Эффективность использования вечнозелёных растений в качестве тест-объектов социально-гигиенического мониторинга промышленного города

Введение. Применение эффективных растительных тест-объектов в социально-гигиеническом мониторинге позволяет получать интегральную оценку антропотехногенного воздействия на начальное звено трофической цепи, что способствует принятию мер по снижению рисков для здоровья человека.

Цель - научное обоснование эффективности использования вечнозелёных растений в качестве тест-систем при осуществлении социально-гигиенического мониторинга приоритетных загрязнителей окружающей среды - тяжёлых металлов.

Материал и методы. Исследования проведены в г. Владикавказе, где расположены заводы «Электроцинк» (Pb - Zn - Cd производство), «Победит» (W - Mo - Re - Co производство), «Газоаппарат» (гальванопокрытия), «Кристалл» (производство медно-никелевых сплавов) и др. Объектами исследования служили три наиболее представленных вида вечнозелёных растений: ель обыкновенная, ель колючая и туя западная, которые находят широкое применение в озеленении городов. С деревьев отбирали молодую и старую хвою. Места сбора соответствовали условно чистым районам и районам с повышенной антропогенной нагрузкой. Содержание тяжёлых металлов определяли на пламенном атомно-абсорбционном спектрометре «Квант-2А». Вычисляли среднее значение и стандартную ошибку среднего, коэффициент корреляции Пирсона.

Результаты. Вне зависимости от мест сбора материала во всех видах растений выявлены тяжёлые металлы в концентрациях: Cd 0,035-2,0; Pb 0,34-19,7; Cu 0,006-4,48; Zn 0,014-449,1 мг/кг. Доказано, что виды обладают схожей тропностью к одним и тем же элементам (коэффициенты корреляции от 0,78 до 0,91); накопление металлов в старой хвое относительно молодой характеризуется прямой зависимостью для Zn > Pb > Cd (k_Zn 1,71, k_Pb 1,58 k_Cd 1,27) и обратной для меди (k_Cu 0,96).\

Заключение. Закономерности биоаккумулирования тяжёлых металлов в тканях вечнозелёных растений отражают степень антропотехногенного воздействия на окружающую среду и определяют перспективность использования ели обыкновенной, ели колючей и туи западной в качестве чувствительного индикатора для оценки безопасности растительных объектов.

1. WHO Health Risk Assessment Toolkit: Chemical hazards. International Program on Chemical Safety Harmonization Project Document. Geneva; 2010. Available at: http://www.who.int/ipcs/publications/methods/harmonization/toolkit.pdf

2. Ракитский В.Н., Синицкая Т.А. Комбинированное действие пестицидов и тяжелых металлов. М.: Шико; 2012.

3. Anyanwu B.O., Ezejiofor A.N., Igweze Z.N., Orisakwe O.E. Heavy metal mixture exposure and effects in developing nations: an update. Toxics. 2018; 6(4): 65. https://doi.org/10.3390/toxics6040065

4. Jaishankar M., Tseten T., Anbalagan N., Mathew B.B., Beeregowda K.N. Toxicity, mechanism and health effects of some heavy metals. Interdiscip Toxicol. 2014; 7(2): 60-72. https://doi.org/10.2478/intox-2014-0009

5. Chowdhury R., Ramond A., O’Keeffe L.M., Shahzad S., Kunutsor S.K., Muka T. et al. Environmental toxic metal contaminants and risk of cardiovascular disease: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2018; 362: k3310. https://doi.org/10.1136/bmj.k3310

6. ВОЗ. Информационный бюллетень. 10 ведущих причин смерти в мире. Available at: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death

7. Tchounwou P.B., Yedjou C.G., Patlolla A.K., Sutton D.J. Heavy metal toxicity and the environment. Exp Suppl. 2012; 101: 133-64. https://doi.org/10.1007/978-3-7643-8340-4_6

8. Kapahi M., Sachdeva S. Bioremediation options for heavy metal pollution. J Health Pollut. 2019; 9(24): 191-203. https://doi.org/10.5696/2156-9614-9.24.191203

9. Maskall J., Whitehead K., Thornton I. Heavy metal migration in soils and rocks at historical smelting sites. Environ Geochem Health. 1995; 17(3): 127-38. https://doi.org/10.1007/BF00126081

10. Olaniran A.O., Balgobind A., Pillay B. Bioavailability of heavy metals in soil: impact on microbial biodegradation of organic compounds and possible improvement strategies. Int J Mol Sci. 2013; 14(5): 10197-228. https://doi.org/10.3390/ijms140510197

11. Кузина Л.Б. Актуальное состояние изучения изменения форм и биодоступности меди и цинка в системе «почва - растение»: выбор дизайна исследования для мониторинга на большом массиве образцов. Бюллетень науки и практики. 2018; 4(7): 120-52.

12. Кузина Л.Б. Изменение форм и биодоступности меди и цинка при длительном применении удобрений. Бюллетень науки и практики. 2018; 4(7): 92-119.

13. Овчаренко М.М., ред. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. М.; 1997.

14. Clemente R., Walker D.J., Roig A., Bernal M.P. Heavy metal bioavailability in a soil affected by mineral sulphides contamination following the mine spillage at Aznalcóllar (Spain). Biodegradation. 2003; 14(3): 199-205. https://doi.org/10.1023/a:1024288505979

15. Фокина А.И., Домрачева Л.И., Олькова А.С., Скугорева С.Г., Лялина Е.И., Березин Г.И. и др. Исследование токсичности проб урбаноземов, загрязненных тяжелыми металлами. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016; 18(2): 544-50.

16. Автухович И.Е., Постников Д.А. Влияние ЭДТА на поведение металлов в субстрате и их накопление растениями. Агрохимический вестник. 2014; (1): 23-5.

17. Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. М.: Химия; 1984.

18. Гиголаева Л.В., Бутаев Т.М., Меркулова Н.А. Опыт работы управления Роспотребнадзора по республике Северная Осетия-Алания по улучшению качества среды обитания и здоровья населения в зоне влияния предприятия свинцово-цинкового производства. Здоровье населения и среда обитания. 2012; (11): 44-5.

19. Половецкая О.С., Платонов В.В., Хадарцев А.А., Субботин В.А., Хрупачев А.Г. Оценка экологического состояния отдельных территорий г. Владикавказа. Вестник новых медицинских технологий. 2012; 19(4): 188-90.

20. Ревич Б.А. «Горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России. М.: Акрополь; 2007.

21. Васильева Т.Н., Брудастов Ю.А. Загрязнение металлами почв города Оренбурга: общие параметры взаимосвязи с фитоаккумуляцией металлов представителями синантропной флоры. Вестник Оренбургского государственного университета. 2007; (12): 83-6.