Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ОЦЕНКА РАДИОНУКЛИДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЛОДОВ SORBUS SIBIRICA HEDL. В УСЛОВИЯХ ПОРОДНОГО ОТВАЛА УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА "КЕДРОВСКИЙ"

Егорова И.Н. 1 Неверова О.А. 1, 3 Григорьева Т.И. 2
1 ФГБУН Институт экологии человека СО РАН
2 ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный политехнический университет им. Т.Ф. Горбачева»
3 ФГБОУ «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (университет)
В работе изучено содержание радионуклидов в эмбриоземах и плодах рябины сибирской (Sorbus sibirica Hedl.) в условиях угольного разреза «Кедровский» Кузбасса. Экспериментально установлено, что содержание естественных и искусственных радионуклидов в эмбриоземах выше, чем в плодах рябины. В общей радиоактивности эмбриоземов и плодов рябины основная доля приходится на естественные радионуклиды, особенно K-40. Вклад в общую радиоактивность K-40 составляет 91% в эмбриоземах и 74% в плодах рябины. На долю техногенных радионуклидов - Sr-90 и Cs-137 приходится менее 1% в эмбриоземах и около 9% в плодах рябины. Анализ коэффициентов накопления радионуклидов (КН) показал, что наиболее интенсивно из эмбриоземов в плоды рябины перемещаются искусственные радионуклиды - Sr-90 и Cs-137, однако их КН <1. Это говорит об отсутствии аккумуляции данных радионуклидов в плодах. Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии загрязнения эмбриоземов отвалов искусственными радионуклидами – содержание Sr-90 и Cs-137 существенно ниже среднего регионального уровня накопления для почв данного региона, уровень естественных радионуклидов находится в пределах фоновых величин радиоактивных элементов в земной коре. Гигиеническая оценка плодов рябины (Sorbus sibirica Hedl.) показала отсутствие превышения в содержании радионуклидов ПДК, принятых для биологически активных добавок на растительной основе и регионального фона экологически чистых зон Кузбасса. В работе делается вывод о том, что плоды рябины, произрастающей в условиях породного отвала угольного разреза «Кедровский» являются экологически безопасными по таким экотоксикантам, как радионуклиды.
отвалы угольных разрезов
радионуклиды
плоды рябины
1. Егорова И.Н., Неверова О.А. Оценка радионуклидного загрязнения плодов Hippophae rhamnoides L., произрастающей на породном отвале угольного разреза «Кедровский» // Материалы международной научной конференции «Природно-техногенные комплексы: рекультивация и устойчивое функционирование». 10-15 июня 2013.Новосибирск-Новокузнецк. Новосибирск, 2013.-С.100-102.
2. Ивлев А.М. Дербенева, А.М. Деградационные почвы и их рекультивация (Учебное пособие) .- Владивосток: Изд-во ДГУ, 2002.– 64 с.
3. Лекарственные средства растительного происхождения: справочное пособие /А.С. Васильев, Г.И. Калинкина, В.Н. Тихонов [под ред. проф. С.Е. Дмитрука]. – Томск, 2004. – 124 с.
4. ОФС 42-0011-03 «Определение содержания радионуклидов в лекарственном растительном сырье. Стронций-90, Цезий-137. Отбор проб, анализ, оценка результатов». – М., 2003. – 27 с
5. Остроумов Л.А., Кригер О.В., Карчин К.В., Щетинин М.П. Исследование химического состава плодов рябины обыкновенной (Sorbus sibirica), произрастающей в Кемеровской области // Техника и технология пищевых производств.2014.; 4.С.38-41
6. Рихванов Л.П. Электронный учебник: Общие и региональные проблемы радиобиологии.– ИГНД, ГэГх, – 2004.
7. СанПиН 2.3.2.1078-01. Продовольственное сырье и пищевые продукты. - М., 2002
8. Титаева Н. А. Геохимия радиоизотопов радиоактивных элементов (U, Th, Ra): автореф. дис. на соиск. учен. степени д-ра наук. - М., 2002. -39 с.
9. Olga Alexandrovna Neverova and Irina Nikolaevna Egorova (Eds.). Assessment of radionuclide pollution Rosa majalis Herrm. Fruits in the circumstances of the anthropologically disordered Kznetsk basin areas// Andvaces in Environmental Biology,8(13) August 2014,Pages:414-418.
10. Irina Nikolaevna Egorova, Olga Alexandrovna Neverova & Lyubov Sergeevna Dyshlyuk. Assessment of Rosa majalis Herrm - Fruits Contamination with Heavy Metals in Open-Pit Coal Mine Waste Dumps. Modern Applied Science$ Vol. 9, No. 4$ 2015. P 270-275.
Рябина сибирская  (Sorbus sibirica Hedl.)  подвид рябины обыкновенной (S. aucuparia subsp. Sibirica (Hedl.) Kryl.) семейства  розовых (Rosaсеа) широко распространена по территории Кемеровской области. Являясь лесной породой, растет преимущественно во втором ярусе в подлеске различных типов леса, по лесным оврагам, предпочитая осветленные участки. Довольно неприхотлива к условиям обитания, легко переносит сильные морозы и засуху, что позволяет ей  успешно произрастать в разных природно-климатических условиях.

Рябина,  наряду с сосной обыкновенной, березой повислой, относится к ценным фитомелиоративным древесным растениям. В Кузбассе на породных отвалах встречается часто, преимущественно  на транспортных и бестранспортных отвалах в составе мелколиственных и смешанных лесов, а также на склонах в стадии инициального зарастания.

Рябину издавна используют как в народной, так  и в традиционной медицине [4].  В плодах содержатся витамин С, флавоноиды, органические кислоты, сахара, спирт-сорбит, дубильные вещества, аминокислоты (цистин, цистеин, лизин, гистидин и т.д.), соли калия, натрия, кальция, магния и др. Среди плодово-ягодных культур, рябина по содержанию Р-активных веществ занимает одно из первых мест.

В медицинской практике высушенные плоды рябины  используются,  главным образом, как поливитаминное средство, в народной медицине применяют свежие плоды как мочегонное, кровоостанавливающее и слабительное средство [4].

Плоды рябины используют в пищевой и кондитерской промышленности для приготовления варенья, пастилы, соков, плодово-ягодных напитков, начинок, уксуса. Зрелые плоды служат сырьем для получения каротина, а зеленые - для получения яблочной кислоты [7].

Учитывая широкое распространение рябины сибирской в сформированных фитоцинозах породных отвалов угольных разрезов, актуальными являются исследования по эколого-гигиенической оценке ее плодов.

Отходы угледобычи (отвалы, терриконы и т.д.) могут являться источником повышенного радиационного фона. Одним из путей поступления РН в организм человека являются  пищевые и лекарственные растения.

Представленная работа является продолжением ранее опубликованных исследований по гигиенической оценке лекарственных растений, произрастающих на отвалах угольных разрезов Кузбасса [1,11].

Цель и методика исследований

Цель настоящей работы - оценка радионуклидного (РН) загрязнения лекарственного сырья (плодов) Sorbus sibirica Hedl., произрастающей на породном отвале угольного разреза «Кедровский» и сопряженных эмбриоземов по содержанию естественных (K-40, Th-232, Ra-226) и искусственных (Sr-90 и Cs-137) радионуклидов.

Объекты и методы исследований

Исследования проводились на породном отвале «Южный» угольного разреза «Кедровский». Общая площадь отвала «Южный» составляет 599,3 га и высотой 58 м., с равнинно-наклонным рельефом. Породы, слагающие отвалы, в основном представлены песчаниками (60%), с большой долей алевролитов (20%), и аргиллитов (15%), суглинками и глинами (5%). Эмбриоземы представлены преимущественно тяжелыми, среднеобеспеченными суглинками (гумус 3,5 %), характеризующимися щелочной реакцией почвенного раствора (рН водной вытяжки 7,1-7,7), низкой обеспеченностью фосфором и азотом (1,7-7,0) и содержанием немного ниже нормы обменного калия (125 мг/кг) [11].

Объектами исследования являлись плоды S. sibirica Hedl. и сопряженные эмбриоземы, собранные в сентябре 2013-2014 гг.

Заготовку сырья проводили в сухую солнечную погоду, согласно общепринятым правилам. Собирали сырье без видимых признаков повреждений. Среднюю пробу  готовили методом квартования в соответствии с ГОСТ 24.027.0-80. Допустимые отклонения в массе средней пробы не превышали ± 10 %.

Сопряженные с растениями эмбриоземы отбирали из корнеобитаемого слоя (А  0-15 см) по общепринятой методике.

Лабораторные исследования эмбриоземов и растительных образцов проводили на базе аккредитованного испытательного центра агрохимической службы «Кемеровский». Радиоактивность в исследуемых образцах определяли по "Методике измерения радиоактивности в счетных образцах с использованием программного обеспечения "Прогресс" утв. ВНИИФТРИ 22.12.03 г. на комплекс спектрометрический для измерений активности альфа -, бета- и гамма-излучающих нуклидов "Прогресс" .

Для оценки перемещения Sr-90 и Cs-137 в системе почвы - ЛРС рассчитывали коэффициент накопления (КН) - отношение концентрации элемента в растении к содержанию элемента в почве. Анализы выполнялись в трехкратной повторности, данные обработаны с использованием стандартных статистических методов с применением программы Statistica 6.0. Расчеты приведены на абсолютно сухую массу.

Результаты и их обсуждение

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что содержание естественных и искусственных РН в эмбриоземах выше, чем в лекарственном сырье. Причем в общей радиоактивности эмбриоземов основная доля приходится на естественные РН, особенно К-40 - его вклад в общую радиоактивность составляет  91 %. Доля искусственных РН в эмбриоземах составляет около 1 % (табл.). Полученные результаты показывают отсутствие загрязнения эмбриоземов отвалов искусственными РН - содержание Sr-90 и Cs-137 существенно ниже среднего регионального уровня накопления для почв юга Томской области - прилегающих к Кемеровской области. Уровень естественных РН находится в пределах фоновых величин радиоактивных элементов в земной коре (табл.).

Установлено, что плоды рябины  характеризуются относительно высокими величинами средневзвешенной (по массе) удельной активности К-40. Доля К-40 от общей радиоактивности составляет - 74 % (табл.). Это подтверждает факт, что К-40, как и его стабильные изотопы необходимы растениям для их нормального развития.

Абсолютные величины удельной активности остальных естественных РН (Th-232, Ra-226) плодов рябины  меньше чем у К-40 (табл.). Известно, что Th-232, Ra-226 в отличии от радиоизотопов калия не являются жизненно необходимыми элементами для растений [10].

Экспериментально установлено, что содержание техногенных РН в плодах рябины меньше, чем естественных и находится в пределах 0,742...0,977 Бк/кг, что составляет около 9 % от общей радиоактивности (таблица).

Содержание РН в плодах Sorbus sibirica  Hedl., сопряженных эмбриоземах (средние данные, Бк/кг) и коэффициент накопления  (КН)

 

Проба

Удельная активность, Бк/кг

Sr-90

Cs-137

K-40

Th-232

Ra-226

Эмбриоземы (корнеобитаемый слой)

 

0,99±0,002

 

2,59±0,213

 

516,37±10,909

 

26,45±2,073

 

24,37±1,594

Плоды рябины

0,742±0,150

0,977±0,186

13,517±1,654

1,630±0,180

1,483±0,105

 (КН)

0,75

0,38

0,03

0,06

0,06

ПДК:

- БАД на раст. основе

 - ЛРС (травы, кора, корневища, плоды ...) [4,9] 

 

100

 

200

 

200

 

400

 

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

 

-

Средний региональный уровень[8]

 

20-25

 

20,1

 

-

 

-

 

-

Фоновые величины радиоактивных элементов[2] 

 

 

 

40-1000

 

40

 

40

Анализ коэффициентов накопления (КН) плодами рябины  РН показал, что они в большей степени накапливают РН техногенной группы - Sr-90 и Cs-137 (табл.). Однако их КН меньше единицы и находятся в пределах 0,75... 0,38. Это говорит об отсутствии аккумуляции данных РН  растениями.

Анализ удельной активности Sr-90 и Cs-137 в плодах рябины не показал превышения гигиенических нормативов (табл.). Это характерно и для других видов лекарственных растений, произрастающих на породных отвалах Кузбасса. Проведенные ранее исследования показали отсутствие накопления искусственных РН - Sr-90 и Cs-137 и тяжелых металлов в плодах Rosa majalis Herrm. и Hippophae rhamnoides L, произрастающих на породных отвалах угольного разреза «Кедровский» [1,11]. 

Заключение

Таким образом, экспериментально установлено, что плоды Sorbus sibirica  Hedl., произрастающей на породных отвалах угольного разреза «Кедровский» являются экологически безопасными по таким экотоксикантам, как радионуклиды. Для возможности дальнейшего их использования в качестве пищевого и лекарственного сырья, биологической активной добавки при производстве продуктов функциональной направленности необходимы исследования по содержанию в плодах тяжелых металлов и соответствию требованиям качества фармакопейной статьи «Fructus Sorbi».

Рецензенты:

Блинова  С.В., д.б.н., профессор кафедры зоологии и экологии ФГБОУ  ВПО «Кемеровский государственный университет», г. Кемерово;

Давыденко Н.И., д.т.н., профессор  технологии и организации общественного питания ФГБОУ ВО «КемТИПП» (университет), г. Кемерово.


Библиографическая ссылка

Егорова И.Н., Неверова О.А., Григорьева Т.И., Неверова О.А. ОЦЕНКА РАДИОНУКЛИДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЛОДОВ SORBUS SIBIRICA HEDL. В УСЛОВИЯХ ПОРОДНОГО ОТВАЛА УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА "КЕДРОВСКИЙ" // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19627 (дата обращения: 19.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074