Следует учитывать, что, поступая в живые системы и проявляя токсичность, тяжелые металлы часто характеризуются аддитивным действием. Это отмечено, например, по отношению к свинцу и кадмию, меди, никелю и цинку. Возникают антропогенные биогеохимические провинции, характеризующиеся повышенным содержанием целого комплекса металлов [21]. В то же время высокое содержание металлов способно вызвать нарушение структуры клеточных мембран. Это, в свою очередь, может явиться дополнительным фактором усиления пассивного диффузного поступления тяжелых металлов в клетки растений.

В настоящее время для разработки оптимальной программы регулирования и контроля качества природных сред много внимания уделяется поиску биоиндикаторов загрязнения природной среды тяжелыми металлами. Наиболее детально изучены в этом отношении растения вследствие того, что их микроэлементный состав очень точно характеризует геохимические особенности локальных участков их места произрастания. Способность макрофитов накапливать преимущественно растворенные в воде металлы в сочетании со способностью в течение продолжительного времени удерживать их в своих тканях позволила многим исследователям рекомендовать водные растения в качестве организмов-мониторов.

По характеру накопления и распределения металлов в зависимости от содержания их в почве растения делят также на 3 группы [22]: «накопители» - характеризуются повышенным содержанием металлов в органах независимо от концентрации последних в почве; у «исключителей» концентрация данного металла в надземной части поддерживается на постоянно низком уровне независимо от внешних концентраций; промежуточное положение занимают «индикаторы», у которых поглощение и транспорт металлов в надземную часть пропорциональны их концентрации в почве A. Butler [23] впервые сформулировал критерии выбора видов-индикаторов антропогенного загрязнения водных экосистем. Организмы-индикаторы должны:

накапливать загрязняющее вещество и не погибать под действием реально встречающихся его концентраций;

быть оседлым, массовым, легко доступным в природе;

быть долгоживущим;

иметь приемлемые размеры, удобные для отбора органов и тканей;

легко культивироваться в лабораторных условиях.

Известно [24], что растения, обитающие в богатых питательными веществами средах, аккумулируют минеральных элементов больше, чем растения, распространенные в средах, бедных питательными веществами. Однако известно, что концентрирующая способность водных растений по отношению к химическим элементам определяется многими факторами. Некоторые их них:

. Различная способность поглощения химических элементов растениями - это зависит от вида растения, его физиологических способностей, возраста и стадии развития, а также от анализируемого растительного органа;

. Условия среды обитания - форма котловины, конфигурация и размеры водоема, гранулометрический состав грунта, химический состав воды и донных отложений, различный тип и уровень загрязнения водоема, а также географическое положение водоема и климатические факторы.

Процесс накопления тяжелых металлов водными животными обусловлен следующими механизмами: 1) поглощением взвеси, содержащей металлы; 2) поступление с пищей; 3) ассимиляция при секреции хелатирующих или комплексообразующих агентов; 4) участие в физиологических процессах; 5) ионный обмен и сорбция на тканях и клеточных мембранах [25]. Так, у морских моллюсков растворенные формы металлов усваиваются непосредственно из воды на границе активного контакта организма со средой, главным образом в жабрах, тогда как металлы в форме взвешенных частиц поступают в организм в процессе фильтрационного питания через пищеварительный тракт [26]. Особое положение занимают двустворчатые, как активные фильтраторы-седиментаторы, содержание в них металлов в одинаковых условиях обитания часто превосходит накопление у других представителей макрозообентоса. Максимальная концентрация металлов отмечена в жабрах и внутренностях (особенно в почках) двустворчатых моллюсков, т.е. в органах, где происходит извлечение примесей из воды и пищи. Минимальные уровни накопления обнаруживаются в мышечной ткани. Однако такие закономерности наблюдаются не всегда. Содержание многих металлов в створках устриц и мидий обычно значительно выше, чем в мягких тканях [27]. Особенно же выражены эти различия в содержании железа, марганца, свинца, никеля, кобальта, кадмия, хрома и стронция, что отражает их способность соосаждаться с карбонатами и необратимо фиксироваться в створках моллюсков по мере их формирования. Меди и цинка, находящихся в морской воде преимущественно в ионной форме, в створках моллюсков содержится меньше, чем в мягких тканях.

Еще статьи по теме

Очистка городских сточных вод от механических примесей
Бытовые сточные воды образуются в жилых, административных и коммунальных зданиях, а также в бытовых помещениях промышленных предприятий. Это сточные воды, которые поступают в водоотводящую сеть от санитарных приборов. Особенности образован ...

Хлоропласты – центры фотосинтеза клеток растений
В современном мире антропогенные изменения затронули практически все экосистемы планеты. Во многих регионах превышены адаптационные возможности природы, нарушено её динамическое равновесие. Внимание научной общественности приковано к остр ...