Хазанова К.П., аспирант Ростанец Д.В., соискатель Уваров А.Г., аспирант Хромов В.М., профессор, главный научный сотрудник
(Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова)
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ POTAMOGETONPERFOLIATUS L. И CERATOPHYLLUMDEMERSUM L.
В МОНИТОРИНГЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРЕСНЫХ ВОДАХ
Проведен сравнительный анализ накопления 6 тяжелых металлов P. perfoliatus L. и C. demersum L. Въшвлены специфические морфологические особенности накопления металлов этими растениями. Даны методические рекомендации по их использованию в мониторинге содержания тяжелых металлов в пресных водах.
Ключевые слова: тяжелые металлы, мониторинг, макрофиты.
GUIDELINES FOR THE USE OF POTAMOGETON PERFOLIATUS L.
AND CERATOPHYLLUM DEMERSUM L.
IN MONITORING HEAVY METALS IN FRESH WATERS
The comparative analysis of accumulation of 6 heavy metals in P. perfoliatus L. and C. demersum L. has been carried out. The features of the morphological specificity of the accumulation of metals in these plants are disclosed. Guidelines for their use in the monitoring of heavy metals in fresh waters are given.
Keywords: heavy metals, monitoring, macrophytes.
Часто загрязнение тяжелыми металлами пресных вод не может быть выявлено аналитическими методами до тех пор, пока они не будут аккумулированы в гидробионтах, и в частности в высшей водной растительности (Мур, Рамамурти, 1987). Как было показано ранее, из погруженных гидрофитов наиболее перспективны для использования в мониторинге содержания тяжелых металлов в пресных водах Potamogeton perfoliatus L. и Ceratophyllum demersum L. (Ростанец и др., 2010). С целью установить, содержание каких тяжелых металлов необходимо оценивать интегрально во всем организме, а каких - в конкретных морфологических элементах растения, нами было проведено изучение морфологической специфичности накопления тяжелых металлов этими растениями.
Материалы и методы
Материал был собран на 29 станциях 10 водных объектов разного типа, отличающихся по уровню антропогенной нагрузки, расположенных на территории Московской и Ярославской областей. Содержание тяжелых металлов (Сг, Со, Ni, Си, Zn и Pb) определяли в отдельных морфологических элементах и интегрально во всем растении. У P. рerfoliatus выделяли корневую систему, стебли и листья, у C. demersum - стебли и листья.
Определение содержания металлов в пробах проводили на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой Perkin Elmer ELAN DRC-e в соответствие с общепринятыми методиками (Plasma.., 1999).
Результаты и обсуждение
Максимальные концентрации Cr и Pb на большинстве станций отбора проб были зарегистрированы в корнях P. perfoliatus (Табл. 1). В целом для корней рдеста были характерны самые широкие диапазоны концентраций Cr и Pb и наивысшие средние значения концентраций
102
суммарно по всем станциям, что свидетельствует о высокой по сравнению с другими морфологическими элементами накопительной способности в отношении данных элементов. Высокие коэффициенты корреляции концентраций Сг и РЬ для пары «целое растение - корень» (0,90 и 0,81, р<0,05), свидетельствуют о том, что допустимо оценивать содержание этих металлов интегрально во всем растении, однако оптимально проводить мониторинг содержания Сг и РЬ, используя корни рдеста.
Таблица 1
Содержание тяжелых металлов в Р. рег/оИМж и С. йетеюит
В числителе - диапазоны концентраций, мг/кг, в знаменателе - средняя концентрация по всем станциям, мг/кг сухого веса). к - корневая система, с - стебли, л - листья, цр - целое растение.
Растение
Морф. часть
Сг
Со
N1
Си
гп
РЬ
Р. рег/оНаШ
К
Л
цр
С. demersum
Л
2,3 - 32, Г
(кг - г«
о.} - -5+.г
1,0 - 14.9
0.1 - ЗД*
«91 - +в
цр
С
С
Самое высокое содержание N1, гп и Со практически на всех станциях отбора проб зарегистрировано в листьях Р. рег/оНаШ\ для которых отмечены максимальный диапазон и наибольшее среднее по станциям значение концентраций N1. При этом, хотя более широкий диапазон концентраций 2п и Со был отмечен для корней, максимальные средние по всем станциям концентрации этих металлов были отмечены в листьях, что говорит о их большем сродстве к данным металлам по сравнению с остальными морфологическими элементами. Высокие коэффициенты корреляции концентраций N1, 2п и Со для пары «целое растение -лист» (0,89, 0,73 и 0,80 р<0,05), свидетельствуют о том, что оптимально проводить мониторинг содержания N1, 2п и Со в листьях Р. рег/оНахотя допустимо оценивать их содержание интегрально во всем теле растения.
Концентрации Си на большинстве станций отбора проб были выше в листьях растения, что говорит об их высоком сродстве к данному элементу, однако самый широкий диапазон концентраций отмечен для корней. Достоверных корреляций концентраций Си для пары «корень - лист» не выявлено, коэффициенты корреляции для пар «целое растение - корень» и «целое растение - лист» составляли 0,81 (р<0,05) и 0,63 (р<0,05) соответственно,
103
поэтому допустимо проводить мониторинг содержания Cu как по листьям, так и по корням
P. perfoliatus.
Минимальные концентрации изученных тяжелых металлов на всех станциях отбора проб были зарегистрированы в стеблях P. perfoliatus, что делает их использование в мониторинге нежелательным.
Самые высокие концентрации Cr и Ni на большинстве станций отбора проб были зарегистрированы в целом растении C. demersum (Табл. 1). Наибольшее содержание и максимальные диапазоны концентраций Co, Cu и Pb были отмечены в листьях C. demersum, а Zn -в стеблях растения. При этом высокие коэффициенты корреляции концентраций Co, Pb, Zn, Cu в максимально накапливающей их морфологической части и в целом растении указывают на то, что допустимо оценивать содержание данных металлов и интегрально во всем растении. Таким образом, принимая во внимание трудоемкость разделения C. demersum на морфологические части, в мониторинге содержания всех исследованных нами металлов предпочтительно использовать целое растение
Работа проводится в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мур Д.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния. М.: Изд-во Мир, 1987. 288 с.
2. Ростанец Д.В., Хазанова К.П., Уваров А.Г., Малашенков Д.В., Хромов В.М., Недосе-кин А.Г. К вопросу о накоплении тяжелых металлов высшей водной растительностью // Естественные и технические науки. М.: Изд-во «Спутник +», 2010. № 6 (50). С. 152-155.
3. Plasma source mass spectrometry: New developments and applications // Eds.: Holland J.G., Tanner S.D. London: Royal Society of Chemistry, 1999. 300 p.
104
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.