Ростові показники та вміст пігментів фотосинтезу у проростків люцерни за росту на відпрацьованих породах золотородовищ України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний університет імені Івана Франка

Кафедра фізіології та екології рослин

ЗВІТ

про проходження навчально - виробничої практики

на тему: «Ростові показники та вміст пігментів фотосинтезу у проростків люцерни за росту на відпрацьованих породах золотородовищ України»

Студентки IV курсу, групи БЛБ-42

напряму підготовки 6.040102-біологія

Хоміць Володимир Михайлович

Керівник: доц. Баранов В.І.

Львів 2015

Зміст

Вступ

1. Огляд літератури

1.1 Місцерозташування золотородовищ в Україні

1.2 Мужіївське золоторудне родовище

1.3 Майське золоторудне родовище

1.4 Сауляк золоторудне родовище

1.5 Фіторемедіація

2. Методи дослідження

2.1 Схема досліджень

Висновки

Список використаних джерел

Вступ

Мета і завдання дослідження. Метою даної роботи було вивчення можливості росту рослин на породах золотовідвалів, тобто їх фітотоксичності.

- Предмет дослідження: насіння люцерни

- Об'єкт дослідження: породи родовища Сауляк, Майське, Мижиївське, люцерна посівна (Medicago sativa).

золоторудний родовище фіторемедіація отруйний

1. Огляд літератури

1.1 Місцерозташування золотородовищ в Україні

В Україні виділяються три золотоносні провінції: Карпати, Донбас та Український щит.

К а р п а т и - найбільш досконало вивчена провінція. Тут розвідано запаси золота у кількості майже 55 т - Мужіївське родовище та родовище Сауляк. Промислове освоєння Мужіївського золотополіметалічного родовища розпочато у 1999 році. Безпосередньо до Мужіївського родовища прилягає Берегівське золотополіметалічне родовище, яке має руди аналогічного складу. В межах єдиного гірничого відводу Мужіївського шахтного поля вже на першому етапі можна довести запаси до 80 - 100 т золота, 1000 т срібла та близько 2,5 млн т свинцю та цинку. Родовище Сауляк попередньо розвідане двома горизонтами штольневих виробок, з поверхні - розчистками. Виявлено і розвідано три рудних тіла. Прогнозні ресурси категорії P і визначаються у 35 т і категорії Р2 - 65 т. За попередніми оцінками фахівців, загальні ресурси Карпатської провінції визначаються: золота - 400 т, срібла - 5,5 тис. т, свинцю - 2,7 млн т, цинку - 5,3 млн т.

Золотоносність Донбасу вивчається давно, але через відсутність ґрунтовних досліджень немає однозначної оцінки. Загальні прогнозні ресурси Донбасу визначаються у 400 т золота. Тут також відкрито невелике за запасами Бобриківське родовище золото-сульфідних руд.

Головною золотоносною провінцією України є Український щит, загальні прогнозні ресурси якого визначаються у 2 400 т золота. Тут найбільш досконало вивчено шість родовищ: Майське, Клинцівське, Юр'ївське, Сергіївське, Балка Золота та Балка Широка. Ресурси, оцінені в їх межах, становлять понад 620 т золота.

Розсипи представляють один з найважливіших геолого-промислових типів родовищ золота. На їх частку припадає трохи більше 4% запасів, але більше 10% світового видобутку золота. Вміст золота змінюється в широких межах і в поєднанні з гірничо-технічними умовами визначає спосіб відпрацювання. При видобутку золота драгою промисловий вміст коливається в межах 0,15-0,25 г/м3, при гідравлічному видобутку 0,2-0,3 г/м3 і вище, при відкритому роздільному відпрацюванні - 0,5-1,0 і вище , а при підземному - 2-6 г/м3 і вище. Золото в Україні знаходиться переважно в середніх (0,5-1 тонн) і дрібних (менше 0,5 тонни) родовищах, хоча є перспективи виявлення великих (1-5 тонн) родовищ переважно в Карпатах, Донбасі і у прибережних зонах Чорного і Азовського морів.

Розсипні концентрації золота відмічаються у відкладах ріфея-венда Середнього Придністров'я і в сучасному алювію річки Дністер, в базальних конгломератах тріасу Добруджі, в палеодолинах, заповнених теригенними відкладами нижньої крейди та середнього еоцену на Українському щиті.

Самородне золото в Україні виявлене в алювію річок Ірша, Тетерів, Рось, Синюха, Саксагань, Інгулець, Дніпро та інших на Українському щиті. У Донбасі золотоносний алювій виявлений в долинах річок Нагольна, Кринка, Міус, Кріпенька і делювіальних відкладах деяких балок. Найбільш перспективним у промисловому відношенні є розсипне золото в сучасних відкладах, що перекривають породи карбону на золотоносному родовищі Бобрикове. У Північному Причорномор'ї прояви золота приурочені до прибережно-морських та лиманних відкладів четвертинного віку (Коктебельська бухта, район Дністровського лиману та ін.). Розсипне золото в Україні виявлено також в піщаних відкладах кримських річок Бельбек, Кача, Салгир і в пляжних галечниках Судакської затоки.

1.2 Мужіївське золоторудне родовище

Мужіївське золоторудне родовище -- родовище золота в Берегівському районі Закарпатської області. Розташоване біля села Мужієво, в південно-західній частині Берегівського низькогір'я.

Рис. 1. Мужиївське золотородовище

Рис. 2. Мужиївське золотородовище

1.3 Майське золоторудне родовище

Майське золоторудне родовище - родовище золота в Середньому Придніпров'ї, Україна.Мінеральний склад руди (%): пірит, піротин 0,52; магнетит, гематит 2,14;кварц 40,0; польовий шпат 30,0; логопіт, біотит, мусковіт 8,0; хлорит 3,0; карбонат 1,0. Золото в пробі руди пластинчасте, грудкувате, інтерстиційне. Ґранулометричний склад золота: крупне 50 - 60 %, дрібне 30 %, тонке 10 - 20 %. При крупнисті матеріалу - 0,2 мм установлене тонке золото в слюді, піриті, амфіболі, магнетиті і ґранаті. Фазовий склад золота при крупнисті матеріалу - 0,074 мм показав, що основна кількість золота вільне-41,2% та в зростках 39,0%, незначна кількість вільного золота покрита плівками гідрооксидів і карбонатів -5,9%, із сульфідами зв'язано 2,7 % , з оксидами 8,0% золота, із силікатами 3,2%. За формою золото можна виділити: масивне («лите»)-20,6 %; прокачане, пластини-9,0 %; подовжені агрегати -11,7 %; "ажурне"-58,1 %; зростки з біотитом і кварцом-0,6 %. Пробність золота - 950-980.

На Майському родовищі виділено два різновиди золотовмісних руд: руди високої якості, переробка яких можлива цілком за гравітаційною схемою збагачення; руди, ефективне збагачення яких досягається за гравітаційно-флотаційною схемою збагачення. Вилучення золота за цими схемами на стадії збагачення становить 92%.

Найбільш розвіданим і підготовленим до експлуатації є Мужіївське родовище із затвердженими запасами золотополіметалічних руд. Генпроектувальником Мужіївського державного золото-поліметалічного комбінату є інститут «Кривбаспроект».

У 1995-1996 рр. інститут «Кривбаспроект» разом з інститутами «Механобрчормет», біоколоїдної хімії НАН України, мінеральних ресурсів («Укр-ДІМР»), «Титану», «Промтехнології» виконав техніко-економічне обґрунтування (ТЕО) промислового освоєння цього родовища. Збагачення руд в ТЕО передбачається на місці видобутку, а гідрометалургійна переробка золоторудних концентратів -- на Закарпатті і на Придніпровському хімічному заводі (ПХЗ), Вільногірському гірничо-металургійному комбінаті, Східному ГЗК. Був розглянутий також варіант прямого ціанування руди на ПХЗ, на якому в усіх варіантах передбачається електроліз і одержання товарного злитку. Переробка золото-поліметалічних концентратів передбачена на констянтинівському заводі «Укрцинк». Усі варіанти рентабельні. Інститут «Кривбаспроект» виконав робочий проект будівництва Мужіївського державного золото-поліметалічного комбінату. Мужіївський рудник видав першу золотополіметалічну руду в 1999 р. З пуском другої черги Мужіївської копальні потужність золотозбагачувальної фабрики становитиме щорічно 120 тис.т руди, середній вміст золота в ній 6-7 г/т. За рік тут отримуватимуть 800-1000 кг золота.

1.4 Сауляк

Сауляк -- золоторудне родовище в Закарпатській області за 17 км на південь від м. Рахів на північно-західній околиці с. Ділове. Родовище «Сауляк» розвідане канавами, свердловинами колонкового буріння і підземними гірських виробками на 2-х горизонтах. Руди представлені хлорит-серицитовими і кварц-серицитовими породами, що включають лінзи, жили і прожилки кварцу. Мінеральний склад слюдистих порід: кварц 50-60%, польовий шпат 15-13%, слюди 5-10% , карбонати 5-10%. У кварц-карбонатних породах вміст карбонатів становить 70-80,5%, кварцу 20-30%. Масова частка кремнезему в руді становить 59,6%, глинозему 8,8%, Fe2O3 і Fe відповідно 1,6% і 3,6%, вуглецю органічного 0,7%. Головним рудним мінералом є золото, розповсюджене в основному в самородній формі. Розкриття більшості вкраплень золота відбувається при крупності <0.1 мм, повне розкриття -- при крупності 0,07-0,05 мм. Розроблена гравітаційно-флотаційна схема збагачення з вилученням золота понад 90%.

1.5 Фіторемедіація

Для знешкодження отруйних органічних речовин, що потрапляють у навколишнє середовище з відходами хімічних підприємств, вже давно і досить успішно використовують різні мікроорганізми. Однак вони не здатні видаляти з грунту і води шкідливі для здоров'я важкі метали - наприклад, миш'як, кадмій, мідь, ртуть, селен, свинець, а також радіоактивні ізотопи стронцію, цезію, урану та інші радіонукліди. Інша справа зелені рослини, які витягують з навколишнього середовища і концентрують у своїх тканинах різні елементи.

Рослинну масу не складає особливих труднощів зібрати і спалити, а що утворився попіл або захоронити, або використовувати як вторинну сировину.

Цей метод очищення довкілля був названий фіторемедіаціі - від грецького "фітон" (рослина) і латинського "ремедіум" (відновлювати).

Фіторемедіація стала ефективним і економічно вигідним методом очищення довкілля тільки після того, як виявили рослини-гіпераккумулятори важких металів, здатні накопичувати в своїх листах до 5% нікелю, цинку або міді в перерахунку на суху вагу - тобто в десятки разів більше, ніж звичайні рослини. Біологічне значення цього феномена ще до кінця не розкрито: можна, наприклад, припустити, що високий вміст токсичних елементів захищає рослини від шкідників і робить їх більш стійкими до хвороб.

Використовувати гіпераккумулятори для очищення грунту і води запропонували ще на початку 80-х років. Проте до практики було ще далеко - по-перше, тому, що біомаса цих рослин була невелика, а по-друге , тому, що не була розроблена технологія їх вирощування.

Більшість дикорослих гіпераккумуляторов відноситься до сімейства хрестоцвітних - близьких родичів капусти і гірчиці; один з видів гірчиці, званої індійської, або сарептської, виявився досить ефективним накопичувачем свинцю, міді і нікелю. Свинець здатні накопичувати також кукурудза і відомий бур'ян амброзія.

Рослини слабо засвоюють багато важкі метали - наприклад, той же свинець - навіть при їх високому вмісті в грунті через те, що вони знаходяться у вигляді малорозчинних з'єднань. Тому концентрація свинцю в рослинах зазвичай не перевищує 50 мг / кг, і навіть індійська гірчиця, генетично схильна до поглинання важких металів, накопичує свинець у концентрації всього 200 мг / кг, навіть якщо зростає грунті, сильно забрудненої цим елементом.

Проблему вдалося вирішити, коли виявили, що надходження важких металів у рослини стимулюють речовини (наприклад, етилендіамінтетраоцтової кислота), що утворюють з металами в грунтовому розчині стійкі, але розчинні комплексні сполуки. Так, варто було внести подібна речовина в грунт, що містить свинець у концентрації 1200 мг / кг, як концентрація важкого металу в пагонах індійської гірчиці зростала до 1600 мг / кг!

На жаль, ми ще мало знаємо про механізми накопичення рослинами важких металів, тому що досі основна увага приділялася засвоєнню сполук азоту, фосфору та інших елементів живлення.

Успішні експерименти з етилендіамінтетраоцтової кислотою дозволяють припустити, що рослини засвоюють малорозчинні сполуки важких металів у результаті того, що їх коріння виділяють у грунт якісь природні речовини-комплексообразователи. Наприклад, відомо, що при нестачі в рослинах заліза їх коріння виділяють у грунт так звані фітосідерофори, які переводять в розчинний стан містяться в грунті залізовмісні мінерали. Однак було відмічено, що фітосідерофори сприяють і накопиченню в рослинах міді, цинку, марганцю.

Найкраще вивчені фото сідерофори ячменю і кукурудзи - муреіновая і дезоксімугеіновая кислоти, а також виділяється вівсом авеніковая кислота; роль фітосідерофоров, можливо, грають і деякі білки, що володіють здатністю зв'язувати важкі метали і робити їх більш доступними для рослин.

Доступність для рослин важких металів, пов'язаних з частинками грунту, підвищують і знаходяться в мембранах кореневих клітин ферменти редуктази. Так, встановлено, що у гороху, що зазнає недолік заліза або міді, підвищується здатність відновлювати іони цих елементів. Коріння деяких рослин (наприклад, квасолі та інших дводольних) можуть при нестачі заліза підвищувати кислотність грунту, в результаті чого його сполуки переходять в розчинний стан. У підвищенні біологічної доступності важких металів чималу роль може грати і коренева мікрофлора.

Про механізм перенесення важких металів з коріння в надземні частини рослин відомо ще менше. Ясно лише, що зазвичай малорозчинні солі важких металів переміщаються по судинній системі у вигляді якихось комплексних сполук - можливо, з органічними кислотами типу лимонної.

Для очищення води неодноразово намагалися використовувати рослини, здатні накопичувати важкі метали не тільки в стеблах і листках, а й в кореневій системі; найбільш підходящими для цієї мети виявилися деякі сорти соняшнику. Вирощувані в спеціальній фільтраційної системі, вони активно поглинали з води забруднюючі речовини, виробляючи на місяць до 1,5 кг сухої речовини коренів на квадратний метр. Особливість цієї установки полягала в тому, що для вкорінення рослин служив шар штучної грунту товщиною всього в кілька сантиметрів і через нього до коріння подавалися мінеральні солі; основна ж частина коренів розвивалася під шаром штучної грунту в проточній воді, поглинаючи з неї важкі метали. Нам вдалося виявити, що проростки деяких наземних рослин, вирощуваних на гідропоніці, найчастіше більш ефективно видаляють з води важкі метали, мабуть, тому, що у них більше відношення поверхні до об'єму; крім того, проростки здатні просто адсорбувати забруднюючі речовини.

Механізми очищення води за допомогою коренів і проростків можуть бути різними. При видаленні свинцю головну роль грає, можливо, утворення нерозчинних з'єднань і іонна сорбція. Так, на коренях індійської гірчиці, що знаходяться у воді, утворюється нерозчинний шар, який складається переважно з карбонату свинцю; такий же шар утворюється і на коренях кукурудзи. Разом з тим свинець може зв'язуватися і з пектинової фракцією клітинних стінок, що володіє іонообмінними властивостями.

Подальшого розвитку методів фіторемедіаціі можна очікувати після того, як методами генної інженерії будуть створені рослини, здатні більш ефективно, ніж відомі види, концентрувати важкі метали.

2. Методи дослідження

2.1 Схема досліджень

Породу з родовищ Мужієвське, Сауляк, Майське розмолочували, вносили по 5г в чашки Петрі, додавали по 10 мл дистиляту і розкладали насіння кукурудзи. Вирощування проводили в темному термостаті протягом 7 діб при температурі 220С після чого аналізували ростові показники та визначали вміст пігментів фотосинтезу.

В паралельному досліді в 0.5 кг горщики з ґрунтом додавали по 25 гр золотоносної породи, сіяли насіння і ставили на вирощування на 2 місяці для подальшого визначення вмісту металу у рослинах.

Результати

Табл. 1. Енергія проростання люцерни в чашках Петрі (7 діб)

Табл. 2. Морфометричні показники 2-тижневих проростків люцерни (ріст у горщиках)

Рис. 3. Вміст пігментів фотосинтезу у проростках люцерни в горщиках (4 тижневі проростки) в мг/г сирої маси

Висновки

- Вміст пігментів фотосинтезу у проростках люцерни в горщиках (4 тижневі проростки) в мг/г сирої маси

Список літератури

Коробушкина Е.Д., Коробушкин И.М. Взаимодействие золота с бактериями и об-разование «нового» золота // Доклады АН СССР.- 1986.- Т.287. No 4.- С.978-980.

Моисеенко В.Г., Маракушев С.А. Бактериальное концентрирование, укрупнение и «облагораживание» золота в зоне окисления золоторудных месторождений, корах выветривания и россыпях. - Благовещенск: АКННИИ ДВО АН СССР, 1987. - 44 с.

Куимова Н.Г., Моисеенко В.Г. Биогенная минерализация золота в природе и эксперименте // Литосфера.- 2006.- No3. - С.83-95

Размещено на Allbest.ru