WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

Известно, что на аккумуляцию химических элементов растениями влияет целый комплекс факторов (Ильин, 1985, 1991). Важнейшие среди них – видовые особенности растений (Шильников, 1994; Cheng, 2003; Eriksson, 1990). Сравнительный анализ данных по содержанию элементов в растениях указывает на значительную вариабельность этого показателя в различных видах растений. Концентрация Cu в растениях разных видов отличается в 31 раз, Fe – в 28 раз, Zn – в 62 раза, Pb в 1659 раз, Cd – в 1764 раза, K – в 21 раз, Ca – в 380 раз (табл. 7). Значительная вариабельность содержания металлов прослеживается и в пределах одной пробной площадки: в растениях некоторых площадок коэффициент вариации (Cv) содержания Cu достигает 75%, Fe и Zn – 65%, Pb – 147%, Cd – 195%, K – 63%, Ca – 98%. Следовательно, накопление элемента в растениях разных видов зависит от специфики протекающих в растительном организме биохимических процессов, позволяющих регулировать его количество даже при одинаковой концентрации в почве. Неодинаковое накопление элементов является результатом избирательного их поглощения растениями, количественной характеристикой которого является величина КБП.

Таблица 7

Минимальные и максимальные значения содержания биофильных элементов и тяжелых металлов в дикорастущих растениях

Элемент

Содержание, мг/кг сухого веса

Вид

Район

№ ПП

Cu

min

0.39±0.01

Полевица тонкая (Agrostis tenuis)

Зеленодольский

2

max

12.12±0.01

Полынь обыкновенная (Artemisia vulgaris)

г. Казань

11

Fe

min

16.05±0.01

Щавель конский (Rumex confertus)

Пестречинский

12

max

456±0.05

Тимьян ползучий (Thymus serpyllum)

Бугульминский

10

Zn

min

1.82±0.03

Щавель конский (Rumex confertus)

Пестречинский

12

max

113±0.08

Чистотел большой (Chelidonium majus)

Зеленодольский

6

Pb

min

0.02±0.01

Синяк обыкновенный (Echium vulgare)

Пестречинский

12

max

33.17±0.01

Вьюнок полевой (Convolvulvus arvensis)

Зеленодольский

1

Cd

min

0.003±0.001

Цикорий обыкновенный (Cichorium intybus)

г. Казань

7

max

4.41±0.08

Вьюнок полевой (Convolvulvus arvensis)

Зеленодольский

1

K

min

736±0.05

Брусника (Vaccinium vitis-idaea)

Зеленодольский

4

max

15493±0.02

Щитовник мужской (Dryopteris filix-mas)

Мамадышский

15

Ca

min

98.91±0.02

Вейник наземный (Calamagrostis epigeios)

Зеленодольский

1

max

37571±0.07

Лопух паутинистый (Arctium tomentosum)

г. Казань

7

В соответствии с классификацией А.И. Перельмана (1975) при КБП>1 элементы накапливаются в растениях, а при КБП<1 только захватываются. Следовательно, растения с КБП>1 можно отнести к концентраторам, а с КБП<1 – деконцентраторам. По величине КБП исследуемые элементы можно расположить в следующем порядке: Zn (32.5) > Cu (22.3) > Cd (20.5) > Pb (9.9) > Fe (0.4). В соответствии со шкалой И.А. Авессаломовой (1987) к элементам энергичного накопления (КБП>10) относятся Zn, Cu, Cd, к элементам сильного накопления (10>КБП1) – Pb, к элементам слабого накопления и слабого захвата (1>КБП0.1) – Fe.

Виды с КБП>100 были отнесены к интенсивным концентраторам элементов. Интенсивными концентраторами Cu являются черника, брусника, костяника, земляника; деконцентраторами – вейник наземный, хвощ лесной, копытень европейский. Концентраторы Zn – земляника лесная, брусника, вейник лесной; деконцентраторы Zn не обнаружены. Концентраторы Pb – зверобой продырявленный, вьюнок полевой, земляника лесная; деконцентраторы – цикорий обыкновенный, трехреберник непахучий, синяк обыкновенный и др. Концентраторы Cd – тысячелистник обыкновенный, ландыш майский, зверобой продырявленный; деконцентраторы – бедренец камнеломка, лопух паутинистый, марь белая. Интенсивных концентраторов Fe среди исследованных растений не обнаружено – 85% проб растений относятся к деконцентраторам. Возможно, это обусловлено преобладанием в почве труднодоступных форм железа для растений.

Обнаружить влияние внешних факторов на содержание металлов в растениях позволило сравнение концентраций металлов в растениях видов, встречающихся в нескольких биотопах. Среди 90 исследуемых видов растений 42 вида встречались на разных пробных площадках. Содержание некоторых металлов в растениях одних и тех же видов, произраставших на нескольких площадках, значительно отличалось, в то время как в растениях других видов оставалось практически одинаковым. Например, содержание Pb в растениях вьюнка полевого (Convolvulvus arvensis) на разных пробных площадках отличалось в 369 раз, а в растениях земляники зеленой (Fragaria viridis), трехреберника продырявленного (Tripleurospermum perforatum) и копытня европейского (Asarum europaeum), также произраставших на нескольких пробных площадках, значительно не различалось. Содержание Cd в растениях вьюнка полевого (Convolvulvus arvensis) различалось в 882 раза, а в растениях трехреберника продырявленного (Tripleurospermum perforatum), пролесника многолетнего (Mercurialis perennis), иван-чая узколистного (Chamerion angustifolium), зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum), вероники широколистной (Veronica teucrium), таволги обыкновенной (Filipendula vulgaris), свербиги восточной (Bunias orientalis), подмаренника душистого (Galium odoratum) оставалось одинаковым.

Cледует отметить, что трехреберник продырявленный (Tripleurospermum perforatum) и подмаренник душистый (Galium odoratum) на всех пробных площадках по содержанию всех элементов за исключением Fe и K для трехреберника (Tripleurospermum perforatum) и Pb – для подмаренника (Galium odoratum), практически не отличались.

Такое значительное варьирование уровней содержания металлов в растениях одного вида свидетельствует о влиянии на процесс аккумуляции не только биологических особенностей, но и внешних факторов, в том числе эдафических, которые будут рассмотрены ниже.

3.2.3. Оценка экологической безопасности дикорастущих растений по содержанию в них тяжелых металлов

Содержание тяжелых металлов в дикорастущих растениях, как источнике лекарственного растительного сырья, является важнейшим показателем биологического и гигиенического качества растений. Для оценки безопасности дикорастущих растений для здоровья человека данные по концентрации тяжелых металлов сравнивали со значениями ПДК нормируемых элементов: Pb (6 мг/кг) и Cd (1 мг/кг) (СанПин 2.3.2.1078-01). При этом было обнаружено превышение уровней ПДК Pb и Cd в некоторых растениях Зеленодольского района. Значительное превышение ПДК Pb обнаружено в растениях вьюнка полевого (Convolvulvus arvensis) (33.2 мг/кг) – в 5.5 раза. В растениях нивяника обыкновенного (Leucanthemum ircutianum) (12.0 мг/кг), зверобоя продырявленного (Hypericum perforatum) (12.7 мг/кг) и лапчатки серебристой (Potentilla argentea) (12.6 мг/кг) превышение ПДК Pb составило в 2 раза, в растениях вейника наземного (Calamagrostis epigeios) (18.5 мг/кг) – в 3.1 раз (ПП №1). В растениях площадки №2 в Зеленодольском районе обнаружено превышение ПДК Pb в растениях земляники лесной (Fragaria vesca) (11.5 мг/кг) в 1.9 раз. Обнаружено превышение ПДК Pb в 1.2 раза в растениях линнеи северной (Linnaea borealis) (7.4 мг/кг), произраставших на ПП №3 в хвойном лесу в Зеленодольском районе.

Содержание Cd в некоторых растениях Зеленодольского района также превышало ПДК. В растениях мать-и-мачехи обыкновенной (Tussilago farfara) и крестовника Якова (Senecio jacobaea) содержание Cd было выше ПДК в 1.3 раз, в растениях бедренец-камнеломки (Pimpinella saxifraga), льнянки (Linaria vulgaris), подмаренника мягкого (Galium mollugo) в 1.2, 1.5 и 1.6 раза, соответственно. В растениях полевицы (Agrostis tenuis) концентрация Cd превышала ПДК в 2.3 раза, в растениях земляники лесной и вьюнка в 4.1 и 4.4 раза соответственно. В растениях прогалины в хвойном лесу превышение концентраций Cd выявлено в растениях тысячелистника (Achillea millefolium) и ландыша (Convallaria majalis) в 1.3 и в 2.0 раза.

Во всех вышеперечисленных видах растений обнаружено также значительное превышение МДУ Pb (5 мг/кг) и Cd (0,3 мг/кг) в кормах: до 6.6 раз свинца и до 14.6 раз кадмия (СанПин 2.1.7.573-96).

Концентрация Pb и Cd в растениях остальных исследованных площадок, в том числе в урбофитоценозах, оказалась значительно ниже ПДК в пищевых продуктах и МДУ в кормах. Высокие уровни содержания Pb и Cd в растениях Зеленодольского района могут быть обусловлены повышенным региональным фоном Pb и Cd в почвах Предкамья (Иванов и др., 1994; Григорьян и др., 1994). Кроме того, они могут свидетельствовать и об аэротехногенном поступлении этих металлов. Господствующими направлениями ветра в регионе являются южное и юго-западное, в летний период увеличивается повторяемость западных и северо-западных ветров (Климат …, 1983). Местоположение пробных площадок в Зеленодольском районе попадает под воздействие выбросов крупных предприятий г. Зеленодольска, а при смене направления ветра - предприятий г. Казани. В частности, работами А.Р. Валетдинова с соавторами (2007, 2008) выявлен повышенный уровень загрязнения тяжелыми металлами снежного покрова указанных территорий.

Несмотря на повышенное содержание как валовых, так и подвижных форм Cu, Zn и Pb в почвах урбофитоценозов, содержание этих элементов в растениях не превышает фоновых. В условиях нейтрального рН почвенного раствора растворимость большинства ионов металлов ограничена вследствие их седиментации или в результате связывания с оксидами, гидроксидами, карбонатами или фосфатами, глинистыми минералами или органическим веществом (Markiewicz-Patkowska, 2005). Таким образом, отсутствие превышения ПДК металлов в растениях урбофитоценозов может быть обусловлено слабощелочной реакцией их почв, наличием карбонатов, и, следовательно, слабой подвижностью микроэлементов.

В целом региональное фоновое содержание нормируемых элементов в дикорастущих растениях не превышает ПДК в продуктах питания и МДУ в кормах. По результатам наших исследований экологически безопасными по содержанию тяжелых металлов Pb и Сd являются исследованные дикорастущие растения в Верхнеуслонском, Пестречинском, Мамадышском, Бугульминском и Альметьевском районах.

3.2.4. Аккумуляция биофильных элементов и тяжелых металлов в различных органах дикорастущих растений

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |






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