ISSN: 0024-1148 Лесоведение. 2015. № 1. С. 36-43
ВЛИЯНИЕ АЭРОЗОЛЬНЫХ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ХВОЙНЫЕ ДЕРЕВЬЯ В МОДЕЛЬНЫХ ОПЫТАХ
Т. А. Михайлова1, Е. Н. Тараненко1, А. В. Рудиковский1, А. Г. Горшков2
1Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН
664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 132
2Лимнологический институт СО РАН
664033 Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3
E-mail: mikh@sifibr.irk.ru
Поступила в редакцию 30.05.2014 г.
В модельных экспериментах показано негативное влияние техногенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), поступающих аэральным путем, на 8-10-летние деревья сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.). После 2 месяцев обработки деревьев смесью ПАУ из веществ, имеющих наибольшую водорастворимость и преобладающих в газовой фазе техногенных выбросов (нафталин, аценафтилен, аценафтен, флуорен, фенантрен, пирен), в хвое обнаружено снижение содержания фотосинтетических пигментов и изменение параметров флуоресценции хлорофилла. Параллельное исследование аккумулирования ПАУ хвоей деревьев показало преимущественное накопление этих соединений во внутренних тканях хвои (82%) и меньшее (18%) - в ее поверхностном восковом слое.
- Ключевые слова: Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.), полициклические ароматические углеводороды (пау), фитотоксичность, фотосинтетические пигменты, флуоресценция хлорофилла.
Список литературы
1. Буадзе О.А., Дурмишидзе С.В., Кахая М.Д., Заалишвили Г.В. Изучение влияния различных концентраций бензидина, бенз(a)aнтрацена и 3,4-бенз(a)пирена на ультраструктуру клеток корня кукурузы // Метаболизм химических загрязнителей биосферы в растениях / Под ред. Дурмишидзе С.В. Тбилиси: Мецниереба, 1979. С. 179-191.
2. Горшков А.Г. Определение полициклических ароматических углеводородов в хвое сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) – биомониторе загрязнения атмосферы // Журн. аналитической химии. 2008. Т. 63. № 8. С. 880-886.
3. Горшков А.Г., Михайлова Т.А., Бережная Н.C., Верещагин А.Л. Хвоя сосны как тест-объект для оценки распространения органических поллютантов в региональном масштабе // Докл. АН. 2006. Т. 408. № 2. С. 247-249.
4. Горшков А.Г., Михайлова Т.А., Бережная Н.C., Верещагин А.Л. Накопление полициклических ароматических углеводородов в хвое сосны обыкновенной на территории Прибайкалья // Лесоведение. 2008. № 2. С. 21-26.
5. Горшков А.Г., Михайлова Т.А., Бережная Н.C., Верещагин А.Л. Хвоя сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) как биоиндикатор загрязнения атмосферы полициклическими ароматическими углеводородами // Химия в интересах устойчивого развития. 2008. № 16. С. 159-166.
6 . Дурмишидзе С.В., Джохадзе Д.И. Влияние бензола и бенз(а)пирена на РНК- и белоксинтезирующую активность изолированных клеточных ядер и хлоропластов // Метаболизм некоторых загрязнителей атмосферного воздуха в растениях / Под ред. Дурмишидзе С.В. Тбилиси: Мецниереба, 1979. С. 138-150.
7. Коренев Д.Ю. Информационные возможности метода индукции флуоресценции хлорофилла. Киев: Альтерпресс, 2002. 188 с.
8. Крестовская Т.В., Слепян Э.И., Калинина И.А. Влияние бенз(а)пирена на Allium cepa // Растения и химические канцерогены / Под ред. Слепян Э.И. Л.: Наука, 1979. С. 38-42.
9. Лысенко В.С., Вардуни Т.В., Сойер В.Г., Краснов В.П. Флуоресценция хлорофилла растений как показатель экологического стресса: теоретические основы применения метода // Фундаментальные исследования. 2013. № 4. С. 112-120.
10. Маринайте И.И., Горшков А.Г., Тараненко Е.Н., Чипанина Е.В., Ходжер Т.В. Распределение полициклических ароматических углеводородов в природных объектах на территории рассеивания выбросов Иркутского алюминиевого завода (г. Шелехов, Иркутская обл.) // Химия в интересах устойчивого развития. 2013. № 21. С 143-154.
11. Михайлова Т.А., Шмаков В.Н., Тараненко Е.Н. Оценка токсичности полициклических ароматических углеводородов для растений // Известия Иркутского гос. университета. Серия «Биология. Экология». 2013. № 2. С. 27-33.
12. Михайлова Т.А., Бережная Н.С., Русакова Л.В., Янькова Л.С. Показатели состояния пигментного комплекса сосны обыкновенной, угнетенной аэропромвыбросами // Сиб. экол. журн. 2000. Т. 6. С. 213-224.
13. Николаевский В.С. Экологическая оценка загрязнения окружающей среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. М.: Изд-во Моск. гос. университета леса, 1998. 193 с.
14. Пшенин В.Н. Транспорт как источник полициклических ароматических углеводородов в окружающей среде // Транспорт: наука, техника, управление. 1995. № 8. С. 2-19.
15. Рубин А.Б. Биофизика фотосинтеза и методы экологического мониторинга // Проблемы регуляции в биологических системах / Под. ред. Рубина А.Б. М.; Ижевск: Изд-во «Регулярная и хаотическая динамика», 2006. С. 425-453.
16. Сергейчик С.А., Гвардиян В.Н., Сергейчик А.А., Мышковец Е.Н., Ходасевич Э.В. Влияние атмосферных загрязнителей на фотосинтез древесных растений // Ботан. журн. 1989. Т. 74. № 18. С. 736-741.
17. Суздорф А.Р., Морозов С.В., Кузубова Л.И., Аншиц Н.Н., Аншиц А.Г. Полициклические ароматические углеводороды в окружающей среде: источники, профили и маршруты превращения // Химия в интересах устойчивого развития. 1994. Т. 2. № 2. С. 511-540.
18. Угрехелидзе Д.Ш., Дурмишидзе С.В. Поступление и детоксикация органических ксенобиотиков в растениях. Тбилиси: Мецниереба, 1984. 230 с.
19. Шабад Л.М. О циркуляции канцерогенов в окружающей среде. М.: Медицина, 1973. 367 с.
20. Шлык А.А. О спектрофотометрическом определении хлорофиллов а и b // Биохимия. 1968. Т. 33. № 2. С. 275-285.
21. Baker N.R., Horton P. Chlorophyll fluorescence quenching during photoinhibition // Photoinhibition / Eds. Kyle D.J., Osmond C.B., Arntzen C.J. Amsterdam: Elsevier Scientific Publisher, 1987. P. 85-94.
22. Briggs G.G., Bromilow R.H., Evans A.A. Relationships between lipophilicity and root uptake and translocation of non-ionised chemicals by barley // Pestic. Sci. 1982. V. 13. N 5. P. 495-504.
23. Burling K., Hunsche М., Noga G. Quantum yield of non-regulated energy dissipation in PSII (Y(NO)) for early detection of leaf rust (Puccinia triticina) infection in susceptible and resistant wheat (Triticum aestivum L.) cultivars // Prec. Agr. 2010. V. 11. N 6. P. 703-716.
24. Collins C., Fryer M., Grosso A. Plant uptake of non-ionic organic chemicals // Environ. Sci. Technol. 2006. V. 40. N 1. P. 45–52.
25. Cossins E.A., Sinha S.K. The utilization of carbon-1 compounds by plants. II. The formation and metabolism of formate by higher plant tissues // Can. J. Biochem. 1965. V. 43. N 6. P. 685-698.
26. Forrest V., Cody T., Caruso J., Warshawsky D.I. Influence of the carcinogenic pollutant benzo(a)pyrene on plant development: fern gametophytes // Chem. Biol. Inter. 1989. V. 72. N 3. P. 295-307.
27. Hellstrom A. Uptake of organic pollutants in plants: literature survey. Uppsala: Sveriges lantbruksuniv, 2004. 31 p.
28. Keith L.H., Telliard W.A. ES&T special report—priority pollutants: I-a perspective view // Environ. Sci. Technol. 1979. V. 13. P. 416-423.
29 Kummerova M., Slovak L., Holoubek I. Phytotoxicity studies of benzo[a]pyrene with Lactuca sativa // Toxicol. Environ. Chem. 1995. V. 51. P. 197-203.
30 Nonomura A.M., Benson A.A. The path of carbon in photosynthesis: improved crop yields with methanol // Proc Natl Acad Sci USA. 1992. V. 89. N 20. P. 9794-9798.
31. Oguntimehin I., Nakatani N., Sakugawa H. Phytotoxicities of fluoranthene and phenanthrene deposited on needle surfaces of the evergreen conifer, Japanese red pine (Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) // Environ. Pollut. 2008. V. 154. N 2. P. 264-271.
32. Paterson S., Mackay D., Tam D., Shiu W.Y. Uptake of organic chemicals by plants: A review of processes, correlations and models // Chemosphere. 1990. V. 21. P. 297-331.
33. Ratola N., Amigo J.M., Oliveira M.S.N., Araujo R., Silva J.A., Alves A. Differences between Pinus pinea and Pinus pinaster as bioindicators of polycyclic aromatic hydrocarbons // Environ. Exp. Bot. 2011. V. 72. P. 339-347.
34. Review and evaluation of the evidence for cancer associated with air pollution. Arlington, VA, US Environmental Protection Agency, 1984 (EPA Report No.EPA-450/5-83-006R).
35. Reynoso-Cuevas L., Gallegos-Martinez M.E., Cruz-Sosa F., Gutierrez-Rojas M. In vitro evaluation of germination and growth of five plant species on medium supplemented with hydrocarbons associated with contaminated soils // Bioresource Technol. 2008. V. 99. N 16. P. 6379-6385.
36. Rohacek K., Bartak M. Technique of the modulated chlorophyll fluorescence: basic concepts, useful parameters, and some applications // Photosynthetica. 2000. V. 37. N 3. P. 339-363.
37. Sojinu O.S., Sonibare O.O., Ekundayo O., Zeng E.Y. Biomonitoring potentials of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) // J. Hazard. Mater. 2010. V. 184. N 1-3. P. 759-764.
38. Wang P., Wu T.-H., Zhang Y. Monitoring and visualizing of PAHs into mangrove plant by two-photon laser confocal scanning microscopy // Mar. Pollut. Bull. 2012. V. 64. N 8. P. 1654-1658.
39. Wieczorek J.K., Wieczorek Z.J. Phytotoxicity and accumulation of anthracene applied to the foliage and sandy substrate in lettuce and radish plants // Ecotoxicol. Environ. Safe. 2007. V. 66. N 3. P. 369-377.
40. Wild S.R., Jones K.C. Polynuclear aromatic hydrocarbon uptake by carrots grown in sludge-amended soil // J. Environ. Qual. 1992. V. 21. N 2. P. 217-225.