З ростом урбанізації відбувається зміна міського середовища, яка у багатьох відношеннях відрізняється від природного. Важкі метали займають особливе становище, оскільки, не наражаючись фізико-хімічної або біологічної деградації, накопичуються в поверхневому шарі грунтів і змінюють їх властивості, протягом тривалого часу залишаються доступними для кореневого поглинання рослинами і активно включаються в процеси міграції по трофічних ланцюгах.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Степанова М. А.


With increasing urbanization is changing urban environment, which differs in many respects from the natural environment. Heavy metals occupy a special position, because, not subjected to physicochemical or biological degradation, accumulate in the surface layer of the soil and change their properties, for a long time are available for root uptake by plants and actively participate in the processes of migration in trophic chains.


Область наук:

  • екологічні біотехнології

  • Рік видавництва: 2013


    Журнал: Вісник Оренбурзького державного університету


    Наукова стаття на тему 'Акумуляція важких металів яблунею дикої (Malussylvestris) в умовах р Бузулука'

    Текст наукової роботи на тему «Акумуляція важких металів яблунею дикої (Malussylvestris) в умовах р Бузулука»

    ?Степанова М.А.

    Оренбурзький державний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Акумуляція ВАЖКИХ МЕТАЛІВ яблуні дикої (MALUSSYLVESTRIS) В УМОВАХ р Бузулук

    З ростом урбанізації відбувається зміна міського середовища, яка у багатьох відношеннях відрізняється від природного. Важкі метали посідають особливе становище, оскільки, не наражаючись фізико-хімічної або біологічної деградації, накопичуються в поверхневому шарі грунтів і змінюють їх властивості, протягом тривалого часу залишаються доступними для кореневого поглинання рослинами і активно включаються в процеси міграції по трофічних ланцюгах.

    Ключові слова: важкі метали, яблуня дика, стійкість, акумуляція.

    Хімічний склад рослин, як відомо, відображає елементний склад грунтів. Тому надмірне накопичення ТМ рослинами обумовлено, перш за все, їх високими концентраціями в грунтах. У своїй життєдіяльності рослини контактують тільки з доступними формами ТМ, кількість яких, в свою чергу, тісно пов'язано з наявністю органічної речовини і буферностью грунтів. [1] Однак, здатність ґрунтів пов'язувати і инактивировать ТМ має свої межі, і коли вони вже не справляються з вступникам потоком металів, -Важливо значення набуває наявність у самих рослин фізіолого-біохімічних механізмів, що перешкоджають їх надходженню.

    Механізми стійкості рослин до надлишку ТМ можуть проявлятися у різних напрямках: одні види здатні накопичувати високі концентрації ТМ, але проявляти до них толерантність; інші прагнуть знизити їх надходження шляхом максимального використання своїх бар'єрних функцій.

    Для більшості рослин бар'єрним рівнем є стебла і листя, і, нарешті,

    - органи і частини рослин, що відповідають за відтворювальні функції (найчастіше насіння і плоди, а також корені-і бульбоплоди і ін.). Важливе місце при дослідженні впливу важких металів на рослини займає вивчення процесів їх поглинання і пересування. [4, 5] Рослини здатні поглинати з навколишнього середовища у великих або менших кількостях практично всі хімічні елементи. Однак з позиції мінерального живлення важкі метали можна розділити на дві групи:

    1) необхідні в незначних концентраціях для метаболізму рослин ^ е, Сі, 2п,

    Мп, Мо), які стають токсичними, якщо їх вміст перевищує певний рівень;

    2) метали, що не беруть участі в метаболізмі рослин (РЬ, Се, ^), які токсичні навіть в дуже низьких концентраціях.

    Найважливішим фактором, що визначає поведінку ТМ в грунті і їх доступність для рослин, є органічна речовина. Органічні речовини грунтів і в першу чергу гумус здатні утворювати з ТМ різні по розчинності комплекси, тому здатність ґрунтів пов'язувати метали або містити їх в розчиненому вигляді багато в чому залежить від якості і кількості органічної речовини. І тут важливе значення має співвідношення масових часток: органічна речовина / метал.

    Органічні речовини помітно різняться за здатністю до взаємодії з ТМ. Мідь, цинк, свинець і марганець утворюють комплекси з гуміновими кислотами більш стабільні органомінеральні комплекси, ніж з фульвокислот. Обидві кислоти часто виявляють більшу спорідненість до міді і свинцю, ніж до заліза і марганцю.

    Метали, пов'язані в комплекси з фуль-вокіслотой, більш доступні для коренів рослин, ніж комплекси ТМ з гуміновими кислотами, які можуть бути як водно-розчинні, так і нерозчинні. [2]

    Дослідження впливу Бузулукского бору на властивості ґрунтів і рослини оточуючих його територій показали, що навколо соснового лісу (розташованого в північному степу, в підзоні звичайних чорноземів) під впливом особливого, «лісового» мезоклімат формуються специфічні умови грунтоутворення і утворюються ареали чорноземів типових в вигляді

    оперізує бор смуги шириною до 20 км. Відбулася локальна, екологічно обумовлена ​​грунтово-географічна інверсія, в результаті якої лісостеп з чорноземами типовими є сусідами з чорноземами південними посушливого степу [7]. В деякій мірі вплив бору поширюється і на урбанізовані ландшафти міста.

    Мета дослідження зводилася до вивчення змісту та особливостей накопичення деяких важких металів в грунтах і вегетативних та генеративних органах яблуні дикої (Ма1і88у1уе8И8) в умовах міста Бузулука.

    У число об'єктів дослідження були визначені провідні тканини (стебло), плоди і листя поширеною в м Бузулуке яблуні дикої (Ма1і88у1уе81л8), що виростає на ділянці міста з високою автомобільної навантаженням, і входить в межі санітарно - захисної зони мельзавода (вул. 15 Лінія, 53). На даній ділянці за 2008-2010 рр. в грунтах були зафіксовані показники рухомих форм важких металів представлені в таблиці 1.

    Для порівняння використовувалися зразки ґрунтів на реперному ділянці саду с. Курманаевка (таблиця 2).

    ГДК і ОДК хімічних речовин в грунті відповідно до переліку, затвердженого від 19.11.91 №6229 - 91 і доповненням до нього ГН 2.1.7.020 - 94.

    Отримані дані показують, що антропогенна діяльність впливає на стан грунтів міста. [4] Ґрунти в умовах р Бузулука за змістом міді, кадмію не перевищують значення ГДК, виняток становлять свинець і цинк.

    Для аналізу досліджуваних зразків провідних тканин (стебло), плодів і листя на утримання ТМ (2п, Се, РЬ) застосовувався метод дослідження атомно - адсорбціоннойспектро-фотометрії з використанням спектрофотометра «FORMULAFM400». Похибка визначення вмісту важких металів у харчових продуктах за даними методам аналізу становить не більше 15% (таблиця 3, 4)

    В результаті досліджень зразків яблуні, які ростуть на даних грунтах було встановлено наступне:

    - ступінь накопичення ТМ різними органами рослини не однакова;

    - акумуляція ТМ в провідних тканинах (стебло) пояснюється перш за все тим, що вони

    Таблиця 1. Рухливі форми ТМ у грунтах реперного ділянки в м Бузулуке

    Точки відбору проб Свинець Кобальт Марганець Мідь Цинк Кадмій

    ГДК ГДК ГДК ГДК ГДК фон

    6,0 мг / кг 5,0 мг / кг 140,0 мг / кг 3,0 мг / кг 23,0 мг / кг 0,30 мг / кг

    2008 рік (0 - 10 см) 7,38 0,70 59,14 0,61 71,00 0,21

    (30 - 40 см) 3,37 0,30 48,97 0,47 26,00 0,15

    2009 рік (0 - 10 см) 2,92 0,70 53,30 0,15 7,28 0,17

    (30 - 40 см) 3,13 0,27 43,06 0,11 9,70 0,17

    2010 год (0 - 10 см) 11,36 0,42 58,39 0,39 26,30 0,18

    (30 - 40 см) 7,27 0,92 48,82 0,49 27,88 0,19

    Таблиця 2. Рухливі форми ТМ у грунтах реперного ділянки саду с. Курманаевка

    Точки відбору проб Свинець Кобальт Марганець Мідь Цинк Кадмій

    ГДК ГДК ГДК ГДК ГДК фон

    6,0 мг / кг 5,0 мг / кг 140,0 мг / кг 3,0 мг / кг 23,0 мг / кг 0,30 мг / кг

    2009 рік (0 - 10 см) 0,4 0,36 29,2 0,24 0,90 0,04

    (30 - 40 см) 0,35 0,11 18,1 0,28 0,2 0,038

    2010 год (0 - 10 см) 0,4 0,31 28,2 0,22 0,93 0,037

    (30 - 40 см) 0,29 0,09 17,4 0,27 0,22 0,025

    Таблиця 3. Рівень накопичення ТМ вегетативними і генеративних органів яблуні дикої (Ма1іззу1уез1пз) (р Бузулук)

    № п / п Елемент Мідь Цинк Кадмій Свинець

    ГДК, мг / м3 5,0 мг / м3 10,0 мг / м3 0,03 мг / м3 0,4 мг / м3

    1 Плід 3,61 6,5 0,11 0,7

    Лист 1,00 5,75 0,021 0,390

    Провідні тканини (стебло) 6,15 15,4 0,039 0,85

    2 Плід 2,55 3,5 0,11 0,5

    Лист 4,47 16,1 0,056 1,8

    Провідні тканини (стебло) 3,88 8,2 0,026 0,64

    3 Плід 4,0 28,6 0,35 1,7

    Лист 3,16 15,5 0,080 1,35

    Провідні тканини (стебло) 6,6 27,4 0,013 0,59

    4 Плід 1,88 12,9 0,09 0,5

    Лист 1,00 5,92 0,11 0,52

    Провідні тканини (стебло) 3,85 13,8 0,039 0,88

    Таблиця 4. Рівень накопичення ТМ різними вегетативними і генеративних органів яблуні дикої

    (Ма1іззу1уез1пз) (сад с. Курманаевка)

    № п / п Елемент Мідь Цинк Кадмій Свинець

    ГДК, мг / м3 5,0 мг / м3 10,0 мг / м3 0,03 мг / м3 0,4 мг / м3

    1 Плід 2,48 5,4 0,03 0,5

    Лист 1,61 9,2 0,02 0,42

    Провідні тканини (стебло) 6,45 11,5 0,032 0,24

    2 Плід 2,21 2,7 0,02 0,5

    Лист 2,93 9,5 0,026 0,42

    Провідні тканини (стебло) 2,69 10,0 0,07 0,57

    3 Плід 1,52 1,5 0,02 0,2

    Лист 1,96 10,4 0,01 0,34

    Провідні тканини (стебло) 4,75 7,5 0,05 0,27

    4 Плід 1,67 1,6 0,04 0,3

    Лист 0,84 6,7 0,034 0,39

    Провідні тканини (стебло) 5,2 10,6 0,022 0,44

    є одним з перших бар'єрів для ТМ і способом пересування ТМ в рослині;

    - в цілому за вмістом важких металів в органах рослин утворюється наступний ряд (по спадаючій): стебло > плоди > листя;

    - отримані дані накопичення цинку і свинцю в рослині простежує взаємозв'язок з результатами аналізу грунтів м Бузулука на вміст рухомих форм ТМ. Максимальне значення ГДК свинцю відзначено в зразку листя - 1,8 мг / м3 (ГДК = 0,4 мг / м3), максимальне значення ГДК цинку відзначено в зразку плода - 28,6 мг / м3 (ГДК = 10 мг / м3);

    - характер змісту ТМ в зразках яблуні підтверджує характер забруднення грунтів

    м Бузулука. Зміст великої кількості свинцю як в рослині, так в грунтах вказує на домінування даного ТМ в грунтах міста.

    У контрольних зразках яблуні, з саду, які ростуть на чистих грунтах зазначено вміст ТМ незначно перевищує значення ГДК. Це може бути пояснено тим, що фізіологічні потреби в металах у рослин різні, що призводить до великого розкиду вмісту важких металів в рослинності навіть на незабруднених грунтах [3]. Також це може бути пояснено великим вмістом органічної речовини в грунтах саду, яке сприяє підвищенню доступності ТМ для рослин.

    13.04.2013

    Список літератури:

    1. Большаков, В.А. Забруднення грунтів і рослинності важкими металами / В.А. Большаков, Н.Я. Гальпер, Г.А. Клименко та ін .. М .: Гидрометеоиздат, 1978. -49 з.

    2. Ільїн, В. Б. Важкі метали в системі грунт-рослина / В.Б. Ільїн. Новосибірськ: Наука, 1991. - 150 с.

    3. Порядок визначення параметрів шкоди від забруднення земель хімічними речовинами. Затв. Головою Комітету Федерації із земельних ресурсів та землеустрою 10.11.93 Міністерством охорони навколишнього середовища і природних ресурсів. 1993; URL: http://www.bestpravo.ru/federaInoje/gn-postanovlenija/f9o.htm

    4. Русанов, А.М. Характеристика еколого-геохімічного стану ґрунтів території Оренбурзької області А.М.. Русанов, Е.В.Блохін, Н.Н.Зеніна // Гігієна і санітарія: Медицина, 2002. №5. - С.15 - 17.

    5. Русанов, А.М. Вміст важких металів в плодах яблуні в міських умовах / А.М.Русанов, Е.З.Савін, С.Е. Нігматянова, М.М. Нігматянов., М.А.Степанова // Вісник ОДУ, 2011, №1.- С.148 - 151.

    6. Русанов, А.М. Важкі метали в плодах шипшини парків міста Орська / А.М.Русанов, Д.М. Турлібекова // Вісник ОДУ, 2011, №12. - с.299 - 300.

    7. Русанов А.М Вплив Бузулукского бору на прилеглі ландшафти і властивості ґрунтів / Русанов А.М., Е. В. Шеїн, Е. Ю. Мілановский // Грунтознавство, 2008, №2. - С. 146-152.

    Відомості про автора:

    Степанова М.А., аспірант кафедри загальної біології Оренбурзького державного університету м Бузулук, Промислова, 8. Випробувальна лабораторія ТОВ «Дорстройсервіс», тел .: (35342) 73355, е-maiI: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    UDC 581.5 Stepanova M.A.

    Orenburg state university, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    ACCUMULATION OF HEAVY METALS WILD APPLE TREE (MALUSSYLVESTRIS) IN BUZULUK

    With increasing urbanization is changing urban environment, which differs in many respects from the natural environment. Heavy metals occupy a special position, because, not subjected to physico-chemical or biological degradation, accumulate in the surface layer of the soil and change their properties, for a long time are available for root uptake by plants and actively participate in the processes of migration in trophic chains.

    Key words: heavy metals, apple, sustainability, and the accumulation.

    Bibliography:

    1. Bol'shakov, V.A. The contamination of soils and vegetation heavy metals / V.A. Bolshakov, N.Y Galperin, G.A. Klimenko, etc .. M .: Gidrometeoizdat, 1978. - 49 p.

    2. Ilyin, V.B. Heavy metals in soil-plant system / V.B. Ilyin. Novosibirsk- Nauka, 1991. - 150 p.

    3. The procedure of determining the parameters of the damage from pollution of the lands of chemical substances. Urkaine. The Chairman of Committee of the Federation for land resources and land utilization of the 10.11.93 the Ministry of environment protection and natural resources. 1993; URL: http://www.bestpravo.ru/federalnoje/gn-postanovlenija/ f9o.htm

    4. Rusanov, A. M. Characteristics of ecologo-geochemical condition of soils in the territory of the Orenburg region / A.M..Rusanov, Е.В.Блохін, Н.Н.Зеніна // Hygiene and sanitation, Medicine, 2002. №5. - P15 - 17.

    5. Rusanov, A.M. The content of heavy metals in the fruits of Apple trees in urban environments / А.М. Rusanov, E.Z.Savin, S.E. Nigmatynova, M.M. Nigmatynov, М.А. Stepanova / / Vestnik of OSU, 2011, №1. - 148 - 151 p.

    6. Rusanov, A.M. Heavy metals in the fruit of the wild rose parks of the town of Orsk / A.M. Rusanov, D.M..Turlibekov / / Vestnik of OSU, 2011, no. 12. - 299 - 300 p.

    7. Shein, E.V., Milanovsky, E. Y Effect of boron on Buzuluk adjacent landscapes and properties of soils / E.V. Shein, E.Y Milanovsky // Soil Science, 2008, №2. - Р. 146-152.


    Ключові слова: ВАЖКІ МЕТАЛИ /Яблуня ДИКАЯ /СТІЙКІСТЬ /Акумуляція /Аpple /HEAVY METALS /SUSTAINABILITY /AND THE ACCUMULATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити