X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Одним из источников вредных веществ, загрязняющих биосферный слой Земли, являются тяжелые металлы. Тяжелые металлы как в отдельности, так и в совокупности с другими вредными веществами, например, с пестицидам , диоксинами, нефтепродуктами представляют чрезвычайную опасность для жизнеспособности биот, включая организм человека. В связи с этим с каждым годом в результате роста техногенной нагрузки на окружающую среду растет по геометрической прогрессии как число заболеваний, так и число новых ранее неизвестных болезней. Например, можно отметить генетическую мутацию, онкологические заболевания, сердечно-сосудистые заболевания, аллергические реакции организмов, снижение иммунитета [1-2].

Причиной появления в объектах окружающей среды столь высоких концентраций вредных веществ является отсутствые экологической культуры у населения, погоня производственных предприятий за сиюминутную прибыль, неразвитая сеть управления отходами и т.д.

Основным объектом депонирующим тяжелые металлы и другие экотоксиканты является почвенная система. В почве их накопление осуществляется из атмосферного воздуха, из водных объектов, растений. Многие загрязняющие вещества в почве сохраняется долгое время в первоначальной или трансформированной форме. Естественная самоочистка почвенной системы является для многих токсических веществ очень продолжительным и медленным процессом. Например, это касается соединений ТМ , а именно для цинка дезактивация протекает в течение - 70-512 лет, для Cd- 13-112 лет, для Cu- 311-1510 лет , для Pb- 741-5910 лет [ 3-4].

Опасность тяжелые металлы заключается в их переходе по пищевой цепи или непостредственно, или через растения в организм животных и человека. В связи с этим проведение исследований по изучению поведения тяжелых металлов в системе почва- растение представляет актуальность.

Цель работы - изучение процесса транслокации меди и свинца из сероземной почвы в корнеплодную культуру на примере свеклы.

Нами экспериментальные исследования проведены в лабораторных и полевых условиях. Для проведения опытов использована сероземная почва с содержанием гумусовых веществ в пределах 1,0 – 1,3 %.

Опыты проводились в деревянных ящиках без дна с высотой 50 см и площадью 30˟50 см.

Определение тяжелые металлы в почве и растительном материале ( после сухого озоления) осуществлено вольтамперометрическим методом с использованием прибора Ta-Lab .

pH водных вытяжек из почв измерены на приборе pH-340.

Статистическая обработка результатов исследований проведена с использованием программы « Статистика».

Как известно при химическом закреплении и адсорбции катионов особенно важную роль играет физико-химическое, или ионнообменное поглощение, т.е. так называемая емкость катионного обмена. Она определяет важные физические и физико- химические свойства почвы, а именно структурное состояние, реакционнуюспосность, буферность.В связи с этим нами проведены исследования по определению этих свойств почв. Измеренные значения pH _H2O=7,0 , pH_KCL = 7,1, емкость катионного обмена 8,23 мг-экв/ 100 г почвы.

Проведены исследования по определению гумусовых кислот в различных гранулометрических фракциях почв. На основе этих экспериментов выявлено, что основное содержание гумусовых веществ приходится на фракцию < 0,001 мм. В связи с этим основная масса тяжелые металлы преимущественно накапливается в мелкодисперсных частицах, т.е. где содержится основное количество глинистых минералов и гумусовых кислот. В свою очередь обогащенность тяжелыми металлами мелкодисперсных частиц представляет угрозу для здоровья, так как именно в составе пыли содержатся тяжелые металлы.

Исследуемая почва загрязнена искусственно тяжелыми металлами в пределах концентрации для Pb-16-128 мг/кг, для Cu-55-220 мг/кг.

Результать экспериментальных исследований представлены в таблице.

Таблица.1- Результать транслокации ТМ в системе серозем-свекло

тяжелые металлы

Название металлов	Исходная концентрация тяжелых металлов в почве, ПДК, мг/кг	Сухая масса свеклы, г	Содержание тяжелых металлов в корнеплоде, мг/кг	Содержание тяжелых металлов в наземной части, мг/кг	Содержание тяжелых металлов в почве после опыта, мг/кг
	0,5 (16 мг/кг)	219,3±0,4	1,5±0,1	1,4±0,2	1,3±0,1
	1 (32 мг/кг)	343,4±0,3	3,1±0,2	1,1±0,1	2,5±0,2
	2 (64 мг/кг)	243,3±0,2	5,3±0,3	2,5±0,3	3,5±0,3
	4 (128 мг/кг)	209,7±0,1	6,0±0,5	2,2±0,4	3,7±0,4
Cu	0,5 (1,5 мг/кг)	754,4±0,4	16,01±0,6	17,2±0,6	0,05±0,1
	1 (3 мг/кг)	336,7±0,2	2,1±0,3	1,1±0,2	0,07±0,1
	2 (6 мг/кг)	134,2±0,3	1,5±0,4	1,2±0,1	0,41±0,2
	4 (12 мг/кг)	73,5±0,1	0,74±0,2	3,3±0,4	1,8±0,4

Таким образом основное накопление тяжелых металлов происходит в корнеплодах, причем с ростом уровня загрязненности почвы растет содержание Pb как в корнеплоде, так и в наземной части, а содержание Cu в корнеплодах с увеличением уровня загрязненности почвы наоборот понижается. В загрязненной сероземной почве не установлена определенная четкая зависимость между содержанием тяжелых металлов и урожайностью. Для объяснения поведения свинца и меди в системе серозем- свекло требуются проведение дальнейших исследований.

Литературный обзор:

Аксентьева Н., Большова И.Влияние экотоксикантов на живые организмы. /В сборнике: Образование. Наука. Ставрополь, 2014. С. 13-14.

Махниченко А.С., Пащенко А.Е.Влияние тяжелых металлов на организм человека.//ScienceTime. Казань. 2016. № 2 (26). С. 395-401

Мерзлая Г.Е., Замана С.П., Соколов А.В.Тяжелые металлы в системе органическое удобрение-почва-растение.Плодородие. Москва. 2009. № 2. С. 49-50

Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г., Самохин А.П., Крыщенко В.С., Манджиева С.С.: Влияние различных мелиорантов на подвижность цинка и свинца в загрязненном черноземе. Агрохимия. 2007. №10. С. 67-75.

Код для цитирования: Скопировать