В Козловський, Н Романюк, О Терек - Важкі метали у ґрунтах та рослинах заплави ріки тиса - страница 3

Страницы:
1  2  3  4 

ВАЖКІ МЕТАЛИ У ҐРУНТАХ ТА РОСЛИНАХ .

Таблиця 3

Вміст та коефіцієнти біотичного поглинання металів у рослинах заплави р. Тиси, Україна, 06.2003

Вміст ВМ, мкг/г сухої речовини

1

2     1    3     1      4      1     5     1     6    1 7

Грушеве, дубово-грабовий заплавний ліс

Дерева:

Quercus robur L.

5,7

1,4

18,4

< 0,05

45,3

73,5

Carpinus betulus L.

5,9

2,2

19,0

< 0,05

69,8

124,3

Salix fragilis L.

8,5

4,9

208,9

 

32,0

129,0

Кущі:

Corylus avellana L.

 

2,6

29,9

< 0,05

47,5

116,1

Crataegus calycina Peterm.

9,6

2,6

34,0

< 0,05

54,4

158,5

Prunus spunosa L.

9,6

1,5

14,1

< 0,05

24,3

115,2

Frangula alnus Mill.

7,8

1,8

16,7

0,12

48,6

136,7

Трав'янисті рослини:

Impatiens parviflora D.C.

9,0

5,0

47,5

0,20

64,7

431,4

Salvia glutinosa L.

12,0

4,7

35,7

0,25

46,1

287,9

Mentha longifolia (L.) Huds.

16,3

5,2

35,0

< 0,05

71,4

415,2

Tussilago farfara L.

12,9

6,8

42,6

0,13

42,6

248,6

Ranunculus repens L.

17,9

10,0

49,3

< 0,05

116,1

783,5

Poa nemoralis L.

9,6

3,2

28,5

< 0,05

39,1

213,4

Leucanteum vulgare Lam.

4,4

3,4

24,3

0,26

92,1

83,7

Грушеве, вторинне трав'янисте угруповання на місці грабового лісу

Підріст деревних порід:

Carpinus betulus L.

4,8

1,2

24,1

0,19

251,8_

110,2

Betula pendula Roth.

4,0

4,0

 

 

 

50,5

Fagus sylvatica L.

5,5

1,9

32,3

0,22

 

64,6

Кущі:

Genista tinctoria L.

6,5

< 0,5

 

 

 

79,1

Трав'янисті рослини:

Poa pratensis L.

2,7

< 0,5

17,1

0,07

 

99,8

Phleum pratense L.

4,1

< 0,5

22,6

< 0,05

76,0

59,8

Leontodon danubialis Jacq.

5,5

2,2

18,8

0,22

109,1

284,6

Stenactis annua (L.) Nees

4,1

2,9

 

 

89,9

121,8

Juncus effusus L.

6,9

< 0,5

 

0,98

2133,3

 

Melampyrum nemorosum L.

8,2

< 0,5

34,9

 

 

86,6

Hypericum perforatum L.

4,9

< 0,5

 

 

 

118,6

Festuca sp.

2,7

< 0,5

27,3

< 0,05

 

70,7

Тячів, вербняк

Salix alba L.

6,9

2,0

 

 

34,8

122,5

Кущі:

Rubus nessensis W.Hall

 

2,0

19,5

< 0,05

19,5

115,0

Трав'янисті рослини:

Helianthus subcanescens (Gray) E.E. Wats.

11,9

1,4

30,8

 

61,6

320,4

Urtica dioica L.

5,3

1,2

15,2

< 0,05

96,2

123,5

Dactylis glomerata L.

4,0

1,4

25,7

0,08

 

117,9

Chaerophyllum aromaticum L.

7,1

4,9

30,8

 

 

204,7

Stenactis annua (L.) Nul.

8,2

< 0,5

23,2

 

32,4

272,3

Impatiens parviflora D.C.

6,9

1,5

50,9

 

61,1

254,4

Tussilago farfara L

15,0

1,4

18,6

< 0,05

18,6

210,9

Закінчення табл. 3

1 І2І3І      4 І5І6І7

Ecbalium elaterium (L.) A. Rich.

6,1

1,3

22,7

0,07

 

225,2

Вишково, лука з ділянками чагарникової рослинності з верби білої та ламкої

Дерева:

Salix alba L.

6,9

5,1

 

 

16,1

66,2

Трав'янисті рослини:

Equisetum arvense L.

3,6

3,3

20,1

0,05

18,7

50,3

Galium verum L.

3,2

0,7

 

 

23,3

56,7

Tanacetum vulgare L.

9,6

2,4

37,8

 

39,2

60,2

Solanum luteum Mill.

3,1

2,5

27,5

 

26,0

65,1

Stenactis annua (L.) Nul.

5,5

1,2

24,1

 

30,1

100,5

Lotus corniculatus L.

8,6

1,6

25,1

0,08

20,9

188,2

Epilobium sp.

3,5

2,9

19,0

 

127,7

139,1

Cucubalus baccifer L.

4,0

2,5

20,9

 

14,3

65,9

Agrostis L.

4,0

1,2

17,1

0,04

34,1

37,3

Крива, чагарники з вільхи, тополі та верби

Чагарники:

Salix alba L.

7,4

3,1

 

 

26,7

98,0

Populus nigra L.

8,0

2,4

 

 

27,5

58,2

Corylus avellana L.

9,5

2,2

30,1

0,12

41,4

150,4

Трав'янисті рослини:

Solidago virgaurea L.

8,8

1,2

25,6

0,07

26,7

117,3

Helianthus subcanescens (Gray) E.E. Wats.

8,3

3,0

26,2

0,16

26,2

74,4

Galium aparine L.

8,7

5,0

40,6

0,87

34,8

159,6

Rubus nessensis W.Hall.

8,7

2,7

39,8

0,09

18,4

61,2

Artemisia vulgaris L.

21,3

3,7

22,8

 

32,6

130,4

Phragmites communis Trin.

6,4

5,0

41,6

0,23

34,2

71,3

Carex sp.

16,3

2,6

43,6

0,54

15,9

69,4

Виноградів, лука

Чагарники:

Salix alba L.

5,1

0,7

241,8

 

14,3

63,7

Acer negundo L.

9,1

2,7

22,6

0,07

15,4

67,7

Alnus glutinosa (L.) Gaertn.

9,7

1,2

 

0,06

19,5

91,9

Rubus idaeus L.

6,6

1,7

35,1

0,42

21,4

88,5

Трави

Mentha longifolia (L.)

7,2

1,4

18,3

0,07

20,7

213,4

Stenactis annua (L.) Nul.

6,9

< 0,5

39,6

0,14

12,8

267,9

Equisetum arvense L.

4,1

5,9

71,0

0,18

22,2

74,0

Eupatorium cannabinum L.

6,4

1,7

20,6

 

19,1

132,5

Agrostis tenuis Sibth. (= A. vulgaris With.)

2,5

1,4

31,3

0,04

40,0

37,5

Lathyrus sylvestris L.

7,9

1,9

38,9

 

18,6

72,7

Lathyrus tuberosus L.

6,0

1,9

50,0

0,10

21,7

53,3

Solidago virgaurea L.

9,2

3,9

32,7

0,20

16,9

129,8

Polygonum sachalinense Fr. Schmidt

3,0

1,5

21,9

0,08

31,0

68,4

Phragmites communis Trin.

5,1

1,6

51,6

0,21

25,1

48,8

Heracleum sphondylium L.

6,0

2,9

35,9

0,09

33,3

179,5

Carex riparia Curt.

6,2

3,0

50,6

0,27

26,2

61,1

Agrimonia eupatoria L.

9,9

2,1

52,2

0,04

35,2

339,8

Примітка . Значення коефіцієнта біотичного поглинання (Kg)

^       10-1       І       1,0-0,1       І       0,1-0,01        І >0,01

За значеннями микоефіцієнтів біотичного поглинання можна зробити висновок не лише про роль окремих видів рослин і рослинності в цілому у кругообігу елементів в екосистемі, а й про здатність екосистеми до самоочищення [6]. Рослинність фіксує на певний проміжок часу важкі метали, що ввійшли в біогеохімічний цикл; потім ці ВМ потрапляють в опад і після його розкладання переходять у водорозчинні форми, здатні до виведення водними потоками за межі екосистеми. В екосистемах р. Тиси, очевидно, особливо важливу роль у самоочищенні від Сd відіграють представники родів Salix та Populus (як через високу інтенсивність поглинання елемента, так і через високу біомасу цих видів в угрупованнях).

У результаті досліджень, як уже зазначено, вивчено накопичення Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Fe близько 50 видами вищих судинних рослин у типових угрупованнях прирусло­вих ділянок заплави р. Тиси, не зачеплених сільськогосподарською діяльністю. Такі ділянки в умовах значної розораності річкової долини найпридатніші для ведення біо­геохімічного моніторингу з використанням судинних рослин. Щорічні періодичні зато­плення річковими водами є головним чинником забруднення заплавних екосистем, пе­редусім ґрунтів. Це робить вищі судинні рослини єдиними об'єктами, придатними для біогеохімічної індикації. Біогеохімічна індикація за допомогою мохів та лишайників, які є індикаторами перш за все атмосферного забруднення, за цих умов не має сенсу.

На підставі одержаних результатів з' ясовано, що з досліджених видів рослин найпридатніші до використання в системі біогеохімічного моніторингу (як складової екологічного моніторингу) за умов забруднення паводкових вод продуктами діяльності підприємств кольорової металургії на заплавних територіях р. Тиси є представники ро­дів Salix та Populus. Вони відповідають головним вимогам, які ставлять до рослин-індикаторів: залежність між вмістом металу у компонентах системи ґрунт-рослина; до­статня для аналізу кількість рослинного матеріалу; вміст металу в рослинному зразку є достатній для аналітичного визначення; однорідність рослинного матеріалу (для дерев­них порід є змога відібрати рослинний матеріал з окремих дерев протягом тривалого періоду, що забезпечує й генетичну однорідність).

Розподіл ВМ у тканинах рослин. Уперше гістохімічний метод використано для вивчення поглинання Pb і його розподілу в коренях проростків, що росли на середовищі з додаванням цього елемента [28, 35]. Дитизон, як хелатор важких металів широко вико­ристовують в аналітичній хімії, він зв'язує Mn, Fe, Cu, Ni, Cd, Pb, Zn, Ag та Hg, утворю­ючи забарвлені комплекси. Відмінності у фізико-хімічних властивостях метал-дитизонатів дають змогу диференціювати різні іони; наприклад обробка комплексу хло­ридом амонію або карбонатом амонію дає змогу розрізнити цинк- і кадмій-дитизонати. Забарвлені осади можна спостерігати у вигляді дискретних гранул або кристалічних включень, які відрізняються від внутрішноклітинного та позаклітинного матриксу.

Гістохімічна локалізація ВМ у тканинах надземних пагонів близько 100 видів судинних рослин заплави р. Тиси за допомогою дитизону дала змогу виявити відміннос­ті у рівнях їхньої акумуляції. Рівень нагромадження свідчить про здатність рослини транспортувати метал. Червоні відклади дитизонатів виявлено у провідних тканинах кількох видів, що свідчить про можливість ксилемного транспортування важких металів разом з транспіраційним потоком для цих рослин. Інтенсивність забарвлення є ознакою кількості іонів важких металів у відкладах. Найвища концентрація іонів важких металів зафіксована у покривних тканинах кореня і пагона. Розподіл та інтенсивність забарв­лення залежать від місця відбору. До видів з високим ступенем акумулювання важкихметалів (дані атомно-абсорбційного і гістохімічного аналізів) і здатністю до ксилемного транспортування металів належать трав'янисті рослини Achillea millefolium L., Vicia cracca L., Eqiusetum arvense L., Galium sp., Helianthus subcanescens (Gray) E.E. Wats., Dryopteris filix-mas (L.) Schott., Lotus corniculatus L., Lusimachia vulgaris L., Plantago major L., Prunella vulgaris L., Solidago virgaurea L., Stenactis annua [L] Nul., Tanacetum vulgare L., Taraxacum officinale Webb. ex Wigg., Tussilago farfara L., Xanthium spinosum L., Ambrosia sp. та деревні породи Populus nigra L., Salix sp. (S. alba, S.caprea, S.viminalis), Swida sanguinea (L.) Opiz.

Практично всі зрізи стебла названих видів рослин мали метал-дитизонатні ком­плекси, які виявлено в епідермі, гіподермі, хлоренхімі, вторинних елементах ксилеми, серцевинній паренхімі, здебільшого у клітинній оболонці. За даними літератури, такі забарвлені комплекси зосереджені, головно, на зовнішній поверхні клітинної оболонки, вздовж внутрішньої поверхні клітиної оболонки та безпосередньо всередині клітинної оболонки, що підтвердили і результати наших досліджень. Деякі види рослин, напри­клад Helianthus subcanescens (Gray) E.E. Wats., містили комплекси важких металів усе­редині цитоплазми. У цього ж виду забарвлені метал-дитизонатні комплекси виявлено в трихомах. З урахуванням даних про вміст важких металів у тканинах Helianthus subcanescens (Gray) E.E. Wats. можна припустити, що це комплекси із Pb. Є повідомлен­ня про використання іншого виду - Helianthus annus L. - для очищення ґрунтів, забруд­нених Cd, Pb, Cr та Ni з використанням хелаторів (напр. етилендиамінтетраоцтової кис­лоти та її похідних) [27].

Дані гістохімічного аналізу узгоджуються з результатами, що отримані атомно-абсорбційним методом. Серед рослин, що нагромаджують значну біомасу, здатність до акумулювання важких металів підтверджено для Helianthus subcanescens (Gray) E.E. Wats., який нагромаджує Cu (28,3 мг/кг сухої речовини), Cd (1,26-2,26 мг/кг), Zn (102,7 мг/кг), Pb (5,5 мг/кг), Solidago virgaurea L. - Cd (1,29-4,09 мг/кг), Pb (5,0-7,7 мг/кг), Tanacetum vulgare - Cd (1,01-8,72 мг/кг), Pb (2,6-6,4 мг/кг).

Страницы:
1  2  3  4 


Похожие статьи

В Козловський, Н Романюк, О Терек - Важкі метали у ґрунтах та рослинах заплави ріки тиса