X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Добыча полезных ископаемых практически всегда сопровождается извлечением и складированием отработанной руды вблизи мест разработки, что зачастую вызывает загрязнение экосистем токсикантами, среди которых особое место отводится тяжёлым металлам. Среди тяжелых металлов выделена приоритетная группа экотоксикантов, поступающих в природные экоситемы, в которую входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец и хром как опасные для здоровья человека и животных. К числу высокотоксичных для живых организмов веществ отнесены кадмий, свинец, ртуть и их соединения. Кадмий ядовит для живых организмов даже в невысоких концентрациях, но опасность металла ещё и в том, что интоксикация может прогрессировать даже после прекращения контакта с ним. Свинец по токсичности стоит после таллия, ртути и кадмия, но характеризуется большой аккумулирующей способностью в различных органах и тканях животных и растений. Действие металлов на рост и развитие растений начинается с поступления их в клетку и может проявляться на разных уровнях организации. Повреждение растений и нарушение сообществ особенно значительны в окрестностях карьеров. Повышенное содержание полезного и сопутствующих ему компонентов обнаруживается в почвенном слое в составе поверхностных и подземных вод, в тканях растений. Следовательно, здесь возникают особые условия обмена веществ между геологической средой и биосферой – они проявляются в том, что в органическом веществе почвы и в растениях накапливаются вещества, сконцентрированные в пределах ареала рассеяний.

В природных условиях такие концентрации обычно не приводят к подавлению растительности, но могут влиять на животных, питающихся растениями. Бывают исключения, когда характер растительности в пределах ореола рассеяния меняется. Эти изменения могут проявляться во внешнем облике растений: форме листьев, цветов, их окраске, в отклонении ритма развития растений в сравнении с соседними участками, в угнетении отдельных видов растений или появлении форм не свойственных окружающей местности.

Цель исследования - изучить экологическое состояние почв и морфометрии ковыля волосовидного (Stipa capillata L.) в окрестностях карьера Бакр-Тау.

Задачи исследования: 1) Определить содержание тяжелых металлов: цинка, меди, кадмия и свинца в почвах окрестностей карьера Бакр – Тау; 2) Изучить морфометрию ковыля волосовидного (StipacapillataL.) на разной отдаленности от источника загрязнения;

Объектом исследования явился ковыль волосовидный (StipacapillataL.) относящийся к семейству злаковые Gramineae(poaceae), классу однодольные (Liliopsida), материалом исследования - грунт с отвалов карьера Бакр-Тау, расположенного в Баймакском районе РБ (месторождение медноколчеданных руд).

Методы исследования. Морфометрию ковыля волосатика (StipacapillataL.) исследовали в соответствие со стандартными методиками. Содержание металлов в почве определяли методом инверсионной вольтамперометрии на приборе «Анализатор вольтамперометрический СТА».

План исследования: Расположение пробных точек в окрестности карьера Бакр - Тау: в южном направление (№ 1 - 0 м, № 2 - 200 м, № 3 - 400 м. от источника загрязнения (ИЗ)); в западном (№ 4 - 0 м, № 5 - 200м, № 6 - 400 м от ИЗ); в северном (№ 8 - 0 м, № 7 - 200 м, № 9 - 400 м от ИЗ); в восточном ( № 10 - 0 м, № 11 - 200 м, № 12 - 400 м от ИЗ).

Результаты исследования. Содержание подвижных форм меди и свинца в почвах не превысило ПДК, кадмий превысил ПДК в западном направлении под отвалом. Содержание свинца оказалось максимальным на северном склоне карьера и составило 0,17 мг/кг. Кадмий отмечен наибольшим значением 1,65 мг/кг на западном склоне. Концентрации меди и цинка также оказались максимальны на западе со значениями 2,1 мг/кг и 9,3 мг/кг, соответственно. Установлена закономерность в перераспределении подвижных форм металлов – для рядов: кадмий – цинк (южный склон), цинк – свинец (северный склон) и цинк – свинец – кадмий (западный, восточный склон) – под отвалом на расстояние 0 м и 200 м больше тяжелых металлов, чем на расстояние 400 м от отвала. Возможно, это связано с тем, что грунтовые воды залегают глубоко и подвижные формы не вымываются из почв и не переносятся дальше. На процесс вымывания рассматриваемых металлов может оказывать влияние и структура почв исследуемой местности, а именно, особенности почвенного поглощающего комплекса: в случае высокой сорбционной ёмкости почвы, вымывание веществ из неё затрудняется.

Анализ морфометрии ковыля волосатика показывает, что длина и ширина листа не изменяются, а число листьев во всех случаях заметно снижается при отдаление от источника загрязнения. Показана положительная зависимость между числом листьев и концентрацией подвижных форм металлов.

Таким образом, можно заключить, что подвижные формы некоторых металлов, переходя в почву, оказывают стимулирующее воздействие на рост и развитие ковыля волосовидного (Stipa capillata L.) в окрестностях карьера Бакр-Тау. Однако известные для данных металлов: кадмия, свинца и меди свойства повышенной аккумуляции в живых тканях способны привести к чрезмерному накоплению ионных форм металлов. Характер воздействия которых может иметь мутагенную природу не только сезонного характера (во время вегетационного периода), но и воздействовать на формирование семян ковыля волосовидного с дальнейшим действием на более восприимчивый организм молодых растений.

^Выражаю благодарность научным руководителям ст. преподавателю кафедры биологии Оренбургского государственного медицинского университета Т.В. Осинкиной и доценту кафедры биологии Е.А. Кануниковой за помощь в проведение данного исследования.

Код для цитирования: Скопировать