8 (36) 2. ОЧЕРЕТ ПІВДЕННИЙ (PHRAGMITES AUSTRALIS (CAV.) TRIN. EX STEUD.) ЯК БІОАКУМУЛЯТОР FE, MN, CU НА БІОІНЖЕНЕРНИХ СПОРУДАХ ПОЛТАВСЬКОГО ГІРНИЧО-ЗБАГАЧУВАЛЬНОГО КОМБІНАТУ

УДК 504.054 (477) • Випуск 8 (36) / 2022  • 14-18 сторінки

Орлов О.О., Долін В.В., Чарний Д.В., Ярощук Д.О.

Орлов О.О., кандидат біологічних наук, Державна установа «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», ORCID: 0000-0003-2923-5324, orlov.botany@gmail.com

Долін В.В., доктор геологічних наук, Державна установа «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», ORCID: 0000-0001-6174-2962, vdolin@ukr.net

Чарний Д.В., доктор технічних наук, Державна установа «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», ORCID: 0000-0001-6150-6433, dmitriych10@gmail.com

Ярощук Д.О., Державна установа «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», ORCID: 0000-0003-0190-8611

Анотація

Метою дослідження була оцінка загальної фітомаси очерету на одиницю площі кожної біоінженерної споруди (БІС), її розподіл між надземною та підземною частинами, біологічне поглинання низки важких металів (Fe, Mn, Cu) фітомасою очерету загалом і його окремими органами. Об’єктами дослідження були біогеоценози очерету, а предметом – фітомаса очерету на одиниці площі та концентрація важких металів (Fe, Mn, Cu) у його органах на кожній біоінженерній споруді. Дослідження проведено в липні 2021 року на території шести біоінженерних споруд Полтавського гірничо-збагачувального комбінату, куди закачуються освітлені стічні води. На кожній біоінженерній споруді закладали 5 облікових ділянок, де раху- вали кількість особин очерету, кількість пагонів, відбирали зразки органів. Розрахунки фітомаси очерету проводили в межах кожної біоінженерної споруди: для одного пагона; однієї особини; заростей очерету на одиниці площі (м2, га). Вміст важких металів в органах очерету визначено після озолення за температури 300ºС, методом емісійного спектрального аналізу за допомогою спектрографа ICP-28.

Продемонстровано, що на всіх біоінженерних спорудах очерет характеризувався значною надземною фітомасою (т·га-1): БІС-1-А – 11,1; БІС-1-Б – 9,2; БІС-2 – 10,6; БІС-3 – 29,7; БІС-4 – 15,4; БІС-5 – 13,8. Підземна фітомаса очерету значно перевищувала надземну (т·га-1): БІС-1-А – 55,4; БІС-1-Б – 50,2; БІС-2 – 72,5; БІС-3 – 232,8; БІС-4 – 106,5; БІС-5 – 79,0.

Частка підземної та надземної фітомаси в очереті становила: на БІС-1-А – 83,3 та 16,7%; БІС-1-Б – 84,5 і 15,5%; БІС-2 – 87,2 і 12,8%; БІС-3 – 88,7 і 11,3%; БІС-4 – 87,4 та 12,6%; БІС-5 – 85,1 та 14,9% відповідно.

На всіх біоінженерних спорудах спостерігалася загальна закономірність – значно вищий вміст Fe в підземних орга- нах, ніж у надземних. Діапазон вмісту Fe на різних біоінженерних спорудах cтановив (мкг·кг-1): стебла – 143 ± 13–225 ± 20; листя – 529 ± 50–1 000 ± 95; суцвіття – 67 ± 7–273 ± 30; кореневища з коренями – 3 584 ± 342–6 700 ± 655. Ранжований ряд органів очерету за вмістом Fe мав такий вигляд: корені > листя > суцвіття > стебло. Діапазон вмісту Mn на різних біоінженерних спорудах cтановив (мкг·кг-1): стебла – 14 ± 1–100 ± 10; листя – 75 ± 8–385 ± 35; суцвіття – 13 ± 1–96 ± 10; коре- невища з коренями – 137 ± 13–700 ± 63. Ранжований ряд органів очерету за вмістом Mn є аналогічним такому для Fe. Середній вміст Cu в органах очерету був на порядок меншим у порівнянні з Mn і на два-три порядки меншим порівняно з Fe. Діапазон вмісту Cu на різних біоінженерних спорудах становив (мкг·кг-1): стебла – 3 ± 0,2–7 ± 0,7; листя – 2 ± 0,2–8 ± 0,8; суцвіття – 4 ± 0,4–9 ± 0,9; кореневища з коренями – 5 ± 0,5–23 ± 2,5. Зроблено висновок, що підземна фітомаса очерету – багаторічні кореневища з коренями – має визначальний вплив на акумуляцію всіх досліджених важких металів у загальній фітомасі очерету.

 Ключові слова: очерет, органи рослини, фітомаса надземна, фітомаса підземна, Fe, Mn, Cu, вміст важких металів.

Стаття

Література

  1. Auclair N.D. Factors affecting tissue nutrient concentrations in a Scirpus-Equisetum wetland. Ecology. 1979. № 60. P. 337–348.
  2. Björk S. Ecological investigations of Phragmites communis: studies in theoretic and applied limnology. Folia Limnol. Scand. № 14. P. 1–248.
  3. Dykyjova D., Hradecka D. Production ecology of Phragmites 1. Relation of two ecotypes to the microclimate and nutrient conditions of habitat. Folia geobotanica and phytotaxonomica. 1976. № 11 (1). P. 23–61.
  4. Hocking P. Seasonal dynamics of production, and nutrient accumulation and cycling by Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Stuedel in a nutrient-enriched swamp in inland II. Individual shoots. Aust. J. Mar. Freshwater Res. 1989. № 40. P. 445–464.
  5. Husak S. Control of reed and reed mace by cutting. Pond and littoral ecosystems. № 14. P. 404–408.
  6. Лакин Г.Ф. Биометрия. Москва : Высшая школа, 293 с.
  7. The accumulation and distribution of metals in water, sediment, aquatic macrophytes and fishes of the Gruža Reservoir, Serbia /
  8. Milošković et al. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology. 2013. DOI: 10.1007/s00128-013-0969-8.
  9. Packer G. Phragmites аustralis. Biological flora of British Isles. Journal of Ecology. 2017. № 105. P. 1123–1162.