Горох и фасоль биоиндикаторы тяжелых металлов Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ГОРОХ И ФАСОЛЬ — БИОИНДИКАТОРЫ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Лыгин Сергей Александрович

канд. хим. наук, доцент Бирского филиала Башкирского государственного

университета, РФ, г. Бирск E-mail: lygins@mail. ru Пурина Елена Сергеевна канд. биол. наук, старший преподаватель Бирского филиала Башкирского

государственного университета, РФ, г. Бирск

E-mail: lygins@mail. ru Лыгина Раиса Ивановна старший преподаватель факультета биологии и химии Бирского филиала Башкирского государственного университета, РФ, г. Бирск

E-mail: lygins@mail. ru

PEAS AND BEANS — BIOINDICATORS OF HEAVY METALS

Sergei Lygin

candidate of chemistry, associate professor Birsk branch of the Bashkir State

University, Russia, Birsk Elena Purina,

candidate of biological sciences, Senior lecturer, Birsk branch of Bashkir State University, Russia, Birsk.

Raisa Lygina

senior Lecturer, Department of Biology and Chemistry Birsk branch of

Bashkir State University, Russia, Birsk

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается вопрос влияния солей тяжелых металлов на прорастание семян фасоли и гороха. Установлено, что соль кадмия наиболее угнетающе действует на исследуемые образцы семян. Талая вода с остановки «Центр» также угнетающе действует на прорастание семян, указывая на возможное нахождение соли кадмия. Водопроводная вода более благоприятно действует на прорастание семян.

ABSTRACT

The article considers the influence of salts of heavy metals on the germination of seeds of beans and peas. It is established that salt cadmium most depressing effect on the studied samples of seeds. Melt water from the stop "Center" is also depressing effect on the germination of seeds, indicating the possible presence of salts of cadmium. Tap water is more beneficial for the germination of seeds

Ключевые слова: источник воды; тяжелые металлы; растворы солей; биосфера; экология.

Keywords: source of water; heavy metals; salt solutions; biosphere; ecology.

Биосфера — оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Воздействие человека на биосферу чаще всего приводит к созданию искусственных экосистем с существенно измененным химическим составом.

Среди загрязнителей химической природы особое экологическое, биологическое и медико-санитарное значение имеют тяжелые металлы (ТМ) — металлы, имеющие относительную атомную массу более 40 и плотность более 5 г/см3.

Для биологической классификации целесообразным является разделение не по плотности, а по атомной массе. Многие металлы из этой группы (медь, цинк, молибден, кобальт, марганец, железо) являются микроэлементами, которые в малых количествах, оказывают позитивное и негативное влияние — в больших концентрациях на рост и развитие живых.

Одним из основных методов оценки состояния окружающей среды является биоиндикация, широко применяемая в настоящее время.

Основным преимуществом биоиндикации является то, что данный метод позволяет получить интегральную токсикологическую характеристику природных средств, независимо от состава загрязняющих веществ. Метод весьма прост и доступен, приобрел популярность и внедряется повсеместно [1].

Цель данного исследования — изучить возможность применения семян гороха и фасоли (семейство бобовые) в качестве биоиндикаторов для оценки фитотоксичности воды, содержащей ТМ (рис. 1). Показателем изменения морфологических свойств использовалась длина корешков гороха и фасоли, пророщенных в чашках Петри на фильтровальной бумаге [2].

А Б

Рисунок 1. Семена: А — фасоль посевная; Б — горох посевной

Семена проращивались в темном месте при комнатной температуре. В ходе эксперимента были заложены опыты с использованием воды различных источников:

Т1 — снег остановки «Центр» — талая вода;

Т2 — снег парка «Соколок» — талая вода;

Т3 — родник «Три братца» — ключевая вода;

Т4 — водопровод « общ. № 1»;

Т5 — контроль «дистиллированная».

Для сравнительной характеристики были заложены образцы фасоли и гороха с замачиванием в растворе с определенной концентрацией солей ТМ:

См (CuSO4•5H2O) = 0,1 %;

См (CdCl2•2,5H2O) = 0,1 %;

См (ZnSO4•7H2O) = 0,1 %.

Эксперимент продолжался в течение 96 часов (4 суток) и завершился измерением длины корешков всех проросших семян гороха и фасоли.

Раствор соли кадмия (0,1 % CdCl2•2,5H2O) оказал наиболее губительное влияние на семена гороха и фасоли.

Корешки не были обнаружены, в редких случаях прорастание семени было весьма незначительно (длина корешков едва доходило 0,3 см, проростки слабые, тонкие). Похожая ситуация была у образцов семян, проросших в талой воде, что свидетельствует о содержании соли кадмия на выбранной нами территории (обочина дороги) (рис. 2).

Рисунок 2. Образцы гороха и фасоли, пророщенные в растворе соли кадмия

Влияние раствора соли меди на семена не оказало существенного влияния. Часть семян проросло весьма не плохо. С использованием раствора цинка были получены хорошие результаты (проростки короткие, но толстые, проращивание семян составило 80 %). Все это говорит о стойкости семян к небольшому воздействию солей ТМ. Результаты биотестирования приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты биотестирования

Время прорастание, день Источни ки вод Признаки Семена

фасоль горох фасоль горох

4 4 Т5 Длина корешков, см 1 1

Прорастание, % 100 100

4 4 Т4 Длина корешков, см 1 1

Прорастание, % 100 100

6 Т1 Длина корешков, см 0,3 0,3

6 Прорастание, слабые, слабые,

% тонкие 60 тонкие 60

4 4 Т2 Длина корешков, см 0,6—0,8 0,6—0,8

Прорастание, % толстые с видимым озеленением 70 толстые с видимым озеленением 70

4 4 Т3 Длина корешков, см короткие, но толстые, короткие, но толстые,

Прорастание, % 80 80

Неплохие результаты были получены в образцах семян, пророщенных в талой парка «Соколок» и ключевой воде — 70 %. Длина корешков достигала 0,6—0,8 см, проростки толстые с видимым озеленением.

Образцы семян с использованием дистиллированной и водопроводной воды дали наилучшие результаты. Проростки были видны в довольно ранний срок, по сравнению с другими образцами, длина всех корешков составляла 1 см. Видимых морфологических изменений нет. Наблюдалось 100 % прорастание семян (рис. 3).

Рисунок 3. Проростки семян: А — горох в дистиллированной воде; Б —

фасоль в водопроводной воде

Биотестирование показало возможность применения семян бобовых при оценке качества сточных вод, содержащих ионы ТМ.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что более пагубное влияние на растительный мир оказывают соли кадмия. Влияние растворов солей меди и цинка на семена гороха и фасоли не вызвало морфологических изменений.

Список литературы:

1. МЭСК — 2011. — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://www.nsu.ru/conf/ecol/mesc2011/docs/IESC_2011.pdf (дата обращения 20.03.2014).

2. Руководство к лабораторным и практическим занятиям. — [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://elar.urfu.ru /bitstream/10995/1579/6/1333217_guide.pdf... (дата обращения 25.05.2013).