<<
>>

Загрязнение растений тяжелыми металлами. 

  В зоне импактного загрязнения металлами наблюдается отрицательное влияние их на состояние экосистемы в целом: на растения, на почвенные микроорганизмы, на почву. Таким образом, металлы аэрозольных выбросов предприятий промышленности и энергетики воздействуют на растения непосредственно и косвенно, т.е.
путем изменения свойств почвы-среды обитания растений.

Прямое действие поллютантов различной природы на растения состоит в следующем: угнетение и повреждение наземной части растений, появление визуальных признаков угнетения, нарушение физиологических функций, накопление химических элементов в фотосинтезирующих органах, нарушение метаболизма, нарушение процессов аммонификации и нитрификации, снижение интенсивности фотосинтеза, замедление скорости роста растений, снижение жизнестойкости растений, обеднение флористического состава и др.

Загрязнение растений металлами вызывает нарушение проницаемости мембран, тератологические изменения. Даже такое вещество, как оксид кремния, загрязняя устьица растений, может нарушить газообмен и испарение и стать причиной нарушения биохимических процессов в листьях, их увядания и засыхания.

Косвенное действие состоит в том, что под влиянием загрязнения в почвах происходят негативные изменения, сказывающиеся на состоянии растений: обеднение элементами питания, появление признаков фитотоксичности почвы, угнетение микрофлоры.

В результате меняется видовой состав высших растений, снижается прирост их биомассы, меняется химический состав растений, содержание в них загрязняющих веществ.

Вблизи промышленных предприятий происходит обеднение флоры: растения, наиболее чувствительные к тому или другому металлу, погибают, видовой состав высших растений меняется до такой степени, что полностью исчезают отдельные ярусы. Современная техногенная флора может ограничиваться двумя-тремя видами, нередко формируются и моноценозы.

Например, вблизи медно-никелевого комбината, действующего более 30 лет, наблюдается именно такое явление. Вместо четырехъярусного фитоценоза, распространенного на фоновой территории (древесного, кустарникового, травянисто- кустарничкового, мохово-лишайникового), в непосредственной близости от комбината сохранились лишь фрагменты травянисто- кустарничкового яруса, причем в первую очередь произошло выпадение мохово-лишайникового яруса. Это явление проявляется повсеместно, вследствие чего лишайники используются как индикаторы состояния ландшафта (метод лихеоиндикации).

В окрестностях цинкоплавильного завода в Пенсильвании богатый разнотравием дубово-кленовый древостой сменился на бедный кустарниковый покров, представленный двумя-тремя видами, а травы представлены только одним видом. Растительный покров в зоне импактного загрязнения обычно изрежен, резко сокращены покрытие и биомасса растений. В связи с этим в качестве индикатора загрязнения нередко применяют видовой состав растений и прирост биомассы.

Резко меняется химический состав загрязненных растений, и это явление тоже используется в диагностических целях при выявлении зон загрязнения. Применяются показатели, основанные на сопоставлении состава растений на загрязненных почвах и контрольных (предполагается, что растения относятся к одному виду, а почвы, на которых они произрастают, генетически близки). В качестве такого показателя используют показатель общего загрязнения, который оценивает суммарное поверхностное и внутритканевое загрязнение. Определяется он как отношение массовой доли элемента в наземной части загрязненных растений к массовой доле элемента контрольных растений. Определяют также показатель внутритканевого загрязнения (поверхностное загрязнение при этом предварительно

снимается) как отношение массовой доли элемента в листьях к таковой для аналогичных органов контрольных растений. Данные табл. 8.10 свидетельствуют о закономерном изменении количества мышьяка в пшенице в зависимости от источника загрязнения окружающей среды элементом.

Таблица 8.10

Показатели общего загрязнения мышьяком органов пшеницы

(Зырин и др., 1986)

Органы растения

Расстояние от источника, км

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

15

Зерно

10

9

8

7

5

4

1

Колос

13

11

10

9

7

5

1

Стебель

7

6

6

5

4

4

1

Загрязнение металлами влияет на количество и качество зерна ячменя, пшеницы, овса, ржи.

Например, газопылевые выбросы Магнитогорского металлургического комбината, а также Череповецкого комбината, обогащенные Fe, Mn, Zn, Мп, вызвали повышение зольности и содержания сахаров в овощах (свекла, морковь, лук), выращенных на почвах окрестностей предприятий.

Есть данные о том, что аэрозольные выбросы Череповецкого металлургического завода (ЧМЗ) привели к изменению свойств загрязненных ими почв: уровень pH почв повысился от 5,0 на фоновой территории до 7,4 в почвах, удаленных от завода на 500 м. Ухудшились и биохимические показатели зерна ячменя, выращенного на этих почвах (табл. 8.11).

Таблица 8.11

Влияние выбросов ЧМЗ на качество зерна ячменя, выращенного на разном удалении от завода

(Важенин и др., 1985)

Расстояние от завода ЧМЗ, км

Вода

Азот общий

Протеины

Клетчатка

Углеводы

содержание, %

2,0

9,7

1,30

8,12

4,9

5,2

4,0

10,8

1,52

9,50

5,8

7,4

6,0

10,3

1,46

9,12

5,2

5,8

15,0

10,5

2,08

13,00

6,5

6,0

40,0

10,5

2,26

14,12

6,0

6,6

В зерне ячменя, выращенного на загрязненной почве, снизилось содержание общего азота, белка, клетчатки, углеводов. Отмечено, что под влиянием обогащенных металлами выбросов промышленных предприятий снижается масличность подсолнечника, ухудшается качество клейковины зерна злаков. В зерновых повышается содержание золы, сульфатов, тяжелых металлов. В овощных и кормовых культурах, в многолетних травах увеличивается содержание металлов, воды.

При загрязнении хромом в растениях риса тормозится прорастание семян, рост корней, формирование биомассы. В зерне уменьшается содержание сахаров, аминокислот. Загрязнение свинцом подавляет рост корней проростков риса, ведет к уменьшению содержания хлорофилла.

Итогом нарушений состояния растений под влиянием загрязнения являются изменения, регистрируемые на уровне биогеоценоза. Они состоят в следующем: упрощение структуры фитоценоза, снижение биологической продуктивности, уменьшение устойчивости биогеоценоза, нарушение экологического равновесия в экосистеме. 

<< | >>
Источник: Мотузова Г.В., Карпова Е.А.. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. Учебник.. 2013

Еще по теме Загрязнение растений тяжелыми металлами. :

  1. ОХРАНА АГРАРНЫХ ЛАНДШАФТОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ
  2. АЛЬТЕРНАТИВНАЯ СИСТЕМА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
  3. Биотестиоование загрязнений почвы
  4. Глава 10. Загрязнение почв тяжелыми металлами
  5. § 1. Городские почвы и их реабилитация
  6. § 8. Принципы и направленияэкологически устойчивого развития городов
  7. Биоиндикация загрязнения атмосферы оксидами серы. 
  8. Загрязнение растений тяжелыми металлами. 
  9. Загрязнение почв тяжелыми металлами. 
  10. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ГОРОДСКИХ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ
  11. Снижение продуктивности биогеоценозов
  12. 1.2. Основные понятия о загрязнении окружающей среды
  13. 5.4. Прогноз загрязнения почв
  14. 3.6. Организация наблюдений и контроля за загрязнением почв тяжелыми металлами
  15. 2.3 Тяжелые металлы и другие элементы
  16. 2.4 Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду
  17. 3.2.3 Биоиндикация на разных уровнях организации живого