Инелова З.А., Нес терова С.Г., Ерубаева Г.К.
Со дер жа ние тяже лых ме тал лов в некото рых доми нан тных ви дах рас те ний
Атыраус кой об лас ти
В статье предс тав ле ны ре зуль та ты исс ле до ва ния со дер жа ния тя же лых ме тал лов (Zn, Mn, Co, Ni) в об раз цах до ми на нт ных на зем
ных рас те ний, соб ран ных на тер ри то рии Аты раус кой об лас ти. От
бор об раз цов до ми на нт ных рас те ний произ во ди ли в трех пунк тах:
№ 1 Точ ка (г. Аты рау, хо зяй ст во «Улан»), № 2 Точ ка (г. Куль са ры, с.
Тур гыс ба, хо зяй ст во) и № 3 п. Ин дер (хо зяй ст во «Исаев»). Выяв ле но, что со дер жа ние тя же лых ме тал лов во всех про бах, как в поч ве, так и в рас те ниях не пре вы ша ло пре дель но до пус ти мых кон цент ра ций (ПДК). Выяв ле но, что в од них и тех же эко ло ги чес ких ус ло виях Аты
раус кой об лас ти в выб ран ных об раз цах до ми на нт но го рас те ния Arte
misia terraealbae со дер жа ние тя же лых ме тал лов бы ло боль ше, чем у Agropyron repens.
Клю че вые сло ва: Аты раус кая об лас ть, тя же лые ме тал лы, атом но
аб со рб цион ная спект ро мет рия, до ми на нт ные ви ды рас те ний.
Inelova Z.A., Nesterova S.G., Yerubayeva G.K.
The heavy metals in certain types of dominant plants Atyrau region
The article presents the results of a study of heavy metals (Zn, Mn, Co, Ni) in the samples of plants collected in the territory of Atyrau region. Sam
pling of plants produced in three locations: №1 point (Atyrau, farm «Ulan»),
№2 point (Kulsary, p. Turgysba, farm) and №3 n. Inder (farm «Isayev»). It was found that the content of heavy metals in all samples, both in the soil and in the plants did not exceed MPC. The greatest number of heavy met
als accumulated in the samples of plants collected in the city of Atyrau (farm «Ulan»). It was revealed that in the same environmental conditions of Atyrau region in selected samples of the dominant plant Artemisia terrae
albae content of heavy metals was higher than that of Agropyron repens.
Key words: Atyrau region, heavy metals, atomic absorption spectrom
etry, the dominant species.
Инелова З.А., Нес терова С.Г., Ерубаева Г.К.
Атырау облысы ның кей бір ба сым өсім дік тер дің ауыр ме- тал дар дың кұрамы
Бұл ма қа ла да Аты рау об лы сы ның аума ғын да жи нал ған өсім дік
тер үл гі ле рін де гі ауыр ме талл (Zn, Mn, Co, Ni) зерт теу нә ти же ле рін ұсы на ды. Ірік теу бо йын ша үш нүк те ден өсім дік жи нал ды: №1 нүк те (Аты рау қа ла сы, «Ұлан» ша ру ашы лы ғы), №2 нүк те (Құл са ры қа ла сы, Тур ғыз ба аулы, ша ру ашы лық) жә не №3 нүкте Ин дер қа ла сы («Исаев»
ша ру ашы лы ғы). Осы нүк те лер ден алын ған то пы рақ та жә не өсім дік
тер үл гі ле рінде ауыр ме тал дар дың мөл ше рі ШРКдан ас па ды деп анық тал ды. Аты рау қа ла сы («Ұлан» ша ру ашы лы ғы) жи нал ған өсім
дік тер үл гі ле рін де жи нақ тал ған ауыр ме тал дар дың ең көп мөл ше рі.
Бір эко ло гиялық жағ дайда Аты рау об лы сын да алын ған ба сым өсім
дік тер дің үл гі ле рін де Artemisia terraealbae да ауыр ме тал дар көп, ал Agropyron repens аз мөл ше рі бол ға нын анық тал ды.
Тү йін сөз дер: Аты рау об лы сы, ауыр ме тал дар, атом дықаб со рб
ция лық спект ро мет рия, өсім дік тің ба сым тү рі.
Республика Казахстан, г. Алматы
2Уни вер си тет «Ту ран», Рес пуб ли ка Ка за хс тан, г. Ал ма ты
*E-mail: Zarina.Inelova@kaznu.kz
Введение
В пос лед ние го ды наб лю дает ся уве ли че ние заг ряз не ния ок- ру жаю щей сре ды, в том чис ле и тя же лы ми ме тал ла ми. Исс ле- до ва ния подт вер ди ли ог ром ный ущерб заг ряз не ния тя же лы ми ме тал ла ми раз лич ных эко сис тем, в част нос ти для рас те ний, жи вот ных, в ко неч ном сче те, и для че ло ве ка.
В нас тоящее вре мя эко ло ги чес кое неб ла го по лу чие При- кас пия, в том чис ле и Аты раус кой об лас ти, свя за но с ак тив ной дея тель ностью гор но до бы ваю щей, неф те- и га зо пе ре ра ба ты- вающей про мыш лен нос ти, сель ско го хо зяй ст ва, что при во дит к дег ра да ция ок ру жаю щей сре ды, заг ряз не нию поч вы, воз ду- ха, по ве рх ност ных и под зем ных вод ных объек тов, сок ра ще нию био раз нооб ра зия, рез ко му ухуд ше нию здо ровья на се ле ния, про жи вающе го в ре ги оне.
Заг ряз не ние сре ды тя же лы ми ме тал ла ми проис хо дит так же в ре зуль та те сжи га ния топ ли ва, сб ра сы ва ния сточ ных вод и вне- се ния в поч ву удоб ре ний.
Из ве ст но, что 70 – 80% от об ще го ко ли че ст ва тя же лых ме- тал лов, пос ту пающих в ор га низм че ло ве ка, при хо дит ся на рас- ти тель ную про дук цию.
Тя же лые ме тал лы пос ту пают в рас те ние преиму ще ст вен но че рез кор не вую сис те му из поч вы, в мень шей сте пе ни – че рез лис тья.
Боль шая час ть выс ших рас те ний пов реж дает ся из бы точ ным со дер жа нием тя же лых ме тал лов. Од на ко мно гие рас те ния спо- соб ны на кап ли вать в ос нов ном в над зем ных ор га нах боль шие ко ли че ст ва тя же лых ме тал лов, мно гок рат но пре вы шающие их кон цент ра ции в поч ве.
Раз лич ные ме тал лы и их соеди не ния имеют ог ром ное зна- че ние в жиз ни рас те ний. Так, нап ри мер, роль мар ган ца в жиз ни выс ших рас те ний и во до рос лей во доемов весь ма ве ли ка. При не дос тат ке дан но го эле мен та за мед ляет ся раз ви тие кор не вой сис те мы и рост рас те ний, сни жает ся уро жай нос ть. Жи вот ные, поедающие кор ма с низ ким со дер жа нием мар ган ца, ст ра дают ос лаб ле нием су хо жи лий, у них сла бо раз ви вает ся кос тяк. Не- дос та точ ная обес пе чен ность кор мов ко баль том при со дер жа нии его ме нее 0,07 мг на 1 кг су хой мас сы при во дит к зна чи тель но- СО ДЕР ЖА НИЕ
ТЯЖЕ ЛЫХ МЕ ТАЛ ЛОВ В НЕКОТО РЫХ ДОМИ НАН ТНЫХ ВИ ДАХ РАС ТЕ НИЙ АТЫРАУС КОЙ
ОБ ЛАС ТИ
Со дер жа ние тяже лых ме тал лов в некото рых доми нан тных ви дах рас те ний Атыраус кой об лас ти
му сни же нию про дук тив нос ти жи вот ных, а при рез ком не дос тат ке ко баль та скот за бо ле вает су- хот кой. Соеди не ния ни ке ля иг рают важ ную роль в кро вет вор ных про цес сах, яв ляясь ка та ли за то- ра ми. Со дер жа ние Ni и Co бо лее ста биль но для рас те ний, что сви де тель ст вует о при су тс твии в об раз цах об ще го для них ми не раль но го ком по- нен та, в том чис ле и био ген но го проис хож де ния [1].Цинк от но сит ся к чис лу ак тив ных мик роэле- мен тов, влияю щих на рост и нор мальное раз ви- тие ор га низ мов. В то же вре мя мно гие соеди не- ния цин ка ток сич ны, преж де все го, его суль фат и хло рид.
В свя зи с этим цель на шей ра бо ты – оцен ка эко ло ги чес ко го сос тоя ния Аты раус кой об лас ти (на при ме ре до ми на нт ных ви дов).
Аты раус кая об лас ть на хо дит ся на тер ри то- рии При кас пийс кой низ мен нос ти, рас по ло жен- ной ни же уров ня ми ро во го океана.
Кли мат здесь рез ко кон ти нен таль ный. От- су тс твие вы со ких ес те ст вен ных барьеров спо- со бс твует сво бод но му про ник но ве нию и пе- ре ме ще нию по При кас пийс кой низ мен нос ти ув лаж нен ных ат лан ти чес ких масс, хо лод но го арк ти чес ко го воз ду ха, а так же су хо го субт ро пи- чес ко го воз ду ха пус тынь Ка за х стана и Сред ней Азии.
Поч вен ный пок ров тер ри то рии от ли чает ся боль шим раз нооб ра зием, вс ледс твие мно го об- раз ных ус ло вий поч вооб ра зо ва ния и ис то рии фор ми ро ва ния. Все поч вы от ли чают ся ма лой гу мус ностью, от но си тель но не боль шой мощ-
ностью гу му со во го го ри зон та, низ ким со дер жа- нием эле мен тов золь но го пи та ния, ма лой ем кос- тью пог ло ще ния.
От ли чи тель ной чер той рас ти тель но го пок- ро ва При кас пия яв ляет ся его прост ранст вен ная неод но род ность. Из ве ду щих фак то ров, оп ре де- ляющих прост ранст вен ное расп ре де ле ние рас- ти тель ности, яв ляют ся ус ло вия ув лаж не ния, за со лен ность, сос тав почв и рель еф [2]. Ланд- шафт ное зна че ние имеют сар са зан (Halocne- mum strobilaceum), биюр гун (Anabasis salsa), ви ды по лы ни (Artemisia lerchiana, A. terrae-al- lerchiana, A. terrae-al-lerchiana, A. terrae-al-, A. terrae-al-A. terrae-al-. terrae-al-terrae-al--al-al- ba, A.areniria), кер мек (Limonium suffruticosum, L.caspicum), од но лет ние со лян ки (Salicornia eu- eu-eu- ropaeae, Climacoptera crassa, C.brachiata, Suaeda acuminate, S.prostrata) [2].
Ма те ри ал и ме то ды
Пе ред на ча лом ра бо ты был за ло жен марш- рут (ри су нок 1), по ко то ро му про во ди лись от бор проб рас те ний для выяв ле ния в них со дер жа ния тя же лых ме тал лов. От бор об раз цов рас те ний произ во ди ли в трех пунк тах;
Точ ка (г. Аты рау, хо зяй ст во «Улан») N 47° 15.29’
E 051° 57.31’
Точ ка (г. Куль са ры, с. Тур гыс ба, хо зяй ст во) N 47° 00 887’
E 053° 51. 129’
Точ ка (п. Ин дер, хо зяй ст во «Исаев») N 48° 31. 268’
E 051°42. 831’
Ри су нок 1 – Мес та сбо ра проб
В соот ве тс твии с геобо та ни чес ким ме то дом зак лад ка пло ща док про во ди лась в де ся тик рат- ной пов тор нос ти. Бы ли выяв ле ны до ми нан ты и кор мо вые рас те ния, ко то рые в даль нейшем пос- лу жи ли объек та ми исс ле до ва ний – это Agropyron repens (L.) P. В. Agrost. – пы рей пол зу чий (Poa- ceae) и Artemisia terrae-albae Krasch.- по лынь бе- ло зе мель ная (Asteraceae).
В исс ле дуемых об раз цах рас те ний про во ди- ли оп ре де ле ние со дер жа ния тя же лых ме тал лов мар ган ца, ни ке ля, ко баль та и цин ка.
В исс ле до ва нии при ме ня ли ме тод атом но-аб- со рб цион ной спект ро мет рии. Оп ре де ле ние тя- жёлых ме тал лов про во ди лось на атом но-аб со рб- цион ном спект ро мет ре «AAS 1N» [3].
Ре зуль та ты и их об суж де ние
Во фло ре ре ги она исс ле до ва ний за ре ги ст ри- ро ва но 140 ви дов. Рас те ния яв ляют ся од ним из ин ди ка то ров ок ру жаю щей сре ды. Пер во на чаль- но для оп ре де ле ния тя же лых ме тал лов в рас те- ниях бы ли выяв ле ны до ми нан ты в раз лич ных сооб ще ст вах – это та кие рас те ния как Agropyron repens, и Artemisia terrae-albae.
В исс ле дуемых пунк тах изу чаемых тер ри то- рий бы ли взя ты про бы почв для оп ре де ле ния в них тя же лых ме тал лов. Ре зуль та ты проб поч вы изу чаемых пунк тов при ве де ны в таб ли це 1. Из таб ли цы 1 вид но, что в про бах поч вы, отоб ран- ных с тер ри то рии №1 со дер жа ние цин ка (0,79 ПДК), ни ке ля (0,97 ПДК), ко баль та (0,97 ПДК) и мар ган ца (0,38 ПДК) на хо дит ся в пре де лах до- пус ти мых норм.
В об раз цах поч вы, отоб ран ных с тер ри то рии
№2 и №3 со дер жа ние цин ка (0,60 ПДК и 0,63 ПДК), ни ке ля (0,50 ПДК и 0,813 ПДК), ко баль та (0,77 ПДК и 0,78 ПДК) и мар ган ца (0,34 ПДК и 0,34 ПДК), соот ве тст вен но, что так же на хо дит- ся в пре де лах до пус ти мых норм, но со дер жа ние дан ных тя же лых ме тал лов бы ло мень ше в поч ве в г. Куль са ры (с. Тур гыз ба).
Та ким об ра зом, са мое боль шое ко ли че ст во тя же лых ме тал лов в поч ве бы ло об на ру же но в хо зяй ст ве «Улан» близ г. Аты рау.
По дан ным, предс тав лен ным в таб ли це 2 вид но, что со дер жа ние всех изу чаемых эле мен- тов в об раз цах рас те ний Agropyron repens и Arte- misia terrae-albae, соб ран ных в точ ках сбо ра № 1-3 на хо дит ся в пре де лах ПДК.
Таб ли ца 1 – Со дер жа ние тя же лых ме тал лов в об раз цах поч вы
Точ ка от бо ра Конт ро ли руемые ве ще ст ва, мг/кг
Zn Ni Co Mn
№ 1 хо зяй ст во «Улан» близ г.Аты рау. 18,11 3,88 4,85 570
№ 2 г. Куль са ры, хо зяй ст во близ с. Тур гыс ба 13,82 2,00 3,85 502
№ 3 п. Ин дер, хо зяй ст во «Исаев» (конт роль) 14,41 3,23 3,90 505
Таб ли ца 2 – Со дер жа ние тя же лых ме тал лов в рас те ниях
Точ ка от бо ра Наз ва ние рас те ний Эле мен ты, мг/кг
Zn Ni Co Mn
1 Artemisia terrae-albae 15,62 3,75 0,98 194,25
Agropyron repens 14,96 2,99 0,99 74,12
2 Artemisia terrae-albae 20,52 3,42 1,18 181,47
Agropyron repens 17,32 3,21 0,40 142,25
3 Artemisia terrae-albae 18,24 3,02 0,99 111,19
Agropyron repens 18,48 3,69 0,78 102,24
Со дер жа ние тяже лых ме тал лов в некото рых доми нан тных ви дах рас те ний Атыраус кой об лас ти
В точ ке сбо ра № 1 Artemisia terrae-albae со дер жит наи боль шее ко ли че ст во Ni и Mn, а Agropyron repens – Co.
В точ ке сбо ра № 2 Agropyron repens со дер жит наи мень шее ко ли че ст во
Co, а Artemisia terrae-albae – наи боль шее ко- ли че ст во Zn и Co.
В точ ке сбо ра № 3 – Artemisia terrae-albae со- дер жит наи мень шее ко ли че ст во Ni, а Agropyron repens – наи боль шее ко ли че ст во Zn.
Во всех про бах Agropyron repens, отоб ран- ных в раз лич ных точ ках Аты раус кой об лас ти со- дер жа ние Zn на хо дит ся в пре де лах 14,96-18,48 мг/кг, Ni – 2,99-3,69 мг/кг, Co – 0,40 – 0,99 мг/кг, Mn – 74,12- 142,25 мг/кг.
Во всех про бах Artemisia terrae-albae, отоб- ран ных в раз лич ных точ ках Аты раус кой об лас ти со дер жа ние всех тя же лых ме тал лов вы ше, чем у Agropyron repens и на хо дят ся в пре де лах: Zn от 15,62 до20,52 мг/кг, Ni – от 3,02 до 3,75 мг/
кг, Co – от 0,98 до 1,18 мг/кг, Mn – от 111,19 до 194,25 мг/кг.
У Agropyron repens прос ле жи вает ся за ви си- мос ть со дер жа ния в рас те ниях Co от со дер жа- ния его в поч ве, т.е. с уве ли че нием со дер жа ния в поч ве дан но го эле мен та, уве ли чи вает ся его со- дер жа ние в рас те ниях.
Та ким об ра зом, ана лиз ре зуль та тов оп ре- де ле ния со дер жа ния тя же лых ме тал лов в изу- чаемых ви дах рас те ний по ка зал их раз лич ную ак ку му ля тив ную спо соб ность. Artemisia terrae- albae на кап ли вает в своих тка нях тя же лых ме- тал лов боль ше, чем Agropyron repens в од них и тех же эко ло ги чес ких ус ло виях, что сви де тель-
ст вует о бо лее низ кой ак ку му ля тив ной спо соб- нос ти Agropyron repens по срав не нию с Artemisia terrae-albae.
Глав ная опас ность тя же лых ме тал лов не в яв ном от рав ле нии, а в том, что они спо соб ны пос те пен но кон цент ри ро вать ся в рас те ниях, ор- га низ мах жи вот ных и че ло ве ка. В то же вре мя предс тав ле ние об обя за тель ной ток сич нос ти тя- же лых ме тал лов яв ляют ся заб луж де нием, так как в эту груп пу по па дают медь, цинк, мо либ ден, ко бальт, мар га нец, же ле зо, то есть мик роэле мен- ты [4]. Сп ра вед ли во ис поль зо вать тер мин «тя же- лый ме талл» – ког да речь идет об опас ных для жи вот ных и рас ти тель ных ор га низ мов кон цент- ра циях эле мен та с от но си тель ной мас сой бо лее 40 и го во рить о нем же, как о мик роэле мен те, в том слу чае, ког да он на хо дит ся в поч ве, рас те- нии, ор га низ ме жи вот ных и че ло ве ка в не ток сич- ных кон цент ра циях или ис поль зует ся в ма лых ко ли че ст вах, как удоб ре ние или ми не раль ная до бав ка к кор му для улуч ше ния ус ло вий рос та, раз ви тия рас те ний и жи вот ных. Тя же лые ме тал- лы от но сят ся к мик роэле мен там и вхо дят в сос- тав фер мен тов, гор мо нов и дру гих биоло ги чес ки ак тив ных ве ще ств [5,6].
В ре зуль та те на ших исс ле до ва ний бы ло выяв ле но, что в выб ран ных об раз цах до ми на нт- ных рас те ний Artemisia terrae-albae и Agropyron repens, произ рас таю щих в Аты раус кой об лас ти, со дер жа ние цин ка, ни ке ля, ко баль та и мар ган ца на хо дит ся в пре де лах до пус ти мых норм.
Счи таем, что необ хо ди мы даль нейшие исс- ле до ва ния дан ной тер ри то рии, для выяв ле ния рас те ний – ак ку му ля то ров тя же лых ме тал лов.
Литература
1 Вред ные хи ми чес кие ве ще ст ва. Неор га ни чес кие соеди не ния V-VIII групп: Сп ра воч ное изд./ Под ред. В.А. Фи ло ва и др. – Л.: Хи мия,1989. – 40 с.
2 Ди меева Л.А., Сул та но ва Б.М., Усен К., Сад во ка сов Р.Е., Пер ми ти на В.Н., Кер дяш кин А.В., Го во ру хи на С.А. Транс- фор ма ция пус тын ной рас ти тель ности Ка за х стана в ре гионах неф те га зо до бы чи и воз мож нос ти ее реаби ли та ции. – Ал ма ты, 2014.- с. 33-63.
3 Сла вин У.И. Атом но- аб со рб цион ная спект рос ко пия / Под. ред. Б.В. Льво ва. – М.: Хи мия, 1993. – 351 с.
4 Вай нерт Э., Валь тер Р., Вет цель Т. и др. – Под ред. Р. Шу бер та Биоин ди ка ция заг ряз не ний на зем ных эко сис тем. – М.:
Мир, 1998. – 348 с.
5 Ильин Б.В., Сы со А.И. Мик роэле мен ты и тя же лые ме тал лы в поч вах и рас те ниях.- Но во си бирск: СО РАН, 2001. – 216 с.
6 Фе ник С.И., Тро фи мяк Т.Б., Блюм Я.Б. Ме ха низ мы фор ми ро ва ния ус той чи вос ти рас те ний к тя же лым ме тал лам //
Ус пе хи сов ре мен ной биоло гии, 1995. Т. 115, вып. 3. – С. 261-275.
References
1 Vrednye himicheskie veshhestva. Neorganicheskie soedinenija V-VIII grupp: Spravochnoe izd./ Pod red. V.A. Filova i dr. – L.: Himija,1989. – 40 s.
2 Dimeeva L.A., Sultanova B.M., Usen K., Sadvokasov R.E., Permitina V.N., Kerdjashkin A.V., Govoruhina S.A. Transfor- macija pustynnoj rastitel’nosti Kazahstana v regionah neftegazodobychi i vozmozhnosti ee reabilitacii. – Almaty, 2014. – S. 33-63.
3 Slavin U.I. Atomno- absorbcionnaja spektroskopija / Pod. red. B.V. L’vova. – M.: Himija, 1993. – 351 s.
4 Vajnert Je., Valter R., Vetcel T. i dr. – Pod red. R. Shuberta Bioindikacija zagrjaznenij nazemnyh jekosistem. – M.: Mir, 1998. – 348 s.
5 Il’in B.V., Syso A.I. Mikrojelementy i tjazhelye metally v pochvah i rastenijah.- Novosibirsk: SO RAN, 2001. – 216 s.
6 Fenik S.I., Trofimjak T.B., Bljum Ja.B. Mehanizmy formirovanija ustojchivosti rastenij k tjazhelym metallam // Uspehi sovremennoj biologii, 1995. T. 115, vyp. 3. – S. 261-275.
