ҚОРҒАСЫН МЕН КАДМИЙ ИОНДАРЫНЫҢ ТОПЫРАҚТАН ФИТОЭКСТРАКЦИЯЛАНУЫНА ЭДТА-ның ӘСЕРІ

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 35 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

әль-Фараби атындағы Қазақ ұлыттық университеті

Биология факультеті

Биотехнология, биохимия, өсімдіктер физиологиясы кафедрасы

бітіру жұмысы

ҚОРҒАСЫН МЕН КАДМИЙ ИОНДАРЫНЫҢ ТОПЫРАҚТАН ФИТОЭКСТРАКЦИЯЛАНУЫНА ЭДТА-ның ӘСЕРІ

Орындаған:

Биотехнология мамандығының

4-курс (КБТ61) студенті Камелбек. Н

(қолы, күні)

Ғылыми жетекші:

Б. ғ. д. профессор Атабаева. С. Д

(қолы, күні)

Норма бақылаушы : Оразова. С. Б

(қолы, күні)

Кафедра меңгерушісінің

рұқсатымен қорғауға жіберілді

б. ғ. д., профессор Карпенюк. Т. А

(қолы, күні)

Алматы, 2010

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ 3

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ 5

Қорғасынның өсімдіктерге улы әсері 5
Кадмийдің өсімдіктерге улы әсері 6
Өсімдіктерге қорғасын мен кадмий иондарының түсу жолдары 8
Қорғасын және кадмий иондарымен ластанған топырақтың фитоэкстракциялануына әсер ететін факторлар 9
Ауыр металдармен ластанған қоршаған ортаны фиторемедиациялау технологиясы және гипераккумулятор өсімдіктер 18

ЗЕРТТЕУ МАТЕРИЯЛЫ МЕН ӘДІСТЕР 18Өсімдіктер дәнінің өнгіштігін анықтау 18Лабораториялық жағдайда өсімдіктердің биометриялық

көрсеткіштерін өлшеу 18

Өсімдіктерде ЭДТА арқылы ауыр металдарды сіңіруінің

ерекшеліктерін зерттеу 18

Өсімдік мүшелеріндегі және топырақтағы ауыр металдар

мөлшерін анықтау 19

ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ТАЛДАУ 20Қорғасын және кадмийдің арпа мен жатаған бидайық дәнінің өнуіне

әсері 20

Қорғасын және кадмий иондары бар қоректік ортада ЭДТА-ның

жатаған бидайықтың өсу параметрлеріне әсері 21

Өсімдік мүшелеріндегі қорғасын мен кадмий мөлшеріне ЭДТА-ның

әсері 24

Өсімдіктерде ЭДТА арқылы ауыр металдарды сіңіруінің

ерекшеліктерін зерттеу 26

ҚОРТЫНДЫ 30

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР 32

КІРІСПЕ

Қазіргі кездегі күрделі мәселелердің бірі - антропогенді ластанған қоршаған ортаны ауыр металдардан тазарту болып табылады. Бұл мәселе Қазақстан үшін өте өзекті. Себебі, ауаның, судың және топырақтың ауыр металдармен ластануына ірі өндіріс орталықтары, өндіріс қалдықтары, тау-кен өндірісі, автокөлік, түсті және қара метал өндіру, құрылыстарда ауыр металдар кездесетын тыңайтқыштарды ретсіз пайдалану, жылу-электр орталықтарын жатқызуға болады [1] .

Ауыр металдар өте кең тараған және барлық тіршілік иелеріне қатерлі заттар ретінде белгілі.

Ауыр металдармен ауаның, судың және топырақтың ластануы Қазақстанның ірі өндірістік ортада да экологиялық өзекті мәселе болып саналады. Мысалы, кен өндірісінің. Қазақстанның өндірген орындарында жақын маңдағы топырақтың құрамындағы кейбір ауыр метал концентрациялары қалыпты жағдайдағы топырақпен салыстырғанда мырыш - 7, 4, қорғасын - 9, 9, мыс - 3, 8, марганец - 1, 3, кобальт - 2, 4, есеге жоғарлаған. Ауыр металдардың топырақтағы мөлшері өсімдіктер мен бау-бақша өсіретін ауыл шаруашылықта 2-3, 5 есеге жоғары. Осыған байланысты, қоршаған ортаны қорғау мамандардың алдына қойылып отырған мәселе- ауыр металдардың қоршаған ортадағы жалпы белсенді мөлшерін анықтау. Екінші мәселе - табиғи нысандардың ластану деңгейін болжау мақсатында ластанушы заттардың таралуына қарапайым және айтарлықтай сенімді моделдерін жасау. Үшінші кезекте ластанудың шексіз әсерлеріне жол бермеу мақсатында ауырметалдарды ғылыми негізделген түрі залалсыздандыру және нормалау түрі. Әр түрлі жолдармен ауадағы тараған ауыр металдардың шаң түрлі жалпы мөлшері - 34-54 ℅ құрайды. Осындай ұсақ деңгеидегі фрагменттер [4] .

Ғылыми деректер бойынша адам ағзасы тағам өнімдерінен - 40-50 ℅, судан - 20-40 ℅, ауадан - 20-40 ℅ улы заттар қабылдайды екен. Осындай

жолмен түскен ауыр метал иондары адам ағзасында әр түрлі ауырулардың қозуы мен пайда болуының басты себебі. Техногенды ластанған аудандарда асқазан ауру 1- ші орында, тыныс алу жүйелері 2-ші орында, қан айналым жүйелері аурулары 3- ші орынды алып отыр [2] .

Ластанған қоршаған ортаны қайта қалпына келтірудің физикалық, химиялық, биологиялық жолдары бар. Олардың ішінде химиялық, физикалық әдістермен топрақты тазарту өте қымбатқа түседі . Мысалы, бір тонна топырақты тазартуда 50 - ден 1000 $ дейінгі қаржы жұмсалатындығы есептелген. Жалпы есептегенде 1 гектар жерді тазартуға 75 $ шығын кетеді [4] .

Қоршаған ортаны қайта қалпына келтіру, әсіресе топырақты ауыр металдардан осындай жолдармен тазарту өте тиімсіз және көп жағдайда ортаның қайта ластануына әкеледі.

Жоғарыда айтылған әдістің ішінде ең тимдісі - биологиялық әдіс болып табылады. Әсіресе ластанған ортаны өсімдіктер көмегімен қайта қалпына келтіру жолдары соңғы жылдары аса қарқынды дамуда. Бұл әдісті фиторемедиация деп атайды. Яғни, ластанған ортаны өсімдіктер көмегімен қайта қалпына келтыру .

Қазіргі кезде табиғатта ауыр металдарға өте төзімді және оларды өте көп мөлшерде жинай алатын өсімдіктер түрлері өсірілуде. Оларды жалпы көң-қоқыс өсімдіктер деп те атайды. Мысалы: сарептін, қыша, қанат жеміс, жауылша кенеп, т. б. өсімдіктер. Көптеген жабайы астық тұқымдас өсімдіктерде ауыр металдарға төзімділік танытады. Бұл өсімдіктердың ауыр металдарға төзімділігіне әр түрлі механизмдер себепші. Мысалы: фитоэкстракция, ризофильтрация, фитодеградация, фитоволитализация, фитоэкстракциялағыш өсімдіктер ауыр металдарды өз бойына көп мөлшерде аккумуляциялайды да топырақтағы мөлшерін азайтады [4] .

Ризофильтрациялағыш өсімдіктер ауыр металдарды негізінен тамыр жүйесінде жинақтайды және олардың улы әсерін едәуір төмендетеді.

Фитоэкстракцияға байланысты өсімдіктер ауыр металдарды өңдеп залалсыздандыруда, ал өсімдіктер тамыр жүйесі арқылы сіңірілген заттарды жапырағы арқылы буландырып жібереді.

Зерттеу жұмысының мақсаты: Ластанған топырақты қалпына келтірудің ғылыми негіздерін қалыптастыру мақсатында өсімдіктерде кадмий және қорғасын иондарының топырақтан фитоэкстракциялануына ЭДТА-ның әсерін зерттеу.

Жұмыстың мақсатына жету үшін алға қойылған міндеттер:

1. Қорғасын және кадмий иондары бар қоректік ортада ЭДТА-ның жатаған бидайықтың өсу параметрлеріне әсерін зерттеу

2. Топырақ және өсімдік мүшелеріндегі қорғасын мен кадмий мөлшеріне ЭДТА-ның әсерін зерттеу

3. Өсімдіктерде ЭДТА арқылы ауыр металдарды сіңіруінің ерекшеліктерін зерттеу.

Зерттеу объектілері : астық тұқымдас және өсімдіктердің жабайы түрі жатаған бидайық ( Agropyron repens L . ) және арпа ( Hordeum vulgare L. ) Бота сорты алынды.

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

Ластаушылар тобына жататын «ауыр металдар» термині соңғы уақытта кеңінен қолданыс табуда. Оларға төмендегідей қасиеттер тән: атомдық масса, тығыздығы, улылығы, табиғи ортада таралуы, табиғи және техногенді айналымдарға қатысу деңгейі.

Қоршаған табиғи ортаның ластануы және экологиялық мониторинг проблемасына арналған жұмыстарда қазіргі уақытта ауыр металдарға Д. И. Менделеев таблицасындағы атомдық массасы 50 атомдық бірліктен асатын және тығыздығы >5 г/см ³ жететін 40 аса металдар жатады.

Н. Реймерс жіктеуі бойынша, ауыр металдарға тығыздығы 8г/см ³ болатын: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др [5] . Сонымен қоса «ауырметалдар» термині олардың төмен концентрацияларының тірі ағзаларға жоғары улылығы және биоаккумуляциялануға қабілеттілігі жатады.

Қоршаған ортаны ластаушы кең таралған ауыр металдарға кадмий және қорғасын жатады. Кадмий топырақта шашыраңқы таралғанымен, адамзаттың өндірістік және шаруашылық іс-әрекеті топырақтағы кадмий мөлшерін бірнеше есеге арттырады. Себебі қолданыстағы тыңайтқыштар мен пестицидтерде осы металдың көп мөлшері болады [6] . Топырақтағы Cd-дің көп бөлігі өсімдіктерге оңай өтуі олардың ерігіш фракциясы жалпы мөлшерге есептегенде 35 %-ды құрайды. Cd - ден басқа Zn, Cu, Pb сияқты элементтерге қарағанда биологиялық жоғары абсорбциялық коэфициентке ие .

Сонымен, ауыр металдар өте улы ластаушы заттарға жатады және олардың өсімдіктерге улы әсерін зерттеу, қоршаған ортаның улы заттармен ластануын алдын алу және жою жолдарын іздестіру алдыңғы мақсаттар қатарынан орын алады.

1. 1 Қорғасынның өсімдіктерге улы әсері

Қорғасынның биологиялық маңызы тірі ағзалар үшін әлі толық зерттелмеген. Дегенмен, П. А. Авцын (1991) жұмыстарында кейбір жануарлар үшін оның маңызы туралы мәліметтерді кездестіруге болады. Мысалы, егеуқұйрық үшін 0, 05-0, 5 мг/кг қорғасынның физиологиялық маңызы бар деген тұжырым жасаған . Сонымен қатар кейбір деректерде қорғасынды тұздардың төменгі концентрациясы өсімдіктің өсіп-дамуына біршама жақсы әсері бар екендігін көрсетеді [8] . Б. Д. Кальницкий (1985) жұмыстарында қорғасынның 2-6 мкг/кг концентрациясын өсімдіктер үшін бұл элементке зәру болатындығын келтірген .

Қоршаған ортадағы қорғасынның жоғары концентрациясы ауыр металдар арасында өсімдік тіршілігі үшін өте улы элементтер қатарына кіреді. Добровольскийдің (1985) мәліметтері бойынша 10 мг/кг қорғасынның концентрациясы өсімдікке улы әсер еткен .

Өсімдік түрлеріне байланысты қорғасынның топырақтағы 100-500 мг/кг концентрациясы улы әсер етеді. Қорғасынның улы әсері өсімдіктің өсуінің, биомассасының азаюынан, қою-жасыл бұралыңқы жапырақтардың пайда болуынан байқауға болады. Жоғары концентрацияда әсер еткен қорғасын

өсімдіктердің тыныс алуын тежейді, фотосинтез қарқынын баяулатады, клетканың митозды бөлінуіне, судың сіңірілуіне кері әсерін тигізеді .

Негізінде қорғасынның басқа элементтермен салыстырғында топырақтағы жылжымалы формасы төмен. Осыған қарамастан (60-86 %) жылжымалы формасы өсімдіктерге органикалық заттармен кешенді қосылыс күйінде түседі .

Мырыш және кадмиймен салыстырғанда қорғасын өсімдіктердің жер үсті бөлігінде болуы өте төмен болғанмен, тамыр жүйесінде көп шоғырланады .

Ауыр металдардың өсімдік мүшелерінде шоғырлануы олардың өсімдік бойымен жылжуына байланысты. Зерттеушілердің мәліметтеріне қарағанда сары бөрібұршақ өсімдігінде қорғасын тамыр ұшында көп, базальді бөлігі мен гипокотильде аз мөлшерде жиналған. Орталық цилиндрмен салыстырғанда паренхимада қорғасын көп мөлшерде байқалған. Бұл дәлелдерге сүйене отырып зерттеушілер басқа металдармен салыстырғанда қорғасынның баяу, қозғалатындығын көрсетеді [12] .

Қорғасын негізінде өсімдіктердің тамыр клеткасында көп жинақталады және клетка цитоплазмасында, вакуолінде шоғырланады. Қорғасынның өсімдіктердің барлық физиологиялық және биохимиялық процестеріне әсері жайлы мағлұматтар И. В. Серегин., В. Б. Иванов (2001) еңбектерінде кеңінен талқыланған .

1. 2 Кадмийдің өсімдіктерге улы әсері

ҚР улы заттардың шекті мүмкін концентрацияларының нормативтері бойынша қорғасын үшін топырақтағы ШМК 32 мг/кг, кадмий-0, 5 мг/кг.

Кадмий Ауыр металдардың ішінде ең улы және қоршаған ортаға кеңінен таралғаны кадмий болып есептеледі. Қоршаған ортаның кадмиймен ластануы кейінгі жылдары Швецияда, Америка Құрама Штаттарында бірнеше есе жоғарылаған.

Кадмийдің айтарлықтай бөлігі топыраққа және суға жауын-шашын арқылы түседі. Жыл сайын Балтық теңізіне 200 тонна кадмий түссе, оның 45 % ауадан келеді.

Бұл элемент тірі ағзаларға қауіптілігі жағынан бірінші класқа жатқызылады. Кадмий адам және жануарлар ағзасына жиналуға қабілетті және жүрек, қан тамыры әрекетіне басқа да аурулардың пайда болуына себепші. Адам ағзасына 10 мг кадмийдің жиналуы улану белгілерін білдіреді [7] .

Кадмийдің басқа ауыр металдармен салыстырғанда өсімдік тіршілігіне қажеттілігі әлі толық дәлелденбеген, бірақ осы металмен ластанған ортада оның өсімдікке түсуі жоғары [8] . Зерттеушілердің көрсетуі бойынша өсімдіктің құрғақ салмағына шаққанда 0, 1-1 мкг/кг Cd-дің болуы қалыпты деп есептеледі, ал кейбір зерттеушілер өсімдік ұлпасында 0, 05-0, 2 мг/кг кадмийдің болуы қалыпты деп қарастырады және 3 мг/кг мөлшері жоғары деңгей деп болжам жасайды [8] .

Кадмийдің өсімдіктердегі улы әсерінің алғашқы белгілері болып: өсімдіктің өсуінің баяулауы, биомасса жинауының кемуі, хлороз, түсімнің азаюы тағы басқа физиологиялық процестер жатады [9] .

Cd-дің өсімдіктерге сіңірілуі. Өсімдікке кадмийдің сіңірілуіне топырақ ертіндісінің қышқылдануының әсері бар екендігі анықталған. Өз кезегінде топырақтың қышқылдануына қышқыл жауын-шашын мен физиологиялық қышқыл тыңайтқыштың әсері бар. Топырақтың қышқылдануының жоғарылауы, кадмийдің өсімдікке сіңірілуін арттыратыны анықталған. Осыған байланысты кадмиймен ластанған топырақтың қышқылдық ортасы (рН) 6-6, 5 төмен болмауын ұсынады . Табиғи жағдайда топырақтағы кадмийдің деңгейі негізінен 1 мг/кг-ға жуық (0, 08 ден 10 мг/кг-ға дейін ауытқиды) . Бірақ, кадмийдің топырақтағы өсімдікке оңай сіңетін жылжымалы формасы көп емес (топырақ ерітіндісіндегі еріген формасы 0, 07 % шамасында) . Бұл кадмийдің топырақпен өте тығыз байланысқа түсетіндігін көрсетеді. Кадмийдің өсімдікке сіңуіне және мүшелер арасына таралуына осы элементтің биологиялық ерекшелігі негізгі фактор болып табылады [8] .

Өсімдіктердің табиғи жағдайда кадмийді сіңіруі әртүрлі. Оларды үш топқа бөлінеді: бірінші топқа бұл элементтің салыстырмалы төменгі мөлшерін сіңіретін бұршақ тұқымдастар (Legumіnosae Juss) жатса, екінші топқа орташа мөлшерін сіңіретіндер астық, (Gramіneae Juss) асқабақ тұқымдастар (Cucurbіtaceae Hall), шатыргүлділер (Umbellіferae Morіs), лилия (Lіlіum) тұқымдастары, ал үшінші топқа бұл элементтің жоғары концентрациясын сіңіретін крестгүлділер, (Crucіfera Juss) күрделігүлділер (Asteraceae), алабұталар (Chenopodіaceae) жатады. Бұл тұқымдастардың ішінде кадмийдің төменгі немесе жоғары концентрациясын жақсы сіңіретіндер немесе сезімтал түрлері де кездеседі. Мысалы, бірдей жағдайда өсірілген бидай және қарабидай өсімдіктерін салыстырғанда, бидай кадмийді өзіне көп жинауы осы фактіні айғақтай түседі [8] . Кадмийге төзімді қызанақ және қырыққабат болса, оған сезімтал салат, шпинат және тағы басқа жапырақты, жемісті өсімдіктер жатады .

Cd-дің өсімдіктерде таралуы. Сәбіз, қызылша өсімдіктері және жапырақты жемісті өсімдіктер топырақтан кадмийді көп сіңіре алады, және осы сіңірілген металдың жартысы өсімдік тамырында байланысқан күйде қалса, жарты бөлігі өсімдік сабағы арқылы басқа мүшелерге таралады. Кадмийдің өсімдіктерге сіңірілуімен тасымалдануы даражарнақты және қосжарнақты өсімдіктерде де әр түрлі.

Кадмий өсімдіктерде жалпы мынандай ретпен таралады. Ең көп мөлшері тамырда, жер үсті мүшелеріне (сабақ, жапырақ) аз, жеміс пен ұрықта ең төмен. Азықтық өсімдіктерде және астық тұқымдас өсімдіктердің дәніндегі қалыпты жағдайдағы кадмийдің мөлшері 0, 07-0, 27 мг/кг және 0, 13-0, 22 мг/кг (құрғақ затқа шаққанда) сәйкес [8] .

Cd-дің өсімдіктерге әсері. Бұршақ өсімдігімен жүргізілген тәжірибеде қоректік ортадағы кадмийдің мөлшері 10 мг/кг болғанда өсімдіктер бақылау вариантымен қатар биомасса жинап гүлдеген, бірақ олардың жеміс түзу қабілеті күрт төмендеген. Бұл тәжірибеде өсімдіктің бүрлену кезінде тамыр және жерүсті мүшелерінде кадмийдің мөлшері жоғарылаған, бұдан кейін төмендеп кеткен. Ал қоректік ортадағы кадмийдің концентрациясын жоғарылатқанда өсімдіктің өсуі мен дамуы баяулап, жеміс түзілмеген [10] .

С. Атабаева мен әріптестерінің ізденіс жұмысында бидай өсімдігінде (8-күндік Омская-9 с. ) Cu мен Cd-дің әсері салыстырмалы түрде зерттелген. Бұл тәжірибеде кадмийдің 10-20-40-80 мг/кг концентрациялары дәл осындай мыстың концентрацияларына қарағанда өте улы әсер ететіні анықталған. Мысалы, өсімдік сабағы бойынша мыстың 10 мг/кг концентрациясы бидай өсімдігінің өсуін 3 %-ға тежесе, кадмийдің дәл осы концентрациясы 10 %-ға төмендеткен. Ал, 40 мг/кг концентрацияда мыс 20 % -ға төмендетсе, кадмий 75 %-ға тежеген. Осы тәжірибеде өсімдіктің биомасса жинауы сабағы бойынша 10 мг/кг мыста 4 %-ға, 40 мг/кг мыста 15 %-ға дейін төмендесе, дәл осы концентрациядағы кадмий оны (биомасса жинақтау процесін) 13 және 33 %-ға дейін төмендеткен. Ал, тамырдың биомасса жинауы 10 мг/кг мыста 4 %-ға жоғарылап, 40 мг/кг мыста 37 %-ға төмендесе, кадмийдің осы концентрациясында 3 және 77 % -ға дейін төмендеген. Бұл кадмийдің басқа элементтермен салыстырғанда өте улы екендігінің тағы бір дәлелі.

Cd-дің физиологиялық және биохимиялық процестерге әсері. Кадмий өсімдіктердің мембрана өткізгіштігіне кедергі келтірумен қатар тыныс алу, фотосинтез және бірқатар ферменттердің белсенділігіне кері әсерін тигізеді. Кадмий жүгерінің тамыры меристемалық клеткасының митоздық бөліну кезінде ядроның бөлінуіне кедергі келтіреді. Бұл кедергі қайтымсыз және клетканың өлуіне әкеледі. Бидайдың (8-күндік Омская-9 с. ) АТФ-аза ферментінің белсенділігі кадмийдің 10 мг/кг, 20 мг/кг, 40 мг/кг концентрацияларында бақылаумен салыстырғанда 19, 61, 63 %-ға дейін төмендеген. Кадмий іn vіtro жағдайында АТФ-аза ферментінің белсенділігін жоғарылатса, іnvіvo жағдайында Н ⁺ /К ⁺ иондарының тасымалдануын тежеген [11] .

1. 3 Өсімдіктерге қорғасын мен кадмий иондарының түсу жолдары

Ауадан Cd ²⁺ мен Pb ²⁺ иондары өсімдіктің жапырағындағы устьице арқылы түсуі мүмкін, бірақ негізінен шаң бөлшектері эпидермистің балауызды құрылымымен берік байланысуы мүмкін. Жапырақтардың ауыр металдарды сіңіру қабілеті олардың анатомиялық ерекшеліктеріне байланысты болады. Жапырақтардың түктілігі жоғарылаған сайын ластанған атмосферадан ауыр металдар қарқынды түрде түседі.

Сулы ортада ауыр металдар устьице және кутикула арқылы пассивті диффузия немесе активті транспорт жолымен түсуі мүмкін [13] .

Өсімдіктерге Cd ²⁺ мен Pb ²⁺ иондары негізінен топырақтан тамыр жүйесі арқылы түседі. Cd ²⁺ мен Pb ²⁺ иондары тамырдың беткі ауданының шырышты бөлігіндегі урон қышқылдарының карбоксильді топтарымен байланысады. Тамырдың сыртқы бетіндегі шырыштың ауыр металдарды байланыстыруы катион табиғатына байланысты өзгереді: Pb ²⁺ >Cu ²⁺ >Cd ²⁺ >Zn ²⁺ . Ауыр металдардың шырышпен байланысуы олардың тамырға өтуін шектейді және тамырдың маңызды барьерлік қызметін айқындай түседі. Тамырмен байланысқан металдардың біраз бөлігі шырыштың биодеградациясынан кейін босауы мүмкін.

Қазіргі кезде Cd ²⁺ мен Pb ²⁺ иондарының қанша мөлшері шырышпен байланысатыны белгісіз. О ^о С -та өсімдік метаболизмі төмендегенде де Cd ²⁺ сіңірілетіні анықталған. Әртүрлі өсімдік түрлерін Cd ²⁺ мен Pb ²⁺ иондарының сіңірілу жылдамдығы бойынша ажырататын арнайы механизмдер анықталмаған.

Ауыр металдардың сіңірілу жылдамдығы топырақ ертіндісінің pH-на, ондағы органикалық заттардың мөлшеріне, басқа да иондардың концентрациясына тікелей тәуелді. Бұл Cd ²⁺ сіңірілуі бойынша толық зерттелгенімен, Pb ²⁺ иондары үшін әлі толық зерттелмеген. pH артуы топырақ ертіндісінде әлсіз еритін қосылыстардың түзілу есебінен Cd тұздарының ерігіштігін төмендеткен, нәтижесінде кадмийдің өсімдікке түсуі шектелген.

Өсімдіктердің әртүрлі мүшелеріне Cd ²⁺ мен Pb ²⁺ иондарының түсуіне басқа да иондардың мөлшері әсер етеді. Сілтілік және жер-сілтілік металл иондарының Cd ²⁺ -дің бұршақ тамырында сіңірілуіне байланысты тежелуін мына қатар бойынша орналастыруға болады: Na ⁺ < K ⁺ ≤Mg ²⁺ ≤ Ca ²⁺ [8] .

1. 4 Қорғасын және кадмий иондарымен ластанған топырақтың фитоэкстракциялануына әсер ететін факторлар

Кадмий және қорғасын иондарының ластанған топырақтан фитоэкстракциялануын арттыру үшін хелаттағыш қосылыстарды қолдануға болады. Табиғи (цеолиттер) және жасанды синтезделген агенттер(тиоцианит аммонийі) топырақтың ауыр металдардан тазаруын қамтамасыз етеді. Ластанған топырақтан ауыр металдардың қозғалғыштығы мен өсімдіктердің жер үсті мүшелеріне транслокациялануын арттыратын хелаттағыш қосылыстар ретінде ЭДТА, нитрилтриацетат, цитрат, оксалат, малат, сукцинат, тартрат, фталат, салицилат, ацетат және басқа да қосылыстар қолданылуда. 200 аса кешентүзгіштердің ішінде жете зерттелген және кең практикалық қолданыстағыларға ЭДТА (этилен диаминотетрасірке қышқылы), НТФ (нитрил - триметиленфосфон қышқылы), ОЭДФ(оксиэтилидендифосфон қышқылы) жатады. ЭДТА-тарихи жағынан ең алқашқы кешентүзгіш. Ол комплексон ІІ, версен, хелатон ІІ, секвестройл деп те аталады. Оның молекуласында 4 қышқылды және 2 негізгі орталықтары бар. Осы орталықтардың ойдағыдай орналасуы арқасында оны практикада кең қолдануға болады. Рентгеноқұрылымдық талдау және басқа да физикалық зерттеу әдістері көрсеткендей ЭДТА бетаин (цвиттерион) құрылысты. Егер Эдта ^4- анион болса, ЭДТА қышқыл ерітіндіде, катион-қышқыл Н5 ЭДТА+, Н6 ЭДТА ²⁺ түзіп протондалады. Анион ЭДТА 4 декадентатты. Лиганда ретінде ЭДТА молекуласының ерекшелігі әртүрлі металдармен кешен түзгенде өте жоғары серпімділігі мен атомаралық қашықтық М-О және М-N ауысып отыруына байланысты оның әмбе-баптылығын дәлелдей түседі. Өте күшті сілтілі ерітіндіде сілтілі металдардың катиондары ЭДТА-мен кешен түзеді және олардың тұрақтылығы мардымсыз. Д. И. Менделеев кестесіндегі екінші топтың топшасындағы катиондармен ЭДТА-ның байланысуы суда ерігіш кешендердің түзілуін (рН 4, 0-12, 0) қамтамасыз етеді. ЭДТА мен ауыспалы металдар катиондарының кешенді қосылыстары барынша зерттелген. Екі зарядты 3d металл катиондары ЭДТА-мен тұрақты ерігіш кешен түзеді. Олардың ішінде максималді тұрақтылыққа ие мыс кешенін (lgb(CuL2-) =18. 8), ал басқаларының тұрақтылығы келесі қатардағыдай азаяды: Cu > Ni > Zn > Co > Fe > Mn > Cr > V (lgb(VL2-) =12. 7) . pH<3 протондалған кешентүзгіштер (МНL) құрайды. НТФ суда жақсы ериді (3 моль/л) және берік кешен түзу себебі, карбоксил топтарын фосфон топтары алмастырады. ЭДТА сияқты оларда бетаин құрылысты.

ЭДТА- этилен диамин тетрацетат тетра сірке қышқылының этилен диамині