В последние годы все сильнее подтверждается важная биологическая роль большинства металлов. Многочисленными исследованиями установлено, что влияние металлов весьма разнообразно и зависит от содержания в окружающей среде и степени нуждаемости в них микроорганизмов, растений, животных и человека [23].
Фитотоксичное действие ТМ проявляется, как правило, при высоком уровне техногенного загрязнения ими почв и во многом зависит от свойств и особенностей поведения конкретного металла. Однако, в природе ионы металлов редко встречаются изолированно друг от друга. Поэтому разнообразные комбинативные сочетания и концентрации разных металлов в среде приводят к изменениям свойств отдельных элементов в результате их синергического или антагонистического воздействия на живые организмы. Например, смесь цинка и меди в пять раз токсичнее, чем арифметически полученная сумма их токсичности, что обусловлено синергизмом при совместном влиянии этих элементов. Подобным образом действует и смесь цинка с никелем. Однако существуют наборы металлов, совместное действие которых проявляется аддитивно. Ярким примером этого являются цинк и кадмий, проявляющие взаимный физиологический антагонизм. Очевидны проявления синергизма и антагонизма металлов и в их многокомпонентых смесях. Поэтому суммарный токсикологический эффект от загрязнения среды ТМ зависит не только от набора и уровня содержания конкретных элементов, но и особенностей их взаимного воздействия на биоту. Таким образом, влияние ТМ на живые организмы весьма разнообразно. Это обусловлено, во-первых, химическими особенностями металлов, во-вторых, отношением к ним организмов и, в-третьих, условиями окружающей среды. Влияние токсичных концентраций ТМ на растения приведено в таблице 2 [22], а на здоровье человека и животных - в таблице 3 [24].
Таблица 2
Влияние токсичных концентраций некоторых тяжелых металлов на растения
|
Элемент |
Концентрация в почве, мг/кг |
Реакция растений на повышенные концентрации ТМ |
|
Pb |
100-500 |
Ингибирование дыхания и подавление процесса фотосинтеза |
|
Cd |
1-13 |
Нарушение активности ферментов, процессов транспирации и фиксации СО2, торможение фотосинтеза, ингибирование биологического восстановления NО2 до NО, затруднение поступления и метаболизма в растениях ряда элементов питания. Внешние симптомы - задержка роста, повреждение корневой системы, хлороз листьев |
|
Zn |
140-250 |
Хлороз молодых листьев |
|
Cr |
200-500 |
Ухудшение роста и развития растений, увядание надземной части, повреждение корневой системы, хлороз молодых листьев, резкое снижение содержания в растениях большинства незаменимых макро- и микроэлементов (К, Р, Fe, Mn, Cu, B и др.) |
|
Ni |
30-100 (подвижная форма) |
Подавление процессов фотосинтеза и транспирации, появление признаков хлороза |
Таблица 3
Влияние загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами на здоровье человека и животных
|
Элемент |
Характерные заболевания при высоких концентрациях ТМ в организме |
|
Pb |
Повышение смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, рост общей заболеваемости, изменения в легких детей, поражения органов кроветворения, нервной и сердечно-сосудистой системы, печени, почек, нарушения течения беременности, родов, врожденных уродств. Угнетение активности многих ферментов, нарушение процессов метаболизма |
|
Cd |
Нарушения функций почек, ингибирование синтеза ДНК, белков и нуклеиновых кислот, снижение активности ферментов, замедление поступления и обмена других микроэлементов (Zn, Cu, Se, Fe), что может вызывать их дефицит в организме |
|
Zn |
Изменение морфологического состава крови, злокачественные образования; у животных - снижение прирост живой массы, депрессия в поведении, возможность абортов |
|
Cu |
Увеличение смертности от рака органов дыхания |
|
Cr |
Изменение иммунологической реакции организма, снижение репаративных процессов в клетках, ингибирование ферментов, поражение печени |
|
Ni |
Нарушение синтеза белка, РНК и ДНК, развитие выраженных повреждений во многих органах и тканях |
Другие статьи
Загрязнение атмосферы как одна из важнейших экологических проблем современности
Стремительный рост численности человечества и его
научно-технической вооруженности в корне изменили ситуацию на Земле. Если в
недавнем прошлом вся человеческая деятельность проявлялась отрицательно лишь на
ограниченных, хоть и многочисленных территориях, а сила воздейс ...