.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
  • testyi.bystrickaya.ru/8-sistema-ocenki-dostizheniya-planiruemih-rezultatov-osvoeniya-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-nachalnogo-obshego.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/pravove-regulyuvannya-robochogo-chasu-chasu-vdpochinku.html
  • klass.bystrickaya.ru/5-soderzhanie-razdelov-disciplini-uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-informatika-i-programmirovanie-kod.html
  • exam.bystrickaya.ru/zagolovkovij-kompleks-na-stornkah-gazeti-zaporzka-pravda.html
  • assessments.bystrickaya.ru/bileti-i-otveti-po-turizmu-i-ekskursiyam-chast-40.html
  • reading.bystrickaya.ru/krasnij-terror-v-rossii-1918-1923-stranica-15.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/reklama-na-ostanovkah-osnovnie-marketingovie-celi-brendinga-sozdanie-brenda-usilenie-brenda-pozicionirovanie.html
  • textbook.bystrickaya.ru/i-v-gete-vechnij-vopros-kak-uchit-predstaet-segodnya-v-bolee-konkretnoj-forme-kak-obratitsya-ne-tolko-k-razumu-uchenika-ego-pamyati-no-k-celostnosti-lichnosti-kak-vozbudit-v-nem-interes-k-chelovecheskoj-kul.html
  • books.bystrickaya.ru/biznes-plan-razvitiya-povishenie-kachestva-i-innovacionnogo-haraktera-obrazovaniya.html
  • thescience.bystrickaya.ru/kniga-udostoena-premii-imeni-v-m-behtereva-za-1960-g.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/pravoohranitelnie-organi-doklad-o-deyatelnosti-upolnomochennogo-po-pravam-cheloveka-v-neneckom-avtonomnom-okruge-v-2009-godu.html
  • reading.bystrickaya.ru/kontrol-za-opredeleniem-tamozhennoj-stoimosti-chast-7.html
  • notebook.bystrickaya.ru/kananikina-es-doktrina-obrazovaniya-knr-ot-istokov-k-sovremennosti-materiali-mezhdunarodnoj-nauchno-prakticheskoj-konferencii.html
  • assessments.bystrickaya.ru/doklad-komiteta-po-vnutrennemu-transportu-o-rabote-ego-semdesyat-tretej-sessii.html
  • lesson.bystrickaya.ru/programma-po-literature-dlya-vi-klassa-sozdana-na-osnove-federalnogo-komponenta-gosudarstvennogo-standarta-osnovnogo-obshego-obrazovaniya-i-programmi-obsheobrazovatelnih-uchrezhdenij-literatura.html
  • grade.bystrickaya.ru/novaya-hronologiya-kitaya-fakti-i-gipotezi-stranica-3.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/raspisanie-zanyatij-4-kursa-zaochnoj-formi-sokrashennoj-obrazovatelnoj-programmi-na-baze-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-po-specialnosti-080504-gosudarstvennoe-i-municipalnoe-upravlenie.html
  • diploma.bystrickaya.ru/za-predelami-standartnoj-modeli.html
  • student.bystrickaya.ru/323-materiali-tovari-sire-i-postavshiki-emitenta-460000-rossiya-orenburgskaya-oblast-g-orenburg-ul-krasnoznamennaya.html
  • thescience.bystrickaya.ru/ix2bioraznoobrazie-selskogo-hozyajstva-biotoplivo-i-bioraznoobrazie-statya-8j-i-sootvetstvuyushie-polozheniya-konvencii-74.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/t-p-grigoreva.html
  • holiday.bystrickaya.ru/ob-iskrennosti-propovedi.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/referat-istoriya-russkoj-pravoslavnoj.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-elektronnij-biznes.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/sbornik-statej-stranica-11.html
  • composition.bystrickaya.ru/plan-raboti-municipalnogo-byudzhetnogo-uchrezhdeniya-chanovskaya.html
  • spur.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-dlya-uchitelya.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnaya-literatura.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/priroda-trevogi-kniga-ohvativaet-naibolee-znachimie-teorii-lichnosti-v-sovremennoj-psihologii.html
  • testyi.bystrickaya.ru/93-poryadok-opredeleniya-dohoda-viplachivaemogo-po-kazhdoj-obligacii-1-ponyatie-cennih-bumag-i-ih-vidi.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/programma-seminarov-na-osennij-semestr.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/nazvanie-predmet-napravlenie-stranica-4.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/semejnoe-hozyajstvo-mastyaeva-vladimirskaya-obl-gus-hrustalnij-r-n-stranica-2.html
  • desk.bystrickaya.ru/perechen-normativnih-dokumentov-ispolzovannih-pri-razrabotke-pravil.html
  • holiday.bystrickaya.ru/necenzurnoe-predlozhenie-novie-izvestiya-krasilova-nadezhda-06042006-59-str-2.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.