ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Транслокационная миграция металлов в растения и их накопление гидробионтами из "Научные основы экобиотехнологии" В миграции тяжелых металлов и радионуклидов роль растений наиболее существенна в почве. [c.482] При миграции по почвенному профилю реальное распределение химических элементов определяется взаимопротивоположными процессами -биогенной аккумуляцией (подъем по профилю) и выщелачиванием (движение вниз по профилю). Растения обогащают микроэлементами верхние горизонты почв (биогенная аккумуляция), перекачивая наиболее необходимые им химические элементы из нижних горизонтов почвы в верхние, куда они поступают после отмирания растений и разложения их остатков. Выщелачивание создает встречный поток миграции элементов в нижние горизонты. Корневая система растений увеличивает проникновение их в глубь почвы. В лесных ландшафтах влажного климата преобладает выщелачивание, в черноземных степных ландшафтах и в полынных пустынях -биогенная аккумуляция. [c.482] Перенос металлов из почвы и почвенных растворов в растения определяется как транслокационный перенос, степень и интенсивность которого зависят от вида растений, свойств химического элемента, почвенных условий. [c.482] Транслокационный перенос возможен в результате пассивного поступления элемента по градиенту его концентраций и активного поглощения клеткой против градиента концентрации элемента. Активное поглощение происходит с затратой энергии и, как правило, селективно. Пассивное поступление осуществляется в результате процесса транспирации. При низких концентрациях элемента в почвенном растворе преобладает активное поглощение, при высоких - пассивное поступление элемента в растение. В поступлении металлов в растения основную роль выполняет их корневая система. Незначительное количество микроэлементов молсет поступать в растения через листья из атмосферных осадков. Возможно и выделение растениями металлов, первоначально адсорбированных корнями, через зеленые части растений. Металлы поступают в атмосферу в составе фитонцидов, а также вместе с субмикронными восковыми частицами, выделяемыми растениями, или с солевыми частицами, образующимися при испарении влаги, высвобождаемой при быстрой транспирации. Известно, что 1 м листьев деревьев может выделять, например, до 9 кг цинка в год в составе терпенов. [c.482] Из водной среды тяжелые металлы и радиоактивные изотопы накапливаются растениями в больших количествах, чем из почвы, поскольку почва, являясь сильным природным сорбентом, прочно удерживает микроколичества химических элементов. Прочность связывания металлов с почвой повышается с увеличением содержания гумуса. Как правило, сорбционная емкость почв с высоким содержанием органического вещества и глинистых минералов больше, чем у легких почв с ма/1ым содержанием гумуса, поэтому из тяжелых по механическому составу почв с высоким содержанием гумуса поступление металлов в растения снижается. По этой причине из дерново-подзолистой почвы металлы легче мигрируют в растения, чем из дерново-луговой. Связывание металлов почве11ными микроорганизмами также уменьшает их поглощение растениями. [c.483] Наличие веществ, образующих растворимые комплексы с металлами, и pH влияют на транслокационный перенос металпов в растения. [c.483] При снижении pH в почвах увеличивается поступление в растения большинства тяжелых металлов, например, Сс1, Zn, N1 из-за повышения растворимости и подвижности ионов метшиюв. Однако имеются исключения. При понижении pH растворимость соединений Мп(П) увеличивается, но поглощение Мп растениями снижается. Это обусловлено тем, что с изменением pH меняется также адсорбируемость ионов мета/глов в почве. Часть металлов переходит из ионной формы в коллоидную, что может влиять на прочность их фиксации в почве. Изменяются заряд, форма, степень агрегации органических молекул, присутствующих в растворе, адсорбированных на поверхности минералов и образующих комплексные соединения с металлами, а таюке подвижность комплексных соединений в почве. Доля образуемых и менее доступных для растений комплексов ионов с органическими веществами почвы повышается с уменьшением pH, а их подвижность может снижаться. [c.483] В результате известкования кислых почв возрастает рН и уменьшается поглощение растениями Ре, Си, N1, Со, Сс1. что связано частично со снижением растворимости этих металлов в почвенном рас1воре. [c.483] При длительном взаимодействии растений с загрязненными тяжелыми металлами и радионуклидами почвами часть поглощенных элементов в тканях растений со временем переходит в необменную и слабообменную формы, вследствие чего постепенно возрастают коэффициенты их накопления. [c.484] Растения отличаются специфичностью в устойчивости к индивидуальным металлам. Адаптированные к одному металлу они слабо противостоят другим металлам. Однако растения, произрастающие в почвах, загрязненных различными металлами, могут проявлять толерантность ко всем металлам в потенциально токсичных концентрациях. [c.485] В водных экосистемах миграция и циркуляция металлов обусловлены жизнедеятельностью гидробионтов и наблюдаются при образовании донного ила и осадков при отмирании макрофитов и других организмов. [c.485] Коэффициент накопления гидробионтами радиоизотопов меняется от десятков до десятков тысяч, в том числе плутония - от 1 ООО до 10000 (в водорослях). Большинство водорослей имеют сходные Кб одних и тех же радионуклидов. Способностью накапливать повышенные количества радионуклидов обладают нитчатые водоросли ladophora glomerata. [c.485] На интенсивность и коэффициент накопления тяжелых металлов и радионуклидов в водных организмах влияют следурощие факторы внешней среды. [c.485] Концентрация элемента. При прочих равных условиях в области микроконцентраций содержание химических элементов в гидробионтах пропорционально содержанию их в воде в области макроконцентраций ( 10 -10 моль/л) коэффициент накопления уменьшается с увеличением содержания металлов. [c.486] Содержание растворенных органических и неорганических комплексообразователей, хелатирующих металлы. Хелатные соединения, присутствующие в водной среде, уменьшают уровень накопления металлов и радиоизотопов гидробионтами по сравнению с металлами и радиоизотопами, внесенными в среду в ионной форме комплексообразователи, вносимые при выращивании растений на гидропонике, понижают содержание в них металлов. [c.486] Вернуться к основной статье