Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Процессы миграции свинца и кадмия в системе "почва-растение" Линдиман Анастасия Васильевна

Процессы миграции свинца и кадмия в системе
<
Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе Процессы миграции свинца и кадмия в системе
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Линдиман Анастасия Васильевна. Процессы миграции свинца и кадмия в системе "почва-растение" : диссертация ... кандидата химических наук : 03.00.16 / Линдиман Анастасия Васильевна; [Место защиты: Иван. гос. хим.-технол. ун-т].- Иваново, 2009.- 172 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-2/397

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Анализ современного состояния вопроса о воздействии тяжелых металлов на почву и ее детоксикации 8

1.1 Источники поступления свинца и кадмия в окружающую среду и их токсическое действие на экосистемы 8

1.2 Роль почвы в процессах миграции и трансформации загрязняющих веществ 13

1.3 Методы детоксикации почв, загрязненных соединениями тяжелых металлов 20

1.4 Фиторемедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами.. 21

1.5 Механизмы трансформации тяжелых металлов в организме растения 28

Глава 2 Методика проведения эксперимента 45

2.1 Реактивы и оборудование 45

2.2 Отбор, подготовка и исследование свойств почв 48

2.3 Приготовление растворов свинца, кадмия и янтарной кислоты 49

2.4 Проведение эксперимента в лабораторных условиях 52

2.5 Проведение эксперимента в естественных условиях 53

2.6 Проведение эксперимента в полевых условиях 54

2.7 Подготовка проб почвы и растений методом «мокрого» озоления к определению в них содержания тяжёлых металлов зд

2.8 Подготовка проб почвы к определению в ней концентраций подвижных форм металлов 55

2.9 Оценка погрешностей экспериментальных данных 56

Глава 3 Результаты эксперимента и их обсуждение 58

3.1 Взаимосвязь между уровнем антропогенного воздействия на экосистемы и свойствами растительных сообществ 58

3.2 Исследование факторов, влияющих на миграцию свинца и кадмия в системе «почва-растение» 71

3.2.1 Изучение свойств почвы 71

3.2.2 Выбор растений-аккумуляторов для эффективного извлечения свинца и кадмия из почвы 73

3.2.2.1 Изучение миграции свинца и кадмия в системе «почва-растение» 74

3.2.2.2 Исследование распределения свинца и кадмия в системе «почва - корни растения - надземная часть растения» 86

3.2.2.3 Изучение влияния кадмия на фитотоксичность почвы, загрязненной соединениями свинца в системе «почва-растение» 92

3.2.2.4 Влияние механического состава почвы на миграционные свойства свинца и кадмия 99

3.3 Интенсификация процесса фиторемедиции за счет введения в почву промотирующих добавок 106

3.3.1 Влияние янтарной кислоты на миграционные свойства свинца и кадмия в системе «почва - растения» 106

3.3.2 Влияние кадмия на фитотоксичность почвы, загрязненной соединениями свинца в системе «почва-растение» в присутствии янтарной кислоты 119

3.3.3 Влияние механического состава почв на миграционные свойства свинца и кадмия в присутствии янтарной кислоты 123

Основные выводы 126

Список используемой литературы 128

Введение к работе

Уровень антропогенного воздействия на природную среду непрерывно увеличивается. Чрезвычайно нежелательным результатом данного воздействия является химическое загрязнение почвы токсическими веществами. К критериальным загрязняющим почву веществам относятся тяжелые металлы (ТМ), источниками поступления которых являются промышленные предприятия, транспорт, энергетические комплексы, сельскохозяйственное производство.

К одним из наиболее токсичных для живых организмов металлам относятся свинец и кадмий. Установлено, что в настоящее время содержание этих металлов в почвах достаточно часто значительно превышает фоновые концентрации. Накопление свинца и кадмия в почве в конечном итоге приводит к ее деградации и образованию, так называемых, техногенных пустынь.

В этой связи очистка (восстановление) почв путем извлечения из них избыточного количества ТМ представляет собой весьма актуальную задачу. Известен биотехнологический прием детоксикации почв с помощью растений-аккумуляторов - фиторемедиация, суть которой заключается в очистке почвенного покрова от ксенобиотиков посредством культивирования растений, активно извлекающих и аккумулирующих токсиканты в своей биомассе. Данная технология достаточно перспективна и привлекательна в связи с тем, что в ее основе лежит природный процесс биологического круговорота, обусловленный выращиванием растений, улучшением свойств почв и защитой их от эрозии. При этом исключается какое-либо вредное химическое воздействие на почву и «жесткие» механические инженерно-мелиоративные решения, такие как экскавация грунта. С экономической точки зрения фиторемедиация имеет преимущества перед альтернативными технологиями, так как ее внедрение не предполагает крупных капиталовложений, эксплуатационные расходы невелики.

*

Однако следует отметить, что при разработке методов фиторемедиации почв, загрязненных ТМ, в настоящее время существуют определенные проблемы. Эта современная, активно развивающаяся биотехнология восстановления окружающей среды на сегодняшний день является в определенной мере «стихийной», с трудно прогнозируемыми результатами. Причины такой ситуации кроются в недостаточной изученности природы протекающих процессов, отсутствии сложившейся теории.

Источники поступления свинца и кадмия в окружающую среду и их токсическое действие на экосистемы

Тяжелые металлы относятся к критериальным загрязняющим веществам, наблюдения за распространением которых в окружающей среде обязательны во многих странах. В 1973 г. ООН был утвержден список наиболее опасных для человека веществ, среди которых значатся свинец и кадмий.

Свинец и кадмий, могут поступать в окружающую среду двумя путями -природным и техногенным. Первый путь - извержение вулканов, процессы выветривания горных пород, лесные пожары, морские брызги, сукцессия озерных и болотных экосистем и так далее. Техногенный путь - выбросы в атмосферу от металлургических, нефтеперерабатывающих и химических предприятий, ТЭЦ, автотранспорта, сбросы в водные объекты недостаточно очищенных сточных вод, организованные и несанкционированные свалки и др. Многие металлы попадают в окружающую среду при использовании минеральных удобрений и средств борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений.

Выхлопные газы транспортных средств, вывоз в поле или на станции очистки сточных вод, орошение полей слабозагрязненными сточными водами, отходы, осадки и выбросы при эксплуатации шахт и промышленных площадок, внесение фосфорных и органических удобрений, применение пестицидов и т.д. привели к увеличению концентраций свинца и кадмия в почве. Человек, представляющий одно из последних звеньев пищевой цепи, испытывает на себе наибольшую опасность нейротоксического действия тяжелых металлов. Статистика Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) свидетельствует, что более 70% детских болезней (и взрослых тоже) вызывается выхлопными газами автомобилей. По данным Госдоклада-95 выбросы от автомобилей более чем в 150 городах России уже превышают промышленные выбросы.

Свинец (РЬ), относительно ртути и кадмия, обладает меньшей токсичностью, в связи с меньшей его подвижностью в различных компонентах окружающей среды. Однако при длительном его воздействии на человека может вызывать хронические отравления с весьма разнообразными клиническими проявлениями: нарушением работы центральной и периферической нервной системы, поражением костного мозга, изменением состава крови, сосудов.

При интоксикации свинцом, в первую очередь, под удар попадают нервная и кроветворная системы. Особенно чувствительны к свинцовым отравлениям дети. Если из организма взрослых выводится до 90 % свинца, то у детей - не более 60%. Кроме того, у взрослых людей свинец откладывается в основном в костях, у детей же до 30-40% его концентрируется во внутренних органах и в мозговой ткани. Явные признаки свинцового отравления - анемия, постоянные головные боли, мышечная боль. Свинец относится к мутагенным и эмбриотропным ядам. Однократный прием свинца в количестве 155-454 мг на кг веса человека вызывает летальный исход.

Избыточное содержание свинца в почве ведет к уменьшению числа основных представителей почвенного микробиоценоза, что снижает ее плодородие. На рост и развитие травянистых растений влияет концентрация свинца в почве, равная и более 364 мг/кг, на нормальное состояние деревьев - 1600 мг/кг. При содержании свинца в почве 50 - 300 мг/кг его уровень в пищевой части огородных культур поднимается выше допустимой нормы. При загрязнении почвы свинцом, меньше всего его накапливается в бобовых растениях, больше в листьях репы и кабачка.

Гигиенические нормативы для свинца: для атмосферного воздуха ПДКс.с = 0,003 мг/м ; для воды ПДКВ. = 0,03 мг/л; для почвы ПДК„. = 20 мг/кг, в зерне ПДІС, = 0,2 мг/кг, во фруктах ПДКф = 0,4 мг/кг по источнику [1]. В соответствии с ГН 2.1.7.2041-06 [2] предельно допустимое валовое содержание свинца в почве (ПДКП.) равно 32 мг/кг, для подвижных форм свинца - 6 мг/кг. Лимитирующим показателем вредности (ЛПВ) свинца является общесанитарный показатель. В соответствии с ГН 2.1.7.2042-06 [3] установлены остаточные допустимые концентрации (ОДК) свинца в почве, значения которых зависят от типа почв и составляют 32 мг/кг - для песчаных и супесчаных почв, 40 — для кислых (рН рН 5 ,5) суглинистых и глинистых почв и 130 - для близких к нейтральным (рН 5,5) суглинистым и глинистым почвам. Свинец относится ко второму классу опасности -высокоопасному веществу.

Кадмий (Cd) является одним из наиболее токсичных элементов для всех живых организмов.

Не зависимо от природы соединений кадмия, поступающих в организм человека, направленность действия и известные механизмы развития интоксикации близки. Существует предположение о биологической конкуренции кадмия с цинком, которая определяет характер многих изменений в организме под воздействием кадмия, а также протекторное действие цинка при кадмиевой интоксикации. Кадмий снижает активность пищеварительных ферментов — трипсина и пепсина. Изменяется под действием кадмия каталазная активность крови и тканей печени, причем малые дозы Cd активируют её, а большие - угнетают. Частыми симптомами хронической профессиональной интоксикации кадмием являются аносмия, протеинурия, нарушение процесса обмена кальция в костной ткани, гипохромная анемия, появление желтой каймы на шейках зубов, уменьшение содержания SH-rpynn в крови. В Японии у людей, длительно употреблявших рис, загрязненный кадмием, наблюдалась декальцификация и деформация скелета, боли в пояснице, мышцах ног, утиная походка, переломы костей при незначительных напряжениях. Эта болезнь, связанная с хроническим проявлением кадмия, получила название «итай-итай».

У растений Cd вызывает замедление роста стеблей и корней, вызывает некрозы и хлорозы на листьях. Данные эффекты объясняются влиянием Cd на многочисленные биохимические и физиологические процессы. На клеточном уровне Cd вызывает у растений ряд структурных изменений [4]. Исследования последних лет свидетельствуют, что ингибирующее действие кадмия на фотосинтезирующие функции растений обусловлено его взаимодействием с ферментами, выполняющими катализирующие функции.

Гигиенические нормативы для кадмия: для атмосферного воздуха в соответствии с [1] ПДКСС = 0,001мг/м установлена по CdO; в воде водных источников для ионов кадмия ПДКВ. = 0,001 мг/л, в почве ВДК = 0,5 мг/кг, в пищевых продуктах значение ПДК зависит от вида продукта: для зерна - 0,02 мг/кг, для овощей - 0,03 мг/кг. В ГН 2.1.7.2042-06 [3] приведены ОДК по кадмию: для песчаных и супесчаных почв ОДК = 0,5 мг/кг; 1,0 - для кислых (рН 5,5) суглинистых и глинистых почв и 2 - для близким к нейтральным (рН 5,5) суглинистым и глинистым. Кадмий относится ко второму классу опасности — высоко токсичному веществу.

Проведение эксперимента в лабораторных условиях

Стандартизированные пластмассовые емкости заполняли почвой так, чтобы масса почвы во всех опытах была одинаковой и поливали её дистиллированной водой в таком количестве, чтобы она хорошо ею пропиталась. Этот объём воды замечали и при дальнейших поливах вносили постоянно найденный объём воды (100 мл). В ёмкости с почвой высаживали примерно одинаковое количество семян (около 30 шт.) исследуемых растений и при появлении всходов их стандартизировали таким образом, чтобы в серии опытов калодой ёмкости оставалось одинаковое количество всходов. Начало эксперимента фиксировали фотографированием. В дистиллированную воду добавляли рассчитанный объём исходного раствора кадмия, свинца, янтарной кислоты или их смеси, в зависимости от цели исследования, добавляли воды до объёма, который обычно использовали для полива растений. Производили однократный полив растений приготовленным раствором. В дальнейшем растения поливали чистой дистиллированной водой и проводили фенологические наблюдения за ростом и развитием растений в течение 1,5-2 месяцев, фотографируя растения перед окончанием опытов.

За три, четыре дня до окончания эксперимента, растения переставали поливать, чтобы высохла земля, затем осторожно выкапывали растения с корнем. Очищали корень от земли и раскладывали растения на пергаментную бумагу для высушивания (около недели). Взвешивали растение целиком и опять оставляли на просушку. После достижения постоянной воздушно-сухой массы, отделяли корни, наземную часть растения и взвешивали их повторно. Затем растения измельчали и укладывали в специально приготовленные бумажные пакеты, снабженные надписью с указанием номера опыта и вида растения. Из каждого пакетика отбирали определённую навеску (1-2 г воздушно-сухой массы растения) и подвергали её «мокрому» озолению по методике [163]. При этом происходило окисление всей органической части растения, а свинец (кадмий) переходили в раствор. Далее их концентрацию определяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре Сатурн.

2.5. Проведение эксперимента в естественных условиях

Для приготовления почвы разного механического состава пользовались классификацией механических элементов почвы Н.А. Качинского для подзолистого типа почв (табл.2.2). Брали физическую глину (частицы 0,01 мм) и физический песок (частицы 0,01 мм) и смешивали их в разных пропорциях согласно классификации.

Затем по 6 кг каждого вида приготовленной почвы помещали в ящики размерами 70x30 см. В летний период года в эти ёмкости высевали семена исследуемых растений. После появления всходов проводили их стандартизацию, затем вносили растворы нитратов свинца и кадмия раздельно и совместно в таком количестве, чтобы их концентрация в почве составляла по 4 ПДКп. Начало эксперимента фиксировали на фотоплёнку. Растения выращивали в естественных условиях на открытом воздухе, их увлажнение, в основном, происходило за счёт атмосферных осадков. Через два месяца после посадки, растения выкапывали, высушивали и взвешивали с корнями и без. После измельчения, навеску воздушно-сухой массы наземной части растения или корня взвешивали, переносили в термостойкий стакан, подвергали «мокрому» озолению аналогично, как описано выше. Концентрацию свинца и кадмия в корнях и наземной части растений определяли атомно-абсорбционным методом.

2.6. Проведение эксперимента в полевых условиях

Вокруг природных родников (в радиусе 15м), расположенных в местах с разной степенью антропогенной нагрузки, в течение 4-х лет в летний период года проводили идентификацию видов растений по определителю [166], данные усредняли. Исследуемые родники находятся в городах Иваново, Кохма и около двух деревень Шуйского района Ивановской области. Находили количество видов растений около каждого родника, для отдельных видов растений, которые были найдены на всех исследуемых площадках в течение трех лет наблюдений, определяли густоту стояния по методике [167]. Отдельные экземпляры этих растений выкапывали вместе с почвой, в лаборатории отделяли почву от растения, высушивали до воздушно-сухого состояния и почву и растения, взвешивали на электронных весах. После измельчения и усреднения пробы растений и почвы подвергали «мокрому» озолению и в полученном растворе определяли концентрацию тяжёлых металлов атомно-абсорбционным методом [163].

2.7. Подготовка проб почвы и растений методом «мокрого» озоления к определению в них содержания тяжёлых металлов

Воздушно-сухую навеску почвы или растений (-1-2 г) взвешивали на аналитических весах и помещали в термостойкий стакан емкостью 100-250 мл. Содержимое стакана смачивали небольшим количеством дистиллированной воды, прибавляли 5 мл азотной кислоты (р = 1,5 г/мл) и 5 мл 30 %-го раствора перекиси водорода. Стакан с содержимым нагревали на плитке, упаривая раствор до влажных солей. Эту операцию проводили в исправно работающем вытяжном шкафу при максимально опущенном переднем стекле. При озолении навески почвы, обработку пробы азотной кислотой с перекисью водорода при нагревании, повторяли до тех пор, пока осадок в стакане не приобреал, светлую окраску (алюмосиликатная составляющая почвы), при разложении растений - до их полного разложения. После охлаждения содержимого стакана, в него вносили 10 мл 0,1N раствора азотной кислоты, тщательно перемешивая полученный раствор стеклянной палочкой, и добавляли 10 мл дистиллированной воды. Полученную водную взвесь фильтровали через фильтр «белая лента». Осадок на фильтре промывали дистиллированной водой. Фильтрат и промывные воды собирали в мерную колбу на 25 мл, доводили до метки дистиллированной водой, перемешивали и определяли концентрацию свинца и кадмия. Проводили «холостой» опыт по определению наличия тяжёлых металлов в азотной кислоте и растворе перекиси водорода, используемых для озоления навесок растений или почвы. Для этого в чистый стакан добавляли такое же количество НЫОз и НгОг, как и при разложении навесок почвы или растений, и проводили те же операции, что и при разложении пробы, в «холостых» пробах находили атомно-абсорбционным методом. Полученные результаты «холостой» пробы учитывали при корректировке значений концентраций металлов в растениях и почвах.

Взаимосвязь между уровнем антропогенного воздействия на экосистемы и свойствами растительных сообществ

Целью первого этапа работы явилось установление взаимосвязи между изменением свойств растительных сообществ, произрастающих вокруг природных родников, и уровнем антропогенного воздействия на экосистемы.

Для исследования нами были выбраны похожие по своим свойствам природные родники. Все они находятся в Ивановской области в поймах рек -Уводи, Талки и Тезы и относятся к родникам нисходящего типа. Карты-схемы расположения родников приведены в приложении 1 на рис.1.1-1.3. Уровень антропогенного воздействия на родниковые экосистемы оценивался экспертным путем по близости их расположения к автомобильным дорогам, селитебным зонам, неорганизованным свалкам, по степени посещаемости их людьми и т.п., а также по содержанию ТМ в почве. Показатели, характеризующие состояние почв около родников в 2004 году, приведены в табл.2.1 приложения 2.

Родник №1 находится в городе Иванове в пойме реки Уводь. В непосредственной близости от него расположены дома частного сектора. Большое количество людей использует эту родниковую воду для хозяйственно-питьевых целей. Родник №2 расположен в городе Кохме, также в пойме реки Уводь, недалеко от оживленной автомобильной дороги и несанкционированных свалок и тоже пользуется популярностью среди лштелей. В реіфеационной зоне на окраине города Иванова, в пойме реки Талка, находится родник № 3. Посещаемость его людьми средняя. Родники № 4 и № 5 расположены на экологически «чистых» территориях, в пойме реки Тезы, вдали от дорог и жилого сектора около мало населенных деревень в Шуйском районе Ивановской области. Посещаемость их людьми незначительная.

В течение пяти лет (2003-2007 г.) в осенне-летний период проводилась бонитировка растительности на территории в радиусе 15м вокруг выбранных родников. Она включала в себя идентификацию видов растений, распределение их по группам, определение среднего количества экземпляров отдельных видов растений на единицу площади (густоту стояния), степень угнетенности растений и т. п. [163].

В таблице указаны виды растений, которые были идентифицированы по определителю [166]. У родников № 4 и № 5 видовое разнообразие растений практически идентично, поэтому сведения о видах растений около этих родников представлены в таблице в одном столбце.

Анализ результатов показывает, что четкой зависимости между количеством видов идентифицированных нами растений и уровнем антропогенной нагрузки нет. Так у экологически «чистых» родников № 4 и № 5 общее количество видов растений оказалось меньше, чем у родников, расположенных на урбанизированных территориях. По-видимому, видовое разнообразие растений в около родниковых растительных сообществах, не может служить репрезентативным показателем степени антропогенной нагрузки.

В просмотренной литературе [168] не были найдены сведения о характерном видовом составе растительности, произрастающей вокруг природных родников средней полосы России (аборигенах). Такие сведения имеются лишь для пойм рек средней полосы России, для которых характерны растения, произрастающие в условиях достаточно увлажненной почвы и воздуха: герань болотная, белоус торчащий, щучка душистая, гравилат речной, поручейник широколистный, звездчатка дубравная и д.р.

Растения вокруг исследуемых родников были распределены по таксонам: местные - аборигены (растения, в основном произрастающие около родников № 4 и № 5), сорно-луговая растительность и рудеральные виды (табл.3.1.1.). В данной работе в качестве растений (аборигенов) для исследуемых родников, условно принимались растения, характерные для притеррасных и центральных пойм рек, с учетом их произрастания вокруг экологически «чистых» родников № 4 и № 5.

Из полученных данных видно, что наблюдается тенденция к снижению местных видов растений у родников №1 и №2, расположенных на урбанизированных территориях, и увеличению пришлых (сорно-луговых и рудеральных). На рис. 3.1.1 приведены процентные соотношения местных, сорно-луговых и рудеральных видов растений к общему количеству идентифицированных растений, произрастающих вокруг исследуемых родников.

Исследование распределения свинца и кадмия в системе «почва - корни растения - надземная часть растения»

Одним из этапов настоящей работы было изучение распределения свинца и кадмия в корнях и наземной части растений. Лучше всего корневая система была развита при загрязнении почвы свинцом и кадмием у представителей семейства односемядольных - овса посевного (Avena sativa L.) и мятлика лугового (Роа pratensis L.). Они имели мочковатый корень. Представитель двусемядольных - салат (Lepidium sativum) имел стержневой корень. У остальных исследуемых ранее растений корневая система при загрязнении почвы металлами на уровне 4 ПДКп и более была настолько плохо развита, что это не позволило определить в ней концентрацию свинца и кадмия по методике, описанной во 2-ой главе.

Визуальное обследование корневой системы овса и мятлика показало, что с увеличением уровня загрязнения почвы свинцом и кадмием уменьшалось количество придаточных корней в пучке и их длина по сравнению с контрольными растениями. У салата снижалось на только количество корневых волосков на главном корне, но и его толщина и длина, на корневом апексе просматривались некрозные пятна.

В приложении 4 в табл. 4.3 приведены абсолютные значения воздушно-сухой массы наземной части и корневой системы исследуемых растений. В среднем корневая система исследуемых растений составляет около 35-40% от общей массы: при росте загрязнения почвы металлами она уменьшается относительно общей массы растения. Наиболее толерантным к загрязнению почвы РЬ и Cd, является овес посевной. Кадмий оказывает большее воздействие на снижение биомассы как побегов, так и корней, чем свинец. В литературе приводятся данные о том, что свинец образует на поверхности корня трудно растворимые карбонаты, тем самым, уменьшая его поступление в растение.

В настоящее время механизмы как токсического действия свинца и кадмия на растения, так и процессы их дезактивации, обеспечивающие жизнедеятельность растения при значительных уровнях загрязнения почвы, изучены не достаточно.

В работе [78, 93, 179, 180, 181] делается предположение, что металлы образуют комплексы с органическими соединениями как почвы, так и растений, стабильность которых определяется природой металла. Cd и РЬ -вызывают мутагенез, к тому же кадмий проявляет канцерогенные свойства. Изменения в растениях происходят на биохимическом уровне - изменяется активность антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутаз (СОД), каталаз (КАТ) и пероксидаз (ПО) [182, 183]. Под действием металлов увеличивается доля мембранных форм ферментов по отношению к цитозольным. Этот факт сказывается на росте и развитии растений.

На рис. 3.2.14, 3.2.15 представлены значения концентраций свинца и кадмия в наземной части и корнях исследуемых растений, выращенных на почве с уровнем загрязнения её металлами, равным четырём ПДК„. Абсолютные значения содержания ТМ в корнях и побегах приведены в приложении 4, табл.4.4. наземная часть корень 40 кресс-салат овес посевной мятлик луговой

В овсе концентрация свинца, как в надземной части, так и в корнях, значительно выше, чем в других растениях. Причем такое большое содержание РЬ в этом растении, по сравнению с другими, в меньшей степени влияет на снижение его биомассы. Это, по-видимому, можно объяснить наличием в овсе специфических соединений (белков, ферментов, феромонов и т.п.) способных связывать свинец в трудно растворимые соединения или прочные комплексы, которые депонируются в вакуолях или других частях клетки, снижая его токсикологическое действие на биохимические процессы. Кадмий же в меньшей степени склонен к депонированию и, проникая в цитоплазму, приводит к усилению пероксидазной активности фермента СОД (супероксиддисмутаз), что увеличивает процесс выработки активных форм кислорода (АФК) [182, 183]. Это ведёт к ухудшению роста и развития растений, к снижению его биомассы. Кадмий в большей степени накапливается в салате, причем в его корневой системе.

На рис. 3.2.16 приведены значения фитотоксического эффекта для надземной части исследуемых растений и их корней. Данные приведены для растений, выращенных на почве, содержащей свинец (кадмий) в количестве, равном 4 ПДК„.

Похожие диссертации на Процессы миграции свинца и кадмия в системе "почва-растение"