ОСОБЕННОСТИ АККУМУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ЛИСТЬЯМИ ПОДОРОЖНИКА БОЛЬШОГО В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ

FEATURES OF ACCUMULATION OF HEAVY METALS BY PLANTAIN LEAVES IN CONDITIONS OF ANTHROPOGENIC LOAD

Amina Bekshokova

student, First Moscow state medical University I. M. Sechenov,

Russia, Moscow

Altana Gadzhieva

Student, Institute of Ecology and Sustainable Development, Dagestan State University,

Russia, Makhachkala

Fatima Bekshokova

student, MBOU "Lyceum No. 22», Regional Center for identification, support and development of abilities and talents in children and Youth "Altair,

Russia, Makhachkala

Patimat A. Bekshokova

Scientific adviser, Cand. Biol. Sciences, Assoc., Dagestan State University,

Russia, Makhachkala

АННОТАЦИЯ

 В работе изучены особенности накопления свинца, кадмия и цинка листьями подорожника большого Plantago major L., произрастающего в точках с различной степенью автотранспортной нагрузки. Практически во всех исследованных образцах почв и растительной массы отмечается превышение предельно допустимых концентраций исследованных тяжелых металлов. По возрастанию аккумулирующей способности листьями подорожника тяжелые металлы ранжируются следующим образом: Cd ≥ Zn ≥ Рb. Изучение особенностей аккумуляции тяжелых металлов растениями позволит разработке мер по фиторемедиации почв урбанизированных территорий.

АBSTRACT

The paper studies the features of the accumulation of lead, cadmium and zinc by the leaves of the plantain large Plantago major L., which grows in points with varying degrees of road traffic load. In almost all the studied soil and plant mass samples, there is an excess of the maximum permissible concentrations of the studied heavy metals. According to the increasing accumulation capacity of plantain leaves, heavy metals are ranked as follows: Cd ≥ Zn ≥ Rb. The study of the features of the accumulation of heavy metals by plants will allow the development of measures for phytoremediation of soils in urbanized areas.

Ключевые слова: подорожник большой; тяжелые металлы; цинк; кадмий; свинец; аккумуляция; автотранспортная нагрузка.

Keywords: large plantain; heavy metals; zinc; cadmium; lead; accumulation; road load.

Загрязнение почв городов тяжелыми металлами приобретает особую актуальность в связи с постоянным увеличением количества автотранспорта, являющегося одним из основных источников поступления этих поллютантов в окружающую среду. Почвенный покров прилегающих к автомагистралям территорий служит накопителем пыли и твердых частиц, поступающих с выбросами отработанных газов двигателей, продуктами износа шин и тормозных колодок, сыпучими и пылящими грузами и т.д. Из общего количества транспортно-дорожных выбросов около 75% распределяется на поверхности почв [1, с. 2228]. Именно в таких местах в почве накапливаются разнообразные соединения естественного и антропогенного происхождения, обусловливающие ее загрязненность и токсичность. Поступившие в почву ТМ в процессе активного их извлечения из почвы корневой системой могут накапливаться в растениях [2, с. 185].

Подорожник большой Plantago major L. является многолетним травянистным синантропным растением. Выбор подорожника большого в качестве объекта исследования обусловлен тем, что растение обладает значительной аккумулирующей способностью по отношению к тяжелым металлам, в частности к свинцу и кадмию [3, с. 20]. Данное растение относится к так называемым эврибионтным видам, широко распространенным в составе фитоценозов, как фоновых, так и техногенно-нарушенных территорий.

Анализ содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах исследуемых участков показал, что концентрация свинца варьирует от 18,5 мг/кг (пер-к пр. Шамиля и ул. Чеэрова) до 58.7 (пер-к улиц Коркмасова и Дзержинского), концентрация кадмия – от 0.048 мг/кг (пр. Р. Гамзатова) до 0.84 мг/кг (пер-к улиц Коркмасова и Дзержинского концентрация цинка - от 33.4 мг/кг (пер-к пр. Шамиля и ул. Чеэрова) до 51,4 мг/кг. (Табл. 2). При этом, практически во всех исследованных образцах почв и растительной массы отмечается превышение предельно допустимых концентраций, что вполне объяснимо с учетом расположения участков вблизи автомагистралей. Ряд убывания содержания элементов в листьях подорожника выглядит следующим образом: Zn> Pb > > Cd.

Таблица 2.

Cодержание подвижных форм тяжелых металлов в почвах (П) исследуемых участков и листьях (Л) подорожника большого Plantago major L.

Максимальное значение концентрации тяжелых металлов в почвах и листьях подорожника среди обследованных точек приходится на точку №3. Превышение по свинцу, кадмию и цинку составило для данной локации 9,7 ПДК; 4,2 ПДК и 2,2 ПДК соответственно. Такая же тенденция прослеживается и в отношении растительных образцов, за исключением кадмия – наиболее высокие концентрации данного металла отмечены для участка №4, расположенного на перекрестке пр. Им. Шамиля и ул. Чеэрова. Оба участка характеризуются повышенной автотранспортной нагрузкой, расположением объектов социального значения, что также обуславливает дополнительный приток автотранспорта. Кроме того, обе точки находятся на перекрестках, остановках перед светофорами, что также увеличивает поступление в окружающую среду токсичных веществ.

Для характеристики аккумулирующей способности растений и барьерной функции корней нами определен коэффициент накопления, который представляет собой отношение содержания вещества в растении к концентрации его подвижной формы в почве и рассчитывается по формуле: КН= Ix./nx,  где Ix – содержания вещества в растении,  nx – содержание элемента в почвенном покрове.  Полученные результаты отражены в таблице 3.

Таблица 3.

Коэффициент накопления (КН) тяжелых металлов листьями подорожника большого Plantago major L.

Согласно существующей шкале И.А. Авессаломова, для подорожника все исследуемые тяжелые металлы относятся к элементам сильного накопления (10>КН≥1). При этом наибольшее превышение отмечено для кадмия. Также, согласно литературным данным, значения коэффициента накопления КН ≤ 1 свидетельствуют о наличии корневого барьера при транслокации тяжелого металла в растительный организм. При КН ≥ 1 происходит беспрепятственное поступление токсикантов в растение [4, с.199]. По возрастанию аккумулирующей способности листьями подорожника тяжелые металлы ранжируются следующим образом: Cd ≥ Zn ≥ Рb.

Список литературы:

1. Тимофеева Я.О. Тяжелые металлы в почвах, прилегающих к автотрассе // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10. – С. 2226-2230.
2. Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды (обзор литературы) // Астраханский вестник экологического образования. 2013. №1 (23). С.182-192.
3. Бабкина Л.А., Лукьянчиков Д.С., Лукьянчикова О.В. Особенности аккумуляции тяжелых металлов листьями подорожника большого (Plantago major L.) в условиях урбанизированных территорий // Самарский научный вестник. - 2018. №1 (22). С. 19-24.
4. Жуйкова Т. В., Зиннатова Э. Р.Аккумулирующая способность растений в условиях техногенного загрязнения почв тяжёлыми металлами // Поволжский экологический журнал. 2014. №2. С. 196-207.