Accumulation of toxic elements by plants growing in the area of the Srednegolgotaisky gold deposit of the Trans-Baikal Territory

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

We studied the features of the accumulation of chemical elements by wild plant species, and also determined the concentrations of chemical elements in plants that can harm human and animal health. The study was conducted in June 2021 at 9 test sites located in natural and mineral communities in the area of the Srednegolgotaisky gold deposit located in the Trans-Baikal Territory. The concentration of toxic elements (As, Ba, Be, Bi, Cd, Hg, Pb, Sb, and Tl) in the soil and the following plant species was studied: hanging birch (Betula pendula), single-flowered boletus (Stemmacantha uniflora), long-leaved valerian (Valeriana alternifolia), sweet clover (Melilotus suaveolens), eastern strawberry (Fragaria orientalis), tuberous buckthorn (Phlomoides tuberosa), small red cherry (Hemerocallis minor), Keiskei lily of the valley (Convallaria keiskei), rowan-leaved cottonwood (Potentilla tanacetifolia), calico larch (Lespedeza juncea), Gmelin larch (Larix gmelinii), Clematis hexapetala, lance-shaped clematis (Parasenecio hastatus), lanceolate thermopsis (Thermopsis lanceolata), Daurian thyme (Thymus dahuricus). Soil sampling was carried out in accordance with the requirements of GOST 17.4.3.01-2017. Plant samples were taken according to the regulatory requirements of the OFS.1.1.0005.15. To determine the concentrations of trace elements in the samples, the PND F 16.1:2.3:3.11-98 method was used as a basis. The coefficient of biogeochemical mobility was determined by the formula: Bx = l/m, where l is the concentration of an element in medicinal raw materials, m is the content of mobile forms of the element in the soil; the translocation coefficient was determined by the formula: TF = the content of the element in the terrestrial part/the content in the underground part of the plant. It was found that the soils in the area of the Srednegolgotaisky deposit contained an abnormally high amount of As, Bi, Hg, Pb and Sb in relation to the Clark of the Earth’s crust. The gross content in the soil of As, as well as in a number of areas of Pb and Sb exceeded the established hygienic standards. The concentration of As in the roots of S. uniflora, P. hastatus, H. minor, as well as in the aboveground part of M. suaveolens, P. tuberosa, H. minor, C. keiskei and T. dahuricus exceeded the limit set for medicinal raw materials (MRM). A slight excess of the maximum permissible concentration of Pb was noted in the roots of S. uniflora. The concentration of the studied elements in the roots of plants was significantly higher than their content in the aboveground part of plants, except for Bi in the aboveground part of T. lanceolata and Hg in the aboveground part of S. uniflora, H. minor and P. hastatus. The high content of elements in the soil did not affect the excessive increase in their concentration in the leaves of B. pendula, conifers of L. gmelinii, the aboveground parts of F. orientalis and L. juncea. Mobile forms of Bi, Hg, Sb, and Tl were extracted more actively from a number of plants. Plants that actively extracted these elements were S. uniflora, H. minor, P. tuberosa, P. tanacetifolia, and C. hexapetala. To ensure the safe use of plant resources in the field area, it is necessary to control the content of toxic elements in plant raw materials for humans and animals, especially As.

Авторлар туралы

V. Makarov

Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS

Email: vm2853@mail.ru
ul. Nedorezova 16a, Chita 672014, Russia

G. Yurgenson

Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS

ul. Nedorezova 16a, Chita 672014, Russia

Әдебиет тізімі

  1. Солодухина М.А. О содержании мышьяка в некоторых лекарственных растениях Забайкальского края // Совр. пробл. науки и образ-я. 2012. № 6. С. 562.
  2. Солодухина М.А., Юргенсон Г.А. Мышьяк в ландшафтах Шерловогорского рудного района (Восточное Забайкалье). Чита, 2018. 175 с.
  3. Шеховцов А.И., Белозерцева И.А. Экологические проблемы добычи редкоземельных элементов в Юго-Восточном Забайкалье // Усп. совр. естествознания. 2016. № 12. С. 222–227.
  4. Юргенсон Г.А., Горбань Д.Н. Особенности распределения висмута в почвах, техноземах и растениях Шерловогорского рудного района // Международ. журн. прикл. и фундамент. исслед-й. 2017. № 7–1. С. 111–116.
  5. Горбань Д.Н., Юргенсон Г.А. Свинец в системе почва–растение в ландшафте Шерловогорского горнорудного района на примере Polygonum angustifolium (Polygonaceae) // Усп. совр. естествознания. 2016. № 12(2). С. 375–379.
  6. Юргенсон Г.А. Ландшафтно-геохимические и геоэтические проблемы исторических горнопромышленных территорий на примере Забайкалья // Горн. журн. 2020. № 5. С. 81–86.
  7. Yurgenson G.A., Gorban D.N. Bismuth in a congested cinquefoil (Potentilla acervata Sojak) in natural–technogenic landscapes of the Sherlova Gora Mining district // Geochem. Inter. 2020. V. 58(9). P. 1061–1067.
  8. Макаров В.П., Филенко Р.А., Михеев И.Е., Желибо Т.В., Банщикова Е.А. Элементарный состав листьев березы повислой (Betula pendula Roth) в районе золоторудного месторождения Забайкалья // Агрохимия. 2024. № 4. С. 95–104.
  9. Макаров В.П. Содержание химических элементов в листьях ивы Миабэ (Salix miyabeana Seemen), произрастающей в районе хвостохранилища Дарасунского месторождения золота // Агрохимия. 2024. № 10. С. 83–93.
  10. Абрамов Б.Н. Оценка токсичности хвостохранилищ рудных месторождений Забайкальского края // Горн. информ.-аналит. бюл. (научн.-техн. журн.). 2021. № 11. С. 136–145.
  11. Радомская В.И., Радомский С.М., Кулик Е.Н., Павлова Л.М. Распределение и миграция элементов-токсиканотов в системе почва–растение на Албынском золоторудном месторождении (Амурская область) // Географ. и природн. ресурсы. 2016. № 3. С. 62–69.
  12. Сорокина О.А. Влияние золотодобычи на состояние растительности долины реки Джалинда (Дальний Восток) // Географ. и природн. ресурсы. 2009. № 3. С. 37–42.
  13. Ogola J.S., Mitullah W.V., Omulo M.A. Impact of gold mining on the environment and human health: a case study in the Migori gold belt, Kenya // Environ. Geochem. Health. 2002. V. 24. P. 141–157.
  14. Ngure V., Davies T., Kinuthia G., Sitati N., Shisia S., Oyoo-Okoth E. Concentration levels of potentially harmful elements from gold mining in Lake Victoria Region, Kenya // Environ. Health Implicat. J. Geochem. Explor. 2014. V. 144. P. 511–516.
  15. Mestanza-Ramón C., Cuenca-Cumbicus J., D’Orio G., Flores-Toala J., Segovia-Cáceres S., Bonilla-Bonilla A., Straface S. Gold mining in the Amazon Region of ecuador: History and a review of its socio-environmental impacts // Land. 2022. V. 11(2). P. 221.
  16. Straskraba V., Moran R.E. Environmental occurrence and impacts of arsenic at gold mining sites in the western United States // Inter. J. Mine Water. 1990. V. 9(1). P. 181–191.
  17. de Souza Neto H.F., da Silveira Pereira W.V., Dias Y.N., de Souza E.S., Teixeira R.A., de Lima M.W. Environmental and human health risks of arsenic in gold mining areas in the eastern Amazon // Environ. Pollut. 2020. V. 265. P. 114969.
  18. Rashed M.N. Monitoring of contaminated toxic and heavy metals, from mine tailings through age accumulation, in soil and some wild plants at Southeast Egypt // J. Hazard. Mater. 2010. V. 178(1–3). P. 739–746.
  19. Antosiewicz D.M., Escudĕ-Duran C., Wierzbowska E., Skłodowska A. Indigenous plant species with the potential for the phytoremediation of arsenic and metals contaminated soil // Water Air Soil Pollut. 2008. V. 193. P. 197–210.
  20. Юргенсон Г.А., Тупяков В.Е., Широкий О.И. Вариации состава и свойств жильного кварца месторождения золото-сульфидно-кварцевой формации как отражение рудной зональности и условий образования // Геол. Рудн. месторождений. 1979. Т. XXI. № 3. С. 56–67.
  21. Гвоздев В.И., Гребенникова А.А., Вах А.С., Горячев Н.А., Федосеев Д.Г. Эволюция процессов минералообразования при формировании золото-редкометалльных руд Средне-Голготайского месторождения (Восточное Забайкалье) // Тихоокеан. геол. 2020. Т. 39. № 1. С. 70–91.
  22. ГОСТ 17.4.3.01-2017 Охрана природы (ССОП). Почвы. Общие требования к отбору проб. URL: https://marsbbz.ru/wp-content/uploads/2021/05/gost-17.4.3.01-2017-ohrana-prirody-ssop.-pochvy.-obshhie-trebovanija-k-otboru-prob-s-popravkoj_tekst.pdf (дата обращения 10.12.2024).
  23. ОФС.1.5.3.0009.15 Определение содержания тяжелых металлов и мышьяка в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах. URL: https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-5-3-0009-15-opredelenie-soderzhaniya-tyazhelyh-metallov-i-myshyaka-v-lekarstvennom-rastitelnom-syre-i-lekarstvennyh-rastitelnyh-preparatah/ (дата обращения 10.12.2024).
  24. ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98 Количественный химический анализ почв. М., 2005. 28 с. URL: https://ohranatruda.ru/upload/iblock/19e/4293777593.pdf?ysclid=m3phm09rf3883479901(дата обращения 25.11.2024).
  25. Экспериандова Л.П., Беликов К.Н., Химченко С.В., Бланк Т.А. Еще раз о пределах обнаружения и определения // Журн. аналит. химии. 2010. № 65(3). С. 229–234.
  26. Дьяконов К.Н., Касимов Н.С., Тикунов В.С. Современные методы географических исследований. М.: Просвещение, 1996. 207 с.
  27. Macnair M.R. The Hyperaccumulation of metals by plants // Adv. Bot. Res. 2003. V. 40. P. 64–106.
  28. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. № 7. С. 555–571.
  29. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. 15 с.
  30. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 10 с.
  31. ОФС.1.5.3.0009.15 Определение содержания тяжелых металлов и мышьяка в лекарственном растительном сырье и лекарственных растительных препаратах. URL: https://pharmacopoeia.ru/ofs-1-5-3-0009-15-opredelenie-soderzhaniya-tyazhelyh-metallov-i-myshyaka-v-lekarstvennom-rastitelnom-syre-i-lekarstvennyh-rastitelnyh-preparatah/ (дата обращения 25.11.2024).
  32. Временный максимально допустимый уровень (МДУ) содержания некоторых химических элементов и госсипола в кормах для сельскохозяйственных животных и кормовых добавках. URL: https://fsvps.gov.ru/sites/default/files/npa-files/1987/08/07/mdu.pdf (дата обращения 25.11.2024).
  33. Юргенсон Г.А., Горбань Д.Н. Свинец и висмут в полыни Гмелина хвостохранилища Шерловогорского Гока (юго-восточное Забайкалье). Вестн. Забайкал. ГУ. 2015. № 10(125). С. 20–32.
  34. Юргенсон Г.А., Горбань Д.Н. Особенности распределения висмута в почвах, техноземах и растениях Шерловогорского рудного района // Международ. журн. прикл. и фундамент. исслед-й. 2017. № 7–1. С. 111–116.
  35. Железнова О.С., Черных Н.А., Тобратов С.А. Цинк и кадмий в фитомассе древесных растений лесных экосистем: закономерности транслокации, аккумуляции и барьерных механизмов // Вестн. Рос. ун-та дружбы народов. Сер. Экол. и безопасность жизнедеятельности. 2017. Т. 25. № 2. С. 253–270.
  36. Сиромля Т.И., Загурская Ю.В. Проблемы исследования процессов аккумуляции и гипераккумуляции растениями химических элементов // Журн. общ. биол. 2021. Т. 82. № 4. С. 283–296.
  37. Ельчининова О.А., Кузнецова О.В., Рождественская Т.А., Кайзер М.И., Вышникова Т.В. Эколого-биогеохимическая оценка почв горно-лесного пояса бассейна Телецкого озера // Усп. совр. естествознания. 2019. № 4. С. 51–56.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025