Изучение фиторемедиационного потенциала амаранта и львиного зева для почв, загрязненных тяжелыми металлами
Содержание тяжелых металлов в дикорастущих и декоративных растениях при разном уровне их содержания в почве. Расчет коэффициентов биологического поглощения и транслокационных коэффициентов для амаранта и львиного зева по отношению к Cd, Cu, Ni, Co, Zn.
Рубрика | Экология и охрана природы |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.09.2012 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
следы
0,89
0,23
6,69
Вариант 4(Cd12)
следы
1,11
0,63
12,28
Вариант 8(Cd3Zn200)
0,0013
0,22
0,18
3,61
Вариант 9(Cd6Zn400)
следы
1,59
0,46
6,24
Вариант 10(Cd12Zn600)
0,0012
2,20
1,29
12,68
НСР05
-
0,36
0,41
0,21
Таблица 7 Содержание в почве подвижных и валовых форм Zn, мг/кг
Амарант |
|||||
Вариант № |
Подвижные формы |
Валовое содержание |
|||
водная вытяжка |
извлекаемые ААБ |
извлекаемые ЭДТА |
|||
Вариант 1(Контроль) |
0,10 |
4,12 |
2,31 |
21,45 |
|
Вариант 5(Zn200) |
0,21 |
8,27 |
4,22 |
209,56 |
|
Вариант 6(Zn400) |
0,16 |
14,77 |
6,54 |
405,59 |
|
Вариант 7(Zn600) |
0,29 |
17,55 |
13,96 |
623,01 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
0,13 |
6,93 |
3,88 |
215,98 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
0,26 |
12,13 |
7,50 |
414,06 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
0,49 |
15,54 |
16,15 |
619,11 |
|
НСР05 |
0,02 |
2,09 |
0,32 |
4,27 |
|
Львиный зев |
|||||
Вариант 1(Контроль) |
0,14 |
2,66 |
2,51 |
21,45 |
|
Вариант 5(Zn200) |
0,21 |
4,30 |
2,76 |
209,56 |
|
Вариант 6(Zn400) |
0,31 |
12,28 |
12,49 |
405,59 |
|
Вариант 7(Zn600) |
0,48 |
35,47 |
15,97 |
623,01 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
0,27 |
7,16 |
3,65 |
215,98 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
0,39 |
15,09 |
13,40 |
414,06 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
0,41 |
30,52 |
16,29 |
619,11 |
|
НСР05 |
0,02 |
1,07 |
0,75 |
4,27 |
3.2 Накопление биологической массы растениями амаранта и львиного зева при разном уровне загрязнения почвы тяжелыми металлами
В сосудах с контрольным вариантом и в варианте 1 ПДК растения развивали большую биомассу, внешних признаков токсичности не наблюдалось. При среднем и высоком уровне загрязнения (в вариантах 3 и 5 ПДК) растения по-разному реагировали на присутствие тяжелых металлов в среде произрастания. В большинстве случаев уже на стадии проростков проявлялись внешние признаки токсикоза, которые выражались в изменении окраски вегетативной массы, искривлении проростков, изменении формы листьев. На более поздних стадиях развития растений были отмечены ярко выраженный некроз, антоциановая окраска листьев и побегов, гниение корней, неодинаковое наступление фаз развития.
Таблица 8 Накопление сухой биологической массы исследуемых растений, г/сосуд
Вариант |
Надземная масса |
Корни |
Общая сухая биомасса |
|
Амарант |
||||
Контроль |
48,2 |
9,3 |
57,5 |
|
Контроль + 1 ПДК |
42,6 |
7,6 |
50,2 |
|
Контроль + 3 ПДК |
9,6 |
2,4 |
12,0 |
|
Контроль + 5 ПДК |
27,4 |
4,0 |
31,4 |
|
Львиный зев |
||||
Контроль |
21,0 |
2,7 |
23,7 |
|
Контроль + 1 ПДК |
14,7 |
2,3 |
17,0 |
|
Контроль + 3 ПДК |
17,3 |
3,3 |
20,6 |
|
Контроль + 5 ПДК |
13,0 |
1,5 |
14,5 |
Рис. 3 Накопление сухой биомассы растениями амаранта в условиях комплексного загрязнения почвы ТМ(Cd, Cu, Ni, Cо, Pb, Zn)
Рис. 4 Накопление сухой биомассы растениями львиного зева в условиях комплексного загрязнения почвы ТМ(Cd, Cu, Ni, Cо, Pb, Zn)
Показатель накопления биологической массы является одним из наиболее важных характеристик растений -- потенциальных фиторемедиантов.
В таблице 7и на рисунках 3 и 4 представлены данные по накоплению сырой и сухой биологической массы амаранта и львиного зева в течение первого вегетационного сезона(2008г) в зависимости от уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами. Как видно из диаграмм на рисунках 3 и 4, растения львиного зева более устойчивы к высокому содержанию ТМ в почве, чем растения амаранта. Общая биомасса растений львиного зева в вариантах с высоким и средним уровнем загрязнения снижается незначительно (в 1,6 раза по сравнению с контрольным), в то время как у амаранта накопление биомассы снижается от контроля к 3-му варианту почти в 5 раз.
При этом, стоит заметить, что амарант накапливает примерно в 2 раза большую абсолютную биомассу, чем львиный зев.
На рисунках 6 и 7 представлены результаты вегетационного опыта (2009г.) с растениями амаранта и львиного зева в условиях комплексного и индивидуального загрязнения почвы цинком и кадмием.
Рис.5 Растения львиного зева в конце периода вегетации(2009г)
Рис. 6 Растения амаранта в конце периода вегетации(2009г)
В таблице 8 представлены данные, полученные во время проведения опыта во второй вегетационный сезон(2009г), по накоплению сухой биомассы амарантом и львиным зевом в условиях комплексного и индивидуального загрязнения почвы кадмием Cd и цинком Zn.
Таблица 9 Накопление сырой и сухой биологической массы амаранта и львиного зева в условиях комплексного и индивидуального загрязнения почвы кадмием Cd и цинком Zn, г/сосуд
Вариант |
Надземная часть |
Корни |
Общая сухая биомасса |
|
Амарант |
||||
Вариант 1(Контроль) |
8,77 |
4,33 |
13,10 |
|
Вариант 2(Cd3) |
24,83 |
11,03 |
35,87 |
|
Вариант 3(Cd6) |
14,03 |
7,57 |
21,60 |
|
Вариант 4(Cd12) |
11,27 |
4,60 |
15,87 |
|
Вариант 5(Zn200) |
26,53 |
9,57 |
36,10 |
|
Вариант 6(Zn400) |
19,97 |
9,03 |
29,00 |
|
Вариант 7(Zn600) |
2,23 |
0,83 |
3,07 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
9,07 |
3,23 |
12,30 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
8,70 |
3,27 |
11,97 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
3,13 |
0,93 |
4,07 |
|
Львиный зев |
||||
Вариант 1(Контроль) |
21,57 |
9,90 |
31,47 |
|
Вариант 2(Cd3) |
23,03 |
10,27 |
33,30 |
|
Вариант 3(Cd6) |
12,57 |
4,87 |
17,43 |
|
Вариант 4(Cd12) |
14,30 |
7,13 |
21,43 |
|
Вариант 5(Zn200) |
11,87 |
4,33 |
16,20 |
|
Вариант 6(Zn400) |
15,07 |
6,50 |
21,57 |
|
Вариант 7(Zn600) |
14,40 |
4,80 |
19,20 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
9,00 |
4,37 |
13,37 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
20,03 |
9,90 |
29,93 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
22,80 |
11,07 |
33,87 |
Рис. 7 Накопление биомассы растениями амаранта при разном уровне комплексного и индивидуального загрязнения Zn и Cd
Рис.8 Накопление биомассы растениями львиного зева при разном уровне комплексного и индивидуального загрязнения Zn и Cd
Как видно из таблицы 8 и из диаграммы на рис.7 амарант достаточно устойчив к комплекcному и индивидуальному загрязнению почвы кадмием Cd и цинком Zn. Снижение биомассы по сравнению с контрольным вариантом у него наблюдалось только в 6 варианте при высоком уровне загрязнения цинка и в 10 варианте при высоком уровне комплексного загрязнения цинком и кадмием. В вариантах с низким и средним уровнем индивидуального загрязнения кадмием и цинком наблюдается стимулирующий эффект тяжелых металлов на рост биомассы.
Варианты с низким и средним уровнем комплексного загрязнения по накоплению биомассы от контроля существенно не отличаются.
Что касается львиного зева, то у него повышение биомассы по сравнению с контролем наблюдается только во 2 варианте при слабом индивидуальном загрязнении кадмием и в 10 варианте при высоком уровне комплексного загрязнения кадмием и цинком. Во всех остальных вариантах накопление биомассы по сравнению с контролем снижается.
3.3 Содержание тяжелых металлов (Cd, Cu, Ni, Co, Pb и Zn) в дикорастущих и декоративных растениях при разном уровне их содержания в почве
Данные по содержанию Cd, Cu, Ni, Co, Pb и Zn в изученных сельскохозяйственных, дикорастущих и декоративных растениях при разном уровне загрязнения почвы данными металлами представлены в таблицах 9 и 10. В большинстве случаев с повышением содержания подвижной формы металлов в почве их содержание в растениях возрастает.
Таблица 10 Содержание Cd, Cu, Ni в растениях, мг/кг воздушно-сухой массы
Вариант |
Cd |
Cu |
Ni |
||||
Надземная часть |
Корни |
Надземная часть |
Корни |
Надземная часть |
Корни |
||
Амарант |
|||||||
Контроль |
0,20 |
1,63 |
8,32 |
6,12 |
2,02 |
5,81 |
|
Контроль + 1 ПДК |
9,23 |
22,14 |
8,62 |
11,73 |
8,61 |
25,73 |
|
Контроль + 3 ПДК |
19,13 |
29,85 |
9,83 |
16,01 |
50,36 |
66,88 |
|
Контроль + 5 ПДК |
104,18 |
70,22 |
23,81 |
20,61 |
219,65 |
368,01 |
|
НСР05 |
7,82 |
6,39 |
0,31 |
4,01 |
5,93 |
12,41 |
|
Львиный зев |
|||||||
Контроль |
0,10 |
2,03 |
12,13 |
13,74 |
1,82 |
4,33 |
|
Контроль + 1 ПДК |
1,32 |
11,41 |
5,31 |
10,50 |
5,92 |
5,27 |
|
Контроль + 3 ПДК |
2,71 |
25,84 |
7,32 |
12,81 |
33,74 |
33,13 |
|
Контроль + 5 ПДК |
103,98 |
67,91 |
19,41 |
28,21 |
103,52 |
115,73 |
|
НСР05 |
0,96 |
7,79 |
1,59 |
0,91 |
3,78 |
0,95 |
При увеличении уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами содержание кадмия Cd в корнях растений амаранта и львиного зева последовательно возрастает: у амаранта от 22,14 в 1ПДК мг/кг до 70, 22мг/кг в 5ПДК, у львиного зева от 11,42мг/кг в 1ПДК до .69,71мг/кг в 5ПДК. Что касается накопления кадмия в надземной массе , то оно так же последовательно возрастает от 9,23 мг/кг в 1ПДК до 104,18 у амаранта и от 1,32 мг/кг в 1ПДК до 103,98 мг/кг в 5ПДК. Причем в вариантах с высоким уровнем загрязнения и у амаранта, и у львиного зева кадмия Cd больше накапливается в надземной части, чем в корнях (в 1,5 раза). Что касается накопления и распределения меди Cu в биомассе исследуемых растений, то здесь четкой закономерности между содержанием металла в растениях и уровнем загрязнения не выявлено. И у амаранта, и у львиного зева при низком (1ПДК) и среднем уровне загрязнения (3ПДК) содержание меди в образцах не превышает контроля, и только в варианте 5ПДК возрастает 23,81 и 19,41 мг/кг в надземной части у амаранта и львиного зева соответственно. Данные по содержанию никеля в экспериментальных растениях свидетельствуют о его способности легко поступать в корни, а у некоторых растений -- также поступать в надземные органы (таблица 9). Так, в корнях амаранта и львиного зева содержание данного элемента возросло в варианте 5 ПДК в 63и 30 раз соответственно. В надземных органах содержание никеля в наибольшей степени возросло у амаранта -- в 110 раз, львиного зева -- в 58 раз в варианте 5 ПДК по сравнению с контролем и достигло значений 219,6 и 103,5 мг/кг воздушно-сухой массы соответственно.
Таблица 10 Содержание Co, Pb, Zn в растениях амаранта и львиного зева, мг/кг воздушно-сухой массы
Вариант |
Co |
Pb |
Zn |
||||
Надземная часть |
Корни |
Надземная часть |
Корни |
Надземная часть |
Корни |
||
Амарант |
|||||||
Контроль |
0,50 |
2,11 |
1,92 |
1,82 |
22,22 |
24,51 |
|
Контроль + 1 ПДК |
1,21 |
10,51 |
3,61 |
48,86 |
378,27 |
1118,52 |
|
Контроль + 3 ПДК |
3,32 |
15,61 |
4,61 |
9,31 |
180,48 |
98,72 |
|
Контроль + 5 ПДК |
5,55 |
5,84 |
Н/О |
30,3,4 |
820,78 |
505,83 |
|
НСР05 |
0,39 |
3,28 |
0,47 |
7,44 |
19,23 |
18,38 |
|
Львиный зев |
|||||||
Контроль |
0,80 |
2,21 |
2,23 |
1,11 |
38,62 |
39,12 |
|
Контроль + 1 ПДК |
Н/О |
1,01 |
4,51 |
4,91 |
169,08 |
380,68 |
|
Контроль + 3 ПДК |
1,50 |
2,92 |
11,32 |
5,21 |
160,77 |
185,39 |
|
Контроль + 5 ПДК |
3,21 |
3,21 |
12,12 |
7,62 |
590,67 |
389,76 |
|
НСР05 |
0,27 |
0,16 |
0,64 |
0,97 |
8,02 |
12,72 |
Из таблицы 10 видно, что и амарант и львиный зев слабо накапливают кобальт Со в биомассе и преимущественно данный металл локализуется в корнях. В надземные части растений он поступает слабо, а при низких уровнях загрязнения (1ПДК) в надземной части львиного зева не обнаруживается совсем.
Что касается свинца Pb, то из таблицы 10 видно, что наиболее активно свинец транспортировался из корней в надземные органы львиного зева в вариантах со средним (3ПДК) и высоким (5ПДК) уровнем загрязнения. Растения амаранта наоборот проявили достаточно высокую удерживающую способность корней по отношению к данному элементу -- при высоком уровне загрязнения почвы свинец в надземных органах этого растения совсем не обнаружен.
В отношении характера накопления и распределения цинкаZn в растениях амаранта и львиного зева -- в контрольном варианте и при низком загрязнении почвы растения накапливают больше цинка в надземных органах, чем в корнях (таблица10).
Максимальные абсолютные показатели содержания цинка как в надземных органах, так и в корнях, отмечены у растений амаранта -- 820,7 и 1118,5 мг/кг воздушно-сухой массы соответственно.
В таблицах 11 и 12 представлены экспериментальные данные по содержанию Сd и Zn в биомассе амаранта и львиного зева, полученные во время проведения вегетационного опыта в 2009 году
Таблица 11 Содержание Zn в растениях амаранта и львиного зева, мг/кг воздушо-сухой массы
Вариант |
Амарант |
Львиный зев |
|||
Надземная часть |
Корни |
Надземная часть |
Корни |
||
Вариант 1(Контроль) |
30,94 |
37,23 |
32,66 |
39,98 |
|
Вариант 5(Zn200) |
42,19 |
43,21 |
34,84 |
50,44 |
|
Вариант 6(Zn400) |
60,47 |
45,15 |
41,15 |
128,23 |
|
Вариант 7(Zn600) |
112,87 |
51,26 |
49,33 |
112,63 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
92,36 |
47,05 |
45,28 |
72,63 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
163,93 |
72,33 |
53,26 |
128,53 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
209,94 |
95,27 |
76,86 |
146,34 |
|
НСР05 |
3,32 |
4,09 |
1,49 |
8,20 |
Таблица 12 Содержание Cd в растениях амаранта и львиного зева, мг/кг воздушо-сухой массы
Вариант |
Амарант |
Львиный зев |
|||
Надземная часть |
Корни |
Надземная часть |
Корни |
||
Вариант 1(Контроль) |
0,37 |
0,96 |
0,35 |
0,38 |
|
Вариант 2(Cd3) |
1,28 |
1,44 |
0,78 |
3,22 |
|
Вариант 3(Cd6) |
1,51 |
4,55 |
1,12 |
5,19 |
|
Вариант 4(Cd12) |
2,34 |
5,19 |
1,96 |
7,74 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
1,03 |
3,18 |
0,55 |
2,74 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
1,74 |
7,62 |
1,28 |
5,17 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
8,57 |
30,4 |
1,86 |
8,11 |
|
НСР05 |
0,20 |
0,21 |
0,19 |
0,15 |
С увеличение уровня загрязнения почвы последовательно возрастает содержание кадмия Cd и цинка Zn в биомассе растений. Причем в контрольном варианте и варианте с низким уровнем загрязнения (1ПДК) амарант накапливает цинка в корнях больше, чем в надземной массе. Во всех остальных вариантах содержание данного металла в надземной части больше, чем в корнях в 1,02-2,27 раз. Что касается кадмия, то накопление этого металла в биомассе амаранта не велико во всех вариантах и локализуется он преимущественно в корнях.
Что касается львиного зева, то цинк он накапливает в меньшей степени, чем амарант и данный металл локализуется преимущественно в корневой части. Похожая закономерность наблюдается и при накоплении Сd в биомассе львиного зева.
3.4 Расчет коэффициентов биологического поглощения и транслокационных коэффициентов для исследуемых растений по отношению к Cd, Cu, Ni, Co, Pb, Zn
На основе данных по содержанию тяжелых металлов в почве и растениях нами были подсчитаны следующие показатели:
- коэффициент биологического поглощения (КБП)- соотношение содержания элемента в надземной части к его валовому содержанию в почве:
(3.1),
где Ср - содержание элемент в золе растений (надземной части);
Транслокационный коэффициент (ТК)- соотношение содержания элемента в надземной части к содержанию в корнях:
(3.2),
Таблица 13 Коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов растениями
Вариант |
Cd |
Cu |
Ni |
Co |
Pb |
Zn |
|
Амарант |
|||||||
Контроль |
0,38 |
0,7 |
0,2 |
0,06 |
0,2 |
2,37 |
|
Контроль + 1ПДК |
10,3 |
0,64 |
0,64 |
0,27 |
0,03 |
11,9 |
|
Контроль + 3 ПДК |
4,0 |
0,10 |
1,9 |
0,26 |
0,03 |
3,22 |
|
Контроль +5 ПДК |
14,7 |
0,8 |
2,6 |
0,33 |
- |
9,47 |
|
Львиный зев |
|||||||
Контроль |
0,13 |
1,04 |
0,2 |
- |
0,17 |
1,72 |
|
Контроль + 1 ПДК |
0,07 |
0,4 |
0,14 |
- |
0,09 |
4,72 |
|
Контроль + 3 ПДК |
0,55 |
0,1 |
1,5 |
0,03 |
0,01 |
2,69 |
|
Контроль +5 ПДК |
14,6 |
0,8 |
1,2 |
0,42 |
0,1 |
7,51 |
Таблица 14 Коэффициенты биологического поглощения цинка Zn для амаранта и львиного зева.
Вариант Zn |
Амарант |
Львиный зев |
|
Вариант 1(Контроль) |
1,77 |
1,52 |
|
Вариант 5(Zn200) |
0,20 |
0,17 |
|
Вариант 6(Zn400) |
0,15 |
0,10 |
|
Вариант 7(Zn600) |
1,18 |
0,08 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
0,43 |
0,21 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
1,40 |
0,13 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
0,34 |
0,12 |
Таблица 15 Коэффициенты биологического поглощения кадмия Сd для амаранта и львиного зева.
Вариант |
Амарант |
Львиный зев |
|
Вариант 1(Контроль) |
0,95 |
0,90 |
|
Вариант 2(Cd3) |
0,39 |
0,24 |
|
Вариант 3(Cd6) |
0,23 |
0,87 |
|
Вариант 4(Cd12) |
0,19 |
0,16 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
0,27 |
0,75 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
0,28 |
0,91 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
0,68 |
0,15 |
Таблица 16 Транслокационные коэффициенты, установленные для экспериментальных растений по отношению к кадмию, свинцу, цинку, никелю, меди, кобальту
Вариант |
Cd |
Cu |
Ni |
Co |
Pb |
Zn |
|
Амарант |
|||||||
Контроль |
0,13 |
1,36 |
0,34 |
0,27 |
1,02 |
2,13 |
|
Контроль + 1 ПДК |
0,87 |
0,73 |
0,33 |
0,11 |
0,07 |
0,34 |
|
Контроль + 3 ПДК |
0,64 |
0,57 |
0,75 |
0,31 |
0,38 |
1,83 |
|
Контроль +5 ПДК |
1,48 |
0,16 |
0,60 |
0,29 |
- |
1,62 |
|
Львиный зев |
|||||||
Контроль |
0,03 |
0,89 |
0,41 |
0,36 |
2,06 |
1,0 |
|
Контроль + 1 ПДК |
0,11 |
0,5 |
0,37 |
- |
0,90 |
0,44 |
|
Контроль + 3 ПДК |
0,10 |
0,68 |
1,02 |
0,17 |
0,26 |
0,87 |
|
Контроль +5 ПДК |
1,53 |
0,69 |
0,89 |
1,19 |
1,60 |
1,51 |
Таблица 17 Транслокационные коэффициенты, установленные для амаранта и львиного зева по отношению к кадмию Cd
Вариант |
Амарант |
Львиный зев |
|
Вариант 1(Контроль) |
0,38 |
0,92 |
|
Вариант 2(Cd3) |
0,89 |
0,94 |
|
Вариант 3(Cd6) |
0,33 |
1,21 |
|
Вариант 4(Cd12) |
0,45 |
0,25 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
0,32 |
1,03 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
0,23 |
0,85 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
0,28 |
0,23 |
Таблица 18 Транслокационные коэффициенты, установленные для амаранта и львиного зева по отношению к цинку Zn
Вариант |
Амарант |
Львиный зев |
|
Вариант 1(Контроль) |
1,26 |
0,82 |
|
Вариант 5(Zn200) |
1,02 |
0,69 |
|
Вариант 6(Zn400) |
1,34 |
0,32 |
|
Вариант 7(Zn600) |
2,20 |
0,44 |
|
Вариант 8(Cd3Zn200) |
1,96 |
0,62 |
|
Вариант 9(Cd6Zn400) |
2,27 |
0,41 |
|
Вариант 10(Cd12Zn600) |
2,20 |
0,53 |
Очевидно, что растения, у которых транслокационный коэффициент и, в особенности, коэффициент биологического поглощения меньше 1,0, не подходят для использования в целях фиторемедиации.
Из таблиц 13 и 16 видно, что и транслокационные коэффициенты и коэффициенты биологического поглощения, установленные для амаранта и львиного зева по отношению к меди Cu, никелю Ni, кобальту Co и свинцу Pb практически во всех вариантах составляют меньше единицы. Данные показатели говорят о невозможности использования исследуемых растений для ремедиации почв, загрязненных данной группой металлов.
Для амаранта коэффициенты биологического поглощения и транслокационные коэффициенты больше единицы (КБП=1,18-1,40 ТК=1,02 - 2,27) были установлены по отношению к цинку, что говорит о выраженной способности к накоплению данного металла в биомассе исследуемого растения.
Что касается львиного зева, то данное растение проявило способность к накоплению и транслокации из корней в надземные органы кадмия.
Таким образом, полученные данные по содержанию тяжелых металлов в биомассе амаранта и львиного зева свидетельствуют, что ни одно из них не является гипераккумулятором в отношении изученных металлов. Однако некоторые из экспериментальных растений в отношении определенного металла показали выраженную способность к накоплению и/или способность к их транслокации из корней в надземные органы. Таковыми являются амарант и львиный зев по отношению к кадмию Cd и цинку Zn. Именно поэтому исследование фиторемедиационного потенциала этих растений продолжили в следующем вегетационном сезоне.
Транслокационные коэффициенты, полученные во второй год проведения вегетационного опыта с растениями амаранта и львиного зева в условиях индивидуального и комплексного загрязнения почвы кадмием и цинком, показали что, ни амарант, ни львиный зев не накапливают кадмий Cd в надземной части (ТК= 0,23-0,48). Значения ТК, приближающиеся к единице, получены в вариантах с низким уровнем загрязнения и контрольных. Полученные результаты говорят о том, что ни амарант, ни львиный зев нельзя использовать для фиторемедиации почв, загрязненных этим металлом.
Что касается транслокационных коэффициентов для амаранта и львиного зева по отношению к цинку Zn, то для амаранта они составляют больше единицы для всех вариантов (ТК=1,02-2,27), что говорит о том, что данное растение возможно использовать для фиторемедиации почв, загрязненных цинком. Транслокационные коэффициенты львиного зева по отношению к цинку меньше единицы, что говорит о запуске защитной функции корней, которые аккумулируют большую часть поступившего в них элемента. Исходя из этого, можно сделать вывод, что львиный зев не подходит для фиторемедиации почв, загрязненных цинком.
Принимая во внимание значения обоих рассчитанных коэффициентов, можно сделать вывод о том, что определенным фиторемедиационным потенциалом по отношению к кадмию в диапазоне его низких и средних концентраций в почве обладают растения львиного зева, по отношению к цинку - растения амаранта.
Выводы
Изучен фиторемедиационный потенциал амаранта и львиного зева на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве с ее искусственным загрязнением тяжелыми металлами (кадмием, медью, никелем, кобальтом, свинцом и цинком) в условиях вегетационного опыта.
1. Содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почве последовательно возрастало с увеличением дозы внесенных металлов, однако строгого соответствия между внесенным и определенным количеством тяжелых металлов не наблюдалось, что можно объяснить неравномерным распределением металлов в почве.
2. Полученные данные по содержанию шести тяжелых металлов (Cd, Cu, Ni, Co, Pb и Zn) в биомассе растений амаранта и львиного зева свидетельствуют, что ни одно из них не является гипераккумулятором в отношении изученных металлов. Однако и амарант, и львиный зев показали выраженную способность к накоплению и транслокации из корней в надземные органы кадмия Cd и цинка Zn.
3. Наибольшей способностью к накоплению и перемещению в надземные органы кадмия Cd обладает растение львиный зев (коэффициент биологического поглощения 0,91 и транслокационный коэффициент 1,21 при среднем уровне загрязнения).
4. Наибольшим потенциалом по накоплению и перемещению цинка Zn из корней в надземную часть при высоком уровне загрязнения почвы обладают растение амарант. Транслокационный коэффициент 2,27 и коэффициент биологического поглощения 1,18.
Библиографический список
1. Атомин Д.А., Храмцов Н.С. Экономические основы развития агропромышленной интеграции.// СибНИИЭСХ.- 2000.- №7.- С.105-110.
2. Агрохимия / Б.А.Ягодин, П.М.Смирнов, А.В.Петербургский и др.; Под ред. Б.А.Ягодина. - М.: Агропромиздат, 1989. - 639 с.
3. Агроэкологическая характеристика пахотных почв Российской Федерации по содержанию тяжелых металлов, мышьяка и фтора / МСХ РФ. Упр. химизации и защиты растений.- М.: Агроколсалт, 2002.-50с.
4. Андреева И.В. Особенности накопления и распределения никеля в некоторых сельскохозяйственных культурах: Автореф. дис...канд. биолог. наук: 07.09.01.- М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2003. - 60с
5. Берток П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнения / Пер. с англ. - М.: Мир, 1980. - 606с.
6. Влияние антропогенного загрязнения на свойства почв/ Под ред. Л.А. Гришиной. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 205с.
7. Зубкова В.М. Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах и влияние удобрений на их поведение в системе почва - растение: Автореф. дис. на соискание ученой степени доктора биолог. наук: 08.07.02. - М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2004.-16c.
8. Карпухин А.И., Касатиков В.А. Комплексные соединения гумусовых кислот с ионами металлов в генезисе почв и питании растений. - М.: Российская акад. с.-х. наук, 2007. - 152c.
9. Кирюшин Н.В. Миграция радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва-растение и разработка мелиоративных приемов, снижающих загрязнение почв и продукции растениеводства: Автореф. дис. …канд. с.-х. наук: 06.03.04. - Л.: Лунино, 2002. - 35с.
10. Кудряшов В.И. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими растениями: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 02.08.04. -Л.: Саранск - 2003.-50с.
11. Павловская В.А. Аккумуляция тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями в зависимости от их биоэкологических свойств и действия основных экологических факторов в условиях Самарской области: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 14.08.2001.-Л.: Самара - 1997. - 40с.
12. Покровская С.Ф. Регулирование поведения свинца и кадмия в системе почва - растение.- М.: Наука, 1995 .- 252с.
13. Якушкина Н. И., Бахтенко Е. Ю. Физиология растений - М.: ВЛАДОС, 2005.-463с.
14. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке: Автореф. дис. д-ра биол. наук:29.06.2000.-М.: ВИУА, 1995. - 36с.
15. Экологические требования к почвам и грунтам г.Москвы. (Методическое пособие). Под редакцией доктора биологических наук, профессора Н.Ф. Ганжары - М.: Агроконсалт, 2005. - 32 с.
16. M. Ghosh , S.P. Singh Applied Ecology and Environmental Research. - 2005. -V. 3(1). -P.
17. Brooks R.R. Plant that hyperaccumulate heavy metals (their role in phytoremediation, microbiology, archaeology, mineral exploration and phytomining). - Wallingford: CAB International, 1998. - 380 р.
18. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. - Новосибирск: Наука, 1985. - 129 с.
19. Вакуленко В.В., Зайцева Е.Н. Справочник цветовода. - М.: Колос, 1996. - 446 с.
20. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. - М.: Высшая школа, 1966. - 392 с.
21. Агроэкология./ Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса.- М.: Колос, 2000.- 536 с.
22. Агроэкология. Методология, технология, экономика / В.А. Черников ,И.Г. Грингоф, В.Т. Емцев и др.; Под ред . В.А. Черникова, А.И. Чекереса.-М.: Колос, 2004.-400 с.
23. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. / Ю.В. Новиков. -- М.: Гранд, 1998.-253 с.
24. Галиулин Р.В. Фиторемедиация почв и промышленных сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами / Р.В. Галиулин, Р.А. Галиулина, Б.Н. Кочуров//Экологические системы и приборы.- 2004.- №2.- 24-31.
25. Тяжелые металлы в окружающей среде / Под ред. В.В. Добровольского. - М . : Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 131 с.
26. Физиология растительных организмов и роль металлов / под ред. Н.М. Чернавской. --М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. - 159 с.
27. Левина Э.Н. Общая токсикология металлов / Э. Н. Левина. -- Л.: Медицина, 1972. - 184 с.
28. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов / И.А.Чернавина. --М.: Наука, 1970. - 389 с.
29. Жуйкова Т.В. Разные стратегии адаптации растений к токсическому загрязнению среды тяжелыми металлами / Т.В. Жуйкова, В.Н. Позолотина, B.C. Безель // Экология. - 1999. - №3. - 189-196.
30. Бричкова Г.Г. Использование растений для очистки территорий загрязненных тяжелыми металлами / Г.Г. Бричкова, Н.А. Картель // Вести НАН Беларуси. - 2003. - №1. - 25-28.
31. Физиология растительных организмов и роль металлов / Под ред. Н.М. Чернавской - М.: Изд-во Московского ун-та, 1989. - 16с
32. Васильцова А.В., Шведова Л.В., Куприяновская А.П., Невский А.В. Тяжелые металлы в компонентах экосистем // Вузовская наука - региону: Тезисы IV Всеросс. научно-техн. конф. - Вологда, 2006. - С. 395-397.
33. Линдиман А.В., Шведова Л.В., Невский А.В. Изучение процесса фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов: Тезисы III Межд. конф. - Тольятти, 2007, С. 145-147.
34. Линдиман А.В., Шведова Л.В., Тукумова Н.В., Невский А.В. Повышение эффективности фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Сотрудничество для решения проблем отходов: Тезисы IV Межд. конф. - Харьков, 2007, С 53.
35. Буравцев В. Н., Головатый В. Г., Котова Е. А., Головатая Н. Н., Ильинский А. В. Подбор растений для фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами //Международная научная конференция (Костяковские чтения). Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации. - Москва, 2005. С. 282 - 286.
36. Буравцев В. Н., Крылова Н. П. Современные технологические схемы фиторемедиации загрязненных почв//Сельскохозяйственная биология. Серия Биология растений. №5. 2005. С. 67 - 75.
37. Минеев В.Г., Валитова А. Р., Болышева Т. Н., Кижалкин П.П. Фиторемедиирующий эффект различных культур.//Плодородие, №1 (28).2006. С.34-36.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Источники, характер и степень загрязнения урбанозёмов и почв. Районы г. Челябинска, подверженные наиболее интенсивному загрязнению. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на растительность. Формы нахождения тяжелых металлов в выбросах и почве.
дипломная работа [183,3 K], добавлен 02.10.2015Исследование основных экологических и химических аспектов проблемы распространения тяжелых металлов в окружающей среде. Формы содержания тяжелых металлов в поверхностных водах и их токсичность. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Микробный ценоз почв.
реферат [33,2 K], добавлен 25.12.2010Знакомство с методами обнаружения тяжелых металлов в высших водных растениях водоемов города Гомеля. Марганец как катализатор в процессах дыхания и усвоения нитратов. Рассмотрение особенностей процесса поглощения металлов растительным организмом.
дипломная работа [166,5 K], добавлен 31.08.2013Общая характеристика тяжёлых металлов, формы их нахождения в окружающей среде. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. Теория и методы биоиндикации. Биологические объекты как индикаторы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.
курсовая работа [179,0 K], добавлен 27.09.2013Понятие тяжелых металлов, их биогеохимические свойства и формы нахождения в окружающей среде. Подвижность тяжелых металлов в почвах. Виды нормирования тяжелых металлов в почвах и растениях. Аэрогенный и гидрогенный способы загрязнения почв городов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 10.07.2015Источники поступления тяжелых металлов в водные экосистемы. Токсическое действие тяжелых металлов на человека. Оценка степени загрязнения поверхностных вод водоемов, расположенных на территории г. Гомеля, свинцом, медью, хромом, цинком, никелем.
дипломная работа [160,7 K], добавлен 08.06.2013Рекультивация земель, загрязненных тяжелыми металлами. Анаэробная технология совместной переработки твердых бытовых отходов и илистого осадка сточных вод. Рекультивация почв с помощью растений (фиторекультивация). Современные технологии компостирования.
презентация [5,2 M], добавлен 28.10.2016Характеристика тяжелых металлов и их распространение в окружающей среде. Клиническая и экологическая токсикология тяжелых металлов. Атомно-абсорбционный метод определения содержания тяжелых металлов, подготовка и взятие органических проб гидробионтов.
научная работа [578,6 K], добавлен 03.02.2016Характеристика Тюменского района. Климатическая характеристика и географическое положение. Характеристика почвенного покрова. Характеристика растительного и животного мира. Обзор мероприятий по рекультивации загрязненного тяжелыми металлами участка.
курсовая работа [50,8 K], добавлен 18.12.2014Биологическое значение тяжелых металлов и микроэлементов для различных видов растений. Накопление тяжелых металлов в водной среде и в почве. Изучение состава прибрежно-водной растительности исследуемых озер города Гомеля и озер Мозырского района.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.12.2016