Накопление тяжелых металлов в тканях и органах SALIX SCHWERINII в условиях загрязнения Костомукшского ГОКа

Фиторемедиация как метод очистки почв и грунтовых вод от техногенных загрязнителей (тяжелые металлы, соли, ксенобиотики) подразумевает использование высших зеленых растений. Ивы - древесные растения, которые активно используются при фиторемедиации промышленных территорий. Эти пионерные виды способны накапливать тяжелые металлы, устойчивы к промышленному загрязнению, имеют высокую скорость роста, продуктивность и высокие физиологические показатели (интенсивность фотосинтеза, транспирации). В результате фиторемедиации происходит очистка загрязненных почв от поллютантов, рекультивируются ландшафты, а сами ивы в дальнейшем могут использоваться как сырье для производства биотоплива.

Ранее эксперименты с видом Salix schwerinii по аккумуляции тяжелых металлов и других техногенных загрязнителей не проводились. Экспериментальное исследование данного вида на пригодность к использованию в процессах фиторемедиации проводится на территории Российской Федерации впервые.

Нашей целью было оценить возможность произрастания Salix schwerinii в камеральном эксперименте при поливе технической водой комбината (содержит не превышающие для воды ПДК тяжелые металлы).

Исследования проводились на кафедре ботаники и физиологии растений Петрозаводского государственного университета и на агробиологической станции Карельского научного центра академии наук в 2013 г. В закрытом грунте саженцы ивы выращивались в течение двух месяцев, полив опыта осуществлялся технической водой с Костомукшского ГОКа, контроль поливался чистой водой. Параллельно производилось фенологическое и биометрическое наблюдение за растениями. Спектрофотометрическим методом было определено количество фотосинтетических пигментов в растениях опыта и контроля. Определение содержания тяжелых металлов в почве и растениях - атомно-адсорбционным методом выполнено в Аналитической лаборатории Института Леса КарНЦ РАН.

Наличие в воде тяжелых металлов в количестве приближенным или не намного превышающим ПДК приводит к значительному увеличению биометрических показателей растений, по сравнению с растениями, произрастающими в условиях отсутствия загрязнителей. Также не наблюдались внешние (хлорозы, некрозы, нарушения развития) видимые проявления негативного воздействия тяжелых металлов на растения. Количество фотосинтетических пигментов в листьях ивы в опытной и контрольной группе растений осталось без изменений.

Содержание тяжелых металлов в почвах при обработке технической водой не превысило значений ПДК для почв. Однако содержание свинца, кобальта, никеля и цинка в почве, политой технической водой, было выше, чем в контрольных условиях. Превысили значения ПДК у растений биофильные металлы медь, марганец, цинк, железо и кобальт. Остальные тяжелые металлы небиофильные, токсичные, такие как свинец, кадмий, никель не концентрировались в растениях до значений ПДК.

Выводы: содержание тяжелых металлов в почве оказывает стимулирующее действие на рост растений ив, при этом фотосинтетическая функция растений не нарушается. Ивы на начальных этапах онтогенеза могут произрастать в условиях загрязнения Костомукшского ГОКа.

Работа выполнена при финансовой поддержке Международного гранта Программы ЕИСП ПГС Карелия: «Развитие лесных плантаций на отвалах карьеров, их облесение и фитоочистка в России и Финляндии».

Н. В. Паршин