Влияние некоторых компонентов сточных вод на фотосинтетическую деятельность водных растений.
проект по химии (10 класс) на тему

Влияние некоторых компонентовсточных вод

на фотосинтетическую деятельность

водных растений

1 . Введение

Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни. Огромное значение вода имеет в промышленном и сельскохозяйственном производстве. Общеизвестна необходимость ее для бытовых потребностей человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания. Но в последние столетия человек активно вторгся в водный мир Земли. В результате этого различные загрязнители, попадая в водоемы, оказывают токсическое воздействие на их обитателей.

Основными источниками загрязнения и засорения водоемов является недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов, отходы производства при разработке рудных ископаемых; воды шахт, рудников, обработке и сплаве лесоматериалов; сбросы водного и железнодорожного транспорта; отходы первичной обработки льна, пестициды и т.д.

Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении её физических свойств, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.; в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности воды и откладывании их на дне водоемов.

Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжелых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы).

Большинство водных растений не выносят загрязнения водоемов сточными водами, что приводит к изменению их различных физико-химических свойств, которые можно использовать как показатели экологического состояния водоема [8].

1.1. Цели и задачи исследования

Цель исследования: провести исследование токсического действия некоторых ТМ, СПАВ и нефтепродуктов на содержание фотоситетических пигментов в тканях водного растения элодеи канадской (Elodea canadensis).

Задачи:

1) ознакомиться с литературными источниками по данной проблеме: учебная литература, научные издания, научные статьи в журналах и газетах, информация в Интернете;

2) провести сравнительный анализ воздействия солей кадмия, свинца, ртути, ПАВ и нефти, взятых в различных концентрациях, продуктивность фотосинтетического аппарата элодеи;

3) определить количество фотосинтезирующего пигмента в растениях, взятых из естественных водоемов с условно «чистой» и «загрязненной» водой и сравнить его с контрольным;

4) проанализировать полученные результаты, сделать выводы.

1.2. Предмет исследования. Методы исследования. Гипотеза

Предмет исследования: растения элодеи канадской (Elodea canadensis).

Методы исследования: изучение соответствующего заданной теме теоретического материала, эксперимент, наблюдения, анализ.

Гипотеза: мы предположили, что избыточное содержание ионов ТМ, нефтепродуктов, ПАВ в водоемах, негативно влияют на деятельность фотосинтезирующего аппарата водных растений.

1.3. Актуальность темы

В настоящее время проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т.д.) является наиболее актуальной, т.к. всем известно выражение - «вода - это жизнь». Вода составляет большую часть любых организмов, как растительных, так и животных, является средой обитания многих организмов, определяет климат и изменение погоды, способствует очищению атмосферы от вредных веществ. Без воды человек не может прожить более трех суток, но, даже понимая всю важность роли воды в его жизни, он все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, безвозвратно изменяя их естественный режим сбросами и отходами.

Водоросли являются неотъемлемой частью любого водоема. Их роль в жизни водоемов трудно переоценить. Жизнедеятельность водорослей играет большую роль в биологических процессах водоемов. Их значение заключается, прежде всего, в том, что водоросли являются основными созидателями органического вещества: в результате фотосинтеза они обогащают воду кислородом, являясь основными продуцентами первичной продукции. Одним из основных значений водорослей в жизни водоемов является их участие в цепях питания водных обитателей.

Ответные реакции водорослей на действие антропогенных факторов оказываются наиболее быстрыми, вследствие чего структурные характеристики фитопланктона могут служить репрезентативными показателями состояния водных экосистем. На этом основано использование многих параметров состояния водорослевого сообщества для целей биологического мониторинга [2].

1.4.Краткий обзор литературы

1.4.1. Общая характеристика объекта исследования

Элодея канадская (Elodea canadensis)

Семейство водокрасовые - Hydrocharitaceae.

Родина - Северная Америка.

Одно из самых распространенных на Земле водных растений. На территории Европейской части бывшего СССР распространено повсеместно. Из-за своей способности очень быстро расти и плотно заполнять водоемы получило название «водяная чума». Очень неприхотливое растение. Растет свободно плавая в толще воды в течение всего года. Родина канадской элодеи (водяная чума) - Канада и США. В 1836 г. водяная чума была случайно завезена в Европу, в настоящее время растение распространилось по всему земному шару. Оно растет и в очень многих прудах и реках. Растение это двудомное, т. е. существуют мужские и женские особи, женские цветки малы и невзрачны. Элодея размножается вегетативно так быстро, что заполняет все водоемы, затрудняя рыбную ловлю, а иногда и судоходство, за что и получила свое название. Стебли канадской элодеи длинные, тонкие, очень хрупкие. Слегка курчавые листья расположены мутовками вдоль всего стебля. На брошенных в воду веточках вырастают длинные (до 35см), тонкие белые корни, достигающие дна, которыми растения укореняются [2;7;14].

1.4.2. Биологическая роль металлов, используемых в эксперименте

Кадмий. По химическим свойствам этот металл подобен цинку. Он может замещать последний в активных центрах металлсодержащих ферментов, приводя к резкому нарушению в функционировании ферментативных процессов. В водных системах кадмий связывается с растворенными органическими веществами, особенно если в их структуре присутствует сульфгидрильные группы SH. Кадмий образует также комплексы с аминокислотами, полисахаридами, гуминовыми кислотами.

Источников поступления кадмия в окружающую среду еще несколько лет назад было достаточно много. После того как была доказана его высокая токсичность, их число резко сократилось (по крайней мере в промышленно развитых странах). Сейчас основной источник загрязнения окружающей среды этим токсикантом - места захоронения никель-кадмиевых аккумуляторов. Как уже отмечалось, кадмий обнаружен в продуктах извержения вулкана Этна. В дождевой воде концентрация кадмия может превышать 50мкг/л. В пресноводных водоемах и реках содержание кадмия колеблется в пределах 20-400мг/л. Наименьшее его содержание в океане зарегистрировано в акватории Тихого океана, к востоку от Японских островов (~0,8-9,6нг/л на глубине 8-5500м). Этот металл накапливается водными растениями и в тканях внутренних органов рыб (но не в скелетной мускулатуре).

Кадмий обычно проявляет меньшую токсичность по отношению к растениям в сравнении с метилртутью и сопоставим по токсичности со свинцом. При содержании кадмия ~0,2-1мг/л замедляются фотосинтез и рост растений. Интересен следующий зафиксированный эффект: токсичность кадмия заметно снижается в присутствии некоторых количеств цинка, что еще раз подтверждает предположение о возможности конкуренции ионов этих металлов в организме за участие в ферментативном процессе. Порог острой токсичности кадмия варьирует в пределах от 0,09 до 105мкг/л для пресноводных рыб. Увеличение жесткости воды повышает степень защиты организма от отравления кадмием. Известны случаи сильного отравления людей кадмием, попавшим в организм по трофическим цепям (болезнь итай-итай). Из организма кадмий выводится в течение длительного периода (около 30 лет) [1;3;9].

Свинец. Половина от общего количества этого токсиканта поступала раньше в окружающую среду в результате сжигания этилированного бензина. В водных системах свинец в основном связан адсорбционно со взвешенными частицами или находится в виде растворимых комплексов с гуминовыми кислотами. При биометилировании, как и в случае со ртутью, свинец в итоге образует тетраметилсвинец. В незагрязненных поверхностных водах суши содержание свинца обычно не превышает 3мкг/л. В реках промышленных регионов отмечается более высокое содержание свинца. Снег способен в значительной степени аккумулировать этот токсикант: в окрестностях крупных городов его содержание может достигать почти 1 млн мкг/л, а на некотором удалении от них ~1-100мкг/л.

Водные растения хорошо аккумулируют свинец, но по-разному. Иногда фитопланктон удерживает его с коэффициентом концентрирования до 105, как и ртуть. В рыбе свинец накапливается незначительно, поэтому для человека в этом звене трофической цепи он относительно малоопасен. Метилированные соединения в рыбе в обычных условиях содержания водоемов обнаруживаются относительно редко. В регионах с промышленными выбросами накопление тетраметилсвинца в тканях рыб протекает эффективно и быстро - острое и хроническое воздействие свинца наступает при уровне загрязненности 0,1-0,5мкг/л. В организме человека свинец может накапливаться в скелете, замещая кальций [1;5].

Ртуть. Самый емкий аккумулятор соединений ртути (до 97%) - поверхностные воды океанов. Около половины всей ртути в природную среду попадает по техногенным причинам.

Кислотность среды и ее окислительный потенциал влияют на нахождение в водной среде той или иной формы ртути. Так, в хорошо аэрированных водоемах преобладают соединения Hg(II). Ионы ртути легко связываются в прочные комплексы с различными органическими веществами, находящимися в водах. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. Ртуть легко адсорбируется на взвешенных частицах вод. При этом так называемый фактор концентрирования достигает порой 105, то есть на этих частицах сконцентрировано ртути в сто тысяч раз больше, чем находится в равновесии в водной среде.

В водных средах ртуть образует металлорганические соединения типа R-Hg-X и R-Hg-R, где R - метил- или этил-радикал. Из антропогенных источников в водные системы ртуть попадает в виде преимущественно металлической ртути, ионов Hg(II) и ацетата фенилртути. Преобладающей формой ртути, обнаруживаемой в рыбе, является метилртуть, образующаяся биологическим путем с участием ферментов микроорганизмов. В незагрязненных поверхностных водах содержание ртути

колеблется в пределах 0,2-0,1мкг/л, в морских - в три раза меньше. Водные растения поглощают ртуть. Органические соединения R-Hg-R' в пресноводном планктоне содержатся в большей концентрации, чем в морском. Из организма органические соединения ртути выводятся медленнее, чем неорганические. Существующий стандарт на предельное содержание этого токсиканта (0,5мкг/кг) используют при контроле качества пищевых продуктов. При этом предполагают, что ртуть присутствует в виде метилированных соединений. При попадании в организм человека последних может проявиться болезнь Минимата [8;9;16.1].

1.4.3. Влияние ПАВ на экологическое состояние водоемов

Чем же страшны ПАВ для водоемов и его обитателей? ПАВ могут быстро разрушаться в окружающей среде или, наоборот, не разрушаться, а накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях. Один из основных негативных эффектов ПАВ в окружающей среде - понижение поверхностного натяжения. Например, в океане изменение поверхностного натяжения приводит к снижению показателя удерживания диоксида углерода CO2 в массе воды. По некоторым данным ПАВ адсорбировавшись на поверхности воды в водоемах повышает поглощение волн радиолокационного сигнала. Другими словами, радары и спутники хуже улавливают сигнал от объектов находящихся под водой в водоемах с определенной концентрацией ПАВ.

Большинство ПАВ обладают чрезвычайно широким диапазоном отрицательного влияния как на организм человека и водные экосистемы, так и на качество вод. Прежде всего они придают воде стойкие специфические запахи и привкусы, а некоторые из них могут стабилизировать неприятные запахи, обусловленные другими соединениями. Так, содержание в воде ПАВ в количестве 0,4-3,0мг/дм3 придаёт ей горький привкус, а 0,2 -2,0мг/дм3 - мыльно керосиновый запах.

Одним из основных физико-химических свойств ПАВ является высокая пенообразующая способность, причём в сравнительно низких концентрациях (порядка 0,1-0,5 мг/дм3). Возникновение на поверхности воды слоя пены затрудняет тепломассообмен водоёма с атмосферой, снижает поступление кислорода из воздуха в воду (на 15-20%), замедляя осаждение и разложение взвесей, процессы минерализации органических веществ, и тем самым ухудшает процессы самоочищения. Некоторые нерастворимые ПАВ при попадании на поверхность воды образуют нерастворимые пленки, распространяющиеся при достаточной площади растекания в монослои.

Значительную часть антропогенной нагрузки, приходящейся на поверхностные водные объекты, составляют сточные воды, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), которые входят в состав всех хозяйственно-бытовых и большинства промышленных сточных вод. 95-98% общего количества применяемых в нашей стране детергентов - синтетических моющих средств (CMC), вырабатываемых промышленностью, составляют анионные и неионогенные ПАВ и моющие средства на их основе, которые, как правило, характеризуются низкой биологической разлагаемостью и в силу своей химической природы оказывают существенное отрицательное воздействие на водные объекты.

Попадая в водоёмы, ПАВ активно участвуют в процессах перераспределения и трансформации других загрязняющих веществ (таких как хлорофос, анилин, цинк, железо, бутилакрилат, канцерогенные вещества, пестициды, нефтепродукты, тяжёлые металлы и др.), активизируя их токсическое действие. С ПАВ связано 6-30% меди, 3-12% свинца и 4-50% ртути в коллоидной и растворённой форме. Незначительной концентрации ПАВ (0,05-0,10мг/дм3) в воде достаточно, чтобы активизировать токсичные вещества. При небольшом содержании ПАВ в воде часто наблюдается коагуляция (слипание) и седиментация примесей (оседание), обусловленная уменьшением или даже снятием электрокинетического потенциала частиц вследствие сорбции противоположно заряженных органических ионов ПАВ.

Большинство ПАВ и продукты их распада токсичны для различных групп гидробионтов: микроорганизмов (0,8-4,0мг/дм3), водорослей (0,5-6,0мг/дм3), беспозвоночных (0,01-0,9мг/дм3) даже в малых концентрациях, особенно при хроническом воздействии. ПАВ способны накапливаться в организме и вызывать необратимые патологические изменения [4;6;16.3].

1.4.4. Влияние нефтепродуктов на загрязнение водоемов

Нефть. Загрязнение водоемов нефтью и различными продуктами ее переработки (бензин, керосин, соляровое масло, мазут и др.) происходит главным образом при транспортировке жидкого топлива и повреждениях нефтепроводов, работе флота, подводных бурениях нефтяных скважин, в результате сбросов стоков нефтеперерабатывающих предприятий, смыва нефтепродуктов, загрязняющих сушу. Среднее содержание нефти в пелагиали Мирового океана достигает 10-20мкг/л. Заметно выше оно в континентальных водоемах. Особую форму нефтяного загрязнения представляют мелкие комочки, в огромном количестве плавающие в толще воды. Комочки становятся субстратом, на котором обильно поселяются бактерии, простейшие и другие организмы, образующие своеобразное перифитонное сообщество. Образуя на поверхности воды пленку, нефть нарушает дыхание гидробионтов, так как препятствует проникновению кислорода в толщу воды. Растворяющиеся в воде фракции нефти остро токсичны для подавляющего большинства гидробионтов. Опускающиеся на дно тяжелые фракции склеивают частицы грунта. При сильном загрязнении образуются зоны, практически лишенные жизни, если не считать развивающихся здесь в большом количестве нефтеокисляющих бактерий. Нефть оказывает токсическое действие на фитопланктон в концентрациях 10-3-10-8 (замедление или прекращение деления клеток, снижение первичной продукции). В хронических опытах (70 дней) первичная продукция морского фитопланктона при концентрации нефтепродуктов 0,05-0,5мг/л снижалась на 50%. Низшие ракообразные начинают гибнуть при концентрации нефти и ее продуктов около 10-6мг/л, такова же степень устойчивости икры рыб. Личинки рыб примерно на порядок устойчивее икры, взрослые рыбы выдерживают еще более высокие концентрации; Сравнительно устойчивы к нефтяному загрязнению многие донные животные (мидии, мраморные крабы, раки-отшельники и др.), выдерживающие концентрации до 10-3-10-4мг/л. Мраморные крабы не покидают прибрежных районов, загрязненных нефтью, хотя, вылезая на выступающие из воды камни, многократно проходят через нефтяную пленку. Мидии, фильтруя морскую воду, освобождают ее от эмульгированной нефти, переводя последнюю в комочки псевдофекалий. Уменьшение содержания ДНК и РНК у большинства водорослей, вероятно, связано с подавлением биосинтеза нуклеиновых кислот. Влияние нефтяного загрязнения на содержание ДНК и РНК отмечено и для беспозвоночных [13;16.2].

2. Практическая часть

2.1. Методики исследования

В ходе эксперимента растения были разделены на 4 группы. Первая - контрольная группа помещалась в сосуд с дистиллированной водой. Вторую группу составляли растения, помещаемые в растворы нитратов кадмия, свинца и ртути, взятых в концентрациях 300, 10 и 1мкмоль. Растения третьей группы помещали в водные растворы общедоступного СПАВ (в нашем случае стиральный порошок «МИФ») с концентрациями 0,0003; 0,003; 0,03 и 0,3%. В четвертой группе были растения, погруженные в воду, содержащую нефтепродукты в количестве 0,5г/л, 1г/л и 10г/л.

Перед началом исследования растения элодеи канадской были обрезаны до70 мм, считая от точки роста, и помещены в стеклянные емкости. За ходом эксперимента следили ежедневно в течение 10 суток. На 10 сутки эксперимент завершился. Были отмечены визуальные изменения растений под действием тех или иных полютантов и рассчитано количество хлорофилла в листьях и стеблях экспериментальных растений. Эксперимент проводился в троекратной повторности одновременно.

Вытяжку хлорофилла готовили следующим образом: достали растение из раствора, высушили его фильтровальной бумагой, мелко нарезали и взвесили навеску массой 500 миллиграммов. Ее поместили в ступку, туда же на кончике ножа внести карбонат кальция и немного песка (можно дробленое стекло). Затем в ступку налили около 5 миллилитров 96% этилового спирта и энергично растёрли. Вскоре в спирт перешли все пигменты, вследствие чего он приобрел зеленую окраску. После этого раствор спирта отфильтровали через фильтр (можно стекловату) в заранее приготовленную пробирку. Процедуру растирания зеленой массы, подливая к ней спирт, проводили до тех

пор, пока она не обесцветилась. Только тогда можно считать, что большая часть пигментов перешла в спиртовой раствор. Затем вытяжку довели чистым спиртом до 10 миллилитров [11].

Определение концентрации хлорофиллов проводили спектрофотометрическим методом

Спектрофотометрический анализ - наиболее точный метод определения количества пигментов в листьях. С его помощью можно измерить плотность экстракта и по ней оценить содержание пигментов в опытном растительном материале.

Плотность экстракта (D) измеряют на спектрофотометре в красной области спектра при длинах волн, соответствующих максимумам поглощения хлорофиллов а и b (665 и 649нм). Нужно учитывать, что плотность раствора зависит от природы растворителя. При использовании 96%-го этилового спирта концентрацию пигментов рассчитывают по уравнениям Винтермакса и Де Мотса:

Схл.a = 13,7D665 - 5,76D649;

Скар = 0,22D649 - 8,42D665;

Схл.b = 25,8D649 - 7,6D665,

где D665и D649 - измеренные значения плотности экстракта при длинах волн 665 и 649нм соответственно.

Расчет количества пигментов в листьях (мг/г) по формуле:

А=V*C/P*1000,

где V - объем спиртовой вытяжки (10мл); С - концентрация пигментов в спиртовом растворе (мг/л); Р - навеска растительного материала (0,5г) [12].

2.2. Полученные результаты

2.2.1. Влияние ионов ТМ на количество фотосинтетических пигментов

На пятый день эксперимента наиболее выраженное токсическое действие на количество хлорофилла оказали два металла - Cd и Hg. Даже при самой низкой концентрации приблизительно на ¼ снизилось количество хлорофилла под воздействием кадмия и в два раза - под воздействием ртути. Мы полагаем, что это вызвано тем, что и при столь низкой концентрации их количество в воде значительно превышает ПДК. Присутствие ионов свинца в концентрации 1мкмоль не повлияло на биосинтез хлорофилла. Возможно, это объясняется тем, что в таком количестве его значение несколько ниже ПДК. Однако при повышении концентрации все три металла ингибируют биосинтез хлорофилла (см. гистограмму).

На десятый день экспозиции все три металла резко снизили биосинтез хлорофилла, его количество составило всего от 6 до 17% от контрольного результата. Растения, находящиеся в растворах нитратов ртути и кадмия, потеряли тургор и заметно обесцветились, что указывает на гибель фотосинтезирующих пигментов.

2.2.2. Влияние ПАВ на уровень фотосинтетических пигментов

На 5 день эксперимента при низких концентрациях ПАВ изменения количества хлорофилла наблюдается только при концентрации 0,003% и то очень незначительное, однако при более высоких концентрациях количество хлорофилла уменьшается приблизительно на треть (при 0,03%) и практически в два раза (при конц. ПАВ 0,3%)

Количество хлорофилла a уменьшается более заметно, чем количество хлорофилла b. Значение общего количества хлорофилла а и b по отношению к контролю (выраженное в %) вы видите на гистограмме.

На 10 сутки экспозиции концентрация хлорофилла снизилась у всех экспериментальных растений, особенно заметное снижение фотосинтезирующего пигмента произошло при концентрации ПАВ 0,3% (рисунок 4).

Данный эксперимент показал, что попадая со сточными водами в окружающую среду, поверхностно-активные вещества (ПАВ) неблагоприятно воздействуют на живые организмы.

В результате воздействия поверхностно-активных веществ в клетках водных растений происходят сильные изменения: разрушаются зерна хлорофилла и клеточная оболочка, что означает для растения - гибель. Такие растения не жизнеспособны, они не участвуют в процессе фотосинтеза.

2.2.3. Влияние нефтепродуктов на синтез хлорофилла

Показано, что элодея характеризуется повышенной устойчивостью к высоким концентрациям нефти. Сырая нефть в концентрации 0,5 и 1г/л не оказывает отрицательного влияния на элодею: в течение 10 суток растения не утратили тургор, яркость окраски. На гистограмме (рис. 5) видно, что при незначительных концентрациях нефти количество хлорофилла даже незначительно выше контроля. Однако заметного стимулирующего влияния нефти обнаружено не было. При концентрации нефти 10 г/л растения чувствовали себя угнетенно, их окраска под нефтяной пленкой заметно побледнела, что указывает на уменьшение количества хлорофилла в них, на побегах заметна осевшая взвесь. На 8-е сутки растения стали погибать вследствие токсичности нефти и продуктов ее метаболизма. Количество хлорофилла (в % от контроля) определяли на только один раз на 10 день эксперимента.

2.2.4. Определение количества хлорофилла у объектов естественного водоема

Для исследования были взяты растения, растущие в районе сброса сточных вод в реку и, в месте, с условно «чистой» водой (методика приготовления вытяжки описана выше).

Результаты: анализ содержания фотосинтетических пигментов в листьях исследуемых гидрофитов показал, что при повышении уровня загрязнения водной среды, в листьях растений возрастало количество фотосинтетических пигментов. В среднем содержание хлорофиллов «а» и «б» увеличивалось в 0,8 раза. В листьях элодеи канадской (Elodea сanadensis) из водоема с повышенной антропогенной нагрузкой содержание фотосинтетических пигментов было в среднем в 1,5 раза выше по сравнению с растениями этого же вида из «условно чистого» водотока (р. Тускарь, р-н дачного поселка «Щетинка»), что превышало контрольное значение лабораторного эксперимента на 7,3%. Значение количества хлорофилла у растений из «условно чистого» места реки составило около 94,2% от контрольного.

Вывод: повышение количества хлорофиллов а и b, вероятно, обусловлено следующими причинами. Во-первых, как известно, в процессе синтеза хлорофиллов участвуют железо, магний, никель и медь, а именно эти металлы содержались в повышенном количестве в составе сточных вод, поэтому увеличение их концентрации в водной среде вполне могло благоприятствовать синтезу хлорофилла. Во-вторых, в его состав входит значительное количество азота, поэтому при повышенном обеспечении растений азотом синтез хлорофилла усиливается.

К сожалению, мы не смогли проанализировать влияние изучаемых нами ТМ в естественных условиях, т.к. по данным Горводоканала в составе сточных вод отсутствовали ионы ртути и кадмия, а содержание ионов свинца не превышало ПДК.

3. Общие выводы:

● проведенный нами эксперимент показал, что исследуемые полютанты, даже в относительно невысоких концентрациях способны вызывать снижение количества хлорофилла в тканях водного растения;

● ионы всех металлов, используемых в эксперименте (в том числе и свинца в количестве, превы

шающем ПДК) приводят к серьезным нарушениям функционирования пластид, но наиболее сильное угнетающее действие на биосинтез хлорофилла оказывают ионы ртути и кадмия;

● ПАВ, в высоких концентрациях, способны проникать во внутриклеточное пространство хлоропластов, что способствует высвобождению пигмента, тем самым снижая его содержание;

● нефть в высоких концентрациях образует на поверхности воды пленку, что приводит к нарушению дыхания гидробионтов, так как препятствует проникновению кислорода в толщу воды и оказывает токсическое действие на биосинтез хлорофилла;

● все используемые нами в эксперименте полютанты вызывают нарушения в пигментном комплексе водных растений, что можно использовать как один из индикаторов уровня антропогенной загрязненности водоема;

● результаты эксперимента показали, что в условиях повышенных антропогенных нагрузок в листьях исследуемых растений, взятых из естественных водоёмов, может увеличиваться содержание фотосинтетических пигментов, предположительно из-за присутствия в воде ионов железа, магния, меди, более детальное влияние которых, мы планируем изучить в дальнейшем.

4. Литература

1. Гавриленко Е. Е., Золотухина Е. Ю. Накопление и взаимодействие ионов меди, цинка, марганца, кадмия, никеля, свинца при их поглощении водными макрофитами.//Гидробиологический журнал, - 1989 г. - Т.25.- №5.

2. Курс низших растений. Коллектив авторов, под общ. редакцией М. В. Горленко. - М.: Издательство «Высшая школа», 1981. - 521 с.

3. Епринцев С. Влияние ионов тяжелых металлов на рост и развитие растений. - М., 1992. - 245 с.

4. Неволин Ф. В. Химия и технология синтетических моющих средств. - М., 1971.

5. Никаноров А. М., Жулидов А. В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. - СПб.: Гидроме-теоиздат, 1991. - 312 с.

6. Остроумов С. А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды.//Водные ресурсы, - 2004, - т. 31. - № 5. - С.546-555.

7. Полонский А. С. Мир аквариума. - Калининградское книжное издательство, 1994г.

8. Соросовский образовательный журнал, - №5, - 1998.

9. Строганов Н. С., Путинцев А. И. Метод токсикологического контроля сточных вод.//Биологические науки, - 1979.

10. Титов А. Ф., Таланова В. В., Казнина Н. М., Лайдинен Г. Ф. Устойчивость растений к тяжелым металлам. - Петрозаводск, 2007. - 172с.

11. Туманов В. Н., Чирук С. Л. Качественные и количественные методы исследования пигментов фотосинтеза (Практикум к лабораторным занятиям). - Гродно, 2007г.

12. УМКД Экологическая физиология растений (руководство к лабораторным и практическим занятиям). - Екатеринбург, 2008г.

13. Химия окружающей среды. Перевод с английского языка под редакцией А. Цыганкова. - Москва: Химия, 1982г.

14. Цвелев Н. Н. Семейство Водокрасовые (Hydrocharitaceae)/Под ред. А. Л. Тахтаджяна. Жизнь растений. В 6-ти т. - М.; Просвещение, 1982. - Т.6. - 272с.

15. «Энциклопедия для детей. Биология». - Издательство «Аванта+», 1996г.

16. Интернетресурсы:

16.1 http://www.o8ode.ru/article/planetwa/heavy_water.htm

16.2 http://geopriroda.ru/ecology/310-yekologicheskie-aspekty-problemy-chistoj-vody-i.html

16.3 http://www.radargeo.info/index.php?option=com_content&task=view&id=177&Itemid=38