WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Во второй главе рассмотрено методическое обеспечение проведения эксперимента, описаны реактивы и материалы, использованные в экспериментальной части работы. Приведена характеристика объектов исследования: растений, выбранных для фитоэкстракции ТМ из почвы (овса посевного, горчицы полевой, кресс-салата, мятлика лугового, ржи посевной, гороха посевного). Кратко изложено описание процессов отбора, подготовки и исследования свойств почв, выбранных для проведения эксперимента, проводимых по стандартизированным методикам. Рассмотрены методики приготовления водных растворов свинца, кадмия и ЯК, используемые для введения в образцы почв в определенных соотношениях в зависимости от задач эксперимента.

Изложено описание методики эксперимента, проводимого в полевых условиях с целью установления взаимосвязи между степенью антропогенного воздействия на экосистему и увеличением доли и густоты стояния рудеральных видов растений в общем составе растительного сообщества. Исследование проведено на примере почвенных экосистем родников Ивановской области. В осенне-летний период проводили бонитировку естественно произрастающей растительности (в радиусе 15 м от родников): идентификацию видов растений, распределение их по группам, определение густоты стояния, степени угнетенности растений.

Изложена методика проведения эксперимента в лабораторных условиях. В стандартные емкости, содержащие пробы почв с фиксированными свойствами, высаживали растения одного вида; после укоренения и стандартизации растений вносили в почву водные растворы нитрата свинца и/или кадмия с расчетной начальной концентрацией ТМ, равной 2; 4; 6; 8; 10 ПДКП. В случае опытов с ЯК начальные мольные отношения ТМ:ЯК составляли 1:0,5, 1:1, 1:2, 1:5. В контрольные пробы свинец и кадмий не вносили. По завершении вегетативного периода высушенную на воздухе биомассу выкопанных растений подвергали «мокрому» озолению с последующим определением концентрации ТМ в анализируемых объектах атомно-абсорбционным методом.

Приведена методика проведения эксперимента в естественных условиях (в стандартных емкостях-коробах под открытым небом, при увлажнении, главным образом, за счет атмосферных осадков). При приготовлении почвы различного механического состава использовали классификацию Н.А. Качинского для подзолистого типа почв. Этапы культивирования, внесения в почву ТМ и ЯК, определения концентрации ТМ были аналогичны этапам проведения лабораторного эксперимента; расчетная начальная концентрация ТМ в почве составляла 4ПДКП.

Приведена методика оценки погрешности экспериментальных данных.

В третьей главе изложены результаты проведения эксперимента, их оценка и анализ.

В первом разделе установлена взаимосвязь между уровнем антропогенного воздействия на почвенные экосистемы природных родников и свойствами растительных сообществ, произрастающих на их территории. Уровень антропогенного воздействия оценивали по содержанию ТМ в почве, а также экспертным путем с учетом близости расположения объектов к автомобильным дорогам, селитебным зонам, неорганизованным свалкам, степени посещаемости их людьми. В течение пяти лет (2003–2007 г.г.) в осенне-летний период проводили бонитировку растительности: идентификацию видов растений, распределение их по группам, определение густоты стояния, степени угнетенности растений. Растения вокруг исследуемых родников были распределены по таксонам: местные – аборигены (произрастающие около родников с низким уровнем антропогенного воздействия), сорно-луговая растительность и рудеральные виды. Анализ полученных результатов (см. рис. 1) показывает, что в видовом составе растительного сообщества количество местных видов растений уменьшается с увеличением степени антропогенной нагрузки, а пришлых, особенно рудеральных растений, возрастает.

Рис. 1. Доля видов растений различных групп, идентифицированных в экосистемах исследуемых природных родников.

Сделан вывод о том, что об увеличении степени антропогенного воздействия на экосистему можно судить по: увеличению доли рудеральных видов растений в общем составе растительного сообщества, густоты стояния рудеральных растений, существенному повышению содержания свинца и кадмия в растениях. Установлено, что среди полевых растений крапива двудомная и овсяница луговая обладают достаточно высокой способностью извлечения (аккумулирования) свинца из почвы. Таким образом, эти виды растений были выбраны нами в числе других для дальнейшего изучения процессов миграции ТМ в системе «почва-растение» в лабораторных и полевых условиях.

Второй раздел посвящен изучению влияния различных факторов на процессы миграции свинца и кадмия в системе «почва-растение». Прежде всего, нами были исследованы характеристики условно чистой почвы, отобранной для проведения эксперимента в лабораторных условиях (см. табл.1).

Принимая во внимание значения приведенных показателей, данный вид почв можно охарактеризовать как средний суглинок, что свойственно для территории Ивановской области. Эти почвы, как правило, обладают умеренной способностью связывать ТМ в трудно подвижные формы. Доли подвижных форм Pb и Cd в их валовом содержании в исследуемой почве составили соответственно 26,7 и 66 %.

Изучение влияния уровня загрязнения почвы свинцом и кадмием при их раздельном присутствии на рост растений и на миграционную способность этих металлов в системе «почва-растение» позволило установить, что растения по-разному реагируют на присутствие в почве свинца и кадмия. Концентрация ТМ в растениях на уровне показателя эффективной дозы (ЭД50), характеризующего содержание ТМ, при котором биомасса данного растения снижается вдвое по сравнению с контрольным опытом (без внесения в почву ТМ), достигается для большинства растений на уровне содержания ТМ в почве, равном 4 ПДКп.

Таблица 1.

Показатели качества условно чистой почвы, используемой для проведения эксперимента в лабораторных условиях

Определяемый показатель

Ед.-цы измерения

Диапазон значений *

1.

Содержание физической глины (частиц < 0,01 мм)

%

32,00 35,00

2.

Актуальная кислотность

(рН водной вытяжки)

ед. рН

5,90 6,60

3.

Обменная кислотность (общая)

мг-экв на 100г почвы

0,09 0,12

4.

Обменная кислотность (обусловленная ионами водорода)

мг-экв на 100г почвы

0,06 0,08

5.

Обменная кислотность (содержание алюминия)

мг-экв на 100г почвы

0,03 0,04

6.

Гидролитическая кислотность

мг-экв на 100г почвы

3,70 5,40

7.

Сумма обменных оснований

мг-экв на 100 г почвы

15,00 19,00

8.

Гумус

%

4,00 4,70

9.

Емкость катионного обмена

мг-экв на 100 г почвы

18,70 24,40

10.

Степень насыщенности основаниями

%

77,87 80,21

11.

Валовое содержание Сd в почве

мг/кг

0,05 0,06

12.

Концентрация подвижной формы Cd в почве

мг/кг

0,030 0,036

13.

Валовое содержание Pb в почве

мг/кг

5,80 6,20

14.

Концентрация подвижной формы Pb в почве

мг/кг

1,58 1,62

(*) Предельно-допустимая концентрация подвижной формы Сd в почве (ОДКСdп = 0,5 мг/кг).

Предельно-допустимая концентрация валового содержания Pb в почве (ПДКPbп = 32,0 мг/кг).

Предельно-допустимая концентрация подвижной формы Pb в почве (ПДКPbп = 6 мг/кг).

В табл. 2 приведены экспериментальные данные по показателям фитоэкстракции – величинам: фитотоксического эффекта, (ФЭ), характеризующего уровень снижения биомассы растений, выросших на загрязненной почве относительно биомассы растений, выращенных на условно чистой почве; показателя фитотоксичности, (ФТ), характеризующего накопление ТМ в растении в процессе снижения его биомассы; коэффициента биологического поглощения, (Ах), характеризующего миграционную способность металлов из почвы в растения. Все названные показатели приведены для загрязнения почвы на уровне 4 ПДКп.

Таблица 2.

Показатели фитоэкстракции (при уровне загрязнения почвы ТМ на уровне 4 ПДКп)

Вид растений

Pb

Cd

ФЭ

ФТ

Ах103

ФЭ

ФТ

Ах103

Кресс-салат

55,1

2,0

0,30

51,3

9,7

30,0

Горчица полевая

40,6

2,9

2,50

50,0

13,8

28,0

Рожь посевная

52,6

75,9

0,20

60,0

0,9

0,4

Овес посевной

25,6

1,7

6,40

50,0

10,6

14,0

Горох посевной

36,4

1,0

0,09

52,3

37,6

2,1

Мятлик луговой

50,0

1,4

0,08

68,8

10,9

3,0

В меньшей степени соединения свинца снижают биомассу овса, который проявляет достаточно высокую способность извлечения свинца из почвы. Относительно высокую толерантность к кадмию проявляет горчица, которая аккумулирует в своей биомассе значительное количество этого металла. Эти свойства растений, по-видимому, связаны со значительным содержанием специфичных клеток, способных надежно связывать ТМ, ослабляя тем самым действие токсикантов и сохраняя возможность к репродукции остальных клеток растения.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»