Тяжелые металлы в окружающей среде
жүктеу/скачать 6.49 Mb. Pdf көрінісі
|
| Echinacea purpurea, наименьшие – в соцветиях Inula helenium и Calendula officinalis, облист-
венные побеги занимают промежуточное положение. Установить влияния возраста на со- держание свинца в растениях не удалось. Биологически полезного действия кадмия на растения не отмечалось, хотя и установ- лена его связь с протеиновой фракцией растений. Обнаружена прямая зависимость между его содержанием в растениях и среде их обитания, что свидетельствует о высоком биологи- ческом поглощении кадмия. В конце прошлого столетия было установлено, что Сd является необходимым элементом, играющим важную роль в физиологических процессах и его недо- статок может привести к снижению роста и нарушению воспроизводства животных. Лег- кость усвоения и накопления Сd способствует повышению его концентрации в организме животных и человека. Наряду с пассивным захватом кадмия корнями, часть его поглощается метаболиче- ским путем. В растительности континентов содержится 0,005 мг/кг (сухая фитомасса), 0,002 мг/кг (живая) при коэффициенте биологического поглощения – 720 (Кабата-Пендиас и др., 1989). Кадмий попадает в растения из почвы и воздуха. Степень поглощения кадмия расте- ниями связана с типом почв, величиной рН и видом растения. Разные растения, имеют боль- шие различия в степени концентрации кадмия из одной и той же почвы. В сельскохозяй- ственных культурах содержание кадмия варьирует в широких пределах. Нормальная концен- трация кадмия в растениях колеблется от 0,05 до 0,2 мг/кг сухой массы. Фоновое содержание кадмия в зерне злаковых культур составляет 0,01-0,75 мг/кг сухой массы, в травах – 0,03- 1,26, в бобовых культурах – 0,02-0,35 (Кабата-Пендиас и др., 1989). Наибольшее количество кадмия локализуется, как правило, в корнях, значительно меньше в надземных органах растений, особенно в генеративных, т.е. наблюдается акропе- тальное распределение за счет существования нескольких барьеров, ограничивающих по- ступление ТМ с восходящим током веществ. В процессах метаболизма в растениях образуются органические соединения с хелати- рующими свойствами. При проникновении ионов ТМ в корни происходит их хелатирование, и как следствие, снижение подвижности. Предполагают, что определенную защитную функ- цию в корнях могут выполнять клетки пояска Каспари, препятствующие движению веществ по межклеточному пространству и ограничивающие их переход в проводящие ткани. Обна- ружено, что в ответ на кадмиевый стресс растения разных видов вырабатывают специфиче- ские защитные соединения (пшеница – флавоноид трицин, горох – серосодержащие веще- ства, ярутка – вещества как фенольной, так и сульфгидрильной природы), что и обусловли- вает различную их устойчивость к тяжелым металлам. Кuboi и др. (цит. по А. Кабата-Пендиас и др., 1989), на основании опытов с растения- ми различных семейств предложили следующую классификацию растений по способности накапливать кадмий. К 1-ой группе относятся растения, накапливающие низкие концентрации этого эле- мента в естественных условиях – бобовые (Leguminosae), ко 2-ой группе – растения с уме- ренным содержанием – злаковые (Graminea), лилейные (Liliaceae), тыквенные (Cucurbitaceae) и зонтичные (Umbelliberae). К 3-й – растения, способные накапливать большие количества Cd – маревые (Chenopodiaceae), крестоцветные (Cruceferae), пасленовые (Solanaceae) и сложноцветные (Compositae). Однако такое деление оказалось довольно условным. Испытания разных доз Cd (от 1 до 300 мг/кг субстрата) показали, что внутри каждой группы и каждого семейства наблюда- ется различная устойчивость растений к этому элементу. Содержание кадмия в растениях Горного Алтая варьирует в довольно широких пре- делах от 0,001 до 1,600, в среднем составляя 0,095±0,015 мг/кг (табл. 1). Из исследованных групп растений минимальные концентрации определены в зерно- вых культурах и кормовых травах, а максимальные – в культивируемых лекарственных рас- тениях (табл. 3). В дикорастущих растениях содержание элемента выше, чем в культурных. 220 221 Из дикорастущих растений наибольшие содержания обнаружены в сем. Asteraceae (0,230±0,030мг/кг), Poligonaceae (0,218±0,012 мг/кг), Hypericaceae (0,210±0,02 мг/кг). Почти во всех семействах отмечается широкое варьирование концентраций элемента (табл. 2). Наибольшие абсолютные содержания определены в корнях Inula helenium – 1,6; Glycerrhiza uralensis – 1,15; стеблях Rheum altaicum – 0,95; надземной массе Phlomis tuberosa – 1,6 мг/кг. В условиях культуры в лекарственных растениях содержание кадмия выше, чем в дикорас- тущих в 2,5 раза (табл. 3). Здесь сохраняется та же закономерность, что и в дикорастущих: корни накапливают кадмия больше, чем надземные органы. Ртуть всегда в небольшом количестве присутствует в растениях. Физиологическая роль микроколичеств ртути, фиксируемых в тканях растений, еще недостаточно ясна. Воз- можно, ртуть присутствует в растении как загрязняющий элемент, но в малых количествах играет важную, а может быть, жизненно необходимую физиологическую роль. Ртуть легко поглощается корневой системой и переносится в самом растении. Распре- деление ртути в растениях хорошо изучено, а материалы обобщены А. Кабатой-Пендиас и Х. Пендиас (1989). Поступая в растения, ртуть неравномерно распределяется по всем его орга- нам, а накапливается, главным образом, в корнях и стеблях. Корни могут содержать до 95% всей ртути в растениях. Органы запасания ассимилянтов менее насыщены ртутью. Репродук- тивные органы содержат меньше ртути, чем вегетативные. По степени насыщенности расте- ний ртутью, в общем, намечается следующий ряд: корни > листья > семена > плоды, при за- щитной роли корневой системы при фоновых концентрациях ртути (Кабата-Пендиас и др., 1989). Количество ртути в растениях, произрастающих на незагрязненных почвах, колеблет- ся от 0,005 до 0,5 мг/кг (Ильин и др., 1989). В.В. Ковальский и др. (1971) определили среднее содержание ртути для наземных растений – 0,015 мг/кг. По И. Брауну кларк ртути в наземных растениях также равен 0,015 мг/кг, кларк живого вещества суши – 5х10 -7 %. В растительности континентов В.В. Добро- вольский (1983) принял кларк (г/т сухой массы) 0,012, в живой фитомассе – 0,005. Коэффи- циент поглощения ртути растительностью суши составляет 7,58. Подсчитано, что в биологи- ческий цикл ежегодно включается до 40 тыс. т ртути, а захват приростом растительности со- ставляет ~ 2 тыс. т в год. В исследованных растениях Горного Алтая концентрация ртути варьирует в широких пределах: от 0,003 до 0,180, в среднем составляя 0,0188±0,0013 мг/кг. Минимальные и мак- симальные показатели различаются в 60 раз. В то же время средние значения содержаний элемента в растениях разных геоботанических подпровинций различаются незначительно (табл. 1). Наибольшие средние концентрации обнаружены в группе дикорастущих (0,0183±0,0015 мг/кг) растений (табл. 3). Это связано с наличием в выборке большого коли- чества видов разных ботанических семейств, различающихся содержанием ртути более чем в 30 раз. Наибольшей насыщенностью тканей ртутью отличаются растения сем. Hypericaceae (0,033 ± 0,002), Asteraceae (0,028 ± 0,003), Empetraceae, Boraginaceae (0,026 ± 0,006 мг/кг) (табл. 2). Минимальное содержание обнаружено в зерновых культурах (0,0124±0,0011 мг/кг) и кормовых травах (0,0132±0,001 мг/кг), что совпадает и даже несколько ниже данных, при- веденных в литературе – зерновые (листья) – 0,04, зерновые (зерно) – 0,02, травы (надземная жүктеу/скачать 6.49 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|