Особенности накопления тяжелых металлов высшими водными растениями водоемов и водотоков г. Гомеля и прилежащих территорий

При аккумуляции хрома растениями оз. Круглое наблюдается тенденция, отмеченная при накоплении свинца и меди у макрофитов водоема: в грунтах озера содержание хрома, также как свинца и меди, максимально, а значения Кн данного элемента, как и двух указанных ранее металлов, низкие. Из общей схемы выпадают растения оз. Малое, имеющие максимальные значения Кн хрома при достаточно высоком содержании е

го в донных осадках водоема. Возможно, у данных макрофитов произошел срыв регуляторных процессов, что вызвало поглощение хрома (также как свинца и меди) до высоких пределов. Не соответствуют общей тенденции и растения старицы, которые при минимальном содержании хрома в донных отложениях не накапливают металл вообще. Высокой вариабельности в значениях коэффициентов накопления элемента, характерной для других металлов, не отмечается. Ряд накопления хрома водными растениями имеет вид: Кн III э.г. ³ Кн IV э.г. > Кн II э.г. Критические пороговые концентрации металла в донных осадках находятся у отметки 30 мг/кг сухой массы (рис. 4).

Рис. 4. Коэффициенты накопления хрома в растениях различных экологических групп

Низкими значениями коэффициентов накопления никеля характеризуются растения всех групп в оз. Круглое, донные отложения которого содержат никель в высоких концентрациях. Это согласуется с тенденцией, отмеченной для других изучаемых металлов - по мере увеличения концентрации элемента в донных осадках водоемов значения Кн данного элемента в растениях уменьшаются (рис. 5). Однако минимальная величина коэффициента накопления никеля определена для представителей IV группы оз. Любенское, осадки которого загрязнены элементом незначительно. Причем, способность к накоплению металла у макрофитов III группы данного озера отличается от таковой у погруженных растений (III гр.) из других водоемов незначительно при существенных различиях в содержании элемента в донных отложениях. Этот факт требует дальнейшего изучения.

Рис. 5. Коэффициенты накопления никеля в растениях различных экологических групп

Погруженные макрофиты оз. Волотовское имеют максимальные значения Кн никеля при повышенном содержании его в грунтах водоема (в 4, 0 - 34 раза выше, чем у представителей группы в других водоемах). Видимо, как и в случае с растениями оз. Малое при накоплении свинца и хрома, у макрофитов оз. Волотовское нарушились защитные механизмы, предотвращающие излишнее поступление металлов в растения. В оз. Володькино различия в накоплении никеля погруженными, воздушно - водными и плавающими прикрепленными растениями составляют 17 раз. Это еще раз подтверждает предположение о существовании различных механизмов поступления металлов в водные растения. Высокой поглотительной способностью по отношению к никелю характеризуются погруженные растения озер Дедно и Круглое в сравнении с плавающими прикрепленными видами (у погруженных растений значение Кн в 7 раз выше). В оз. Любенское величина коэффициента накопления элемента у растения III группы в 13, 5 раз выше в сравнении с макрофитами IV группы. Микроконцентраторами и «накопителями» никеля являются погруженные растения III группы озер Володькино и Волотовское. Следует отметить тот факт, когда при высокой накопительной способности растений III группы в оз. Волотовское, у растений IV группы данного водоема элемент не обнаружен. Не накапливают металл представители II группы, отобранные в старице, р. Сож ниже города и в Гребном канале, а также растения III группы из р. Сож выше города. Все остальные изучаемые макрофиты относятся к деконцентраторам и «исключителям» данного элемента. По величине коэффициентов поглощения никеля для растений разных экологических групп можно выстроить следующий ряд: Кн III гр. > Кн IV гр. > Кн II гр. Как и в случае с медью, в некоторых водоемах (озера Малое, Шапор, р. Сож выше и ниже города) макрофиты IV группы накапливают никель интенсивнее, чем растения III группы. Пороговые концентрации элемента для растений в донных отложениях находятся в диапазоне от 10 до 20 мг/кг сухой массы (рис. 5).

При сравнительно одинаковом содержании никеля и ванадия в донных осадках исследуемых водоемов последний поглощается водными растениями в значительно меньшей степени – значения коэффициентов накопления ванадия не превышают 0.25 (Гребной канал). Не накапливают металл грунты старицы и в растениях водоема элемент не обнаружен. Низкая аккумулирующая способность по отношению к ванадию отмечена у плавающих прикрепленных растений II группы во всех изучаемых водоемах. Как и в случае с хромом, в четырех из шести водоемов опробования макрофиты не аккумулируют металл вообще, а в двух других значение Кн минимально. Максимальными значениями Кн элемента отличаются погруженные растения Гребного канала, что не соответствуют общей тенденции, так как в грунтах водоема не отмечается повышенного содержания металла. На втором месте по накоплению ванадия находятся погруженные макрофиты оз. Волотовское с минималым содержанием элемента в донных отложениях. Но в указанном водоеме, вопреки общей закономерности, ванадий не накапливается в воздушно - водных растениях IV группы. Для изучаемых растений наиболее четкие различия между значениями коэффициентов накопления ванадия отмечены у представителей II и III групп (рис. 6). Значения Кн у погруженных и воздушно - водных растений во всех водоемах отличаются незначительно (1, 5 - 2, 5 раза). Ряд накопления элемента для растений водоемов опробования выглядит следующим образом: Кн III э.г. > Кн IV э.г. > Кн II э.г. Изученные виды растений являются деконцентраторами и «исключителями» ванадия.

Рис. 6. Коэффициенты накопления ванадия в растениях различных экологических групп

Из всех изучаемых металлов больше всего вопросов возникает при рассмотрении накопления кобальта (рис. 7). При довольно низких концентрациях его в донных отложениях (в 100 раз меньше, чем марганца и в 10 – чем хрома и меди) коэффициенты накопления металла у растений были достаточно высокими, что говорит о нахождении элемента в биодоступных формах в донных отложениях отдельных водоемов опробования. Следует отметить, что у растений разных экологических групп одного водоема имеются значительные различия в аккумуляции кобальта. Например, в озерах Волотовское, Любенское и Дедно в воздушно - водных растениях элемент не накапливается, тогда как погруженные макрофиты водоемов активно аккумулируют кобальт из донных отложений (значение Кн в 2 - 5, 5 раза выше, чем у представителей группы в других водоемах). У плавающих прикрепленных растений ни в одном из изучаемых водоемов металл не обнаружен. Донные отложения оз. Круглое содержат максимальное количество элемента, но в растениях кобальт не накапливается вообще. Возможно, это связано с присутствием элемента в грунтах водоема в формах, недоступных для растений. Это также может быть вызвано работой блокирующих механизмов, предотвращающих поступления токсичных веществ в растительные организмы. Как было указано выше, дно оз. Круглое сильно загрязнено изучаемыми элементами и значения Кн практически для всех металлов у макрофитов озера минимальны. Это говорит о сильной активизации механизмов устойчивости растений оз. Круглое к токсическому действию металлов, что может полностью подавлять накопления кобальта в макрофитах водоема. При одинаковом содержании элемента на участках реки выше и ниже города, растения, собранные у д. Кленки (выше города) не содержат соединений никеля, что требует дальнейшего изучения. Значения коэффициентов накопления металла у погруженных растений в 1, 5 - 6, 5 раза выше, чем у воздушно - водных (за исключением макрофитов оз. Малое и Гребного канала). Активнее всех поглощают элемент из донных осадков погруженные растения озер Дедно, Володькино и Волотовское. Данные растения мы можем отнести к «индикаторам» кобальта, остальные являются деконцентраторами и «исключителями» металла. Минимальные значения Кн - у надводных растений Гребного канала и оз. Шапор. Погруженные виды водных растений занимают первое место по поглощению кобальта из донных отложений, за ними стоят надводные макрофиты, а прикрепленные растения с плавающими листьями не поглощают данный металл вообще.

 Скачать реферат