Анализ накопления радионуклидов лекарственными и другими хозяйственно ценными видами растений природных экосистем Брагинского района Гомельской области

0
149
Анализ накопления радионуклидов лекарственными и другими хозяйственно ценными видами растений природных экосистем Брагинского района Гомельской области

Глобальная техногенная экологическая катастрофа ХХ ст. — авария на ЧАЭС в 1986 г. при­вела к радиоактивному загрязнению значительной территории Республики Беларусь. Наиболее пострадали от аварии районы Гомельской области, в том числе и Брагинский.

Задачей исследований было выяснение возможности безопасного для здоровья человека использования лекарственных и других хозяйственно ценных видов растений на территории наи­более пострадавшего от радиоактивного загрязнения радионуклидами Брагинского района.

Объекты, программа и методика исследований

Объектами исследований были хозяйственно ценные виды растений в лесных, луговых и рудеральных экосистемах Брагинского района с различной плотностью радиоактивного загряз­нения 137Cs и 90Sr.

Программа исследований включала изучение синтаксономии природных экосистем [1-5, 12, 13], видового состава лекарственных и других хозяйственно ценных растений [6], определе­ние степени загрязнения растений радионуклидами 137Cs и 90Sr и коэффициента накопления ра­дионуклидов видами растений.

Отбор проб и почв, определение радионуклидов выполнены по существующим методикам [7-10]. Определение содержания 137Cs в почвенных и растительных образцах производили на гамма-спектрометрах Tennelec-Oxford и Canberra-Pakard (США), 90Sr — радиохимическим мето­дом с радиометрическим окончанием на Canberra-2400. Удельная активность — это содержание радионуклида в единице массы, Бк/кг; коэффициент накопления — КН, характеризует отношение содержания радионуклида в единице массы почвы к массе растения, Бк/кг: Бк/кг. Оценку степе­ни радиоактивного загрязнения лекарственных растений и возможность их безопасного исполь­зования давали путем сопоставления полученных результатов с нормативными показателями РДУ/ЛТС-2004 [11].

С этой целью в летний период 2007 г. нами выполнены полевые исследования на двух объ­ектах Брагинского района.

Объект № 1 — рудеральная экосистема западной окраины д. Малейки, примыкает к пойме р. Брагинка: относится к ассоциации ArctioArtemisietum vulgaris Oberd. ex Seybold. et Th. Mull. 1972 союза Arction lappae R. Tx. 1937 em Gutte 1972, порядка Artemisietalia vulgaris Lohm. in R. Tx. 1947, класса Artemisietea vulgaris Lohm., Prsg. et al. ex von Rochov 1951. Для радиологиче­ского анализа из этой экосистемы отобрано 12 образцов растений и 2 пробы почвы.

Объект № 2 — рудеральная экосистема на месте бросовых огородов д. Соболи также отно­сится к ассоциации ArctioArtemisietum vulgaris Oberd. ex Seybold. et Th. Mull. 1972 союза Arction lappae R.Tx. 1937 em Gutte 1972, порядка Artemisietalia vulgaris Lohm. in R. Tx. 1947, класса Artemisietea vulgaris Lohm., Prsg. et al. ex von Rochov 1951. Для анализа из экосистемы взято 6 образцов растений и 2 пробы почвы.

Всего из двух объектов для радиологического анализа было отобрано 18 образцов растений и 4 пробы почвы.

Растения представлены 17 видами из 16 родов и 14 семейств. Семейство Asteraceae вклю­чало 3 вида (17,6 %), Polygonaceae — 2 (11,8 %), остальные 12 семейств — по 1 виду (по 5,9 %).

Результаты и обсуждение

Результаты изучения аккумуляции 137Cs видами растений показаны в табл. 1.

Таблица 1

Аккумуляция 137Cs растениями Брагинского района

Дата отбора Места произрастания, вид растения Содержание 137Cs в рас­тениях, Бк/кг КН по 137Cs, Бк/кг: Бк/кг
22.06.2007 Объект № 1. Рудеральная экосистема западной окраины д. Малейки, примыкает к пойме р. Брагинка. Содержание 137Cs в почве, Бк/кг
1 Хвощ болотный (Equisetum palustre) 6 0,015
2 Ольха черная (Alnus glutinosa) 6 0,015
3 Дрема белая (Melandrium album) 14 0,035
4 Ослинник двулетный (Oenothera biennis) — трава 15 0,036
5 Щавель густой (Rumex confertus) 19 0,045
6 Подмаренник настоящий (Galium verum) 31 0,074
7 Полынь горькая (Artemisia absinthium) 41 0,098
8 Щавель пирамидальный (Rumex thyrsiflorus) 55 0,133
9 Пустырник пятилопастной (Leonorus quinquelobatus) 55 0,133
10 Крапива двудомная (Urtica dioica) — трава 56 0,136
11 Клевер средний (Trifolium medium) 60 0,145
12 Пижма обыкновенная (Tanacetum vulgare) — трава 66 0,161
22.06.2007 Объект № 2. Рудеральная экосистема на месте бросовых огородов д. Соболи. Содержание 137Cs в почве, Бк/кг
13 Болиголов пятнистый (Conium maculatum) 7 0,05
14 Чистотел большой (Chelidonium majus) — трава 7 0,051
15 Лопух большой (Arctium lappa) 9 0,067
16 Крапива двудомная (Urtica dioica) — трава 11 0,079
17 Яблоня домашняя (Malus domestica) 18 0,132
18 Сокирки полевые (Consolida regalis) 23 0,161

Из табл. 1 видно, что все проанализированные виды растений двух объектов имели низкий уровень загрязнения 137Cs (от 6 до 66 Бк/кг). Они пригодны для хозяйственного использования и безопасны для здоровья человека.

В летний период 2009 г. по выполнению проекта БРФФИ № Б09БРУ-007 нами проведены исследования на 3 объектах этого же района, приграничного с территорией Черниговской облас­ти Украины.

Объект № 1 — рудеральная экосистема пустыря южной окраины д. Асаревичи. Она отно­сится к ассоциации Convolvulo — Agropyretum repentis Felf (1942) 1943 союза Convolvulo — Agropyrion Gors 1966, порядка Agropyretalia repentis Oberd., Th. Mull. et Gors in Oberd. et al. 1967, класса — Agropyretea repentis Oberd., Th. Mull. et Gors in Oberd. et al. 1967. Из этой экосистемы для ра­диологического анализа отобрано 15 образцов растений и 6 проб почвы.

Объект № 2 — лесная экосистема сосняка ракитниково-мшистого в 1 км южнее

д. Асаревичи, слева от шоссе. Она относится к ассоциации Thymo serpylli — Pinetum sylvestris Bul. et Sol. 2003 союза Cytiso ruthenici — Pinion sylvestris Krausch 1962, порядка Pulsatillo — Pinetalia sylvestris Oberd. in Oberd. et al. 1967, класса Pulsatillo — Pinetea sylvestris Oberdörfer 1992. Для ра­диологического анализа из этой экосистемы отобрано 14 образцов растений и 6 проб почвы.

Объект № 3 — склон правобережного притеррасного озера поймы р. Днепр напротив д. Асаревичи. Здесь для радиологического анализа отобрано 10 образцов растений и 6 проб почвы.

Всего в 2009 г. на 3 объектах Брагинского района отобрано для радиологического анализа 40 образцов растений и 18 проб почвы. Растения представлены 34 видами из 318 родов и 179 семейств. Наиболее многочисленными были семейства Asteraceae — 8 видов (23,5 %), Rosaceae — 5 видов (14,7 %), Fabaceae — 3 вида (8,8 %), Poaceae, Onagraceae, Scrophulariaceae и Lamiaceae — по 2 вида (по 5,9 %) каждое.

Деревьев было 5 видов (14,7 %), кустарников — 3 (8,8 %), кустарничков — 1 вид (2,9 %). Многолетних трав было 20 видов (58,8 %), одно-двулетних и двулетних — по 2 вида (по 5,9 %) и однолетних — 1 вид (2,9 %).

Результаты радиологического анализа видов растений трех объектов Брагинского района приведены в табл. 2.

Таблица 2

Содержание 137Cs и 90Sr и коэффициенты накопления лекарственными растениями Брагинского района

Дата отбора Места произрастания, вид растения Содержание 137Cs в рас­тениях, Бк/кг Содержание 90Sr в расте­ниях, Бк/кг КН по 137Cs, Бк/кг: Бк/кг КН по 90Sr, Бк/кг: Бк/кг
09.07.2009 Объект № 1. Пустырь южной окраины д. Асаревичи, рудеральное сообщество. Содержание 13 Cs в почве 378 Бк/кг; содержание 90Sr в почве 43,2 Бк/кг
1 2 3 4 5 6
1 Икотник серо-зеленый — Berteroa incana, трава с соцв. 334   0,88  
2 Вейник наземный — Calamagrostis epigeios, трава с соцв. 243   0,64  
3 Пижма обыкновенная — Tanacetum vul­gare , трава с соцв. 231   0,61  
4 Синяк обыкновенный — Echium vulgare, трава с соцв. 223   0,59  
5 Ослинник двулетний — Oenathera bien­nis , трава с соцв. 208   0,55  
6 Клевер пашенный — Trifolium arvense, трава с соцв. 188   0,50  
7 Полынь горькая — Artemisia absinthium, трава 158   0,42  
8 Сосна обыкновенная — Pinus sylvestris, ветви с хвоей 144,4 128,2 ± 28,0 0,38 3,81
9 Коровяк метельчатый – Verboscum lychnitis, трава с соцв. 128   0,34  
10 Донник белый — Melilotus albus, трава с соцв. 112,7 122,0 ± 29,2 0,30 2,82
11 Цмин песчаный — Helichrysum arenarium, трава с соцв. 53,6 373,5 ± 79,2 0,14 8,65
12 Цикорий обыкновенный — Cichorium intybus, трава с соцв. 36,0 197,4 ± 40,2 0,1 4,57
13 Тысячелистник обыкновенный — Achillea millefolium, трава с соцв. 31,1 365,8 ± 73,2 0,08 8,47
14 Зверобой продырявленный — Hypericum perforatum, трава 29,7 398,5 ± 80,0 0,08 9,22
15 Чабрец обыкновенный — Thymus serpyllum, трава с соцв. 16,2 492,1 ± 98,4 0,04 11,4
09.07.2009 Объект № 2. Лесная экосистема сосняка ракитниково-мшистого в 1км южнее д. Асаревичи, слева от шоссе. Содержание 137Cs в почве 285 Бк/кг; содержание 90Sr в почве 220 Бк/кг
16 Чистотел большой — Chelidonium majus, трава 2098   7,36  
17 Ландыш майский — Convallaria majalis, трава 885   3,11  
18 Дуб — Quercus robur, ветви с листьями 489,8 424,0 ± 85,0 1,75 1,93
19 Бородавник обыкновенный — Lapsana com­munis ,трава 428   1,50  
20 Чабрец обыкновенный — Thymus serpyllum, трава 405   1,42  
21 Малина — Rubus idaeus, ветви с листьями 385   1,35  
22 Иван-чай узколистный — Chamaenerion angustifolium, трава с соцв. 314   1,10  
23 Ежевика — Rubus caesius, ветви с листьями 297   1,04  
24 Зверобой продырявленный — Hypericum perforatum, трава с соцв. 277   0,97  
25 Сосна обыкновенная — Pinus sylvestris, вет­ви с хвоей 252   0,88  
26 Земляника лесная — Fragaria vesca, трава 236   0,83  
27 Ракитник русский — Chamaecytisus ruthenicus, ветви с листьями 204   0,71  
28 Рябина обыкновенная — Sorbus aucuparia, побеги с листьями 64,8 2494,6 ± 498,9 0,23 11,34
29 Крушина ломкая — Frangula alnus, ветви с листьями 40,4 750,9 ± 150,2 0,14 3,41
09.07.2009 Объект № 3. Берег притеррасного озера поймы р. Днепр у д. Асаревичи. Содержание 137Cs в почве 455 Бк/кг; содержание 90Sr в почве 16,2 Бк/кг
30 Частуха подорожниковая — Alisma plantagoaquatica, трава 357   0,78  
31 Чистец болотный — Stachys palustris, трава 331   0,73  
32 Вероника длиннолистная — Veronica longifolia, трава 268   0,59  
33 Птармика обыкновенная – Ptarmica vulgaris, трава 267   0,59  
34 Поручейник широколистный — Sium latifolium, трава 257   0,57  
35 Тысячелистник обыкновенный — Achillea millefolium, трава с соцв. 205   0,45  
36 Синяк обыкновенный — Echium vulgare, трава 200   0,44  
37 Полынь лечебная — Artemisia abrotanum, побеги с листьями 197   0,43  
38 Икотник серо-зеленый — Berteroa incana, трава 170   0,04  
39 Вейник наземный — Calamagrostis epigeios, трава 3,0 72,2 ± 18,1 0,007 4,46
                     

Из табл. 2 видно, что все виды растений объекта № 1 характеризовались невысокой загряз­ненностью 137Cs (от 334 до 16,2 Бк/кг), что ниже нормативов РДУ/ЛТС-2004 по 137Cs, равному 370 Бк/кг. Растения этого объекта могут быть безопасно использованы человеком.

Растения лесной экосистемы (объект № 2) оказались в различной степени загрязненными 137Cs. Первые 6 видов растений по аккумуляции 137Cs не отвечали нормативам РДУ/ЛТС-2004. Их загрязненность 137Cs была выше 370 Бк/кг.

Виды растений объекта № 3 по аккумуляции 137Cs не превышали допустимого уровня 370 Бк/кг.

Из 11 образцов растений наиболее загрязненными 90Sr были рябина обыкновенная — ветви с листьями, крушина ломкая — ветви с листьями, дуб — ветви с листьями (объект № 2), а также чабрец обыкновенный — трава, зверобой продырявленный — трава, цмин песчаный — трава, тыся­челистник обыкновенный — трава, цикорий обыкновенный — трава, сосна обыкновенная — ветви с хвоей, донник белый трава (объект № 1) и вейник наземный (объект № 3).

Исследованиями подтверждена видовая специфичность аккумуляции радионуклидов 137Cs и 90Sr растениями конкретных биотопов лесных, луговых и рудеральных экосистем; прямая зави­симость величины коэффициента накопления радионуклидов растением и плотности загрязнения биотопа радионуклидами.

Использование хозяйственно ценных (кормовых, пищевых, лекарственных и др.) видов растений, произрастающих на обследованных объектах района, возможно при соблюдении их ра­диологического контроля на содержание 137Cs и 90Sr.

Работа выполнена при финансовой поддержке БРФФИ, договор № Б09БРУ-007.

Список литературы

  1. Александрова, В. Д. Классификация растительности «Обзор принципов классификации и классификационных систем в разных геоботанических школах / В. Д. Александрова. — Л.: Наука, 1969. — 273 с.
  2. Булохов, А. Д. Эколого-флористическая классификация лесов Южного Нечерноземья России / А. Д. Булохов, А. И. Соломещ. — Брянск: Изд-во БГУ, 2003. — 359 с.
  3. Методика полевых геоботанических исследований. М.-Л.: Изд-во АНН СССР, 1938. 215 с.
  4. Миркин, Б. М. Наука о растительности (история и современное состояние основных кон­цепций) / Б. М. Миркин, Л. Г. Наумова // Наука о растительности. — Уфа: Гілем, 1998. — 413 с.
  5. Программа и методика биогеоценологических исследований. — М.: Наука, 1974. — 404 с.
  6. Определитель высших растений Беларуси / под ред. В. И. Парфенова. — Минск: Дизайн ПРО, 1999. — 472 с.
  7. Радиоактивное загрязнение растительности Беларуси (в связи с аварией на Чернобыль­ской АЭС). — Минск, 1995. — 582 с.
  8. Крупномасштабные агрономические и радиологические обследования почв сельскохо­зяйственных угодий Беларуси: методич. указания / под ред. И. М. Багдевич. — Минск, 2001.
  9. Методика отбора почвенных проб при проведении радиологического мониторинга в природных фитоценозах / Б. И. Якушев [и др.] // Доклады НАН Беларуси. — 2004. — Т. 48, № 1. — С. 69-71.
  10. Методика проведения гамма-спектрометрического анализа содержания радионуклидов в пробах окружающей среды и продуктах питания. Утв. НПО «ВНИИФТРИ» 21.12.90. Дата вве­дения 01.03.1993.
  11. Республиканский допустимый уровень содержания цезия-137 в лекарственно­техническом сырье (РДУ/ЛТС-2004). — Минск, 2004. — 3 с.
  12. Braun-Blanquet, J. Pflanzensociologie / J. Braun-Blanquet. — Wien — N. Y.: Springer-Verlag, 1964. — 865 p.
  13. Westhoff, V. The Braun-Blanquet approach / V. Westhoff, E. van der. Maarel; еd. R. H. Whittaker // Classification of plant communities. — Hague: Junk, 1978. — P. 278-399.

Авторы: Л.М. Сапегин, Н.М. Дайнеко, С.Ф. Тимофеев
Источник: Учреждение образования «Международный государственный экологический университет имени А. Д. Сахарова». Экологический вестник. № 2 (12). 2010. С. 132-136.