Одной из наиболее острых экологических проблем последних десятилетий является возрастающее техногенное загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. Они представляют собой серьезную угрозу для живых организмов, прежде всего, из-за их высокой токсичности. Хотя многие тяжелые металлы и не являются необходимыми для нормальной жизнедеятельности растений химическими элементами, тем не менее могут ими активно поглощаться и долго сохранять токсические свойства, оказывая тем самым длительное негативное действие и последействие на организм. Целью данной работы является установление зависимости аккумуляции растениями никеля и кадмия от их концентрации. В ходе работы были проведены эксперименты по выращиванию разных сортов редиса Raphanus sativus L. и кукурузы Zea mays L. в условиях гидропоники в растворах, содержащих разные концентрации кадмия и никеля. Анализировали внешние проявления действия тяжелых металлов, а также изменение массы растений. Содержание тяжелых металлов в корнях и надземных частях растений измеряли с помощью метода пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии. В результате было установлено, что добавление тяжелых металлов вызывает возникновение некрозных пятен на листьях, свидетельствующее о нарушении нормальной деятельности метаболических центров и течения метаболических процессов. Анализ зависимости концентраций металлов в растениях и в растворе показал, что кадмий является высокотоксичным элементом даже при невысоком его содержании и характеризуется интенсивным перемещением внутри растения. Токсичность никеля и его транслокация сильно зависят от вида растения. Например, кукуруза SN вообще не накапливает никель в надземных частях растения во всем исследуемом диапазоне концентраций. Показано, что выявленные тенденции накопления ионов кадмия и никеля в различных частях растений можно использовать для доочистки сточных вод ризофильтрацией с последующим применением выращенной биомассы как на корм скоту, так и в пищу человеку в зависимости от вида растения и концентрации тяжелых металлов в сточных водах.
тяжелые металлы, токсичность, аккумуляция, биомасса, индекс толерантности, ризофильтрация, предельно-допустимая концентрация
1. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. 1997. Санитарные правила и нормы. СанПиН 2.1.7.573-96. М.: ИИЦ Минздрава России.
2. Елизарьев А. Н., Насыров А. Н., Насырова Э. С. 2015. Комплексная оценка экологического состояния водоемов урбанизированных территорий (на примере г. Уфа) // Вода: химия и экология. 9, 3-11.
3. Николаева М. Г., Паутова И. А. 2002. Краткий словарь русских названий растений. СПб.: Издательство ООО «Росток».
4. Починова Т. В., Захаров Н. Г. 2014. Влияние норм внесения осадков сточных вод на качество зеленой массы кукурузы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 4 (28), 30-35.
5. Трухачева Н. В. 2012. Математическая статистика в медико-биологических исследованиях с применением пакета Statistica. М.: «ГЭОТАР-Медиа».
6. Afanasev I., Volkova T., Elizaryev A., Longobardi A. 2014. Analysis of interpolation methods to map the long-term annual precipitation spatial variability for the Republic of Bashkortostan, Russian Federation // WSEAS Transactions on Environment and Development. 10 (1), 405-416.
7. Azizian A., Amin S., Noshadi M., Maftou N. M., Emam Y. 2011. Phytoremediation Potential of Corn and Oat for Increased Levels of Soil Cadmium under Different Irrigation Intervals // Iran Agricultural Research. 30 (1.2), 47-60.
8. Di Salvatore M., Carafa A. M., Mingo A., Carratù G. 2012. Evaluation of Heavy Metal Toxicity on Radish: Comparison between Soil and Floating Hydroponics Systems // American Journal of Experimental Agriculture. 2 (2), 174-185.
9. Ismail S., Khan F., Iqbal Z. M. 2013. Phytoremediation: assessing tolerance of tree species against heavy metal (Pb and Cd) toxicity // Pakistan Journal of Botany. 45(6), 2181-2186.
10. Khadijeh B., Kholderarin B., Moladshohi A. 2011. Effect of Cd on growth, protein content and peroxidase activity in Pea plants // Pakistan Journal of Botany. 43(3), 1467-1470.
11. Sharma A., Dhiman A. 2013. Nickel and Cadmium toxicity in plants // Journal of Pharmaceutical and Scientific Innovation. 2 (2), 20-24.
12. Swain G., Adhikari S., Mohanty P. 2014. Phytoremediation of Copper and Cadmium from Water Using Water Hyacinth, Eichhornia Crassipes // International Journal of Agricultural Science and Technology. 2 (1), 1-7.
13. Syama N., Wardiyatib T., Maghfoerb M. D., Handayantoc E., Ibrahima B., Muchdara A. 2016. Effect of Accumulator Plants on Growth and Nickel Accumulation of Soybean on Metal-contaminated Soil // Agriculture and Agricultural Science Procedia. 9, 13-19.
14. Januarya M. С., Cutrighta T. J., Van Keulenb H., Weic R. 2008. Hydroponic phytoremediation of Cd, Cr, Ni, As, and Fe: Can Helianthus annuus hyperaccumulate multiple heavy metals? // Chemosphere. 70 (3), 531-537.
15. Watson C., Pulford I. D., Riddell-Black D. 2003. Development of a hydroponic screening technique to access heavy metal resistance in willow (Salix) // International journal of phytoremediation. 5 (4), 333-349.
