УДК 575.224.504.53.054

Байсеитова Н.М., Изтлеуов Г.М.

Южно-Казахстанский государственный педогогический институт.

Республика Казахстан, г.Шымкент

Накопление тяжелых металлов в растениях в зависимости от уровня загрязнения почв

Почва является важнейшим объектом окружающей среды. В отличие от других объектов окружающей среды (воздух, вода), где протекают процессы самоочищения, почва обладает этим свойствам в незначительной мере. Более того для некоторых веществ, в частности для тяжелых металлов почва является едким акцептором. Тяжелые металлы прочно сорбируются и взаимодейтвуют с почвенным гумусом, образуя труднорастворимые соединения. Таким образом идет их накопление в почве. Наряду с этим в почве под воздействием различных факторов происходит постоянная миграция поподающих в нее веществ и перенос их на большие расстояния [1,2]. Тяжелые металлы попадающие в почву с выбросами предприятий, прочно связываются уже в верхнем слое. Максимальное содержание металлов в почвах наблюдается на расстояниях 1-3 км от источников загрязнения [3] .

Наиболее крупные загрязнители окружающей среды в Южно-Казахстанской области сосредоточены в городе Шымкенте. Среди них АО ПК «Южполиметалл» расположен в территории города и оказывает существенное влияние на загрязнение окружающей среды, а сложная экологическая обстановка в районе свинцового производства складывалась годами. АО ПК “Южполиметалл” оказывает существенное влияние на накопление тяжелых металлов в почве и растениях.

Цель данной работы - изучить закономерности распространения и аккумуляции тяжелых металлов растениями в зависимости от содержания их в почве.

Материалы и методы

Для исследования использованы следующие методы: атомно-абсорбционным метод определения содержания тяжелых металлов в почве и растениях, а именно концентрации свинца, кадмия, цинка и меди.

Для оценки пространственного распределения тяжелых металлов в г.Шымкенте были выбраны 4 пункта исследования, расположенные в 200 м, в 3 км, в 5км от ПК АО “Южполиметалл”. Пункт №4 – контрольный пункт, расположенный в 60 км от города. Из выше перечисленных пунктов отбирали пробы почвы и растения, как подорожник ланцетолистный (Plantago lanceolata), мятлик луговой (Paa protensis) и ячмень заячий (Hordeum leporinum ).

Результаты исследования

Данные о содержании тяжелых металлов в почве представлены в рисунке 1.

Как видно из таблицы, содержание свинца в почве показало, что максимальная концентрация данного элемента характерна для района металлургического производства. Содержание свинца в пункте №1 составило 946,11 ± 5,04 мг/кг, что превышает ПДК в 27 раз, а контрольный показатель в 45 раз. Это объясняется тем, что 30-35% промышленных выбросов оседают на территории производства. Высокотоксичный свинец является основным выбросом свинцового производства, так как происходит накопление его в почве. В других пунктах исследования по мере удаления от свинцового производства наблюдается снижение содержания свинца в почве.

Содержание цинка в почве составляет в пункте №1 171,30±4,64 мг/кг, то-есть по сравнению с контрольным пунктом в 14 раз превышает контрольный показатель, а ПДК в 2 раза. Высокое содержание цинка так-же отмечаны в пункте №2, оно составляет 20,65±2,14 мг/кг, что превышает контрольный показатель в 10 раз, но не превышает ПДК. В других пунктах содержание цинка не превышает показатель контрольного пункта. Наиболее высокие содержания меди и кадмия так-же были установлены в производственном пункте. Во всех других пунктах содержание меди не превышает ПДК, но по сравнению с контрольным пунктом превышает контрольный показатель. Содержание кадмия во всех пунктах превышает ПДК. Высокие содержания выше указанных тяжелых металлов установлены в районе АО ПК “Южполиметалл” (пункт №1). В других пунктах по мере удаления от производства содержание тяжелых металлов в почве снижается.

Рис.1 Содержание тяжелых металлов в почве

Данные о содержании ТМ в растениях представлены на рисунке 2,3,4.

Как видно из рисунка, мятлик луговой аккумулирует свинец в высокой степени. Его содержание в пункте №1 составило 67,14±3,10 мг/кг, что превышает контрольный показатель в 27 раз, а ПДК – в 13 раз. Содержание свинца в ячмене тоже высокое, оно составило 42,14±2,32 мг/кг, что превышает контрольный показатель в 21 раз, а ПДК – в 8 раз. У подорожника ланцетолистного содержание свинца составляет 31,07±2,65 мг/кг, что превышает контрольный показатель в 15 раз, а ПДК – в 6 раз. Анализ результатов определения содержания цинка в изучаемых видов растениий также показал различную аккумулятивную способность. Максимальное содержание цинка в растениях так-же было отмечано в пункте №1, у мятлика лугового оно составляет 48,57±3,46 мг/кг, что превышает ПДК 1,6 раза, а контрольный показатель в 12 раз. У подорожника ланцетолистного и ячменя заячего содержание цинка не превышает ПДК, но намного выше по сравнению с контрольным пунктом. Содержание кадмия во всех растениях значительно выше ПДК.

Выводы

Проведенный корреляционный анализ между содержанием тяжелых металлов в почве и растениях показал высокий корреляционный уровень (r = 0,90 - 0,96). Концентрация тяжелых металлов в растениях имела прямую зависимость от содержания его в почве. Во всех изучаемых растениях максимальная концентрация тяжелых металлов отмечена в районе АО ПК «Южполиметалл». Результаты проведенных исследований показали, что с увеличением поступления в почву тяжелых металлов, соответственно повышается уровень поглощения тяжелых металлов растениями. Таким образом, приведенные результаты исследований свидетельствуют об огромном вкладе в загрязнение почв и растений тяжелыми металлами металлургического производства.

Литература

1. Гринь А.В., Ли С.К. Поступление тяжелых металлов в растения в зависимости от их содержания по миграции // Тезисы докладов II - Всемирного совещания по миграции загрязненных веществ в почвах и определенных сферах. Ленинград, 1980г. – С. 46-48.

2. Микшевич Н.В., Ковальчук Л.А. Тяжелые металлы в системе “почва – растения – животные” в зоне действия медеплавильного предприятия // Материалы 2 – Всесоюзной Международной Конференции по ТМ в окружающей среде и охраны природы. 1988г. – С. 127-129.

3. Садовников Л.К. Влияние промышленных предприятий на окружающую среду// Тезисы доклодов. Мониторинг содержания ТМ в почвах естественных и техногенных ландшафтов.

г. Пущино, 1984г. –С.163

Рис.2 Содержание тяжелых металлов Рис.3 Содержание тяжелых металлов в Hordeum leporinum (мг/кг) в Plantago

Рис. 4 Содержание тяжелых металлов в Pоa protensis (мг/кг)