ACCUMULATION OF HEAVY METALS AND ARSENIC IN GREAT NETTLE (URTICA DIOICA L.) LEAF TISSUES
Authors: Dyakova N.A. 
Published: July 2020

The aim of the paper was to study the heavy metal contamination of medical herbs in the Voronezh region. The authors analyzed leaf tissues of Urtica Dioica L. collected in urban and agroecosystems and exposed to various anthropogenic effects. Materials and Methods. Heavy metal (including lead, mercury, cadmium, nickel, copper, zinc, cobalt, chromium) and arsenic concentrations were studied in 51 samples of Urtica Dioica L. leaf tissues. The research was conducted by atomic absorption spectrometry, using MGA-915MD atomic absorption spectrometer in accordance with a pharmacopoeia method. Results. All samples met the regulatory requirements on standardized heavy metal (lead, cadmium, mercury) and arsenic concentrations. Comparing the data on the heavy metal concentrations in Urtica Dioica L. leaf tissues and in the upper soil layers collected in the Voronezh region, the authors state that there are significant physiological barriers that prevent ecotoxicant accumulation in the generative plant tissues. It is especially evident for such elements as lead, mercury, arsenic, cadmium, cobalt and chrome. Urtica Dioica L. is able to selectively accumulate some heavy metals constituting the enzyme active sites (e.g., copper and zinc), if their environmental concentrations are below a certain vital level. The plant can also block the delivery of these elements into leaf tissues if their environmental concentrations in the soil are too high. It can be assumed that under anthropogenic load manifested in technogenic environmental pollution a peculiar edaphic type is being formed for Urtica Dioica L. as a result of selection and adaptation to such conditions. Conclusion. Urtica Dioica L. leaf tissues accumulate toxic elements from soils, which is important when planning the places for procuring medicinal plant material and assessing its quality. Keywords: Voronezh region, Urtica Dioica L. leaf tissues, heavy metals, arsenic. Целью исследования являлось изучение загрязнения тяжелыми металлами лекарственного растительного сырья Воронежской области на примере листьев крапивы двудомной, собранных в урбо- и агроэкосистемах, испытывающих различное антропогенное воздействие. Материалы и методы. Содержание тяжелых металлов (свинца, ртути, кадмия, никеля, меди, цинка, кобальта, хрома) и мышьяка изучалось в 51 образце листьев крапивы двудомной. Исследование проводилось методом атомно-абсорбционной спектрометрии на базе атомно-абсорбционного спектрометра МГА-915МД по фармакопейным методикам. Результаты. Все образцы удовлетворяли требованиям нормативной документации по содержанию нормируемых тяжелых металлов (свинца, кадмия, ртути) и мышьяка. При сравнении данных по содержанию тяжелых металлов в верхних слоях почв региона и в листьях крапивы двудомной можно отметить наличие значительных физиологических барьеров, препятствующих накоплению экотоксикантов в генеративных органах растения, что особенно заметно для таких элементов, как свинец, ртуть, мышьяк, кадмий, кобальт и хром. Оказалось, крапива двудомная способна избирательно концентрировать некоторые тяжелые металлы, входящие в активные центры ферментных систем (например, медь и цинк), в том случае, если их содержание в окружающей среде ниже некоторого жизненно важного уровня, и блокировать поступление данных элементов в листья при значительном их содержании в почвах. Можно предполагать, что для крапивы двудомной в условиях антропогенной нагрузки, проявляющейся в техногенном загрязнении внешней среды, в результате действия отбора и адаптации к этим условиям происходит формирование эдафотипа. Выводы. Листья крапивы двудомной незначительно накапливают токсические элементы из почв, что важно при планировании мест заготовки лекарственного растительного сырья и оценке его качества. Ключевые слова: Воронежская область, листья крапивы двудомной, тяжелые металлы, мышьяк.