.RU

Тяжелые металлы и их влияние на растения

Введение

Тяжелые металлы(Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) относятся к микроэлементам. То есть химическим элементам, присутствующим в организмах в низких концентрациях (обычно тысячные доли процента и ниже). Изучение минерального питания растительных организмов включает в себя знакомство и с микроэлементами.

В настоящее время при помощи специальных, особо чувствительных методов удалось определить в составе организмов свыше 60 таких химических элементов. Однако можно утверждать, что названное число не является пределом и в состав организмов в самом деле входят все известные химические элементы и их изотопы, (как стабильные, так и радиоактивные).

Химические элементы, которые, входя в состав организмов растений, животных и человека, принимают участие в процессах обмена веществ и обладают выраженной биологической ролью, получили название биогенных элементов. К числу биоэлементов относятся: азот, водород, железо, йод, калий, кальций, кислород, кобальт, кремний, магний, марганец, медь, молибден, натрий, сера, стронций, углерод, фосфор, фтор, хлор, цинк.

Указанный перечень будет, несомненно, увеличиваться по мере роста наших знаний. Например, биогенное значение кобальта и молибдена определилось недавно. Некоторые элементы биогенны только по отношению к определенным классам, родам, а иногда и видам организмов. Например, бор необходим для растений, но пока не может считаться биогенным по отношению к животным и человеку.

Значительное количество химических элементов, постоянно обнаруживаемых в организмах, оказывает определенное влияние на течение процессов обмена веществ и на ряд физиологических функций в эксперименте, однако еще не известно, какую роль эти элементы играют в организмах в природных условиях, и поэтому их биогенное значение пока сомнительно. К таким элементам относятся алюминий, барий, бериллий, бром, висмут, галлий, германий, кадмий, литий, мышьяк, никель, олово, радий, ртуть, рубидий, свинец, серебро, сурьма, титан, уран, хром, цезий.

Количественное содержание биоэлементов, входящих в состав организмов, сильно варьирует в зависимости от среды обитания, способа питания, видовой принадлежности и т. п.

Основную массу живого вещества (99,4%) составляют так называемые макроэлементы: О, С, Н, Са, N, К, Р, Мg, S, Cl, Na.

К числу микроэлементов, содержание которых в организме исчисляется тысячными и даже триллионными долями процента, относятся: железо, кобальт, марганец, медь, молибден, цинк, кадмий, фтор, йод, селен, стронций, бериллий, литий и др.

Микроэлементам, несмотря на их малое количественное содержание в организмах, принадлежит значительная биологическая роль. Помимо общего благоприятного влияния на процессы роста и развития, установлено специфическое воздействие ряда микроэлементов на важнейшие физиологические процессы — например, фотосинтез у растений.

Связь между ролью элемента в живом организме и положением его в периодической системе хорошо прослежена для многих микроэлементов, однако далеко еще не все стороны этой зависимости изучены в достаточной степени.

Обратимся теперь к сущности влияния микроэлементов на живой организм. Наиболее характерна высокая биологическая активность микроэлементов, т. е. способность чрезвычайно малых доз их оказывать сильное действие.

Мощное воздействие микроэлементов на физиологические процессы и организме объясняется тем, что они вступают в теснейшую связь с биологически активными органическими веществами — гормонами, витаминами. Изучена также их связь со многими белками и ферментами. Именно указанными взаимоотношениями и определяются основные пути вовлечения микроэлементов в биологические процессы.

В настоящее время твердо установлена связь между микроэлементами и витаминами. Показано, что марганец необходим для образования в ряде растений витамина С (аскорбиновой кислоты), предохраняющего человека и, некоторых животных от заболевания цингой. Есть данные, показывающие, что введением марганца можно вызвать образование аскорбиновой кислоты в организме тех видов животных, которые обычно неспособны к выработке этого витамина. Марганец, по-видимому, нужен и для действия витамина D (антирахитного) и B1 (антиневритного). Намечается связь между микроэлементом цинком и витамином В1 . Однако наиболее интересно открытие антианемического витамина B12 , недостаток которого в организме приводит к тяжелым формам анемии (злокачественному малокровию). Оказалось, что этот витамин — соединение микроэлемента кобальта и сложной органической группы.

Как известно, многие металлы, преимущественно микроэлементы, в растворах обладают ярко выраженным каталитическим действием, т. е. способны в значительной степени, в сотни тысяч и миллионы раз, ускорять течение химических реакций. Это каталитическое действие микроэлементы проявляют и в живом организме, особенно тогда, когда они вступают во взаимодействие с органическими веществами, содержащими азот.

Максимальную каталитическую активность металлы как таковые или, чаще, их металлоорганические (органо-минеральные) соединения приобретают, вступая в соединения с белками. Именно такое строение имеют многие биологические катализаторы — ферменты. Помимо значительного повышения активности, роль белкового компонента заключается в придании таким соединениям, в основном ферментам, специфичности действия.

При взаимодействии микроэлементов с белковыми компонентами ферментов образуются металлоэнзимы. Состав большой группы металлоэнзимов характеризуется наличием в них металла в качестве стабильного комплекса (железосодержащие ферменты — каталаза, пероксидаза, цитохромы, цитохромоксидаза и др.).

Геохимические процессы, непрерывно протекающие в земной коре, и эволюция химического состава организмов— процессы сопряженные. Жизнь, по В. И. Вернадскому, не составляет внешнего, случайного явления на земной поверхности, а теснейшим образом связана со строением земной коры.

Содержание элементов в живом веществе пропорционально составу среды обитания организма с поправкой на растворимость соединений, включающих эти элементы.

С геохимическими провинциями земли тесно связаны биогеохимические провинции—области, характеризующиеся более или менее одинаковой концентрацией одного или нескольких элементов. В пределах биогеохимических провинций с избыточным или недостаточным содержанием определенных элементов наступает своеобразная биологическая реакция флоры и фауны данной области, что проявляется в эндемических заболеваниях растений и животных—биогеохимических эндемиях.

Влияние основных тяжелых металлов на растения

Кобальт

В биосфере кобальт преимущественно рассеивается, однако на участках, где есть растения — концентраторы кобальта, образуются кобальтовые месторождения. В верхней части земной коры наблюдается резкая дифференциация кобальта — в глинах и сланцах в среднем содержится 2·10-3 % кобальта, в песчаниках 3·10-5 , в известняках 1·10-5 . Наиболее бедны кобальтом песчаные почвы лесных районов. В поверхностных водах его мало, в Мировом океане его лишь 5·10-8 %. Будучи слабым водным мигрантом, он легко переходит в осадки, адсорбируясь гидроокисями марганца, глинами и другими высокодисперсными минералами.

Содержание кобальта в почвах определяет количество этого элемента в составе растений данной местности, а от этого зависит поступление кобальта в организм травоядных животных.

Постоянно присутствуя в тканях растений, кобальт участвует в обменных процессах. В животном организме его содержание зависит от его уровня в кормовых растениях и почвах. Концентрация кобальта в растениях пастбищ и лугов в среднем составляет 2,2·10-5 —4,5·10-5 % на сухое вещество. Способность к накоплению этого элемента у бобовых выше, чем у злаковых и овощных растений. В связи с высокой способностью к концентрации кобальта морские водоросли по его содержанию мало отличаются от наземных растений, хотя в морской воде его значительно меньше, чем в почвах. Кобальт участвует в ферментных системах клубеньковых бактерий, осуществляющих фиксацию атмосферного азота; стимулирует рост, развитие и продуктивность бобовых и растений ряда других семейств. В микродозах кобальт является необходимым элементом для нормальной жизнедеятельности многих растений и животных. Вместе с тем повышенные концентрации соединений кобальта являются токсичными.

Кобальт применяют в сельском хозяйстве как микроудобрения – удобрения, содержащие микроэлементы (В, Cu, Mn, Zn, Со и др.), т. е. вещества, потребляемые растениями в небольших количествах.

Известкование почв снижает усвояемость растениями кобальта. Так же влияет избыток марганца и железа в почвах; наоборот, фосфор усиливает поступление кобальта в растения.

Применение кобальтовых солей (сернокислого кобальта) в качестве удобрений, как оказалось, способствует ускорению созревания ячменя, повышает урожай семян красного клевера, увеличивает содержание жира в семенах льна. Под влиянием кобальта повышается урожайность сахарной свеклы.

Внесение 300 г сернокислого кобальта на 1 га значительно повышает урожай винограда: вес ягод увеличивается на 35%, сахаристость — на 14%, кислотность снижается на 10%.

М. Я. Школьник предлагает вносить кобальт в качестве удобрений в следующих дозах: внесение в почву перед посевом — 2—6 кг на 1 га; внесение в междурядье в виде подкормки — 0,5 кг на 1 га; внекорневое питание— 0,1-процентный раствор; намачивание семян — 0,1-процентный раствор. При внесении кобальтовых удобрений с самолета применяется измельченный сернокислый кобальт в дозе 1,415 кг на 1 га.

Помимо чистых химических соединений кобальта, в качестве удобрений могут быть также использованы продукты переработки шлаков никелевого производства и колчеданных огарков.

Молибден


socialno-psihologicheskie-osobennosti-prestupnosti-nesovershennoletnih-chast-7.html
socialno-psihologicheskoe-napravlenie-v-pedagogike.html
socialnoe-isklyuchenie-molodezhi-v-sfere-obrazovaniya-chast-3.html
socialnoe-napravlenie-programma-kursa-iskusstvo-sceni-1-3-klassi.html
socialnoe-partnerstvo-kak-sistema-regulirovaniya-socialno-trudovih-otnoshenij-na-rinke-truda.html
socialnoe-partnerstvo-v-sfere-truda.html
  • esse.bystrickaya.ru/protokol-sudebnogo-zasedaniya-po-ugolovnomu-delu-1-2310-stranica-4.html
  • notebook.bystrickaya.ru/kalendarno-tematicheskoe-planirovanie-urokov-kombinatoriki-na-200-200-uchebnij-god-klass.html
  • abstract.bystrickaya.ru/24-vnutrivuzovskaya-sistema-kontrolya-kachestva-podgotovki-specialistov.html
  • education.bystrickaya.ru/12-pervaya-vstrecha-s-nlo-podobnaya-opitu-monro-doklad-na-vserossijskoj-konferencii.html
  • letter.bystrickaya.ru/metodicheskoe-posobie-po-raschetu-normirovaniyu-i-kontrolyu-vibrosov-zagryaznyayushih-veshestv-v-atmosfernij-vozduh-stranica-14.html
  • desk.bystrickaya.ru/polozhenie-o-departamente-po-delam-invalidov-ministerstva-zdravoohraneniya-i-socialnogo-razvitiya-rossijskoj-federacii.html
  • learn.bystrickaya.ru/gosduma-prinyala-zakonoproekt-o-zhilishnih-sertifikatah-vo-vtorom-chtenii-gosduma-rf-monitoring-smi-10-13.html
  • tasks.bystrickaya.ru/39-dannie-ob-emissii-cennih-bumag-v-b-bezverhnij-predsedatel-soveta-direktorov-oao-iapo.html
  • composition.bystrickaya.ru/periferijnie-ustrojstva-tehnicheskoe-zadanie-na-organizaciyu-edinoj-sluzhbi-podderzhki-dalee-esp-po-servisnomu-i.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/zapresheno-stranica-8.html
  • composition.bystrickaya.ru/oporyadke-ischisleniya-nalogovoj-bazi-po-envd-individualnim-predprinimatelem-nahodyashimsya-v-dekretnom-otpuske-pri-osushestvlenii-vidov-deyatelnosti-v-otnoshenii.html
  • desk.bystrickaya.ru/plan-raboti-upravleniya-federalnoj-sluzhbi-sudebnih-pristavov-po-kabardino-balkarskoj-respublike-na-pervoe-polugodie-2012-goda.html
  • testyi.bystrickaya.ru/4381-obrazcovie-sredstva-izmerenij-i-poverochnie-ustrojstva-0251-nefteprodukti-svetlie-alternativnie-vidi-topliva.html
  • essay.bystrickaya.ru/diskova-l-yunkers-na-sovetskoj-ploshadi-gorodskie-novosti-2010-25-fevralya-n-14-s-19-fot.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/tekst-lekcij-po-organicheskoj-himii-samara-2006.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/posttravmaticheskij-sindrom-iznasilovaniya.html
  • education.bystrickaya.ru/4-etap-zapuska-sapr-kurs-lekcij-disciplini-kompyuternie-tehnologii-i-sapr-dlya-studentov-specialnostej-120500.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-k-vipolneniyu-kursovoj-raboti-specialnost-buhgalterskij-uchet-analiz-i-audit.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/gidrologicheskaya-obstanovka-doklad-o-sostoyanii-zashiti-naseleniya-i-territorii-tomskoj-oblasti-ot-chrezvichajnih-situacij.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-kursa-geografiya-mezhdunarodnogo-turizma-dlya-studentov-specialnosti-e-1-26-02-02-menedzhment.html
  • lecture.bystrickaya.ru/44-poryadok-registracii-kreditnih-organizacij-i-licenzirovaniya-bankovskoj-deyatelnosti.html
  • composition.bystrickaya.ru/osnovnie-rezultati-monitoringa-gosudarstvennih-zakupok-v-rossijskoj-federacii-2006-2009-godi.html
  • crib.bystrickaya.ru/iskusstvo-byulleten-novih-postuplenij.html
  • credit.bystrickaya.ru/petrozavodskie-shkolniki-sobrali-dengi-v-pomosh-vospitannikam-doma-rebenka.html
  • institut.bystrickaya.ru/uchebnaya-programma-disciplini-pr-tehnologii-v-socialnoj-rabote-specialnost.html
  • essay.bystrickaya.ru/byord-kivi-stranica-15.html
  • testyi.bystrickaya.ru/ao-lyubyashaya-semya-alternativi.html
  • vospitanie.bystrickaya.ru/zaklyuchitelnoe-slovo-predislovie-k-rossijskomu-izdaniyu.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rasporyazhenie-ot-27-fevralya-2012-goda-340r.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/zayavlenie-i-dokumenti-administrativnij-reglament-ministerstva-socialnoj-zashiti-naseleniya-moskovskoj-oblasti-po.html
  • institut.bystrickaya.ru/t-g-kuznecova-pedagogicheskij-institut-sgu.html
  • lecture.bystrickaya.ru/analiz-raboti-tehnikuma-v-2012-13-uchebnom-god.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/vse-raboti-horoshi-vibiraj-na-vkus-dom-narodnogo-tvorchestva-sbornik-scenariev-i-metodicheskih-materialov-dlya-organizacii-dosuga.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/programma-razvitiya-municipalnogo-obrazovatelnogo-uchrezhdeniya-zhenskaya-gumanitarnaya-gimnaziya.html
  • turn.bystrickaya.ru/polozhenie-ob-osnovanii-perevod-s-nemeckogo-o-a-koval-soderzhanie-stranica-7.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.