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

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

   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.

Негізгі сөздер

Авторлар туралы

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

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).