Аккумуляция тяжёлых металлов в системе «почва – растение» на территории с развитой горнорудной промышленностью

Введение. Близкое расположение предприятий горнорудной промышленности к населённым пунктам способствует загрязнению почвенного покрова тяжёлыми металлами. Сельскохозяйственные культуры, выращиваемые на садово-огородных участках, накапливают химические элементы и являются промежуточным звеном в цепи «почва – растение – человек».

Цель работы – оценка уровня антропогенной нагрузки на территорию, прилегающую к горнорудному предприятию, на основе изучения транслокации металлов в системе «почва – растение».

Материалы и методы. С целью гигиенической оценки химического состава почвы и выращенной на ней овощной продукции методом атомно-абсорбционной спектрометрии определено содержание 7 микроэлементов. С помощью коэффициента концентрации химического вещества (К_с) и суммарного показателя загрязнения (Z_с) установлен уровень химического загрязнения почв. С использованием суммарного коэффициента антропогенной нагрузки (К_а.н. = ∑C_i/ПДУ_i) проведено ранжирование территории по степени загрязнённости овощей токсичными элементами. Интенсивность накопления металлов овощными культурами оценивали по коэффициенту биологического поглощения (Ах) и показателю биохимической активности вида (БХА).

Результаты. Почвенный покров на территории района загрязнён комплексом металлов, содержание валовых форм которых превышает ПДК до 1,9 раза, подвижных – до 4,6 раза. На расстоянии до 5 км вокруг горнорудного предприятия установлены максимальные показатели суммарного загрязнения почв (Z_с = 44–65). Свинец и цинк являются элементами «биологического накопления» для всех видов изученной овощной продукции, выращенной в зоне влияния горнорудного предприятия, в свёкле и моркови дополнительно концентрируется кадмий, в моркови — никель. В пробах овощей отмечены превышения допустимых уровней кадмия и свинца, наибольшее накопление тяжёлых металлов выявлено в южном, юго-восточном, северном и северо-западном направлениях от источника выбросов.

Заключение. С целью устранения токсического воздействия тяжёлых металлов, содержащихся в овощах, произведённых в зоне влияния горнорудных предприятий, рекомендуется включить в систему социально-гигиенического мониторинга дополнительный контроль содержания никеля и цинка.

Участие авторов:
Аллаярова Г.Р. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, написание текста и редактирование;
Ларионова Т.К. — концепция и дизайн исследования, написание текста и редактирование;
Даукаев Р.А. — концепция и дизайн исследования;
Афонькина С.Р., Зеленковская Е.Е. — сбор данных литературы;
Аухадиева Э.А. — статистическая обработка;
Курилов М.В., Мусабиров Д.Э., Фазлыева А.С. — сбор и обработка материала.
Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа выполнена в рамках отраслевой научно-исследовательской программы Роспотребнадзора на 2021–2025 гг. «Научное обоснование национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками здоровью и повышения качества жизни населения России», п. 4.1.3 «Совершенствование мониторинга за качеством и безопасностью пищевых продуктов на основе токсико-гигиенической оценки приоритетных контаминантов».

Поступила: 07.07.2021 / Принята к печати: 28.09.2021 / Опубликована: 30.11.2021

1. Семенова И.Н., Биктимерова Г.Я., Ильбулова Г.Р., Исанбаева Г.Т. Содержание тяжёлых металлов в почве окрестностей карьеров челябинской области. Современные проблемы науки и образования. 2015; (2-1): 561-5.

2. Лисецкий Ф.Н., Чендев Ю.Г. Загрязнение почвы тяжёелыми металлами в зоне Курской магнитной аномалии. Научные труды федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана. 2004; (10): 286-91.

3. Белан Л.Н., Амирова З.К., Валиуллина А.У., Шамсутдинова Л.Р., Хакимова А.А. Тяжёлые металлы в почве индустриального, рекреационного и селитебного назначения в городе Уфе. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015; 17(6): 169-73.

4. Водяницкий Ю.Н., Рогова О.Б. Цинк в почвах Череповецкой техногеохимической аномалии. В кн.: Тезисы докладов II съезда общества почвоведов. Книга 1. СПб.; 1996: 151-2.

5. Бабейкова Н.О., Главати О.А. Экологические последствия загрязнения кадмием грунтов и почвенных вод. Экотехнологии и ресурсосбережение. 2001; (1): 39-48.

6. Курамшин Э.М., Курамшина Н.Г., Нуртдинова Э.Э., Имашев У.Б. Геохимическая оценка загрязнения тяжёлыми металлами городских почв Башкортостана. Башкирский химический журнал. 2015; 22(2): 74-9.

7. Осипова Н.А., Язиков Е.Г., Янкович Е.П. Тяжёлые металлы в почве и овощах как фактор риска для здоровья человека. Фундаментальные исследования. 2013; (8-3): 681-6.

8. Сульдина Т.И. Содержание тяжёлых металлов в продуктах питания и их влияние на организм. Рациональное питание, пищевые добавки и биостимуляторы. 2016; (1): 136-40.

9. Хотимченко С.А., Бессонов В.В., Багрянцева О.В., Гмошинский И.В. Безопасность пищевой продукции: новые проблемы и пути решений. Медицина труда и экология человека. 2015; (4): 7-14.

10. Шур П.З., Зайцева Н.В. Оценка риска здоровью при обосновании гигиенических критериев безопасности пищевых продуктов. Анализ риска здоровью. 2018; (4): 43-56. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.4.05

11. Tinkov A.A., Filippini T., Ajsuvakova O.P., Aaseth J., Gluhcheva Y.G., Ivanova J.M., et al. The role of cadmium in obesity and diabetes. Sci. Total Environ. 2017; 601-602: 741-55. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.05.224

12. Добровольский Г.В. Биосферные циклы тяжёлых металлов и регуляторная роль почвы. Почвоведение. 1997; (7): 431-41.

13. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.; 1988.

14. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука; 1985.

15. Кабата П.А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. Пер. с англ. М.: Мир; 1989.

16. Хабиров И.К., Асылбаев И.Г., Якупов И.Ж., Якупова Р.А., Рафиков Б.В., Шакиров Ю.С. Оценка степени химического загрязнения почвенного покрова экосистем Южного Урала. Вестник Оренбургского государственного университета. 2009; (6): 402-8.

17. Айвазян А.Д. Геохимические особенности флоры ландшафтов юго-западного Алтая. М.; 1974.