Исследование способности вейника наземного аккумулировать тяжелые металлы с целью разработки технологии фиторемедиации

• Автор: Маджугина, Юлия Григорьевна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Актуальность проблемы загрязнения окружающей среды
тяжелыми металлами (ТМ)
1.2. Источники поступления ТМ в окружающую среду
1.3. ТМ как микроэлементы для растений
1.4. Токсическое действие ТМ на растения
1.5. Отрицательное воздействие ТМ на человека
1.6. Поглощение, транспорт и распределение ТМ в растении
1.6.1. Поглощение ТМ растениями из почвы и воздуха
1.6.2. Факгоры, влияющие на поглощение ТМ
1.6.3. Транспорт ТМ по растению и характеристика транспортеров ТМ
1.6.4. Распределение ТМ по тканям и их роль в аккумуляции металлов в корнях и надземных органах растений
1.7. Растения индикаторы, аккумуляторы и исключатсли ТМ
1.8. Механизмы адаптации растений к высоким концентрациям ТМ
1.8.1. Клеточные механизмы детоксикации ТМ
1.8.1.1. Фитохелатины и металлотионеины
1.8.1.2. Роль хелатирования ТМ низкомолекулярными лигандами
1.9. Фиторемедиация, как инновационная природоохранная технология очистки загрязненных территорий от ТМ
1.9.1. Применение фиторемедиации на полигонах захоронения твердых бытовых отходов (ТБО)
1.9.2. Способы увеличения фиторемедиациониого эффекта
1.9.3. Изучение растений-фиторемедиантов в других странах
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Полигон захоронения ТБО «Хметьсво»
2.1.2. Вейник наземный (Са1ата£го$И& epigeюs (Ь) Ло1Б)
2.1.3. Амарант (щирица) хвостатый (АтагамЬт саиАаШ),
амарант краснолистный (АтагапхЬш сгиепШ)
2. 2. Выращивание растений в водной культуре
2.3. Выращивание растений в грунте
2.4. Определение влияния ТМ на прорастание семян
2.5. Измерение биомассы
2.6. Определение содержания свободного пролина
2.7. Определение концентрации хлорофилла
2.8. Определение содержания подвижных форм ТМ в грунтах

2.9. Определение содержания ТМ в тканях растений
2.10. Изучение действия различных питательных веществ на биометрические показатели вейника наземного
2.11. Локализация ТМ в тканях растений
2.12. Математическая обработка данных
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Геоботаническое обследование полигонов захоронения ТБО
3.2. Содержание ТМ в поверхностном слое грунтов, перекрывающих ТБО
3.3. Оценка фитотоксичности исследуемых грунтов
3.4. Аккумуляция ТМ растениями, произрастающими
на полигонах захоронения ТБО
3.5. Физиологические особенности вейника наземного
3.5.1. Оценка всхожести семян вейника наземного
3.5.2. Накопление ТМ вейником наземным при выращивании
его в водной культуре
3.5.3. Накопление пролина в растениях вейника наземного
в условиях стресса
3.5.4. Устойчивость растений вейника наземного к скашиванию
3.5.5. Улучшение биометрических показателей вейника наземного
при применении удобрений
3.5.6. Распределение ТМ по тканям вейника наземного
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.9. Фиторемедпация как инновационный метод очистки загрязненных территорий от ТМ.
Для обезвреживают ядовитых органических веществ, попадающих в окружающую среду с отходами химических предприятий, уже давно и довольно успешно используют различные микроорганизмы. Однако они не способны удалять из почвы и воды вредные для здоровья тяжелые металлы - например, мышьяк, кадмий, медь, ртуть, селен, свинец, а также радиоактивные изотопы стронция, цезия, урана и другие радионуклиды. Иное дело зеленые растения, которые извлекают из окружающей среды и концентрируют в своих тканях различные элементы. Растительную массу не составляет особого труда собрать и сжечь, а образовавшуюся золу или захоронить, или использовать как вторичное сырье. Этот метод очистки окружающей среды был назван фиторемедиацией - от греческого "фитон" (растение) и латинского "ремедиум" (восстанавливать).
Фиторемедиация стала эффективным и экономически выгодным методом очистки окружающей среды только после того, как обнаружили растения-гипераккумуляторы тяжелых металлов, способные накапливать в своих листьях до 5% никеля, цинка или меди в пересчете на сухой вес - то есть в десятки раз больше, чем обычные растения (Таррего е! а1., 2006). Итак фиторемедиация - это использование зеленых растений для удаления загрязнения из окружающей среды или превращения последних в безвредные соединения.
Использовать гипераккумуляторы для очистки почвы и воды предложили еще в начале 80-х годов 20го века. Однако до практики было еще далеко - во-первых, потому, что биомасса этих растений была невелика, а во-вторых, потому, что не была разработана технология их выращивания.
Для того чтобы приобрести практическое значение, растения должны удалять от нескольких сот до тысячи кг металла с гектара в год, но далее при такой скорости удаления загрязнителя очистка может растянуться на 15-20 лет, в зависимости от начальной концентрации металла и глубины загрязненного слоя почвы (ГГрасад, 2003).