Целью исследования являлась оценка экологического состояния зерновых культур в Новосибирской области по содержанию тяжёлых металлов.
Для достижения цели решались следующие задачи: определить уровни концентрации кадмия, свинца, цинка и меди в зерне яровой пшеницы, овса и ячменя, оценить их соответствие предельно допустимым концентрациям.
Объекты и методы
Объектами десятилетнего исследования являлись зерновые культуры: яровая пшеница, ячмень и овёс. Исследования проводили на 10 реперных участках локального мониторинга, заложенных ФГБУ «ЦАС «Новосибирский» с учетом природно-сельскохозяйственных и производственно-технологических условий. Расположены участки в пяти природно-геоморфологических районах Новосибирской области (Приобское плато, Кузнецкая котловина, Колывань - Томская возвышенность, Предсалаирская равнина, Барабинская низменность). Почвы - наиболее типичные для каждой морфоструктуры (чернозём выщелоченный, светло-серая лесная оподзоленная, серая лесная оподзоленная, тёмно-серая лесная оподзоленная, тёмно-серая лесная, чернозёмно-луговая солонцеватая, солонец глубокий). В образцах зерна определяли валовое содержание тяжёлых металлов, которое проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной атомизацией в соответствии с ГОСТ 30178-96 [2]. Предварительная подготовка проб проводилась способом сухой минерализации.
Результаты исследования и их обсуждение.
Уровни концентрации тяжёлых металлов, выявленные в 2002-2011 гг. в зерне яровой пшеницы, овса и ячменя на территории Новосибирской области и их предельно допустимые концентрации (ПДК) представлены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание тяжёлых металлов в зерне злаковых культур, мг/кг воздушно-сухой массы
|
Химический элемент |
x̅±sx̅ |
lim |
V, % |
|
Яровая пшеница |
|||
|
Кадмий |
0,033 ± 0,004 |
0,002 - 0,080 |
55,7 |
|
Свинец |
0,33 ± 0,03 |
0,03 - 0,50 |
41,4 |
|
Цинк |
35,30 ± 1,53 |
17,90 - 46,40 |
20,4 |
|
Медь |
5,15 ± 0,40 |
2,50 - 9,20 |
36,6 |
|
Овёс |
|||
|
Кадмий |
0,048 ± 0,009 |
0,030 - 0,070 |
36,0 |
|
Свинец |
0,25 ± 0,04 |
0,16 - 0,33 |
33,7 |
|
Цинк |
33,30 ± 5,02 |
24,40 - 45,00 |
30,1 |
|
Медь |
3,71 ± 0,97 |
2,40 - 6,50 |
52,1 |
|
Ячмень |
|||
|
Кадмий |
0,018 ± 0,006 |
0,010 - 0,030 |
56,8 |
|
Свинец |
0,23 ± 0,14 |
0,09 - 0,36 |
58,2 |
|
Цинк |
23,40 ± 7,60 |
11,3 - 37,4 |
56,2 |
|
Медь |
3,49 ± 0,87 |
1,76 - 4,50 |
43,1 |
|
ПДК [1]: кадмий - 0,10; свинец - 0,50; медь - 10,0; цинк - 50,0 |
|||
Установленное в ходе локального мониторинга на реперных участках содержание цинка в зерне яровой пшеницы оказалось сравнимым с данными исследований В.Б. Ильина и А.И. Сысо [4], тоже выполненных на территории Новосибирской области. Диапазон концентраций меди оказался шире (2,40-9,20 мг/кг), а уровни концентрации кадмия и свинца - несколько ниже данных приведённых авторов.
Полученные уровни концентрации цинка и меди в зерне ячменя соотносятся с данными, приведёнными в литературе [7], тогда как содержание кадмия и свинца в наших исследованиях несколько ниже средних значений указанных данных.
Зерно овса используется не только на кормовые цели, но и в диетическом питании. Выявленные нами в зерне овса концентрации кадмия, цинка и меди соотносятся с исследованиями И.Ш. Фатыхова и соавторов [9]. Так, содержание этих элементов в приведённой работе составляет 0,061-0,086; 26,0-41,0 и 3,7-4,2 мг/кг соответственно, а содержание свинца установлено в пределах 0,03 мг/кг. В наших исследованиях уровень концентрации свинца в зерне овса был значительно выше, он колеблется от 0,16 до 0,33 мг/кг, при этом оставаясь ниже ПДК (0,5 мг/кг [1]), что соотносится с другими исследованиями [5].
В целом нами выявлено значительное варьирование содержания тяжёлых металлов по культурам и по элементам. Вместе с тем концентрации кадмия, свинца, цинка и меди в зерновых культурах не превышают ПДК [1,6], что подтверждает их экологическую безопасность и возможность широкого применения для употребления в пищу, в том числе для детского и диетического питания. Медь и цинк содержатся в пониженных концентрациях [10], что может свидетельствовать о снижении минеральной полноценности продукции.
Выводы
- Уровни концентрации кадмия, свинца, цинка и меди в зерновых культурах ниже ПДК. Таким образом, растительная продукция экологически безопасна по содержанию тяжёлых металлов, что объективно отражает уровень антропогенной нагрузки и степень агрогенного влияния на агроценозы зерновых культур Новосибирской области.
- Выявлено низкое содержание меди (менее 5 мг/кг) в зерне овса и ячменя и цинка (менее 30 мг/кг) в зерне ячменя, свидетельствующие о дефиците биологически необходимых элементов и недостаточной минеральной полноценности продукции, что может негативно отразиться на здоровье животных и человека.
Рецензенты:
Наплёкова Н.Н., д.б.н., профессор, зав. кафедрой агроэкологии микробиологии, ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», г. Новосибирск;
Коробова Л.Н., д.б.н., с.н.с., профессор кафедры агроэкологии микробиологии, ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», г. Новосибирск.
Библиографическая ссылка
Фещенко В.П., Фещенко В.П. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=15088 (дата обращения: 11.10.2024).