 |
44,6±4,8 |
9,8±3,1 |
361±51 |
9,3±3,7 |
|
11 |
Ольховатский р-н Ol'khovatskiy district |
11,0±2,3 |
40,2±3,6 |
13,3±2,2 |
513±19 |
9,6±2,5 |
|
12 |
Подгоренский р-н Podgorenskiy district |
11,4±1,9 |
43,1±6,1 |
13,2±4,2 |
611±59 |
9,9±1,8 |
|
13 |
Петропавловский р-н Petropavlovskiy district |
11,0±2,6 |
29,3±3,8 |
12,4±3,7 |
527±61 |
10,7±2,6 |
|
14 |
Грибановский р-н Gribanovskiy district |
11,4±3,1 |
22,1±5,3 |
14,7±2,9 |
503±47 |
10,9±2,1 |
|
15 |
Хохольский р-н Khokhol'skiy district |
13,7±2,9 |
54,3±2,9 |
15,2±4,1 |
684±31 |
10,7±3,4 |
|
16 |
Новохоперский р-н Novokhoperskiy district |
11,7±1,6 |
22,7±3,8 |
14,1±3,0 |
522±39 |
12,4±3,0 |
|
17 |
Репьевский р-н Rep'evskiy district |
14,6±3,0 |
57,4±6,8 |
12,4±2,8 |
516±45 |
10,8±1,8 |
|
18 |
Воробьевский р-н Vorob'evskiy district |
10,1±2,1 |
23,1±4,0 |
13,3±4,4 |
491±31 |
12,9±3,2 |
|
19 |
Панинский р-н Paninskiy district |
13,9±1,9 |
40,2±4,3 |
13,4±4,2 |
462±39 |
13,1±3,7 |
|
20 |
Верхнехавский р-н Verkhnekhavskiy district |
15,8±1,5 |
55,7±5,8 |
14,7±3,7 |
439±52 |
11,3±1,9 |
|
21 |
Эртильский р-н Ertil'skiy district |
16,8±3,3 |
30,4±6,1 |
15,6±2,5 |
497±40 |
12,4±2,5 |
|
22 |
Россошанский район Rossoshanskiy district |
11,9±2,0 |
48,8±2,7 |
16,1±3,1 |
563±25 |
12,6±2,9 |
|
Урбоценозы Воронежской области Urbocenoses of the Voronezh Region |
||||||
|
23 |
Вблизи ОАО «Минудобрения» (г. Россошь) Near Minudobriya JSC (Rossoch) |
12,4±2,8 |
41,3±6,6 |
17,6±4,0 |
590±39 |
12,1±1,8 |
|
24 |
Вблизи ООО «Бормаш» (г. Поворино) Near Bormash LLC (Povorino) |
10,0±2,4 |
24,3±3,0 |
11,1±2,9 |
427±43 |
9,9±0,9 |
|
25 |
Г. Борисоглебск Borisoglebsk (town) |
10,2±1,9 |
25,1±5,1 |
12,8±4,6 |
435±50 |
10,6±1,5 |
|
26 |
Г. Калач Kalach (town) |
12,3±3,2 |
23,8±5,8 |
12,6±3,1 |
528±37 |
11,2±2,8 |
Таблица 2
Table 2
Коэффициенты корреляции между удельными активностями радионуклидов в почве и корнях одуванчика лекарственного
Correlation coefficients between specific activities of radionuclides in soil and dandelion roots
Показано (рис. 2–6), что при увеличении удельной активности стронция-90, цезия-137, тория-232, калия-40, радия-226 в почве возрас-
тала их удельная активность в корнях одуванчика лекарственного. Закономерности перехода описаны математическими зависимостями.
о y = 0,0735x2 + 0,833x + 3,4435
Удельная активность стронция-90 в почве, Бк/кг Specific activity of Strontium-90 in soil, Bq/kg
9 10
Рис. 2. Зависимость удельной активности стронция-90 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 2. Dependence of specific activity of Strontium-90 in dandelion roots on its specific activity in soil
10 20 30 40 50 60 70 80
Удельная активность цезия-137 в почве, Бк/кг
Specific activity of cesium-137 in soil, Bq/kg
Рис. 3. Зависимость удельной активности цезия-137 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 3. Dependence of specific activity of Cesium-137 in dandelion roots on its specific activity in soil
|
Радиоизотоп Radioisotope |
Sr-90 |
Cs-137 |
Th-232 |
К-40 |
Ra-226 |
|
Коэффициент корреляции Correlation coefficient |
0,96 |
0,99 |
0,90 |
0,96 |
0,88 |
о I CD
I— ^ CO tx ru
I
CD X
10 20 30 40 50 60 70
Удельная активность тория-232 в почве, Бк/кг
Specific activity of thorium-232 in soil, Bq/kg
Рис. 4. Зависимость удельной активности тория-232 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 4. Dependence of specific activity of Thorium-232 in dandelion roots on its specific activity in soil
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
Удельная активность калия-40 в почве, Бк/кг Specific potency of potassium-40 in soil, Bq/kg
Рис. 5. Зависимость удельной активности калия-40 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 5. Dependence of specific activity of Potassium-40 in dandelion roots on its specific activity in soil
LD x4 К
Q_ О ^
CO
К ru CL 0 2 4 6 8 10 12 14 Удельная активность радия-226 в почве, Бк/кг Specific activity of radium-226 in soil, Bq/kg
Рис. 6.
Зависимость удельной активности радия-226 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 6.
Dependence of specific activity of Radium-226 in dandelion roots on its specific activity in soil
Корни одуванчика лекарственного более склонны к аккумуляции из верхних слоев почв стронция-90 и радия-226: удельная активность данных радиоизотопов в растительном сырье значительно выше их активности в почве. Так, коэффициенты накопления стронция-90 варьируют от 1,56 до 2,13, а радия-226 – от 1,02 до 1,47 (табл. 3). На близком к 1,0 уровне в кор- нях одуванчика лекарственного аккумулируются радиоизотопы калия и цезия. Коэффициенты накопления цезия-137 варьировали от 0,83 до 1,12, а калия-40 – от 0,90 до 1,35. Коэффициенты накопления тория-232 в корнях одуванчика лекарственного колебались на относительно невысоком уровне – от 0,29 до 0,51. Таблица 3 Table 3 Коэффициенты накопления радионуклидов в образцах корней одуванчика Accumulation coefficients of radionuclides in dandelion root samples
№ п/п
Район заготовки
Herbal harvesting area
Sr-90
Cs-137
Th-232
К-40
Ra-226
Контрольные территории Control areas
1
Воронежский биосферный заповедник Voronezh State Nature Biosphere Reserve
1,56
0,97
0,32
1,05
1,09
2
Хоперский заповедник Khopyor Nature Reserve
1,85
0,83
0,32
1,05
1,29
3
Борисоглебский район Borisoglebsky District
1,86
0,98
0,35
1,01
1,29
Зона разработки медно-никелевых месторождений Copper-nickel deposit development area
4
С. Елань-Колено
Elan-Koleno settlement
1,74
1,01
0,30
1,02
1,16
Зоне фоновых выпадений после аварии на Чернобыльской АЭС Background fallout zone after the Chernobyl accident
5
С. Нижнедевицк
Nizhnedevitsk rural locality
1,80
0,93
0,33
0,99
1,14
6
Г. Острогожск Ostrogozhsk (town)
1,97
1,00
0,31
1,02
1,14
7
Г. Семилуки Semiluki (town)
1,88
0,97
0,31
0,97
1,24
Зоны влияния Нововоронежской АЭС Zones influenced by Novovoronezh NPP
8
Г. Нововоронеж
Novovoronezh (town)
1,90
1,01
0,31
1,00
1,35
9
ВЛЭ (Нововоронежский городской округ)
Overhead power line (Novovoronezhsky urban district)
1,73
0,96
0,33
1,03
1,27
Агроценозы Воронежской области Agrocenoses of the Voronezh region
10
Лискинский р-н Liskinskiy district
1,91
1,02
0,39
1,06
1,15
11
Ольховатский р-н
Ol'khovatskiy district
1,83
0,97
0,29
1,04
1,10
12
Подгоренский р-н
Podgorenskiy district
1,68
1,06
0,31
1,05
1,21
13
Петропавловский р-н
Petropavlovskiy district
2,04
1,11
0,33
0,93
1,15
14
Грибановский р-н
Gribanovskiy district
2,00
0,93
0,37
1,10
1,11
15
Хохольский р-н
Khokhol'skiy district
1,73
1,05
0,37
1,20
1,08
16
Новохоперский р-н
Novokhoperskiy district
1,89
0,92
0,33
1,09
1,18
17
Репьевский р-н
Rep'evskiy district
1,87
1,13
0,36
1,02
1,23
18
Воробьевский р-н
Vorob'evskiy district
1,91
1,07
0,37
1,11
1,54
19
Панинский р-н Paninskiy district
1,96
0,94
0,27
0,96
1,34
20
Верхнехавский р-н
Verkhnekhavskiy district
1,90
1,05
0,29
0,90
1,31
21
Эртильский р-н Ertil'skiy district
1,93
0,98
0,40
1,04
1,32
22
Россошанский район Rossoshanskiy district
1,78
1,12
0,37
0,97
1,52
Урбоценозы Воронежской области Urbocenoses of the Voronezh Region
23
Вблизи ОАО «Минудобрения» (г. Россошь)
Near Minudobriya JSC (Rossoch)
1,94
1,01
0,42
1,02
1,38
24
Вблизи ООО «Бормаш» (г. Поворино) Near Bormash LLC (Povorino)
1,92
1,02
0,38
1,12
1,10
25
Г. Борисоглебск
Borisoglebsk (town)
1,92
1,01
0,41
1,02
1,26
26
Г. Калач
Kalach (town)
1,81
0,96
0,33
0,98
1,38
27
Вблизи ТЭЦ «ВОГРЭС» (г. Воронеж) Near Vogres Thermal Power Plant (city of Voronezh)
1,86
1,02
0,49
0,98
1,10
28
Вблизи ООО «Сибур» (г. Воронеж) Near Sibur LLC (city of Voronezh)
1,91
1,08
0,51
1,06
1,05
29
Вдоль водохранилища (г. Воронеж) Along the reservoir (city of Voronezh)
1,84
1,07
0,46
1,07
1,02
30
Вблизи аэропорта Near the airport
1,73
1,09
0,46
1,17
1,14
31
Улица г. Воронежа (ул. Ленинградская) Leningradskaya St. (city of Voronezh)
1,93
0,99
0,45
0,95
1,07
32
Вдоль трассы М4 (Рамонский р-н) Along М4 highway (Ramonskiy district)
1,78
1,01
0,37
1,35
1,31
33
Вдоль трассы А144 (Аннинский р-н) Along А144 highway (Anninskiy district)
1,81
1,02
0,33
1,10
1,47
34
Вдоль трассы М4 (Павловский р-н)
Along М4 highway (Pavlovskiy district)
2,13
1,04
0,38
1,19
1,46
35
Вдоль нескоростной дороги (Богучарский р-н)
Along a low traffic country road (Bogucharskiy district)
1,83
0,92
0,36
1,10
1,35
36
Вдоль железной дороги Along the railroad
1,92
1,07
0,44
1,17
1,36
Среднее для Воронежской области Average for Voronezh region
1,86
1,01
0,37
1,05
1,24
Содержание тория-232 в заготовленных корнях одуванчика лекарственного характеризуется значениями удельной активности от 9,8 до 26,4 Бк/кг. Среднее значение удельной активности данного радионуклида для всех анализируемых образцов составило 14,1 Бк/кг. Удельная активность калия-40 варьировала от 329 до 876 Бк/кг при среднем значении 528 Бк/кг. Среднее значение удельной активности радия-226 составило 10,9 Бк/кг, варьируя от 5,3 до 14,9 Бк/кг. При этом значения предельно допустимой удельной активности естественных радиоизотопов (тория-232, калия-40 и радия-226) для растительного сырья в настоящее время не нормируются. Полученные результаты определения удельной активности природных и естественных радионуклидов в данном растительном сырье отвечают закону непрерывного равномерного распределения. Несколько более высокими значениями удельной активности цезия-137, тория-232, калия-40, радия-226, а также сумм показателей соответствия и по- грешностей их определения, эффективной удельной активности природных радиоизотопов выделяются образцы, заготовленные вблизи ТЭЦ-1 «ВОГРЭС», химического предприятия ОАО «Воронежсинтезкаучук», вдоль низовья Воронежского водохранилища, а также на улице Воронежа, относящейся к Левобережному району города. Это можно объяснить тем, что данные территории сбора сырья располагаются в зоне выпадения осадка от выбросов ТЭЦ-1 «ВОГРЭС», более семи десятилетий функционировавшей на каменном угле, при сжигании которого в окружающую среду поступает ряд природных радионуклидов. На примере корней одуванчика лекарственного, заготовленных на указанных территориях, заметно увеличение удельных активностей тория-232, калия-40, цезия-137, радия-226 относительно среднерегиональных значений в 1,5–2 раза [22, 23]. Корреляционный анализ удельной активности искусственных и естественных радионуклидов в почве и корнях одуванчика Отмечена тенденция к снижению коэффициентов накопления цезия-137, стронция-90, калия-40, радия-226 в корнях одуванчика лекарственного при увеличении их удельной активности в почве, что позволило сделать вывод о наличии физиологических ме- ханизмов регуляции их поступления в растение. При этом коэффициенты накопления тория-232, наоборот, возрастали, что свидетельствовало о возможности их высокого накопления в лекарственном растительном сырье (рис. 7–11). 2,5 1,5 0,5 y = 0,0128x2 - 0,181x + 2,4787 4 6 8 10 Удельная активность стронция-90 в почве, Бк/кг Specific activity of Strontium-90 in soil, Bq/kg
Рис. 7.
Зависимость коэффициентов накопления стронция-90 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 7.
Dependence of Strontium-90 accumulation factor in dandelion roots on its specific activity in soil
1,2 0,8 0,6 0,4 0,2 y = -0,00004x2 + 0,00435x + 0,89844 10 20 30 40 50 60 Удельная активность цезия-137 в почве, Бк/кг Specific activity of cesium-137 in soil, Bq/kg 70 80
Рис. 8.
Зависимость коэффициентов накопления цезия-137 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 8.
Dependence of the Cesium-137 accumulation factor in dandelion roots on its specific activity in soil
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 y = 0,0003x2 - 0,0215x + 0,7498 0,1 0 10 20 30 40 50 60 Удельная активность тория-232 в почве, Бк/кг Specific activity of thorium-232 in soil, Bq/kg
Рис. 9.
Зависимость коэффициентов накопления тория-232 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 9.
Dependence of Thorium-232 accumulation factor in dandelion roots on its specific activity in the soil
1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 y = -0,153ln(x) + 2,0022 200 400 600 800 1000 Удельная активность калия-40 в почве, Бк/кг Specific potency of potassium-40 in soil, Bq/kg
Рис. 10.
Зависимость коэффициентов накопления калия-40 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 10.
Dependence of Potassium-40 accumulation factor in dandelion roots on its specific activity in soil
1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 y = -0,0039x2 + 0,042x + 1,1966 0 2 4 6 8 10 12 14 Удельная активность радия-226 в почве, Бк/кг Specific activity of radium-226 in soil, Bq/kg
Рис. 11.
Зависимость коэффициентов накопления радия-226 в корнях одуванчика лекарственного от его удельной активности в почве
Fig. 11.
Dependence of Radium-226 accumulation factor in dandelion roots on its specific activity in soil
Заключение.
Все изученные образцы корней одуванчика лекарственного, заготовленные в естественных и искусственных фитоценозах Воронежской области, соответствуют существующим требованиям радиационной безопасности. Полученные результаты определения удельной активности природных и естественных радионуклидов в растительном сырье отвечают закону непрерывного равномерного распределения. Детальный анализ корреляционной зависимости удельной активности искусственных и естественных радионуклидов в почве и корнях показал наличие тесной взаимосвязи, что подтверждает преимущественное транспоч-
венное радионуклидное загрязнение изучаемого лекарственного растительного сырья. При увеличении удельной активности стронция-90, цезия-137, тория-232, калия-40, радия-226 в почве возрастала их удельная активность в корнях, однако интенсивность их накопления в растительном сырье преимущественно снижалась. Закономерности перехода описаны математическими зависимостями c максимальным коэффициентом достоверности аппроксимации. Проводимые исследования вносят вклад в природоохранное направление фармации и экологии, связанное с ценными растительными ресурсами.
Список литературы Особенности накопления радионуклидов в подземных органах растений урбанофлоры Центрального Черноземья на примере корней одуванчика лекарственного
- Нечаева Е.Г., Белозерцева И.А., Напрасникова Е.В. Мониторинг и прогнозирование вещественно-динамического состояния геосистем сибирских регионов. Новосибирск: Наука; 2010. 315.
- Дьякова Н.А. Экологическая оценка сырьевых ресурсов лекарственных растений Воронежской области. Воронеж: Цифровая полиграфия; 2022. 264.
- Арзамасцев А.П., Коваленко Л.И., Родионова Г.М., Чумакова З.В., Зрелова Л.В. Основы экологии и охраны природы. Москва: Медицина; 2008. 416.
- Дьякова Н.А. Изучение накопления радионуклидов лекарственным растительным сырьем Центрального Черноземья. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2022; 21 (3): 170-175.
- Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. Оценка содержания радионуклидов в лекарственном растительном сырье Центрального Черноземья и их влияния на накопление биологически активных веществ. Химико-фармацевтический журнал. 2020; 54 (6): 68-72.
- Терешкина О.И., Рудакова И.П., Самылина И.А. Оценка риска радионуклидного загрязнения лекарственного растительного сырья. Фармация. 2011; 7: 3-6.
- Jablonskikh L.A. Content and vertical distribution of heavy metals and radionuclides in hydromorphic Soils of the Forest Steppe. Eurasian Soil science. 1999; 32 (4): 394-403.
- Neverova O.A., Egorova I.N. Assessment of radionuclide pollution of rosa majalis herrm fruits in the circumstances of the anthropologically disordered Kuznetsk basin areas. Advances in Environmental Biology. 2014; 8 (13): 414-418.
- Куркин В.А. Фармакогнозия. Самара: Офорт; 2004. 1180.
- Путырский И.Н., Прохоров В.Н. Универсальная энциклопедия лекарственных растений. Москва: Махаон; 2000. 656.
- КлинскаяЕ.О. Оценка загрязнения окружающей среды Биробиджана по содержанию свинца в одуванчике лекарственном (Taraxacum о!Еста1е). Региональные проблемы. 2005; 6-7: 73-76.
- KrolakE., Marciniuk J., Popijantus K., WasilczukP., Kasprzykowski Z. Environmental Factors Determining the Accumulation of Metals: Cu, Zn, Mn and Fe in Tissues of Taraxacum sp. sect. Taraxacum. Bull Environ Contam Toxicol. 2018$ 101 (1): 68-74.
- Васильева Т.Н., Брудастов Ю.А. Потенциальные фитоаккумуляторы металлов-полютантов урбанизированных почв города Оренбурга. Вестник ОГУ. 2011; 6 (125): 142-146.
- Позняк С. С. Содержание некоторых тяжелых металлов в растительности полевых и луговых агро-фитоценозов в условиях техногенного загрязнения почвенного покрова. Вестник Томского государственного университета. Биология. 2011; 1 (13): 123-137.
- Попов А.И., Егорова И.Н. Состояние ресурсной базы дикорастущих лекарственных растений Мариинского, Тяжинского и Чебулинского районов Кемеровской области. Химико-фармацевтический журнал. 1992; 26 (3): 71-73.
- Калдыбаев Б.К. Содержание стронция-90 и цезия-137 в отдельных видах дикорастущих растений Прииссыккулья. Наука и новые технологии. 2010; 1: 59-61.
- Воробьев Г.В., Алябьев А.Ю., Якушенкова Т.П., Ибрагимова К.К. Особенности метаболизма одуванчика лекарственного в условиях загрязнения атмосферы автомобильным транспортом. Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. 2013; 2 (78): 39-44.
- Государственная фармакопея Российской Федерации. Издание XIV. Т. 2. Москва: ФЭМБ; 2018. 1423.
- Сливкин А.И., Великанова Н.А., Гапонов С.П. Изучение особенностей накопления радионуклидов из почв лекарственными растениями Polygonum aviculare и Plantago major, произрастающими в городе Воронеже и его окрестностях. Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Создание новых физиологически активных веществ: материалы международной научно-практической конференции. Воронеж; 2013: 510-513.
- Сливкин А.И., Великанова Н.А., Гапонов С.П. Изучение радиационной безопасности лекарственного растительного сырья в городе Воронеже и его окрестностях на примере травы горца птичьего и листьев подорожника большого. Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Создание новых физиологически активных веществ: материалы международной научно -практической конференции. Воронеж; 2013: 513-515.
- Dyakova N., Gaponov S., Slivkin Al., Chupandina El. Accumulation of artificial and natural radionuclides in medicinal plant materialin the Central Black Soil Region of Russia. Advances in Biological Sciences Research. 2019; 7: 94-96.
- Дьякова Н.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П., Самылина И.А. Оценка радионуклидного загрязнения лекарственного растительного сырья Воронежской области на примере корней лопуха обыкновенного. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2016; 3: 110-115.
- ДьяковаН.А., Сливкин А.И., Гапонов С.П. Изучение радионуклидного загрязнения лекарственного сырья Воронежской области на примере листьев подорожника большого и листьев крапивы двудомной. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2017; 2: 118-123.
