| |
|
|
|
| |
| №6, 2023: Раздел 2. Экология |
<< Содержание номера
<< Архив
[RUS] / [ENG] Раздел 2. Экология
А.Е. Побилат, А.А. Киричук,О.В. Баранова. Мониторинг содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах юга Средней Сибири
https://www.doi.org/10.24412/1728-323X-2023-6-56-62
УДК 57.044
А.Е. Побилат, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник кафедры медицинской элементологии, медицинский институт, Российский университет дружбы народов, [email protected], Москва, Россия
А.А. Киричук, доктор биологических наук, доцент, руководитель департамента экологии человека и биоэлементологии, Российский университет дружбы народов, [email protected], Москва, Россия
О.В. Баранова, кандидат биологических наук, доцент, заведующий лабораторией нутрициологии, Институт биоэлементологии, Оренбургский государственный университет, [email protected], Оренбург, Россия
Аннотация: В связи с развитием промышленного производства перед наукой встает вопрос о мониторинге различных объектов окружающей среды с целью мониторинга содержания различных ксенобиотиков, а также тяжелых металлов. В частности, особенно это актуально для пищевого сырья и продукции, так как превышение ПДК металлов в пище может привести к серьезным нарушениям в человеческом организме. Цель исследования: оценить содержание тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах юга Средней Сибири.
Микроэлементный состав сельскохозяйственных культур в земледельческой части Красноярского края определяется агрофизическими и агрохимическими свойствами почв, обеспеченностью их подвижными формами элементов, погодными условиями и биологическими особенностями растений. Среднее содержание меди в зерновых культурах составило от 2,0 до 4,9 мг/кг, цинка – 12,7-42,5, марганца – 9,3-29,4, кобальта – 0,04-0,36, ртути – 0,0003- 0,011, кадмия – 0,016-0,023, хрома – 0,10-0,26, никеля – 0,32-0,74, свинца – 0,16-0,31 мг/кг. Полученные данные показывают, что содержание тяжелых металлов в урожае зерновых ниже ПДК, что свидетельствует об экологической безопасности растениеводческой продукции в условиях Средней Сибири.
Региональной особенностью южной земледельческой части края является пониженное содержание микроэлементов в продуктивной части урожая сельскохозяйственных культур относительно других регионов страны и ПДК. Комплексное научно обоснованное применение удобрений под сельскохозяйственные культуры является основным фактором улучшения микроэлементного состава растений и повышения качественных параметров продукции при сохранении ее экологической безопасности.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что зерновые культуры могут служить объектом мониторинга для исключения попадания продовольствия, загрязненного ТМ, для быстрого мониторинга накопления металлов в почве. Перспективы дальнейших исследований состоят в изучении путей миграции, накопления и выведения тяжелых металлов из зерновых культур с целью сделать их безопасными при употреблении.
Abstract: In connection with the development of industrial production, science faces the issue of monitoring various environmental objects in order to control the content of various xenobiotics, as well as heavy metals. In particular, this is especially true for food raw materials and products, since exceeding the maximum permissible concentrations of metals in food can lead to serious disorders in the human body. The purpose of the study is to assess the content of heavy metals in agricultural crops in the south of Central Siberia.
The microelement composition of agricultural crops in the agricultural part of the Krasnoyarsk Territory is determined by the agrophysical and agrochemical properties of soils, the provision of mobile forms of elements, weather conditions and biological characteristics of plants. The average content of copper in grain crops ranged from 2.0 to 4.9 mg/kg, of zinc – 12.7-42.5, of manganese – 9.3-29.4, of cobalt – 0.04-0.36, of mercury – 0.0003-0.011, of cadmium – 0.016-0.023, of chromium – 0.10-0.26, of nickel – 0.32-0.74, of lead – 0.16-0.31 mg/kg. The data obtained show that the content of heavy metals in the grain harvest is below the MPC, which indicates the environmental safety of crop products in the conditions of Central Siberia.
A regional feature of the southern agricultural part of the region is the reduced content of microelements in the productive part of the agricultural crop relative to other regions of the country and the maximum permissible concentration. The comprehensive, scientifically based use of fertilizers for agricultural crops is the main factor in improving the microelement composition of plants and increasing the quality parameters of products while maintaining their environmental safety.
Thus, the data obtained indicate that grain crops can serve as an object of monitoring to exclude the entry of food contaminated with the HMs and to quickly monitor the accumulation of metals in the soil. Prospects for further research are to study the pathways of migration, accumulation and removal of heavy metals from grain crops in order to make them safe for consumption.
Ключевые слова: пшеница яровая, ячмень яровой, овес, тяжелые металлы, предельно допустимая концентрация
Keywords: spring wheat, spring barley, oats, heavy metals, maximum permissible concentration
Библиографический список
1 Azimov O. T., Kuraeva I. V., Trofymchuk O. M., Karmazynenko S. P., Dorofey Y. M., Voytyuk Y. Y. Estimation of the heavy metal pollution for the soils and different environmental objects within the solid domestic waste landfills //18th International Conference on Geoinformatics-Theoretical and Applied Aspects. European Association of Geoscientists & Engineers, 2019. Т. 2019. №. 1. С. 1-7.
2 Zhang H., Zhang F., Song J., Tan M. L., Johnson V. C. Pollutant source, ecological and human health risks assessment of heavy metals in soils from coal mining areas in Xinjiang, China //Environmental research. 2021. Т. 202. С. 111702.
3 Qin G., Niu Z., Yu J., Li Z., Ma J., Xiang P. Soil heavy metal pollution and food safety in China: Effects, sources and removing technology //Chemosphere. 2021. Т. 267. С. 129205.
4 Zheng S., Wang Q., Yuan Y., Sun W. Human health risk assessment of heavy metals in soil and food crops in the Pearl River Delta urban agglomeration of China //Food chemistry. 2020. Т. 316. С. 126213.
5 Suhani I., Sahab S., Srivastava V., Singh R. P. Impact of cadmium pollution on food safety and human health //Current Opinion in Toxicology. 2021. Т. 27. С. 1-7.
6 Okereafor U., Makhatha M., Mekuto L., Uche-Okereafor N., Sebola T., Mavumengwana V. Toxic metal implications on agricultural soils, plants, animals, aquatic life and human health //International journal of environmental research and public health. 2020. Т. 17. №. 7. С. 2204.
7 Hu B., Shao S., Ni H., Fu Z., Hu L., Zhou Y., Shi Z. Current status, spatial features, health risks, and potential driving factors of soil heavy metal pollution in China at province level //Environmental Pollution. 2020. Т. 266. С. 114961.
8 Adimalla N. Heavy metals pollution assessment and its associated human health risk evaluation of urban soils from Indian cities: a review //Environmental geochemistry and health. 2020. Т. 42. №. 1. С. 173-190.
9 Ji X., Abakumov E., Polyakov V. Assessments of pollution status and human health risk of heavy metals in permafrost-affected soils and lichens: A case-study in Yamal Peninsula, Russia Arctic //Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2019. Т. 25. №. 8. С. 2142-2159.
10 Römheld V., Marschner H. Function of micronutrients in plants //Micronutrients in agriculture. 1991. Т. 4. С. 297-328.
11 Аветисян А. А., Колесников В. А., Аветисян А. Т. Содержание тяжелых металлов (свинец и кадмий) в почвах и растениях нетрадиционных кормовых культур и их эколого-токсикологическая оценка в лесостепи Восточной Сибири //Вестник Красноярского государственного аграрного университета 2017. №. 6. С. 17-27.
12 Ge Y., Hendershot W. Modeling sorption of Cd, Hg and Pb in soils by the NICA-Donnan model //Soil & Sediment Contamination. 2005. Т. 14. №. 1 С. 53-69.
13 Zaynab M., Al-Yahyai R., Ameen A., Sharif Y., Ali L., Fatima M., Li S. Health and environmental effects of heavy metals //Journal of King Saud University-Science. 2022. Т. 34. №. 1. С. 101653.
14 Alengebawy A., Abdelkhalek S. T., Qureshi S. R., Wang M. Q.Heavy metals and pesticides toxicity in agricultural soil and plants: Ecological risks and human health implications //Toxics. 2021. Т. 9. №. 3. С. 42.
15 Волков А.Д. Химический состав и питательность кормов в Красноярском крае: учебное пособие. Красноярск: Изд – во Красноярского ГАУ, 2005. – 119 с.
16 Cabata – Pendias A. Trace Elements in Soils and Plant. 4th. Bosa Raton, FL: Crs Press, 2010. 548 p.
17 Василовский А. М., Куркатов С. В., Михайлуц А. П., Скударнов С. Е. Гигиена среды обитания в Красноярском крае. Новосибирск: Наука, 2015. 148 с.
18 Аристархов А.Н. Оптимизация полиэлементного состава в агроэкосистеме России. Эколого – агрохимическая оценка состояния дефицита, способов и средств его устранения. М.: ВНИИА, 2019. 832 с.
19 Карпова Е.А., Минеев В.Г. Тяжелые металлы в агроэкосистеме. М.: КДУ, 2015. 251.с.
Monitoring heavy metal content in agricultural crops in the south of Central Siberia
A.E. Pobilat, Ph.D. (Medical Sciences), Senior Researcher at the Department of Medical Elementology, Medical Institute, Peoples' Friendship University of Russia, [email protected], Moscow, Russia
A.A. Kirichuk, Ph.D. (Biology), Dr. Habil., Associate Professor, Head of the Department of Human Ecology and Bioelementology, Peoples' Friendship University of Russia, [email protected], Moscow, Russia
O.V. Baranova, Ph.D. (Biology), Associate Professor, Head of the Nutrition Laboratory, Institute of Bioelementology, Orenburg State University, [email protected], Orenburg, Russia
References
1 Azimov O. T., Kuraeva I. V., Trofymchuk O. M., Karmazynenko S. P., Dorofey Y. M., Voytyuk Y. Y. Estimation of the heavy metal pollution for the soils and different environmental objects within the solid domestic waste landfills. The 18th International Conference on Geoinformatics-Theoretical and Applied Aspects. European Association of Geoscientists & Engineers, 2019. Vol. 2019. No. 1. P. 1-7.
2 Zhang H., Zhang F., Song J., Tan M. L., Johnson V. C. Pollutant source, ecological and human health risks assessment of heavy metals in soils from coal mining areas in Xinjiang, China. Environmental research. 2021. Vol. 202. P. 111702.
3 Qin G., Niu Z., Yu J., Li Z., Ma J., Xiang P. Soil heavy metal pollution and food safety in China: Effects, sources and removing technology. Chemosphere. 2021. Vol. 267. P. 129205.
4 Zheng S., Wang Q., Yuan Y., Sun W. Human health risk assessment of heavy metals in soil and food crops in the Pearl River Delta urban agglomeration of China. Food chemistry. 2020. Vol. 316. P. 126213.
5 Suhani I., Sahab S., Srivastava V., Singh R. P. Impact of cadmium pollution on food safety and human health. Current Opinion in Toxicology. 2021. Vol. 27. P. 1-7.
6 Okereafor U., Makhatha M., Mekuto L., Uche-Okereafor N., Sebola T., Mavumengwana V. Toxic metal implications on agricultural soils, plants, animals, aquatic life and human health. International journal of environmental research and public health. 2020. Vol. 17. No. 7. P. 2204.
7 Hu B., Shao S., Ni H., Fu Z., Hu L., Zhou Y., Shi Z. Current status, spatial features, health risks, and potential driving factors of soil heavy metal pollution in China at province level. Environmental Pollution. 2020. Vol. 266. P. 114961.
8 Adimalla N. Heavy metals pollution assessment and its associated human health risk evaluation of urban soils from Indian cities: a review. Environmental geochemistry and health. 2020. Vol. 42. No. 1. P. 173-190.
9 Ji X., Abakumov E., Polyakov V. Assessments of pollution status and human health risk of heavy metals in permafrost-affected soils and lichens: A case-study in Yamal Peninsula, Russia Arctic. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal. 2019. Vol. 25. No. 8. P. 2142-2159.
10 Römheld V., Marschner H. Function of micronutrients in plants. Micronutrients in agriculture. 1991. Vol. 4. P. 297-328.
11 Avetisyan A. A., Kolesnikov V. A., Avetisyan A. T. Soderzhanie tyazhelyh metallov (svinec i kadmij) v pochvah i rasteniyah netradicionnyh kormovyh kul'tur i ih ekologo-toksikologicheskaya ocenka v lesostepi Vostochnoj Sibiri // Vestnik Krasnoyarskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [The content of heavy metals (lead and cadmium) in soils and plants of non-traditional fodder crops and their ecological and toxicological assessment in the forest-steppe of Eastern Siberia. Bulletin of Krasnoyarsk State Agrarian University]. 2017. No. 6. P. 17-27. [in Russian].
12 Ge Y., Hendershot W. Modeling sorption of Cd, Hg and Pb in soils by the NICA-Donnan model. Soil & Sediment Contamination. 2005. Vol. 14. No. 1. P. 53-69.
13 Zaynab M., Al-Yahyai R., Ameen A., Sharif Y., Ali L., Fatima M., Li S. Health and environmental effects of heavy metals. Journal of King Saud University-Science. 2022. Vol. 34. No. 1. P. 101653.
14 Alengebawy A., Abdelkhalek S. T., Qureshi S. R., Wang M. Q.Heavy metals and pesticides toxicity in agricultural soil and plants: Ecological risks and human health implications. Toxins. 2021. Vol. 9. No. 3. p. 42.
15 Volkov A.D. Himicheskij sostav i pitatel'nost' kormov v Krasnoyarskom krae: uchebnoe posobie. Krasnoyarsk: Izd – vo Krasnoyarskogo GAU [Chemical composition and nutritional value of feed in the Krasnoyarsk Territory: textbook. Krasnoyarsk, Publishing House of the Krasnoyarsk State University]. 2005. 119 p. [in Russian].
16 Cabata – Pendias A. Trace Elements in Soils and Plant. 4th. Bosa Raton, FL: Crs Press, 2010. 548 p.
17 Vasilovskiy A. M., Kurkatov S. V., Mikhailuk A. P., Skudarnov S. E. Gigiena sredy obitaniya v Krasnoyarskom krae. [Hygiene of the habitat in the Krasnoyarsk Territory]. Novosibirsk, Nauka. 2015. 148 p. [in Russian].
18 Aristarkhov A.N. Optimizaciya polielementnogo sostava v agroekosisteme Rossii. Ekologo – agrohimicheskaya ocenka sostoyaniya deficita, sposobov i sredstv ego ustraneniya. Moscow, VNIIA [Optimization of polyelement composition in the agroecosystem of Russia. Ecological and agrochemical assessment of the state of the deficit, methods and means of its elimination]. Moscow, VNIIA. 2019. 832 p. [in Russian].
19 Karpova E.A., Mineev V.G. Tyazhelye metally v agroekosisteme. [Heavy metals in the agroecosystem]. Moscow, KDU. 2015. 251.p. [in Russian].
Прикреплённые файлы:
<< Содержание номера
<< Архив
Дата последнего обновления: 18:58:40/24.02.24
|
|
 |
| |
|
| |
|
|
|
| |
|
|
|
| |
 |
ИАА "Информ-Экология" |
|
 |
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Министерство природных ресурсов Российской Федерации |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
| |
|
|
|
| |
|
Счётчик |
|
|
| |
|
| |
|
|
| | |
|
