CC BY
45
УДК 614.35
В. О. Готвянська, В. I. Демура
Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара
РОЗПОД1Л ТА НАКОПИЧЕННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В В ГРУНТОВО-РОСЛИННОМУ ПОКРИВ1 В УМОВАХ ТЕХНОГЕННОГО ВПЛИВУ
Дослвджено к1льк1сний вм1ст рухомих форм важких метал1в I класу небезпеки у Грунтах та дикорослих трав'яних рослинах, що ростуть на техногенно забруднених територ1ях. Розрахован1 коефщенти б1олог1чного накопичення в рослинност1.
Ключом слова: важк метали, дикорослi трав'яш рослини, коефщент бюлопчного накопичення.
Исследовано количественное содержание подвижных форм металлов I класса опасности в почвах и дикорастущих травяных растения, которые растут на техногенно загрязненных территориях. Рассчитаны коэффициенты биологического накопления в растительности.
Ключевые слова: тяжелые металлы, дикорастущие травяные растения, коэффициент биологического накопления.
The numerical content of mobile forms of metals 1 hazard class in soils and wild herbal plants that grow on technogenic contaminated areas. The coefficients of bioaccumulation in vegetation.
Key words: heavy metals, wild herbal plant, the coefficient bioaccumulation.
Постановка проблеми. 1нтенсивний та довготривалий розвиток прничодобувно1 та прничопереробно1 промисловосп обумовив суттеве забруднення екосистем важкими металами. Вплив техногенезу на природне середовище збшьшуеться та охоплюе все бiльшi територп. Порушення еколопчно1 рiвноваги у природi впливае в першу чергу на грунт та рослини, оскшьки вони е головними акумуляторами важких металiв. В мшрокшькостях бшьшють важких металiв необхщно для нормального функцiонування живих органiзмiв, у високих концентрацiях та при сумарному впливi вони стають небезпечними забруднювачами природного середовища. Оскiльки рослини мають здатнiсть поглинати з навколишнього середовища у бiльших або менших кiлькостях сполуки важких металiв [1, 2], 1х можна використовувати як iндикатор, що дозволить визначити стутнь забруднення грунтiв важкими металами.
Мета роботи. Дослщження розподiлу та накопичення важких металiв I класу небезпеки у грунтах та дикорослих трав'яних рослинах, що ростуть на територiях складування вiдходiв гiрничодобувноï промисловостi.
Виклад основного матер1алу. Об'ектом дослiдження були зразки грунту та рослинноси, вщбраш поблизу вiдвалу шахтних порiд Захщного Донбасу. У якостi монiторингових фггооб'екпв були обранi однорiчнi трав'янi рослини (дурнишник та лобода бша) та багаторiчнi трав'янi рослини (льнянка, сокирки польовi, полин звичайний, полин пркий, пижма звичайна та деревiй).
Для аналiзу екологiчного стану грунтiв на територи забруднення ландшафтiв було вобрано зразки грунту бiля основи (низу) та навколо вщвалу шахтних порщ на вiдстанi 50, 100 та 200 м. У кожнш точщ спостереження вiдбирали грунт з грунтово-рослинного шару (0-5 см). У пробах грунту визначали вмiст рухомих форм важких металiв I класу небезпеки (Zn, Pb, Cd).
Визначення вмюту зазначених металiв проводили за допомогою методу атомноï абсорбцiï у полумЧ ацетилен - повiтря на атомно - абсорбцшному спектрофотометрi.
Результати хiмiчного аналiзу вмюту важких металiв у rрунтi наведено на
рис. 1.
14
I I
Л
,1
низ в|двалу
50 т 100 т
■ РЬ Ш1п Сс1
200 т
Рис. 1 Вмiст рухомих форм важких метащв у грунтах на рiзнiй вiдстанi в1д ввдвалу
Розподiл важких металiв у грунтах розташованих на рiзнiй вiдстанi вщ вiдвалу шахтних порiд Захвдного Донбасу характеризусться значною неоднорiднiстю. Мiнiмальне й максимальне значення концентрацiй рухомих форм метатв вiдрiзняeться до 10 р^в. Так, за вiддаленiстю вiд вщвалу спостерiгаeться зменшення концентрацн рухомих форм сполук цинку та свинцю, а концентращя сполук кадмiю збiльшуeться.
Проведено зольний хiмiчний аналiз рослин для виявлення ступеню iнтенсивностi поглинання важких металiв з дослiджуваних зразкiв грунту у системi грунт - рослина.
Для кшьюсно! оцiнки надходження токсичних мшроелеменпв з грунту в рослиншсть застосовують коефiцieнт бiологiчного накопичення (КБН), який визначаеться спiввiдношенням вмiсту металу в одиницi маси акцептора (рослини в
перерахунку на II суху масу) I донора (грунту)
де Кн - коефщент бiологiчного накопичення; Ср - вмiст металу в рослиш, мг/кг; Сг - вмют металу в грунтовому покривi, мг/кг.
Результати розрахунюв коефiцiентiв бiологiчного накопичення за середшми величинами вмiсту металiв в рослинах наведенi в табл. 1
З отриманих даних видно, що згiдно зi шкалою I. А. Авессаламова та В. В. Добровольського [3, 4] до елеменпв сильного накопичення (КБН>1) вiдноситься цинк для уие! дослщжувано! нами рослинносп, окрiм дурнишника, а також свинець для полину звичайного, пiжми звичайно!, сокирок польових та полину пркого. Елементами слабкого накопичення (КБН<1) е кадмш як для однорiчних, так i для багаторiчних рослин, а також свинець в системi грунт -лобода бша та для багаторiчних трав таких як льнянка i волошка.
Таблиця 1
№ проби Рослини у ироб1 РЬ ги еа
1 дурнишник 0 0 0,13
2 лобода бша 0,75 7,75 0,13
3 волошка, льнянка 0,83 32,74 0,07
4 сокирки польов1, полин звичайний 1,15 50,28 0,09
5 полин пркий, пижма звичайна 1,60 97,50 0,06
6 деревш, полин австршський, злаки 0 36,26 0,05
Здатшсть рослин акумулювати в свош 6ioMaci значну кiлькiсть важких металiв пов'язано 3i значним вмютом специфiчних клiтин, здатних надiйно пов'язувати щ елементи, послаблюючи тим самим ïx токсичну дiю i збер^аючи можливiсть до репродукцiï iншиx кл^ин рослин.
Таким чином серед важких металiв I класу небезпеки елементом сильного накопичення, як для однорiчниx так i для багаторiчниx, дослщжуваних нами трав'яних рослин е цинк, а елементом слабкого накопичення - кадмш.
Це додатково шюструють порiвняльнi ряди iнтенсивностi накопичення рухомих форм вмюту важких металiв I класу небезпеки.
Однорiчна трав'яна рослина:
Zn > Pb > Cd.
Багаторiчна трав'яна рослина:
Zn > Pb > Cd.
На пiдставi отриманих даних про коефiцiенти бiологiчного накопичення для кшьюсного вираження загальноï здатносп виду до концентрацiï рухомих форм важких металiв розрахований спецiальний показник - бiогеоxiмiчна активнiсть (БХА) дослiджуваноï рослини, який показуе сумарну стутнь накопичення важких металiв в рослиш, тобто наскiльки активно рослина поглинае руxомi форми важких металiв з грунту. Отримаш значення показника БХА для виа дослiджуваноï нами рослинност зображенi на рис. 2
Рис. 2 Показник 5ioreoxiMÎ4Hoï активностi трав'яних рослин
Серед рiзнотрав'я зiбраного поблизу вщвалу, найбiльша бiогеоxiмiчна активнiсть по вщношенню до важких металiв I класу небезпеки характерна для таких багаторiчниx трав'яних рослин як сокирки польов^ полин звичайний, полин пркий та шжма звичайна. Найменша бiогеоxiмiчна активнiсть характерна для дурнишника, який е однорiчною трав'яною рослиною. Це пов'язано з тим, що
дурнишник мае бар'ерш властивост накопичення щодо рухомих форм важких металiв.
Выводы. Таким чином, дослщження з бiогеохiмiчноl активностi рослин показали, що такi багаторiчнi трав'янi рослини, як сокирки польов^ полин звичайний, полин пркий, пiжма звичайна мають високу здатнiсть накопичувати важкi метали I класу небезпеки (свинець, кадмш, цинк), що дозволяе використовувати щ рослини як шдикатори забруднення територш техногенного навантаження.
Б1бл1ограф1чн1 посилання
1. Ильин В.Б. Элементарный химический состав растений / В.Б. Ильин. -Новосибирск: Наука, 1985
2. Прохорова Н.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях в условиях техногенеза / Н.В. Прохорова, Н.М. Матвеев // Вестник СамГУ. - 1996. - 3. - С 125 - 148.
3. Авессаламов И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов / И.А. Авессаламов. - М.: Изд-во МГУ, 1987. - 108 с.
4. Добровольский В.В. Основы биогеохимии: учеб. пособие / В.В. Добровольский. -М., 1998. - 413 с.
Надштла доредколегп 27.03.13.
