БИОАККУМУЛЯЦИЯ КАДМИЯ И СВИНЦА В НАТУРАЛЬНОМ ПЧЕЛИНОМ МЕДЕ В РАЙОНАХ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

BIOACCUMULATION OF CADMIUM AND LEAD IN NATURAL BEE HONEY FROM REGIONS WITH DIFFERENT ANTHROPOGENIC ACTIVITY

Yekaterina Zonova

m.Sc., PhD Student, Department of Environment Hygiene and Animal Welfare, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences,

Poland, Wroclaw

Roman Adam

d.Sc., Assoc. prof., Department of Environment Hygiene and Animal Welfare, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences,

Poland, Wroclaw

АННОТАЦИЯ

Исследован уровень аккумуляции кадмия (Cd) и свинца (Pb) в образцах натурального полифлорного меда, собранного в двух районах Польши с разным уровнем антропопрессии: экологическом и индустриальном. Содержание исследуемых химических элементов определено методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией в графитовой кювете. Содержание кадмия и свинца в исследуемых образцах для обоих районов представлено в виде ряда: Cd>Pb. Более высокие концентрации исследуемых элементов установлены в меде с индустриального района. По уровню содержания кадмия в пчелином меде выявлены высокозначимые статистические различия (p<0,01) между районами. Взаимодействие между Cd и Pb в образцах меда как с экологического, так и с индустриального района носит синергический характер.

ABSTRACT

The aim of the study was to determine the level of accumulation of cadmium (Cd) and lead (Pb) in multifloral honey collected from two areas with different anthropogenic activity. Content of the examined elements were determined using electrothermal atomic absorption spectroscopy (ETAAS) method. It was found that in all investigated samples the concentration of Cd was lower than Pb. Samples collected from the industrial area demonstrated higher concentration of cadmium and lead. The differences (p<0.01) in the cadmium level were noted in the samples of honey between two areas. There was significant positive correlation between the content of Cd and Pb in honey samples.

Ключевые слова: биоаккумуляция; кадмий; свинец; пчелиный мед; индустриальный район; экологический район; Польша.

Keywords: bioaccumulation; cadmium; lead; honey; industrial region; ecological region; Poland.

Мониторинг уровня токсичных элементов таких, как кадмий и свинец, в биологическом материале чрезвычайно важен и актуален, особенно в районах с высоким уровнем антропопресии [1–7; 10; 12; 19]. Как их дефицит, так и избыток приводит к серьезным негативным последствиям нормального функционирования растений и животных [4–6; 17], а также влияет на качество продуктов животного происхождения, в том числе меда [11; 15].

Пчелиный мед является одним из самых популярных натуральных продуктов, употребляемых человеком. Причиной этого является не только питательная ценность продукта, но также его лекарственные свойства: антибактериальные, иммуностимулирующие, детоксикационные и регенерирующие.

Цель исследования – определение уровня аккумуляции кадмия и свинца в пчелином меде, собранном в двух районах с разным уровнем антропопресии.

Материал и методы исследования. Образцы пчелиного меда для исследования были собраны в июле-августе 2015 года с 28 стационарных пчелиных пасек, находящихся в двух районах юго-западной Польши с разным уровнем антропопрессии. За район с низким уровнем антропогенного воздействия (экологический район) выбран Региональный Ландшафтный Парк «Долина Барычы», большая часть которого находится под защитой государственной программы “Natura 2000”. За район с высоким уровнем антропопрессии (индустриальный район) выбран Легницко-Глоговский Медевый Округ (LGOM) – промышленный комплекс, на территории которого расположены медные рудники и два медеплавильных завода.

Содержание химических элементов определено методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией в графитовой кювете. Полученные данные обработаны с помощью методов описательной статистики с использованием программы STATISTICA 10.0 (StatSoft Inc., США).

Результаты исследования и их обсуждение. Средняя концентрация, стандартное отклонение, минимум и максимум содержания кадмия и свинца в меде представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Средний уровень содержания кадмия и свинца в меде, мг/кг сухой массы

N – количество образцов;

Х – средняя концентрация;

sd – стандартное отклонение;

* – высокозначимые статистические различия между исследуемыми районами (p<0,01)

Содержание кадмия и свинца в исследуемых образцах для обоих районов представлено в виде ряда: Cd>Pb, что совпадает с результатами ученых исследующих уровень токсичных элементов в меде [16; 18], а также в других продуктах пчеловодства – прополисе [13; 14], перге [8] и воске [18]. Результаты токсикологического исследования продуктов пчеловодства (воска, меда и прополиса), используемых при изготовлении польской косметики [13; 14] указывают на аналогичное распределение исследуемых элементов.

По уровню содержания кадмия в меде выявлены высокозначимые статистические различия (p<0,01) между районами, что подтверждает целесообразность использования пчелиного меда как биоиндикатора качества окружающей среды. Также установлена положительная высокая корреляция между концентрацией кадмия и свинца в образцах как с экологического, так и с индустриального района (Р<0,01; r=0,841 и r=0,840 соответственно), что свидетельствует о синергизме Cd и Pb, удостоверенном литературными данными [9].

Вывод. Проведенные исследования свидетельствуют о более высоком уровне биоаккумуляции кадмия и свинца в образцах пчелиного меда, собранных в районе с высоким уровнем антропогенного воздействия.

Список литературы:

1. Ларионов М.В. Актуальность экотоксикологических иссдедований в условиях природных и нарушенных экосистем // Инновации в науке. 2016. № 57-1. С. 15–21.
2. Ларионов М.В. Анализ состояния атмосферного воздуха в условиях урбанизированной среды с помощью фитоиндикации // Вестник КрасГАУ. 2012. № 11. С. 88–92.
3. Ларионов М.В., Ларионов Н.В. Экологический анализ вторичного антропогенного загрязнения окружающей среды Саратовского региона // Вестник КрасГАУ. 2010. № 6. С. 105–108.
4. Ларионов М.В., Любимов В.Б., Логачева Е.А. Некоторые биохимические показатели древесных растений на экологически различных территориях Саратовской и Волгоградской областей // Современные проблемы науки и образования. 2016.
5. Ларионов М.В. Накопление древесными растениями тяжелых металлов в зависимости от автотранспортной нагрузки // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2014. № 4-1. С. 228–232.
6. Ларионов М.В. Экологический мониторинг городской среды: монография. – Саратов: Саратовский источник, 2015. – 104 с.
7. Любимов В.Б., Ларионов М.В., Ларионов Н.В. Содержание антропогенных поллютантов в приземной атмосфере городов Среднего и Нижнего Поволжья // Экология-2011: материалы докладов IV молодежной научной конференции. Архангельск, 2011. С. 101–102.
8. Golubkina N.A., Sheshnitsan S.S., Kapitalchuk M.V., Erdenotsogt E. Variations of chemical element composition of bee and beekeeping products in different taxons of the biosphere / Ecol. Indic. 2016. Vol. 66. P. 452–457.
9. Kabata-Pendias A., Pendias H. Biogeochemia pierwiastków śladowych / PWN, Warszawa, 1999.
10. Larionov M.V. Scheme technogenic stress of natural and artificial landscapes of the Saratov and Volgograd regions // Теоретические и прикладные вопросы науки и образования: в 16 ч. Ч. 15. Тамбов, 2015. С. 8–9.
11. Matin G., Kargar N., Buyukisik H.B. Bio-monitoring of cadmium, lead, arsenic and mercury in industrial districts of Izmir, Turkey by using honey bees, propolis and pine tree leaves / Ecol. Eng. 2016. Vol. 90. P. 331–335.
12. Palma P., Ledo L., Alvarenga P. Assessment of trace element pollution and its environmental risk to freshwater sediments influenced by anthropogenic contributions: the case study of Alqueva reservoir (Guadiana Basin) / Catena 2015. Vol. 128. P. 174–184.
13. Roman А., Popiela E., Didyk U. Toxicological state of beeswax used in the cosmetic industry / Przem. Chem. 2011. Vol. 90. P. 997–1000.
14. Roman A., Popiela-Pleban E., Kowalska-Góralska M. Toxicological state of propolis used in the pharmaceutical and cosmetics industries / Przem. Chem. 2012. Vol. 91. P. 937–940.
15. Roman A., Popiela-Pleban E., Migdał P., Kruszyński W. As, Cr, Cd, and Pb in Bee Products from a Polish Industrialized Region / Open Chemistry 2016. Vol. 14. № 1. P. 33–36.
16. Silici S., Uluozlu O.D., Tuzen M., Soylak M. Honeybee and honey as monitors for heavy metal contamination near the thermal power plants in Mugla, Turkey / Toxicol. Ind. Health 2016. Vol. 32. № 3. P. 507–516.
17. Soetan K.O., Olaiya C.O., Oyewole O.E. The importance of mineral elements for humans, domestic animals and plants: A review / Afr. J. Food Sci. 2010. Vol. 4. № 5. P. 200–222.
18. Zhelyazkova I., Atanasova S., Barakova V., Mihaylova G. Content of heavy metals and metalloids in bees and bee products from areas with different degree of anthropogenic impact / Agricultural Science and Technology 2011. Vol. 3. № 2. P. 136–142.
19. Zonova Y., Roman A., Kowalska-Góralska M., Opaliński S. Wpływ przemysłu miedziowego na poziom i transfer wybranych pierwiastków w roślinach miododajnych / Przem. Chem. 2016. Vol. 95. № 6. P. 1243–1246.