Влияние антропогенного загрязнения на фитохимический состав листьев подорожника большого

Влияние антропогенного загрязнения на фитохимический состав листьев подорожника большого

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Новосибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

(ГОУ ВПО НГМУ Росздрава)

Экологический факультет

Кафедра экологии

Выпускная квалификационная работа

специализация - экология человека

Влияние антропогенного загрязнения на фитохимический состав листьев подорожника большого

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

.1 Биологическая роль химических элементов в растениях

.2 Основные факторы формирования химического (элементного) состава растений

.3 Источники поступления тяжёлых металлов в экосистемы

.4 Защитные возможности растений

.5 Практическое значение сведений об элементном химическом составе растений

.6 Подорожник большой. Химический состав и применение

.7 Водорастворимые полисахариды. Их строение и фармакологическое действие

.8 Влияние антропогенных факторов на содержание хлорофилла

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

.1 Методы определения золы. ГОСТ 13979.6 - 69

.1.1 Метод определения массовой доли общей золы

.1.2 Метод определения массовой доли золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%

.2 Подготовка проб при валовом определении микроэлементов в растениях. ГОСТ 30178 - 96

.3 Подготовка проб при определении микроэлементов в водном извлечении из листьев растения

.4 Извлечение подвижных форм металлов ацетатно-аммонийным буферным раствором с pH=4,8

.5 Атомно-абсорбционная спектрометрия

.5.1 Общая схема аналитического процесса при атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС)

.6 Количественное определение полисахаридов

.7 Метод определения содержания суммы хлорофиллов

.8 Статистический анализ результатов исследования

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

.1 Зольность листьев П. большого в зависимости от места сбора

.2 Определение массовой доли золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%

.3 Элементный состав листьев П. большого

.4 Количество элементов в водном извлечении из листьев П. большого на разном расстоянии от автотрассы

.5 Определение микроэлементного состава почвы под П. большим

.6 Сравнение содержания различных элементов в П. большом с литературными данными

.7 Динамика накопления хлорофилла-а в листьях подорожника на разном удалении от автотрассы

.8 Содержание водорастворимых полисахаридов в листьях растения

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одной из главных проблем стала глобальная эмиссия тяжелых металлов в воду и почву. Растения обладают способностью аккумулировать металлы из почвы, воды и атмосферы. Проблема поглощения металлов растениями складывается из многих составляющих: необходимости разработки методов защиты пищевых цепей от проникновения металлов в значительных концентрациях, изучения токсичности тяжелых металлов для растений, возможность использования растений как биоиндикаторов загрязнения среды тяжелыми металлами.

Степень загрязнения придорожных полос тяжёлыми металлами более чётко выражается в химическом составе растений, чем в составе почвы (Глуховский А.Б.,1994). При постоянно возрастающем уровне загрязнения концентрации тяжёлых металлов в растениях могут возрастать в десятки и сотни раз (Черных Н.А.,1999). Увеличивающийся токсический прессинг, накапливаясь по цепочке питания, может негативно отражаться на здоровье человека. Живые организмы способны накапливать токсические вещества. Результат - пагубные последствия, как для самого организма, так и для организмов, использующих данный биологический вид в качестве пищи. Причём, перемещение токсиканта от организмов жертв к организмам - консументам может сопровождаться увеличением концентрации вещества в тканях каждого последнего организма - звена пищевой цепи (Касатиков В.А.,1991, Махлаюк В.П., 1993).

Интенсивная антропогенная нагрузка на растения вызывает изменение их химического состава. Автотранспортное загрязнение является одним из наиболее опасных, оказывающих жёсткое влияние на придорожные экосистемы. В выхлопных газах обнаружено более 200 различных веществ, из которых только 5 нетоксичны (Ведина О.Т.,1994). С работой автомобильного транспорта связано загрязнение почв в наибольших количествах тяжёлыми металлами, а именно, свинцом, кадмием и цинком (Ведина О.Т.,1994, Ермохин Ю.И., 1998, Красницкий В.М., 2002). Подорожник большой является ценным лекарственным растением. Его листья содержат большую группу биологически активных веществ: полисахариды, флавоноиды, фенолкарбоновые кислоты, витамины C и K, дубильные вещества и др. (Растительные ресурсы…, 1990.) Водные настои и экстракты из листьев Подорожника большого оказывают регулирующее влияние на желудочную секрецию, используются как отхаркивающее средство. Сок подорожника используют в качестве наружного противовоспалительного, ранозаживляющего и противомикробного средства (Государственная фармакопея…, 1987).

Наряду с этим, Plantago major L. имеет наивысший пятый класс константности и входит в состав широко распространённого класса синантропной растительности Plantaginetea majoris R.Tx. et Prsg. in R.Tx 1950 Подорожник большой произрастает в хорошо освещённых и достаточно увлажнённых местообитаниях, легко переносит повышенное уплотнение почвы. Сообщества данного типа повсеместно представлены на дворовых площадках, вдоль тропинок и дорог, на местах активного отдыха людей. Виды растений данной ассоциации легко выдерживают высокую рекреационную нагрузку вследствие низкорослости и преобладающей розеточной жизненной формы (Мирин Б.М., Наумова Л.Г., 1998).

Широкое распространение Подорожника большого в нарушенных деятельностью человека обитаниях и его высокая ценность в качестве лекарственного сырья, выводят на передний план вопрос о влиянии антропогенного воздействия на микроэлементный состав листьев растения.

Цель исследования.

Целью нашего исследования стала оценка качества и безопасности листьев подорожника большого, собранного на разном удалении от автотрассы, в качестве лекарственного сырья, а также использования его при индикации загрязнения окружающей среды.

Задачи исследования:

.        Определить количество общей и растворимой в 10% соляной кислоте золы, концентрацию экстрагируемых (10% НСl и водным раствором) форм макро- и микроэлементов (Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Pb, Sr) в листьях подорожника, собранного на разном удалении от автотрассы.

.        Определить концентрацию подвижной формы Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Pb, Sr в почвах под растениями подорожника на разном удалении от автотрассы.

.        Изучить содержание полисахаридов и хлорофилла в листьях Подорожника большого, собранного на разном расстоянии от автотрассы.

.        Выяснить связи между составом БАС, с одной стороны, и содержанием макро- и микроэлементов в листьях П. большого, с другой стороны.

.        Оценить качество и безопасность листьев П. большого как лекарственного сырья, собранного на разном удалении от автотрассы.

Научная новизна. Впервые проведена комплексная оценка антропогенного влияния на микроэлементный состав сухого сырья и водного извлечения из листьев П. большого, а также исследование зависимости содержания водорастворимых полисахаридов и хлорофилла от степени антропогенной нагрузки.

Практическая значимость работы. Полученные данные могут быть использованы для определения допустимости использования листьев Подорожника большого, собранных в загрязненных районах, в качестве лекарственного растительного сырья. В перспективе возможно расширение ресурсной базы лекарственного растительного сырья.

Использование полученных данных для применения растений П. большого в качестве биоиндикатора загрязнения окружающей среды.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

.1 Биологическая роль химических элементов в растениях

Для решения многих вопросов, связанных с охраной здоровья человека, очень часто необходимо привлекать сведения о естественном («нормальном») содержании тяжёлых металлов в растительной лекарственной продукции. Согласно исследованиям германских авторов (Vetter H., Mahlhop R., 1974), основное количество (75 - 80%) тяжёлых металлов поступает в организм человека с растительной пищей.

В группу «тяжёлых металлов» объединяют химические элементы с металлическими (Zn, Pb, Cu, Co, Hg, Cd, Ti и др.) и неметаллическими (As, Se, Sb и др.) свойствами и с неодинаковой биологической ролью. Академик А.П. Виноградов (1952) высказал мысль о том, что большое биологическое разнообразие и исключительная пестрота геохимических ситуаций на Земле способствовали использованию любого химического элемента с определёнными метаболическими задачами. В подтверждение сказанному можно привести результаты исследований последних лет: выявлены важные физиологические функции в живых организмах таких элементов, как As, Cd, Pb (Авцын П.А., Жаворноков А.А., 1991). Эти функции реализуются в ничтожно малых концентрациях.

В природе нет токсичных и нетоксичных химических элементов, есть токсичные и нетоксичные концентрации. Концентрация химических элементов в почве играет определяющую роль в их экологической классификации (Сысо А.И. и др., 2004).

Cd - кадмий. Хорошо известен как токсичный элемент, но он же относится к группе «новых» микроэлементов (кадмий, ванадий, олово, фтор), жизненная необходимость которых животным доказана сравнительно недавно в тонких опытах (Авцын П.А., Жаворноков А.А., 1991): в низких концентрациях Cd способен стимулировать их рост. Для высших растений необходимость в кадмии достоверно не установлена. Основные проблемы, связанные у человечества с этим элементом, обусловлены техногенным загрязнением окружающей среды и его токсичностью для живых организмов уже при низких концентрациях. Кадмий способен сравнительно легко поступать в растения из почвы через корневую систему, а также из атмосферы через листья. Растения обладают разной способностью аккумулировать его (Андреева И.В. и др., 2000). Основной причиной токсичности кадмия для растений считается нарушение активности ферментов. Кроме того, кадмий тормозит фотосинтез, нарушает транспирацию и фиксацию CO₂, ингибирует биологическое восстановление NO₂ до NO. Фитотоксичность кадмия появляется также в затруднении поступления и метаболизма в растениях ряда элементов питания (Zn, Cu, Mn, Ni, Se, Ca, Mg, P). Этот антагонизм можно использовать, подавляя избыточное накопление кадмия в растениях путём улучшения снабжения их названными элементами.

В результате деятельности человека глобальное обогащение окружающей среды кадмием в 3 раза превысило поступление его за счёт естественных источников. Существует опасность для здоровья и жизни человека и животных от потребления в пищу растений, загрязнённых кадмием. При этом внешне такие растения могут не иметь признаков отравления: токсичный для них уровень выше, чем для животных и человека. В животных организмах кадмий обладает способностью легко усваиваться из пищи и воды и проникать в различные органы и ткани. Кадмий ингибирует синтез ДНК, белков и нуклеиновых кислот, влияет на активность ферментов, его избыток нарушает усвоение и обмен других микроэлементов (Zn, Cu, Se, Fe), может вызвать их дефицит.

В мире и России существуют жесткие ограничения на поступление Cd в организм человека и животных, содержание его в различных объектах природной среды, пище и воде. Среднесуточное потребление кадмия человеком, по данным ВОЗ/ФАО, ограничивается 57,1 - 71,4 мкг в день, в США оно уменьшено до39 мкг. ПДК Cd в почве в разных странах колеблется от 2 до 5 мг/ кг. Предельно допустимая норма содержания металла в воде (мг/л): питьевой - 0,001 (Россия) и 0,01 (США), оросительной - 0,01 - 0,05; в кормах - 1 мг/кг сух. в-ва.

Cu - медь. Металл играет важную роль во многих физиологических процессах, протекающих в живых организмах. В растениях - это фотосинтез, дыхание, перераспределение углеводов, восстановление и фиксация азота и т.д. Столь разностороннее участие объясняется способностью Cu, также как и Fe, Mn, Co и Mo, менять валентность. Медь, наряду с цинком, отвечает за процессы репродукции: её дефицит приводит к уменьшению образования зёрен. Обычно количество меди в растениях варьирует от 1 до 20 мг/кг сухого вещества. Животным организмам медь необходима для синтеза гемоглобина и участия во многих биологических процессах, аналогичных вышеописанным для растений.

У животных и человека дефицит меди (гипокупероз) приводит к анемии, снижению интенсивности роста, потере живой массы при острой нехватке металла (менее 2 - 3 мг/сут) возможно возникновение ревматического артрита и эндемического зоба. Причина дефицита - низкое содержание меди в кормах и продуктах питания, а также неблагоприятное её соотношение с другими элементами - Ca, Zn, Mn, Pb и пр. Избыток этих элементов-антогонистов снижает поступление меди в организм и её усвоение.

Природный избыток меди в пищевой цепи маловероятен. На территориях же, подверженных интенсивному антропогенному загрязнению (в зонах воздействия промышленных предприятий, на приусадебных и садово-огородных участках), может иметь место накопление меди в растительной продукции, превышающее нормативы. В России содержание меди в звеньях пищевой цепи ограничивают несколькими санитарно-гигиеническими показателями. Так, ПДК для почв составляет (мг/кг): а) валовое содержание в песчаных и супесчаных - 33; в суглинистых и глинистых кислых - 66; в суглинистых и глинистых нейтральных - 132; б) кислотнорастворимая форма (l н. HCl или HNO₃) 50 - 100; в) обменная форма (ацетатно-аммонийный буфер с pH 4.8) - 3 - 6. ПДК Cu в растительной продукции в России равняется 30 мг/кг сухого вещества. ПДК меди в питьевой воде во многих странах мира примерно одинаковы и не превышают 1 мг/л (Сысо А.И. и др., 2004).

Fe - железо. Широко распространённый в природе элемент, однако в биологических объектах его концентрация невелика, что позволяет отнести его к разряду микроэлементов. Физиологическая роль железа в растительных и животных организмах связана, прежде всего, с преобразованием энергии, необходимой для синтеза и других процессов метаболизма в клетке. Свою биологическую функцию железо осуществляет, находясь в составе биологически активных соединений - Fe-протеинов и более70 различных ферментов. Дефицит железа, как правило, наблюдается в почвах с низким содержанием его доступной для растений формы (песчаных и супесчаных, а также техногенно загрязнённых тяжёлыми металлами - Mn, Ni, Co - антагонистами железа).

У животных и человека при низком содержании железа в пище возникает железодефицит (гипосидероз) - одна из наиболее распространённых болезней, вызванных недостатком микроэлементов. Её проявления - гипорофная анемия, атрофический ринит, гастрит и др. (Кальницкий Б.Д., 1985, Авцын П.А., Жаворонков А.А., 1991). Дефицит железа в животных организмах тесно связан с его низким количеством в растениях. Болезненные проявления у животных начинаются при содержании Fe в кормах менее 25 мг/кг сухого вещества.

Избыток железа также губителен для живых организмов. Чрезмерное поглощение железа растениями наблюдается на кислых пойменных, болотных, засоленных и бедных фосфором и основаниями почвах. При содержании Fe в растениях свыше 150 - 250 мг/кг сухого вещества происходит уменьшение поглощения марганца и нарушение соотношения Fe/Mn (Alvazer-Tinaut M.C., Leal A., 1980). Количество железа в рационе питания человека должно составлять не менее 10 мг/сут, нормой считается 10 - 30 мг/кг (Скальный А.В., 2004). Избыточное поступление железа в пищевую цепь в России регламентируется санитарно-гигиеническими нормативами только по его концентрации в питьевых водах, равной 0,3 мг/л (СанПин 2.1.4.1074-01).

Mg - магний. Если ранее считалось, что основная физиологическая роль магния связана с его вхождением в молекулу хлорофилла, то в настоящее время элемент рассматривается как полифункциональный. Некоторые из функций магния близки функциям кальция и калия. Подобно кальцию, магний входит в состав запасного вещества - фитина, который используется в энергетическом обмене и как источник фосфорной кислоты. По аналогии с калием магний является кофактором многочисленных ферментов. Считается, что магний каким-то образом стабилизирует структуры рибосом (Ильин В.Б., 1985).

Mn - марганец. Одна из важнейших биохимических функций этого элемента - участие в окислительно-восстановительных реакциях в связи с его способностью легко менять валентность, обратимо переходить из Mn²⁺ в Mn⁷⁺.

В растениях марганец участвует в дыхательном процессе, азотном обмене, биосинтезе белка, образовании хлорофилла, синтезе нуклеиновых кислот и передаче наследственной информации. Марганец является одним из элементов, которые способствуют избирательному поглощению ионов из питательных растворов, устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды. В животных организмах марганец выполняет многие из тех функций, которые описаны выше, а также ряд специфических. Он необходим для нормальной секреции инсулина, воспроизводства, формирования скелета, работы центральной нервной системы и т.д. Марганец, как и другие металлы переходной группы периодической системы (Fe, Zn, Cu), активизирует ферменты, или входит в состав ферментов системы переноса электронов. По данным Диксона и Уэбба (Ильин В.Б., 1985; Кабата-Пендиас А., Пендиас Х., 1989), он является составной частью более 10 ферментов, которые катализируют различные метаболические процессы. В опытах на животных и растениях установлено, что марганец и железо взаимосвязаны в метаболических процессах, а соотношение Fe/Mn имеет важное физиологическое значение. Для нормального развития растений это должно быть в пределах 1,5 - 2,5 (Кабата-Пендиас А., Пендиас Х.,1989). Его сдвиг может вызвать сбой в нуклеиновом обмене, индуцированный дефицит железа.

Дефицит марганца - обычное явление для некоторых сельскохозяйственных культур, растущих на бедных этим элементом лёгких почвах, а также на почвах с нейтральной или щелочной реакцией среды и повышенным содержанием карбонатов. Избыток марганца также опасен для растений. Нарушения наступают при его концентрации в сухой массе фитомассе свыше 200 - 500 мг/кг и проявляются в виде бурых пятен на листьях. Кроме того, избыток марганца нарушает нормальное соотношение Fe/Mn, вызывает депрессию в нуклеиновом обмене. Токсичное действие марганца на растения обычно наблюдается на богатых им почвах с кислой реакцией среды (при pH 5,5 и ниже). Избыток марганца возможен и при высоком значении pH на плохо дренируемых почвах - солонцах, луговых и болотных. У животных дефицит марганца может возникать, когда его содержание в корме становится меньше 20, избыток - при концентрации более 1000 мг/кг сухого вещества.

Количество микроэлемента в рационе питания человека должно составлять не менее 2 - 3 и не более 10 мг/сут (Авцын П.А., Жаворонков А.А., 1991; Скальный А.В., 2004), в кормах животных - 1000 мг/кг сухого вещества. Избыточное поступление марганца в пищевую цепь в Росси регламентируется санитарно-гигиеническими нормативами по валовому содержанию в почвах (1500 - 3000 мг/кг) и концентрации в питьевых водах - 0,1 (0,5) мг/л (Ильин В.Б., 1991; СанПин 2.1.4.1074-01).

Pb - свинец. Интерес к элементу в биологии и медицине почти исключительно связан с его токсичностью для всего живого. Тем не менее, установлено, что в небольших количествах он необходим растительным и особенно животным организмам. Дефицит свинца в растениях возможен при его содержании в надземной части от 2 до 6 мкг/кг сухого вещества (Кальницкий Б.Д., 1985, Кабата-Пендиас А., Пендиас Х., 1989). Животные испытывают недостаток этого элемента при концентрации его в корме менее 0,05 - 0,5 мг/кг (Кальницкий Б.Д., 1985). В связи с техногенным загрязнением окружающей среды, где свинец рассматривается как приоритетный загрязнитель, накоплена информация о его токсическом действии на живые организмы. Избыток свинца в растениях ингибирует дыхание и подавляет процесс фотосинтеза, иногда приводит к увеличению содержания кадмия и снижению поступления цинка, кальция, фосфора, серы. При свинцовом токсикозе у животных и человека в первую очередь поражаются органы кроветворения (анемия), нервная и сердечно - сосудистая системы, почки. Угнетается активность многих ферментов, нарушаются процессы метаболизма и биосинтеза. Поступление свинца в пищевую цепь в России регламентируется ОДК валового содержания в почвах (мг/кг): в песчаных и супесчаных - 32, в кислых суглинистых и глинистых - 65, в нейтральных суглинистых и глинистых - 130. С точки зрения ФАО/ВОЗ, верхний уровень поступления свинца в организм человека массой 60 кг не должен превышать 0,45 мг/сут; во многих странах Европы и Америки его ограничивают 0,1 - 0,2 мг. ПДК свинца в питьевой воде во многих странах мира примерно одинаковые и не превышают 0,03 - 0,05 мг/л (СанПин 2.1.4.1074-01).

Zn - цинк. Выполняет в живых организмах многие биохимические функции. Наиболее существенная из них - участие в составе разнообразных ферментов в метаболизме углеводов, белков и фосфатов. Общебиологическое значение этого элемента, указывающее на единстве всего живого (Авцын П.А., Жаворонков А.А., 1991), - участие в процессе размножения. У высших растений цинк накапливается, прежде всего, в семенах, где концентрируется в зародыше. Недостаток микроэлемента сильнее угнетает процесс формирования генеративных органов и плодоношение (образование семян), чем рост вегетативной массы. В случае критически низкого уровня обеспеченности растений цинком возможно полное отсутствие семян. Дефицит цинка у растений ведёт к нарушению углеводного, фосфорного и белкового обмена, ухудшению репродуктивной функции, снижению устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды (Захурул И.Мд., 1998).

У животных дефицит цинка ощущается при количестве в кормах менее 20 - 30 мг/кг сухого вещества, что приводит к ухудшению аппетита, задержке роста и полового созревания, бесплодию. Для животных избыточным в корме считается концентрация цинка более 500 мг/кг сухого вещества. При избыточном потреблении элемента снижается прирост живой массы, появляется депрессия в поведении, возможны аборты (Кальницкий Б.Д., 1985). В России содержание цинка в звеньях пищевой цепи ограничивают следующими санитарно-гигиеническими нормативами (мг/кг): ОДК в разновидностях почв песчаных и супесчаных - 65, в суглинистых и глинистых (кислых) - 110, в суглинистых и глинистых (нейтральных) - 220, ОДК обменной формы - 23, ПДК кислотнорастворимой формы - 60 (Ильин В.Б., 1991). ПДК цинка в питьевой воде во многих странах - 5 мг/л (СанПин 2.1.4.1074-01). Таким образом, в главе в краткой форме описано биологическое значение микроэлементов для живых организмов и показана их физиологическая роль в процессах обмена веществ у растений, животных и человека. О конкретных функциях микроэлементов известно далеко не всё, биологическое предназначение некоторых их них, например Cd, Pb, вообще только очерчивается. Важное значение для нормального функционирования живых организмов имеет не только присутствие микроэлементов в пищевой цепочке, но и их количественное соотношение, этот аспект пока изучен недостаточно.

1.2 Основные факторы формирования химического (элементного) состава растений

В научной литературе рассматривается более 100 факторов, влияющих на поглощение химических элементов растениями и соответственно на их химический состав. Эти разнообразные факторы и влияния мы делим на две большие группы: внутренние - физиологические и внешние - экологические (Ковалевский А.Л., 1991).

Физиологические факторы включают в себя влияние на химический элементный состав таксонов (отделов, классов, семейств и т.д.), а также их морфологии и анатомии, стадий развития растений и их отдельных частей, взаимовлияние химических элементов, находящихся в органах и тканях растений.

Экологические факторы включают в себя внешние источники химических элементов и делятся на две группы. К первой группе относятся почвы, почвообразующие породы, минералы, руды, почвенные и подземные воды и газы, а также атмосферные твёрдые и жидкие частицы - аэрозоли, жидкие осадки, газы, газообразные вещества, т.е. все источники корневого и некорневого поступления химических элементов в растения. Вторая большая группа экологических факторов включает климатические и погодные: широтную - глобальную и высотную - локальную зональность, атмосферные осадки, влияние температуры воздуха и почвы, ветра, атмосферного электричества, электрических, в том числе грозовых, разрядов и т.п. Объектом интенсивных исследований в последние десятилетия является влияние человека и техногенеза на химический состав растений - антропогенные факторы. Они касаются в основном загрязнения внешней среды токсичными элементами и в меньшей степени физического воздействия человека на внешнюю среду при разработке месторождений полезных ископаемых, рекультивации земель и обработке почв в сельском хозяйстве. Малоизученной группой экологических факторов является взаимовлияние растений на химический состав, а также влияние животных на растения.

Зависимость химического состава растения от внешних экологических факторов несомненна. В то же время хорошо известно, что основной химический состав определённых видов и частей растения - содержание в них в первую очередь углерода и воды, составляющих 98 % их биомассы, является относительно стабильным в различных условиях их произрастания. В значительной степени это касается и других основных компонентов их химического состава - макроэлементов (N, P, K, Ca, Mg, S, Si). Стабильность макроэлементного состава обусловлена наличием у растений мощного физиологического фактора - антиконцентрационных физиолого-биохимических барьеров против избыточных концентраций химических элементов в питающей среде. Наибольший интерес представляют микроэлементы, содержание которых в растениях не стабилизировано физиологическими барьерами.

А. Л. Ковалевским (1991) установлены системы барьерного - безбарьерного накопления химических элементов различными видами, частями и тканями растений. Барьерное (неконцентрирующее) накопление - это наличие у растений механизмов, ограничивающих накопление в их тканях химических элементов, находящихся в питающейся среде в больших концентрациях. Безбарьерное (концентрирующее) накопление - неограниченное накопление элементов в живых тканях.

Барьерное накопление характерно для большинства высших растений и не характерно для мохообразных и лишайниковых. Причём различные виды растений имеют разные типы накопления.

В растениях отмечена резкая дифференциация различных анатомических частей по типам накопления химических элементов, находящихся во внешней среде в больших концентрациях. Корни обычно характеризуются безбарьерным, а надземные части - барьерным накоплением большинства металлов.

Тип накопления химических элементов, находящихся в больших концентрациях в питающей среде, зависит от фаз вегетации растений. Безбарьерное накопление ряда химических элементов характерно для фазы подростков, когда у растений нет дифференциации надземных частей на различные органы, и в заключительные фазы вегетации - после созревания и в период зимнего покоя, когда безбарьерное накопление может сопровождаться выделением избыточных количеств элементов в твёрдой фазе в виде биолитов - биогенных минералов в живых тканях растений.

На накопление химических элементов оказывают большое влияние климатические факторы. К таким факторам следует отнести влияние изменения интенсивности атмосферных осадков двух типов: кратковременных с циклом в несколько дней и длительных - от нескольких месяцев до нескольких десятков лет.

Наиболее хорошо изучены кратковременные изменения содержания некоторых элементов корневого питания растений, связанные с дождями, которыми в той или иной степени могут выщелачивать практически все химические элементы, находящиеся в листьях. (Ковалевский А.Л., 1991)

Итак, выше рассмотрены закономерности формирования химического (элементного) состава растений от основных двух факторов: экологических и физиологических. Степень изученности этих разнообразных факторов в конкретных условиях произрастания растения, различна, поэтому изучение этого вопроса перспективно.

.3 Источники поступления тяжёлых металлов в экосистемы

Источники поступления тяжёлых металлов в экосистемы весьма разнообразны. Их можно объединить в две группы: природные и техногенные.

К природным источникам относят следующие: пыль, лесные пожары, вулканическую деятельность, эрозионные процессы, растительность, морские соли, сгорание метеоритов (Красницкий В.М., 2002; Ермохин Ю.И.,1998; Черных Н.А., 1999). Природные источники не могут оказать существенного влияния на загрязнение экосистем тяжёлыми металлами. Деятельность людей коренным образом изменяет естественные потоки химических элементов, поступающих в экосистемы (Ермохин Ю.И.,1998).

Основными техногенными источниками являются: добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива и нефтепродуктов, выбросы автотранспорта, производство и переработка сельскохозяйственной продукции (Ермохин Ю.И., 1998; Черных Н.А., 1999, Ильин Б.В., 2001).

Загрязнение экологических систем происходит за счёт поступления тяжёлых металлов из атмосферы, удобрений, пестицидов, твёрдых бытовых отходов и отходов промышленности, а также с осадками сточных вод.

В результате антропогенной эмиссии металлов их концентрации в промышленно развитых районах превышают фоновые в десятки раз (Черных Н.А., 1999). Атмосфере отводится существенная роль в массопереносах веществ, в том числе и тяжёлых и металлов, в глобальных (океан - атмосфера - континент) и локальных (почва - растение - атмосфера) системах.

Алексеев Ю.В. (1987) выделяет в процентном соотношении основные источники техногенного загрязнения атмосферы и расставляет их по степени наносимого вреда окружающей среде:

- тепловые или иные электростанции - 27%;

- предприятия чёрной металлургии - 24,3%;

- предприятия по добыче и переработке нефти - 15,5%;

- транспорт - 13,1%;

- предприятия цветной металлургии - 10,5%;

-предприятия по добыче и изготовлению строительных материалов - 8,1%.

Наиболее мощным источником атмосферного загрязнения являются предприятия топливно-энергетического комплекса, особенно работающие на угле (Мотузова Г.В., 2002). В тонне обогащенного угля содержится 100 - 500 г молибдена, 100 - 500 г свинца, 300 - 800 г циркония, 400 - 500 г ртути, и многие другие металлы (Просянников В.И., 1994).

Если подсчитать суммарный выброс в атмосферу одной ТЭС в сутки, то получится мощный техногенный поток, загрязняющий почву не только в районе действия предприятия, но и на расстоянии 1 - 2 км от источника (Просянников В.И., 1994).

Загрязнители не только оказывают влияние на почву, но и увеличивают содержание металлов в растениях (Потин С.Н.,1996).

Существенное влияние на загрязнение почв тяжёлыми металлами, поступающими из атмосферы, по мнению многих авторов, оказывают предприятия чёрной и цветной металлургии (Алексеев Ю.В.,1987; Ермохин Ю.И.,1998; Ильин В.Б.,2001; Аржанова В.С.,1980). На поверхность почвы в результате их деятельности выпадают осадки в виде техногенной пыли, в которой содержатся: свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, хром, цинк и другие токсичные элементы.

Выбросы свинца в атмосферу резко увеличились в последнее время: при сжигании нефти и бензина в атмосферу поступает около 50% всего глобального выброса этого элемента (Черных Н.А., 1999). Глобальное годовое поступление кадмия в результате работы промышленных предприятий - 7600 т, тогда как из природных источников - в 8 раз меньше (960 т) (Pacyna J.M., 1992).

Все виды современного транспорта являются источниками загрязнения атмосферы (Ермохин Ю.И.,1998, Красницкий В.М., 2002, Ведина В.Т., 1994, Казюта Н.Р., 1988). Автотранспортное загрязнение - одно из наиболее опасных, оказывающих огромное влияние на придорожные экосистемы.

При сжигании одного литра этилированного бензина в воздух поступало и оседало на почву и растения 200 - 400 мг свинца, входящего в состав антидетонационной присадки (Черных Н.А., 1999). По данным (Ведина О.Т., 1994), при сжигании этилированного бензина ежегодно выбрасывается в атмосферу около 0,07 тыс. т цинка. Однако в основном этот элемент попадает в окружающую среду в результате износа резиновых автопокрышек - 2,2 тыс. т в год (Бутковский Р.О.,1990).

В России выбросы свинца в 1995 г. только автомобильным транспортом составили 4000 т, что в несколько раз больше прямых промышленных выбросов (Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды …, 1997).

Особенно сильно загрязняются почвы тяжёлыми металлами в придорожной полосе (до 100 м), с превышением ПДК в несколько раз. Наибольшее количество ТМ оседает на почву в пределах 10 - 15 м от дороги и концентрируется в почвенном слое на глубину до 10см (Ильин В.Б., 1991).

Накопление тяжёлых металлов в почвах способствует накоплению их в произрастающих на этих почвах растениях, как дикорастущих, так и сельскохозяйственного назначения (Ермохин Ю.И.,1998; Красницкий В.М., 2002; Ильин В.Б., 1991).

.4 Защитные возможности растений

В основе защитной функции растений лежит генетически обусловленное стремление организма сохранять в метаболически важных пунктах и репродуктивных органах нормальные качественно-количественные пропорции химических элементов, для чего используются механизмы неспецифической и специфической природы. Механизмы неспецифической природы объединяют в себе морфологические структуры, физико-химические и химические реакции (поясок Каспари, клеточные оболочки и мембраны, вакуолярное депо, многочисленные органические соединения со свойствами комплексообразователей), которые соответственно обеспечивают механическое задерживание тяжёлых металлов, их адсорбцию на стенках клеток, изоляцию, уменьшение подвижности. Агентами специфической защиты белки, вырабатываемые растениями только для связывания избыточных ионов тяжёлых металлов.

При более высоком, чем естественное, содержание тяжёлых металлов в почве и их повышенном поступлении в растения установлен факт уменьшения потока избыточных ионов из корней в надземные вегетативные органы, а из них - в органы запасания ассимилятов. Способность растений ограничивать накопление тяжёлых металлов в используемых человеком и животными органах ярко проявляется на техногенно загрязнённых почвах, что может значительно снизить остроту экологической ситуации. Защитные возможности растений различных видов неодинаковы.

Сведения о буферной способности почв и защитных возможностях растений позволяют создавать системы почва - растения с высоким экологическим потенциалом, обеспечивающие получение гигиенически чистой продукции на несильно загрязнённых землях.

.5 Практическое значение сведений об элементном химическом составе растений

Сведения о концентрациях химических элементов в растениях уже давно привлекают внимание специалистов и в настоящее время успешно используются в практической работе.

Большой интерес представляют сведения о химическом составе растений и для прикладной геологии. Так называемый биогеохимический метод поиска полезных ископаемых основан на способности отражать повышение количества химического элемента в почве или почвообразующей породе через возрастание его концентрации в фитомассе. Если учесть, что корневая система многих кустарников и деревьев достигает глубины 10 метров и более, нетрудно представить диагностические возможности этого метода.

По современным представлениям биоиндикаторы - организмы, присутствие, количество или особенности, развития которых служат показателями естественных процессов, условий или антропогенных изменений среды обитания. Биоиндикация - метод, который позволяет судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов - биоиндикаторов. При биоиндикации загрязнения почв тяжелыми металлами в настоящее время во многих странах используют подорожник.

Особенно важное значение имеют данные о количестве химических элементов в растениях и растительной продукции в связи с тем обстоятельством, что из-за крайне неблагополучной экологической обстановки во многих регионах нашей планеты отмечается высокое содержание микроэлементов в растениях, обусловленное их накоплением, что в свою очередь приводит к возникновению серьезной проблемы в питании человека и животных. В связи с этим необходимо в первую очередь вести точный контроль над соответствием продукции установленным нормативам, т.е. необходимо применение современных методов анализа.

.6 Подорожник большой. Химический состав и применение

экосистема антропогенный растение хлорофилл

Подорожник большой (Plantago major L. - сем. Plantaginaceae) - многолетнее травянистое растение, высотой до 40 см, широко распространен по всей территории России, кроме Крайнего Севера. Вне России растет во всех странах бывшего СССР, всех европейских и азиатских странах, в том числе в Китае. Редкое заносное растение в Африке, Южной Америке и Австралии. Растет около жилья, вдоль дорог, на пустырях, мусорных местах, в посевах, по берегам водоемов, на участках с нарушенным природным растительным покровом.

Культивирование. Промышленная культура освоена в Полтавской области Украины, где траву подорожника выращивают для получения препаратов "Сок подорожника" и "Плантаглюцид". Легко может быть введен в культуру в средней и южной полосе европейской части России и Южной Сибири. С лечебными целями используются листья, семена, корни растения.

Химический состав. В листьях П. большого найдены гликозид аукубин, расщепляющийся при гидролизе на аукубигенин и глюкозу, флавоноиды, витамин К, аскорбиновую кислоту, дубильные вещества, горечи, следы алкалоидов, полисахариды и т.д.

Фармакологические свойства. При фармакологическом исследовании препаратов из листьев подорожника установлена их широкая биологическая активность. Сок из свежих листьев подорожника эффективен при лечении ран роговицы. Экстракт из листьев оказывает седативное и гипотензивное действие. Водный настой из листьев подорожника усиливает активность мерцательного эпителия дыхательных путей, что ведет к усилению секреции бронхиальной слизи, вследствие чего мокрота разжижается и облегчается ее выделение при кашле. Экстракт из листьев подорожника оказывает кровоостанавливающее, ранозаживляющее и бактериостатическое действие при лечении экспериментальных ран. У подопытных животных уменьшается гнойное отделяемое, ускоряется рост грануляций и эпителизация по сравнению с контрольными животными.

Применение в медицине. Настой из листьев подорожника оказывает отхаркивающее действие и используется как вспомогательное средство при бронхитах, коклюше, бронхиальной астме, туберкулезе. Сок из свежих листьев подорожника эффективен при хронических гастритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки с нормальной или пониженной кислотностью желудочного сока. Больные отмечают при лечении соком из листьев подорожника уменьшение или исчезновение болей и диспепсических явлений, улучшение аппетита. К концу курса лечения исчезают напряжение мышц и болезненность брюшной стенки при пальпации, спастические явления в толстом кишечнике, повышается кислотность желудочного сока. Сок из свежих листьев подорожника эффективен при лечении ран роговицы; подавляет рост патогенного стафилококка в разведении 1:2, синегнойной палочки в разведении 1:4 и задерживает рост гемолитического стрептококка в разведении 1:2.

Наличие фитонцидов в растении обусловливает антимикробное действие препаратов. Водный настой и свежий сок из листьев растения способствует быстрому очищению и заживлению ран. Применяют эти препараты в виде примочек и промываний при ушибах, свежих порезах и ранениях, при хронических язвах, свищах, нарывах, фурункулах. Кроме того, при гнойных ранах, фурункулезе хорошо промытые свежие листья используют в виде компресса.

.7 Водорастворимые полисахариды. Их строение и фармакологическое действие

Полисахариды - это сложные углеводы; многочисленная и широко распространенная группа органических соединений. Согласно химической классификации полисахариды подразделяют на гомополисахариды и гетерополисахариды. При этом растительные полисахариды подразделяются на следующие группы, содержащие в качестве мономеров:

·        глюкозу - крахмал, целлюлозу, лихенин;

·        фруктозу - инулин;

·        маннозу, галактозу, ксилозу, арабинозу - маннаны, галактаны, ксиланы, арабинаны;

·        галактуроновую кислоту - пектиновые вещества;

·        глюкозамин - хитин грибов.

В свою очередь, гетерополисахариды подразделяются на:

·        гемицеллюлозы;

·        камеди, слизи;

·        мукополисахариды - полисахариды, связанные с белками (Яковлев Г.П., Блинова К.Ф., 2004).

В листьях Подорожника большого водорастворимых полисахаридов содержится не менее 12% (ГФ, 1987). Качественный анализ фракций водорастворимых полисахаридов, содержащихся П. большом, показал наличие пектина, глюкоманнов, арабиногалактанов, ксиланов и др. (Samuelsen A.B., 1995).

Установлена многообразная биологическая активность полисахаридов растительного происхождения. Они обладают антибиотической, противовирусной, противоопухолевой, противоядной, обволакивающей активностью.

Лекарственные растения, содержащие полисахариды, могут использоваться как в качестве лекарственных средств, так и в качестве биологически активных добавок к пище. При этом следует отметить низкую токсичность как лекарственных растений, содержащих полисахариды, так и выделенных из них полисахаридных комплексов, и широкий спектр их фармакологической активности (Яковлев Г.П., Блинова К.Ф., 2004). Некоторые фармакологи (Пилат Т.М, Иванов А.А., 2002) считают, что наиболее перспективным направлением в изучении полисахаридов является исследование их влияния на вирусные заболевания, на течение язвенной болезни и гастрита.

.8 Влияние антропогенных факторов на содержание хлорофилла

Хлорофилл - зелёный <#"905593.files/image001.gif">

где m - масса тигля с навеской до озоления, г;

m₁ - масса тигля с золой, г;

m₂ - масса пустого тигля, г.

Массовую долю золы в пересчёте на абсолютно сухое вещество (X_i) в процентах вычисляли по формуле:

где X - массовая доля золы, %;

W - массовая доля влаги в испытуемом продукте, %.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое двух определений. Допускаемые расхождения при параллельных определениях не должны превышать

2.1.2 Метод определения массовой доли золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%

Тигель с прокаленным остатком, полученным при определении общей золы, помещали наклонно в стеклянный стакан вместимостью 250 см³ и обливали 25 см³ раствора соляной кислоты с массовой долей 10%. Содержимое стакана доводили до кипения и оставляли стоять в течение 5 мин. Тигель вынимали пинцетом и ополаскивали над стаканом дистиллированной водой из промывалки.

Содержимое стакана фильтровали через беззольный фильтр диаметром 7 - 8 см, сливая жидкость тонкой струёй по стеклянной палочке. Стакан и палочку несколько раз промывали дистиллированной водой, чтобы нерастворившаяся зола была вся без потерь перенесена на фильтр. Фильтр промывали горячей водой до тех пор, пока промывные воды не перестанут давать муть с раствором азотнокислого серебра. Края фильтра загибали пинцетом внутрь, фильтр переносили в прокаленный и взвешенный тигель и высушивали в сушильном шкафу. Сжигание и прокаливание до полного озоления проводили, как указано выше.

Массовую долю золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10% (X₂), в процентах вычисляли по формуле:

где m - масса тигля с навеской до озоления, взятой для определения общей золы, г;

m₁ - масса тигля с нерастворимой золой, г; m₂ - масса пустого тигля, г.

Массовую долю золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10% в пересчёте на абсолютно сухое вещество (X₃), в процентах вычисляли по формуле:

где X₂ - массовая доля золы, не растворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10%, %;

W - массовая доля влаги в испытуемом веществе, %.

За окончательный результат принимали среднее арифметическое двух определений. Допускаемые расхождения при параллельных определениях не должны превышать 0,05%.

.2 Подготовка проб при валовом определении микроэлементов в растениях. ГОСТ 30178 - 96

При использовании способа сухого озоления или кислотной экстракции с озолением золу растворяли в тигле при нагревании в азотной кислоте (1:1) по объёму из расчёта 1-5 см³ кислоты на навеску в зависимости от зольности продукта. Раствор выпаривали до влажных солей. Осадок растворяли в 15 - 20 см³ азотной кислоты массовой долей 1%. Раствор количественно переносили в мерную колбу вместимостью 25 см³ и доводили до метки той же кислотой.

При неполном растворении золы полученный раствор с осадком упаривали до влажных солей, перерастворяли в минимальном объёме соляной кислоты (1:1) по объёму, ещё раз упаривали до влажных солей и растворяли в 15 - 20 см³ соляной кислоты массовой долей 1%. Раствор количественно переносили в мерную колбу вместимостью 25 см³ и доводили до метки той же кислотой.

При неполном растворении золы полученный раствор с осадком доводили до объёма 30 - 40 см³ соляной кислотой с массовой долей 1% и подогревали на водяной бане или электроплитке при слабом нагреве в течение 0,5 ч.. Если и в этом случае полного растворения не наблюдалось, раствор отфильтровывали через промытый растворителем фильтр, осадок промывали и отбрасывали, а фильтрат переносили в мерную колбу вместимостью 50 см³ и доводили до метки той же кислотой.

Приготовление контрольного раствора. В качестве нулевого стандарта применяли раствор соляной кислоты с массовой долей 1%, используемый для растворения проб и разбавления стандартных растворов сравнения в данной серии испытаний. Контрольные чаши (стаканы, колбы), полученные вместе с минерализатами проб, проводили через все стадии приготовления испытуемых растворов с добавлением тех же количеств реактивов.

.3 Подготовка проб при определении микроэлементов в водном извлечении из листьев растения

Аналитическую пробу сырья измельчали до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 2 мм. 10 г измельченного сырья помещали в колбу вместимостью 250 мл, прибавляли 200 мл воды. Затем колбу соединяли с обратным холодильником и кипятили на электрической плитке, поддерживая слабое кипение, в течение 30 мин. Экстракцию повторяли ещё 2 раза, используя первый раз 200 мл воды, второй раз 100 мл воды, затем извлечения объединяли. Извлечение фильтровали. Фильтр с осадком промывали и отбрасывали (ГФ XI, 1989).

.4 Извлечение подвижных форм тяжелых металлов ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН=4,8

Подвижные формы соединений элементов в почвах извлекали ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН = 4,8 (ААБ). Этот экстрагент принят агрохимической службой для извлечения доступных растениям микроэлементов и служит для оценки обеспеченности почв этими элементами.

Отношение почвы к раствору 1:10, время воздействия 1 ч при взбалтывании на ротаторе или настаивании в течение суток. Метод предложен Н.К. Крупским и А.М. Александровой (1964) и пригоден для некарбонатных и карбонатных почв.

Пробу почвы массой 10 г помещали в коническую колбу вместимостью 100 - 200 см³, приливали 50 см³ ацетатно-аммонийного буфера. Суспензию взбалтывали 1 ч. Суспензии карбонатных почв, не закрывая емкости, периодически взбалтывали от руки до прекращения выделения углекислого газа. Вытяжки фильтровали через сухой складчатый фильтр "белая лента", по возможности не перенося почву на фильтр. К оставшейся в колбе почве приливали еще 50 см³ ацетатно-аммонийного буфера и экстрагирование повторяли. Повторное фильтрование производили в ту же колбу, перенося на фильтр максимальное количество почвы.

Одновременно проводили холостой анализ, включая все его стадии, кроме взятия проб почвы. В полученном фильтрате определяли элементы атомно-абсорбционным методом в пламени ацетилен - воздух.

.5 Атомно-абсорбционная спектрометрия

Атомно-абсорбционная спектрометрия - это метод анализа, основанный на способности атомов определяемых элементов селективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны.

Качественный анализ вещества или определение элементного состава осуществляли по появлению в спектре характеристических линий поглощения атомов. Количественный анализ основан на зависимости одного из параметров, характеризующих линию поглощения, от концентрации атомов элемента в поглощающем слое.

Этот метод выгодно отличается от традиционных аналитических методов универсальностью, простотой выполнения анализа и высокой производительностью и обеспечивает высокий предел обнаружения, что позволяет в частности использовать его для определения микроэлементов в растениях.

.5.1 Общая схема аналитического процесса при атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС)

Атомно-абсорбционный метод анализа наиболее разработан для определения элементного состава жидких проб, поэтому аналитический процесс метода проводят по установленной схеме.

Отбирали определенную массу анализируемого вещества для химической обработки этой навески с целью разрушения структуры вещества, растворения составляющих элементов и приготовление рабочего раствора. Создавали поглощающий слой атомного пара. С этой целью рабочий раствор пробы вводили в атомизатор, в котором растворитель испаряется, сухой остаток разлагается и превращается в атомный пар. Через слой атомного пара пропускали свет от источника излучающего характеристический линейчатый спектр определяемого элемента. Из светового потока, прошедшего через поглощающий слой, выделяли участок спектра соответствующий резонансной линии поглощения.

Оценивали сначала величину поглощенной энергии и затем - аналитического сигнала. Строили градуировачный график по результатам замера аналитического сигнала для стандартных растворов и определяли расчетный коэффициент для интервала концентрации, в котором градуировачный график прямолинеен. Вычисляли концентрацию определяемого элемента.

Оценивали правильность результатов анализа партии проб путем сравнения результатов анализа стандартных проб путем сравнения результатов анализа стандартных образцов состава (СОС) с данными их аттестации.

2.6 Количественное определение полисахаридов

Государственная фармакопея (1989) предлагает проводить стандартизацию листьев Подорожника большого по суммарному содержанию полисахаридов в водном извлечении гравиметрией.

Аналитическую пробу сырья измельчали до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 2 мм. Около 10 г (точная навеска) измельченного сырья помещали в колбу со шлифом вместимостью 250 мл, прибавляли 200 мл воды, колбу присоединяли к обратному холодильнику и кипятили при перемешивании на электрической плитке в течение 30 мин. Экстракцию повторяли еще 2 раза, используя первый раз 200 мл, второй раз- 100 мл воды. Водные извлечения объединяли.

мл раствора помещали в пробирку, прибавляли 75 мл 95% спирта, перемешивали, подогревали на водяной бане до 30^оС в течение 5 мин. Осадок фильтровали и последовательно промывали 15 мл 95% спирта этилового. Фильтр с осадком высушивали сначала на воздухе, затем при температуре 100- 10^оС до постоянной массы.

Содержание полисахаридов в пересчете на абсолютно сухое сырье в % (Х) вычисляли по формуле:

где m₁ - это масса фильтра в г;

m₂ - масса фильтра с осадком в г;

W - потеря в массе при высушивании сырья в %;

m - масса сырья в г.

2.7 Метод определения содержания суммы хлорофиллов

Аналитическую пробу воздушно-сухого сырья измельчали до размера частиц, проходящих сквозь сито с отверстиями диаметром 1 мм. Около 1 г сырья (точная навеска) помещали в колбу на 100 мл, заливали 30 мл спирта этилового 90% и настаивали на водяной бане с обратным холодильником в течение 30 минут, затем настаивали в течение 30 минут при встряхивании в шейкере, предварительно плотно закрыв колбы. Извлечение фильтровали через бумажный фильтр, фильтр помещали обратно в колбу. Экстракцию повторяли дважды, используя каждый раз по 20 мл экстрагента. Полученные фильтраты объединяли, замеряли объём полученного извлечения и проводили измерение оптической плотности на спектрофотометре СФ-56 при длине волны 666 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения использовали спирт этиловый 90%.

Расчёт количественного содержания суммы хлорофиллов производили с помощью калибровочного графика, построенного по РСО хлорофилла-α по формуле:

где D - показатель оптической плотности;

V - объём извлечения;

K - коэффициент пересчёта, рассчитанный по калибровочному графику, построенному по РСО хлорофилла-α;

 m - точная навеска сырья, г;

W - потеря в массе при высушивании сырья в процентах (Губин К.В., Ханина М.А., 2009).

2.8 Статистический анализ результатов исследования

Статистическая обработка данных осуществлялась по общепринятым методикам на в среде Windows с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0. и Microsoft Excel версии 2000. При работе с базой данных проводилось определение средних арифметических значений (M), стандартных ошибок средних арифметических (m), стандартного отклонения, оценки значимости различий средних арифметических по критерию t Стьюдента. Для оценки степени связи между изучаемыми количественными признаками определялся коэффициент корреляции (r) (Митропольский А.К., 1971).

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

.1 Зольность листьев П. большого в зависимости от места сбора

Под общей золой понимают прокаленный минеральный остаток, полученный в результате сжигания пробы испытуемого вещества.

Нами была рассчитана зависимость между количеством золы общей в листьях растения и расстоянием от оси дороги и достоверность разности между зольностью для вымытых и немытых растений. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 Количество золы общей на разном удалении от автотрассы

Согласно полученным результатам (табл. 1), достоверная разница между зольностью для вымытых и немытых растений выявлена только для образцов, отобранных на расстоянии 10 м и 50 м от дороги. При дальнейшем отдалении от дороги разница не достоверна.

Выявлена слабая корреляционная связь между содержанием золы общей в немытых и мытых листьях растения и расстоянием от дороги. Поскольку корреляция слабая, данный показатель в оценке антропогенного загрязнения листьев П. большого не информативен.

Государственная фармакопея (1989) разрешает использовать листья П. большого в качестве лекарственного растительного сырья, если содержание золы общей в них не превышает 20%. Данному критерию удовлетворяют все представленные образцы. Таким образом, нами выяснено, что общий минеральный остаток листьев растений, собранных на разном удалении от автотрассы, примерно одинаков. Судить о загрязненности исследуемого лекарственного сырья по данному параметру не представляется возможным.

.2 Определение массовой доли золы, не растворимой в соляной кислоте с массовой долей 10%

Количество золы, не растворимой в 10% растворе HCl - это показатель загрязненности растительного сырья преимущественно нерастворимыми соединениями SiO₂.

Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 Количество золы, не растворимой в 10 % HCl, на разном удалении от автотрассы

Согласно полученным результатам (табл. 2), достоверная разница между зольностью для вымытых и не мытых растений выявлена для образцов, отобранных на расстоянии 10 и 25 метров от дороги. При дальнейшем отдалении от дороги разница не достоверна. Возможно, отсутствие разницы между мытыми и немытыми листьями растения связано с обилием осадков в летний сезон 2009 года, пыль смывалась с листьев дождями. Выявлена достоверная отрицательная корреляция между содержанием золы, не растворимой в 10% HCl и расстоянием от дороги (r=-0,62). Данный показатель может служить критерием экзогенного загрязнения растительного сырья.

Государственная фармакопея (1989) разрешает использовать листья П. большого, если количество золы, не растворимой в 10% HCl не более 6 %. В образцах, собранных на удалении 10 м, нами выявлено превышение содержания данного показателя, причём, и в мытых и немытых растениях и 25 м от трассы - только в не мытых.

Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что существует обратная связь между удалённостью от дороги и количеством золы, не растворимой в 10% соляной кислоте. Придорожной полосой, в которой не рекомендуется собирать П. большой является 10 - 25 метров по данному показателю.

.3 Элементный состав листьев П. большого

Между содержанием ХЭ в мытых и немытых листьях П. большого достоверной разницы выявлено не было. Поскольку в промышленных масштабах лекарственное сырье заготавливается в естественном виде, мы сочли более целесообразным представить данные о содержании ХЭ в немытых растениях. Извлечение подвижной формы металлов из листьев растения проведено 10% соляной кислотой. Анализ полученных результатов позволяет условно выделить 2 группы ХЭ:

)        элементы, количество которых в растениях снижается с удалением от дороги - Cd, Fe, Mn, Pb (табл. 3);

)        металлы, количество которых в растениях увеличивается с удалением от дороги - Cu, Mg, Sr, Zn (табл. 4).

Таблица 3 Содержание подвижной формы элементов-поллютантов, мг/кг сухого в-ва (M±m)

Таблица 4 Содержание подвижной формы элементов-биофилов, мг/кг сухого в-ва (M±m)

Для всех элементов первой группы выявлена достоверная отрицательная корреляция между расстоянием от шоссе и их концентрацией в растениях. Максимальный коэффициент корреляции (-0,95) выявлен для свинца, хотя с 1 января 2003 года действует закон "Об ограничении оборота этилированного бензина в Российской Федерации". В качестве альтернативы антидетонационным алкилсвинцовым присадкам в России разрешены к использованию органические соединения марганца, железа. Возможно, с этим связан высокий коэффициент корреляции железа и марганца. Концентрация подвижной формы железа в растениях, собранных на 10 м от дороги, в 4 раза выше, чем в растениях, отобранных дальше 50 м. Марганец из выше представленных ХЭ является самым малотоксичным элементом, но он способен накапливаться в растениях. С выбросами автотранспорта в атмосферу поступает опасные соединения кадмия (Пархоменко Н.А., Ермохин Ю.И., 2005).

Количество элементов-биофилов в листьях увеличивается с отдалением от дороги, т.е. в растениях, находящихся в более благоприятных экологических условиях. Количество магния увеличивается с отдалением от дороги (r=0,7). Основная физиологическая роль магния связана с его вхождением в молекулу хлорофилла, а также он входит в состав запасного вещества - фитина, который используется в энергетическом обмене и как источник фосфорной кислоты (Сергейчик, 1997). Возможно, количество магния в придорожной зоне уменьшается из - за ингибирования фотосинтетических процессов. Концентрация подвижной формы стронция при удалении от дороги также растёт. При расчёте парной корреляции выяснилось, что стронций и магний являются в данных условиях синергистами (r=0,93). Концентрация цинка практически не меняется в зависимости от степени удалённости от автотрассы.

.4 Количество элементов в водном извлечении из листьев П. большого на разном расстоянии от автотрассы

П. большой применяется в медицине как источник большого числа полисахаридов. Государственная фармакопея рекомендует использовать водное извлечение из листьев П. большого, при этом извлекается максимальное количество полисахаридов из лекарственного растительного сырья. Этот факт выводит на передний план вопрос о количестве элементов в водном извлечении из листьев P. major. Водорастворимые формы элементов легче переходят в пищевую цепь, т.е. обладают большей биодоступностью для организмов.

Основные результаты определения элементного состава водного извлечения из листьев П. большого представлены в табл. 5.

Таблица 5 Содержание водорастворимой формы ХЭ, мг/кг сухого в-ва

Содержание Mg, Mn, Sr в водной и солянокислой извлечениях практически одинаково, т.е. основная часть их соединений находится в листьях в водорастворимой форме.

Cu, Fe, и Zn переходят в водный раствор в количествах, на порядок меньших, чем при экстракции 10% HCl. Количество Cd в придорожной зоне шириной 50 м составляет около 0,05 мг/кг, а количество Pb - около 0,2 мг/кг. В водном извлечении из листьев растений, собранных на расстоянии дальше 50 м, содержание этих элементов ниже чувствительности прибора (0,001 и 0,01 мкг/мл, т.е. 0,01 и 0,1 мг/кг соответственно).

Таким образом, элементы с преобладающим токсическим действием накапливаются в прочносвязанной форме. При экстракции водой тяжелые металлы слабо переходят в раствор, поэтому применение водного извлечения из листьев П. большого является достаточно безопасным для здоровья человека.

3.5 Определение микроэлементного состава почвы под П. большим

В таком крупном индустриальном центре, как Новосибирск, имеется два основных вместилища избыточных ХЭ - воздух и почва. Загрязнение атмосферы оказывает отрицательное влияние на здоровье жителей города, загрязнение почвы, может представлять опасность только для лиц, потребляющих в пищу выращенную растительную продукцию. Важна и оценка загрязнённой почвы как источника воздушной пыли.

Рис.1 Динамика содержания подвижной формы ХЭ в почве под П. большим.

Извлечение подвижной формы металлов из почвы проведено ацетатно-аммонийным буферным раствором с pH 4,8 по методу Крупского-Александровой. В результате исследований получены данные о концентрации в почве, отобранной на разном удалении от дороги, подвижных форм: Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn (рис.1).

В результате исследований выяснилось, что концентрация подвижной формы Cd, Cu, Pb, Sr, Zn при увеличении расстоянии от автотрассы сильно падает. Количество этих металлов в придорожной зоне выше по сравнению зоной, находящейся на 100 - 200 метрах от дороги. Количество этих металлов в придорожной зоне выше по сравнению зоной, находящейся на 100 - 200 метрах от дороги.

В почве придорожной полосы концентрация цинка в 2 раза выше по сравнению с почвой, отобранной на расстоянии 50 м и дальше. Избыточное поступление цинка в почву связано истиранием резиновых покрышек. Повышенное содержание меди и магния, возможно, связано с воздействием выхлопных газов автотранспорта. Загрязнение почв свинцом носит необратимый характер, так как будет продолжаться даже при небольших дозах его поступления в почву. Хотя нерастворимость адсорбированных и осаждённых ионов Pb в почве делает его малодоступным для растений, содержание Pb в листьях растения коррелирует с содержанием его в почвах, что указывает на поглощение свинца растениями. Низкий коэффициент корреляции между Fe, Mn и Sr и расстоянием от дороги (r=0,29, -0,49, 0,26 соответственно). В данных условиях железо и стронций являются синергистами (r=0,98). В результате проведённых исследований выяснилось, что на данной территории обеспеченность почвы микроэлементами различна (табл. 9). Наблюдается повышенная обеспеченность почвы кальцием и марганцем, средняя обеспеченность цинком и магнием, очень низкое содержание меди. Кадмия и свинца содержится в 5-10 раз меньше ПДК. В целом количество тяжёлых металлов на данной территории не превышает допустимых уровней, даже на расстоянии 10 метров от дороги.

Таблица 9 Корреляция микроэлементов между растениями и почвой

- для подвижной формы Fe ПДК в настоящее время не разработана. Нами отмечена сильная положительная корреляционная связь между количеством Са, Pb, Zn в почве и листьях растений (r=0,89, 0,78, 0,89 соответственно).

По концентрации этих элементов в почве можно судить об их количестве в листьях П. большого.

Содержание подвижной формы исследуемых металлов в почве находится в пределах допустимых значений, принятых для ПДК тяжёлых металлов в почве, при использовании в качестве экстрагента ацетатно-аммонийного буферного раствора с pH 4,8.

.6 Сравнение содержания различных элементов в П. большом с литературными данными

Одним из путей поступления тяжёлых металлов в организм человека являются лекарственные средства на основе растительного сырья.

Однако содержание металлов в лекарственных растениях, в том числе и дикорастущих, до сих пор не нормируются, поэтому для гигиенической оценки лекарственного растительного сырья мы использовали показатели, принятые для БАД на растительной основе.

Чтобы дать ориентировочную оценку безопасности лекарственного растительного сырья, собранного на разном расстоянии от дороги, мы сравнили с имеющимися в литературе данными.

Полученные результаты представлены в таблице 5:

Таблица 5 Сравнение содержания ХЭ (мг/кг сухого в-ва) в П. большом с литературными данными

Из таблицы 5 видно, что содержание всех металлов в сухом веществе и водном извлечении находится в пределах допустимых значений, принятых для биологически активных добавок к пище на растительной основе СанПиН 2.3.2.560-2002. Данное сырьё может быть использовано в медицине.

Этот факт, позволяет сделать нам вывод о безопасности листьев П. большого по данному критерию, собранном даже на расстоянии 10 м от дороги (на данной исследуемой территории). Возможно, это связано с высокой устойчивостью этого растения к антропогенной нагрузке. Растения с помощью защитных механизмов в состоянии ограничивать движение избыточных ионов из корней в надземные органы. Способность растений ограничивать накопление тяжёлых металлов в употребляемых человеком органах проявляется на техногенно загрязнённых почвах, что может значительно снизить остроту экологической ситуации (Ильин, В.Б., 1991, Кабата-Пендиас, А., 1989).

Итак, наши данные позволяют отнести П. большого, произрастающий на данной территории, к растениям с высоким экологическим потенциалом. В дальнейшем возможно расширение ресурсной базы этого вида путём получения гигиенически чистой продукции на несильно загрязнённой территории. На исследуемой нами территории допустима заготовка листьев П. большого при условии строгого соблюдения правил заготовки лекарственного растительного сырья.

.7 Динамика накопления хлорофилла-а в листьях подорожника на разном удалении от автотрассы

Количество хлорофилла в листьях растения может служить индикатором состояния его среды обитания. Кроме того, этот пигмент широко используется как БАД. Обнаружено сходство в строении молекулы хлорофилла и гемоглобина, поэтому хлорофилл способен оказывать на кровь человека сходное с действием гемоглобина повышать уровень кислорода, ускорять азотистый обмен.

Процентное количество хлорофилла определяли экстракцией высушенного растительного материала 98% этиловым спиртом спектрофотометрическим методом на длине волны 666 нм.

Рис.2 Содержание хлорофилла, магния и меди в зависимости от степени удалённости от дороги

Количество хлорофилла в листьях растения коррелирует с количеством магния, поскольку магний входит в состав молекулы этого пигмента (рис.2). Коррелирует с хлорофиллом и медь (r=0,82). Медьсодержащий белок пластоцианин участвует в процессе фотосинтеза (Сергейчик С.А., 1997). При расчёте коэффициента парной корреляции выяснилось, медь и магний - синергисты. Очевидно, что от оптимального соотношения этих металлов зависит скорость фотосинтеза и количество хлорофилла.

В процессе исследования влияния элементов на количество хлорофилла выяснилось, что содержание этого пигмента не зависит от количества Pb, Fe, Zn, Mn и Ca (r=0,2; 0,3; 0,4; 0,1 и -0,3 соответственно). Однако нами обнаружен антагонизм между хлорофиллом и кадмием (r=-0,63).

В целом чувствительность хлорофилла к антропогенному воздействию в данных условиях высокая (r=0,9).Можно сделать вывод, что содержание хлорофилла может служить индикатором загрязнения окружающей среды на исследуемой территории. Судя по данному критерию, сбор сырья для приготовления из листьев П. большого спиртового извлечения наиболее оптимален на расстоянии не менее 100 м от автотрассы.

.8 Содержание водорастворимых полисахаридов в листьях растения

Известно более 10 лекарственных препаратов в составе, которых присутствуют листья П. большого: «Плантаглюцид», «Сок подорожника», «Экстракт подорожника», «Гастрокалм» и другие. Основными действующими веществами большинства этих препаратов являются водорастворимые полисахариды.

Государственная фармакопея (1989) предлагает проводить стандартизацию листьев P. Major по суммарному содержанию полисахаридов в водном извлечении гравиметрией.

Таблица 5 Количество водорастворимых полисахаридов в листьях П. большого, %

В целом чувствительность полисахаридов к антропогенному воздействию в данных условиях низкая (r=-0,23). Содержание водорастворимых полисахаридов в листьях растений, произрастающих в местах наиболее интенсивного движения автотранспорта, почти одинаковое по сравнению с растениями, отобранными в экологически благоприятной зоне. Если судить по данному критерию о качестве и безопасности листьев, собранных в придорожной зоне, заготовка сырья для получения водного извлечения возможна.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

.        Придорожной полосой, в которой не рекомендуется собирать П. большой является 10 - 25 метров от автотрассы, поскольку содержание золы нерастворимой в 10% HCl выше нормы.

.        Листья П. большого для последующего приготовления водного извлечения рекомендуется заготавливать на расстоянии не менее 50 м от дороги, для получения более качественного спиртового экстракта - не менее 100 м.

.        Сумма хлорофиллов в пересчёте на хлорофилл-α в листьях P. major может использоваться как биоиндикатор антропогенного загрязнения.

ВЫВОДЫ

. Общий минеральный остаток листьев растений, собранных на разном удалении от автотрассы, отличается незначительно. Существует обратная связь между удалённостью от дороги и количеством золы, не растворимой в 10% соляной кислоте.

. Влияние автомагистрали на элементный состав листьев П. большого обнаруживается, но, благодаря высокой устойчивости данного растения к антропогенной нагрузке, тяжелые металлы накапливаются в прочносвязанной форме и очень слабо переходят в водное извлечение.

. Содержание подвижной формы исследуемых металлов в почве находится в пределах допустимых значений, принятых для ПДК тяжёлых металлов в почве, при использовании в качестве экстрагента ацетатно-аммонийного буферного раствора с pH 4,8.

. Количество хлорофилла в листьях П. большого может служить индикатором загрязнения окружающей среды на исследуемой территории.

. Содержание водорастворимых полисахаридов в листьях растений, произрастающих в местах наиболее интенсивного движения автотранспорта, почти одинаковое по сравнению с растениями, отобранными в экологически благоприятной зоне.

Список литературы

1.       Алексеев Ю.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. - М.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.

.        Аржанова В.С. Геохимия ландшафтов и техногенез / В.С. Аржанова, П.В. Елпатьевский. - М.: Наука. 1980. - 196 с.

.        Бутковский Р.О. Автотранспортное загрязнение и энтомофауна / Р.О. Бутковский // Агрохимия. - 1990. - №4. - С. 31-33.

.        Ведина О.Т. Цинк в сельскохозяйственных растениях придорожных экосистем / О.Т. Ведина, С.И. Толеа, И.С. Пайлик // Тяжёлые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах: материалы науч.-практ. конф. (21 - 24 дек. 1992г.). - М., 1994. - С. 4 - 16.

.        Виноградов А.П. Основные закономерности в распределении микроэлементов между растениями и средой // Микроэлементозы в жизни растений и животных. - М.: Изд-во АН СССР, 1952. - С. 7 - 20.

.        Глуховский А.Б. Влияние навоза. Пестицидов и близости автотрассы на содержание твёрдых металлов в почвах и растениях / А. Б. Глуховский, В.Г. Сергеев, М.Ю. Ежов // Твёрдые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах: материалы прикл. конф. РАСХН (21 - 24 дек. 1992 г.). - М., 1994. - 292 с.

.        Государственная фармакопея СССР. Вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. 11-е издание доп.М.: Медицина, 1989. - 400 с.

.        Губин К.В., Ханина М.А. Методы выделения, качественного обнаружения и определения количественного содержания БАВ лекарственного растительного сырья. Новосибирск, 2009. 22 с.

.        Динамика накопления и распределения никеля в растениях овса / И.В. Андреева, В.В. Говорина, Б.А. Ягодин, О.Т. Досимова // Агрохимия. - № 4 - 2000. - С. 68-71.

.        Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды Российской Федерации и его влиянии на здоровье населения: документ Государственного комитета РФ по охране окружающей среды // Спец. Выпуск газеты «Зелёный мир». - 1997. - № 5. - С. 4-16.

.        Ермаков В.В. Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы. Биогеохимическая эволюция таксонов биосферы в условиях техногенеза / В.В. Ермаков. - М.: Наука, 2003. - 351 с.

.        Ермохин Ю.И. Познай свой дом и помоги природе и себе / Ю.И. Ермохин, Э.П. Гужулев, А.Е. Сницарь. - Омск: ГУИПП Ом. дом печати, 1998. - 264 с.

.        Захурул И.Мд. Влияние молибдена и цинка на засухоустойчивость и продуктивность яровой пшеницы: автореф.дис.канд.биол.наук: 06.01.04 - агрохимия / И.Мд. Захурул; Моск. с.-х. акад.им.К.А.Тимирязева. - М.: Наука, 1998. - 20 с.

.        Ильин В.Б. Элементный химический состав растений / В.Б. Ильин. - Новосибирск, Наука. Сиб. Отд-ние, 1985. - 129 с.

.        Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение / В.Б. Ильин. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 151 с.

.        Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжёлыми металлами / В.Б. Ильин // Агрохимия. - 1997. - №5. - С. 65 - 70.

.        Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б. Ильин, А.И. Сысо. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. - 229 с.

.        Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас Х - М.: Мир, 1989. - 439 с.

.        Казюта Н.Р. Загрязнение тяжёлыми металлами разнотравья и сельскохозяйственных культур вдоль автотрасс / Н.Р. Казюта // Тяжёлые металлы в окружающей среде и охрана природы: материалы Всесоюз. конф. - М., 1988. - С. 41-43.

.        Кальницкий Б.Д. Минеральные вещества в кормлении животных / Б.Д. Кальницкий. - Л.: Агропромиздат, 1985. - 207 с.

.        Касатиков В.А. Влияние осадков городских сточных вод на микроэлементный состав почвы / В.А. Касатиков // Почвоведение. - 1991. - №9. - С. 41-49.

.        Ковалевский А.Л. Биогеохимия растений / А.Л. Ковалевский. - Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1991. - 296 с.

.        Красницкий В.М. Агроэкотоксикологическая оценка агроценозов: монография / В.М. Красницкий. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2001. - 68 с.

.        Красницкий В.М. Агрохимическая и экологическая характеристика почв Западной Сибири: монография / В.М. Красницкий. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2002. - 144 с.

.        Крупский Н.К. К вопросу об определении подвижных форм микроэлементов / Н.К. Крупский, В.М. Александрова // Микроэлементы в жизни растений, животных и человека: Сб. науч. тр. - Киев: Наукова думка, 1964. - С. 125 - 133.

.        Лекарственное растительное сырьё. Фармакогнозия. / Под ред. Яковлева Г.П., Блиновой К.Ф. / - СПб: СпецЛит, 2004. - 765 с.

.        Лунев М.И. Пестициды и охрана агрофитоценозов / М.И. Лунев. - М.: Колос, 1992. - 287 с.

.        Луканин В.Н. Экологические действия автомобильных двигателей на окружающую среду. / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко // Итоги науки и техники. - М.: ВИНИТИ, 1993. - 238 с.

.        Махлаюк В.П. Лекарственные растения в народной медицине / В.П. Махлаюк. - Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1993. - 544 с.

.        Мерзлая Г.Е. Экологическая оценка осадка сточных вод / Г.Е. Мерзлая // Химия в сел. хоз-ве. - 1995. - №4. - С. 38-42.

.        Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / П.А. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.

.        Минеев В.Г. Экологические проблемы агрохимии / В.Г. Минеев. - М.: МГУ, 1988. - 283 с.

.        Миркин Б.М. Наука о растительности: (история и современное состояние основных концепций) / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова. - Уфа: Гилем, 1998. - 413 с.

.        Митропольский А.К., Техника статистических вычислений. 2-е изд. - М.: Наука, 1971. - С. 93

.        Мотузова Г.В. Буферность почв по отношению к неорганическим полютантам и возможность её количественной оценки / Г.В. Мотузова, Н.Ю. Барсова // Тяжёлые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде: материалы II Междунар. науч.-практ. конф. (16 - 18 окт. 2002г.) - Семипалатинск, 2002 . - Т. 1. - С. 11 - 115.

.        Николаевский В.С. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации / В.С. Николаевский. - Пушкино: Министерство природных ресурсов РФ, 2002. - 220 с.

.        Овчаренко М.М. Тяжёлые металлы в системе почва - растение - удобрение: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук 06.01.04 / М.М. Овчаренко. - М., 2000. - 56 с.

.        Оленников Д.Н. Подорожник большой (Plantago major L). Химический состав и применение / Д.Н. Оленников, A.B. Samuelsen, Л.М. Танхаева // Химия растительного сырья. - № 2 - 2007. - С 32 - 50.

.        Пархоменко Н.А. Агроэкологическая оценка действия тяжёлых металлов в системе почва - растение вдоль автомагистралей в условиях лесостепи Западной Сибири / Н.А. Пархоменко, Ю.И. Ермохин. - Омск: ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. - 112 с.

.        Пилат Т.М. Биологически активные добавки к пище / Т.М. Пилат, А.А. Иванов. - М: Авваллон. - 2002. - 710 с.

.        Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения: санитарные правила и нормы. - М.: Информ.-изд. Центр Госкомсанэпидемнадзора России, 2001. - 111 с.

.        Потин С.Н. Содержание тяжёлых металлов в почве и растениях в пригородной зоне Омска / С.Н. Потин, А.Д. Иванов, Ю.И. Ермохин // Почвы, удобрения, урожай: сб. науч. тр. / ОмГАУ. - Омск, 1996. - С. 38 - 49.

.        Потатуева Ю.А. Влияние длительного применения фосфорных удобрений на накопление в почве и растениях тяжёлых металлов и токсических элементов / Ю.А. Потатуева, Ю.И. Касницкий, А.Д. Хлыстовский // Агрохимия. - 1994. - №8 - С. 98 - 113.

.        Просянников В.И. Степень загрязнения тяжёлыми металлами г. Анжеро-Судженска (Кемеровская область) и прилегающих территорий / В.И. Просянников [и др.] // Тяжёлые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах: материалы науч-практ. конф. (21 - 24 дек. 1992 г.). - М., 1994. - С. 222 - 227.

.        Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав, использование; Семейства Caprifoliaceae-Plantaginaceae. Т. 5. - СПб: Наука, 1990. - 328 с.

.        Решецкий Н.П. Тяжёлые металлы в системе почва - растение при длительном применении осадков городских сточных вод / Н.П. Решецкий // Тяжёлые металлы и радионуклиды в агроэкологических системах: материалы науч-практ. конф. (21 - 24 дек. 1992 г.). - М., 1994. - С. 79 - 81.

.        Сергейчик С.А. Растения и экология / С.А. Сергейчик. - Мн.: Ураджай, 1997 - 224 с.

.        Серегин И.В. Физиологические аспекты токсического действия кадмия и свинца на высшие растения / И.В. Серегин, В.Б. Иванов // Физиология растений. - 2001. - Т. 48. - С. 606-612.

.        Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение) / А.В. Скальный, М.Т. Скальная, Есин А.В. - М., 1997. - 48 с.

.        Сысо А.И. Загрязнение тяжелыми металлами снегового покрова г. Новосибирска в 2003-2004 гг. / А.И Сысо, М.И. Яцков, А.А. Даниленко, О.Г. Привалова, Б.А. Смоленцев // Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде. - Семипалатинск, 2004. - Т. 2 . - С. 409-415.

.        Тужилкина В. В. Влияние техногенного загрязнения на фотосинтетический аппарат сосны / В.В. Тужилкина, Н.В. Лоданова, С.Н. Плюснина // Экология - 1998. - №2. - С. 89 - 93.

.        Черных Н.А. Экологические аспекты загрязнения почв тяжёлыми металлами / Н.А. Черных. - М.: Агроконсалт, 1999. - 176 с.

.        Шепелев В.В. Эколого-агрохимические аспекты длительного применения удобрений: лекции по агрохимии / В.В. Шепелев - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000 - 27 с.

.        Шматько И.Г. Водный режим и засухоустойчивость пшеницы / И.Г. Шматько, О.Е. Шведова. - Киев: Наук. думка, 1977. - 324 с.

.        Ягодин Б.А. Кадмий в системе почва - удобрение - растения - животные организмы и человек / Б.А. Ягодин, С.Б. Виноградова, В.В. Говорина // Агрохимия. - 1989. - № 5. - С. 118 - 130.

.        Ягодин Б.А. Тяжёлые металлы и здоровье человека / Б.А. Ягодин // Химия в сельском хозяйстве. - 1995. - № 4. - С. 18 - 20.

57.     Adriano D.C. Trace elements in the terrestrial environment / D.C. Adriano. - New York, Berlin, Heidelberg, Tokyo: Springer-Verlag, 1986. - 533 p.

.        Alvazer-Tinaut M.C. Iron-manganese interaction and its relation to boron levels in tomato plant / M.C. Alvazer-Tinaut, A. Leal // Plant and Soil. - 1980. - Vol. 55. - P. 377

.        Lebensmittel - Toxikologie (Autorenkollektiv). - Berlin: Akademie-Verlag, 1989. - 664 S.

.        Pacyna J.M. Contribution of elements to the atmosphere from natural sources / J.M. Pacyna // Chemical climatology and geomedical problems (ed.by J.lag). The Norwegian Academy of Sciences and Lettrs - Osbo. - 1992. - P. 91-104.