ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НЕКОТОРЫХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСТЕНИЯХ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БИОСФЕРНОГО ЗАПОВЕДНИКА ИМ. В.В. АЛЕХИНА КАК ЭТАП ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ЕГО СОСТОЯНИЯ

Проблема загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами остается актуальной в связи с расширением их потребления и ростом числа источников поступления [2, с.7]. Тяжелые металлы остаются ведущей группой загрязняющих веществ, которые представляют научный и практический интерес для оценки экологического состояния загрязненных территорий. Возросшее число автотранспорта и работа промышленных предприятий связана с выбросом в атмосферу токсичных веществ, в том числе и тяжелых металлов (ТМ). Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами оказывает значительное отрицательное влияние на химический состав почв, пищевые свойства растительности. Попадая в почву тяжелые металлы, вступают во все основные циклы миграции, происходящие в биосфере [2]. Важность понимания проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами определяется также тем, что почвы являются природным накопителем тяжелых металлов в окружающей среде и основным источником загрязнения сопредельных сред, включая растения[1].

Центрально-Черноземный государственный биосферный заповедник им. В. В. Алехина широко известен как единственный сохранившийся кусочек ландшафта лесостепи. Заповедник находится в юго-западной части Среднерусской возвышенности, в пределах средней полосы лесостепной зоны, и состоит из пяти разобщенных и разных по величине участков — Стрелецкого, Казацкого, Баркаловки, Букреевых Барм и Ямского общей площадью 4847 га. Заповедник находится в зоне умеренного увлажнения и умеренно холодного климата. Рельеф заповедника типично эрозионный. Все его участки сильно изрезаны и дренируются глубокими балками с многочисленными разветвлениями.

Основное богатство заповедника — луговые целинные степи, представляющие коренной зональный тип травянистой растительности, — занимают половину его площади. Многие растения: бобовые — горошек тонколистный, вязель пестрый или злаки — костер безостый, пырей средний, вейник наземный образуют пятна или куртины [3].

Мониторинг состояния природных объектов является актуальным для биосферных заповедников, поэтому определение содержания тяжелых металлов в растениях за 30 летний цикл является важным и подлежит изучению.

Исследуемые образцы отбирали в сухую погоду, в утренние часы, после высыхания росы. На выбранном для отбора проб участке выделили 8-10 учетных площадок площадью 1 м² , располагая их по диагонали участка. Точечные пробы количеством не менее десяти отбирали с каждой учетной площадки вручную. Полученную зеленую массу расстилали на полиэтиленовую пленку и тщательно перемешивали, получая объединенную пробу. Исследуемую пробу, выделенную методом квартования из объединенной пробы, помещали во взвешенную тару.

Высушенную пробу оставляли на лабораторном столе на 24 ч для доведения ее до воздушно-сухого состояния. Воздушно-сухую пробу использовали в дальнейшем для озоления. Озоление проводили следующим способом: пробу без уплотнения укладывали в фарфоровый тигель, чтобы в ее нижние слои поступал воздух. Тигель с пробой взвешивали на весах высокого класса точности, помещали в холодную печь для обугливания пробы и повышали температуру до 200 °С — 250 °С (что сопровождается появлением дыма).

После прекращения выделения дыма температуру печи доводили до 500 °С и прокаливали в течение 3 — 5 ч. Золу смачивали дистиллированной водой, приливали по каплям концентрированную перекись водорода, затем раствор азотной кислоты (1:1). Высушивали золу на электроплитке. Далее тигель снова помещали в печь и прокаливали при температуре 500°С до достижения постоянной массы тигля с золой.

Охлажденную и доведенную до постоянной массы золу смачивали несколькими каплями дистиллированной воды и добавляли раствор соляной кислоты (1:1). Затем тигель ставили на электрическую плитку и упаривали содержимое до влажных солей, не допуская разбрызгивания и прокаливания осадка. После этого в пробу вносили раствор азотной кислоты (1:1), накрывали тигель часовым стеклом и снова нагревали на электроплитке до кипения, не допуская разбрызгивания осадка.

После охлаждения тигля проводили отделение раствора золы фильтрованием от нерастворенного осадка.

Определение тяжелых металлов выполняли инверсионно – вольтамперометрическим методом. Концентрацию металлов определяли методом добавок стандартных растворов, приготовленных из ГСО. Результаты исследования отображены в таблицах №1 и №2.

Во всех исследуемых образцах растений были обнаружены тяжелые металлы. Наиболее часто в образцах отобранных в 1986 г., встречается свинец, его содержание колеблется в пределах 1,116 – 12,494 мг/кг. В настоящие время активным накопителем свинца является таволга шестилепестная и адонис, его содержание 7,012 и 7,063 мг/кг соответственно, что в 7 раз превышает концентрацию в других исследуемых образцах, причем в адонисе не было обнаружено других тяжелых металлов, это может говорить об избирательности данного растения в накоплении определенного элемента. Цинк, кадмий и медь были также обнаружены в изучаемых образцах. Лучше всего аккумулирует цинк и медь горошек тонколистный при этом их содержание в образцах, отобранных в 2011 г, превышает аналогичные значения в образцах отобранных 1986г.

Литература:

1. Клинская Е.О. содержание свинца, цинка, никеля и кадмия в почвах города Биробиджана и оценка их влияния на здоровье населения // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 12, №1(4), 2010. – С 1027 – 1031.

2. Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М., Лайдинен Г.Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам / / Титов А.Ф., Таланова В.В., Казнина Н.М., Лайдинен Г.Ф. Институт биологии КарНЦ РАН. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2007. - 172 с.

3.http://www.zapoved.net/index.php/News/Регионы/Центральный округ/Курская область/Курский район/Центрально-Черноземный заповедник.