ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов
За последние годы российскими и зарубежными учеными были достигнуты значительные результаты в области исследования влияния тяжелых металлов на окружающую среду. Устойчивость растений к тяжелым металлам впервые была освещена в отечественном издании по физиологии растений в качестве самостоятельной главы (Кузнецов, Дмитриева, 2005, 2006).
По научным данным и нашим собственным исследованиям высокие концентрации тяжелых металлов приводили к необратимым функциональным изменениям в клетках и тканях растений, дисбалансу физиологических процессов, в результате чего происходило замедление роста и развития растений. А в отдельных случаях, при воздействии высоких концентраций тяжелых металлов приводило к гибели растения. Наоборот, при воздействии тяжелых металлов в низких концентрациях не приводило к изменению основных физиологических процессов, а иногда происходила активизация части из них. Отсюда вытекает, что адаптивные механизмы поддерживают функционирование основных физиологических процессов: таких как, дыхание, фотосинтез, водный обмен на должном уровне. Эти механизмы позволяют растению расти и развиваться в загрязненных тяжелыми металлами почвах.
Наши исследования показали изменение в направленности протекания биохимических процессов в почве после внесения свинца и кадмия. Кадмий проявлял сходное влияние со свинцом на окислительно-восстановительные процессы в почве. Загрязнение почвы свинцом и кадмием в концентрации 5-60 мг/кг почвы уменьшало активность почвенных окислительно-восстановительных ферментов. Задерживало разложение перекиси водорода, ускоряло реакции окисления органических веществ, переход соединений ароматического ряда в составляющие гумуса, ввиду избирательного воздействия свинца и кадмия на окислительно-восстановительные ферменты. При одинаковой концентрации они уменьшали активность каталазы, полифенолоксидазы и стимулировали активность пероксидазы. Эти ферменты выполняют основные функции в почве и проявляют ее биологическую активность и плодородие. Исследованные ферменты показывали большую чувствительность к низким концентрациям кадмия и более высоким концентрациям свинца. Кадмий закреплялся в почвенном профиле менее прочно по сравнению со свинцом, чем и объясняется его более токсическое проявление на ферментативную активность (Сущук, 2012).
Посев овса посевного почву, загрязненную свинцом и кадмием в концентрации 40-60 мг/кг почвы повышал активность почвенных окислительно-восстановительных ферментов. Активность каталазы в урбанизированной почве, загрязненной свинцом и кадмием под посевами выравнивалась. Отмечалось умеренное повышение активности пероксидазы и полифенолоксидазы.
При воздействии тяжелых металлов на овес посевной были выявлены определенные закономерности в изменении устойчивости к свинцу и кадмию - в зависимости от токсичности металла, концентрации и фазы развития растений. Итоги экспериментов подтвердили высокую токсичность кадмия на овес посевной, по сравнению со свинцом, а также обнаружены действия свинца и кадмия на рост вегетативной и корневой массы овса посевного.
В результате работы сделаны следующие выводы:
- 1. Активность каталазы, полифенолоксидазы снижалась пропорционально росту концентрациями свинца, как и кадмия по сравнению с незагрязненной почвой в течение всего эксперимента, а активность пероксидазы повышалась. Влияние кадмия на активность почвенных ферментов проявлялся в более сильной степени по сравнению со свинцом. 2. Посев овса посевного в почву загрязненную кадмием и свинцом стимулировали активность каталазы, пероксидазы и полифенолоксидазы в загрязненной почве по сравнению с активностью почвы без посевов. 3. ТМ в дозах 40, 60 мг/кг почвы ухудшали параметры корня и стебля овса посевного. Сильное угнетение и изменение биохимических процессов отразилось при Cd загрязнении. 4. Овес посевной обладает фитоэкстракционной способностью в отношении Pb и Cd. ТМ в большей степени аккумулировались в надземной части, нежели в корнях.
Выше изложенное не уменьшает проблему, связанную с загрязнением тяжелыми металлами значительных территорий и нахождение способов усовершенствования адаптации растений к этим условиям. Напротив, развитие индустрии, увеличение численности населения и потребления, разрушение сельскохозяйственных естественных экосистем, высушивание рек, болот, лесов, земель приведут в ближайшем будущем к ухудшению состояния природной среды (Арутюнов, Стрекопытова, 2006). Это подводит нас к одной из глобальных проблем современности: защите и сохранению биологического разнообразия флоры и фауны, экосистем, уникальных для нашей планеты.
В природе не существуют естественных механизмов самоочищения. На сегодняшний день приоритет принадлежит фиторемедиации, которая позволяет извлекать тяжелые металлы из почвы (Минкина и др., 2009).
Исходя из этого, исследования в области устойчивости живых организмов и растений к тяжелым металлам должны быть продолжены.
Похожие статьи
-
При поступлении токсиканта Cd в почву под посевами овса посевного через месяц наблюдения отмечается снижение ферментативной активности каталазы в фазу...
-
Кадмий - ТМ, который даже в низких концентрациях действует как кумулятивный яд, оказывает токсичное воздействие на живые организмы (Волошин, 1998)....
-
В результате поступления ТМ в клетку происходит активация механизмов устойчивости к данному фактору и включение различных систем защиты, которые...
-
Окислительно-восстановительные ферменты участвуют в разложении токсических соединений H2O2 (каталаза), формировании почвенного плодородия (пероксидаза,...
-
Чувствительным индикатором антропогенного загрязнения почв является ее ферментативная активность (Хазиев, 2005). Ведущую роль в почвенной биодинамике...
-
ТМ способны вызывать изменения на клеточном уровне, их мишенями являются многие химические вещества и органоиды клетки, наиболее опасны для живой клетки...
-
Растения являются маркерами геохимического состояния среды, ввиду аккумуляции металлов из воздуха и загрязненных почв, способны накапливать разные виды...
-
Техногенное загрязнение почв с каждым годом катастрофически возрастает, особенно в мегаполисах с преобладанием промышленных центров. Это свою очередь,...
-
В последние десятилетия в связи с быстрым развитием промышленности во всем мире наблюдается значительное возрастание содержания ТМ в окружающей среде....
-
Важное место за оценкой экологического состояния природной среды и создания методик по охране окружающей среды от загрязнения ТМ отведено огромное место...
-
Объект исследования В качестве объекта исследований была использована урбанизированная почва (среднемощная, малогумусная, среднесуглинистая), отобранная...
-
Основная часть миграции ТМ в биосфере (биологические, атмосферные, водные) берет свое начало в почве, т. к. в ней наблюдается мобилизация металлов, и...
-
Для снижения отрицательного последствия распространения ТМ в природной среде используются мероприятия, которые направлены на предотвращение объектов...
-
Заключение - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Неконтролируемое загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ) угрожает здоровью людей. В данной работе были представлены сведения о двух тяжелых...
-
Для проведения лабораторного опыта почва отбиралась из верхнего горизонта ( 0-20см). Перед проведением анализа почву предварительно высушили, очистили от...
-
Оценка последствий воздействия автотранспорта на придорожные участки включает в себя исследование механизмов распространения загрязнителей в окружающей...
-
Кадмий и растения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Кадмий поступает в растения, в основном, за счет почвы. Значительная доля Cd, попадающего в почву, связывается с почвенными химическими комплексами,...
-
Приземный слой атмосферы довольно сильно загрязнен катионами тяжелых металлов. Источником такого загрязнения являются как различные предприятия, так и...
-
С исторической точки зрения интерес проблеме загрязнений почв появился с исследованием плодородия, поскольку такие элементы, как железо, марганец, медь,...
-
Микробиологическое состояние и ферментативная активность нефтезагрязненных почв
Основное содержание исследования Казахстан на длительную перспективу предусматривает увеличение добычи "черного золота", а это, в свою очередь, ведет к...
-
Проблема тяжелых металлов - Основы экологии
К тяжелым металлам (ТМ) относят более 40 химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева, масса атомов которых составляет свыше 50 атомных...
-
Тяжелые металлы - Загрязнения окружающей среды
В нашей республике добываются и перерабатываются сурьма, хром, свинец молибден. Эти и другие металлы: ртуть кадмий цинк, ванадий, марганец, висмут,...
-
Загрязнение почв тяжелыми металлами - Микробиологическая индикация загрязнения окружающей среды
Тяжелые металлы могут сильно понижать биологическую активность почв. Прежде всего, они понижают ферментативную активность почв, снижают уровень...
-
Соединения с канцерогенными свойствами, Тяжелые металлы - Проблема экологии Мирового океана
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
Аккумуляция тяжелых металлов (Mn, Co, Ni) в растениях нижнего течения р. Иле
В последние годы наблюдается увеличение загрязнения окружающей среды, в том числе и тяжелыми металлами. Исследования подтвердили огромный ущерб...
-
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
Кадмий (Cd), Кадмий и почвы - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Кадмий и почвы В почвы кадмий поступает в составе отходов, образующихся при добыче и переработке цинковых, свинцово-цинковых, медно-цинковых руд; в виде...
-
Свинец (Pb), Свинец и почвы - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Свинец и почвы Из атмосферы в почву свинец попадает чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму...
-
Введение - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Хозяйственная деятельность человека приводит к загрязнению компонентов окружающей среды. Одним из таких компонентов является почва. Почвы - это не только...
-
Незамкнутость техногенного круговорота приводит к загрязнению природной среды, в том числе почвы, различными химическими веществами: тяжелыми металлами,...
-
Оценка содержания тяжелых металлов на территории агротехногенной зоны г. Ставрополя
В настоящее время проблема загрязнения почв техногенных и сельскохозяйственных территорий тяжелыми металлами является актуальной. Тяжелые металлы...
-
Вещества, попадающие с выхлопными газами в атмосферный воздух, а затем, оседают на почву. Почвы обладают способностью удерживать и сохранять как...
-
Тяжелые металлы - Антропогенное воздействие на Мировой океан
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко...
-
Особо важное место среди многих последствий хозяйственной деятельности человека занимает процесс прогрессирующего накопления в окружающей среде тяжелых...
-
Свинец и растения - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
По современным представлениям, свинец не является физиологически необходимым элементом для растений. Однако есть и другое мнение, согласно которому...
-
Тяжелые металлы. - Загрязнение окружающей среды и здоровье населения
Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко...
-
Уровень биокумуляции тяжелых металлов в тканях рыб Капшагайского водохранилища
Введение В условиях все возрастающего антропогенного влияния на водные экосистемы на современном этапе большую актуальность приобретают исследование...
-
Биогеохимические свойства свинца и кадмия - Свинец и кадмий в системе "почва - растения - удобрения
Свинец - голубовато-серый, мягкий, но тяжелый металл. Среднее содержание свинца в земной коре составляет 1,6-10-3%, его количество в почве колеблется от...
-
Соединения с канцерогенными свойствами, Тяжелые металлы - Химическое загрязнение окружающей среды
Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные...
-
Общие сведения. Тяжелый металл голубовато-серого цвета, очень пластичный, мягкий. Т. плавл. 327,4 °C; т. кип. 1725 °C; плотность 11,34 г/см? (20°C)....
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Влияние свинца и кадмия на активность окислительно-восстановительных ферментов урбанозема и фитоэкстракция тяжелых металлов