Біологічні науки

Легостаєва Т. В., Овчаренко Є. С.

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара

УМІСТ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ В ЕДАФОТОПАХ ТА ПАГОНАХ ДЕЯКИХ ДЕРЕВНИХ РОСЛИН

Вивчення впливу важких металів на рослини є дуже актуальним, оскільки важкі метали є одними з основних забруднювачів навколишнього середовища.

За даними деяких авторів великі концентрації солей важких металів у ґрунті призводить до утворення в ньому високого осмотичного тиску, що порушує процеси набухання насіння рослин.

Високі концентрації металів можуть прискорювати метаболізм в рослинах або навпаки уповільнювати його. У першому випадку переважають процеси дисиміляції і рослина не встигає виробити достатню кількість структурних речовин. При високих концентраціях важких металів у рослинному організмі можуть руйнуватися нуклеїнові кислоти, білки, вітаміни та інші речовини. При цьому порушуються фізіологічні процеси в рослині. Зовнішніми ознаками порушення біохімічних і фізіологічних процесів є уповільнення процесів росту і розвитку, втрата стійкості до хвороб, зниження сухостійкості, втрата зимостійкості, пожовтіння і в'янення асимілюючої поверхні листків тощо.

Об'єктами наших досліджень були едафотоп на території західного промислового вузла м. Дніпропетровська (АТ Дніпроважмаш), контрольний ґрунт (ботанічного саду ДНУ ім. О. Гончара), шовковиця біла (Morus alba), липа широколиста (Tilia plаtyphyllos), горобина проміжна (Sorbus x intermedia). Едафотоп промислової ділянки представлений деградованим чорноземом звичайним з вмістом гумусу 1,0-3,96% абсолютно сухої ваги. Як контроль представлений ґрунт умовно чистої території, розташованої на відстані 30 км від промислової точки; чорнозем звичайний, важкосуглинистий з вмістом гумусу 4,3%.

За нашим даними, у весняний період в едафотопі техногенної території відмічається підвищений вміст металів. Концентрація забруднюючих елементів у зонах промислових емісій у ґрунті перевищує фонові значення (Zn в 4,91 – 7,62; Cu в 2,64 – 4,67; Ni в 2,14 – 2,53; Рb в 9,26 – 52,24 та Cd в 2,00 – 3,67 разів).

Ми встановили, що найбільша кількість важких металів акумулюється промисловим едафотопом під шовковицею білою. В контрольному ґрунті під шовковицею також спостерігається підвищена кількість міді, кадмію, нікелю.

Під всіма об’єктами дослідження (липа широколиста, горобина проміжна, шовковиця біла) в ґрунті контрольної ділянки відмічено високий вміст кадмію, міді, нікелю.

Вміст рухомих форм важких металів у промисловому едафотопі під досліджуваними рослинними об’єктами перевищує такий у контрольному ґрунті: Zn – у 6 разів, Cu – у 3 рази, Ni – у 2,5 рази, Рb – у 29 разів, Cd – у 3 рази. Найбільша кількість важких металів нами зафіксована у листках шовковиці білої на обох дослідних ділянках. Важких металів майже вдвічі більше у листках шовковиці білої на промисловій ділянці ніж у листках липи широколистої та горобини проміжної на забрудненій та умовно чистій територіях. Таким чином, найбільший вміст важких металів міститься в едафотопі під шовковицею білою та в її листках на обох дослідних ділянках.

Згідно з нашими даними шовковиця біла і на контрольній ділянці і на промисловій території акумулює найбільшу кількість важких металів (контрольна ділянка: Zn – 59,17; Cu – 6,85; Рb – 0,55; Ni – 0,87; Cd – 0,09 мг/кг сухої ваги; промислова територія – Zn – 62,15; Cu – 10,42; Рb – 1,00; Ni – 1,56; Cd – 0,27 мг/кг сухої ваги листків).

Нами зафіксований високий вміст свинцю у листках шовковиці білої та горобини проміжної у промисловому едафотопі (1,00 та 1,44 мг/кг сухої ваги відповідно).

Таку ж закономірність у збільшенні кількості металів у рослинних об’єктах на промисловій території спостерігали і для нікелю. У листках шовковиці білої та липи широколистої з промислової ділянки ми зафіксували перевищення вмісту нікелю в 1,79 – 2,08 разів по відношенню до контрольних зразків. Для горобини проміжної з досліджуваної ділянки цей показник складає 2,67 рази.

Однак, деякі автори стверджують, що токсичність свинцю та нікелю найбільш ефективно знижується гумусом і в міських ґрунтах вказані елементи представлені переважно стійкими формами, тобто їх біологічна доступність вкрай низька.

Ми дослідили, що цинк акумулюється всіма досліджуваними рослинами у високих кількостях на промисловій ділянці (шовковиця біла – 62,15; липа широколиста – 30,94; горобина проміжна - 21,18 мг/кг сухої ваги) та на контрольній (шовковиця біла – 59,17; липа широколиста – 32,01; горобина проміжна - 14,95 мг/кг сухої ваги), що перевищує ГДК.

Ми виявили, що уміст міді в листках рослин з промислової зони майже вдвічі перевищує такий в листках рослин ботанічного саду. Показники вмісту міді в рослинах як контрольного ґрунту так і з промислового едафотопу значно перевищують ГДК.

Нами зафіксовано невисокий вміст кадмію у листках досліджуваних рослинних об’єктів (від 0,22 до 0,27 мг/кг сухої ваги листків рослин з промислових об’єктів та 0,08-0,09 мг/кг сухої ваги листків рослин з контрольної ділянки). Вміст даного металу у листках перевищує такий з контрольної ділянки: в шовковиці білій у 3,00 рази, у липі широколистій 3,25 та горобині проміжній у 2,44 рази.