CC BY
85
Таблица 2
Влияние концентрации ионов меди на выщелачивание серебра
t, сек Без Cu С^+ 4,8-1G-4 М Без Cu С^+ 1,610-4 М Vi/Vo
Дm0, мг Дmi, мг Vg-1G-8 , мол-см-2-с-1 Vi-1G-8 мол-см-2-с-1
6GG -1,3 -2 i,2 1,8 1,54
9GG -2,4 -4 2,G 3,7 1,81
12GG -3,2 -4,3 1,5 G,5 G,37
15GG -3,8 -5,4 1,1 2,0 1,83
Литература
1. Баяр Б., Эрдэнэчимэг Д., Темер Ц. Холимог металлын хYДэр баяжмалыг ^нзгий боловсруулах физик химийн Yндэс // МУИС-ийн Эрдэм шинжилгээний бичиг. - 1997. - №3. - 119 с.
2. Tremblay L., Deschenes G., Ghali E. and oth. Gold recovery from a sulphide bearing gold ore by percolathon leaching with thiourea // J. Miner. Process. - 1996. - V.48. - P. 225-244.
3. Лодейщиков В.В., Панченко А.Ф., Хмельницкая О.Д. Гидрометаллургия золота. - М.: Наука, 1980. - 55 с.
4. Пласкин И.Н. Избранные труды. - М.: Наука, 1972. - 121 с.
5. Дамаскин Б.Б. Основы теоритичщская электро-химии. - М.: Высшая школа, 1978. - С. 100-142.
6. Bon C., Cruells M., Romero M.T., Vinals J. Kinetics of interaction of gold cloride solution on arsenopyrite // Hydrometallurgy. - 1998. - V.48. - P. 343-360.
7. Deng T.L., Liao M.X., Wang M.H. and oth. Technical note enhancement of gold extraction from bioxidation residues using an acidic sodium sulphite-thiourea system // Minerals engineering. - 2001. - V. 14, №2. - Р. 263-268.
8. Deng T., Liao M. Gold recovery enhancement from a refractory flotation concentrate by sequential bioleaching and thiourea leaching // Hydrometallurgy. - 2002. - V.63. - P. 249-255.
9. Lacoste-Bouchet P., Dechenes G., Ghali Е. Thiourea leaching of gold a copper-gold ore using statistical design // Hydrometallurgy. - 1998. - V.47. - P. 189-203.
Эрдэнэчимэг Долгор, кандидат химических наук, доцент, Институт химии и химической технологии, Монгольский государственный университет, chimeg_num@yahoo.com
Дорж Доувд, доктор химических наук, профессор, Институт химии и химической технологии, Монгольский государственный университет
Erdenechimeg Dolgor, candidate of chemical sciences, Assistant Professor, Institute of Chemistry and Chemical Engineering, National University of Mongolia, Ulaan-Baatar
Dorzh Douvd, Doctor of Chemistry, Professor, Institute of Chemistry and Chemical Engineering, National University of Mongolia, Ulaan-Baatar
УДК 574.9 (5-015) © Л.Б. Буянтуева, В.Б. Дамбаев, Б. Дамдинсурэн, Б.Б. Намсараев
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА ПОЧВЕННЫХ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ СТЕПНЫХ ПАСТБИЩ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЗИИ
Проведено исследование изотопного состава углерода растительных и почвенных образцов степных пастбищ Центральной Азии (Бурятии, Монголии и Внутренней Монголии, Китая). Значения 813С растительных образцов низкие, колеблются в пределах (-25,43 —27,57%о), что свидетельствует об абсолютном преобладании в данных сообществах растений с С3-типом фотосинтеза. Значения д13С органического вещества исследуемых почв верхних горизонтов (0-20 см) колеблются в пределах от -27,867 до -24,01%. Вниз по почвенному горизонту наблюдается обогащение 13С на 1-2%. Изотопный состав 813С карбонатных слоев почв по сравнению с органическим веществом представлен более низкими значениями (от -14,53 до -7,85%0). Вариации различий изотопного состава углерода карбонатов и органического вещества составили 16,16-17,89%0 и отличаются от приводимых в литературе значений на 1,89-3,43% .
Ключевые слова: изотопный состав углерода, фракционирование, минерализация, карбонаты, органическое вещество, степные фитоценозы.
L.B. Buyantueva, V.B. Dambaev, B. Damdinsuren, B.B. Namsaraev
CARBON ISOTOPE COMPOSITION OF SOIL AND RANGELANDS OF CENTRAL ASIA VEGETATION
Carbon isotope composition of plant and soil samples of Central Asia steppe rangelands (Buryatia, Mongolia, and Inner Mongolia, China) was studied. 8I3C values of the investigated plant samples are low, ranging from -25.43 to -27.57%o, that indicates absolute predominance of plants with the C3-type ofphotosynthesis in these communities. 8I3C values of the soil organic matter in the upper horizons (0-20 cm) range from -27,867 to -I,24%. Down the soil horizon enrichment by I3C in I-2% is observed. SI3C isotopic composition of the investigated soils carbonate layers is presented by lower values (from -I4.53 to -7.85%) in comparison with organic matter. Variations of carbon isotopic composition of carbonates and organic matter are I6,I6-I7,89%, and they differ from the values, given in the literature - I,89-3,43%.
Keywords: isotopic composition of carbon, fractionation, mineralization, carbonates, organic matter, steppe phy-tocenoses.
Многие закономерности распространенности изотопов в природе контролируются процессами, происходящими в биосфере. Биосферные процессы проще всего представить через цикл углерода, так как углерод является важнейшей составной частью живых организмов. Исследования изотопного состава углерода почв и растительности необходимы для выяснения механизма процессов почвообразования, оценки роли почвенных организмов в процессах гумификации и минерализации, определения интенсивности круговорота углерода в природе и других процессов. Результаты данных исследований могут быть использованы также в качестве индикаторов экологических процессов на выявления степени воздействия антропогенного фактора (пастбищных нагрузок) на растительный покров и в целом для определения структуры и функционального состояния природных экосистем.
В этой связи исследование изотопного состава углерода почв и растительности несомненно представляет большой научный интерес.
Целью работы было исследование изотопного состава углерода почвенных и растительных образцов степных пастбищ Центральной Азии
Объект и методы исследования
Объектами исследования послужили почвенные образцы и растительные остатки надземной фитомассы степных пастбищных фитоценозов Центральной Азии (Бурятии, Монголии и Внутренней Монголии). Исследуемые образцы были собраны в июле-августе 2010 г. на территории Бурятии (Му-хоршибирского и Иволгинского районов), Монголии - аймаков Дорнод и Сухэ-Батор и Внутренней Монголии (территории Шилийн Хот; Зун-Узэмчин, Мандах булаг, Хошуу нуур гацаа).
Содержание карбонатов и соотношение 13С/12С органического вещества и карбонатов определяли на масс-спектрометре BreathMAT plus (Finnigan Германия) с относительной погрешностью ±0,2-
0,1%0 в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов РАН г. Пущино. Подготовка проб почв к масс-спектрометрическому анализу проводилась по Шверхону.
Характеристики изотопного состава углерода анализируемых образцов представляли в виде величин 513С, выраженные в промиле (%0), которые рассчитывали согласно общепринятому выражению: 513Собр=(^обр/ Rст)-1)х1000(%0), где Rобp/Rст-отношения распространенности изотопов углерода 13С/12С в образце и стандарте PDB белемит из формации в соответственно. Знак «+» означает, что образец более обогащен тяжелым изотопом чем стандарт, знак «-» обеднен.
Углекислый газ для анализа на масс-спектрометре получали путем обработки карбонатных мате-риаловы 5% ортофосфорной кислотой, с последующим вымораживанием образовавшегося в ходе реакции СО2 жидким азотом. Для анализа изотопного состава органического вещества почву предварительно отмывали от карбонатов путем обраюотки 10% HCL. Сжигание проводили при температуре 5500С с СиО в качестве окислителя. Содержание 5 карбонатов определяли по методу Хитрова.
Результаты исследования
Анализ изотопного состава углерода в растительных остатках исследуемых степных фитоценозов Центральной Азии (табл. 1). Значения 513С исследуемых растительных образцов низкие, колеблются в пределах (- 25,43 - -27,57%о), что свидетельствуют об абсолютном преобладании в данных сообществах растений с С3-типом фотосинтеза. Типичный диапазон 513С в растениях с механизмом фотосинтеза С-3 лежит в пределах -22 513С -35 513 %0. Незначительное различие показателей 513С исследуемых растительных образцов, возможно, связано с наличием одинаковых доминантов и сододоминан-
тов в исследуемых растительных сообществах, представленных в основном злаковыми: Stipa krylovii, Artemisia frigida, Leymus chinensis, Agropyron cristatum Cleistogenes squarrosa. Низкие значения 513С (-27,57- -27,16%o)) отмечены в растительных остатках степных пастбищ Бурятии. Видимо, это обусловлено более высоким содержанием злаковых (38,1-40,0%) в данных сообществах по сравнению с другими фитоценозами и природно-климатическими особенностями данного региона. По литературным данным [1] злаковые слабо обогащены легким изотопом и отклоняются от состава атмосферы лишь на 3-8%. Более низкие показатели температуры и освещенности территории Бурятии приводят к снижению энзиматической активности растений, и как следствие возможно и низким значениям 513С.
Таблица 1
Изотопный состав 813С растительности пастбищных угодий Монголии, Бурятии и Китая
Название участка Доминантная растительность б13С ОВ, %
Монголия
Участок 2 (зеленая масса) Аймаг Дорнод Stipa krylovii 8%, Artemisia frigida 16,5%, Allium teniussum 10%, Potentilla acaulis 7% -25,43
Участок 5 (зеленая масса) Аймаг Сухэ-Батор Stipa krylovii 83%, Cleistogenes squarrosa 9%, Agropyron cristatum 2% -25,94
Бурятия
Участок 2 (зеленая масса) Мухор-шибирский р-н Stipa krylovii 36%, Artemisia frigida 13,5%, Carex duriuscula 8,5%, Potentilla acaulis 11,5% -27,16
Участок 4 (зеленая масса) Иволгинский район Stipa krylovii 28,5%, Artemisia frigida 9%, Potentilla acaulis 18% -27,57
Китай
Участок 4 (зеленая масса) Зун-Узэмчин, Мандах булаг, Хошуу Stipa krylovii 29,5%, Cleistogenes squarrosa 37%, Leymus chinensis 17% -26,34
Участок 5 (зеленая масса) Шилийн хот. Stipa krylovii 18%, C. Korzinskyi 21%, Agropyron cristatum 20% -26,07
Более высокие значения 513С (-25,94 —25,43) отмечены в растительных остатках степных фитоценозов Монголии. Возможно, это обусловлено низкой обеспеченностью влагой данных растений. Монголия входит в засушливую зону, высокие хребты Центральной Азии, опоясывающие Монголию почти со всех сторон мощными барьерами, изолируют ее от влажных воздушных течений Атлантического и Тихого океанов. Среднегодовое количество осадков составляет 200-250 мм. Недостаточная обеспеченность водой растений данного региона способствует индуцированию прикрытия устьиц в листьях и как следствие ведет к низкому поглощению легкого изотопа углерода.
Изотопный состав С растительности является определяющим фактором изотопного состава почв. Результаты исследования изотопного состава углерода органического вещества и карбонатов исследуемых почвенных образцов представлены в табл. 2. Почвенный покров исследуемых степных фитоценозов представлен каштановыми почвами, расположенные на высотах 598-686 м над уровнем моря на карбонатных отложениях, среди которых преобладают карбонатные песчаные суглинки, супеси и аллювий. Значение рН среды почвы варьирует от нейтральной - в верхних горизонтах - до слабощелочной щелочной в нижних горизонтах из-за наличия карбонатов. Верхний слой характеризуется небольшой мощностью гумусового горизонта (не более 30 см), имеет каштановый цвет (до глубины 1325 см). Основное содержание Сорг (2,48 до 4,49%) приходится на верхние почвенные горизонты (в слое почвы 0-20 см). Вниз по профилю почвы содержание Сорг падает, максимальное количество органического вещества отмечено в поверхностных горизонтах почвы участка №3 Монголии и составляет 4,49% (табл. 2). Незначительное количество Сорг, равное 1,95%, обнаружено в почвенных образцах участка №5 Внутренней Монголии. Значения 513С органического вещества исследуемых почв верхних горизонтов (0-20 см) колеблются в пределах от -27,867 до -24,01%о. Вниз по почвенному горизонту наблюдается обогащение 13С на 1-2%.
Таблица 2
Изотопный состав углерода (813С) почв пастбищных угодий Монголии, Бурятии и Китая
Название участка Г оризонт, см Содержание карбонатов, % с13с О Скарб, % Содержание орг. вещества, % 513С ОВ, % А, %
Монголия
Участок 3. Аimag Sukhbaatar 0-20 - - 4,49 -27,47 -
20-40 - - 3,53 -26,44 -
40-50 - - 2,98 -25,26 -
Участок 4. Aimag Domod 0-20 - - 3,15 -26,64 -
20-40 - - 2,73 -26,35 -
40-50 - - 2,15 -27,01 -
Участок 5. Аimag Sukhbaatar 0-20 - - 2,87 -25,2 -
20-40 - - 2,54 -23,97 -
Бурятия
Участок 2. Мухоршибирский р-н 0-20 - - 3,64 -24,57 -
20-40 50 - 2,71 -13,23 6,78
40-50 26 -7,85 1,12 -24,01 16,16
Участок 4. Мухоршибирский р-н 0-20 - - 3,37 -24,96 -
20-40 - - 2,54 -23,79 -
40-50 12,4 -7,9 1,44 -25,79 17,89
Китай
Участок 3. Зуун-Узэмчин, Саилин-Баянховор 0-20 - - 3,16 -24,61 -
20-40 5,2 -14,47 2,24 -26,05 11,58
40-50 3,4 -14,13 0,59 -24,64 10,51
Участок 4. Зун-Узэмчин, Мандах булаг, Хошуу ну-ур гацаа. 0-20 3,6 -14,53 4,30 -25,22 10,69
20-40 14,4 -14,0 2,56 -25,19 11,19
40-50 24,2 -10,67 1,27 -21,74 11,07
Участок 5. Шилийн хот. 0-20 - - 2,48 -27,86 -
20-40 - - 2,98 -26,12 -
40-50 - - 1,95 -25,62 -
- карбонатов не обнаружено
Изотопный состав углерода гумуса отличается от изотопного состава растительного материала на (0,74-2,61%0), в основном происходит его утяжеление в связи с его деструкцией гетеротрофными микроорганизмами. Исключение составляет почвенный образец участка №5 Внутренней Монголии, где наблюдается напротив облегчение изотопного состава. Данное различие свидетельствует о том, что фракционирование изотопного состава углерода почв происходило при ином составе растительности, так как они не находятся в равновесии с присутствующим органическим веществом. Значительные отклонения 513С растительных и почвенных образцов, равные 2,59-2,61%о (в сторону утяжеления), отмечены в образцах Бурятии, что свидетельствуют о высоких темпах минерализации органического вещества.
Особый научный интерес представляет исследование карбонатного профиля почв, так как в геологическом масштабе времени углекислотное выщелачивание считается определяющим для стока углекислоты из атмосферы. В обратимой реакции: Са(НСО3)2= СаСО3 + СО2 + Н2О половина углекислоты возвращается в цикл, а другая выходит из него, образуя карбонаты (Скарб.).
Почвы исследуемых степных сообществ существенно различаются по содержанию карбонатов и глубине их залегания. Значительное количество карбонатов 26-50%, обусловленное высоким содержанием кальция и магния, обнаружено в почве Бурятии. В образцах почв Внутренней Монголии содержание карбонатов незначительное и составляет 3,4-24,2%. В исследуемых горизонтах (0-50 см) почвенных образцов Монголии и в образце №5 Внутренней Монголии карбонаты практически не обнаружены.
Изотопный состав 513С карбонатных слоев исследуемых почв по сравнению с органическим веществом представлен более низкими значениями (от -14,53 до -7,85%о), что свидетельствуют о более высоком содержанием в них тяжелого изотопа углерода. Вариации различий изотопного состава углерода карбонатов и органического вещества составили 16,16-17,89%о и отличаются от приводимых в литературе значений на 1,89-3,43%о. Обычно величина 513С карбоната больше органического веще-
ства почв на 14-16%о. В карбонатных слоях почвенных образцов (40-50 см) Бурятии и Внутренней Монголии содержание изотопного состава составило от -7,90 до -7,85%о и -10, 57- -14,13%о соответственно.
Таким образом, полученные данные изотопного состава углерода 513С растительных и почвенных (органического вещества и карбонатного) образцов исследуемых фитоценозов вносят определенный вклад для выяснения механизма процессов почвообразования.
Литература:
1. http://ru.wikipedia.org/wiki
2. Моргун Е.Г., Ковда И.В., Рысков Я.Г., Олейник С.А. Возможности и проблемы использования методов геохимии стабильных изотопов углерода в почвенных исследованиях // Почвоведение. - 2008. - №3. - С. 299310.
3. Заварзин Г.А., Жилина Т.Н. Содовые озера - природная модель древней биосферы континента // Журн. общей биологии. - 1991.- Т.52. - С. 308-318.
Буянтуева Любовь Батомункуевна, кандидат биологических наук, доцент, кафедра экспериментальной биологии, Бурятский государственный университет, 670000, Улан-Удэ, ул. Смолина 24а, т. 8(3012)663992, blb 62@mail.ru.
Дамдинсурэн Болормаа, научный исследователь Монгольской ассоциации по менеджменту пастбищ Монголии, Монголия, Улан-Батор, район Баянзурх, микрорайон №3, bolormaa_d.gahoo.com
Дамбаев Вячеслав Борисович, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, slavadmb@rambler.ru
Намсараев Баир Бадмабазарович, доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией микробиологии, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой 6
Buyantueva Lyubov Batomunkuevna, candidate of biological sciences, assistant professor, Chair of Experimental Biology, Buryat State University, 670000, Ulan-Ude, Smolina St., 24a, blb62@mail.ru.
Dambaev Vyacheslav Borisovich, candidate of biological sciences, researcher, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy St., 6, slavadmb@rambler.ru
Damdinsuren Bolormaa, researcher, Mongolian Society on Pasture Management, Mongolia, Ulaan-Baatar, Bayan-zurkh District 3, bolormaa_d.gahoo.com
Namsaraev Bair Badmabazarovich, Doctor of Biology, Professor, Head of Laboratory of Microbiology, Institute of General and Experimental Biology SB RAS, 670047, Ulan-Ude, Sakhyanovoy St., 6
УДК543 O. Bolormaa, S. Narantsetseg, B. Burmaa, P. Oyukhuu, Ts. Amartaivan
HUMAN HAIR ELEMENTAL ANALYSIS OF PATIENTS WITH VIRAL HEPATITIS AND LIVER CIRRHOSIS BY X-RAY FLUORESCENCE METHOD
Human hair of chronic viral hepatitis and liver cirrhosis patients in Ulaanbaatar were analyzed for elemental analysis by total X-ray Fluorescence spectrometry. Positive strong correlations were observed among the elements [Ti=f(Pb), f(Cu)], [Cu=f(K), f(Ti)] and [Sr=f(K), f(Fe)]. The mean concentrations of Ca, Fe, Ti and Sr were found higher than those in the hair of normal people in Japan, Mongolia, Iran and Indonesia though the level of Cu and Zn is not different. The concentrations of Ca, Ti and Sr in hair of the patients were found to be increased over that of normal Mongolian people reported by other researchers.
Keywords: trace element, human hair, viral hepatitis, liver cirrhosis
О. Болормаа, С. Нарантсэсэг, Б. Бурмаа, П. Оюхуу, Ц. Амартайван
ЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ РЕНТГЕНО-ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ МЕТОДОМ ВОЛОС ЛЮДЕЙ, БОЛЬНЫХ ВИРУСНЫМ ГЕПАТИТОМ И ЦИРРОЗОМ ПЕЧЕНИ
Волосы больных хроническим вирусным гепатитом и циррозом печени в Улан-Баторе исследовали на элементный анализ рентгено-флуоресцентным спектрометром. Наблюдались положительно сильные корреляции среди элементов [Ti=f(Pb), f(Cu)], [Cu=f(K), f(Ti)] and [Sr=f(K), f(Fe)]. Найдено, что средние концентрации Ca, Ti, и Sr выше, чем в волосах обычных людей в Японии, Монголии, Иране и Индонезии, хотя уровень Сг и Ят не отличается. Концентрации Ca, Ti и Sr в волосах больных людей выше, чем у здоровых монголов, зарегистрированные другими исследователями.
