ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАССТОЯНИЯ ОТ ЗАЩИТНОЙ ЛЕСОПОЛОСЫ АВТОДОРОГИ НА СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЛЕКАРСТВЕННОМ РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ
|
Введение 3
Глава 1. Обзор литературы по теме исследования 6
1.1. Экологическое состояние Белгородской области 6
1.2. Различные аспекты взаимодействия тяжелых металлов
и растений 10
1.3. Влияние антропогенных факторов на качество лекарственного
растительного сырья 14
1.4. Лекарственные растения Белгородского филиала ВИЛАР 18
1.5. Морфо-биологическая характеристика исследуемых растений 22
Глава 2. Материал и методы исследования 28
2.1. Методика сбора лекарственных растений 28
2.2. Методы сушки и хранения лекарственного растительного
сырья 29
2.3. Методика определения уровня интенсивности движения
автотранспорта в районе сбора лекарственных растений 30
2.4. Методика подготовки лекарственного растительного сырья
для анализа 31
2.5. Методика определения содержания тяжелых металлов
в лекарственном растительном сырье 32
Глава 3. Полученные результаты и их обсуждение 34
3.1. Результаты исследования интенсивности
движения автотранспорта 34
3.2. Содержание тяжёлых металлов и мышьяка в лекарственном растительном
сырье 35
3.3. Анализ полученных результатов исследования 38
Выводы 42
Список использованных источников 48
Приложения
Глава 1. Обзор литературы по теме исследования 6
1.1. Экологическое состояние Белгородской области 6
1.2. Различные аспекты взаимодействия тяжелых металлов
и растений 10
1.3. Влияние антропогенных факторов на качество лекарственного
растительного сырья 14
1.4. Лекарственные растения Белгородского филиала ВИЛАР 18
1.5. Морфо-биологическая характеристика исследуемых растений 22
Глава 2. Материал и методы исследования 28
2.1. Методика сбора лекарственных растений 28
2.2. Методы сушки и хранения лекарственного растительного
сырья 29
2.3. Методика определения уровня интенсивности движения
автотранспорта в районе сбора лекарственных растений 30
2.4. Методика подготовки лекарственного растительного сырья
для анализа 31
2.5. Методика определения содержания тяжелых металлов
в лекарственном растительном сырье 32
Глава 3. Полученные результаты и их обсуждение 34
3.1. Результаты исследования интенсивности
движения автотранспорта 34
3.2. Содержание тяжёлых металлов и мышьяка в лекарственном растительном
сырье 35
3.3. Анализ полученных результатов исследования 38
Выводы 42
Список использованных источников 48
Приложения
Одной из важнейших проблем человечества является загрязнение окружающей среды. Это связано, прежде всего, с бурным развитием промышленности, появлением атомной энергетики, применением химикатов в сельском хозяйстве. С каждым годом в атмосферу попадает всё больше и больше вредных веществ. Причем, основную часть токсических веществ составляют различные газы, электромагнитные и тепловые излучения, пестициды и минеральные удобрения, продукты нефтеперерабатывающей промышленности.
Аномалии с повышенной концентрацией вредных веществ негативно влияют на существование человека, растений и животных. Их опасность заключается в том, что при постоянном источнике загрязнения и даже небольшом уровне выбросов вредных веществ они оказывают с начала незаметное влияние на состояние живых организмов.
В результате загрязнения окружающей среды в первую очередь страдают растения. Основной реакцией растений на токсичные газы является ускорение процесса старения отдельных систем. Так, повреждение клеток происходит раньше, чем начинают проявляться визуальные повреждения деревьев.
Еще одним опасным источником загрязнения растений является автомобильный транспорт. Вещества автотранспортного происхождения воздействуют, прежде всего, на растительный покров как на один из основных элементов придорожной экосистемы и на основу трофических цепей [Кавтарадзе и др., 2007].
По сравнению с другими регионами нашей страны Белгородская область считается одним из наиболее благополучных регионов, однако постоянное увеличение масштабов промышленности и увеличение численности автотранспорта ставит под угрозу экологию региона и наносит непоправимый вред природе, в том числе и лекарственным растениям.
Актуальность исследования. Воздействия техногенных загрязнений на лекарственные растения обусловливают накопление различных токсикантов, в
4 том числе тяжелых металлов, в тех частях растений, которые используют в качестве лекарственного сырья. Тяжелые металлы, обладают высокой токсичностью, способны включаться в биологический круговорот веществ и аккумулироваться в организме человека. Наиболее токсичными из тяжелых металлов являются соли кадмия, свинца, цинка, никеля, меди, кобальта, обладающие канцерогенными свойствами. Образование и накопление в лекарственных растениях биологически активных веществ является динамическим процессом, зависящим от многочисленных факторов окружающей среды, в том числе антропогенных. Очень часто поллютанты выступают в роли ингибиторов основного процесса жизнедеятельности растений - фотосинтеза, благодаря которому происходит образование различных органических соединений, в том числе и биологически активных.
Употребление лекарственных растений, собранных на загрязнённых территориях, может угрожать здоровью населения, негативно влияя на работу внутренних органов и физиологические процессы, протекающие в них. Из лекарственного сырья тяжёлые металлы переходят в лекарственные формы, а затем поступают в организм человека [Государственная фармакопея..., 2018]. Поэтому проблема экологической чистоты лекарственных растений становится особенно актуальной и требует усиления контроля над качеством
растительного сырья с учётом содержания тяжёлых металлов.
Проблема исследования - установление связей между интенсивностью движения автотранспорта, проводимыми агротехническими мероприятиями и содержание тяжелых металлов (микроэлементов) в лекарственном растительном сырье.
Объект исследования: лекарственные растения -амми большая (Ammi majusL.), календула лекарственная (Calendula officinalisL.), шлемник байкальский (Scutellaria baicalensisGeorgi), маклея сердцевидная (Macleaya cordata(WiWd.) R.Br.), эхинацея пурпурная (Echinaceapurpurea(L.) Moench.).
Предмет исследования -накопление и тяжелых металлов в надземной части лекарственных растений.
Цель исследования - изучение влияния автотранспорта на содержание тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи.
1. Собрать лекарственные растения, произрастающиена расстоянии 0, 50, 100, 250 и 500 м от автотрассы.
2. Определить уровень интенсивности движения автотранспорта в районе сбора растительного лекарственного сырья.
3. Изучить морфо-биологические особенности исследуемых лекарственных растений.
4. Произвести сушку и подготовить лекарственное растительное сырье для анализа на содержание тяжелых металлов.
5. Проанализировать полученные данные.
Место сбора растительного сырья: поля Белгородского филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения
«Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений».
Методы исследования: сравнительный, экспериментальный,
аналитический.
Практическая значимость: постоянный мониторинг качества
лекарственного растительного сырья на содержание в немтяжелых металлов (микроэлементов).
Аномалии с повышенной концентрацией вредных веществ негативно влияют на существование человека, растений и животных. Их опасность заключается в том, что при постоянном источнике загрязнения и даже небольшом уровне выбросов вредных веществ они оказывают с начала незаметное влияние на состояние живых организмов.
В результате загрязнения окружающей среды в первую очередь страдают растения. Основной реакцией растений на токсичные газы является ускорение процесса старения отдельных систем. Так, повреждение клеток происходит раньше, чем начинают проявляться визуальные повреждения деревьев.
Еще одним опасным источником загрязнения растений является автомобильный транспорт. Вещества автотранспортного происхождения воздействуют, прежде всего, на растительный покров как на один из основных элементов придорожной экосистемы и на основу трофических цепей [Кавтарадзе и др., 2007].
По сравнению с другими регионами нашей страны Белгородская область считается одним из наиболее благополучных регионов, однако постоянное увеличение масштабов промышленности и увеличение численности автотранспорта ставит под угрозу экологию региона и наносит непоправимый вред природе, в том числе и лекарственным растениям.
Актуальность исследования. Воздействия техногенных загрязнений на лекарственные растения обусловливают накопление различных токсикантов, в
4 том числе тяжелых металлов, в тех частях растений, которые используют в качестве лекарственного сырья. Тяжелые металлы, обладают высокой токсичностью, способны включаться в биологический круговорот веществ и аккумулироваться в организме человека. Наиболее токсичными из тяжелых металлов являются соли кадмия, свинца, цинка, никеля, меди, кобальта, обладающие канцерогенными свойствами. Образование и накопление в лекарственных растениях биологически активных веществ является динамическим процессом, зависящим от многочисленных факторов окружающей среды, в том числе антропогенных. Очень часто поллютанты выступают в роли ингибиторов основного процесса жизнедеятельности растений - фотосинтеза, благодаря которому происходит образование различных органических соединений, в том числе и биологически активных.
Употребление лекарственных растений, собранных на загрязнённых территориях, может угрожать здоровью населения, негативно влияя на работу внутренних органов и физиологические процессы, протекающие в них. Из лекарственного сырья тяжёлые металлы переходят в лекарственные формы, а затем поступают в организм человека [Государственная фармакопея..., 2018]. Поэтому проблема экологической чистоты лекарственных растений становится особенно актуальной и требует усиления контроля над качеством
растительного сырья с учётом содержания тяжёлых металлов.
Проблема исследования - установление связей между интенсивностью движения автотранспорта, проводимыми агротехническими мероприятиями и содержание тяжелых металлов (микроэлементов) в лекарственном растительном сырье.
Объект исследования: лекарственные растения -амми большая (Ammi majusL.), календула лекарственная (Calendula officinalisL.), шлемник байкальский (Scutellaria baicalensisGeorgi), маклея сердцевидная (Macleaya cordata(WiWd.) R.Br.), эхинацея пурпурная (Echinaceapurpurea(L.) Moench.).
Предмет исследования -накопление и тяжелых металлов в надземной части лекарственных растений.
Цель исследования - изучение влияния автотранспорта на содержание тяжелых металлов в лекарственном растительном сырье.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи.
1. Собрать лекарственные растения, произрастающиена расстоянии 0, 50, 100, 250 и 500 м от автотрассы.
2. Определить уровень интенсивности движения автотранспорта в районе сбора растительного лекарственного сырья.
3. Изучить морфо-биологические особенности исследуемых лекарственных растений.
4. Произвести сушку и подготовить лекарственное растительное сырье для анализа на содержание тяжелых металлов.
5. Проанализировать полученные данные.
Место сбора растительного сырья: поля Белгородского филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения
«Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений».
Методы исследования: сравнительный, экспериментальный,
аналитический.
Практическая значимость: постоянный мониторинг качества
лекарственного растительного сырья на содержание в немтяжелых металлов (микроэлементов).
1. Нами было собрано на полях Белгородского филиала ВИЛАР в течение июля-августа 2017 года. Собрано пять видов лекарственных растений: Ammi majus,Calendula officinalis, Scutellaria baicalensis, Macleaya cordata,Echinacea purpurea, произрастающихна расстоянии 0, 50, 100, 250 и 500 м от автотрассы.
2. Для определения уровня интенсивности движения автотранспортана автодороге, расположенной в районе сбора лекарственных растений, использовали визуальный учет. По итогам данного исследования выявлена суммарная оценка загруженности автодорог автотранспортом. Она составила
3,1 тыс. автомобилей в сутки. Это низкая интенсивность движения согласно ГОСТ 33388-2015.
3. Максимальное содержание свинца, кадмия, ртути и мышьяка наблюдалось в растениях, собранных рядом с автодорогой «М-2 Крым». Минимальное количество четырех микроэлементов содержалось в растительном сырье, которое собрали на расстоянии 500 м от автодороги.
4. Максимальное содержание РЬу всех исследуемых растений, собранных вблизи автодороги, одинаково и составило 0,063мг/кги разница в содержании РЬ на всех расстояниях от дороги у всех растений тоже одинаковая. Содержание Hg и As в надземной части всех исследуемых лекарственных растений уменьшается в меньшей степени, чем содержаниеРЬи Cd. А содержание As на расстоянии 50 м от дороги у всех исследуемых растений не меняется по сравнению с максимальным значением.
5. Результаты анализа показали, что содержание свинца, кадмия, ртути значительно ниже предельно допустимой концентрации этих металлов в исследуемом лекарственном сырьесогласноГосударственной фармакопее XIII. Поэтому лекарственное растительное сырье, выращиваемое в Белгородском филиале ВИЛАР, экологически чистое, в нем нет тяжелых металлов и по содержанию свинца, кадмия, ртути и мышьяка может быть использовано для приготовления фитопрепаратов.
2. Для определения уровня интенсивности движения автотранспортана автодороге, расположенной в районе сбора лекарственных растений, использовали визуальный учет. По итогам данного исследования выявлена суммарная оценка загруженности автодорог автотранспортом. Она составила
3,1 тыс. автомобилей в сутки. Это низкая интенсивность движения согласно ГОСТ 33388-2015.
3. Максимальное содержание свинца, кадмия, ртути и мышьяка наблюдалось в растениях, собранных рядом с автодорогой «М-2 Крым». Минимальное количество четырех микроэлементов содержалось в растительном сырье, которое собрали на расстоянии 500 м от автодороги.
4. Максимальное содержание РЬу всех исследуемых растений, собранных вблизи автодороги, одинаково и составило 0,063мг/кги разница в содержании РЬ на всех расстояниях от дороги у всех растений тоже одинаковая. Содержание Hg и As в надземной части всех исследуемых лекарственных растений уменьшается в меньшей степени, чем содержаниеРЬи Cd. А содержание As на расстоянии 50 м от дороги у всех исследуемых растений не меняется по сравнению с максимальным значением.
5. Результаты анализа показали, что содержание свинца, кадмия, ртути значительно ниже предельно допустимой концентрации этих металлов в исследуемом лекарственном сырьесогласноГосударственной фармакопее XIII. Поэтому лекарственное растительное сырье, выращиваемое в Белгородском филиале ВИЛАР, экологически чистое, в нем нет тяжелых металлов и по содержанию свинца, кадмия, ртути и мышьяка может быть использовано для приготовления фитопрепаратов.