При резком увеличении содержания одного или нескольких металлов-микроэлементов в среде наблюдается смена нормальных физиологических функций металла токсическим воздействием. Токсичность тяжелых металлов тесно связана с физико-химическими свойствами, со способностью к образованию более или менее прочных соединений с рядом функциональных группировок на поверхности или внутри клеток. При токсическом действии металлов происходит не только грубое нарушение в коллоидах, но и денатурация белков, их осаждение, а также блокирование активных центров ферментов. Именно нарушения нормального и согласованного действия ферментных систем представляют основной механизм действия токсических веществ [11]. Установлено, что в больших дозах металлы образуют ковалентные связи в отличие от физиологически необходимых металлов, для которых характерны ионные связи [12]. Многие металлы связываются с компонентами мембраны, изменяя ее проницаемость и энзиматическую активность. Такие металлы, как кадмий и ртуть, способны индуцировать мутагенез, канцерогенез и вызвать макроскопические изменения. Связываясь с ДНК никель вызывает снижение ее синтеза. Токсическое действие свинца и хрома проявляется в нарушениях митотической активности растительных клеток.

Воздействие загрязнителей на растительные организмы приводит к возникновению у них разнообразных нарушений, приобретающих в зависимости от силы воздействия, его направленности и специфичности характер патологической реакции, патологического процесса, болезни или же патологического состояния [13]. Патологические явления, вызываемые у растений загрязнителями, могут быть объединены в две основные категории - категорию патологических явлений, возникающих без нарушения генетической конституции растений, по существу эпигеномных, и категорию патологических явлений, связанных с возникновением мутаций в гаметах или же соматических клетках.

При обследовании водной растительности [14] было установлено, что кадмий менее ядовит для растений, чем ртуть и медь, и сопоставим по токсичности со свинцом, никелем и хромом. В зависимости от формы нахождения и условий опыта приостановка роста и фотосинтеза происходит обычно при содержании кадмия 0.02-1.0 мг/л. Однако, хронические эффекты наблюдались и при низких концентрациях - 1 мкг/л. Токсичность кадмия может быть объяснена способностью его замещать цинк, связанный с протеинами; соответственно добавление цинка в среду заметно понижает повреждение клеток. В то же время кадмий может ингибировать токсичность меди. У водорослей под действием кадмия наблюдались набухание, вакуолизация и дегенеративные формы митохондрий, указывающие на значительную цитотоксичность кадмия. Кадмий в количестве 0.01-0.1 мг/л понижает также концентрацию АТФ и хлорофилла у многих видов и уменьшает продукцию кислорода. Ингибирование роста растений наблюдается при концентрациях меди £0,1 мг/л. При содержании меди 0.003-0.03 мг/л отмечается уменьшение потребления углекислоты и кремневой кислоты. Ртуть - единственный металл, который для растений более токсичен, чем медь. Сублетальный эффект медной интоксикации проявляется в начальной потере калия, что связано с увеличением проницаемости клеток. Это может приводить к интенсивности фотосинтеза. При содержании меди ниже 0.05 мг/л отмечается уменьшение объема клеток, содержании азота и углерода. Острое и хроническое действие свинца проявляется при концентрациях около 0.1-5 мг/л. марганец и медь могут парализовать стимулированную свинцом ингибицию, отражающую конкуренцию за активные места в ферментах. Концентрация хлорида ртути 0.002-0.25 мг/л вызывает у растений задержку роста. Существенное снижение интенсивности роста растений отмечается при содержании 0.1-0.5 мг/л никеля. При совместном влиянии никеля и ртути, никеля и меди на многие виды водных растений отмечается синергизм, а при совместном воздействии никеля и кадмия, никеля и цинка - антагонизм.

Загрязненные растения не выполняют в полной мере функцию «зеленых легких» планеты, уменьшается их роль в регуляции температурного и светового режимов и водного баланса, в осуществлении биохимических циклов, в предотвращении водной и ветровой эрозии, в возникновении и воспроизведении трофических цепей.

Еще статьи по теме

Россия как нефтяная держава
Трудно представить современную цивилизацию без нефти и нефтепродуктов. Из-за нефти развязываются войны, совершаются государственные перевороты и объявляются экономические блокады отдельным странам. Нефть недешево обходится человечеству - ...

Применение методов географических информационных систем для картирования загрязнения почв и зон риска отравления свинцом п. Рудная Пристань
Рудная Пристань - небольшой промышленный поселок городского типа в Дальнегорском районе на севере Приморского края, примерно 400 км на северо-восток от Владивостока. В поселке и в окрестных деревнях проживает около 5000 человек. Богатый по ...