Неведров Н.П.
Курский государственный
университет, Россия
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАСТЕНИЙ В ЦЕЛЯХ
ДЕТОКСИКАЦИИ ПОЧВ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Современные масштабы производительности
металлургической промышленности привели к тому, что практически в каждом городе
имеются значительные площади почв загрязненных тяжелыми металлами (ТМ). В
газопылевых выбросах таких предприятий содержится большое количество
поллютантов, в их числе и ТМ [1].
Аккумулированные почвой тяжелые металлы вызывают массу негативных
последствий, как для окружающей среды, так и для человека. ТМ мигрируют вниз по
почвенному профилю и загрязняют грунтовые воды. Попадая в растения, вызывают их
заболевания и снижают качество сельскохозяйственной продукции, попадая в организм
человека, вызывают у него множество различных заболеваний.
В настоящее время проблема очистки загрязненных почв вызывает особый интерес
[4].
Д.С. Орлов все способы обезвреживания ТМ
объединяет в следующие группы: механические, химические и агротехнические [2].
Другие источники литературы выделяют следующие методы очистки почв [3]: электрохимические, химические, биологические.
Наименее затратными и экологически безопасными является биологические методы
детоксикаци, в частности фиторемедиация. Фиторемедиация представляет собой
выращивание в течение определенного периода времени на загрязненом участке
специально подобранных видов растений-гипераккумуляторов, накапливающих тяжелые металлы корневой системой и переносящих
их в надземную биомассу.
В работе изучалась фиторемедиационная
способность горчицы сарептской Brassica juncea (L.) на серой лесной
почве и черноземе типичном.
В
лабораторном эксперименте использовался
метод вегетационных сосудов.
Таблица 1. Биологический вынос ТМ горчицей сарептской в зависимости
от типа почвы и дозы ее загрязнения
|
Уровень загрязнение
почвы ПДК |
Биологический вынос ТМ
(кг/га) из почвы |
|||||
|
Чернозем типичный |
Серая лесная почва |
|||||
|
Zn |
Сd |
Сu |
Zn |
Сd |
Сu |
|
|
Контроль |
0,70 |
0,07 |
0,78 |
0,36 |
0,07 |
0,89 |
|
1 ОДК |
0,69 |
0,64 |
0,86 |
0,80 |
0,64 |
1,23 |
|
2 ОДК |
0,66 |
0,53 |
1,40 |
2,19 |
0,70 |
3,47 |
|
5 ОДК |
0,45 |
0,48 |
0,94 |
3,15 |
1,1 |
2,06 |
Показатели
биологического выноса меди и цинка значительно превосходят показатели выноса
кадмия во всех вариантах опыта, так как, медь и цинк является эссенсеальными
элементами с более высокой доступностью, по сравнению с кадмием (Таб. 1).
Высокие концентрации кадмия приводят к
депрессии растений. Горчица сарептская более устойчива к присутствию повышенных
концентраций меди.
Коэффициент биологического поглощения (КБП) ТМ растениями – это отношение содержания ТМ в растении к
содержанию его валовой формы в почве.
Таблица 4. Коэффициент
биологического поглощения ТМ горчицей сарептской
|
Уровень загрязнение
почвы ПДК |
Тип почвы |
|||||
|
Чернозем типичный |
Серая лесная почва |
|||||
|
КБП Zn |
КБП Сd |
КБП Сu |
КБП Zn |
КБП Сd |
КБП Сu |
|
|
Контроль |
1,06 |
4,28 |
2,30 |
2,84 |
7,41 |
2,15 |
|
1 ПДК |
0,46 |
5,40 |
0,54 |
0,46 |
4,00 |
0,80 |
|
2 ПДК |
0,20 |
2,90 |
0,59 |
0,60 |
2,70 |
0,92 |
|
5 ПДК |
0,07 |
1,60 |
0,18 |
0,36 |
1,52 |
0,46 |
Коэффициент биологического поглощения
кадмия у горчицы заметно выше на черноземе типичном загрязненном кадмием. На контроле данный показатель для серой лесной почвы в 1,7 раза превышает
таковой на черноземе типичном (Таб. 4). При сравнении КБП меди наблюдается
обратное явление: коэффициент значительно выше
на серой лесной почве, чем на черноземе типичном, исключением является контроль. КБП цинка в серой лесной
почве достоверно выше, чем в черноземе. Вероятнее всего это связано с
активностью металлов в почве. При выращивании горчицы сарептской на черноземе
ионы кадмия активнее поступают в растения, чем
на серой лесной почве. Медь и
цинк ведут себя активнее на серой лесной почве. В незагрязненной серой лесной
почве доля подвижной формы кадмия выше, а меди и цинка ниже, чем на черноземе
типичном (Таб.1). Этим объясняются данные по содержанию ТМ в горчице на
контрольных образцах.
Выводы:
·
Установленный в ходе исследования
биологический вынос тяжелых металлов горчицей сарептской из загрязненных почв
Курской области достигает 3,15 кг/га для цинка 1,1 кг/га - кадмия и 3,47 кг/га
- меди.
·
Горчицу сарептскую перспективно
использовать для очистки серых лесных и черноземных почв, загрязненных цинком,
кадмием и медью.
Литература:
1. Почвенно-экологический
мониторинг и охрана почв./Под ред. Д.С. Орлова и В.Д. Васильевской. – М.: МГУ,
1994. С. 105-125.
2. Н.П. Неведров, Е.П.
Проценко, П.Л. Медянцев, А.В. Пученкова.
Регулирование ремедиационной
способности горчицы сарептской Brassica
juncea (L.) в отношении к цинку// Известия Самарского научного центра
Российской академии наук. 2013. Т.15, №3. с. 108-111.
3. http://esco-ecosys.narod.ru/2007_11/art49.htm
4. Неведров Н.П., Проценко Е.П. Фитоэкстракция
цинка растительностью урбоэкотопов г. Курска в сравнении с культурными растениями
// Ученые записки: электронный научный журнал Курского государственного
университета. 2013. № 4 (28), http://www.scientific-notes.ru/pdf/033-005.pdf