Влияние техногенного загрязнения территории на содержание фотосинтетических пигментов в листьях лекарственных растений

В городе Красноярске к металлургическим предприятиям относится ОАО «РУСАЛ Красноярск». Атмосферные выбросы полютантов от данного предприятия составляют более 80 тыс.т. в год. Среди них зарегистрировано значительное количество тяжелых металлов (свинец, кадмий, цинк и др.). От автотранспорта в атмосферу города ежегодно поступает более 100 тыс. т. полютантов, или 40% от общего количества антропогенных выбросов [2, с. 107]. В составе отработанных газов автомобильных двигателей внутреннего сгорания содержится около 280 компонентов, многие из которых по характеру воздействия являются токсичными [3, с. 238]. Атмосферные выбросы от предприятий и автотранспорта, оказывают негативное воздействие на растения, снижая содержание хлорофилла и каротиноидов, вызывая сдвиги в структуре мембран хлоропластов, что отрицательно сказывается на интенсивности фотосинтеза [4, 5].  Поскольку соотношение хлорофиллы a+b/каротиноиды обычно в норме стабильно и быстро реагирует на экстремальные факторы среды, то одним из маркеров уровня антропогенной загрязненности территории, по нашему мнению, может служить пигментный состав листьев травянистых растений.

Цель работы заключалась в изучении воздействия условий городской среды на содержание пигментов у одуванчика лекарственного, подорожника большого и лопуха большого, наиболее распространенных в регионе лекарственных растений и широко используемых как в народной, так и официальной медицине.

Исследования проводились на базе лаборатории кафедры биоэкологии и фитоценологии и Испытательного центра по контролю качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Образцы почвы и растительного сырья отбирались в трех районах г. Красноярска, характеризующихся различной степенью антропогенного загрязнения. Первый район – северо-восточная часть (роза ветров в данном направлении) санитарно-защитной зоны ОАО «РУСАЛ Красноярск», второй – зона сильного автотранспортного загрязнения - ул. Высотная (интенсивность движения более 80000 автомашин в сутки), третий район – экологически чистая зона – микрорайон Ветлужанка (контроль).

Классификация районов основывалась на данных Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Красноярскому краю по экологической ситуации региона на 1. 01. 2007 года.

Сбор растительного сырья производился с 1 по 7 июня (одуванчик лекарственный) и с 7 по 17 июля (лопух большой, подорожник большой) с 20 пробных площадок в каждом районе исследования, одновременно отбирались образцы почвы на глубине от 0 до 20 см. Пробные площадки в районах ОАО «РУСАЛ-Красноярск» и микрорайон Ветлужанка находились в 500 м от дороги, а ул. Высотной - от 0 до 20 м.

Содержание тяжелых металлов в образцах почвы и растениях определялся атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре AAS-30 фирмы Karl Ceis Jena. Анализ проводился в соответствии с ГОСТ 27996 – 88. Извлечение подвижной формы тяжелых металлов из почвы проведено ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 по методу Крупского-Александровой. Пигменты определяли экстракцией свежего растительного материала 100% ацетоном спектрофотометрическим методом. Концентрацию хлорофиллов и каротиноидов рассчитывали по формуле Веттштейна.

Установлено существенное влияние антропогенной загрязненности биотопа на концентрацию тяжелых металлов в почве и растениях (табл.1.). Так, в санитарно-защитной зоне ОАО «РУСАЛ Красноярск» по сравнению с экологически чистым районом (мкр. Ветлужанка) содержится больше свинца и кадмия: в почве - в 2,2 и 2,4 раза, в одуванчике – в 5,2 и 1,9 раза соответственно. Превышение ПДК по свинцу в растительном сырье составило 3,8 раза.

Интенсивное автотранспортное движение еще более сильно повлияло на аккумуляцию тяжелых металлов в почве и растениях. Так, в районе ул. Высотной, по сравнению с Ветлужанкой, содержится больше свинца и кадмия: в почве - в 6,1 и 1,8 раза, в подорожнике большом – в 15,0 и 2,1 раза, в лопухе большом - в 7,4 и 2,0 раза соответственно. В районе автотрассы превышение ПДК по свинцу составило в почвенных образцах 3,2 раза, в подорожнике – 9,7 раза, в лопухе - 5,4 раза; по кадмию в подорожнике – в 2,1 раза и в лопухе - в 2,4 раза.