Дронов Иван Грибы-2

1.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ГОРОДА МОСКВЫ
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы
«Школа № 1002»
Грибы как индикатор загрязнения округов Москвы
Автор: Дронов Иван Алексеевич ученик – 10 «Б» класса, ГБОУ
Школа № 1002
Научный руководитель: Щербатюк Анна Владимировна,
ведущий сотрудник (ЦТПО) РНИМУ им. Н.И. Пирогова
Консультант: Белогорцева Елена Владимировна, учитель
биологии, ГБОУ Школа № 1002
г. Москва, 2026 г.

2.

АКТУАЛЬНОСТЬ
• Повышение обеспокоенности населения экологической обстановкой
региона
• Потенциальный вред для здоровья от употребления грибов, собранных в
черте мегаполиса, в пищу
• Возможность получения выводов по загрязнению определённых округов г.
Москвы на основе анализа грибов на тяжёлые металлы
ГИПОТЕЗА
Грибы являются биоаккумуляторами. Они активно накапливают в
своих гифах различные вещества. В том числе и тяжёлые
металлы. Уровень тяжёлых металлов в гифах гриба зависит от их
содержания в окружающей среде. Что может помочь для оценки
экологического состояния в том или ином регионе.

3.

ЦЕЛЬ. ЗАДАЧИ
Цель работы:
• Изучить химический состав образцов грибов из разных административных
округов Москвы.
• Изучить тяжёлые металлы.
• Выделить из общего состава образцов тяжёлые металлы и провести
сравнительный анализ
Задачи:
• Изучить особенности грибов как царства, особенности
их метаболизма и экологическую нишу.
• Проанализировать химический состав образцов из
разных округов.
• Провести анализ на определение количества тяжёлых
металлов и провести сравнительный анализ.
• Сделать выводы о загрязнении различных АО и
важности грибов для работы экологов.

4.

Открытие биоаккумуляции у грибов
Гипотезы о способности грибов накапливать тяжёлые
металлы существовали давно, но первые масштабные
исследования начались только в 1970-е годы. В
результате них была доказано способность грибов
концентрировать в себе кадмий, ртуть, свинец и другие
тяжёлые металлы.
Самый большой прорыв в исследовании биоаккумуляции
грибов случился в 1986 году, после трагедии на
Чернобыльской АЭС. Была установлена способность
грибов накапливать радиоактивные изотопы цезия. Это
открытие помогло оценивать масштаб радиационного
заражения даже на больших расстояниях от места
трагедии.

5.

Механизм биоаккумуляции
Процесс биоаккумуляции не требует затрата энергии и
происходит исключительно за счёт физических процессов на
поверхности клетки. Биоаккумуляция происходит за счёт
процесса под названием пассивное связывание или биосорбция.
Стенки клеточной стенки гриба состоят из хитина и различных
полисахаридов. Они работают в качестве химических «магнитов»
для ионов.
Грибы постоянно всасывают различные ионы металлов (кальций,
цинк, железо), необходимые для их нормальной
жизнедеятельности. Но механизма для всасывания только
жизненно необходимых веществ не существует, поэтому грибы
поглощают все ионы в почве. Тяжёлые металлы перемещаются
по гифам грибницы и накапливаются в плодовом теле гриба.

6.

Важность изучения грибов как индикаторов
загрязнения
Грибы являются универсальным образцом для исследования. Они
активно биоаккумулируют тяжёлые металлы, повсеместно встречаются в
различных округах Москвы и активно образуют плодовые тела.
Грибы являются ценным объектом для изучения так как:
• Встречаются повсеместно на территории Москвы и
активно биоаккумулируют тяжёлые металлы за счёт своих
биологических особенностей
• Технология исследования давно изучена и не вызывает
трудностей
• Возможность быстро и чётко оценить экологическую
ситуацию в том или ином административном округе

7.

Отбор образцов
Образцы представляли из себя материал в виде засушенных плодовых тел грибов
различных видов. Образцы отбирались в 5 округах Москвы (ЗАО, СЗАО, САО,
СВАО, ВАО)
Засушивание не влияло на количество тяжёлых металлов в образцах.
Места отборов
Административн Место отбора
ый округ
ЗАО
Природный заказник
«Тропарёво»
СЗАО
Парк «Северное Тушино»
САО
Тимирязевский район, парк
«Дубки»
СВАО
Национальный парк
«Лосиный остров»
ВАО
Измайловский парк
Для объективной оценки
загрязнения выбирались места
на достаточном удалении от
дорог, но в то же время на
территориях города. В местах,
где люди регулярно совершают
прогулки на свежем воздухе. С
местами отбора по каждому АО
можете ознакомиться в
таблице.
Стоит обратить внимание на
СВАО, ведь парк «Лосиный
остров» имеет статус
национального парка. И строго
охраняется государством.

8.

ЭТАП 1. Получение раствора из образцов.
В
колбу
со
шлифом
вместимостью
500
мл.
помещают
2
гр.
сухого
измельчённого
сырья
(если
образцы были бы свежие, то их
предварительно бы смяли в
ступке,
для
разрушения
волокон)
Затем прибавляют 100 мл.
кипячённой очищенной воды
комнатной температуры. Колбу
кипятят на электрической плите
с обратным холодильником 30
минут. Экстракцию повторяют
ещё 2 раза по 100 и 50 мл.
соответственно.
Затем
полученный
раствор
должен остыть до комнатной
температуры.

9.

Этап 2. Получение сухого осадка из раствора.
Водное извлечение помещают в колбу
объёмом 500 мл. Раствор помещают в
коническую колбу и прибавляют 75
мл. 96% раствора спирта, ставят на
водяную баню на 10 минут.
Содержимое колбы фильтруют с
помощью бумажной воронки, фильтр
с осадком сушат сначала на воздухе,
затем при температуре 100 градусов
до постоянной массы.

10.

Этап 3. Определение тяжёлых металлов.
Полученный сухой осадок сжигается при больших температурах.
Органическое вещество полностью сгорает, а ионы тяжёлых
металлов проходят через масс-спектрометр.
Ионы проходят через масс-анализатор, разделяющий их по
отношению массы к заряду. Происходит распознавание разных
видов ионов (т.е. металлов)
Прибор анализирует количество ионов разного типа.
По интенсивности сигнала каждого иона определяется
концентрация того или иного тяжёлого металла в анализируемом
образце.
В каждом из 5 образцов была определена концентрация 3-х
химических элементов – свинца, кадмия, цинка. Наиболее
распространённых в почве и представляющих наибольшую
опасность.

11.

Результаты исследования в западных округах:
ЗАО, природный заказник Тропарёво
Элемент
Концентрация
ПДК
Pb
18 мг/кг
32 мг/кг
Cd
1,5 мг/кг
1 мг/кг
Zn
25 мг/кг
220 мг/кг
СЗАО, парк «Северное Тушино»
Элемент
Концентрация
ПДК
Pb
22 мг/кг
32 мг/кг
Cd
0,5 мг/кг
1 мг/кг
Zn
75 мг/кг
220 мг/кг
Полученные
результаты
исследования в ЗАО
и СЗАО
представлены в виде
таблицы. Показатель,
отмеченный
красным цветом,
превышает ПДК для
данного элемента.

12. Выводы по округам ЗАО и СЗАО Москвы

В Северо-Западном административном округе концентрация тяжёлых металлов
не превышает норму. Парк Северное Тушино, на основание полученных данных,
можно считать экологически чистым. В ЗАО, природном заказнике «Тропарёво»
превышено содержание кадмия. Превышение не критическое, однако стоит
упомянуть о возможных последствиях для человека:
1. Ингаляционный путь воздействия на организм человека. Ветер способен
поднимать в воздух большое количество загрязнённой почвы. Поднимаемые
частицы попадают в лёгкие, где кадмий легко всасывается в кровоток. Дети,
пожилые люди, беременные женщины и люди с заболеваниями дыхательной
системы попадают в группу риска.
2. Оральный путь воздействия на организм человека. Частицы почвы
задерживаются на руках, теле, шерсти домашних животных. Они способны
попадать в ротовую полость, а кадмий в свою очередь всасывается через
ЖКТ.
3. Воздействие на человека в ходе пищевой цепочки. Микрочастицы почвы
способны разлетаться на большие расстояния, попадая на
сельскохозяйственные земельные участки. Растения, так же как и грибы
активно биоаккумулируют кадмий. В результате чего он может попасть в
организм человека с пищей.

13.

Результаты исследования в северных округах
САО, Тимирязевский район (парк «Дубки»)
Элемент
Концентрация
ПДК
Pb
25 мг/кг
32 мг/кг
Cd
1,2 мг/кг
1 мг/кг
Zn
150 мг/кг
220 мг/кг
СВАО, национальный парк «Лосиный остров»
Элемент
Концентрация
ПДК
Pb
30 мг/кг
32 мг/кг
Cd
0,8 мг/кг
1 мг/кг
Zn
140 мг/кг
220 мг/кг
В САО не критично
превышено
содержание кадмия.
Об опасности этого
было сказано выше.
В «Лосином
острове» все
результаты в
пределах нормы, что
крайне важно, ведь
этот объект
охраняется
государством, а так
же является средой
обитания для многих
видов живых
существ.

14.

Вывод по исследованию
В образцах Северного и Западного АО превышено содержания кадмия, что
свидетельствует о большом количестве данного металла в окружающей среде. О
том, как кадмий способен проникнуть в организм человека писалось выше
(слайд №12)
Несмотря на то, что содержание остальных металлов не превышает норму, их
концентрация отличается. В образцах из СВАО максимальное содержание свинца
из всех (почти максимальное от допустимого). Его концентрация не превышает
норму, но свинец способен активно накапливаться в организме, вызывая
поражения нервной системы. Таким образом Северо-Восточный АО самый
неблагоприятный по содержанию свинца. Самым же чистым (по свинцу)
является ЗАО. Концентрация Pb растёт с Запада на Северо-Восток, что может
указывать на действия предприятий на Севере и Востоке МО.
Наибольшее содержание цинка отмечено в образцах Северного АО. Однако, в
отличие от свинца, содержание не предельное. Минимальное содержание – в
образцах ЗАО. Содержание цинка растёт с запада на север, снижаясь с севера на
восток. В целом, ситуация с цинком благоприятная. Это является хорошей
новостью, так как накопление ионов цинка в организме вызывает печёночную и
почечную недостаточность.

15.

Выводы
• Грибы – организмы с сильными биоаккумулятивными свойствами
• Биоаккумулятивное свойство грибов позволяет проводить оценку состояния
экологической среды
• Грибы активно поглощают тяжёлые металлы из окружающей среды, при этом
не выводя их и не погибая сами
• Тяжёлые металлы остаются в гифах гриба на продолжительное время, даже
после смерти самого гриба и его высушивания
• Распространение в почвах Москвы тяжёлых металлов не однородно и
отличается в зависимости от округа
• Северо-Западный округ наиболее экологически чист (на основании данных
по трём тяжёлым металлам)
• Северный АО наиболее загрязнён (на основании данных по трём тяжёлым
металлам)
• Загрязнение постепенно увеличивается с запада на север
• Загрязнение постепенно уменьшается с севера на восток

16.

БИБЛИОГРАФИЯ
1. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии Издание второе,
переработанное и дополненное Москва: ТЕХНОСФЕРА, 2015. – 704 с.
2. Физическая энциклопедия / Под ред. А.М. Прохорова. М.: Большая рос.
энциклопедия, 1992. Т. 3. – 672 с.
3. Иманбердиева Н.А., Шаршенбеков С.Ш. СТЕПЕНЬ АККУМУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ
МЕТАЛЛОВ В НЕКОТОРЫХ ВИДАХ МАКРОМИЦЕТОВ // Международный
журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2022. № 6. С. 1216;
4. Прасад М. Н. В. Микроэлементы в окружающей среде. Биогеохимия,
биотехнология и биоремедиация / М. Н. В. Прасад, К. С. Саджван, Р. Найду.
- Издательство: ФИЗМАТЛИТ, 2009. - 725 с.
5. Романов Г.Г. Влияние тяжелых металлов на биологическую активность
почвы / Г.Г. Романов, Т.Е. Спицына // Тр. Коми. науч. центра УрО РАН. - 1996.
- №146. - С. 101-108.
6. Илялетдинов А.Н. Биотехнология металлов / А.Н. Илялетдинов. - М.: Наука,
1986. - С. 352-364.