Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів
A level and rates of accumulation of Zn, Ni, Pb and Cd are determined, in the leaves of arboreal plants in the conditions of different levels of contamination. On index of intercellular contamination of leaves investigated species are subdivided into 3 groups. The species with the high level of accu...
Gespeichert in:
| Datum: | 2014 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2014
|
| Online Zugang: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/271 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Institution
Plant Introduction| _version_ | 1860121808233037824 |
|---|---|
| author | Gryshko, V.M. Piskova, O.M. |
| author_facet | Gryshko, V.M. Piskova, O.M. |
| author_sort | Gryshko, V.M. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-11-24T23:14:11Z |
| description | A level and rates of accumulation of Zn, Ni, Pb and Cd are determined, in the leaves of arboreal plants in the conditions of different levels of contamination. On index of intercellular contamination of leaves investigated species are subdivided into 3 groups. The species with the high level of accumulation of most heavy metals, which exceeds more than 10 times the base level (Populus bolleana Lauche, P. italica (Du Roi) Moench and Sorbus aucuparia L.) are in the first one. The second group includes plants with the average level of accumulation (exceeds the base level 5 to 10 times) — Acer negundo L. and Tilia cordata Mill. At the third group we have the species with exceeding the base level less than 5 times — Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth. and Picea pungens Engelm. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.1493363 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:41:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
93ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
© В.М. ГРИШКО, О.М. ПІСКОВА, 2014
УДК 581.1:502.521
В.М. ГРИШКО, О.М. ПІСКОВА
Криворізький ботанічний сад НАН України
Україна, 50089 м. Кривий Ріг, вул. Маршака, 50
ОСОБЛИВОСТІ АКУМУЛЯЦІЇ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ЛИСТКАХ
ДЕРЕВНИХ РОСЛИН ПРИ АЕРОГЕННОМУ ЗАБРУДНЕННІ ЕКОТОПІВ
Установлено вміст і темпи акумуляції Zn, Ni, Pb та Cd у листках деревних рослин у різні фази морфогенезу в умовах
забруднення викидами підприємства з виробництва металовмісних пігментів для лакофарбової промисловості. За
показником внутрішньотканинного забруднення листків досліджені види розподілено на три групи. До першої відне-
сено види з високим рівнем акумуляції більшості важких металів, який перевищує більше ніж у 10 разів фоновий рівень
(Populus bolleana Lauche, P. italica (Du Roi) Moench та Sorbus aucuparia L.), до другої — види із середнім рівнем акуму-
ляції (перевищення фонового рівня у 5–10 разів) — Acer negundo L. і Tilia cordata Mill., до третьої — види з переви-
щенням фонового рівня менш ніж у 5 разів — Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth. та Picea pungens Engelm.
Ключові слова: акумуляція, важкі метали, деревні рослини.
Сучасне урбанізоване середовище за багатьма
показниками, зокрема за видовим складом
тварин і особливо рослин, значно відрізняєть-
ся від природних біогеоценозів [8, 19, 27]. У
промислових центрах техногенне забруднен-
ня є одним з основних чинників, які вплива-
ють на рослинність [8, 15]. Тому деревні рос-
лини, які використовують для озеленення те-
риторій промислових підприємств, повинні
мати високу стійкість до аерогенного забруд-
нення, високу декоративність і здатність по-
глинати забруднюючі речовини з атмосфери
та ґрунту, рости на ґрунтах з домішками буді-
вельного сміття і низьким вмістом поживних
речовин [9, 17, 20].
Останніми роками дослідники видоспеци-
фічної акумуляції і транслокації важких мета-
лів у рослинах в Криворізькому регіоні зде-
більшого обмежуються вивченням впливу ат-
мосферних викидів підприємств гір ничо-руд-
ної промисловості або лише сполук окремих
металів на квітниково-де ко ративні рослини,
сільськогосподарські культури, окремі види
тополь чи газонні трави [10, 12, 13, 24] і прак-
тично не вивчають вплив підприємств з ви-
робництва металовмісних пігментів для лако-
фарбової промисловості на деревні рослини.
Мета роботи — дослідити особливості аку-
муляції Zn, Pb, Cd та Ni у листках деревних
рослин у зоні дії ЗАТ «Криворізький сурико-
вий завод».
Матеріал та методи
Об’єктами досліджень були Populus bolleana
Lauche, P. italica (Du Roi) Moench, Picea pun-
gens Engelm., Acer negundo L., Tilia cordata Mill.,
Sorbus aucuparia L., Betula pendula Roth. та Aes-
culus hippocastanum L. другої вікової групи, які
ростуть на проммайданчику ЗАТ «Криворізь-
кий суриковий завод» (у зонах сильного і слаб-
кого забруднення) та в дендрарії Криворізько-
го ботанічного саду НАН України (умовний
контроль). Для аналізу відбирали листки і хвою
із середини крони пів денно-західної експози-
ції у фазу повного відокремлення лист ка/хвої
на 5–10-ту добу та 80–85-ту добу фази завер-
шення росту листка/хвої.
У районі досліджень рельєф є рівнинним.
Ґрунти на моніторингових ділянках належать
до відділу техногенних ґрунтів [21].
Валовий вміст вуглецю в шарі ґрунту 0–
5 см — 2,5 %, у шарі 5–10 см — 1,8 %, у шарі
10–20 см виявлено сліди.
Валовий вміст вуглецю в шарі ґрунту 0–
5 см — 4,6 %, у шарі 5–10 см — 3,8 %, у шарі
10–20 см — 2,1 %.
94 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
В.М. Гришко, О.М. Піскова
Макроморфологічний опис ґрунтового
розрізу в зоні сильного забруднення
Н
0
0–0,5 см Підстилка з листя тра в’я нис тих
та деревних рослин. Перехід до
наступного горизонту поступо-
вий за збільшенням частки міне-
ральної фракції
Н 0,5–8 см Чорний, слабкозернистий, аг ре-
гати неміцні. Пронизаний корін-
ням трав та дерев, пухкий, сугли-
нистий
Нр 8–12 см Перехідний горизонт більш щіль-
ної будови, грудкуватої структу-
ри, перехід до наступного гори-
зонту чіткий за кольором
[Н] 12–26 см Чорний, дрібно призматичний,
аг регати міцні, щільний, у ниж-
ній частині щільність зростає
[НР]/k 26–49 см Темно-сірий, призматичний, щіль-
ний із 40 см
[НРk] 49–71 см Сірий, менш щільний, ніж по-
передній. Перехід до наступного
горизонту чіткий за щільністю та
кольором. Скипає від 10 % роз-
чину HCl
[Рh] 71–80 см Палевий із сірим відтінком, щіль-
ний, поступово переходить до на-
ступного горизонту
[Рk] 80–120 см Палевий лесоподібний карбонат-
ний суглинок
Макроморфологічний опис ґрунтового
розрізу в зоні слабкого забруднення
H 0–19 см Гумусовий сіро-бурий тем ний го-
ризонт, сильно корененасичений,
зернистий; з глибиною коренева
на си ченість зменшується, збіль-
шу ється щільність; перехід до на-
ступного горизонту поступовий
Hp 19–58 см Темно-сірий із буруватим відтін-
ком крупнозернистий горизонт;
свіжий, ущіль не ний, зі слідами
зем лериїв, перехід поступовий
Ph(к) 58–110 см Перехідний горизонт, свіжий,
ущільнений, нижче глибини 60 см
наявні сліди карбонатного псев-
доміцелію, грудкуватий; перехід
поступовий
P(к) 110–135 см Материнська порода — палевий
лесоподібний суглинок, легко-
глинистий, щільний, зі слідами
карбонатів та землериїв
Ділянка умовного контролю розташо вана
на відстані більш ніж за 20 км від джерела емі-
сій Криворізького сурикового заводу. Рельєф
місцевості — рівнинний. Ґрунти представле-
ні чорноземом звичайним малопотужним су-
глинистим.
Зонування території Криворізького сури-
кового заводу було здійснено за даними цен-
тральної заводської лабораторії щодо вмісту
важких металів в атмосферних викидах. У пи-
лоподібних викидах підприємства переважа-
ють Zn, Pb, Cd, Ni та Cr. Проведене нами ви-
значення токсикантів у ґрунтах на різній від-
стані від підприємства дало змогу підтвердити
відповідні зони забруднення (табл. 1).
Уміст важких металів у рослинному матері-
алі вивчали загальноприйнятими методами
[18]. Рослинні проби мінералі зували за мето-
дом сухого озолення до повного озолення
рослинного матеріалу. Кислотну екстракцію
проводили з використанням нітрогенової кис-
лоти у розведенні 1:1. Концентрацію важких
металів визначали за допомогою атомно-ад-
сорб цій но го спектрофотометра С-115 (Украї-
на). Розрахунок показника внутрішньо тка-
нинного заб руднення рослин проводили за
формулою [14]:
вміст елемента у вегетативному
органі за наявності металу
вміст елемента у вегетативному
органі контрольних рослин
Досліди проводили в триразовій біологіч-
ній та аналітичній повторності. Статистичну
обробку отриманих даних здійснювали мето-
дами параметричної статистики при 95 % рів-
ні значущості за Б. Доспєховим [11].
Результати та обговорення
На підставі даних моніторингових досліджень
у дендрарії Криворізького ботанічного саду
НАН України встановлено, що акумуляція
Zn, Pb, Cd і Ni в асиміляційних органах де-
ревних рослин у різні фази морфогенезу лист-
ка/хвої мала видоспецифічний характер. Так,
у фазу повного від окремлення листка/хвої
найінтенсивніше акумулювався Zn (табл. 2),
Зр = .
95ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні...
який належить до помірно токсичних важких
металів [2, 25]. Максимальна його кількість
була притаманна Acer negundo (0,83 мкг/г си-
рої речовини). Аналогічну тенденцію нако-
пичення цього токсиканта деревними росли-
нами в промислових умовах виявив І.І. Кор-
шиков [16]. Листки Populus bolleana, P. italicа
та Tilia cordata акумулювали Zn в 1,6–1,8 разу
менше, ніж A. negundo.
В асиміляційних органах Sorbus aucuparia,
Picea pungens і Aesculus hippocastanum вміст Zn
був у 3,3–5,5 разів меншим, ніж у Acer negun-
do. У листках A. hippocastanum концентрація
Ni та Pb, які належать до групи металів зі знач-
ною фітотоксичністю [25, 27], була наймен-
шою (див. табл. 2). У Populus bolleana, P. italica
та Betula pendula вміст Ni порівняно з A. hippo-
castanum був вищим майже в 20 разів, тоді як
Tilia cordata, Picea pungens і Sorbus aucuparia най-
інтенсивніше акумулювали плюмбум. Концент-
рація Cd на початку формування листків/хвої у
більшості видів, за винятком B. pendula, стано-
вила від 0,02 до 0,05 мкг/г сирої речовини.
Найбільша кількість усіх досліджених ток-
сикантів у листках деревних рослин накопи-
чувалась у зоні сильного забруднення. Мак-
симально високі темпи акумуляції Zn порів-
няно з інтактними рослинами у фазу повного
відокремлення листка були характерні для
Sorbus aucuparia (З
л
р > 30). Менш інтенсивно
(З
л
р — від 9,0 до 12,6) він накопичувався в лист-
ках Populus bolleana і P. italica, тоді як для ре-
шти видів деревних рослин показник біоло-
гічної акумуляції цинку не перевищував 3,2.
Схожий характер акумуляції Zn в умовах за-
б руднення металургійних та гірничо-збага чу-
валь них підприємств виявили й інші дослідники
[7, 16]. У зоні слабкого забруднення Криворізь-
кого сурикового заводу спостерігали ана ло гіч-
ну тенденцію накопичення цього токсиканта
(див. табл. 2).
Про високі темпи накопичення рослинами
Cd, який належить до дуже фітотоксичних ме-
талів [1], в умовах зони сильного забруднення
свідчить збільшення його вмісту в асиміляцій-
них органах майже всіх видів більш ніж у 4 рази.
Як за абсолютними, так і за відносними показ-
никами (З
л
р > 20) найбільший рівень Cd у фазу
повного відособ лення листка/хвої виявлено у
рослин Picea pungens.
Таблиця 1. Вміст у ґрунті поблизу Криворізького сурикового
заводу рухомих форм деяких важких металів (амонійно-ацетатна витяжка), мг/кг (M ± m)
Зона
забруднення
Відстань
від джерела
емісії, м
Напрям
вітру
Zn Ni Pb Cd
Сильне забруд-
нення
50–150 Південно-
західний
63,92 ± 0,49 9,00 ± 0,42 6,13 ± 0,31 2,12 ± 0,08
Північно-
східний
25,78 ± 0,07 3,00 ± 0,14 4,27 ± 0,18 0,78 ± 0,15
Східний 22,39 ± 0,19 2,87 ± 0,25 3,98 ± 0,43 0,65 ± 0,05
Слабке забруд-
нення
250–500 Південно-
західний
43,07 ± 2,31 2,52 ± 0,01 4,05 ± 0,02 1,47 ± 0,01
Північно-
східний
18,45 ± 0,97 1,25 ± 0,05 2,65 ± 0,07 0,44 ± 0,05
Східний 12,85 ± 0,75 0,98 ± 0,01 2,08 ± 0,01 0,40 ± 0,04
Слідове забруд-
нення
1000–2000 Південно-
західний
12,81 ± 0,86 1,50 ± 0,12 0,66 ± 0,05 0,71 ± 0,05
Північно-
східний
8,35 ± 0,52 0,48 ± 0,25 0,42 ± 0,04 0,38 ± 0,03
Східний 6,27 ± 0,08 0,25 ± 0,10 0,35 ± 0,10 0,27 ± 0,05
96 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
В.М. Гришко, О.М. Піскова
Т
а
бл
и
ц
я
2
.
В
м
іс
т
де
як
их
в
аж
ки
х
м
ет
ал
ів
у
л
ис
тк
ах
д
ер
ев
ни
х
ро
сл
ин
, м
кг
/г
с
ир
ої
р
еч
ов
ин
и
П
р
о
б
н
а
д
іл
я
н
к
а
Z
n
N
i
P
b
C
d
M
±
m
З
лр
M
±
m
З
лр
M
±
m
З
лр
M
±
m
З
лр
P
op
u
lu
s
b
ol
le
a
n
a
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,5
2
±
0
,0
1
0
,7
0
±
0
,0
1
—
1
,0
5
±
0
,0
6
1
,5
5
±
0
,0
2
—
0
,7
3
±
0
,0
1
0
,9
3
±
0
,0
3
—
0
,0
3
±
0
,0
0
0
,0
5
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
л
а
б
к
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
0
,7
4
±
0
,0
8
*
6
,9
7
±
0
,0
4
*
1
,4
2
2
,6
9
1
,9
2
±
0
,0
3
*
2
,0
0
±
0
,0
1
*
1
,8
2
1
,2
9
1
,3
5
±
0
,0
7
*
2
,1
4
±
0
,0
8
*
1
,8
6
2
,3
1
0
,0
6
±
0
,0
0
*
0
,0
9
±
0
,0
1
*
1
,9
6
1
,7
7
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
4
,7
0
±
0
,1
8
*
6
,9
7
±
0
,0
4
*
9
,0
3
9
,9
7
2
,5
4
±
0
,0
4
*
2
,7
3
±
0
,0
1
*
2
,4
1
1
,7
7
2
,3
9
±
0
,0
9
*
6
,9
6
±
0
,1
0
*
3
,3
0
7
,5
2
0
,1
8
±
0
,0
2
*
0
,2
4
±
0
,0
0
*
6
,0
1
4
,8
0
P
op
u
lu
s
it
a
li
ca
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,4
6
±
0
,0
2
0
,4
5
±
0
,0
0
—
0
,7
2
±
0
,0
8
0
,6
9
±
0
,0
1
—
0
,8
2
±
0
,0
3
1
,4
2
±
0
,0
5
—
0
,0
5
±
0
,0
0
0
,0
6
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
л
а
б
к
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
1
,5
7
±
0
,0
9
*
4
,2
9
±
0
,0
5
*
3
,4
4
9
,5
0
0
,9
2
±
0
,0
1
*
1
,3
2
±
0
,0
1
*
1
,2
7
1
,9
2
1
,0
6
±
0
,0
3
*
5
,3
3
±
0
,0
4
*
1
,2
9
3
,7
5
0
,0
9
±
0
,0
0
*
0
,1
8
±
0
,0
0
*
1
,7
5
2
,8
8
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
5
,7
7
±
0
,0
9
*
1
0
,4
4
±
0
,1
5
*
1
2
,6
2
2
3
,0
7
2
,7
3
±
0
,0
6
*
4
,0
3
±
0
,1
1
*
3
,7
7
5
,8
6
2
,3
6
±
0
,0
7
*
1
1
,6
4
±
0
,1
0
*
2
,8
7
8
,1
9
0
,2
5
±
0
,0
1
*
0
,5
5
±
0
,0
2
*
4
,9
9
8
,6
5
A
ce
r
n
eg
u
n
d
o
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,8
3
±
0
,0
5
1
,0
7
±
0
,0
0
—
0
,3
6
±
0
,0
1
0
,5
6
±
0
,0
1
—
0
,7
9
±
0
,0
1
2
,2
2
±
0
,0
6
—
0
,0
4
±
0
,0
0
0
,0
5
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
л
а
б
к
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
1
,6
4
±
0
,0
1
*
1
,9
0
±
0
,0
4
*
1
,9
7
1
,7
9
0
,6
7
±
0
,0
1
*
0
,7
4
±
0
,0
2
*
1
,8
6
1
,3
3
0
,5
6
±
0
,0
3
*
3
,1
0
±
0
,0
4
*
0
,7
1
1
,4
0
0
,0
7
±
0
,0
0
*
0
,1
4
±
0
,0
0
*
1
,6
1
2
,9
9
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
2
,6
3
±
0
,1
7
*
3
,7
1
±
0
,0
9
*
3
,1
6
3
,4
8
1
,1
6
±
0
,0
6
*
1
,5
0
±
0
,0
1
*
3
,2
3
2
,6
8
2
,0
0
±
0
,1
5
*
8
,0
8
±
0
,1
2
*
2
,5
3
3
,6
4
0
,1
0
±
0
,0
0
*
0
,2
6
±
0
,0
1
*
2
,2
6
5
,5
2
P
ic
ea
p
u
n
ge
n
s
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,2
5
±
0
,0
1
1
,0
1
±
0
,0
5
—
0
,5
3
±
0
,0
1
0
,5
3
±
0
,0
1
—
1
,4
3
±
0
,0
3
1
,1
7
±
0
,0
1
—
0
,0
2
±
0
,0
0
0
,0
4
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
0
,5
3
±
0
,0
4
*
2
,2
0
±
0
,0
5
*
2
,1
5
2
,1
8
0
,6
1
±
0
,0
3
*
1
,1
7
±
0
,0
4
*
1
,1
6
2
,2
0
1
,8
6
±
0
,0
5
*
2
,1
6
±
0
,0
6
*
1
,3
0
1
,8
5
0
,4
1
±
0
,0
1
*
0
,5
4
±
0
,0
0
*
2
2
,8
0
1
5
,1
4
T
il
ia
c
or
d
a
ta
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,5
3
±
0
,0
2
0
,7
9
±
0
,0
4
—
0
,2
6
±
0
,0
2
0
,8
5
±
0
,0
8
—
1
,5
4
±
0
,1
9
2
,2
3
±
0
,0
7
—
0
,0
3
±
0
,0
1
0
,0
7
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
1
,2
4
±
0
,1
1
*
3
,0
3
±
0
,3
7
*
2
,3
6
3
,8
1
1
,0
0
±
0
,0
3
*
2
,3
7
±
0
,0
4
*
3
,8
9
2
,7
8
2
,0
6
±
0
,2
1
3
,0
3
±
0
,0
3
*
1
,3
4
1
,3
6
0
,2
0
±
0
,0
1
*
0
,4
0
±
0
,0
1
*
6
,1
5
5
,3
7
97ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні...
Інтенсивність поглинання рослинами Ni бу-
ла дещо нижчою. Його рівень у листках і хвої
деревних рослин у промислових умовах пере-
вищував такий в умовах контролю в 2,5–4,0 ра зи.
У Aesculus hippocastanum концентрація Ni була
більшою за аналогічний показник у контроль-
них рослин у 23 рази.
Процеси поглинання фотосинтезуючими
органами Pb порівняно з іншими важкими ме-
талами були найменшими (див. табл. 2). Так,
значення З
л
р становили від 1,2 (Picea pungens) до
3,3 (Populus bolleana).
Populus bolleana і P. italica характеризували-
ся високою інтенсивністю акумуляції біль-
шості сполук важких металів. Це, ймовірно,
пов’язано з тим, що текстура поверхні листків
видів роду Populus, а саме опушеність і наяв-
ність на листковій поверхні смолистих речо-
вин, сприяє інтенсивнішому налипанню пи-
лових часток зі сполуками важких металів і,
як наслідок, більшому проникненню токсич-
них елементів до органів асиміляції [4, 23].
У цілому тенденції накопичення Zn, Ni, Cd,
Pb в асиміляційних органах рослин дендрарію
Ботанічного саду на 5–10-ту добу фази завер-
шення росту листка/хвої були схожі на такі у
попередню фазу. Так, максимальний вміст Zn
(1,07 мкг/г сирої речовини) зафіксовано у Acer
negundo, найменший — у Aesculus hippocastanum
(див. табл. 2). Найбільше акумулювали Pb
A. negundo і Tilia cordata, найменше — Populus
bolleana.
Концентрація Zn, Ni та Cd в листках Populus
italica практично не змінювалася порівняно з
попереднім етапом досліджень. Це свідчить
про видоспецифічність акумуляції дослідже-
них токсикантів, яка, на нашу думку, зумовле-
на головним чином характером їх поглинання
та подальшою транслокацією в системі
«ґрунт—рослина» [5, 7].
На початку фази завершення росту листка/
хвої при сильному рівні забруднення найін-
тенсивніше деревними рослинами акумулю-
вався Zn (З
л
р зростав до 23,07). Високі абсо-
лютні і відносні показники його вмісту були
характерні для Populus bolleana, P. italica та Sor-
bus aucuparia (див. табл. 2).
S
or
b
u
s
a
u
cu
pa
ri
a
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,1
5
±
0
,0
2
0
,6
9
±
0
,0
1
—
0
,4
1
±
0
,0
2
0
,7
1
±
0
,0
4
—
1
,3
4
±
0
,0
8
1
,6
8
±
0
,0
0
—
0
,0
3
±
0
,0
0
0
,0
8
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
5
,0
0
±
0
,6
0
*
8
,1
5
±
0
,2
4
*
3
3
,5
1
1
1
,7
9
1
,7
9
±
0
,1
0
*
2
,1
2
±
0
,0
7
*
4
,3
3
2
,9
7
2
,1
5
±
0
,0
9
*
4
,9
5
±
0
,0
7
*
1
,6
0
2
,9
4
0
,2
3
±
0
,0
2
*
0
,3
5
±
0
,0
0
*
8
,8
1
4
,6
3
A
es
cu
lu
s
h
ip
po
ca
st
a
n
u
m
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,2
0
±
0
,0
2
0
,2
7
±
0
,0
0
—
0
,0
5
±
0
,0
0
0
,3
0
±
0
,0
1
—
0
,4
4
±
0
,0
2
1
,1
5
±
0
,1
6
—
0
,0
5
±
0
,0
0
0
,0
7
±
0
,0
0
—
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
0
,3
6
±
0
,0
2
*
1
,2
1
±
0
,0
7
*
1
,7
9
4
,5
5
1
,1
0
±
0
,0
9
*
2
,0
8
±
0
,0
1
*
2
3
,2
7
7
,0
1
0
,9
3
±
0
,0
2
*
2
,2
4
±
0
,0
3
*
2
,1
1
1
,9
7
0
,1
6
±
0
,0
2
*
0
,3
7
±
0
,0
0
*
3
,4
7
5
,5
5
B
et
u
la
p
en
d
u
la
У
м
о
в
н
и
й
к
о
н
т
р
о
л
ь
0
,3
9
±
0
,0
3
0
,8
8
±
0
,0
1
—
0
,9
3
±
0
,0
4
1
,0
6
±
0
,0
4
—
0
,7
0
±
0
,0
0
1
,7
6
±
0
,0
8
—
0
,0
8
±
0
,0
0
0
,1
1
±
0
,0
2
—
З
о
н
а
с
и
л
ь
н
о
го
з
а
б
р
у
д
н
е
н
н
я
0
,7
5
±
0
,0
3
*
2
,0
4
±
0
,0
5
*
1
,9
5
2
,3
2
1
,2
5
±
0
,1
1
*
1
,5
2
±
0
,0
4
*
1
,3
4
1
,4
3
1
,4
3
±
0
,0
8
*
4
,5
9
±
0
,2
2
*
2
,0
5
2
,6
2
1
,1
6
±
0
,0
1
*
0
,6
2
±
0
,0
2
*
1
5
,0
3
5
,7
9
П
р
и
м
іт
к
а
:
*
—
с
т
а
т
и
с
т
и
ч
н
о
в
ір
о
гі
д
н
а
р
із
н
и
ц
я
щ
о
д
о
к
о
н
т
р
о
л
ю
з
а
р
<
0
,0
5
;
у
ч
и
с
е
л
ь
н
и
к
у
—
з
н
а
ч
е
н
н
я
у
ф
а
зу
п
о
в
н
о
го
в
ід
о
к
р
е
м
л
е
н
н
я
л
и
с
т
к
а
/х
в
о
ї,
у
зн
а
м
е
н
н
и
к
у
—
н
а
5
–
1
0
-т
у
д
о
б
у
ф
а
зи
з
а
в
е
р
ш
е
н
н
я
р
о
с
т
у
л
и
с
т
к
а
/х
в
о
ї.
98 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
В.М. Гришко, О.М. Піскова
Вміст Ni у P. bolleana і P. italica на 5–10-ту
добу фази завершення росту листка переви-
щував такий в інтактних рослинах у 1,8 та 6,0
разів відповідно, тоді як найменший рівень за-
фіксовано у Picea pungens.
Темпи акумуляції Pb у більшості видів на
початку фази завершення росту листка/хвої
зростали в 2–3 рази порівняно з попередньою
фазою. Так, Populus bolleana, P. іta lica і Acer negun-
do накопичували цей токсикант в 1,4–5,4 разу
більше, ніж інші види, як за абсолютними, так
і за відносними показниками.
Найбільшу відносну інтенсивність акумуля-
ції Cd в умовах зони сильного забруднення
(див. табл. 2) зафіксували в хвої Picea pungens
(З
л
р в 1,8–3,2 разу перевищував показники ін-
ших видів). Високий рівень Cd (0,55–0,62 мкг/г
сирої речовини) виявлено в листках Populus ita-
lica та Betula pendula.
У деревних рослин спостерігали загальну
закономірність максимального накопичення
важких металів у зоні сильного забруднення.
Так, у фотосинтезуючих органах рослин упро-
довж обох фаз морфогенезу листка Ni, Pb та Cd
накопичувалися в 1,4–3,0 рази більше, ніж у
зоні слабкого забруднення.
Аналіз вмісту полютантів у листках деревних
рослин у період, коли ще активно не відбува-
ються процеси старіння і пов’язаний з цим від-
тік елементів з листків в інші органи, на думку
деяких дослідників, найбільш об’єк тивно відо-
бражує ефект накопичення важких металів [3,
16, 22, 26]. Так, на 80–85-ту добу фази завер-
шення росту листка серед інтактних рослин
вміст цинку був найбільшим у Acer negundo і Tilia
cordata. Найменший рівень Zn та Ni — у Aesculus
hippocastanum (рисунок). У листках Populus bolle-
ana, P. italica і T. cordata вміст ні келю був макси-
Вміст важких металів у листках деревних рослин на 80–85-ту добу фази завершення росту листка (вміст Cd показа-
но за допоміжною шкалою): а — умовний контроль; б — зона сильного забруднення; 1 — Sorbus aucuparia; 2 —
Aesculus hippocastanum; 3 — Tilia cordata; 4 — Populus italica; 5 — Acer negundo; 6 — Populus bolleana; 7 — Betula pendula;
* — статистично достовірна різниця щодо контролю за р < 0,05
99ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні...
мальним. T. cordata, Aesculus hippocastanum, Acer
negundo та Betula pen dula найінтенсивніше аку-
мулювали Pb (3,0–3,25 мкг/г сирої речовини).
У ці строки спостереження найбільший
вміст Zn був характерним для Populus italica,
P. bolleana і Sorbus aucuparia (див. рисунок),
його кількість перевищувала таку у контроль-
них рослин більш ніж у 10–11 разів. Крім того,
для обох видів роду Populus притаманна мак-
симальна акумуляція Ni (6,46 та 4,81 мкг/г си-
рої речовини відповідно), тоді як його вміст у
листках Betula рendula був найменшим.
З високою інтенсивністю процеси погли-
нання і транслокації Pb відбувалися у Populus
italica, Acer negundo та P. bolleana за дії техно-
генного навантаження, особливо в зо ні силь-
ного забруднення, про що свідчить збільшен-
ня вмісту цього елемента більш ніж у 5 разів
порівняно з інтактними рослинами.
Висновки
За акумуляцією Zn, Ni, Pb та Cd в асиміля-
ційних органах деревних рослин за різного
рівня техногенного забруднення ми розподі-
лили види на три групи. До першої віднес ли
види з високим рівнем акумуляції більшості
важких металів (перевищення більш ніж у 10 ра-
зів фонового рівня (умовний конт роль)) —
Populus bolleana, P. italica та Sorbus аucuparia, до
другої — види із середнім рівнем акумуляції (пе-
ревищення фонового рівня у 5–10 разів) — Acer
negundo і Tilia cordata, до третьої — види з низь-
ким рівнем акумуляції (перевищення фоново-
го рівня менш ніж у 5 разів) — Aes culus hippocas-
tanum, Picea pungens та Betula pendula.
Роботу виконано у рамках проекту «Трансло-
кація важких металів і фтору в системі “ґрунт—
рослина” та підвищення стійкості рослин за дії
абіотичних факторів» цільової комплексної між-
дисциплінарної програми наукових досліджень
НАН України з проблем сталого розвитку, раціо-
нального природокористування та збереження
навколишнього середовища.
1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и расте-
ниях. — Л.: Агропромиздат, 1987. — 142 с.
2. Алексеенко В.А., Алещукин Л.В., Безпалко Л.Е.
Цинк и кадмий в окружающей среде. — М.: Нау-
ка, 1992. — 200 с.
3. Бессонова В.П. Влияние тяжелых металлов на фо-
тосинтез растений. — Д.: ДГАУ, 2006. — 208 с.
4. Ганиятуллин Р.Х. Биоконсервация металлов в над-
земных органах тополя бальзамического в усло-
виях промышленного загрязнения // Вестн. Мос.
гос. ун-та леса. Лесн. вестн. — 2007. — № 1. —
С. 53–56.
5. Глухов О.З., Сафонов А.І., Хижняк Н.А. Фітоінди-
кація металопресингу в антропогенно трансфор-
мованому середовищі. — Донецьк: Норд-Прес,
2006. — 360 с.
6. Грицан Н.П. Оценка состояния и уровня загрязне-
ния тяжелыми металлами фитоценозов г. Днепро-
петровска. — Днепропетровск, 1992. — 66 с.
7. Гришко В.М., Данильчук О.В. Акумуляція деяких
важких металів тополями та особливості міграції
елементів у системі «ґрунт—рослина» // Інтродук-
ція рослин. — 2007. — № 3. — С. 84–91.
8. Гришко В.М., Демура Т.А. Інтенсивність акумуля-
ції кадмію і нікелю та рівень їх фітотоксичності за
сумісної дії на проростки кукурудзи // Доп. НАН
України. — 2008. — № 5. — С. 120–122.
9. Гришко В.М., Сищиков Д.В., Піскова О.М. та ін.
Важкі метали: надходження в ґрунти, транслока-
ція у рослинах та екологічна небезпека. — Донецьк:
Донбас, 2012. — 303 с.
10. Гришко В.Н., Сыщиков Д.В. Функционирование
глу татионзависимой антиоксидантной системы и
ус тойчивость растений при действии тяжелых ме-
таллов и фтора. — К.: Наук. думка, 2012. — 238 с.
11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основа-
ми статистической обработки результатов исследо-
ваний). — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.
12. Іванченко О.Є. Вплив надлишку хрому та за ліза в се-
редовищі вирощування на поглинальну активність
коренів Lathyrus odoratus і Lupinus × hib ridus // Фізіо-
логія рослин та екологія: Матеріали Всеукр. наук.-
практ. конф. (23–24 квітня 2003 р.). — Дніпропет-
ровськ: ДДАУ. — 2003. — С. 37–39.
13. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе поч ва-рас-
тение. — Новосибирск: Наука, 1991. — 325 с.
14. Ильин В.Б., Степанова М.Д. Относительные показа-
тели загрязнения в системе почва-растение // Поч-
воведение. — 1979. — № 11. — С. 61–67.
15. Клеточные механизмы адаптации растений к небла-
гоприятным воздействиям экологических факторов
в естественных условиях / Под ред. Е.Л. Кор дюм. —
К.: Наук. думка. — 2003. — 275 с.
16. Коршиков І.І., Котов В.С., Михеєнко І.П. та ін.
Взаємодія рослин з техногенно забрудненим се-
редовищем. — К.: Наук. думка, 1997. — 175 с.
100 ISSN 1605-6574. Інтродукція рослин, 2014, № 1
В.М. Гришко, О.М. Піскова
17. Мельник Н.М., Морозова Т.В. Стан пилку деревних
рослин у промислових зонах міста Чернівці // Нау-
кові основи збереження біотичної різноманітно сті:
Темат. зб. Ін-ту екології Карпат НАН України. —
Львів: Ліга-Прес, 2006. — Вип. 7. — С. 54–60.
18. Методические указания по определению тяжелых
металлов в почвах сельхозугодий и продукции рас-
тениеводства. — М.: Б.и., 1989. — 62 с.
19. Настека Т.М. Види роду Armeniaca Mill. в урбанізо-
ваному середовищі // Матеріали Першої наук.-
практ. конф. «Рослини та урбанізація» (Дніп-
ропетровськ, 21–23 листопада 2007 р.). — Дніп ро-
пет ровськ: ООО ТПГ «Куница», 2007. — С. 218–
220.
20. Прилипко В.В. Флористична структура рос линного
покриву проммайданчику Інгулецького гір ничо-
збагачувального комбінату // Наукові основи збе-
реження біотичної різноманітності: Темат. зб. Ін-
ту екології Карпат НАН України. — Львів: Ліга-
Прес, 2006. — Вип. 7. — С. 97–103.
21. Тихоненко Д.Г. До питання про класифікацію ґрунтів
України // Ґрунтознавство. — 2001. — 1, № 1–2. —
С. 16–22.
22. Усманов Т.Ю., Рахманкулова З.Ф., Кулагин А.Ю.
Экологическая физиология растений. — М.: Ло-
гос, 2001. — 224 с.
23. Фелленберг Г. Загрязнение природной сре ды. Вве-
дение в экологическую химию: Пер. с нем. — М.:
Мир, 1997. — 232 с.
24. Чипиляк Т.Ф. Аутекологія представників роду He-
merocallis L. в умовах техногенного забруднення:
Автореф. дис. … канд. біол. наук: спец. 03.00.16.
Екологія. — К., 2011. — 20 с.
25. Шикула М.К., Гнатенко О.Ф., Петренко Л.Р. Охо рона
ґрунтів. — К.: Знання, 2004. — 398 с.
26. Bunluesin Sushera, Pokethitiyook Prayad, Lanza Guy R.
et al. Influences of cadmium and zinc interaction and
humic acid on metal accumulation in Ceratophyllum
demersum // Water, Air, and Soil Pollut. — 2007. —
180, N 1–4. — P. 225–235.
27. Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace elements in soils
and plants. — N. Y.: CRC Press, 2001. — 432 p.
28. Moral R., Palacios G., Gomez I. et al. Distribution and
accumu lation of heavy metals (Cd, Ni and Cr) in
toma to plants // Fresenius Environ. Bull. — 1994. —
3. — P. 395–399.
Рекомендував до друку О.Б. Блюм
В.Н. Гришко, О.Н. Писковая
Криворожский ботанический сад НАН Украины,
Украина, г. Кривой Рог
ОСОБЕННОСТИ АККУМУЛЯЦИИ
ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЛИСТЬЯХ
ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ АЭРОГЕННОМ
ЗАГРЯЗНЕНИИ ЭКОТИПОВ
Установлены уровень и темпы аккумуляции Zn, Ni,
Pb и Cd в листьях древесных растений в разные фа зы
морфогенеза в условиях загрязнения выбросами пред-
приятия по производству металлсодержащих пиг-
ментов для лакокрасочной промышленности. По по-
казателю внутритканевого загрязнения листьев иссле-
дуемые виды распределены на три группы. К первой
отнесены виды с высоким уровнем аккумуляции боль-
шинства тяжелых металлов, превышающим более
чем в 10 раз фоновый уровень (Populus bolleana Lauche,
P. italica (Du Roi) Moench и Sorbus aucuparia L.), ко вто-
рой — виды со средним уровнем аккумуляции (превы-
шение фонового уровня в 5–10 раз) — Acer ne gundo L.
и Tilia cordata Mill., к третьей — виды с превышением
фонового уровня менее чем в 5 раз — Aesculus hippocas-
tanum L., Betula pendula Roth. и Picea pungens Engelm.
Ключевые слова: аккумуляция, тяжелые металлы,
дре весные растения.
V.M. Gryshko, O.M. Piskova
Kryvyi Rig Botanical Garden,
National Academy of Sciences of Ukraine,
Ukraine, Kryvyi Rig
PECULIARITIES OF ACCUMULATION OF HEAVY
METALS FROM AEROGENIC INDUSTRIAL
EMISSIONS IN LEAVES OF ARBOREAL PLANTS
A level and rates of accumulation of Zn, Ni, Pb and Cd are
determined, in the leaves of arboreal plants in the condi-
tions of different levels of contamination. On index of
intercellular contamination of leaves investigated species
are subdivided into 3 groups. The species with the high
level of accumulation of most heavy metals, which exceeds
more than 10 times the base level (Populus bolleana Lauche,
P. italica (Du Roi) Moench and Sorbus aucuparia L.) are
in the first one. The second group includes plants with the
average level of accumulation (exceeds the base level 5 to
10 times) — Acer negundo L. and Tilia cordata Mill. At the
third group we have the species with exceeding the base
level less than 5 times — Aesculus hippo castanum L., Betu-
la pendula Roth. and Picea pungens Engelm.
Key words: accumulation, heavy metals, arboreal plants.
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-271 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:41:05Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/20/c7a619cac10cf4501d4dd3bdfaa28820.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-2712019-11-24T23:14:11Z Peculiarities of accumulation of heavy metals from aerogenic industrial emissions in leaves of arboreal plants Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів Gryshko, V.M. Piskova, O.M. A level and rates of accumulation of Zn, Ni, Pb and Cd are determined, in the leaves of arboreal plants in the conditions of different levels of contamination. On index of intercellular contamination of leaves investigated species are subdivided into 3 groups. The species with the high level of accumulation of most heavy metals, which exceeds more than 10 times the base level (Populus bolleana Lauche, P. italica (Du Roi) Moench and Sorbus aucuparia L.) are in the first one. The second group includes plants with the average level of accumulation (exceeds the base level 5 to 10 times) — Acer negundo L. and Tilia cordata Mill. At the third group we have the species with exceeding the base level less than 5 times — Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth. and Picea pungens Engelm. Установлено вміст і темпи акумуляції Zn, Ni, Pb та Cd у листках деревних рослин у різні фази морфогенезу в умовах забруднення викидами підприємства з виробництва металовмісних пігментів для лакофарбової промисловості. За показником внутрішньотканинного забруднення листків досліджені види розподілено на три групи. До першої віднесено види з високим рівнем акумуляції більшості важких металів, який перевищує більше ніж у 10 разів фоновий рівень (Populus bolleana Lauche, P. italica (Du Roi) Moench та Sorbus aucuparia L.), до другої – види із середнім рівнем акумуляції (перевищення фонового рівня у 5–10 разів) – Acer negundo L. і Tilia cordata Mill., до третьої – види з перевищенням фонового рівня менш ніж у 5 разів – Aesculus hippocastanum L., Betula pendula Roth. та Picea pungens Engelm. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2014-05-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/271 10.5281/zenodo.1493363 Plant Introduction; Vol 61 (2014); 93-100 Інтродукція Рослин; Том 61 (2014); 93-100 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377731 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/271/258 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Gryshko, V.M. Piskova, O.M. Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| title | Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| title_alt | Peculiarities of accumulation of heavy metals from aerogenic industrial emissions in leaves of arboreal plants |
| title_full | Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| title_fullStr | Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| title_full_unstemmed | Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| title_short | Особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| title_sort | особливості акумуляції важких металів у листках деревних рослин при аерогенному забрудненні екотопів |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/271 |
| work_keys_str_mv | AT gryshkovm peculiaritiesofaccumulationofheavymetalsfromaerogenicindustrialemissionsinleavesofarborealplants AT piskovaom peculiaritiesofaccumulationofheavymetalsfromaerogenicindustrialemissionsinleavesofarborealplants AT gryshkovm osoblivostíakumulâcíívažkihmetalívulistkahderevnihroslinpriaerogennomuzabrudnenníekotopív AT piskovaom osoblivostíakumulâcíívažkihmetalívulistkahderevnihroslinpriaerogennomuzabrudnenníekotopív |