Водные растения и фенольное загрязнение.
Фенолы, попадающие в водоемы со сточными водами, часто в значительных количествах являются сильно токсическими соединениями для водных организмов. При исследовании роли элодеи, урути и роголистника в детоксикации и деструкции многоатомных и одноатомных фенолов (пирокатехин, гидрохинон, гваякол, моно фенол, га-крезол) был отмечен хороший рост растений в растворе моно фенола (10 М). Так, прирост биомассы элодеи за 30 сут составил 100% от исходной. Константы скоростей деструкции феполон и присутствии водных растений имеют следующие значения (за одни сутки).
|
Фенолы |
Элодея |
Уруть |
Роголистник |
Аутоокисление |
|
Пирокахетин |
0,085 |
0,080 |
0,083 |
0,041 |
|
Гидрохинон |
0,076 |
0,071 |
0,072 |
0,032 |
|
Монофенол |
0,059 |
0,060 |
0,062 |
0,024 |
|
Гваякол |
0,054 |
|
|
0,011 |
Деструкция фенолов в присутствии харовых водорослей идет более интенсивно, чем в присутствий высших растений, что связано, очевидно, с наличием у харовых активной фенолоксидазы. Таким образом, присутствие водных растений в 2 — 3 раза ускоряет окисление и поглощение фенолов.
Водные растения принимают участие и в интенсификации процессов деструкции хиноидных продуктов окисления фенолов.
При окислении полифенолов в значительном количестве образуются хиноны. Опыть с элодеей и валлиснерией показали ускорение распада <г-бензохинонов в присутствии растений. Это может быть объяснено взаимодействием компонентов растительных клеток с хинонами, в частности с их сульфгидрильными группами. Скорость деструкции 4-метил-1,2 бензохинона увеличивается на 0,24 от начальной, а тетра- хлор-1,2 бензохинона — в 1,4 раза. При контакте растений с последним наблюдается самое значительное снижение SH-групп.
Производные фенола (Р-креозол, ксилол, пирокатехин, резорцин, пирогаллол, пиридин, В-карбол, гидрохинон и др.) не только поглощаются растениями, но и включаются в процесс его метаболизма. Поглощенный фенол входит в кислые и неароматические соединения, содержащие гидроксильные и карбоксильные группы, а индол используется при синтезе аминокислот и пептидов.
Высокая концентрация фенола в воде оказывает токсическое воздействие на организмы: наблюдается измельчение клеток водорослей, деградация хроматофоров, исчезновение пиреноидов. Полное подавление фотосинтеза у ряда культур водорослей отмечено при концентрации 1400 мг/л. Повышение концентрации фенола до 500 мг/л и выше подавляет рост и нарушает водный обмен тростника. Резистентность растений к токсиканту в значительной мере зависит от состава среды: при лучшем обеспечении биогенами сопротивляемость повышается и транформация соединений фенола ускоряется.
Полученные данные говорят о возможности удаления фенолов из загрязненных вод с помощью водных растений, прежде всего погруженных.
Ряд видов обладает высокой поглощающей способностью: например, 1 га зарослей водяного гиацинта (Eichornia crassipes) может изъять из воды 160 кг фенолов за 72 ч. Опыты с меченым фенолом показали возможность его усвоения черноморской зостерой. Показано, что в течение 1 сут одно растение камыша озерного весом 100 г способно извлечь из воды до 4 мг фенола. В основе распада фенольных соединений лежат прежде всего бактериальные процессы, при этом происходит интенсивное потребление кислорода аэробными фенолразрушающими бактериями. В воде накапливается двуокись углерода вследствие распада фенола до СО2 и воды. Деструкция соединений фенола при наличии водных растений происходит как за счет фенолокисляющих ферментов, так и фотосинтетической аэрации, обеспечивающей жизнедеятельность фенолразрушающих бактерий.
