Диссертация (1154494), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для Pb наибольшее значение – 24,6 мг/кги самое низкое – 15,5 мг/кг, для Cu – 30,3 мг/кг и 14,1 мг/кг соответственно.Сходство ионного радиуса Cd (0,97 Å) и Ca (0,99 Å) должноспособствовать совместному осаждению Cd с карбонатами и его включениюв решётку кальцита с получением твёрдых растворов Cd (Iwegbue et al.,2009). Soto-Jimenez и Paez-Osuna (2001) отметили, что наличие металлов втвердых фракциях обусловлено антропогенной деятельностью, в основномпромышленной.Ряд исследователей указывает на загрязнение экосистем кадмием врезультате использования с сельском хозяйстве фосфорных удобрений,содержащих примеси кадмия (Njenga et al.,2009; Huang et al., 2004). Bonannoet al.
(2010) исследовали накопление тяжёлых металлов в Phragmites australis(тростнике обыкновенном) в устье реки Имера-Меридионале (Сицилия,16Италия). Что касается Cr, Cu, Hg, Pb и Zn, то биоаккумуляция уменьшалась всоответствии с порядком: корень > лист > стебель. Тенденция снижениясодержания металлов в корнях была следующая: Mn > Zn > Pb > Cu > Ni >Cr > Hg > Cd; в корневищах: Mn > Zn > Pb > Cu > Hg > Ni > Cr > Cd; встеблях: Mn > Zn > Pb > Cu > Hg > Cd > Ni > Cr; в листьях: Mn > Zn > Pb > Cu> Hg > Ni > Cd > Cr.Следующий порядок уменьшения содержанияэлементов - Mn > Zn > Pb > Cu обнаружен в каждом органе растения. Mnпоказал максимальные концентрации во всех органах растений. Cd былнаименее биоаккумулированным элементом корней, тогда как Cr – листьев истеблей.
Если сравнить различные органы растений, воду и отложения, тосамые высокие средние концентрации были найдены: Cd - в корне, Cr - вотложениях, Cu - в воде, Hg - в корне, Mn - в отложениях, Ni - в отложениях,Pb - в корне, Zn - в корне. Положительные линейные корреляции былиполучены между концентрацией тяжёлых металлов в органах растений, водеи осадках.В результате исследований Eid et al.
(2014) в озере Бурулл (Египет)наиболее высокие концентрации Cu, Fe и Zn были обнаружены в корняхрастений, и это соответствует многочисленным исследованиям, в которыхсообщается, что следовые металлы в основном сохраняются в корнях(Bonanno, 2013; Weis and Weis, 2004). Концентрации Cd и Zn были выше влистьях, чем в стебле. Стебель играет роль проводящего органа, поэтому вегоклеткахобнаруженыминимальныеконцентрацииметаллов(Korboulewsky et al., 2002). Данными исследованиями доказано, чтоконцентрации всех микроэлементов (кроме Cu) в тканях Phragmites australis(тростника обыкновенного) зависят от их содержания в донных осадках иводе. Такие корреляции показывают, что Phragmites australis отражаеткуммулятивные процессы загрязнения окружающей среды от воды и осадков,поэтому необходимо использовать эти данные при биомониторингемикроэлементов в целом и тяжелых металлов в частности (Bonanno, 2013;Bonanno and Lo Giudice, 2010; Eid et al., 2012; Eid et al., 2014).17В результате исследования Eid et al.
(2014) концентрации Cd, Cu и Fe ворганах Phragmites australis на южных участках озера Бурулл былизначительно выше, чем на северных. Максимальные концентрации Cu и Fe ворганах Phragmites australis были зарегистрированы в феврале в началевегетационного периода, тогда как максимальные концентрации Cd и Znбыли зарегистрированы в январе в конце вегетационного периода. С другойстороны, не наблюдалось никаких ежемесячных изменений концентрациймикроэлементов в воде и отложениях.
Более высокое накопление Cd и Znотмечалось в конце вегетационного периода, вероятно, из-за уменьшенияинтенсивности метаболических процессов и небольших изменений биомассырастения (Kastratovic et al., 2013). Концентрации металлов в Phragmitesaustralisзависятотстадииегороста,рНсреды,окислительно-восстановительного потенциала и взаимодействия между металлами идругими элементами, которые иногда более важны для поглощения металларастениями, чем концентрация металла в отложениях и воде (Du Laing et al.,2009; Duman et al., 2007). По сравнению с другими элементами, Cd имелнаименьшую концентрацию в отложениях и во всех органах Phragmitesaustralis, что соответсвует норме, так как значения этого металла обычноочень низкие (Vymazal et al., 2009). Однако содержание некоторых металлови микроэлементов в течение всего вегетационного периода во всех органахувеличилось и достигло максимума в августе.
Это означает, что биомассабыла решающим фактором в опредеделении количества металлов на единицуплощади(Eidetal.,2012c).СредниезначенияCd,CuиFe,зарегистрированные для органов Phragmites australis в исследованиях Eid etal. (2014), находились в пределах фитотоксических диапазонов (5,0–30,0;20,0–100,0 и 500,0 мг/кгсоответственно). С другой стороны, средниезначения Zn были ниже, чем фитотоксический диапазон – от 1000 до 400мг/кг (Kabata-Pendias, 2011).
Исследование среднего значения коэффициентабиоаккумуляции для всех микроэлементов из донных отложений показало,что он больше единицы. Это означает, что в Phragmites australis происходит18процесс биоаккумуляции, основанный на высоких концентрациях (Bonanno,2013; Bose et al., 2008). Значение фактора транслокации от корней кнадземным органам для Cu, Fe и Zn были меньше единицы, что указывает нато, что в растениях Phragmites australis нет переноса данных металлов изкорней в листья, и эти элементы в основном сохраняются в подпочвенныхорганах. Предполагается, что данное растение имеет потенциал дляфитостабилизации Cu, Fe и Zn. С другой стороны, Phragmites australisкажется более подходящим для фитоэкстракции Cd при значении среднегокоэффициента транслокации от корней до надземных органов вышеединицы.
Аналогичные выводы были сделаны Fediuc and Erdei (2002) врезультате изучения в Венгрии. Имеют место также сезонные изменениясодержания элементов в растениях. В целом наблюдается следующийубывающий ряд концентрации тяжёлых металлов и мышьяка в растениях: Ni> Cr > Pb > As > Cd. Alternanthera sessilis показывает разные способностипоглощать и накапливают различные тяжёлые металлы и мышьяк в разныхтканях.
Максимальные концентрации элементов в корне наблюдался для Cr,As и Cd во время дождей и для Ni и Pb летом. Cd был обнаружен в следовыхколичествах в течение всех сезонов. Для Cr характерно более высокоенакопление металла, чем для Ni и Pb. Во все сезоны концентрации Ni, Cd иPb были выше в корне, тогда как концентрация As была найдена в листьях.Содержание Cr было выше в корне в период дождей и зимой (SheetalBelkhode et al., 2016).В исследованиях Jun-min Gao et al. (2016) изучено накопление тяжёлыхметаллов водными растениями в реке Лянтан (Китай). Средние концентрацииCr, Cu, Cd, Pb, Ni, Zn, Fe, Mn и Mg составили 3,7; 43,9; 1,63; 7,9; 0,38; 455,6;767,1; 86,1 и 3 715,8 мг/кг соответственно.
Их диапазоны были равны: 0,1–8,2; 24,7–98,2; 0,20–3,60; 1,5–17,0; н/о–1,4; 195,1–725,9; 173,5–1 431,2; 37,3–249,8 и 1 488–6 227 мг/кг. Для средних концентраций тяжёлых металлов вводных растениях на разных участках реки характерна следующаятенденция: Mg > Fe > Zn > Mn > Cu > Pb > Cr > Cd > Ni.19PTF(Planttransferfactors)представляетсобойсоотношениеконцентраций металлов в растениях и донных отложениях на одном и том жеучастке. По данным Wang et al. (2012) значения PTF для Cd, Zn, Cu, Mg, Pb,Mn, Cr, Fe и Ni варьировали от 0,52 до 3,59, от 0,29 до 2,86, от 0,24 до 2,32, от0,16 до 1,51, от 0,12 до 1,49, 0,01 до 0,61, от 0,001 до 0,12, от 0,01 до 0,08 и от0 до 0,03 соответственно.
У Cd было самое высокое значение PTF, а у Ni –самое низкое. В соответствии со значениямиPTF тяжёлые металлы дляводных растений следуют порядку: Cd > Zn > Cu > Mg > Pb > Mn > Cr > Fe >Ni, что соответствует результатам, полученным Cheng and Wang (2010) иWang (Wang et al., 2012). Аналогичная тенденция была отмечена Khan et al.(2008). Средний и максимальный уровни Cd в водных растениях были в 2,59и в 359 раз выше, чем в донных отложениях.
Напротив, концентрации Cr,Mn, Fe и Ni в водных растениях повсеместно были ниже, чем в отложениях,что свидетельствует о меньшем накоплении этих элементов (особенно Ni) вводных растениях. Поглощение тяжёлых металлов водными растениями(через которые они могут проникать в пищевую цепь) может нанести вредживотным и людям. Основной орган для долговременного накоплениякадмия – почки (Orlowski and Piotrovsky, 2003). Период полураспада длякадмия равен примерно 10 лет. Поэтому пожизненное потребление можетпривести к накоплению кадмия в почках, в результате чего происходитнекроз клеток (Godt et al., 2006).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
