Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

тенсивности сельскохозяйственного воздействия значительно видоизменяются как морфологические, так и физико-химические свойства почвенного покрова (таблица).

Таким образом, проведенный анализ позволяет отметить значительные изменения характеристик почвенного покрова, подвергающихся сельскохозяйственному воздействию. Интенсификация сельскохозяйственного воздействия на компоненты естественных ландшафтов приводит к возникновению природно-антропогенных экосистем, существующих преимущественно за счет антропогенной энергетической субсидии. Это обуславливает предопределенную неустойчивость создаваемых агроландшфтов, что недопустимо в условиях деградации почвенно-растительного покрова и сокращения сельскохозяйственных ресурсов, в первую очередь земельных. Вышесказанное определяет необходимость экологической оценки существующих агросистем, а также предварительное прогнозирование устойчивости компонентов организуемых агроландшафтов.

Литература

1.Методическое пособие и нормативные материалы для разработки адаптивноландшафтных систем земледелия. – Курск: Изд-во «ЧуДо», 2001. – 260 с.

2.Остапенко Е.А. Исследование энергетического состояния почв при различном сельскохозяйственном влиянии / Е.А. Остапенко // Геоэкологические исследования Курской области. – Курск: Изд-во «Курского гос. ун-та», 2005. – С. 74-81.

3.Кирюшин В.И. Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия и технологий возделывания сельскохозяйственных культур / В.И. Кирюшин. – М.: РУ ЦНИИМ, 1995. – 82 с.

4.Динамика устойчивости агроландшафтов при сельскохозяйственном воздействии (на примере Медвенского района Курской области) / Е.А. Батраченко // Окружающая среда

иустойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследований: материалы Всероссийской научной конференции. – Казань, 2009. – С. 45-49.

5.Володин В.М., Щербаков А.П., Масютенко Н.П. Энергетическое состояние черноземов / В.М. Володин, А.П. Щербаков, Н.П. Масютенко // Агрогенная эволюция черноземов.

– Воронеж: Изд-во «Воронежский государственный университет», 2000. – С.101-119.

6.Горчаковский, П.Л. Антропогенная трансформация и восстановление продутивности луговых фитоценозов / П.Л. Горчаковский. – Екатеринбург: Изд-во «Екатеринбург», 1999. – 156 с.

7.Остапенко Е.А. Прогнозирование экологической устойчивости ПТК в районах сельскохозяйственного природопользования / Е.А. Остапенко // Экология ЦЧО РФ. – Липецк, 2005. – № 1 (14). – С. 65-67.

8.Черников В.А. Устойчивость почв к антропогенному воздействию / В.А.Черников, Н.З. Милашенко, О.А. Соколов. – Пущино: Изд-во «ОНТИ ПНЦ РАН», 2001. – 203 с.

ФГБОУ ВО «Курский государственный университет»

E.A. Batrachenko

DYNAMICS OF SOIL CHARACTERISTICS OF FLOODPLAIN SUDZHA AS A RESULT

OF ANTHROPOGENIC IMPACT

The strength of the agricultural impact on the components of natural landscapes, get the scale, bordering on a violation of their stability. The above determines the relevance of local and regional monitoring of the condition of the soil cover, as it is the material basis for the formation of agricultural landscapes

Key words: agrolandscape, soil, sustainability, human impact

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Kursk state university»

152

УДК 57.033

Г.В. Лобкова

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ИОНОВ Pb2+ В СИСТЕМЕ «СРЕДА – РАСТЕНИЕ»

Проведено исследование кинетических процессов фитоэкстракции ионов Pb2+ из водных растворов Pb(CH3COO)2 растениями T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis. Отслеживалась временная зависимость содержания ионов металла в водных растворах, в которых культивировались растения. Установлено, что L. minor поглощает ионы Pb2+,

а T. tenuifolia и E. сanadensis выделяют их в среду

Ключевые слова: ацетат свинца (Pb(CH3COO)2), ионы Pb2+, фитоэкстракция, коэффициент фитоэкстракции, расте-

ния T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis

Особенностью любого живого организма является активный обмен веществом и энергией с внешней средой. При этом тяжелые металлы (Hg, Pb, Cu, Cd, Ni, Co, Sn, Mn, As, Fe, Zn, Cr) входящие в состав поглощаемых растениями веществ, могут иметь концентрации, значительно превышающие необходимые для нормального существования. Одни виды растений, не справляясь с такой нагрузкой, погибают, у других включаются защитные механизмы, приводящие к накоплению в различных органах и тканях металлов, причем часто их содержание в растениях становится выше, чем в среде обитания [1, 2].

Способность растений накапливать тяжелые металлы (ТМ) без нарушения физиологических процессов можно использовать в качестве одного из способов очистки загрязненных почв и водоемов – для фиторемедиации. Ее эффективность напрямую связана с поиском и изучением растений, обладающих высоким коэффициентом накопления, скоростью отчуждения и коэффициентом фитоэкстракции (КФЭ) тяжелых металлов.

Исходя из этого изучение механизмов обеспечивающих фитоэкстракционные реакции растений в присутствиии избыточных концентраций тяжелых металлов, является актуальной задачей. В этой связи была поставлена цель изучить кинетические процессы фитоэкстракции ионов Pb2+ из водных растворов растениями T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis для определения потенциальной возможности их использования в качестве фиторемедиантов. Для реализации поставленной цели проростки T. tenuifolia, жизнеспособные экземпляры L. minor, имеющие по одному сформированному и одному развивающемуся листицу и побеги E. сanadensis длиной около 5 см помещали в растворы Pb(CH3COO)2 с концентрациями 5,00, 2,50, 1,25, 0,62, 0,31, 0,15, 0,07, 0,03 мг/л, приготовленные на дистиллированной воде. Контроль над концентрацией катионов Pb2+ осуществляли по данным потенциометрического анализа растворов через каждые 24 часа в течение 10 дней культивации растений.

Установили, что T. tenuifolia в течение первых суток активно экстрагирует ионы Pb2+ из всех исследуемых растворов, кроме раствора с концентрацией соли 0,07 мг/л. В последующие дни контролируемый показатель изменяется немонотонно с тенденцией к выделению металла в среду (рис. 1), причем концентрация Pb2+ значительно превысила исходные значения. Причины, вызвавшие такие изменения концентрации, не установлены.

Коэффициент экстракции для T. tenuifolia при всех концентрациях растворов ацетата свинца имеет отрицательные значения.

Данные по фитоэкстракционной способности L. minor отображены на рис. 2, из которого видно, что в течение первых суток содержание металла в среде уменьшилось и оставалось ниже исходных значений практически в течение всего периода наблюдения. Исключением стали растворы с концентрациями 0,03-0,31 мг/л, где на восьмые сутки зафиксированно увеличение свинца в количествах превышающих исходные. Монотонность процесса можно объяснить отсутствием потребности ряски в свинце и достижение системой средарастение относительного равновесного состояния. Расчитанное значение КФЭ для L. minor варьирует в диапазоне от 0,09 до 0,02 (таблица).

153

Рис. 1. Зависимость концентрации катионов Pb2+ в растворе от времени экспозиции T tenuifolia

(оригинальный)

Содержание свинца в растворах, на которых культивировалась E. canadensis в течение 3-4 суток увеличивалось, что свидетельствует о его выделении растением. Затем до момента окончания эксперимента отмечали чередование процессов поглощения и выделения ионов Pb2+ (рис. 3). По истечении 10 суток концентрация катионов Pb2+ во всех исследуемых растворах в разной степени увеличилась по сравнению с исходными значениями, кроме раствора с концентрацией соли 0,03 мг/л. Так же, как и в случае с T. tenuifolia причина, по которой содержание свинца в культивационной среде для E.canadensis превысила исходные значения, не установлена. Но можно предположить, что металл, изначально содержавшийся в растениях в ходе эксперимента, выделялся в среду за счет диффузии. КФЭ для E.canadensis имеет положительные значения только при концентрации раствора ацетата свинца 0,31 мг/л.

Рис. 2. Зависимость концентрации катионов Pb2+ в растворе от времени экспозиции

L.minor

(оригинальный)

154

Данные полученные при изучении динамики ионов Pb2+ в системе «среда-растение» можно объяснить тем, что свинец не является жизненно необходимым элементом для растений, что согласуется с литературными данными [3], а наблюдаемые процессы можно объяснить, в том числе, включением защитных механизмов у экспериментальных растений.

Рис. 3. Зависимость концентрации катионов Pb2+ в растворе от времени экспозиции

E.canadensis

(оригинальный)

Значения коэффициентов фитоэкстракции ионов свинца растениями

L. minor, E. canadensis

Таким образом, изучена кинетика процессов фитоэкстракции ионов Pb2+ из водных растворов растениями T. tenuifolia, L. minor и E. сanadensis в зависимости от концентрации Pb(CH3COO)2 в среде и времени культивирования. Показано, что представители разных семейств – наземное (T. tenuifolia) и водные растения (L. minor и E. canadensis) по-разному способны проявлять свою экстракционную активность. Растения способны к активной регуляции содержания металла в организме [4, 5], что подтверждает наблюдаемый нами немонотонный характер кривых поглощения. Полученные результаты согласуются с имеющимися литературными аналогиями. Так, известно, что важным фактором, определяющим содержание того или иного металла в тканях водных макрофитов, является его концентрация в среде [4, 6]. Известно, что выход на насыщение отражает установление равновесия между растением и средой при данной концентрации элемента [7].

155