Экологическая оценка радионуклидного загрязнения лекарственного растительного сырья в Алтайском крае и проблема регламентирования

Химия растительного сырья. 1998. №1. С. 19-24

УДК 614.73

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАДИОНУКЛИДНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В АЛТАЙСКОМ КРАЕ И ПРОБЛЕМА РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЯ

© Е.М. Санаров1, Б.А. Баландович1, Э.В. Кузьмин2, М.Г. Корниенко2, В.В. Алтынников1

1 Алтайский государственный медицинский университет, г. Барнаул

2 Алтайский государственный технический университет, г. Барнаул

Представлены результаты экологической оценки радионуклидного загрязнения лекарственного растительного сырья, собранного в различных физико-географических зонах Алтайского края.

С помощью метода гамма-спектрометрии выявлены закономерности фитомиграции искусственных (08-137, Бг-90) и естественных (Яа-226, 1Ъ-232, К-40) радионуклидов по экологической цепочке "почва — корневая система — листья лекарственных растений".

Обоснована необходимость разработки и внедрения в медицинскую практику санитарных норм содержания искусственных и естественных радионуклидов в лекарственном растительном сырье.

Введение

Лекарственные растения не относятся к основным источникам поступления ксенобиотиков в организм человека. Однако необходимо учитывать специфику кумуляции в лекарственном растительном сырье как отдельных радионуклидов, так и суммарную удельную активность, потому что некоторые лекарственные растения способны накапливать определённое количество радионуклидов, которые в последующем переходят в человеческий организм по экологической цепочке "почва

— лекарственное растительное сырьё — лекарственная форма — человек".

В настоящее время отечественная и зарубежная нормативно-техническая документация (НТД) не регламентирует требования по предельному содержанию радиоксенобиотиков в лекарственном растительном сырье. Отсутствие точно установленных закономерностей процесса перехода и накопления радионуклидов в лекарственном растительном сырье затрудняет разработку предельно

допустимых уровней и ведение контроля за качеством продукции.

До недавнего времени систематические данные об уровнях радиоактивности и радионуклидном составе лекарственных растений и их сырья были представлены в единичных работах [1, 2]. Авария на Чернобыльской АЭС, случившаяся 26 апреля 1986 г., явилась причиной систематизации подобных сведений, нашедших свое отражение в концепции защиты населения и хозяйственной деятельности на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению [3]. Особая актуальность проблемы радиационно-экологического исследования лекарственного сырья в Алтайском крае связана с введением в действие Норм радиационной безопасности (НРБ-96), регламентирующих допустимую удельную активность как искусственных (Сб-137, 8г-90), так и естественных радионуклидов (ЕРН), поступающих в организм человека с пищей и водой, а также в связи с многолетними ядерными испытаниями на Семипалатинском полигоне [4]. В последнем случае лекарственные растения могут рассматриваться, с одной стороны,

как биогенные индикаторы радиоэкологической обстановки в Алтайском крае, территории которого подвергались радиоактивному загрязнению в результате ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне, а с другой стороны — как объекты эко-лого-гигиенического регламентирования, требующие несколько иного подхода по сравнению с нормированием пищевого и водного факторов.

Постановление N15 Госкомитета санэпиднад-зора РФ от 22 июля 1996 г. предусматривает временные допустимые уровни (ВДУ) удельной активности техногенных радионуклидов в лекарственных растениях в 10 раз больше, чем для продуктов питания. В связи с этим установленный временный допустимый уровень удельной активности Cs-137 составляет 6000 Бк/кг, а Sr-90 — 1000 Бк/кг, что находится в явном противоречии с нормативами НРБ-96, где регламентируемые значения для цезия-137 составляют 96 Бк/кг и для Sr-90 — 45 Бк/кг [5, 6].

Целью настоящей работы было изучение радионуклидного состава лекарственного сырья и почвы различных территорий Алтайского края для разработки региональных временных санитарных норм (ВСН) содержания искусственных (Cs-137, Sr-90) и естественных (Ra-226, Th-232) радионуклидов в лекарственном растительном сырье.

Экспериментальная часть

Объектом изучения явились широко распространённые в Алтайском крае лекарственные растения бадан толстолистный (Bergenia crassifolia) и тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium). Лекарственным растительным сырьём данных видов являются у бадана толстолистного

— корневище и лист, а у тысячелистника обыкновенного — трава, которые с давних пор используются в научной и традиционной медицине многих народов. Следует отметить, что заготовка сырья изучаемых видов лекарственных растений на территории Алтайского края производится в больших количествах.

Пробы почвы и образцы лекарственных растений отбирались по общепринятым методикам в лесостепной (Троицкий район), Верхне-Обско-Чумышской (Тальменский район), Приобской (Каменский район) Алтайско-Красногорской зонах и на территориях, прилегающих к центрам крупного агропромышленного освоения (Барнаул, Бийск, Новоалтайск). Исследования искусственных (Сб-137, 8г-90) и естественных (ТЪ-232, Яа-226, К-40) радионуклидов выполнялись с помощью многоканального полианализатора "НУК-8192" с германиево-литиевым диффузионнодрейфовым детектором ДГДК-100 в жидком азоте [7]. Исследовались дерново-подзолистые, дерновослабоподзолистые, серые лесные супесчаные почвы, а также выщелоченные и обыкновенные черноземы. Образцы лекарственного сырья (тысячелистник, бадан, крапива) подвергали предварительному измельчению и помещали в сосуды Ма-ринелли, находившиеся в защитной камере из свинца толщиной 10 см. Спекрометрическая информационная обработка выполнялась по программе "АпЬатта - 3.22а" на фотопиках с энергиями 240 КэВ (ТЪ-232), 352 КэВ (Яа-226), 662 КэВ (Сб-137) и 1460 КэВ (К-40).

Обсуждение результатов

Радиоактивные изотопы, находящиеся в почве, как правило, переходят в корневые системы растений точно так же, как и стабильные изотопы тех же элементов. В случае сходства химических свойств стабильных и радиоактивных элементов они поступают в растение в исходных пропорциях. Так, при выращивании лекарственных растений на простых неорганических растворах, содержащих кальций и стронций, соотношение этих элементов сохраняется и в растениях. Степень, в которой усваивается 8г-90 растениями из почвы, зависит от его химической формы, физиологических особенностей растений и физико-химических свойств. Чем прочнее радиоизотоп фиксируется в почве, тем меньшее его количество попадает в

растение. Так, например, тысячелистник, выращенный на почве, накапливает 8г-90 в несколько раз больше, чем при его произрастании на тяжёлом суглинке. При этом из глинистого песка поступает 8-10%, а из тяжёлого суглинка — всего 1% от 8г-90, внесённого в почву. Относительное накопление лекарственными растениями различных элементов из почвы выглядит следующим образом: 8г > I > Са > Сб > Се > У > Ри. Попадая

Радионуклидный состав лекарственного растительн

из почвы в лекарственное растение, радиоактивные элементы в зависимости от своих химических свойств проникают в наземные части или задерживаются в корневой системе. На примере бадана мы обнаружили, что удельная активность как искусственных (Сб-137), так и естественных радионуклидов (Яа-226, ТЪ-232, К-40) в листьях лекарственных растений выше, чем в корневой системе (табл. 1).

Таблица 1

сырья и почвы с мест произрастания, п = 48, М ± т

Наименование пробы Удельная активность, Бк/кг

Cs-137 Ra-226 Th-232 K-40

Лист бадана 20.2±1.3 95.4±2.7 45.2±2.3 390.7±4.5

Корень бадана 5.1±0.9 20.3±1.8 12.5±1.4 210.4±2.9

Дерново-подзолистая почва Алтайско-Красногорской зоны 41.5±2.1 33.9+2.4 31.4±2.5 217.5±3.8

При анализе таблицы 1 обращают на себя внимание две закономерности, характеризующие процессы фитомиграции искусственных и естественных радионуклидов по цепочке "почва — корневая система — листья". Для цезия-137 характерно снижение удельной активности по сравнению с почвой места произрастания для корневой системы на 87.7±1.9%, а для листьев бадана на 51.4±1.7%. На рисунке 1 отчётливо виден пик Сб-137 в почвенном образце, обусловливающий удельную активность в 41.5±2.1 Бк/кг, а на рисунке 2 характерный для Сб-137 фотопик при энергии 662 КэВ в пробе листьев бадана отсутствует [8].

Вторая закономерность заключается в неравномерном распределении естественных радионуклидов в различных органах растений. Интересным представляется тот факт, что удельная активность

ЕРН в листьях выше, чем удельная активность почвенных образцов, взятых с глубины 0 — 20 см: по Яа-226 в 2.8 раза, по ТЪ-232 в 1.4 раза и по К-40 в 1.8 раза. Учитывая достаточно жёсткие регламентируемые уровни ЕРН, поступающих с пищей и водой в организм человека, в соответствии с НРБ-96 (4.5 Бк/кг для Яа-226 и 5.4 Бк/кг для ТЪ-232), становится очевидным необходимость нормирования в лекарственном растительном сырье не только искусственных, но и естественных радионуклидов.

При анализе перехода ряда радиоактивных веществ из почвы в лекарственные растения было отмечено, что радионуклиды, близкие по своим химическим свойствам к стабильным изотопам (например, 8г-90 к кальцию), усваиваются растениями в меньшей степени (табл. 2).

120

100-1

80

60

40-

20 -

кэВ 0

кэВ- } канал - >

І \ і ' "і : Пиковые значения импульсов

і / і - _І І 1

1 х= 3 ! і :

і 1 /.V.-

і ЩшШШщЖ. 4

— ' Энергия

-125.2 474.7 1078.4 І 682.0 2285.7 І889.4 3734.5

160

320

480

640

800

1024

Рис. 1. Спектрограмма пиковых значений импульсов радионуклидов в образцах почвы Алтайско-Красногорской зоны: 1 — фотопик тория-232; 2 — фотопик радия-226; 3 — фотопик цезия-137; 4 — фотопик калия-40

Таблица 2

Суммарная удельная бета-активность тысячелистника и почв произрастания по 8г-90 в Алтайском крае,

п = 65, М + т

№ п/п Зоны наблюдения Суммарная удельная бета-активность по 8г-90 , Бк/кг

почва тысячелистник

1 Верхне-Обско-Чумышская 40.6 1.5 12.7 2.4

2 Приобская 30.7 2.5 14.6 1.3

3 Лесостепная 43.9 1.7 15.4 2.8

4 Алтайско-Красногорская 38.5 1.2 7.3 1.3

5 Промышленные центры 29.2 1.6 6.4 1.2

Таким образом, естественные и искусственные радионуклиды могут загрязнять отдельные части лекарственных растений как за счёт адгезии, так и за счёт диффузии в глубину отдельных органов растений [1]. Вопрос о возможности использования такого лекарственного сырья должен рассмат-

риваться в каждом конкретном случае на этапе сертификации в контрольно-аналитической лаборатории. Следует отметить, что необходимость регламентирования радионуклидного загрязнения лекарственных растений и их сырья обусловлена

128"]

120-1

100-

Пиковые значения импульсов

20

кэВ 0

кэВ-> -125.2

канал - > 1

Энергия

474.7 1078.4 1682.0 2285.7 2889.4 3734.5

160 320 480 640 800 1024

Рис. 2. Спектрограмма пиковых значений импульсов радионуклидов в образцах листьев бадана. 1 — фотопик тория-232; 2 — фотопик радия-226; 3 — фотопик цезия-137; 4 — фотопик калия-40

не только специфическими биохимическими, физиологическими и морфологическими изменениями в самих растениях, но и достаточно высоким процентом (до 70%) извлечения радионуклидов из сырья этих растений в фитопрепараты.

Выводы

1. Распределение цезия-137 в различных частях лекарственных растений неравномерно и зависит от исходного содержания данного радионуклида в почве. Снижение удельной активности Сб-137 в корневой системе бадана на 36.3 + 1.3% больше, чем в листьях.

2. Удельная активность естественных радионуклидов (ТЪ-232, Яа-226, К-40) в листьях тысячелистника выше, чем удельная активность почвенных образцов мест произрастания.

3. Техногенные радионуклиды, близкие по своим химическим свойствам к стабильным элементам (8г-90), усваиваются лекарственными растениями в меньшей степени.

4. Учитывая высокий процент извлечения радиоактивных веществ в фитопрепараты, необходима разработка на первом этапе временных санитарных норм (ВСН) удельной активности естественных (ТЪ-232, Яа-226) и искусственных (Сб-137, 8г-90) радионуклидов в лекарственном растительном сырье, собираемом на территории Алтайского края.

Литература

1. Арзамасцев А.П., Листов С.А. Экология и фармация // Фармация. 1990. №4. С. 1-4.

2. Кириллов В.Ф., Черкасов Е.Ф. Радиационная гигиена. М., 1982. С. 68-70.

3. О режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Постановление Госкомитета РФ по социальной защите граждан и реабилитации территорий, пострадавшей от Чернобыльской и других радиационных катастроф N ПР-4-81 от 10.07.1992 г.

4. Шойхет Я.Н., Гордеев К.И., Логачёв В.А., Цыб А.Ф. Концепция реабилитации населения и нормализации экологической, санитарно-гигиенической, медико-биологической и социально-экономической ситуации в населённых пунктах Алтайского края, расположенных в зоне влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне. М., 1993. 4 с.

5. Временные допустимые уровни содержания радионуклидов в пищевых продуктах. Постановление Госкомитета санитарно-эпидемиологического надзора РФ №15 от 22.07.96 г.

6. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). М., 1996. С. 98-107.

7. Винокуров Ю.И., Мальгин М.А. Цезий-137 в почвах сопряжённых ландшафтов Присалаирья // Экология и безопасность жизнедеятельности человека в условиях Сибири. Барнаул, 1997. С. 45-50.

8. Livens F.R., Horill A.D. Distribution of radiocesium in the soilplant systems of urland areas of Europe // Health Physics. 1991.№4. P. 539-541.

Поступило в редакцию 5.02.98 После доработки 27.03.98