Samara Journal of ScienceSamara Journal of ScienceСамарский научный вестник2309-43702782-3016Samara State University of Social Sciences and Education10832010.55355/snv2022111103Biological SciencesБиологические наукиResearch ArticleHeavy metals in the system «soil - wild medicinal plant» (on the example of Cichorium intybus L.)Тяжелые металлы в системе «почва - дикорастущее лекарственное растение» (на примере Cichorium intybus L.)BuskunovaGulsina GilmanovnaБускуноваГульсина Гильмановна
Russian Federation

candidate of biological sciences, associate professor of Natural Sciences Department

кандидат биологических наук, доцент кафедры естественных наук

gulsina_busk@mail.ruYagafarovaGulsina AzatovnaЯгафароваГульсина Азатовна
Russian Federation

candidate of biological sciences, associate professor of Natural Sciences Department

кандидат биологических наук, доцент кафедры естественных наук

iagafarova-gul@mail.ruSibay Institute (Branch) of Bashkir State UniversityСибайский институт (филиал) Башкирского государственного университета01032022111VOL 11, NO1 (2022)Том 11, №1 (2022)364230052022Copyright ©; 2022, Buskunova G.G., Yagafarova G.A.Copyright ©; 2022, Бускунова Г.Г., Ягафарова Г.А.2022Buskunova G.G., Yagafarova G.A.Бускунова Г.Г., Ягафарова Г.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://snv63.ru/2309-4370/article/view/108320

This paper discusses the features of the heavy metals content in medicinal plant raw materials Cichorium intybus L. in the conditions of the Trans-Ural region of the Republic of Bashkortostan. Variational and statistical indicators of the heavy metals content in soils and plants are calculated. The coefficients of variation of gross and mobile forms of heavy metals in soils are high (above 21%), the exception was the gross form of Fe, which is characterized by low variation (up to 10%). The content of gross forms of heavy metals in soils exceeded the maximum permissible concentrations of Cu (18 times), Zn (13 times), Cd (2 times), Co (1,2 times) in the sample area 2, and Mn (1,2 times) and Cu (2,5 times) in the sample area 3. The content of mobile forms of Fe and Pb in soils did not exceed the maximum permissible concentrations. The samples had an increased level of mobile forms in Cu (39 times), Zn (2,1–4,3 times), Ni (1,12 times), Mn (2,3–2,6 times), Co (1,3–1,5 times), Cd (2,1–5,7 times). The degree of mobility of heavy metals in soils decreases in the series Pb → Co → Cd → Zn → Mn → Cu → Ni → Fe. According to the degree of Zc contamination, the studied soils were classified as permissible (Zc from 0,2 to 5,2), with the exception of sample area 2, which was classified as highly hazardous (Zc up to 48,2). The level of contamination of the soil cover is minimal, and the environmental situation is relatively satisfactory (Zc from 0,2 to 5,2), with the exception of test area 2, where the level of pollution is high and the environmental situation is critical (Zc up to 48,2). Plants of Cichorium intybus L. are contaminated with Ni, Cd, Fe, and concentrations of Pb and Mn in plants did not exceed the maximum permissible levels. The most absorbed elements were Fe (25,7) and Cu (65,4), which belonged to the group of elements of energetic accumulation (accumulation index >10), Ni (8,9), Pb (4,7), Zn (2,2), Cd (2,06), Co (1,1), and Mn (1,06) related to a group of elements of strong accumulation (accumulation index from 1 to 10). In plants of Cichorium intybus L. Cu, Fe, Ni, Mn, Cd, Co are distributed by acropetal type (acropetal coefficient >1,0), and Zn and Pb are distributed by basipetal type (acropetal coefficient <1,0). The value of biogeochemical activity in the plant Cichorium intybus L. varies from 47,4 to 728,3.

В данной статье рассматриваются особенности содержания тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье Cichorium intybus L. в условиях Зауральского региона Республики Башкортостан. Рассчитаны вариационно-статистические показатели содержания тяжелых металлов в почвах и в растениях. Коэффициенты вариации валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвах высокие (выше 21%), исключение составила валовая форма Fe, для которой характерна низкая вариация (до 10%). Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах превышало предельно допустимые концентрации по Cu (в 18 раз), Zn (13 раз), Cd (2 раза), Co (1,2 раза) на пробной площади 2 и по Mn (1,2 раза) и Cu (2,5 раза) на пробной площади 3. Содержание подвижных форм Fe и Pb в почвах не превышало предельно допустимые концентрации. Образцы имели повышенный уровень подвижных форм по Cu (39 раз), Zn (2,1–4,3 раза), Ni (1,12 раза), Mn (2,3–2,6 раза), Co (1,3–1,5 раза), Cd (2,1–5,7 раза). Степень подвижности тяжелых металлов в почвах уменьшалась в ряду Pb → Co → Cd → Zn → Mn → Cu → Ni → Fe. По степени загрязнения Zc изученные почвы относились к категории допустимой (Zc от 0,2 до 5,2), за исключением пробной площади 2, которая относилась к категории высокоопасной (Zc до 48,2). Уровень загрязнения почвенного покрова минимальный, а экологическая обстановка относительно удовлетворительная (Zc от 0,2 до 5,2), за исключением пробной площади 2, где уровень загрязнения высокий, а экологическая обстановка критическая (Zc до 48,2). Растения Cichorium intybus L. загрязнены Ni, Cd, Fe, а концентрации Pb и Mn в растениях не превышали максимально допустимые уровни. Наиболее поглощаемыми элементами оказались Fe (254,7) и Cu (65,4), которые отнеслись к группе элементов энергичного накопления (индекс аккумуляции >10); Ni (8,9), Pb (4,7), Zn (2,2), Cd (2,06), Co (1,1) и Mn (1,06) отнеслись к группе элементов сильного накопления (индекс аккумуляции от 1 до 10). В растениях Cichorium intybus L. Cu, Fe, Ni, Mn, Cd, Co распределены по акропетальному типу (акропетальный коэффициент >1,0), а Zn и Pb – по базипетальному типу (акропетальный коэффициент <1,0). Величина биогеохимической активности в растении Cichorium intybus L. варьирует от 47,4 до 728,3.

pollutionheavy metalsmaximum permissible concentrationmaximum permissible levelsaccumulation indexbiogeochemical activityacropetal coefficienttotal pollution indexзагрязнениетяжелые металлыпредельно допустимая концентрациямаксимально допустимые уровнииндекс аккумуляциибиогеохимическая активностьакропетальный коэффициентиндекс суммарного загрязненияОпекунова М.Г., Алексеева-Попова Н.В., Арестова И.Ю., Грибалев О.В., Краснов Д.А., Бобров Д.Г., Осипенко О.А., Соловьева Н.И. Тяжелые металлы в почвах и растениях Южного Урала. II. Экологическое состояние антропогенно нарушенных территорий // Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2002. Вып. 1 (№ 7). С. 63-71.Найда Н.М. Морфоанатомические особенности вегетативных и генеративных органов цикория обыкновенного в условиях культуры // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2019. № 56. С. 11-19.Маевский П.Ф. Флора средней полосы европейской части России. 10-е изд., испр. и доп. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2006. 600 с.Ефремов А.П. Лекарственные растения и грибы средней полосы России. М.: Фитон XXI, 2014. 504 с.Куреннов И.П. Самые необходимые лекарственные растения. 4-е изд., испр. и доп. М.: Мартин, 2015. 224 с.Фармакогнозия. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения: учеб. пособие / под ред. Г.П. Яковлева. 3-е изд., испр. и доп. СПб.: Спец. лит, 2013. 847 с.Baranowska I., Srogi K., Wlochowicz A., Szczepanik K. Determination of heavy metal contents in samples of medicinal herbs // Polish Journal of Environmental Studies. 2002. Vol. 11, № 5. P. 467-471.Chizzola R., Michitsch H., Franz C. Monitoring of metallic micronutrients and heavy metals in herbs, spices and medicinal plants from Austria // European Food Research and Technology. 2003. Vol. 216. P. 407-411.El-Rjoob A.O., Massadeh A.M., Omari M.N. Evaluation of Pb, Cu, Zn, Cd, Ni and Fe levels in Rosmarinus officinalis labaiatae (Rosemary) medicinal plant and soils in selected zones in Jordan // Environmental Monitoring and Assessment. 2008. Vol. 140. P. 61-68. DOI: 10.1007/s10661-007-9847-3.Опекунова М.Г. Биоиндикация загрязнений: учеб. пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004. 228 с.Государственная фармакопея СССР. Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. 11-е изд., доп. М.: Медицина, 1991. 400 с.Гигиенические нормативы 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. 15 с.Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992. 61 с.Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.Завальцева О.А. Основы биогеохимии. Ульяновск: УлГУ, 2012. 71 с.Временный максимально допустимый уровень (МДУ) содержания некоторых химических элементов и госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках. М., 1987. 4 с.Алексеенко В.А., Бузмаков С.А., Панин М.С. Геохимия окружающей среды: учеб. пособие для вузов. Пермь: Перм. гос. нац. иссл. ун-т, 2013. 359 с.Ивлев А.М. Биогеохимия. М.: Высшая школа, 1986. 125 с.Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука, 1991. 151 с.Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. 342 с.Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радионуклиды. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1996. 248 с.Кириенко Н.Н., Терлеева П.С., Первышина Г.Г. Влияние автотранспортного загрязнения биотопа на биохимическую активность Arctiium lappa и Plantago major // Вестник КрасГАУ. 2009. № 7. С. 70-72.Сибгатуллина М.Ш., Александрова А.Б., Иванов Д.В., Валиев В.С. Оценка биогеохимического состояния травянистых растений и почв Волжско-Камского заповедника // Ученые записки Казанского университета, серия «Естественные науки». 2014. Т. 156, кн. 2. С. 87-102.Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 1973. 424 с.Прохорова Н.В., Матвеев Н.М., Павловский В.А. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими и культурными растениями в лесостепном и степном Поволжье. Самара: Издательство «Самарский университет», 1998. 131 с.Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л.: Агропромиздат, 1987. 142 с.