НАРУШЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МЕЗОФИЛЛА, УСТЬИЧНОГО АППАРАТА ЛИСТА И ДИНАМИКИ ЕГО АПЕРТУРЫ КАК ОДИН ИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Коржова Ирина

класс 10 «А», МБОУ «СОШ № 20 с УИОП», г. Старый Оскол

Саляхова Ольга Ивановна

научный руководитель, учитель химии МБОУ СОШ № 20 с

Чичварин Александр Валерьевич

научный руководитель, канд. хим. наук, доцент кафедры химии Старооскольского технологического института им. А.А. Угарова, (филиал) Национального исследовательского технологического университета «МИСиС»

Проблемы экологии городской среды занимают одно из первых мест в иерархии глобальных проблем современности. К основным источникам загрязнения города относятся промышленные предприятия и транспорт. Естественно, что от загрязненного воздуха страдает человек и все, что его окружает. В настоящее время в связи с возрастающим антропогенным прессингом чрезвычайно важна быстрая и правильная оценка состояния окружающей среды. В связи с этим очень важны экологические исследования компонентов атмосферы как местообитания человека [2]. При оценке состояния воздушной среды целесообразно использовать растительные объекты. Загрязнение воздуха отражается на состоянии зеленых растений. Поэтому по различным показателям растений можно определить степень загрязнения окружающей среды. Перспективным методом является морфофизиологический, так как растения считаются надежными индикаторами загрязнения природной среды различными токсическими веществами. Они вынуждены адаптироваться к стрессовому воздействию среды с помощью физиолого-биохимических и анатомо-морфологических перестроек организма. Хроническое воздействие промышленных газов на растительность вызывает серьезные изменения анатомического строения листьев растений и увеличение их ксерофитизации [3].

Целью работы явилось определение уровня состояния мезофилла листьев деревьев, произрастающих в различных районах г. Старый Оскол и прилегающих к нему территорий, отличающихся степенью техногенной нагрузки, изучение работоспособности устьичного аппарата в зависимости от степени загрязнения атмосферного воздуха соединениями свинца и другими поллютантами.

Для определения степени загрязнения атмосферного воздуха исследовали листья деревьев лиственных пород, использовали комплексный метод, включающий в себя определение состояния устьиц методом инфильтрации по методике Молиша, метод просвечивающей микроскопии и фотографирования для визуального исследования состояния клеток мезофилла листа, устьиц и цитоплазмы, метод озоления для определения содержания свинца в листьях [1; 4]. Полученные данные представлены в таблице 1

Полученные изображения свидетельствуют о степени загрязнения атмосферного воздуха. На рисунке 2 и 4 видны светлые участки листовой пластины — поврежденные участки мезофилла листовой пластины. Этот результат воздействия вредных факторов далее был подтвержден методом озоления.

Озоление листьев проводили в фарфоровых тиглях в электропечи камерной СНОЛ-2.2,5.2/12,5-41 при температуре 400°С в течении 30 минут. В тиглях находились листья массой 240 мг. Для получения среднего результата рассматривали по три образца каждого вида. После охлаждения золу измельчили в ступке и поместили в пробирки, залили 10 %-м раствором азотной кислотой объемом 5 мл, оставили на 10 суток для испарения раствора. На дне колб образовался концентрированный раствор, каплю раствора поместили на предметное стекло и добавили насыщенный раствор иодата калия КIO₃. В течение часа ждали образования кристаллов. При смешении капли реагента с раствором остатка от капли пробы в 3М растворе HNO₃ появляются кристаллы в виде звездочек и крестиков. Наличие кристаллических структур определяли при помощи просвечивающего рудного микроскопа Полам Р312М, что показано в таблице 2.

Таблица 1.

Структура поверхности анализируемых образцов

Таблица 2.

Изображение кристаллов иодата свинца, полученных с помощью просвечивающего микроскопа

Наиболее чувствительным органом растений является зеленый лист, так как он очень подвержен действию токсических газов. Угнетение роста листьев, нарушение работы их устьичного аппарата находится в прямой зависимости от степени загазованности местообитания: чем выше загрязнение воздуха, тем меньше щель устьица. Мы считаем, что фиксация и оценка этих изменений, которые могут регистрироваться уже на самых ранних стадиях деградации, дают достоверную картину условий места произрастания растений и отражают состояние городской среды.

Используя методику Молиша, позволяющую определить состояние устьиц методом инфильтрации по проникающей способности различных жидкостей через них, пришли к выводу, что хороший тургор замыкающих клеток и широко открытая устьичная щель — признак экологического благополучия состояния окружающей среды. В нашем исследовании это район базы отдыха «Цементник». Загрязнение воздуха отражается на состоянии структуры листа, числе и размерах устьиц, их апертуры. Устьиц много, они мелкие, устьичная щель открыта слабо. В замыкающих клетках устьиц много поллютантов, среди которых преобладают кристаллы солей свинца. Такие устьица наблюдаются в листьях деревьев цемзавода и микрорайона Парковый. Это самые неблагополучные районы городского округа по загрязненности среды.

Выхлопные газы автотранспорта и выбросы промышленных предприятий являются главными источниками загрязнения свинцом атмосферного воздуха и почвы, а через нее — растений. Неудивительно, что наивысшее содержание свинца характерно для растений, развивавшихся вблизи автострад (микрорайон Парковый) и вблизи промышленных предприятий (цемзавод). Именно в листьях растений с этих территорий больше всего обнаружено кристаллов солей свинца.

Список литературы:

1.Викторов Д.П. Малый практикум по физиологии растений. М.: «Высшая школа», 1969. — 120 с.

2.Воскресенская О.Л. Организм и среда: факториальная экология / О.Л. Воскресенская, Е.А. Скочилова и др. — Йошкар-Ола, 2005. — 175 с.

3.Калверт С. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / С. Калверт, Г. Инглунд. — М.: Металлургия, 1988. — 286 с.

4.Полянский Н.Г. Аналитическая химия элементов. Свинец. / Под ред. Филиппова Н.А. / М.: «Наука», 1986. — 357 с.