CC BY
48
УДК 574-589
А. В. Лавриненко, А. В. Котельников, А. М. Айтимова
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ПРЕСНОВОДНЫМИ ФИТОБЕНТОСНЫМИ ОРГАНИЗМАМИ
Введение
Пресные воды в сравнении с другими компонентами биосферы в наибольшей степени подвержены загрязнению тяжелыми металлами - медью, цинком, кобальтом и свинцом, которые поступают при прямом сбросе недоочищенных стоков, с осадками из атмосферы и из загрязненных почв [1].
Выбор в пользу исследования содержания в различных представителях пресноводных биоценозов именно этих тяжелых металлов сделан по двум основным причинам. Во-первых, Си, 2п, Со и РЬ считают основными приоритетными загрязнителями, т. к. их техногенное накопление в окружающей среде идет особенно высокими темпами. Во-вторых, данные элементы обладают большим сродством к физиологически важным органическим соединениям и способны подавлять наиболее значимые процессы метаболизма, тормозить рост и развитие организма [2].
Антропогенное загрязнение р. Кизань тяжелыми металлами вызывает необходимость изучения уровней их накопления в организмах гидробионтов, и прежде всего макрофитов как пресноводных организмов, обладающих максимальной биомассой и определяющих продуктивность и стабильность гидроэкосистем.
Макрофиты - растительные организмы, имеющие большое значение в продукционном балансе водоёма. Они создают основную часть первичного органического вещества - материальную и энергетическую основу существования водных и околоводных животных, оказывают сильное средообразующее влияние, изменяют газовый режим и активируют реакцию воды, определяют локальную гидродинамическую обстановку, участвуют в обмене макро- и микроэлементов и трансформации донных отложений, служат средой обитания и пищей многих бентос-ных животных и рыб [3]. Высшие водные растения, благодаря способности накапливать биогены и минеральные вещества в количествах, превышающих их содержание в воде, являются важнейшим фактором самоочищения водоемов и водотоков, поэтому объективная оценка воздействия тяжелых металлов на водные экосистемы может быть получена только в процессе комплексного изучения роли макрофитов в этих процессах.
В связи с вышеизложенным целью исследований явилось изучение особенностей накопления ионов тяжелых металлов в различных представителях пресноводных фитоценозов.
Материал и методы исследований
Материалом для исследования послужили образцы проб водных растений р. Кизань (Астраханская область), отобранных в летние месяцы (июль, август) 2010 г.
Отбор проб высших водных растений и грунта производился в июле и августе. Пробы доводили до постоянного веса в сушильной камере при температуре 120 °С. Затем поэтапно добавляли НК03, НС1, Н202. Далее отфильтровывали и определяли наличие ионов тяжелых металлов (Со, РЬ, Си, 2п) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии [4, 5] на спектрофотометре «НйасЫ 180-50».
Результаты исследований
В процессе выполнения работы собраны и определены макрофиты [6], которые широко распространены в водоемах Астраханской области и относятся к двум экологическим группам:
- I - подводные (погруженные) растения - роголистник темно-зеленый (Ceratophyllum demersum Ь.) (рис. 1), рдест курчавый (Potamogeton crispus Ь.) (рис. 2);
- II - надводные (земноводные или воздушно-водные) растения - сусак зонтичный (Butomus umbellatus Ь.) (рис. 3).
Рис. 1. Ceratophyllum demersum Ь.
Рис. 2. Potamogeton crispus Ь.
Рис. 3. Butomus umbellatus Ь.
Результаты исследований (табл.) наглядно показывают значительные различия в накоплении микроэлементов у изучаемых видов водных растений.
Содержание микроэлементов в макрофитах, мг/кг сухого вещества
Вид растения РЬ Со Zn Си
Ceratophyllum demersum Ь. 7,5 ± 1,6 23,4 ± 0,1 70,6 ± 29,1 13,7 ± 5,2
Potamogeton crispus Ь. 10,3 ± 1,5 19,6 ± 4,0 56,5 ± 28,6 8,2 ± 2,4
Butomus umbellatus Ь. 8,8 ± 1,7 10,9 ± 1,8 35,0 ± 4,1 7,1 ± 1,8
В результате исследований выявлено, что в летний период цинка больше всего концентрируется в Ceratophyllum demersum Ь. - 70,6 мг/кг, меньше всего - в Butomus umbellatus Ь. -35,1 мг/кг.
Кобальта больше всего также в Ceratophyllum demersum Ь. - 23,4 мг/кг, меньше -в Butomus umbellatus Ь. - 10,9 мг/кг.
Более высокими значениями меди отличается Ceratophyllum demersum Ь. - 13,9 мг/кг, наименьшими - Butomus umbellatus Ь. - 7,1 мг/кг.
Свинец в наибольших количествах накапливается в Potamogeton crispus Ь. - 10,3 мг/кг, в наименьших - в Ceratophyllum demersum Ь. - 7,5 мг/кг.
Таким образом, макрофиты по обеспеченности валовыми формами микроэлементов располагаются в следующий возрастающий ряд: Butomus umbellatus Ь. < Potamogeton crispus Ь. < < Ceratophyllum demersum Ь.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гавриленко Е. Е. Изучение аккумуляции и токсичности некоторых тяжелых металлов у водных мак-рофитов: автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М.: Ин-т океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР, 1988. - 24 с.
2. Аккумуляция Ге, Мп, Zn, Си и Сг у некоторых водных растений / А. И. Кандукин, В. В. Красинцева, Г. И. Романова и др. // Гидробиол. журнал. - 1982. - Т. 18, № 1. - С. 79-82.
3. Линник П. Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. -
Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 272 с.
4. Брицке М. Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ. - М.: Химия, 1982. - 232 с.
5. Прайс С. В. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия. - М.: Мир, 1976. - 355 с.
6. Станков С. С., Талиев В. И. Определитель высших растений Европейской части СССР. - М.: Сов. наука, 1959. - 743 с.
Статья поступила в редакцию 15.02.2011
FEATURES OF MICROELEMENTS ACCUMULATION BY FRESHWATER FITOBENTOS ORGANISMS
A. V. Lavrinenko, A. V. Kotelnikov, A. M. Aitimova
Macrophytes are freshwater organisms possessing a maximum biomass, and determinants of the productivity and stability of hydro-ecosystems. High absorption capacity of water plants makes them ideal test objects for quantitative and qualitative determination of human chemical loads on the pond occurring during the entire growing cycle. A quantitative determination of some elements in water plants of the river Kizan has been carried out. Some differences in species have been established using microelemental composition of freshwater macrophytes, a certain change regularity of element composition of water plants during the summer season has also been observed.
Key words: Ceratophyllum demersum L., Potamogeton crispus L., Butomus umbellatus L., heavy metals, river Kizan.
