Дипломная работа на тему: Обзор литературы. Тяжелые металлы в системе почва - растения

Введение

Интенсификация промышленного и сельскохозяйственного производства, развитие транспорта и активизация добычи полезных ископаемых неизбежно приводят к загрязнению природных экосистем. При этом одним из основных объектов загрязнения является почва. В результате загрязнения снижается качество почв и ценность сельскохозяйственных угодий. Одним из наиболее серьезных аспектов этой проблемы является то, что поступившие в почву вещества и продукты их трансформации поглощаются растениями и накапливаются в них в концентрациях, опасных для здоровья человека и животных.

В последние годы вблизи городов и крупных промышленных центров наблюдается интенсивное загрязнение почв тяжелыми металлами. Так, по данным обследования почв 13 административных районов Московской области, полученным Испытательным центром почвенно-экологических исследований РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, в десяти районах содержание в почвах подвижных форм свинца и цинка превышало предельно допустимые значения в 3-5 и 2-10 раз соответственно, шесть районов оказались неблагополучными по содержанию в почве меди и марганца, четыре района - по содержанию никеля, три района - по содержанию кадмия и хрома [5]. Для городских почв проблема загрязнения стоит еще более остро. При этом самоочищение загрязненных почв протекает чрезвычайно медленно, в связи с чем большую актуальность приобретает исследование способов их очистки.

В настоящее время в индустриально развитых странах активно развиваются экономичные и мягкие технологии ремедиации почв, загрязненных неорганическими и органическими контаминантами, в основе которых лежит способность специально подобранных видов высших растений и ассоциированной с ними микробиоты поглощать и аккумулировать в своей биомассе тяжелые металлы в количествах, значительно превышающих их содержание в среде произрастания. Впоследствии загрязненная биомасса удаляется и утилизируется. Простота и дешевизна этого способа очистки загрязненных почв заключается в использовании обычных агротехнических приемов для выращивания растений. Данная технология может применяться как к органическим, так и к неорганическим поллютантам, находящимся в почве, воде или воздухе. Выделяют несколько фиторемедиационных методов, из которых основным для очистки почв от солей тяжелых металлов является фитоэкстракция. Ключевую роль в ее успешном применении имеет правильный подбор аккумулирующих металлы растений среди культурных или диких видов, характерных для данных почвенно-климатических условий и типа загрязнения. В настоящее время в мире идентифицировано около 400 видов гипераккумуляторов различных металлов из 22 семейств, использование которых в качестве растений - фиторемедиантов вызывает у исследователей большой интерес.

В области фиторемедиации работают научные коллективы во многих странах мира. Однако в России при очевидной перспективности количество целенаправленных исследований по выявлению местных культурных и диких видов растений - аккумуляторов и изучению условий их использования для очистки загрязненной почвы крайне ограничено [5].

В связи с этим цель наших исследований состояла в выявлении перспективных для использования в фиторемедиационных технологиях растений в условиях комплексного загрязнения дерново-подзолистой почвы тяжелыми металлами путем определения биологической продуктивности и установления параметров накопления и распределения металлов по органам исследуемых растений.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

. Определить содержание подвижных и валовых форм тяжелых металлов (Zn, Сd, Сu, Ni, Со, Рb) при разном уровне их внесения.

2. Установить степень накопления биологической массы экспериментальных растений (амаранта, львиного зева) при разном уровне загрязнения почвы тяжелыми металлами.

. Определить содержание и характер распределения тяжелых металлов в корнях и надземной массе экспериментальных растений (амарант, львиный зев).

.Оценить фиторемедиационный потенциал растений (амаранта, львиного зева) с учетом показателей коэффициента биологического поглощения и транслокационного коэффициента.

Оглавление

- Введение

- Обзор литературы

- Тяжелые металлы в системе почва - растения

- Тяжелые металлы в почве

- Тяжелые металлы в растениях

- Растения - гипераккумуляторы тяжелых металлов

- Фиторемедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами

- Объекты и методы исследования

- Характеристика объектов исследования

- Характеристика методов исследования

- Экспериментальная часть

- Содержание подвижных и валовых форм тяжелых металлов в почве

- Накопление биологической массы растениями амаранта и львиного зева при разном уровне загрязнения почвы тяжелыми металлами

- Содержание тяжелых металлов Сd, Сu, Ni, Со, Рb и Zn в дикорастущих и декоративных растениях при разном уровне их содержания в почве

- Расчет коэффициентов биологического поглощения и транслокационных коэффициентов для исследуемых растений по отношению к Сd, Сu, Ni, Со, Рb, Zn Выводы

- Библиографический список

Список литературы

. Атомин Д.А., Храмцов Н.С. Экономические основы развития агропромышленной интеграции.// СибНИИЭСХ.- 2000.- №7.- С.105-110.

. Агрохимия / Б.А.Ягодин, П.М.Смирнов, А.В.Петербургский и др.; Под ред. Б.А.Ягодина. - М.: Агропромиздат, 1989. - 639 с.

. Агроэкологическая характеристика пахотных почв Российской Федерации по содержанию тяжелых металлов, мышьяка и фтора / МСХ РФ. Упр. химизации и защиты растений.- М.: Агроколсалт, 2002.-50с.

. Андреева И.В. Особенности накопления и распределения никеля в некоторых сельскохозяйственных культурах: Автореф. дис...канд. биолог. наук: 07.09.01.- М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2003. - 60с

. Берток П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнения / Пер. с англ. - М.: Мир, 1980. - 606с.

. Влияние антропогенного загрязнения на свойства почв/ Под ред. Л.А. Гришиной. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 205с.

. Зубкова В.М. Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах и влияние удобрений на их поведение в системе почва - растение: Автореф. дис. на соискание ученой степени доктора биолог. наук: 08.07.02. - М.: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2004.-16c.

. Карпухин А.И., Касатиков В.А. Комплексные соединения гумусовых кислот с ионами металлов в генезисе почв и питании растений. - М.: Российская акад. с.-х. наук, 2007. - 152с.

. Кирюшин Н.В. Миграция радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва-растение и разработка мелиоративных приемов, снижающих загрязнение почв и продукции растениеводства: Автореф. дис. …канд. с.-х. наук: 06.03.04. - Л.: Лунино, 2002. - 35с.

. Кудряшов В.И. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими растениями: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 02.08.04. -Л.: Саранск - 2003.-50с.

. Павловская В.А. Аккумуляция тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями в зависимости от их биоэкологических свойств и действия основных экологических факторов в условиях Самарской области: Автореф. дис. … канд. биол. наук: 14.08.2001.-Л.: Самара - 1997. - 40с.

. Покровская С.Ф. Регулирование поведения свинца и кадмия в системе почва - растение.- М.: Наука, 1995 .- 252с.

. Якушкина Н. И., Бахтенко Е. Ю. Физиология растений - М.: ВЛАДОС, 2005.-463с.

. Черных Н.А. Закономерности поведения тяжелых металлов в системе почва-растение при различной антропогенной нагрузке: Автореф. дис. д-ра биол. наук:29.06.2000.-М.: ВИУА, 1995. - 36с.

. Экологические требования к почвам и грунтам г.Москвы. (Методическое пособие). Под редакцией доктора биологических наук, профессора Н.Ф. Ганжары - М.: Агроконсалт, 2005. - 32 с.

16. М. Ghosh , S.Р. Singh Applied Ecology and Environmental Research. - 2005. -V. 3(1). -Р.

. Brooks R.R. Plant that hyperaccumulate heavy metals (their role in phytoremediation, microbiology, archaeology, mineral exploration and phytomining). - Wallingford: CAB International, 1998. - 380 р.

18. Ильин В.Б. Элементный химический состав растений. - Новосибирск: Наука, 1985. - 129 с.

. Вакуленко В.В., Зайцева Е.Н. Справочник цветовода. - М.: Колос, 1996. - 446 с.

. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. - М.: Высшая школа, 1966. - 392 с.

. Агроэкология./ Под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекереса.- М.: Колос, 2000.- 536 с.

. Агроэкология. Методология, технология, экономика / В.А. Черников ,И.Г. Грингоф, В.Т. Емцев и др.; Под ред . В.А. Черникова, А.И. Чекереса.-М.: Колос, 2004.-400 с.

. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. / Ю.В. Новиков. - М.: Гранд, 1998.-253 с.

. Галиулин Р.В. Фиторемедиация почв и промышленных сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами / Р.В. Галиулин, Р.А. Галиулина, Б.Н. Кочуров//Экологические системы и приборы.- 2004.- №2.- 24-31.

. Тяжелые металлы в окружающей среде / Под ред. В.В. Добровольского. - М . : Изд-во Моск. ун-та, 1980. - 131 с.

. Физиология растительных организмов и роль металлов / под ред. Н.М. Чернавской. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. - 159 с.

. Левина Э.Н. Общая токсикология металлов / Э. Н. Левина. - Л.: Медицина, 1972. - 184 с.

. Чернавина И.А. Физиология и биохимия микроэлементов / И.А.Чернавина. -М.: Наука, 1970. - 389 с.

. Жуйкова Т.В. Разные стратегии адаптации растений к токсическому загрязнению среды тяжелыми металлами / Т.В. Жуйкова, В.Н. Позолотина, В.С. Безель // Экология. - 1999. - №3. - 189-196.

. Бричкова Г.Г. Использование растений для очистки территорий загрязненных тяжелыми металлами / Г.Г. Бричкова, Н.А. Картель // Вести НАН Беларуси. - 2003. - №1. - 25-28.

. Физиология растительных организмов и роль металлов / Под ред. Н.М. Чернавской - М.: Изд-во Московского ун-та, 1989. - 16с

. Васильцова А.В., Шведова Л.В., Куприяновская А.П., Невский А.В. Тяжелые металлы в компонентах экосистем // Вузовская наука - региону: Тезисы IV Всеросс. научно-техн. конф. - Вологда, 2006. - С. 395-397.

. Линдиман А.В., Шведова Л.В., Невский А.В. Изучение процесса фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов: Тезисы III Межд. конф. - Тольятти, 2007, С. 145-147.

. Линдиман А.В., Шведова Л.В., Тукумова Н.В., Невский А.В. Повышение эффективности фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами // Сотрудничество для решения проблем отходов: Тезисы IV Межд. конф. - Харьков, 2007, С 53.

. Буравцев В. Н., Головатый В. Г., Котова Е. А., Головатая Н. Н., Ильинский А. В. Подбор растений для фиторемедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами //Международная научная конференция (Костяковские чтения). Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации. - Москва, 2005. С. 282 - 286.

. Буравцев В. Н., Крылова Н. П. Современные технологические схемы фиторемедиации загрязненных почв//Сельскохозяйственная биология. Серия Биология растений. №5. 2005. С. 67 - 75.

. Минеев В.Г., Валитова А. Р., Болышева Т. Н., Кижалкин П.П. Фиторемедиирующий эффект различных культур.//Плодородие, №1 (28).2006. С.34-36.