CC BY
0DOI 10.24412/2709-1201-2024-517-521 УДК 551.521.3, 551.583
ДИНАМИКА ПОГЛОЩЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ТОПИНАМБУРОМ
АБДУЛЛОЗОДА САБУР ФУЗАЙЛ
д.ф.м.н., зав.лабораторией физики атмосферы Физико-технического института им. С.У. Умарова Национальной академии наук Таджикистана
САФАРАЛИЕВ НУРАЛИ МИРЗОАЛИЕВИЧ
старший научный сотрудник Центра исследования и использования возобновляемых источников энергии ФТИ им. С.У.Умарова Национальной академии наук Таджикистана
ПАРТОЕВ КУРБОНАЛИ
доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник Центра инновационного развития науки и новых технологий Национальной академии наук Таджикистан
Аннотация. Проведен анализ состава тяжелых металлов в различных частях топинамбура. Рассчитаны коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов различными частями топинамбура. Установлены энергичные накопления элементов Fe, Co, Cr, Mn, V и Sr и слабый захват элементов Pb, As, Zn, Ni и Ti а Cu находится вблизи границы.
Ключевые слов: Рентгенофлуоресцентный спектрометр СПЕКТРОСКАН МАКС-G, топинамбур, почва, коэффициент биологического поглощения.
Проблема миграции тяжелых металлов из почвы в различных частях растений топинамбура в условиях аридной и полуаридной зоны является актуальной задачей. Различным аспектам процесса миграции тяжелых металлов из почвы в различных частях топинамбура посвящен ряд работ [1-9].
В системе «почва - растений» необходимо учитывать многофакторность происходящих процессов и в настоящей работе с целью оценки динамических характеристик временного поведения используется метод развитой в [1] основанной на коэффициент биологического поглощения:
где : - содержание i-ro тяжелого металла в растении, мг/кг; - содержание i-ro тяжелого металла в почве, мг/кг.
J ГС ^ п iC ^ п
i >1 происходит энергичный накопление, а при £ <1 очень слабый
захват.
Материал и методика исследований
В качестве растения - фиторемедиаторанами были выбраны растений топинамбура сорта «Интерес», посеянный в Гиссарской долины Таджикистана характеризуются высокой урожайностью зеленой массы и клубней, на высоте 800 м над уровнем моря. Посадка была проведена в апреле месяц 2015 г. Схема посадки растений 70 х 35 см. Во время вегетации было внесено минеральных (азотных и фосфорных) удобрений в количестве 50:50 кг/га (в д.в.) и проведено пять раз вегетационных поливов. Для проведения анализов брали органы растений в конце сентября месяц.
Для изучения содержания тяжелых металлов в органах растений топинамбура сорта «Интерес» (в листьях, корнях, стебли и клубней) использован рентгенофлуоресцентный
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
спектрометр СПЕКТРОСКАН МАКС-О фирмы СПЕКТРОН (г.Санкт-Петербург). СПЕКТРОСКАН МАКС-О оснащено персональным компьютером и предназначено для анализа различных образцов [10-14].
Результаты исследований. Отобранные пробы из частей топинамбура (листья, корны, стебли и клубней) исследовались на СПЕКТРОСКАН МАКС-О, средние значения данных с погрешностью приведены в табл.1.
Содержания стронция наблюдается больше всего в клубней, ванадия в листьях и хрома в стебле топинамбура (рис.2.а). Содержания кобальта и никеля на листьях больше, а меди в листьях меньше, никель (рис.2.б). Содержания марганца в стеблях больше чем в остальных частях (рис.2.в).
ТМ Ед.изм. Корень Клубень Листья Стебель Почва
Sr мг/кг 118.12 ± 0.78 159.31 ± 1.35 133.51 ± 1.14 112.18 ± 0.70 109.84 ± 0.66
Pb мг/кг 22.92 ± 7.15 26.02 ± 8.79 33.01 ± 10.76 27.42 ± 6.81 427.43 ± 10.82
As мг/кг 13.73 ± 3.09 7.40± 3.73 8.89 ± 4.72 15.34 ± 2.95 68.19 ± 4.57
Zn мг/кг 108.82 ± 1.93 191.34 ± 2.96 322.71 ± 5.32 90.08 ± 1.73 984.22 ± 11.96
Cu мг/кг 43.89± 0.17 43.22± 0.18 39.41 ± 0.27 44.12 ± 0.17 44.12 ± 0.16
Ni мг/кг 42.10 ± 2.13 15.64 ± 2.30 55.34± 3.60 49.74 ± 2.13 62.34 ± 2.12
Co мг/кг 14.81 ± 0.59 15.74 ± 0.53 24.52 ± 1.20 13.99± 0.59 12.01 ± 0.52
Fe2O3 % 3.91 ± 0.04 2.11 ± 0.00 10.97 ± 0.18 4.30 ± 0.04 3.44± 0.03
851.65 ± 645.65 ± 904.74 ± 982.58 ± 641.12 ±
MnO мг/кг 14.39 10.42 16.09 17.27 11.00
Cr мг/кг 111.30 ± 0.94 101.70 ± 0.85 228.91 ± 3.33 108.48 ± 0.89 105.43 ± 0.81
125.42 ±
V мг/кг 87.01 ± 16.34 65.71 ± 14.94 88.87 ± 28.12 17.18 94.26 ± 15.71
TiO2 % 0.47 ± 0.02 0.10 ± 0.01 0.15 ± 0.02 0.64 ± 0.02 0.61 ± 0.02
Таблица 1. Среднее значение содержания тяжелых металлов в различных частях топинамбура и почвы место произрастания
Рис.1. Среднее значение содержания тяжелых металлов в различных частях топинамбура (а - Fe2Oз; б - TiO2).
Рис.2. Среднее значение содержания тяжелых металлов в различных частях
топинамбура (а- Zn; б - Pb).
О ....
к.1)1«мь .«итм ci«e«.ib наш*
Рис.3. Среднее значение содержания тяжелых металлов в различных частях топинамбура (а- Sr, Cr, V; б - Cu, Ni, Co; в - MnO).
Обращает на себя внимание повышенное содержание таких элементов как железо, титана, стронция, кобальта, марганца и хрома в различных частях топинамбура.
На рис.3 приведены рассчитанные коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов различными частями топинамбура.
3,50 л к бп
3,00 -
2,50 -
2,00 -
1,50 - о
1,00--^йг-
0,50 - \
0,00--Г-К
'•Л —
-0,50 *
Рис.4. Коэффициент биологического поглощения металлов различными частями
растений топинамбура
Значения коэффициента биологического поглощения различных частей топинамбура (рис.4), свидетельствует о высокой энергичной накоплении элементов Бе, Со, Сг, Мп, V и Бг и слабого захвата элементов РЬ, лб, 2п, N1 и Т1, а Си находится вблизи единицы.
Заключение
Используя анализ состава тяжелых металлов в различных органах топинамбура, рассчитаны коэффициенты биологического поглощения тяжелых металлов различными частями топинамбура сорта «Интерес». Установлены энергичные накопления элементов Fe, Сг, Mn, V и Sr и слабый захват элементов Pb, As, Zn, Ni и Т^ а Cu находится вблизи единицы. Полученные данные позволит разработать рекомендации по восстановлению загрязненных зон аридной и полуаридной зоны Таджикистана.
ЛИТЕРАТУРА
1. Григорьев, А.А Постановка эксперимента по идентификации модели гипераккумуляции тяжелых металлов топинамбуром при фиторемедиации почв/ А.А. Григорьев, А.С. Бородихин, О.В. Руденко, Ю.А. Сова // - Современные проблемы науки и образования. -2013. - № 6.
2. Кундас, С. П. Перспективы применения методов компьютерного моделирования для анализа и прогнозирования миграции радионуклидов в окружающей среде - Чернобыль 20 лет спустя / С. П. Кундас, И. А. Геккелю // Стратегия восстановления и устойчивого развития пострадавших регионов: материалы Междунар. конф., Минск, 19-21 апр. 2006 г.Минск.- 2006.- C. 82-87.
3. Кундас, С. П. Математическое моделирование процессов переноса вещества и влаги в почве. / С. П. Кундас, И. А. Гишкелюк // - Экологический вестник. 2007.- № 1. - C. 62-72.
3. Новик, О.Б., Оста М.К., Хубларян М.Г. О математическом моделировании движения воды и солей в почве / О.Б.Новик, М.К. Оста, М.Г. Хубларян // - Физ. и мат. моделирование в мелиорации. М.: Колос, 1978. с.167-172.
4. Пеннинг, де Фриз Моделирование роста и продуктивности сельскохозяйственных культур/ де Фриз Пеннинг, J ван Taap. // - Л.: Гидрометеоиздат. - 1986. -320с.
5. Полуэктов, P.A. Моделирование транспирации посевов сельскохозяйственных растений/ P.A Полуэктов, В.А. Кумаков, Г.В. Василенко // - Физиология растений. -1997. -т.44. -№1.- C.68-73.
6. Интернет ресурс: http://www.topinambur.net/pitatelnaya cennost/mineralniy sostav.html
7. Интернет ресурс: http://www.predtechy.ru/lekarstv/487/
8. Интернет ресурс: http ://food-tips.ru/000102076-topinambur-polza-i-vred-kalorij nost-primenenie/
9. Абдуллаев, С.Ф. Распределение природной и техногенной радиоактивности на образцах пыльной мглы юга Таджикистана / С.Ф.Абдуллаев, Н.А.Абдурасулова, Б.И. Назаров -ДАН РТ.- 2011. - т.54.- №9. - с. 746-753.
10. Абдуллаев, С.Ф. и др. Распределение природной и техногенной радиоактивности в образцах почвы и пылевой мглы юга Таджикистана/ С.Ф.Абдуллаев, Б.И.Назаров, В.А. Маслов, и др.// - Оптика атмосферы и океана. 2013, т. 26, № 03, с. 187-193.
11. Абдуллаев, С.Ф. и др. Элементный состав почв и пылевого аэрозоля юго-центральной части Таджикистана/ С.Ф. Абдуллаев, Б. И. Назаров, В.А. Маслов, и др.// - Оптика атмосферы и океана. 2015, т. 28, № 03. с. 246-255.
