Интенсификация производственной деятельности человека способствует прогрессивно возрастающему поступлению в природную среду загрязняющих веществ. Их нейтрализация механизмами биосферного гомеостаза оказывается все менее эффективной. Поэтому происходит накопление стойких загрязняющих соединений, среди которых наибольшую опасность представляют пестициды, некоторые удобрения, тяжелые металлы, генномодифицированные организмы и др. Связанные с этим нарушения окружающей среды отражаются на состоянии природных экосистем и агроценозов.
Усилению техногенной нагрузки на окружающую среду во многом способствует развитие энергетики и транспорта. К наиболее интенсивным стационарным источникам техногенного загрязнения относятся тепловые электростанции, использующие уголь. На их долю приходится около 27% загрязнений, поступающих от всех промышленных предприятий. С эксплуатацией автотранспорта связано интенсивное поступление в окружающую среду свинца и кадмия. Свинец выделяется с выхлопами газов при сгорании этилированного топлива, а кадмий — при истирании шин об асфальтобетон и сгорании смазочных масел.
Свинец и кадмий, аккумулируясь в почве и растениях, представляют возрастающую угрозу для нормального функционирования природных и антропогенных экосистем. Поглощение больших доз этих элементов может замедлять рост надземных и подземных органов растений [1] и снижать их урожайность [2]. Загрязняющие вещества, поглощаемые из почвы, аккумулируются в клетках и тканях растений, осаждаются на поверхности их вегетативных и генеративных органов. Свинец, аккумулируясь в организме человека, поражает центральную и периферическую нервные системы, костный мозг, ингибирует синтез белка и кроветворные функции, а также может оказывать гонадотоксическое и эмбриотоксическое действия. Кадмий обладает канцерогенным, мутагенным, эмбриотоксическим и тератогенным эффектом [3]. Поэтому свинец и кадмий относятся к опасным поллютантам.
Загрязнение тела пчелы и продукции пчеловодства возрастает соответственно с увеличением поверхностного накопления поллютантов надземными органами растений, особенно цветками. В задачу настоящей работы входило изучение влияния загрязнения селитебных территорий и ландшафтов, расположенных вблизи автомобильных дорог, на медоносную растительность. Исследование выполнено на дикорастущих видах лекарственного одуванчика (Taraxacum officinale Wigg.), обыкновенной рябины (Sorbus aucuparia L.) и белой акации (Robinia pseuacacia L.).
Разные органы растений отбирали в период их цветения на расстоянии от 5 до 5000 м от автотрассы Псков — С.-Петербург. В дневное время в течение часа по трассе проезжало в среднем 252 легковых и 434 грузовых автомобиля. Ночью поток автомобилей уменьшался в 6–11 раз. Скорость их движения в основном не выходила за пределы 40–90 км/ч.
У рябины и акации отбирали молодые побеги с листьями и цветки, а у одуванчика еще и корни. Половину проб надземных органов промывали в течение 15 мин в дистиллированной, а затем в деионизированной воде. Другую часть проб не подвергали смыву. Процесс подготовки к анализу заключался в высушивании проб до постоянной массы и минерализации. Полную минерализацию проб проводили в герметически закрытых реактивных камерах аналитического автоклава (МКП-04) смесью азотной кислоты и пероксида водорода в соответствии с МУК 4.1.985–00 и МИ 2221–92. Содержание свинца в минерализатах определяли методом атомно-адсорбционной спектрометрии. Для этого использовали спектрометр КВАНТ–Z.ЭТА («КОРТЭК»).
От расстояния до автотрассы зависело общее и поверхностное накопление свинца и кадмия. Но полученные данные отличались по интенсивности общего и поверхностного накопления этих элементов, также неравномерным было и их уменьшение с удалением от трассы.
Корни одуванчика, произраставшего в 5 м от трассы, аккумулировали свинца в 1,4 раза меньше, чем на 20-метровом удалении от нее. Увеличению расстояния от 20 до 500 и 1000 м сопутствовало уменьшение содержания свинца в корнях в 1,8 и 2,7 раза (Р ≥ 0,99). Корни растений на расстоянии 1 и 10 км от трассы не имели достоверных отличий по накоплению свинца (табл. 1).
Содержание кадмия в корнях меньше зависело от расстояния до трассы, чем свинца. Наибольшим было его уменьшение при удалении от 5 до 20 м. Такому изменению расстояния сопутствовало уменьшение содержания элемента в 1,6 раза (Р ≈ 0,9). На расстоянии 5 м от трассы в корнях было 25,7±2,3 мг/кг кадмия. Дальнейшее увеличение расстояния несущественно влияло на уменьшение накопления этого элемента, а на расстояниях 1 и 10 км различия не выходили за пределы средней статистической ошибки.
Накопление свинца и кадмия на поверхности цветков и листьев одуванчика уменьшалось соответственно увеличению расстояния от трассы (табл. 2). Доля свинца, накапливаемого на поверхности листьев, от общего его количества, аккумулируемого этими органами на расстояниях 5, 20, 500, 1000 и 10 000 м, равнялась соответственно 54,6, 60,8; 39,1; 29,2 и 22,4%, а кадмия — 51,1; 50,9; 34,6; 21,8 и 18,4%.
Цветки имели сходную с листьями динамику поверхностного накопления изучаемых элементов в зависимости от расстояния до трассы. Доля свинца на поверхности цветков от общего количества поглощенного ими элемента в 5–20 м от трассы варьировала в пределах 63–64%. С увеличением расстояния до 500, 1000 и 10 000 м этот показатель уменьшался соответственно до 43,4; 26,3 и 12,2%. Поверхностное накопление кадмия в 5–20 м от трассы находилось в пределах 36,9–39,7%, а в 500–10 000 м — от 18,9 до 26% (табл. 1, 2).
Рябина и белая акация, произраставшие на одной и той же территории, удаленной от трассы примерно на 500 м, имели близкие уровни общего загрязнения свинцом и кадмием. У рябины общее количество свинца в побегах составляло 1,23±0,29 мг/кг, в листьях — 1,39±0,23 мг/кг, в цветках — 0,67±0,11 мг/кг, а кадмия соответственно 80,1±4,2; 54,5±3,5 и 30,9±2,6 мкг/кг. Доля свинца, накопившегося на поверхности стеблей, составляла 61,7%, на листьях — 23,6 и на цветках — 19,4%.
У белой акации общее количество свинца, аккумулируемого на побегах, находилось на уровне 1,44±0,17 мг/кг, на листьях — 1,78±0,15 мг/кг и на цветках — 0,86±0,15 мг/кг, а кадмия — соответственно 59,5±2,3; 48,1±2,5 и 39,8±2,7 мкг/кг. Из указанных значений поверхностное накопление свинца на стеблях 38%, на листьях — 23 и на цветках — 22%. Доля кадмия незначительно отличалась от свинца и составляла на указанных органах соответственно 46, 31 и 28%.
Увеличению расстояния от трассы от 0,5 до 10 км сопутствовало двукратное уменьшение накопления свинца. При этом большей загрязненностью отличались листья, меньшей — цветки. Они имели также относительно низкую загрязненность кадмием. Содержание этого элемента в побегах составляло 13,54±1,88 мкг/кг, в листьях — 23,69±2,04 и на цветках — 9,81±1,34 мкг/кг. На 10-километровом удалении от трассы на поверхности стеблей свинца накапливалось 42,3%, листьев — 8,2 и цветков — 30,3%. Содержание кадмия имело сходную, но менее выраженную зависимость от расстояния.
Таким образом, поверхностное накопление свинца и кадмия надземными органами растений находится в прямой зависимости от загрязненности атмосферного воздуха. В относительно незагрязненных ландшафтах в листьях и цветках одуванчика оно составляет около 20% от общего накопления этих элементов надземными органами. В аналогичной экологической ситуации с приближением к загруженным автотрассам до 5–20 м поверхностное накопление возрастает примерно в 3 раза. Вблизи источника интенсивного загрязнения цветки одуванчика превосходят листья по интенсивности поверхностного накопления свинца, но в относительно чистых ландшафтах листья превосходят цветки по поверхностному загрязнению. У рябины и белой акации поверхностное накопление свинца на цветках и листьях, как и у одуванчика, уменьшается с удалением от источника загрязнения. Но цветки рябины превосходят листья по поверхностной загрязненности свинцом. Рябина и белая акация, произрастающие на равном удалении от интенсивного источника загрязнения, не различаются по его накоплению на поверхности листьев. Но поверхность цветков и стеблей у рябины загрязняется свинцом в 1,5–2 раза больше, чем у белой акации.
Е.К.ЕСЬКОВ, М.Д.ЕСЬКОВА,
Н.П.КОРОТКОВА, Г.С.ЯРОШЕВИЧ
Российский государственный
аграрный заочный университет,
Псковский НИИ сельского хозяйства РАСХН
Определена зависимость поверхностного загрязнения растений свинцом и кадмием от удаленности до загруженной автотрассы. Установлены связи между общей и поверхностной загрязненностью вегетативных и генеративных органов цветковых растений.
Ключевые слова:
свинец, кадмий, цветки, листья, побеги, корни
ЛИТЕРАТУРА:
1. Титов А.Ф., Лайдинен Г.Ф., Казнина Н.М. // Агрохимия. — 2002. — №9. — С. 61–65.
2. Филиггас А.С., Ульяненко Л.Н., Лой Н.Н., Пименов Е.П., Арышева СП., Дьяченко И.В., Степанчикова Н.С. Устойчивость растений ячменя к фитопатогенам при техногенном загрязнении почвы // Сельско-хозяйственная биология. — 2003. — № 5. — С. 74–78.
3. Zglicka A. Toksycznosc kadmu I olowiu // Aura. — 2002. — № 2. — Р. 30–31.
Адрес редакции журнала "Пчеловодство":
