Факторы, влияющие на содержание тяжелых металлов в высших водных растениях

Концентрирующая способность водных растений по отношению к химическим элементам определяется видом растения, его физиологическими способностями, возрастом и стадией развития, условиями среды обитания - типом и гидрологическим режимом водоема, гранулометрическим составом грунта, а также географическим положением водоема и климатическими условиями.

Существенное влияние на микроэлементный состав водных растений оказывают экологические особенности обитания. В настоящее время принята следующая классификация водных макрофитов по взаимодействию со водной средой:

Гидрофиты - настоящие водные растения, постоянно растущие в воде:

эугидрофиты - погруженные растения,

плейстогидрофиты - плавающие растения,

аэрогидрофиты или гидрогигрофиты - воздушно-водные или водноболотные растения.

Гигрофиты - наземные растения влажных, переувлажненных и периодически затопляемых местообитаний с высокой влажностью воздуха:

эугигрофиты - наземные околоводные растения,

гигрогелофиты - наземные болотные растения,

гигромезофиты - наземные растения, занимающие высокие уровни береговой зоны затопления, сыроватые или влажные отмели [22].

Свободноплавающие гидрофиты (ряска, водокрас, трехдольница и др.) получают элементы минерального питания преимущественно из воды, поэтому интенсивность накопления того или иного элемента в них зависит в первую очередь от рН среды [23]. Высокая поглотительная способность растений делает их идеальными тестовыми объектами для количественного и качественного определения степени загрязнения водоема в течении вегетационного цикла.

Укорененные гидрофиты с плавающими листьями помимо водной массы получают значительную часть металлов из донных отложений. Наличие развитой корневой системы и активного транспорта из корней к листьям позволяет использовать их для определения антропогенных химических нагрузок, произошедших в течение не только текущего сезона (по химическому составу листьев), но и предыдущих (корни, корневища). Полностью погруженные гидрофиты, как укорененные так и неукорененные, на протяжении вегетационного сезона могут менять источники поступления вещества в свои ткани. Для растений с мощной корневой системой донные отложения являются основным источником поступления вещества при значительной роли водной массы.

Укореняющиеся гелофиты извлекают питательные вещества не только из воды, но и из околоводного почвенного слоя, что следует учитывать при применении растений этой экологической группы в качестве биоиндикаторов степени загрязнения водных экосистем.

Растения-гидрофиты поглощают ионы металлов из водной среды и возвращают их при деструкции и метаморфизации органического вещества в донные отложения. Последние депонируют металлы в формах с низкой биодоступностью, поэтому часто отмечается даже снижение поступления металлов в растения, несмотря на некоторое накопление их в донных грунтах [24]. Абсорбция питательных веществ укореняющейся растительностью и их вымывание после отмирания растений или частей растений существенно увеличивают количество питательных веществ в воде. Укореняющиеся растения подобны «насосу питательных веществ», особенно в литоральных экосистемах, где макрорастительность - основная составляющая первичной продукции [25].

В зависимости от условий обитания содержание тяжелых металлов в макрофитах сильно варьирует. Часто это вызывается воздействием локального источника загрязнения. Так, в работе [26] представлены исследования по изучению аккумулирующей способности водной растительности Шекснинского плеса Рыбинского водохранилища, который характеризуется высокой степенью минерализации вод, вызванной стоками промышленных предприятий г. Череповца. Наиболее высокие концентрации тяжелых металлов в тканях водных растений отмечались недалеко от города, несколько ниже было загрязнение в центральном участке плеса, что связано с разбавлением водных масс. При концентрации в воде северного участка плеса цинка -27, никеля - 2, хрома - 0.5. в рдесте злаковом отмечались следующие величины накопления этих металлов: цинка - 150.0 мкг/г, никеля - 98.2 мкг/г и хрома - 127.5 мкг/г. У рдеста пронзеннолистного содержание цинка составляло - 145.0 мкг/г, Ni - 20.2 мкг/г, Cr - 26.3 мкг/г. Наибольшей способностью к накоплению обладали свободноплавающие и погруженные растения - ряска, рдесты гребенчатый и злаковый. Находящийся в этих же условиях обитания представитель гигрофитов - горец земноводный накапливал металлы в значительно меньшей концентрации, иногда не превышающей их содержания в воде.

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи

Лазерная автодинная интерферометрия динамических параметров биообъектов Daphnia magna Strauss
Для оценки степени загрязнения окружающей среды широкое применение могут найти методы, основанные на оценке физиологических параметров биологических тест-объектов. В качестве тест-объектов для ...

Климат Земли и человек
Климатические условия оказывали воздействие на жизнь и деятельность человека, начиная с первых этапов его существования. Неоднократно высказывалось мнение, что на эволюцию предков человека ...

Экологические аспекты
Эффективная система экологического менеджмента начинается с понимания того, как организация может взаимодействовать с окружающей средой. Элементы деятельности организации, продукции и услуг, которые ...