BioScience Blog – Научный Биологический блог

Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. Фиторемедиация как метод очистки почв была разработана для устранения загрязнений тяжелыми металлами. В настоящее время уделяется большое внимание биологическому методу утилизации токсикантов, поиску видов растений, устойчивых к воздействию загрязнителей, способных аккумулировать в наземных частях значительное количество токсических веществ. Такие растения должны быть устойчивы к воздействию фоновых и превышающих фоновую концентрацию тяжелых металлов, широко распространены в средней полосе нашей страны, неприхотливы, иметь непродолжительный жизненный цикл.

Цель работы: найти растения, которые могут выдерживать высокие концентрации тяжелых металлов в окружающей среде и накапливать тяжелые металлы в надземной части.

Объектами исследования были растения клевера, горчицы, одуванчика, овса и подсолнечника. Чтобы определить устойчивость этих растений по отношению к тяжелым металлам, семена проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге, смоченной растворами нитрата свинца (в концентрациях от 300 до 1500 мг/л), сульфатов меди (100-250 мг/л) и цинка (200-500 мг/л). Через 8 суток сравнивали количество проросших семян и длину проростков с контрольными образцами, выращенными на дистиллированной воде.

Наибольшую чувствительность ко всем проверенным тяжелым металлам продемонстрировал одуванчик. Прорастание семян при минимальных концентрациях металлов не превышало 35% от контроля, а рост отсутствовал. Наиболее устойчивыми оказались клевер и овес: медь и цинк не уменьшали всхожесть семян, а процент прорастания на максимальных дозах свинца составил 50% от контроля. Однако и у этих растений под действием тяжелых металлов длина проростков уменьшилась в 2-3 раза.

Для количественного определения накопления тяжелых металлов в растениях их выращивали в водной культуре в среде Хогланда-Снайдерса, в которую вместо хелата были добавлены соли тяжелых металлов: CuSO4 в концентрации 300 мг/л, ZnSO4 в концентрации 600 мг/л и Pb(NO3)2 в концентрации 1000 мг/л. Спустя неделю надземная часть опытных растений была срезана и высушена в сушильном шкафу. Концентрацию тяжелых металлов после обработки кислотами определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре. Наилучшими накопителями тяжелых металлов показали себя клевер (количество накопленной меди – 180мкг/г, цинка 42 мг/г, свинца – 3,6 мг/г) и овёс (количество накопленной меди – 185мкг/г, цинка 125 мг/г, свинца – 1,4 мг/г). По способности накапливать тяжелые металлы они не уступали такому гипераккумулятору как горчица (количество накопленной меди – 190мкг/г, цинка 100 мг/г, свинца – 9,4 мг/г), а по интенсивности роста и накоплению биомассы превосходили ее. В дальнейшем можно рекомендовать эти виды растений для очистки почв от загрязнения тяжелыми металлами.