Heavy metal accumulation in the phytomass of plants in the Bolshoy Yugan River valley, Surgut District, Khanty-Mansi Autonomous Okrug–Yugra

封面

如何引用文章

全文:

详细

   Processes of heavy metal accumulation in plants are increasingly attracting research attention due to the high toxicity of such substances. The pollutants accumulated in the aerial (green leaves, stems, inflorescences) and underground (roots) mass of plants cause oxidative stress associated with the production of reactive oxygen species.   In this work, we investigate the accumulation of heavy metals (nickel, lead, chromium, and cadmium) in the aerial mass of plants growing in the Surgut district of Khanty-Mansi Autonomous Okrug–Yugra.   In total, leaves from 15 plant species widespread in the studied area were collected for elemental analysis by atomic absorption spectroscopy. About 6–7 mg/kg of nickel was found in the green mass of reed canary grass and heal-all (Prunella vulgaris), which exceeds significantly the nickel amount in the aerial mass of сouch grass, marsh bedstraw, and broadleaf plantain. The aerial parts of reed canary grass and broadleaf plantain were found to accumulate more than 4 mg/kg of lead, while those of bladder sedge, сouch grass, and marsh bedstraw accumulate about 2–3 mg/kg of chromium. More than 2 mg/kg of cadmium was found in сouch grass. The results obtained were used to compile series of accumulation of elements in the aerial parts of floodplain plant species. The content of the studied heavy metals in the aerial phytomass of all studied plants, except for сouch grass, ranges within standard values, corresponding to their maximum permissible concentrations.

作者简介

I. Kravchenko

Surgut State University

Email: kravchenko_iv@surgu.ru

M. Mulyukin

Surgut State University

Email: mulyukin_ma@surgu.ru

Yu. Petrova

Surgut State University

Email: petrova_juju@surgu.ru

L. Shepeleva

National Research Tomsk State University

Email: shepelevalf@mail.ru

参考

  1. Kanwar V.S., Sharma A., Srivastav A.L., Rani L. Phytoremediation of toxic metals present in soil and water environment : a critical review // Environmental Science and Pollution Research. 2020. Vol. 27, no. 36. P. 44835–44860. doi: 10.1007/s11356-020-10713-3.
  2. 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. doi: 10.3390/ijerph17072204.
  3. Chaplygin V., Mandzhieva S., Minkina T., Sushkova S., Kizilkaya R., Gülser C., et al. Sustainability of agricultural and wild cereals to aerotechnogenic exposure // Environmental Geochemistry and Health. 2021. Vol. 43, no. 4. P. 1427–1439. doi: 10.1007/s10653-019-00411-6.
  4. Pujari M., Kapoor D. Heavy metals in the ecosystem: sources and their effects // Heavy Metals in the Environment / eds V. Kumar, A. Sharma, A. Cerdà. Elsevier, 2021. P. 1–7. doi: 10.1016/B978-0-12-821656-9.00001-8.
  5. Yaashikaa P.R., Senthil Kumar P., Jeevanantham S., Saravanan R.A. Review on bioremediation approach for heavy metal detoxification and accumulation in plants // Environmental Pollution. 2022. Vol. 301. P. 119035. doi: 10.1016/j.envpol.2022.119035.
  6. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва – растения : монография. Новосибирск: Наука, 1991. 151 с.
  7. Feki K., Tounsi S., Mrabet M., Mhadhbi H., Brini F. Recent advances in physiological and molecular mechanisms of heavy metal accumulation in plants // Environmental Science and Pollution Research. 2021. Vol. 28, no. 46. P. 64967–64986. doi: 10.1007/s11356-021-16805-y.
  8. Dinu C., Vasile G.-G., Buleandra M., Popa D.E., Gheorghe S., Ungureanu E.-M. Translocation and accumulation of heavy metals in Ocimum basilicum L. plants grown in a mining-contaminated soil // Journal of Soils and Sediments. 2020. Vol. 20. Р. 2141–2154. doi: 10.1007/s11368-019-02550-w.
  9. Ягодин Б.А., Виноградова С.Б., Говорина В.В. Кадмий в системе почва – удобрения – растения – животные организмы и человек // Агрохимия. 1989. N 5. С. 118–130.
  10. Chen Y.-G., He H.-L.-S., Huang J.-H., Luo R., Ge H.-Z., Wołowicz A., et al. Impacts of heavy metals and medicinal crops on ecological systems, environmental pollution, cultivation, and production processes in China // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2021. Vol. 219. Р. 112336. doi: 10.1016/j.ecoenv.2021.112336.
  11. Ilinskiy A., Vinogradov D., Politaeva N., Badenko V., Ilin I. Features of the phytoremediation by agricultural crops of heavy metal contaminated soils // Agronomy. 2023. Vol. 13, no. 1. P. 127. doi: 10.3390/agronomy13010127.
  12. 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. Vol. 9, no. 3. P. 42. doi: 10.3390/toxics9030042.
  13. Yang C.-M., Chien M.-Y., Chao P.-C., Huang C.-M., Chen C.-H. Investigation of toxic heavy metals content and estimation of potential health risks in Chinese herbal medicine // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 412. P. 125142. doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.125142.
  14. Vinogradova N., Glukhov A., Chaplygin V., Kumar P., Mandzhieva S., Minkina T., et al. The content of heavy metals in medicinal plants in various environmental conditions: a review // Horticulturae. 2023. Vol. 9, no. 2. P. 239. doi: 10.3390/horticulturae9020239.
  15. Определитель растений Ханты-Мансийского автономного округа / под ред. И.М. Краснобородова. Новосибирск – Екатеринбург: Баско, 2006. 304 с.
  16. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 6: Семейства Butomaceae – Typhaceae / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2014. 391 с.
  17. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 4. Семейства Caprifoliaceae – Lobeliaceae / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. 630 с.
  18. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 2. Семейства Actinidiaceae – Malvaceae, Euphorbiaceae – Haloragaceae / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009. 513 с.
  19. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 3. Семейства Fabaceae – Apiaceae / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2010. 601 с.
  20. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 5. Семейства Asteraceae (Compositae). Ч. 1. Роды Achillea – Doronicum / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2012. 317 с.
  21. Растительные ресурсы России: Компонентный состав и биологическая активность растений. Т. 7. Отделы Lycopodiophyta – Gnetophyta / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2016. 333 с.
  22. Растительные ресурсы России: Дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. Т. 1. Семейства Magnoliaceae – Juglandaceae, Ulmaceae, Moraceae, Cannabaceae, Urticaceae / отв. ред. А.Л. Буданцев. СПб. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008. 421 с.
  23. Кабата-Пендиас А., Пендиас. Х. Микроэлементы в почвах и растениях / пер. с англ. М.: Мир, 1989. 439 с.
  24. Kryuchenko N., Zhovinsky E., Paparyga P. Using the bioindication method for determining air pollution by heavy metals // Geo&Bio. 2022. Vol. 22. P. 144–149. doi: 10.15407/gb2211.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».