В регионах, где пресная вода ограничена, сельскохозяйственные производители иногда используют очищенные сточные воды для орошения полей. Эта мера позволяет экономить водные ресурсы, однако вызывает обеспокоенность у регулирующих органов и потребителей из-за возможного присутствия в сточных водах следовых количеств различных веществ, включая психоактивные препараты, применяемые для лечения психических расстройств.

Исследование накопления веществ в растениях

Недавнее исследование, проведённое в Университете Джонса Хопкинса, показало, что некоторые культуры, такие как томаты, морковь и салат, способны накапливать химические соединения преимущественно в листьях. Это может быть важно для потребителей, поскольку обычно в пищу употребляются плоды и корнеплоды, а не листья. Работа опубликована в журнале Environmental Science and Technology и является частью более широкого изучения безопасности использования очищенных городских сточных вод для полива сельскохозяйственных культур. В большинстве случаев такие воды проходят предварительную очистку на специальных сооружениях.

Особенности поглощения препаратов растениями

В ходе эксперимента исследовались четыре психоактивных препарата, часто обнаруживаемых в очищенных сточных водах: карбамазепин, ламотриджин, амитриптилин и флуоксетин. Эти лекарства применяются для терапии депрессии, биполярного расстройства и эпилепсии. Для изучения их взаимодействия с растениями томаты, морковь и салат выращивали в контролируемых условиях, используя питательный раствор с добавлением одного из препаратов в течение 45 дней. Затем проводился анализ различных частей растений с помощью современных методов химического анализа для определения распределения и накопления препаратов и продуктов их распада.

Концентрация веществ в листьях

Результаты показали, что препараты и их метаболиты в основном накапливаются в листьях. В листьях томатов концентрация соединений была более чем в 200 раз выше, чем в плодах, а в листьях моркови — примерно в семь раз выше, чем в съедобных корнеплодах.

Механизмы перемещения и накопления

Движение воды по растению объясняет выявленную закономерность: вода переносит питательные вещества и другие молекулы от корней вверх по стеблю к листьям, где испаряется через устьица. Оставшиеся соединения концентрируются в тканях листа. У растений отсутствуют развитые механизмы для выведения подобных веществ, поэтому они могут накапливаться внутри клеток, в том числе в клеточных стенках и вакуолях.

Различия между препаратами

Исследование также выявило, что разные препараты усваиваются растениями по-разному. Например, ламотриджин и его продукты распада обнаруживались в относительно низких концентрациях во всех частях растений, тогда как карбамазепин накапливался в более высоких концентрациях, включая съедобные части — корнеплоды моркови, плоды томатов и листья салата.

Значение для регулирования

Данные исследования позволяют лучше понять, как растения распределяют химические соединения, поступающие с поливной водой. Определение препаратов, склонных к накоплению в съедобных частях растений, может быть полезно при оценке потенциальных рисков для здоровья и при разработке будущих нормативных требований. Исследование также подчёркивает важность изучения не только исходных препаратов, но и продуктов их распада в растениях.