При вивченні накопичення Pb, Cd, Cu і Zn газонними травами (плевел багаторічним, мятликом луговим) в вегетаційних дослідах виявлено високу метал-яка акумулює здатність плевела багаторічного. За ступенем фітоекстракціі плевел багаторічний був віднесений до категорії хороших акумуляторів.

Анотація наукової статті з екологічних біотехнологій, автор наукової роботи - Минбаєва Б. Н., Сейлова Л. Б., Панін М. С., Єсимов Б. К., Муздибаева К. К.


THE ACCUMULATIVE FUNCTIONS OF THE FITO-OBJECTS AT THE DIFFERENT LEVELS OF ALMATY CITY SOIL CONTAMINATION BY HEAVY METALS

In the study of the accumulation of Pb, Cd, Cu and Zn by lawn grasses (ryegrass, meadow grass) was revealed the high metal-accumulating ability of ryegrass in vegetative experiments. By the degree of phytoextraction ryegrass was classified as good bioaccumulator.


Область наук:
  • екологічні біотехнології
  • Рік видавництва діє до: 2012
    Журнал: Світ науки, культури, освіти

    Наукова стаття на тему 'Акумулятивні функції фітооб'ектов при різних рівнях забруднення грунтів м.Алмати важкими металами'

    Текст наукової роботи на тему «Акумулятивні функції фітооб'ектов при різних рівнях забруднення грунтів м.Алмати важкими металами»

    ?УДК 574.24 / 573.6.

    Mynbayeva B.N., Seilova L.B., Panin M.S., Esimov B.K., Muzdybaeva K.K., Makeeva A.Zh. THE ACCUMULATIVE FUNCTIONS OF THE FITO-OBJECTS AT THE DIFFERENT LEVELS OF ALMATY CITY SOIL CONTAMINATION BY HEAVY METALS. In the study of the accumulation of Pb, Cd, Cu and Zn by lawn grasses (ryegrass, meadow grass) was revealed the high metal-accumulating ability of ryegrass in vegetative experiments. By the degree of phytoextraction ryegrass was classified as good bioaccumulator.

    Key words: urban soils, heavy metals, phytoaccumulators.

    Б.М. Минбаєва, канд. біол. наук, проф. КазНПУ, м.Алмати, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Л.Б. Сейлова, д-р біол. наук, проф. КазНПУ, м.Алмати, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; М.С. Панін, д-р біол. наук, проректор педагогічного інституту, м Шім'ї, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Б.К. Єсимов, канд. біол. наук, доц. Казнав, м.Алмати, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; К.К. Муздибаева, доц. КазНПУ, м.Алмати, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.;

    А.Ж. Макєєва, ст. преп. КазНПУ, м.Алмати, E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Акумулятивний ФУНКЦІЇ ФІТООБ'ЕКТОВ ПРИ РІЗНИХ РІВНЯХ ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТІВ Г. АЛМАТИ ТЯЖКИМИ МЕТАЛАМИ

    При вивченні накопичення Pb, Cd, Cu і Zn газонними травами (плевел багаторічним, мятликом луговим) в вегетаційних дослідах виявлено високу метал-яка акумулює здатність плевела багаторічного. За ступенем фітоекстракціі плевел багаторічний був віднесений до категорії хороших акумуляторів.

    Ключові слова: міські грунту, важкі метали, фітоаккумулятори.

    В даний час вчені приділяють підвищену увагу проблемі техногенного забруднення біосфери важкими металами (ТМ) [1], прийомам зниження їх вмісту через накопичення в різних організмах [2; 3; 4] Для ліквідації наслідків забруднення грунтів ТМ часто використовують попереджувальні заходи у вигляді біологічної рекультивації. Мета роботи: зниження забруднення грунтів м.Алмати допомогою рослин-фітоаккумуляторов - представників газонного спільноти. В задачу наших експериментів увійшло вивчення ступеня транслокации ТМ в рослини з ґрунтових зразків з різним вмістом ТМ ^, РЬ, Сі, Zn).

    Об'єктом досліджень для вегетаційних дослідів обрані газонні види рослин: плевел багаторічний (Lolium perenne L.) і тонконіг лучний (Poa pratensis Ме12д). Насіння рослин вирощували на ґрунтових зразках м.Алмати, вміст рухомих форм важких металів у яких становило в мг / кг: в урбанізованих ділянках: Cd - 0,19-0,27; РЬ - 8,7-2,4; Сі - 1,21,9; Zn - 14,3-25,7; в контрольних зразках: Cd - 0,14; РЬ - 5,4; Сі - 0,8; Zn - 8,3 [5]. Для моделювання необхідного рівня забруднення в грунтові зразки вносили ацетати РЬ і Cd, сульфати Zn і Си з розрахунку на діючу речовину [6]: ур-баноземи з природним вмістом ТМ; урбаноземи, в які вносили ТМ в 2-кратної концентрації, в г / кг: 21,2 РЬ (СН3СОО) 2Ч7Н2О; 0,46 Cd (CHзC00) 2Ч7Н20; 3,2 CuSO4; 40 ZnSO4; урбаноземи, в які вносили ТМ в 4-кратної концентрації, в г / кг: 42,4 РЬ (СН3СОО) 2Ч7Н2О, 0,92 Cd (CH3C00) 2Ч7Н20, 6,4 CuSO4, 80 ZnSO4. Контролем служили грунтові зразки, взяті за містом.

    Накопичення важких металів у надз>

    Підготовку проб проводили за методикою [7], визначення концентрацій важких металів у грунтових і рослинних (після сухого озо-лення при 4500С проростки гідролізували в розведеної соляної кислоти) зразках - атомно-абсорбційним методом на спектрометрі АА-6650 фірми <^ Ьшт ^ 2і »з дейтерієвої корекцією фону [8].

    Результати та обговорення. Проведені модельні експерименти показали максимальне накопичення Cd плевел багаторічним від 6,7 до 10 разів у порівнянні з мятликом луговим, причому відзначена позитивна градація за концентраціями внесених солей Cd - чим більше їх в грунті, тим більше накопичення відзначено в проростках: при 2-кратному збільшенні дози - на 74,2% і при 4-кратному збільшенні - на 85% (таблицю 1).

    Максимальна концентрація РЬ також відзначена в проростках плевела багаторічного: в 4-5,7 разів більше, ніж в тонконіг лучний (таблиця 1), також показано пропорційне збільшення його змісту (55, 71 і 87%) відповідно збільшення дози внесеного металу. Сі і Zn також значніше накопичувалися в плевел багаторічний (табл. 1): перевищення склало від 9,8 до 14,4 рази по Сі і від 4,7 до 6,2 разів по Zn при порівнянні з мятликом луговим.

    За ступенем акумуляції важких металів у плевел багаторічному розташувалися в такій послідовності: Сі>РЬ = ^^ п, з виявленням лінійної залежності їх змісту в проростках від доз внесених металів. За ступенем накопичення важких металів у тонконіг лучний їх можна розташувати в наступний ряд: Zn>Cu>Pb>Cd.

    Таблиця 1

    1них частинах проростків

    Стебла рослин Зміст Їм в проростках, мг / кг абс. сухий. в-ва

    Cd Pb Cu Zn

    контрольна грунт

    плевел багаторічний 0,10 ± 0,2 3,8 ± 0,4 0,4 ​​± 0,3 4,4 ± 0,3

    тонконіг лучний 0,01 ± 0,7 1,2 ± 0,2 0,08 ± 0,3 1, 1 ± 0,5

    контроль (урбанозем)

    плевел багаторічний 0,17 ± 0,5 8,5 ± 0, б 1,4 ± 0,2 7, б ± 0,3

    тонконіг лучний 0,02 ± 0,3 1,5 ± 0,4 0,10 ± 0,5 1,24 ± 0,7

    урбанозем з 2-кратним збільшенням вмісту Їм

    плевел багаторічний 0,39 ± 0,2 12,9 ± 0,4 2,3 ± 0,4 11,5 ± 0,5

    тонконіг лучний 0,03 ± 0, б 1,9 ± 0,4 0,11 ± 0,4 2,0 ​​± 0,3

    урбанозем з 4-кратним збільшенням вмісту Їм

    плевел багаторічний 0, бб ± 0, б 30,7 ± 0, б 4,8 ± 0,5 28,7 ± 0,2

    тонконіг лучний 0,04 ± 0,4 2,4 ± 0,5 0,18 ± 0, б 2, б ± 0,8

    Їабліца 2

    Накопичення важких металів (мг / кг) в проростках рослин, які виросли на урбаноземи

    Частина рослин Плевел багаторічний Мятлик луговий

    Зміст Cd в грунті - 0,23 ± 0,04 мг / кг

    Зелена 1,70 ± 0,3 0,20 ± 0,04

    Коренева 0,40 ± 0,0б 0,13 ± 0,0б

    Зміст Pb у грунті - 10, б ± 1,7 мг / кг

    Зелена 8,5 ± 1,7 1,5 ± 2,1

    Коренева 1,74 ± 0,50 4,2 ± 0,8

    Зміст Cu в грунті - 1, б ± 0,23 мг / кг

    Зелена 14,5 ± 1, б 1,0 ± 0,5

    Коренева 2, б ± 0,9 1,0 ± 0, б

    Вміст Zn в грунті - 20 ± 2,7 мг / кг

    Зелена 7б, 0 ± 3,5 12,4 ± 1,7

    Коренева б1,0 ± 4,2 8,2 ± 1,2

    Таким чином, плевел багаторічний з'явився найкращим акумулятором Сі, РЬ і Cd, а тонконіг лучний - Zn, різна ступінь транслокации залежала від виду рослини.

    В результаті проведення наступних експериментів нами показано, що плевел багаторічний накопичував значна кількість ТМ у надземній частині проростків: Сі в 5,6 рази в порівнянні з кореневою масою, РЬ - в 4,9 рази, Cd - в 4,25 рази, Zn - в 1,25 рази (таблиці 2).

    При визначенні рослин-гіпераккумуляторов важливі такі показники: відношення вмісту металу в надземних органах до його змісту в коренях має бути більшим за одиницю, також гіпераккумулятори Zn повинні накопичувати більше 10000 мг / кг сухої ваги, а гіпераккумулятори РЬ - більше 1000 мг / кг [9] , причому для гіпераккумуляторов важливі градації ТМ не в грунті, а в рослинах [2; с. 10]. У наших експериментах ставлення ТМнадзем. / ТМкорн виявилося більше 1 для обох досліджуваних рослині, але необхідного накопичення ТМ не виявлено (таблиця 3).

    Незважаючи на те, що в наших експериментах виявлено хороші градації ТМ в рослини, ступінь фітоекстракціі не досягнула показників гіпераккумуляторов, тому ми віднесли плевел багаторічний до категорії хороших акумуляторів ТМ.

    Їабліца 3

    Перевищення накопичення Їм в надземної частини рослин

    Вид рослини Співвідношення накопичення важких металів у зелених органах до кореневої системи, прийняте за 1

    Pb Cd Cu Zn

    Плевел багаторічний 4,9 4,3 5, б 1,3

    Тонконіг лучний 3, б 1,5 1 1,5

    Таким чином, визначено, що стебла плевела багаторічного екстрагували з грунту ТМ, сприяючи її очищення. Вважаємо великою перевагою, що газонні трави при їх використанні для озеленення території м.Алмати можуть також очищати грунт від ТМ, приводячи до оздоровлення та детоксикації грунтів.

    бібліографічний список

    1. Кузнєцова, О.В. Свинець в компонентах ландшафтів басейну Телецкого озера / О.В. Кузнєцова, О.А. Ельчінінова, А.В. Пузанов // Світ науки, культури, освіти. - 2012. - № 1.

    2. Атабаева, С.Д. Оцінка ступеня акумуляції важких металів дикими видами рослин з точки зору фіторемедіаціі забруднених грунтів // Биол. науки Казахстану. - 2004. - № 3-4.

    3. Кабата-Пендіас, А. Мікроелементи в грунтах і рослинах / А. Кабата-Пендіас, Х. Пендіас. - М, 1989.

    4. Broos, K. Toxicity of heavy metals according to the different tests based on soil microbiology and plant growth: a comparative study / K. Broos // Toxicol. Chem. 2005. -

    V. 24. - №. 3.

    5. Минбаєва, Б.Н. Біомоніторинг грунтів м.Алмати при забрудненні їх свинцем / Б.М. Минбаєва, М.Н. Гайдобрусова // Наукова думка інформаційного століття: матеріали II межд. конф. - Прага 2009.

    6. Журбіцкий, З.І. Теорія і практика вегетаційного досвіду. - М., 1968.

    7. ГОСТ 17.4.3.01-83 (СГ РЕВ 3347-82). Загальні вимоги до відбору проб: Введ. 1983-01-01. - М., 1983.

    8. Методика виконання вимірювання масової частки рухомих форм металів: РД 52.18.269-90. - М., 1990..

    9. Brooks R.R. Plants that hyperaccumulate heavy metals. - Wallingford, 1998..

    10. Сарсенбаєв, Б.А. Розробка технології фіторемедіаціі навколишнього середовища від забруднення техногенного походження / Б.А. Сарсенбаєв [и др.] // Біотехнологія. Теорія та практика. - 2006. - № 1.

    Bibliography

    1. Kuznecova, O.V. Svinec v komponentakh landshaftov basseyjna Teleckogo ozera / O.V. Kuznecova, O.A. Eljchininova, A.V. Puzanov // Mir nauki, kuljturih, obrazovaniya. - 2012. - № 1.

    2. Atabaeva, S.D. Ocenka stepeni akkumulyacii tyazhelihkh metallov dikimi vidami rasteniyj s tochki zreniya fitoremediacii zagryaznennihkh pochv // Biol. nauki Kazakhstana. - 2004. - № 3-4.

    3. Kabata-Pendias, A. Mikroehlementih v pochvakh i rasteniyakh / A. Kabata-Pendias, Kh. Pendias. - M, 1989.

    4. Broos, K. Toxicity of heavy metals according to the different tests based on soil microbiology and plant growth: a comparative study / K. Broos // Toxicol. Chem. 2005. -

    V. 24. - №. 3.

    5. Mihnbaeva, B.N. Biomonitoring pochv g. Almatih pri zagryaznenii ikh svincom / B.N. Mihnbaeva, M.N. Gayjdobrusova // Nauchnaya mihslj informacionnogo veka: materialih II mezhd. konf. - Praga 2009.

    6. Zhurbickiyj, Z.I. Teoriya i praktika vegetacionnogo opihta. - M., 1968.

    7. GOST 17.4.3.01-83 (SG SEhV 3347-82). Obthie trebovaniya k otboru prob: Vved. 1983-01-01. - M., 1983.

    8. Metodika vihpolneniya izmereniya massovoyj doli podvizhnihkh form metallov: RD 52.18.269-90. - M., 1990..

    9. Brooks R.R. Plants that hyperaccumulate heavy metals. - Wallingford, 1998..

    10. Sarsenbaev, B.A. Razrabotka tekhnologii fitoremediacii okruzhayutheyj sredih ot zagryazneniya tekhnogennogo proiskhozhdeniya / B.A. Sarsenbaev [i dr.] // Biotekhnologiya. Teoriya i praktika. - 2006. - № 1.

    Стаття надійшла до редакції 17.03.12


    Ключові слова: МІСЬКІ ГРУНТУ /ВАЖКІ МЕТАЛИ /ФІТОАККУМУЛЯТОРИ /URBAN SOILS /HEAVY METALS /PHYTOACCUMULATORS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити