Реакция на соли тяжелых металлов 

Среди поллютантов агроценоза особое положение занимают соли тяжелых металлов. Показано, что не только виды растений, но и отдельные сорта и даже клоны различаются по чувствительности к определенному загрязнителю. Специальные биотесты для определения эффективности общего действия поллютантов сводятся к оценке степени изменения морфометрических и биохимических показателей, оценке энергии прорастания, энергии роста корней, поражаемости растений под влиянием загрязнителя. Степень депрессии растений после обработки определяется физиологическими методами.

В цель проводимых нами исследований входило поиск быстрых и адекватных тестов с помощью которых можно было бы определять загрязнение почвы и воды солями тяжелых металлов, пестицидов, анализировать почву с различных вариантов полевого мониторинга с комплексным загрязнением. Удачной тест-объектом послужили различные виды рясок, встречающиеся на территории Краснодарского края.

На первом этапе работы стала задача определить реакцию каждого вида на конкретный загрязнитель (металл или пестицид), а затем проводить комплексное тестирование почвы.

Реакция на металлы.

Для исследований были взяты водные растворы солей ZnSO4, CuSO4, CuCl2, Co(NO3)2, BaCl2, MnSO4, Fe2(S04)3. Показать реакцию рясок на металлы мы решили посредством таблицы. Представленный таким образом материал позволил на наш взгляд, наиболее полно отразить весь спектр ответа каждого вида на концентрацию того или иного металла.

Два вида - Ряска тройчатая (Lemna trisulca) и Вольфия бескорневая (Wolffia arrhiza) реагировали на воздействие поллютантов изменением цвета листецов и информации была мало. Мы ограничились только кратким описанием, без введения таблицы.

Ряска тройчатая полностью погружена в воду, поэтому она быстрее отвечает на загрязнение - либо полностью отмирает, либо меняет интенсивность окраски. Видимо для этого вида нужно искать иные критерии оценки, с использованием окраски и другие цитологические методы, способные дать полную информацию о степени загрязнения воды.

Вольфия бескорневая - растение очень маленькое, без корней, что затрудняет анализ при переходе с одной концентрации металла на другую. Это растение, тем не менее, может быть, по-видимому, удачно использовано для фитотестирования при пассивном мониторинге загрязнения природных водоемов.

Концентрации 0,1- 0,25 по всем металлам для всех представителей рясковых оказались летальными, в этой связи мы объединили их в одной графе (Табл. 1, 2, 3).

Рис. 1. Lemna minor. Cu - медь - 0,001-0,0001 мг/мл (реакция через пять часов после эксперимента) Листецы обесцвечиваются от переферии к центру, рассоединение полное.

Медь (Cu) - первая реакция на металл при концентрациях: 0,1 - 0,25 - 0,025 - появилась через 4 часа после начала эксперимента. Листецы обесцветились, (Рис. 1) а на следующий день приобрели голубую окраску. У ряски малой, тройчатой и вольфии при концентрации 0,001 листецы обесцветился, только в точках роста сохранилась зеленая окраска, полное рассоединение, у многокоренника - листецы светло-зеленые и рассоединились также (Рис. 2).

a) b)
Гиалиновая нить, соединяющая четыре листеца и два туриона. Специфическая реакция на медь: a) эталон, все листецы ряски маленькой собраны в группы; b) вариант с медью, все ратения рассоединились и листецы побурели.
Рис. 2.


Таблица 1
Реакция ряски малой (Lemna minor) на соли тяжелых металлов.
Металл и его концентрации Показатели по тестам
специфическая окраска листецов рассоединение листецов коэфф. роста реакция
ЭталонИнтенсивно зеленаянет1,55нет
Cu 0,1-0,25белаянетнетнет
0,025белая100%нетнет
0,001-0,0001потеря окраски от переферии к центру100%нетнет
Fe 0,1-0,25белая100%неткорни белые
0,025--------
0,001светло-зеленаянет1,2 
0,0001белаянет1,55 
Zn 0,1-0,25обесцветились от переферии к центрунетнеткорни белые
0,025--нетнетнет
0,001зеленаянет1,2нет
0,0001светло-зеленаянет1,1нет
Ba 0,1-0,25от белой до темно-желтой100%нетнет
0,025белая, но концы листеца зеленые100%нетнет
0,001белая, зеленая только точка роста70%нетнет
0,0001зеленаянет1,4нет
Co 0,1-0,025белая, зеленые только жилки100%нетнет
0,001светло-зеленая100%нетнет
0,0001бледно-зеленая, местами белаянетнетлистецы подсохли
Mn 0,1-0,25зеленая, по краям слегка желтая100%неткорни отпали
0,025зеленая, слегка желтаянетнетнет
0,001желто-зеленаянет1,4нет
0,0001светло-зеленаянет1,5нет


Таблица 2
Реакция ряски горбатая (Lemna gibba) на соли тяжелых металлов
Металл и его концентрации Показатели по тестам
специфическая окраска листецов рассоединение листецов коэфф. роста реакция
ЭталонИнтенсивно зеленаянет1,35нет
Cu 0,1-0,25серо-зеленаянетнеткорни белые
0,025белаянетнетнет
0,001оливковая100%нетнет
0,0001белая------
Fe 0,1-0,25белая100%неткорни белые
0,025--------
0,001потеря окраски от переферии к центрунет1,4нет
0,0001зеленаянет1,5 
Zn 0,1-0,25обесцветились от переферии к центрунетнеткорни белые
0,025светло зеленаянетнеткорни белые
0,001зеленаянетнеткорни белые
0,0001светло-зеленаянетнетнет
Ba 0,1-0,25желто-зеленая100%неткорни отпали
0,025белая, но концы листеца зеленые100%неткорни отпали
0,001светло-зеленаянетнеткорни отпали
0,0001светло-зеленаянет1,2нет
Co 0,1-0,25светло-зеленаянетнетнет
0,025--------
0,001светло-зеленаянетнетнет
0,0001желто-зеленая, местами белаянетнетлистецы подсохли
Mn 0,1-0,25зеленая100%неткорни отпали
0,025бледно-зеленаянетнетнет
0,001желто-зеленаянет1,2нет
0,0001светло-зеленаянет1,2нет


Таблица 3
Реакция многокоренника (Spirodella pollyrhiza) на соли тяжелых металлов
Металл и его концентрации Показатели по тестам
специфическая окраска листецов рассоединение листецов коэфф. роста реакция
ЭталонИнтенсивно зеленаянет1,25нет
Cu 0,1-0,25оливковаянетнеткорни белые
0,025оливковая100%нетнет
0,001оливковая100%нетлистецы сморщились
0,0001светло-зеленая70%1,2нет
Fe 0,1-0,25темно-сераянетнетнет
0,025серая------
0,001зеленаянет1,2нет
0,0001зеленаянет1,3нет
Zn 0,1-0,25обесцветились от переферии к центрунетнеткорни белые
0,025светло-зеленаянетнеткорни белые
0,001зеленаянетнеткорни белые
0,0001зеленаянет1,2нет
Ba 0,1-0,25желто-зеленаянетнеткорни отпали
0,025желто-зеленаянетнеткорни отпали частично
0,001зеленаянет1,5корни отпали только у 40% растений
0,0001светло-зеленаянет1,2листецы слегка подсохли
Co 0,1-0,25светло-зеленаянетнетлистецы вялые
0,025--------
0,001светло-зеленаянет1,3нет
0,0001зеленаянет1,5нет
Mn 0,1-0,25светло-зеленая, но по краям сильно подсохли и пожелтелинетнеткорни отпали, листецы подсохли
0,025желто-зеленаянетнетнет
0,001зеленаянет1,2нет
0,0001светло-зеленаянет1,3нет


Реакция на железо (Fe) наступила через 6 часов после начала эксперимента. Листецы у рясок стали белые, а затем на 2 сутки приобрели светло-оранжевый цвет.

Реакция на цинк (Zn) характерна для всех видов рясок. Листец при концентрациях 0,1- 0,25 - 0,025 (у ряски малой) становится почти бесцветным, зеленые только точки роста.

Рис. 3. Spirodella pollyrhiza. Ba - барий - 0,1-0,25 мг/мл (реакция на 2 сутки). Листецы светло желтые, полное рассоединение листецов, корни отмирают и отпадают.

Действия бария (Ba) на ряски проявляется в потере окраски, разъединение листецов, отмирании корней (Рис 3).

Рис. 4. Spirodella pollyrhiza. Co - кобальт - 0,1-0,025 мг/мл (реакция на 2 сутки). Листецы вялые, но зеленые, прироста листецов нет. Рис. 5. Lemna minor. Co - кобальт - 0,1-0,025 мг/мл (реакция на 2 сутки). Листецы зеленые, по краям начинают отмирать, все листецы рассоединились.

На кобальт (Co) по сравнению со всеми видами рясок, чувствительнее всех реагирует ряска малая. (Табл. 1, 2, 3). Отмечено: потеря окраски, листецы подсыхают с краев и разъединяются. Видимо, путь поступления этого метала проходит по сосудистым пучкам и вызывает посветление тканей листецы вдоль жилок (Рис 4, 5).

Главная       Реакция на пестициды Биотестирование почвы
Краснодар, 2000