Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Микроэлементы и тяжелые металлы в растениях. (Обзор литературы) . 10
1.1. Общая характеристика микроэлементов и тяжелых металлов и источники их поступления в окружающую среду 10
1.2. Физиологическая роль микроэлементов и тяжелых металлов в растении и их токсичность 14
1.2.1. Физиологическая значимость 14
1.2.2. Фитотоксичность 27
1.2.3. Механизмы детоксикации 29
1.3. Факторы накопления микроэлементов и тяжелых металлов растениями 35
1.3.1. Пути поступления . 38
1.3.2. Генетическая детерминированность накопления 39
1.3.2.1. Зависимость от электронного строения атомов и ионов 39
1.3.2.2. Зависимость от таксономического положения 41
1.4. Фитогеохимические параметры в решении проблем прикладной экологии...43
ГЛАВА 2. Материалы и методы 48
2.1. Характеристика объектов исследования 48
2.2. Отбор проб почв и растений 53
2.3. Техника проведения опыта в почвенной культуре 54
2.4. Техника постановки эксперимента в гидропонной культуре ...58
2.5. Спектральный анализ проб почв и растений 60
2.5.1. Пробоподготовка и определение содержания химических элементов в растениях 60
2.5.2. Пробоподготовка и определение содержания химических элементов в почве 61
2.6. Математическая обработка результатов исследования 62
ГЛАВА 3. Изучение факторов формирования элементного состава растений (Результаты исследований и их обсуждение) 65
3.1. Содержание микроэлементов в растениях, произрастающих s различных экологических условиях 65
3.2. Биогеохимическая характеристика растений различных фитоценозов 69
3.2.1. Интенсивность поглощения 69
3.2.2. Биогеохимическая активность растений различных фитоценозов 73
3.3. Факторы, определяющие накопление химических элементов растениями 73
3.3.1. Содержание элемента в почве , 74
3.3.2. Тип ландшафта 78
3.3.3. Тип функционального использования территории 80
3.3.4. Электронное строение атомов элементов 84
3.3.5. Видовая и генотипическая принадлежность 91
3.3.6. Закономерности миграции и биологические барьеры на пути поступления металлов в системе «почва-растение» 100
3.4. Практические аспекты использования биогеохимических особенностей растений: районирование сельскохозяйственных культур и их сортов в условиях загрязнения почвТМ 110
ВЫВОДЫ 113
ЛИТЕРАТУРА 116
ПРИЛОЖЕНИЕ
- Общая характеристика микроэлементов и тяжелых металлов и источники их поступления в окружающую среду
- Техника проведения опыта в почвенной культуре
- Тип ландшафта
Введение к работе
Актуальность работы. Растения - ведущий фактор биогеохимических процессов трансформации и миграции веществ в биосфере. Поглощая химические элементы из почвы, почвообразующих пород, грунтовых вод и атмосферы, растения выступают как активное начало биогенной миграции химических элементов в природе (Виноградов, 1952).
Растения накапливают в биомассе большое число микроэлементов - Zn, Си, Mn, Со, Ni, В, Mo, Сг, V, Sn, Ва, Be, Sb, As, Pb и др., многие из которых играют важную роль в метаболизме растений — выступают в качестве кофакторов многих ферментов (Са, Fe, Mn, Си, Со, Zn, Ni), участвуют в фотосинтезе (Си, Мп, Со), азотном (Mo, Mn, Fe, Си, V) и белковом (Zn, Мп) обмене, образовании биологически активных соединений (Со, В, Мо), регулируют процессы роста и развития (В, Zn, Са) и т.д. (Микроэлементы, 1962; Школьник, 1974; Полевой, 1989; Протасова, 1998; Орлов, 1998 и др.).
Элементный состав растений является лабильной величиной, на которую влияет большое количество одновременно действующих факторов (Ковалевский, 1969), условно объединенных (Алексеенко, 2001) в три группы: внутренние, биохимические факторы, определяемые биологическими особенностями конкретного вида* (систематическое положение растений); внешние, ландшафтно-геохимические факторы, определяемые условиями среды обитания; внутренние, кристаллохимические факторы, определяемые свойствами ионов, входящих в состав растений. Помимо отмеченных выше природных факторов, определенный вклад в элементный состав растений вносит также и антропогенный фактор.
Информация о роли различных факторов в формировании химического состава растений разрознена и противоречива. Для того чтобы снять эти противоречия, ранжировать факторы, определить закономерности формирования элементного состава растений, необходимы системные исследования. Подобные
* Соруководителем работы по эколого-биологическим вопросам является доктор биологических наук, профессор Зялалов Абдуллазян Абдулкадырович.
сведения представляют значительный теоретический и практический интерес в связи с важностью развития теоретических основ управления качеством окружающей среды, экологического нормирования и экологической безопасности территорий.
В связи с этим целью данной работы является выявление роли различных факторов в формировании элементного состава и биогеохимической активности растений, произрастающих в различных экологических условиях, методами полевых и лабораторных исследований с использованием единых методических подходов. В основу положены результаты проведенного систематического исследования элементного состава фотосинтезирующих органов древесных, кустарниковых и травянистых растений смешанных лесов юго-востока РТ и урбофитоценозов (г. Казань), а также результаты лабораторных и мелкоделяночных опытов с сельскохозяйственными культурами. Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:
Определить валовое содержание микроэлементов (Zn, Си, Ni, Cr, Pb, Cd, Со, В, Be, Mo, Ag, As, Mn, V и Sn) в пробах почвы и золе растений, произрастающих в различных экологических условиях; охарактеризовать интенсивность поглощения и биогеохимическую активность растений различных фитоценозов.
На основе данных об интенсивности поглощения химических элементов охарактеризовать воздействие внешних факторов (содержание элемента в почве, тип почвы, тип ландшафта) на степень их поглощения фотосинтезирующими органами исследуемых растений трех ярусов.
Методами математической статистики выявить информативные параметры электронного строения атомов элементов для прогноза интенсивности и селективности поглощения химических элементов растениями.
В мелкоделяночном и лабораторном экспериментах определить роль видовой и генотипической принадлежности растений в поглощении микроэлементов.
Определить закономерности распределения химических элементов по органам некоторых видов и сортов сельскохозяйственных растений; выявить пути поступления различных элементов в организм растения и биологические барьеры,
7 регулирующие поступление элементов в растения, с использованием
математических методов.
6. Разработать рекомендации по районированию сельскохозяйственных культур и их сортов в условиях полиэлементного загрязнения почв, направлениям селекции растений в целях получения незагрязненной продукции.
Научная новизна. Впервые математически показано принципиальное различие в интенсивности биологического накопления анионогенных и катионогенных элементов надземными органами дикорастущих растений. Интенсивность поглощения катионогенных химических элементов растениями можно прогнозировать с учетом ионного радиуса и с поправкой на коэффициент задержки корневой системой (свинец), а анионогенных элементов - с учетом энергетической константы по Ферсману и типа почв. Показана пренебрежимо малая роль растений в биогенной миграции анионогенных элементов с высокими значениями ЭК (> 31).
На базе полученных данных о содержании и интенсивности поглощения элементов надземными органами растений определена биогеохимическая активность (БХА) растений и показана зависимость последней от условий произрастания.
Впервые охарактеризованы особенности поглощения химических элементов растениями в зависимости от типа геохимического ландшафта (элювиальный, транзитный, элювиально-аккумулятивный, аккумулятивный) на примере смешанных лесов юго-востока РТ и от типа функционального использования городской территории (лесопарковый, селитебный и промышленный) на примере г. Казани.
Впервые математическими методами найдена обратная линейная зависимость между содержанием Zn и РЬ в крупе гречихи и морфометрическими параметрами зерна (пленчатость и крупность).
Для интенсивно транспирирующих растений выявлен корневой барьер на пути поступления ряда элементов в надземные органы, интенсивность которого снижается в ряду: Pb-Ni-Co. Методом многопараметровой корреляции показано
сопряжение барьерных функций корня и плодовой оболочки гречихи в отношении Cd.
Практическая значимость. Отдельные разделы диссертационной работы используются при чтении общепрофессиональных курсов "Экологический мониторинг", "Химия окружающей среды" и специального курса «Микроэлементы в окружающей среде» для студентов экологического факультета Казанского государственного университета по специальности 013100 - экология.
Найденные в работе закономерности аккумуляции химических элементов в фотосинтезирующих органах растений различных ярусов использованы при разработке системы критериев оценки воздействия мест размещения отходов на природные среды (тематический слой "Почва-растение").
Полученные данные о зависимости накопления и распределения элементов в органах сельскохозяйственных растений от их видовой и генотипической принадлежности переданы для практического использования в НПО "Нива Татарстана" Татарстанского НИИ сельского хозяйства и в Институт плодородия и почвоведения РАСХН.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Итоговой студенческой научной конференции КГУ 1998 г. (г. Казань, 1998), Международной конференции «Вопросы биоиндикации и экологии» (г. Запорожье, Украина, 1998), Итоговой студенческой научной конференции КГУ 1999 г. (г. Казань, 1999), Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития прикладных исследований и пути повышения их эффективности в сельскохозяйственном производстве» (г. Казань, 2000), Итоговых студенческих научных конференциях КГУ 1998-2000 гг., Научно-практической конференции «Экологические аспекты энергетической стратегии как фактор устойчивого развития России» (г. Москва, 2001), Итоговая научная конференция КГУ (г. Казань, 2002), Итоговой конференции Республиканского конкурса научных работ среди студентов и аспирантов на соискание премии им. Н. И. Лобачевского (г. Казань, 2002), VII Международной экологической конференция студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность как
9 ключевой фактор устойчивого развития» (г. Москва, 2003), Научно-практическая
конференция студентов и аспирантов вузов г. Казани «Молодежь вузов г. Казани в решении актуальных проблем города» (г. Казань, 2003), .III конференции-школе «Химия и инженерная экология» (г. Чистополь, 2003), XI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2004» (г. Москва, 2004), II Международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (г. Белгород, 2004), научно-практической конференции «Устойчивое развитие: экологические, экономические, социальные и правовые аспекты» (г. Екатеринбург, 2004), I конференции-школе «Экология и устойчивое развитие» (г. Дубна, 2004).
Личный вклад автора. Отбор проб почв и растений, их подготовка к анализу, организация лабораторных и мелкоделяночных экспериментов, анализ содержания химических элементов в почвенных вытяжках и образцах растений методом ААС, обсуждение результатов и формулирование выводов на их основе осуществлены лично автором. Соавторами статей являются научные руководители, сотрудники ИнЭПС АН РТ (В.А. Плеханова, Е.А. Михайлова), принимавшие участие в обсуждении результатов, и лаборатории экологического контроля КГУ (Е.Р. Иванова), выполнившая анализ содержания химических элементов методом АЭС.
Основные результаты исследований изложены в 12 научных публикациях.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 148 страницах машинописного текста, включает 22 рисунка, 18 таблиц. Состоит из введения, трех глав, выводов, приложения. Список цитированной литературы включает 325 источников, из них 108 - иностранных.
Работа выполнена на кафедре прикладной экологии Казанского государственного университета им. В.И. Ульянова-Ленина (КГУ) в рамках госбюджетной темы "Развитие теоретических и прикладных основ экологического мониторинга", № ГР 01.98.0006937, код ГАСНТИ 87.43.21; а также Программы приоритетных направлений развития науки в Республике Татарстан на 2001-2005 годы по направлению "Экологическая безопасность" (грант № 09-93-228/2004-Ф).
Общая характеристика микроэлементов и тяжелых металлов и источники их поступления в окружающую среду
Элементы, которые присутствуют в тканях живых организмов в концентрациях 0,001 % и ниже от сухой массы тканей, называют микроэлементами (Полевой, 1989). К микроэлементам обычно относят В, F, V, Сг, Mn, Со, Ni, Си, Zn, As, Se, Br, Sr, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Те, I, Ba, W, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Ra и U. Некоторые из них играют важную роль в обмене веществ (Мп, Си, Zn, Со, Мо, В и О). Число микроэлементов по мере исследований непрерывно растет (Реймерс, 1990). Тяжелые металлы являются разновидностью микроэлементов (Майорова, Быстрова, 1996).
Различные авторы неодинаково трактуют понятие «тяжелые металлы», в связи с этим число элементов, относимых к этой группе, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение ТМ попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).
На сегодняшний день к ТМ относят свыше 40 химических элементов таблицы Д,И. Менделеева с атомным весом, превышающим 40 (Алексеев, 1987) или 50 атомных единиц (Власюк, 1956; Абуталыбов, 1961; Ильин, 1991). Также тяжелыми принято считать металлы, имеющие плотность более 5 г/см (Шуберт, 1988; Серегин, Иванов, 2001) или по другим источникам более 8 г/см3 (Реймерс, 1992; Экологический словарь, 1993), кроме благородных и редких. К тяжелым металлам относятся: свинец, олово, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, висмут, ртуть. В прикладных работах к списку тяжелых металлов нередко добавляют также платину, железо, серебро, марганец, золото, мышьяк, ванадий (Брукс, 1982). В соответствии с некоторыми источниками к ТМ условно относят химические элементы с атомной массой свыше 50, обладающие свойствами металлов или металлоидов (Степин, Цветков, 1994; Барсукова, 1997).
По содержанию в земной коре (п-10" - п-10" вес. %) большинство ТМ относится к редким, а по распределению - к рассеянным элементам (Панин, 2002).
Основные биогеохимические свойства ТМ приведены в таблице 1.1 (Кривошеий и др., 2002).
Роль микроэлементов и тяжелых металлов в жизнедеятельности растений огромна (Саенко и др., 1968). Многие из них, входя в состав металлоферментов и участвуя в переносе электронов, регулируют течение окислительно-восстановительных реакций фотосинтеза, дыхания, восстановления нитратов и 12 т.д. То есть, они в основном являются функциональными элементами (Алексеев, 1987), входят в состав ферментов, витаминов и других биологически активных веществ.
Способность ТМ катализировать многочисленные органические и неорганические реакции - одна из самых главных характеристик данного класса соединений. Известна причина, по которой ТМ ускоряют катализируемую химическую реакцию: это наличие у них вакантных d-орбиталей, что и дает возможность взаимодействия ТМ с непредельными углеводородами (Панин, 2002).
Существует два источника поступления ТМ и микроэлементов в окружающую среду: природный и техногенный (Алексеев, 1987; Ильин, 1991; Bheemalingeswara, 1991; Панин, 2002). Из природных наибольшее значение имеют выветривание горных пород и минералов, эрозия почв, вулканическая деятельность, высокие естественные уровни содержания ТМ (Глазовская, 1992; Fordyce, 2004). Также к естественным источникам металлов относят термальные воды и рассолы, космическую и метеоритную пыль (Ковда, 1985). Наиболее мощный поток ТМ в среду обеспечивает антропогенный фактор (Добровольский, 1980; Алексеев, 1987; Зимаков и др., 1990): развитие металлургических, угледобывающих и энергетических мощностей (Hutchinson et al., 1974; Минеев, 1987; Nriagu, 1988; Ягодин, 1990; Ильин, 1991; Барахтенова, 1993), сжигание топлива (Lagerwerff, 1970; Lisk, 1972; Lantry, Mackensie, 1979; Никифорова, 1981; Берзиня, 1980; Кавтарадзе и др., 1999) и различных отходов (Большаков и др., 1978; Химия тяжелых металлов..., 1985; Cesmebasi et al., 1988; Дмитриев и др., 1989; Valerio et al., 1989), использование сточных вод (Bingham et al., 1975; Гармаш и др., 1989; Okamota, 1990; Chang et al., 1990) и их осадков (Pascual et al.; Parkpain et al., 2000; Wong et al., 2001), а также систематическое применение больших доз удобрений (Каталымов, 1965; Foy at al., 1978; Минеев и др., 1981; Иванова, 1987; Ягодин и др., 1989; Карпова, Потатуева, 1990; Басманов и др., 1990) и ряда металлсодержащих пестицидов (Вепб, FacchinelH, 2004). Загрязнение от промышленных предприятий носит локальный характер, а выбросы, возникающие при сжигании топлива, распространяются повсеместно: до 95 % ТМ ассоциированы в атмосфере с высокодисперсионными аэрозолями. По данным С. Patterson (1971), интенсивность вовлечения в биохимический круговорот соединений ТМ из техногенных источников в среднем в 100 раз выше, чем из природных. Также установлено, что загрязнение тяжелыми металлами превышает природные поступления: по РЬ — в 18,3; по Cd - в 8,8; по Zn - в 7,2 раза (Альтшуллер, Ермаков, 1976; Назаров, 1980).
Техника проведения опыта в почвенной культуре
Взятие почвы и ее подготовка к закладке опыта. Для эксперимента была взята серая лесная почва из пахотного слоя с территории Арского района РТ. Масса почвы, необходимой для опыта, определялась: 1) массой абсолютно сухой почвы в сосуде; 2) числом сосудов и 3) влажностью почвы. Почву просеивали через сито с отверстиями в 3 мм, отбрасывая лишь посторонние включения (галька, крупные органические остатки). Корневые и пожнивные остатки, которые оставались на сите, измельчали и затем присоединяли к общей массе почвы. После перемешивания почву помещали в плотные лари или ящики и покрывали мешками или картоном. За день-два до набивки сосудов брали пробы почвы для определения влажности, влагоемкости, а также для химического и механического анализов.
Определение влажности и влагоемкости почвы определяли по стандартным методикам (Журбицкий, 1968), Влажность почвы (высушивание при 105С) составила 93 %. По результатам определения полная влагоемкость почвы составила 54,3 %.
Техника набивки вегетационных сосудов. Первым этапом набивки сосудов являлось заполнение дна сосуда дренажом (гравий, 250 г) под углом. Далее вниз на дренаж накладывали кружок марли диаметром на 4 - 5 см больше диаметра сосуда; у края кружка марли проделывали небольшое отверстие, в которое помещали пластмассовую трубку для полива. Для эксперимента брали навеску почвы массой 1 кг, плотно набивали сосуд (уровень почвы на 2-2,5 см ниже верхнего края сосуда).
Обработку почвы в вегетационных сосудах тяжелыми металлами (медь, никель, свинец) проводили с использованием водорастворимых солей: медь в виде 5-водного кристаллогидрата сульфата меди CuS04-5H20, никель в виде хлорида NiCl2, свинец - в виде ацетата РЬСН3СОО. Содержание ТМ в каждом из исследуемых сосудов объемом 1 литр в расчете на 1 кг почвы приведено в таблице 2.2. В контрольные сосуды вместо растворов металлов вносили такое же количество дистиллированной воды. После обработки почву в сосудах тщательно перемешивали. Посев. Для посева были взяты высококачественные элитные семена следующих культур: пшеница (сорт «Приокская»), чечевица (сорт «Веховская»), горох (сорт «Казанец»), гречиха (сорт «Каракитянка»), рапс (сорт «Глобаль»). Посев производили проросшими семенами; семена высаживали, когда длина корешков не превышала 0,2-0,4 см. Чтобы отобрать семена с одинаковой длиной корешков, на проращивание брали в несколько раз больше семян, чем нужно для посадки. В данном эксперименте в каждый сосуд высаживали 10-20 семян. Глубина заделки семян составляла— 1,5-2 см. Полив растений в сосудах. Влажность почвы в опытах с почвенными культурами поддерживали на уровне оптимальной (60% от полной влагоемкости). Для поддержания заданной влажности растения в сосудах регулярно поливали через определенные промежутки времени. Необходимый объем дистиллированной воды, рассчитанный с учетом массы тары (сосуда с дренажем и трубкой), абсолютно сухой почвы и воды, вводили в сосуд по трубке через определенные промежутки времени. Когда растения развивали значительную вегетативную массу, поливной вес сосудов увеличивали из расчета этой массы. Во время созревания растений, чтобы избежать его задержки, влажность почвы несколько снижали (уменьшали поливной вес) и поливку производили реже. Измельченные в зерновой мельнице воздушно-сухие образцы травы, листьев и хвои, а также сельскохозяйственных растений, выращенных в ходе проведения экспериментов в почвенной культуре, озоляли поэтапно в муфельной печи (450С) до получения светлой золы по принятой методике (Родин и др., 1968). Для возможности пересчета на сухую массу специально определяли зольность растений (табл.2.1.). Содержание химических элементов (Zn, Си, Ni, Сг, Pb, Cd, Со, В, Be, Mo, Ag, As, Mn,V и Sn) в золе растений определяли методом атомно-эмиссинной спектрометрии (спектрометр типа СЭ-1 на базе дифракционного спектрографа ДФС-458С и регистрирующих устройств типа ФП-4, совмещенных с ПЭВМ), на базе аккредитованной лаборатории экологического контроля Казанского государственного университета (РОСС RU.0001.510958). Суммарная погрешность измерений массовой доли микрокомпонентов не превышала 20%.
Растения, полученные в мелкоделяночном эксперименте и эксперименте в гидропонной культуре, анализировали методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (ААС) (Ноллендорф и др., 1975; Обухов, Плеханова, 1991). Суммарная погрешность измерений массовой доли микрокомпонентов не превышала 15%. Техника подготовки растительных образцов к определению методом ААС включала в себя минерализацию пробы (Атомно-абсорбционный метод..., 1997) и приготовление испытуемого раствора (Сборник методик..., 1998).
Для определения кобальта в растениях требуется концентрирование в связи с низкой чувствительностью метода в отношении этого элемента (Ринькис и др., 1987).
Приготовление стандартных растворов. Основные стандартные растворы элементов готовили для свинца по ГОСТ 4212 или ГОСТ 26932, кадмия по ГОСТ 26933, меди по ГОСТ 4212 или ГОСТ 26931, цинка по ГОСТ 4212 или по ГОСТ 26934, никеля по ГОСТ 4212.
Тип ландшафта
Для оценки роли ландшафтно-геохимических факторов на территории смешанных лесов юго-востока РТ были выделены элементарные геохимические ландшафты (элювиальный - Э, транзитный - Т, транс-аккумулятивный - ТА, аккумулятивный - А) согласно классификации Б.Б. Полынова (1946) с дополнением по М.А. ГлазовскоЙ (1964).
Почвенный покров юго-востока РТ на 88% представлен черноземами. Характерно то, что почти 1/5 часть территории (возвышенные места и склоны южной и юго-западной экспозиции) составляют карбонатные черноземы. Выщелоченные и оподзоленные черноземы составляют 38 %, типичные - 26 % (Физико-географическое..., 1964).
Из всего массива значений КБП выделены ассоциации микроэлементов по степени их поглощения фотосинтезирующими органами растений в зависимости от типа геохимического ландшафта. Как показано на примере территории юго-востока РТ (табл. 3.7), независимо от типа ландшафта, всеми растениями энергично накапливаются марганец и бор, что можно объяснить их высокой биофильностью (Перельман, 1961); мышьяк, никель, хром и ванадий не накапливаются растениями независимо от яруса и типа ландшафта. Незначительные вариации в составе ассоциаций элементов, характерных для разных типов ландшафтов (табл. 3.8), связаны с некоторым различием почвенно-геохимических условий.
Ассоциации элементов по степени их поглощения растениями, произрастающими на территории юго-востока РТ, в зависимости от типа геохимического ландшафта
Средняя интенсивность поглощения ряда элементов (В, Mn, Zn, As, Сг, V и Ni) для каждой из исследуемых жизненных форм растений в целом не зависит от типа геохимического ландшафта при сохранении индивидуальных значений КБП. Перечисленные элементы четко делятся на две группы с предельными величинами КБП: В, Мп и Zn — элементы энергичного накопления как физиологически наиболее значимые; а также As, Сг, V и Ni - элементы слабого захвата, физиологическая роль которых не доказана.
Поглощение элементов с промежуточными величинами КБП (Pb,Cu и Мо) обнаруживает некоторую зависимость от типа ландшафта. Характерная зависимость выявлена для РЬ: если для травянистых растений зависимости от типа ландшафта нет, то для кустарников и деревьев интенсивность поглощения снижается в трансаккумулятивных и аккумулятивных ландшафтах. Это может быть результатом отмеченной ранее (Глава 1) характерной для свинца способности к комплексообразованию с органическим веществом почв, накапливающимся в понижениях местности, и снижения биодоступности. Таким образом, с увеличением степени поглощения свинца при переходе от травы к кустарникам и деревьям проявляется зависимость КБП от типа геохимического ландшафта с сохранением общей тенденции к снижению его в аккумулятивных ландшафтах.
Влияние типа ландшафта на интенсивность поглощения меди и молибдена по данным результатам не проявляется в виде какой-либо зависимости, по-видимому, в данных случаях имеет место более сложное воздействие также и иных факторов.
Помимо отмеченных ранее природных факторов, определенный вклад в элементный состав растений вносит также и антропогенный фактор (Латыпова и др., 2003), который в данной работе рассмотрен на примере растений лесопарковых зон г. Казани.
Город представляет собой сложную многокомпонентную и многофункциональную систему, элементы которой распределены в пространстве незакономерно (Александрова, 2004).
На территории города было выделено несколько функциональных типов использования территории: лесопарковый (Л); селитебный (С); промышленный (П) (Арманд, 1988).
На основе полученных в данной работе экспериментальных данных о содержании химических элементов в образцах почв и произрастающих на них растений (Приложение, табл.2) рассчитаны значения КБП (табл.3.9).
Промышленный Zn,Cd,Cu,Co Ni Pb,Cr
Интенсивность поглощения Zn, Cd, Cr и Pb для каждого из исследуемых ярусов растительности не зависит от типа функционального использования городской территории. Эти элементы также делятся на две группы: Zn и Cd с КБП 1 и Сг и Pb с КБП 1. Как и в случае с отсутствием отклика величины КБП на тип геохимического ландшафта (раздел 3.3.2) данный случай относится к элементам с предельными величинами КБП.
Интенсивность поглощения Си и Ni из почв выше для растений, произрастающих в промышленных зонах, а для Со какой-либо закономерности не выявляется. Интерпретация данных результатов требует дополнительных детальных исследований.
Проведен также анализ отклика другого геохимический показателя -суммарного показателя загрязнения (СПЗ) растений химическими элементами на изменение типа функционального использования городской территории. По своему физическому смыслу показатель СПЗ является суммой коэффициентов концентрирования элементов и рассчитывается на основе полученных экспериментальных данных по формуле (Экогеохимия..., 1995): содержание г-го элемента в растительном образце, Сфі - его фоновое содержание в растениях на территории города. В данной работе за фоновые содержания микроэлементов были взяты определенные ранее медианные значения (раздел 3.1).
