Возможность заготовки и применения городских видов лекарственных растений с учётом уровня показателей радиационного фона

 

Лекарственные растения используются человеком с глубокой древности. В наши дни во всём мире насчитывает около 320 тысяч растений и 21 тысяча их видов является лекарственными травами деревьями и кустарниками, которые используют в официальной медицине [2, 3, 7]. В наши дни более трети лекарств содержат выделенные из растений активные вещества. Это позволяет получить одинаковый лечебный эффект не только используя лекарство в виде таблеток или растворов, изготовленных на заводах, но и путём приготовления в домашних условиях целебных настоев и отваров тех растений, из которых данное лекарство было получено [4, 5].

В некоторых странах мира для применения в медицине лекарственные растения специально культивируют и выращивают, а в других — используют заготовку растений в естественной природной среде [4, 5]. В нашей стране дикорастущие лекарственные травы отнесены к пищевым лесным ресурсам, но их сбор и широкое самостоятельное применение с лечебной целью встречает сложности из-за недостатка познаний современного человека в ботанике и за счёт серьёзных экологических изменений, произошедших в течение ХХ и начала XXI века [2, 5, 6].

В последние десятилетия особо остро встаёт проблема экологической безопасности окружающей среды и вопросы безопасного природопользования. Загрязнение системы «почва — растения — вода» различными химическими веществами — твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленности приводит к изменению химического состава почв. До недавнего времени в качестве важнейших загрязняющих веществ рассматривались пыль, угарный и углекислый газы, оксиды серы и азота и углеводороды. При этом радионуклиды как фактор загрязнения окружающей среды рассматривались в меньшей степени. В настоящее время интерес к загрязнению радиоактивными веществами вырос, в связи с появлением острых токсичных эффектов, вызванных загрязнением окружающей среды радионуклидами стронция и цезия. Немаловажную роль в этом сыграли техногенные катастрофы на атомных предприятиях и реакторах. Выбросы радионуклидов в природную среду в ряде районов земного шара (авария на заводе Маяк, на АЭС в Чернобыле и в Фукусиме) привели не только к повышению радиационного фона в непосредственной близости к этим предприятиям, но и повлияли на радиационный фон всей нашей планеты [1, 6].

Но, говоря о радиационном фоне, следует помнить, что жизнь на нашей планете зародилась и развивалась в присутствии радиационного фона окружающей среды. Этот фон, который создаёт солнечный свет, месторождения радиоактивных руд и подземных водных источников называют естественным радиационным фоном. Этот фон не несёт отрицательного воздействия на живые организмы и считается безопасным. Но наряду с этим выделяют искусственный радиационный фон, который напрямую связан с деятельностью человека. Извлечение радиоактивных руд, их переработка, использование ядерного топлива на атомных электростанциях, испытания ядерного оружия и техногенные аварии и катастрофы могут значительно повысить уровень радиационного фона, который станет опасным для жизни и здоровья человека [1].

В настоящее время все продукты питания и лекарственные средства природного происхождения подвергают радиационному контролю и его результаты определяют возможность использования продуктов питания или лекарственных растений. В тоже время многие люди предпочитают использовать для лечения и профилактики болезней лекарственные травы, которые собирают или выращивают самостоятельно. Тем не менее современная наука доказала, что радионуклиды активно поступают и накапливаются в листьях, цветах и плодах практически всех растений, особое место среди которых занимают многолетние кустарники и деревья [1, 5, 6]. Эти факты говорят о важности исследования показателей радиации местности и лекарственных растений, перед их использованием с лечебной целью.

Цель работы — изучить частоту встречаемости лекарственных растений в зелёных зонах современного мегаполиса и оценить возможность их практического использования с точки зрения радиационной безопасности.

Задачи исследования:

1.                Изучить частоту встречаемости лекарственных растений, произрастающих в различных зелёных зонах города Челябинска.
2.                Сравнить и проанализировать показатели уровня радиации в воздухе на территории зелёных зон дворов и городского парка.
3.                Оценить уровень показателей радиации лиственного покрова лекарственных растений в двух исследуемых зонах города.
4.                Оценить возможности практического использования городских лекарственных растений с учётом норм радиационной безопасности.

Материалы и методы исследования. В ходе исследования частоты встречаемости лекарственных растений города Челябинска в течение весенне-летних сезонов 2014–2017 годов был проведён поиск и идентификация растений в пределах двух городских зон. К первой исследуемой зоне (зона-город) были отнесены места озеленения городских дворов и улиц в центральном и советском районах города. Второй исследуемой зоной (зона-парк) была выбрана территория городского парка им А. С. Пушкина. Идентификацию вида лекарственных растений проводили с использованием современных иллюстрированных энциклопедий лекарственных растений [2, 4, 5, 8].

Для оценки возможности заготовки и практического применения лекарственных растений с лечебной целью проводили двухэтапное исследование таких показателей уровня радиации, как мощность эквивалентной (мкЗв/ч) и мощность экспозиционной дозы (мкР/ч) радиоактивного излучения [1, 3, 7]. Исследование проводили в два этапа. На первом этапе уровень радиации исследовали во дворовых территориях и городском парке (в местах произрастания лекарственных растений). А на втором этапе оценивали уровень показателей заготовленных образов растений. Для оценки уровня радиации использовали индикатор радиоактивности РАДЭКС РД1503. (рис. 1).

Рис. 1. Внешний вид индикатора радиоактивности РАДЭКС РД1503

 

В ходе измерений мощность эквивалентной определяли в мкЗв/ч, а уровень мощности экспозиционной дозы радиоактивного излучения в мкР/ч. Каждое исследование радиации в воздухе проводили в 4–5 точках местности исследуемой зоны на высоте 1 метра от земли. Всего было проведено по 5 исследований (20–25 измерений в 1 исследовании) в каждой из зон с промежутком в 5–6 дней. При исследовании показателей радиации растительного сырья было собрано 25 образцов листьев растений в зоне город (n=16) и зоне парк (n=9), при этом каждый из образцов включал по 5 листовых пластинок растения. Измерения каждого из показателей радиации в воздухе и собранных растений выполняли в течение 4–8 стандартных, 40 секундных, циклов измерения прибора [1]. В последующем проводили анализ и сравнение всех полученных данных двух исследуемых зон.

При оценке уровня полученных показателей учитывали их физическое значение. Показатель мощности экспозиционной дозы отражает ионизационную способность гамма-излучения в воздухе. Эту дозу в Международной системе единиц (СИ) принято измерять в кулонах на килограмм (Кл/кг), но с 1928 года для практического использования была принята внесистемная единица — рентген (Р). 1Р равен 2,58х10–⁴ Кл/кг, а 1Кл/кг=3876 Р. Мощность экспозиционной дозы, равная 1Р/ч, соответствует ионизирующему излучению, приводящему к образованию в 1 см³ воздуха в течение 1 часа при температуре 0С и атмосферном давлении 760 мм рт.ст. 2,08х10⁹ пар ионов, несущих заряд в 1 электростатическую единицу каждого знака. Чем выше мощность экспозиционной дозы, тем быстрее рост дозы излучения в воздухе, что увеличивает опасность воздействия радиации на организм человека.

Второй, исследуемый нами показатель мощности эквивалентной дозы (Зв/ч), применяется в современной системе радиационной безопасности. Он рассчитывается с учётом чувствительности органов к радиоактивному излучению и отражает риск возникновения неблагоприятных последствий воздействия ионизирующего излучения на организм человека. При расчёте безопасного уровня радиации используют понятие ожидаемой эффективной эквивалентной дозы, которую получают из расчёта на 70 лет жизни у детей и на 50 лет жизни у взрослых людей. Для современного человека эта доза составляет 0,1–0,3 зВ за всю жизнь [1, 7]. В соответствии с современными нормами радиации в естественной среде безопасный уровень мощности экспозиционной дозы составляет 10–11 мкР/ч, а эквивалентной дозы — до 0,15 мкЗв/ч. Опасным для здоровья считают уровни этих доз для детей и взрослых выше 30 мкР/ч и 0,4–0,6 мкЗв/ч [1, 7].

При статистическом анализе полученных данных использовали методы описательной статистики, критерий Стьюдента и хи-квадрат, с уровнем значимости различий показателей менее 5 %.

Результаты исследований. При изучении частоты встречаемости лекарственных растений в обеих исследуемых зонах были идентифицированы 52 вида целебных трав, кустарников и деревьев. При этом в зоне городских дворов и газонов отмечали произрастание 45 видов, а в зоне городского парка — 32 видов лекарственных растений, среди которых 69 % видов (n=36) составили травянистые растения, 14 % видов (n=7) — кустарники и 17 % (n=9) деревья. При этом в зоне городских дворов преобладали лекарственные травы (89 %) и кустарники (86 %), а в зоне городского парка росли 100 % всех идентифицированных нами лекарственных деревьев и лишь 53 % и 57 % видов лекарственных трав и кустарников (табл. 1).

 

Таблица 1

Встречаемость, типы и виды лекарственных растений города Челябинска

Виды и типы растений		Всего растений		Частота встречаемости
				город (n=45)		парк (n=32)
		абс.	%	абс.	%	абс.	%
Типы растений	травянистые	36	69 %	32	89 %	19	53 %*
	кустарники	7	14 %	6	86 %	4	57 %*
	деревья	9	17 %	7	78 %	9	100 %*
Растения по приме-нению	1. Декоративные	24	46 %	21	88 %	13	54 %
	травянистые	11	21 %	11	100 %	-	-
	деревья и кустарники	13	25 %	10	77 %	13	100 %*
	2. Дикорастущие, «сорные»	28	54 %	24	86 %	19	68 %*

Примечание: *- р<0,05; частота встречаемости видов и типов растений (%) приведена из расчёта к общему количеству данного типа или вида растений.

 

Среди 52 видов лекарственных растений, 21 % видов относились к декоративным растениям, используемым при озеленении, 25 % видов были лекарственными деревьями и кустарниками, дикорастущими или посаженными с целью озеленения города. При этом 54 % лекарственных растений являлись дикими произрастающими «сорными» травами.

11 видов декоративных травянистых лекарственных растений, встречались только в пределах городских дворов и газонов, а именно: бархатцы, будра плющевидная, вербенник точечный, календула, колокольчик репчатовидный, лабазник вязолистный, ландыш, льнянка обыкновенная, пион, хмель обыкновенный и чистотел (рис. 2).

Рис. 2. Примеры декоративных лекарственных трав и цветов

 

Из 13 видов деревьев и кустарников, обладающих целебными свойствами, 100 % растений встречались в городском парке, а 77 % видов из них (n=10) произрастали во дворовых территориях и на газонах вдоль автодорог. Среди них берёза, боярышник кроваво-красный, дуб, ель обыкновенная, ива, кедр, липа, сосна и тополь (рис. 3).

Рис. 3. Ряд видов городских лекарственных деревьев и кустарников

 

Из 28 видов лекарственных растений, относящихся к диким произрастающим «сорным» травам, в зоне городских дворов и газонов вдоль автодорог росли 86 % (n=24) видов растений, а в зоне городского парка — 68 % (n=19). Среди этих растений: бодяк полевой, вьюнок полевой, герань луговая, горец птичий, зверобой, земляника лесная, клевер ползучий и луговой, крапива жгучая, двудомная и глухая, лапчатка гусиная, лебеда, марь, лопух, льнянка обыкновенная, одуванчик, окопник, папоротник мужской, пастушья сумка, подорожник большой и средний, полынь горькая, пырей ползучий, ромашка душистая и аптечная, синяк обыкновенный, тысячелистник и цикорий.

Для практического применения лекарственных растений важно не только их наличие в той или иной зоне, но количество растений одного вида (не менее 5–10 растений), что позволит выполнить их заготовку и использовать с лечебной целью, при этом 20–25 % растений нужно оставлять нетронутыми для сохранения вида и последующего восстановления их численности. Как показали исследования, для 58 % видов растений заготовка была возможна, для 27 % видов растений, встречающихся в 5–10 экземплярах, сбор и использование было ограничено, а в 16 % случаев, при наличии 1–5 экземпляров растений, их заготовка была бы значительно затруднена, а использование с лечебной целью невозможна из-за малого объёма растительного сырья.

При оценке возможности использования растений с учётом уровня радиации первоначально были получены результаты измерения мощности экспозиционной и эквивалентной доз излучения в воздухе двух выделенных для исследования зон города (табл. 2).

 

Таблица 2

Показатели уровня радиации в воздухе местности двух исследуемых зон города

Время измерения (количество измерений)	Средний уровень показателей мощности доз
	эквивалентная (мкЗв/ч)		экспозиционная (мкР/ч)
	город	парк	город	парк
На местности (кол-во)	100	120	100	120
10 секунд	0,24±0,02	0,17±0,01*	28±1,6^	18±0,9*
40 секунд	0,190,08	0,150,02*	251,2	180,8*
80 секунд	0,170,07	0,140,02*	201,1	170,8*
120 секунд	0,150,01	0,140,01	180,9	170,6
160 секунд	0,15±0,005	0,13±0,01	16±0,6	17±0,5*

Примечание: *- р<0,05 –отличие показателей радиации в двух зонах,

 

Согласно полученным данным, при измерении в течение 10–160 секунд уровень радиации в черте исследуемого города в первые 10–80 секунд измерений был выше, средних показателей на 120–160 секунде измерений и достигал 0,19–0,24 мкЗв/ч и 20–28 мкР/ч, что было незначительно ниже опасного для здоровья уровня радиации и значительно превышает верхнюю границу нормы безопасного естественного радиационного фона [1]. При этом показатели уровня радиации на местности были в 1,1–1,5 раз выше в зоне городских дворов, достигая уровня мощности эквивалентной дозы 0,15–0,24 мкЗв/ч и мощности экспозиционной дозы — 16–28 мкР/ч, а на территории городского парка уровень этих показателей составил 0,13–0,17* мкЗв/ч и 17*-18* мкР/ч (р*<0,05).

При исследовании и сравнении показателей уровня радиации проб листьев растений на 10 и 160 секундах, уровень мощности эквивалентной и экспозиционной доз оказался в 1,1–1,9 раз выше у растений городского парка, составляя 0,14–0,15* мкЗв/ч и 14–25* мкР/ч, а у растений дворовых территорий и газонов вдоль автодорог эти показатели составили 0,12 мкЗв/ч и 14 мкР/ч. При сравнении показателей уровня радиации в зависимости от вида растений исследуемые мощности доз были выше у листьев деревьев, чем у травянистых растений в обеих исследуемых зонах. Так, во дворовых территориях средний уровень этих показателей у листвы деревьев составил 0,12–0,13 мкЗв/ч и 14–16 мкР/ч, а в городском парке — 0,15–0,16 мкЗв/ч и 18–28 мкР/ч (р<0,05). Уровень показателей у травянистых растений в зоне город составил 0,1–0,11 мкЗв/ч и 11–13 мкР/ч, а в зоне парк — 0,12–0,13* мкЗв/ч и 14*-15* мкР/ч (р*<0,05) (табл. 3).

 

Таблица 3

Показатели уровня радиации растительных проб из двух исследуемых зон города

Время измерения (количество измерений)	Средний уровень показателей мощности доз
	эквивалентная (мкЗв/ч)		экспозиционная (мкР/ч)
	город	парк	город	парк
Растительные пробы (кол-во)	16	9	16	9
10 секунд	0,12±0,02	0,15±0,03*	14±1,6	25±2,7*
160 секунд	0,12±0,06	0,14±0,08	14±0,4	14±0,4
Виды растительных проб:
1) листья деревьев (кол-во)	8	8	6	6
10 секунд	0,12±0,01	0,16±0,01*	16±0,7	28±1,2*
160 секунд	0,13±0,01	0,15±0,01*	14±0,5	18±0,4*
2) листья кустарников (кол-во)	3	-	3	-
10 секунд	0,11±0,01	-	9±0,6	-
160 секунд	0,12±0,01	-	13±0,4	-
3) травянистые (кол-во)	5	5	3	3
10 секунд	0,11±0,01	0,12±0,01	13±0,5	15±0,7*
160 секунд	0,10±0,01	0,13±0,01*	11±0,4	14±0,5*
На местности (кол-во)	100	120	100	120
10 секунд	0,24±0,02^	0,17±0,01*^	28±1,6^	18±0,9*^
160 секунд	0,15±0,005^	0,13±0,01	16±0,6^	17±0,5*^

Примечание: *- р<0,05 –отличие показателей радиации в двух зонах, ^- р<0,05 — отличие показателей радиации воздуха и растений одной и той же зоны исследования; цветом выделены значения выше уровня естественного радиационного фона.

 

Сравнительные исследования уровня радиации растительных проб и местности (табл. 3) показали, что максимально высокими были уровни мощности доз радиации в воздухе на территории городских дворов и в пробах листьев растений городских парков. (р*<0,05).

По данным ряда исследователей для лиственного покрова деревьев характерны более высокие уровни радиации, чем для травянистых растений [1, 6]. Это совпадает с полученными нами результатами и объясняет более высокий уровень показателей радиации у растений городского парка, где преобладают многолетние деревья. Уровень показателей радиации в листьях растений в обеих исследуемых зонах города не превышал границы опасных пороговых значений, но превышал в различной степени верхнюю границу нормы показателей для естественного радиационного фона (0,15 мкЗв/ч, 11 мкР/ч). Это говорит о сохранении опасности использования таких лекарственных растений города в лечебных целях.

Выводы:

1.                В двух районах города Челябинска произрастают 52 вида широко используемых лекарственных растений, при этом в зелёных зонах дворов встречается 87 % видов этих лекарственных растений, а в городском парке — 62 % видов.
2.                В зоне дворов и улиц преобладают лекарственные травы (89 %) и кустарники (86 %), а в зоне городского парка отмечали 100 % видов лекарственных деревьев и 53 % и 57 % видов лекарственных трав и кустарников.
3.                Достаточное для заготовки и применения количество экземпляров растений отмечено для 58 % видов целебных растений, в 26 % случаев сбор трав затрудняет их малое количество, а 16 % видов лекарственных растений встречаются в единичных экземплярах и не могут быть заготовлены для применения. При этом проведение покосов и искоренение на газонах дворов и парков «сорных» лекарственных трав дополнительно снижает возможности сбора лекарственного сырья.
4.                Показатели уровня эквивалентной и экспозиционной доз радиации в воздухе и при исследовании лекарственных растений в обеих исследуемых зонах города Челябинска несколько превышали верхнюю границу принятых норм естественного радиационного фона (0,22 мкЗв/ч и 10 мкР/ч), достигая 0,24 мкЗв/ч и 28 мкР/ч.
5.                Максимально высокие показатели уровня радиации отмечали в воздухе дворовых территорий (0,15–0,24 мкЗв/ч, 16–28 мкР\ч) и при исследовании лекарственных растений городского парка (0,14–0,15 мкЗв/ч, 14–25 мкР\ч), что сохраняет опасность использования растений этих зон для заготовки в лечебных целях.
6.                Наличие достаточно широкого разнообразия видов декоративных и диких произрастающих лекарственных растений в городе, несмотря на существенные ограничения их практического использования с учётом уровня показателей радиации, оставляет возможность для их декоративного применения, научных исследований особенностей биологических свойств и для обучения школьников основам ботаники и знакомством с растительным миром родного края.

 

Литература:

 

1.                Бадрутдинов О. Р., Тюменев Р. С. Радиационная безопасность и дозиметрия — Казань: Издательство КГУ, 2009. — 44 с.
2.                Ефремов А. П. Лекарственные растения и грибы средней полосы России: полный атлас — определитель — М.: Фитон XXI, 2014. — 504 с.
3.                Ильина Т. А. Большая иллюстрированная энциклопедия лекарственных растений — М.: ЭКСМО, 2009. — 304 с.
4.                Лекарственные растения: справочное пособие / под ред. Н. И. Гринкевич, И.А. баландина, В. А. Ермакова и др. — М: Высшая школа, 1991. — 398 с.
5.                Рабинович М. И. Лекарственные растения Южного Урала — Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1990. — 304 с.
6.                Сапожников Ю. А., Алиев Р. А., Калмыков С. Н. Радиоактивность окружающей среды — М.: Бином, 2006. — 286 с.
7.                Цицилин А. Н. Лекарственные растения: атлас-справочник — М.: Издательство «Э», 2015. — 288 с.