Содержание Cu, Zn, Pb, Cd в растениях г. Семипалатинска


Установлено содержание ТМ в биомассе травянистых (полынь горькая, житняк гребенчатый) и древесных (тополь белый, карагана древовидная) растений исследуемых районов г. Семипалатинска.

Согласно нашим данным, пределы колебаний концентрации меди составили (мг/кг сухого вещества): в поселке Западный в травянистых видах – 7,4-8,5, в древесных видах – 15,3-18,6; в районе цементного завода – в травянистых видах – 18,2-27,6, в древесных видах – 13,2-20,0; вблизи силикатного завода – 14,5-16,8 и 21,5-31,8 соответственно (табл. 33).

Обычно количество меди в растениях варьирует от 1 до 20 мг/кг сухого вещества. Дефицит элемента обнаруживается до 3-5 мг/кг сухого вещества. ПДК и МДУ меди в растительной продукции в России равняются 30 мг/кг сухого вещества. Таким образом, в биомассе исследуемых видов растений г. Семипалатинска содержание меди можно считать низким.

Таблица 33

Содержание меди в органах растений, произрастающих на территории г. Семипалатинска, мг/кг сухого вещества

Вид растения

Наземная часть

Корень

Стебли

Листья

Фон

Artemisia absinthium L

2,0

5,7

2,4

Agropyron cristatum L.Beauv.

1,8

7,0

Populus alba L.

3,6

6,0

5,4

Caragana arborescens Lam.

4,5

6,5

8,0

Поселок Западный

Artemisia absinthium L

2,1

5,9

2,4

Agropyron cristatum L.Beauv.

1,5

7,0

Populus alba L.

3,5

6,1

5,7

Caragana arborescens Lam.

4,2

6,5

8,2

Цементный завод

Artemisia absinthium L

6,3

13,4

7,9

Agropyron cristatum L.Beauv.

5,6

12,6

Populus alba L.

3,3

6,1

7,3

Caragana arborescens Lam.

3,9

4,8

11,3

Силикатный поселок

Artemisia absinthium L

7,2

10,5

6,8

Agropyron cristatum L.Beauv.

6,6

10,2

Populus alba L.

5,4

7,5

8,9

Caragana arborescens Lam.

4,0

4,5

13,0

Примечание к таблицам 33, 34, 35, 36: для вида Agropyron cristatum L.Beauv. указано общее содержание в надземной части

Исследованиями установлено, что концентрация цинка варьировала в следующих пределах (мг/кг сухого вещества): в поселке Западный в травянистых видах – 22-38,9, в древесных видах – 29-32; в районе цементного завода в травянистых видах – 38,9-37,5, в древесных видах – 113,2; вблизи силикатного завода – 36,7-38,9 и 62,6-71,8 соответственно (табл. 34).

Критически низким содержанием цинка в растениях и кормах считается 20-30 мг/кг сухого вещества. В России ПДК и МДУ цинка в растительной продукции составляют 50 мг/кг сухого вещества. Таким образом, в травянистых видах исследуемых растений содержание цинка можно считать как низкое. Только в биомассе древесных видов, произрастающих вблизи предприятий, концентрация цинка превысила ПДК и МДУ в 1,2-2,3 раза.

Таблица 34

Содержание цинка в органах растений, произрастающих на территории

г. Семипалатинска, мг/кг сухого вещества

Вид растения

Наземная часть

Корень

Стебли

Листья

Фон

Artemisia absinthium L

6,2

12,8

7,0

Agropyron cristatum L.Beauv.

13,9

7,5

Populus alba L.

7,4

12,8

8,5

Caragana arborescens Lam.

7,0

14,5

8,8

Поселок Западный

Artemisia absinthium L

8,5

13,4

7,2

Agropyron cristatum L.Beauv.

13,9

8,8

Populus alba L.

8,0

12,5

9,2

Caragana arborescens Lam.

8,4

15,3

9,0

Цементный завод

Artemisia absinthium L

11,4

15,4

12,1

Agropyron cristatum L.Beauv.

15,0

22,5

Populus alba L.

21,6

28,6

25,5

Caragana arborescens Lam.

22,1

23,6

48,7

Силикатный поселок

Artemisia absinthium L

9,4

17,5

12,0

Agropyron cristatum L.Beauv.

16,7

20,0

Populus alba L.

18,0

20,0

33,8

Caragana arborescens Lam.

17,0

18,6

27,0

Пределы колебаний свинца составили (мг/кг сухого вещества): в поселке Западный в биомассе травянистых и древесных видов - 0,71-1,11; в районе цементного и силикатного заводов – 1,07-1,88 (табл. 35). Токсическим уровнем содержания свинца считается 10 мг/кг сухого вещества, а ПДК в странах Западной Европы [155]– 25 мг/кг сухого вещества. В наших исследованиях концентрация свинца в растениях была ниже токсического уровня в 5,3-10 раз и не превышала принятых ПДК.

Пределы колебаний кадмия составили (мг/кг сухого вещества): в поселке Западный в биомассе травянистых и древесных видов – 0,22-0,27; в районе цементного и силикатного заводов в биомассе травянистых видов – 0,25-1,3, древесных видов – 0,4-0,7 (табл. 36). Естественные содержания кадмия в растениях составляют 0,07-0,27 мг/кг сухого вещества. В странах Европы ПДК кадмия принято 1 мг/кг сухого вещества [155]. Как показали наши результаты, концентрация кадмия превышала ПДК только в биомассе полыни горькой вблизи силикатного завода. Относительно фона концентрация металла была выше в 2-4 раза только в биомассе растений вблизи предприятий.

Таблица 35

Содержание свинца в органах растений, произрастающих на территории

г. Семипалатинска, мг/кг сухого вещества

Вид растения

Наземная часть

Корень

Стебли

Листья

Фон

Artemisia absinthium L

0,29

0,30

0,34

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,33

0,35

Populus alba L.

0,33

0,36

0,39

Caragana arborescens Lam.

0,32

0,34

0,38

Поселок Западный

Artemisia absinthium L

0,32

0,33

0,39

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,33

0,38

Populus alba L.

0,34

0,36

0,39

Caragana arborescens Lam.

0,35

0,37

0,39

Цементный завод

Artemisia absinthium L

0,38

0,47

0,69

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,55

0,68

Populus alba L.

0,48

0,58

0,69

Caragana arborescens Lam.

0,49

0,59

0,69

Силикатный поселок

Artemisia absinthium L

0,38

0,40

0,65

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,41

0,66

Populus alba L.

0,51

0,59

0,78

Caragana arborescens Lam.

0,53

0,58

0,72

Таблица 36

Содержание кадмия в органах растений, произрастающих на территории

г. Семипалатинска, мг/кг сухого вещества

Вид растения

Наземная часть

Корень

Стебли

Листья

Фон

Artemisia absinthium L

0,050

0,027

0,158

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,06

0,149

Populus alba L.

0,035

0,038

0,162

Caragana arborescens Lam.

0,034

0,038

0,160

Поселок Западный

Artemisia absinthium L

0,057

0,030

0,165

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,07

0,149

Populus alba L.

0,047

0,040

0,168

Caragana arborescens Lam.

0,042

0,038

0,185

Цементный завод

Artemisia absinthium L

0,075

0,045

0,255

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,118

0,195

Populus alba L.

0,085

0,070

0,320

Caragana arborescens Lam.

0,075

0,065

0,583

Силикатный поселок

Artemisia absinthium L

0,60

0,51

0,215

Agropyron cristatum L.Beauv.

0,099

0,152

Populus alba L.

0,077

0,070

0,290

Caragana arborescens Lam.

0,080

0,071

0,400

Коэффициенты накопления по отношению к количеству ТМ, извлекаемому бидистиллированной водой из ризосферы, значительно выше, чем по отношению к ТМ, извлекаемой ацетатно-аммонийным буфером (рН 4,8). Количество ТМ, извлекаемой буфером, выше по отношению к количеству ТМ, переходящему в раствор 1 н. HCl (приложение 12 - 15). В целом, значения Кн ТМ относительно ризосферы растений и общей массы почвы можно расположить в убывающий ряд: Кн цинка > Кн меди > Кн свинца ³ Кн кадмия.

Наиболее высокие значения коэффициентов накопления установлены для полыни горькой, тополя белого и караганы древовидной.

Корреляционная зависимость между содержанием ТМ в листьях и концентрацией подвижных форм ТМ в почвенных фракциях для меди и кадмия отсутствовала, для цинка и свинца была тесной и очень тесной (r=0,5-0,9 в общей массе почвы и r=0,6-0,9 в ризосфере).

Корреляционная зависимость между содержанием ТМ в корнях и концентрацией подвижных форм ТМ в почвенных фракциях для цинка, свинца и кадмия была тесной и очень тесной (r=0,5-0,9 в общей массе почвы и r=0,6-0,9 в ризосфере). Аналогичная корреляционная связь для меди относительно кислоторастворимой формы проявлялась очень слабо (r=0,1 в общей массе почвы и r=0,2 в ризосфере), относительно обменной и водорастворимой форм была тесной (r=0,5-0,6 в общей массе почвы и r=0,5-0,7 в ризосфере). В основном, показатели корреляционной зависимости между содержанием ТМ в органах растений и концентрацией подвижных форм ТМ в ризосфере были в 1-1,2 раза выше по сравнению с общей массой почвы.

На основании результатов анализа можно предположить, что ризосфера оказывает определенное влияние на количество извлекаемых ТМ растением.