CC BY
8
в концентрациях, близких к остаточному содержанию в почве, возможно появление в воде гербицида в количестве, превышающем его ПДК для данной среды (0,5 мг/л). Это отмечалось на 8, 9, 16 и 17-й дни наблюдения.
Способность веществ поступать из почвы в воздух имеет большое гигиеническое значение, так как при этом появляется еще один путь поступления химических веществ в организм человека. Эфиры 2,4-Д обладают различной летучестью, которая, как известно, зависит от длины и строения спиртового остатка. Удлинение углеродной цепи и введение эфирных мостиков (—О—) уменьшают летучесть. Поэтому бутиловый эфир 2,4-Д обладает большей летучестью, чем кротиловый, октнло-вый и др.
Расчетная среднесуточная ПДК 2,4-Д-БЭ в атмосферном воздухе равна 0,006 мг/м3, разовая — 0,01 мг/м3. Максимально разовая концентрация 2,4-Д-БЭ выдерживается при количестве вещества в почве 1 мг/кг при 20 °С, а при более высоком его содержании ПДК повышается.
Для изучения транслокации 2,4-Д-БЭ в растения в почву вносили гербицид из расчета 0,15, 0,3 и 2,5 мг/кг. На делянках был высажен картофель, посеяны морковь и ячмень. В картофеле эфир не был обнаружен ни в одном опыте. В опытах с 0,15 мг/кг 2,4-Д-БЭ не определялся также ни в ячмене, ни в моркови. С увеличением внесенной в почву концентрации гербицида (0,3 и 2,5 мг/кг) он идентифицировался в моркови и ячмене (табл. 3).
Как известно, по существующим гигиеническим требованиям наличие гербицидов эфиров 2,4-Д в растительных продуктах питания не допускается.
Поскольку в зерне, выращенном в производственных условиях, и в овощах с экспериментальных участков (концентрации 2,4-Д-БЭ в почве 0,3 и 2,5 мг/кг) обнаружен 2,4-Д, оказывающий действие на эмбриогенез, было изучено влияние на потомство малых доз гербицида, вводимого белым крысам-самкам перорально. Установлено, что 2,4-Д-БЭ в дозе 0,02 мг на 1 кг массы тела животных (доза рассчитана из концентрации 2,4-Д-БЭ, обнаруженной в зерне, выращенном в производственных условиях при наличии в почве 2,5 мг/кг гербицида) не вызывал увеличения эмбриональной смертности по сравнению с контролем. В то же время гербицид в этой дозе обусловливал увеличение массы тела при неизменном по сравнению с контролем кра-ниокаудальном индексе. Встречалось также повышенное число плодов с кровоизлияниями во внутренние органы.
Санитарный режим почвы по рН, динамике накопления аммиачного и нитратного азота не нарушался при внесении в почву 2,4-Д-БЭ из расчета 0,15, 0,3 и 2,5 мг/кг. Отмечена даже некоторая временная статистически достоверная стимуляция процессов нитрификации на 15-й день наблюдения. Через месяц от начала опыта и до конца его этот эффект не обнаруживался.
В качестве ПДК 2,4-Д-БЭ в почве можно рекомендовать 0,15 мг/кг по транслокационному признаку.
Поступила 27.01.83
Summary. Butyl ether 2,4-D stability and degradation in the .soil, its water filtration via the soil, uptake by the plants from the soil, impact on the white rats' progeny were studied.
УДК в14.777:546.8в]-»7:в 14.771:546.861-874
Ю. Б. Рафель, Ю. П. Попов, Р. М. Закусилова
К ИССЛЕДОВАНИЮ ВОДНОМИГРАЦИОННОГО КРИТЕРИЯ ВРЕДНОСТИ СУРЬМЫ ПРИ ГИГИЕНИЧЕСКОМ ОБОСНОВАНИИ
ЕЕ ПДК ДЛЯ ПОЧВЫ
Киргизский НИИ эпидемиологии, микробиологии и гигиены, г. Фрунзе
Способность металлов и их соединений к миграции в глубоколежащие слои почвы вместе с атмосферными осадками и ирригационными водами, а также зависимость этого процесса от физико-химических свойств почвы делают необходимым изучение водномиграциоНного критерия вредности металлов при гигиенической регламентации их в почве (В. М. Перелыгин; Е. И. Гончарук). Работы других авторов по нормированию некоторых тяжелых металлов в почве выполнены на модели легкорастворимых соединений (Т. И. Григорьева и А. Ф. Перцовская; М. Я. Шелюг и соавт.; Ф. Мёл-лер; А. Хорват, н др.).
В настоящем сообщении приводятся результаты исследования водномиграционного критерия вредности сурьмы для почвы, полученные на модели
фильтрационных колонок с использованием пяти-окисн сурьмы и антимонилтартрата калия, имеющих растворимость соответственно 0,32 и 5,26 г на 100 г воды. В опытах использовано два типа почв — сероземы северные обыкновенные слабо-эродированные легкосуглинистые на супесях с содержанием гумуса 1,79% и ph 7,8 и комплекс са-зоватых сероземно-луговых, луговых и лугово-бо-лотных почв с содержанием гумуса 2,05% и ph 8,0. Эти почвы широко распространены в Киргизии.
Фильтрационные колонки состояли из отдельных секций определенной высоты, заполненных соответствующими слоями почвы (0—20, 20—40, 40—60 и 60—80 см), отобранными в полевых условиях и соединенными между собой фиксаторами. Соединения сурьмы и способы их внесения в почву ука-
Динамика миграции сурьмы в зависимости от растворимости ее соединений на модели комплекса сероземно-луговых,
луговых и лугово-болотных почв
Срок наблюдения, дин Пятиокись сурьмы Антимонилтартрат калия
5 мг/кг 100 мг/кг 5 мг/кг 100 мг/кг
концентрация сурьмы в фильтрате, мг/л выход сурьмы, мг концентрация сурьмы в фильтрате, мг/л выход сурьмы, мг концентрация сурьмы в фильтрате, мг/л выход сурьмы, мг концентрация сурьмы в фильтрате, мг/л выход сурьмы. мг
2 0,150 0,005 0,470 0,015 0,030 0,002 0,027 0,012
6 0,020 0,001 0,070 0,010 — — 0,070 0,008
7 0,170 0,021 0,190 0,005 0,020 0,001 0,050 0,006
9 0,040 0,004 0,020 0,003 0,025 0,004 0,090 0,008
13 0,100 0,024 — — 0,005 0,002 0,200 0,014
16 0,270 0,041 0,250 0,042 0,200 0,038 0,050 0,035
19 _ _ _ — — — 0,340 0,008
21 0,700 0,013 0,003 0,001 0,007 0,001 0,080 0,028
23 _ __ _ _ _ — 0,040 0,005
25 0,050 0,007 0,030 0,004 0,040 0,006 0,010 0,007
27 — _ 0,080 0,009 — — 0,070 0,002
31 0,080 0,010 0,200 0,021 0,120 0,014 0,130 0,023
41 0,010 0,001 0,050 0,005 0,005 0,001 0,270 0,009
43 0,040 0,008 0,080 0,008 0,130 0,024 0,180 0,034
45 _ _ 0,450 0,012 0,110 0,024 0,080 0,027
48 _ _ 0,230 0,041 0,010 0,001 0,010 0,013
59 _ _ _ _ _ — 0,350 0,002
63 _ _ 0,550 0,025 0,150 0,018 0,010 0,030
65 _ _ _ _ 0,020 0,003 0,015 0,001
69 _ _ 0,040 0,009 0,017 0,001 0,020 0,003
71 _ _ 0,010 0,002 0,013 0,002 0,020 0,004
2 = 0,136 2 = 0,141 2 = 0,214 2 = 0,279
зь.наются при описании результатов соответствующих экспериментов. Почву для заполнения колонок готовили общепринятыми методами. Колонки поливали водопроводной дехлорированной водой по 300 мл с учетом годовой нормы влаги при орошаемом земледелии. Фильтраты собирали и анализировали по мере их накопления: из колонок с сероземами северными (относительно легкий механический состав) — ежедневно, а с почвой комплекса сероземно-луговых и лугово-болотных почв (тяжелый механический состав) — через 1—2 дня.
Сурьму в фильтратах определяли экстракционно-фотометрическим методом с бриллиантовым зеленым, применяя предварительное концентрирование фильтратов общепринятыми методами и последующее растворение плотного остатка в горячей концентрированной серной кислоте. Все опыты повторили трижды.
В целях обоснования выбора соединений сурьмы для последующей отработки водномиграционного критерия вредности проведены опыты по изучению водной миграции сурьмы на модели комплекса се-роземно-луговых и лугово-болотных почв с внесением на поверхность первого слоя колонок пяти-окиси сурьмы и антимоннлтартрата калия в количестве 5 и 100 мг на 1 кг почвы (в пересчете на металлическую сурьму). Наблюдения продолжались более 70 дней.
Как видно из табл. 1, при внесении в почву колонок сурьмы в количестве 100 мг/кг концентрация последней в фильтратах в обоих случаях пре-
вышала ПДК для воды водоемов (0,05 мг/л) в 4— 5 раз для колонок с пятиокисыо сурьмы и в 6— 7 раз — с антимонилтартратом калия. Соответственно этому общее количество выведенной сурьмы с фильтратом было почти в 2 раза больше в колонках с последним соединением сурьмы.
Концентрация сурьмы в фильтратах колонок, в которые были внесены указанные соединения сурьмы из расчета 5 мг на 1 кг почвы, превышала ПДК в 2—3 раза, главным образом в фильтратах колонок с антимонилтартратом калия. При этом общее количество выведенной сурьмы было в Образа больше по сравнению с колонками, содержавшими пятиокись сурьмы. Такая же тенденция отмечалась и при сопоставлении общего количества сурьмы, выведенной с фильтратами из колонок, в зависимости от вида и дозы внесенного в почву соединения сурьмы. Эти особенности позволили взять антимонилтартрат калия для отработки водномиграционного критерия вредности сурьмы для почвы.
Для выяснения зависимости водной миграции от способа внесения в почву данного соединения сурьмы были проведены 2 серии опытов. В I серии сурьму из расчета 5 и 2,5 мг на 1 кг почвы наносили на поверхность первого (пахотного) слоя, во II серии — во всю его толщу. Внесение сурьмы первым способом более соответствует механизму загрязнения почвы техногенными выбросами и стоками промышленных предприятий, тогда как второй в определенной мере имитировал наличие сурь-
Динамика миграции сурьмы в зависимости от способа внесения в почву антимонил1артрата калия
(на модели сероземов северных)
Внесение на поверхность первого слоя Внесение во всю толщу первого слоя
2,5 мг/кг 6 мг/кг 2,5 мг/кг 5 мг/кг
Срок наблюде-
ния, дни концентра- концентра- концентра- концентра-
ции сурьмы выход ция сурьмы выход ция сурьмы выход ция сурьмы выход
в фильтрате, сурьмы, мг в фильтрате. сурьмы, мг в фильтрате. сурьмы, мг в фильтрате. сурьмы, мг
мг/л мг/л мг/л мг/л
1 0,145 0,009
2 — — — — 0,017 0,004 0,140 0,006
3 0,070 0,017 _ — 0,125 0,007 0,025 0,005
4 0,025 0,006 0,135 0,012 0,028 0,007 0,028 0,008
5 0,032 0,008 0,126 0,014 0,043 0,011 0,067 0,013
6 0,012 0,001 0,026 0,005 0,017 0,004 0,023 0,003
7 0,044 0,007 0,088 0,009 0,024 0,006 0,037 0,009
8 — — 0,235 0,016 _ —. 0,045 0,008
9 0,026 0,006 0,088 0,005 0,002 0,001 0,001 0,0003
10 — — 0,002 0,001 0,003 0,001 0,001 0,0003
11 0,022 0,001 0,035 0,002 0,016 0,004 0,025 0,005
12 0,025 0,006 0,097 0,006 0,019 0,005 0,042 0,009
13 0,014 0,004 0,111 0,008 0,030 0,012 0,024 0,007
14 — — 0,004 0,001 _ _ 0,001 0,0003
15 0,008 0,002 0,036 0,004 0,001 0,001 0,007 0,002
2 = 0,053 2 = 0,083 2 = 0,062 2 = 0,087
мы в толще пахотного слоя, обусловленное агротехническими приемами обработки почвы (вспашкой и др.) и миграцией с осадками. Результаты исследования сурьмы в фильтратах приведены в табл. 2.
Как видно из полученных данных, внесение сурьмы в почву в виде антимонилтартрата калия в эквивалентных дозах на поверхность и во всю толщу первого слоя фильтрационных колонок существенно не влияло на ее концентрацию в фильтратах и общее количество выведенной при этом сурьмы. Вместе с этим отмечено, что при внесении сурьмы из расчета 5 мг на 1 кг почвы концентрация ее почти в х/3 исследованных фильтратов превышала ПДК, чего не наблюдалось при дозе сурьмы 2,5 мг/кг.
С целью выявления особенностей миграции антимонилтартрата калия в зависимости от механического состава почвы проведены опыты с внесением данного соединения в количестве 5 мг/кг (по металлической сурьме; в относительно легкие (сероземы северные) и тяжелые (комплекс серозем-но-луговых, луговых и лугово-болотных) почвы (табл. 3).
Как видно из табл. 3, в фильтратах колонок, заполненных почвой относительно легкого механического состава, сурьма обнаруживалась в течение почти всего периода наблюдения (12 из 16 дней). При этом количество ее в большинстве фильтратов в 2,7—4,7 раза превышало ПДК, а валовый выход сурьмы из этих колонок был в 2 раза больше, чем в фильтратах колонок с почвой тяжелого механического состава. Следует отметить, что при редкой периодичности обнаружения сурьмы в фильтратах колонок с почвой тяжелого механического состава концентрация ее достигала 0,2 мг/л.
Полученные результаты были учтены при обосновании пороговой и подпороговой концентрации сурьмы в почве по водномиграционному критерию вредности. Эксперименты выполнены с антимонил-тартратом калия на модели сероземов северных с внесением сурьмы на поверхность первого слоя фильтрационных колонок в количестве 5, 2,5, 1 и 0,5 мг/кг. Как видно из рисунка, внесение в почву сурьмы из расчета 0,5—2,5 мг на 1 кг почвы не приводило к переходу сурьмы в фильтраты выше ее ПДК для воды водоемов. При увеличении нагрузки почвы сурьмой в 2 раза (5 мг/кг) концентрация последней в фильтратах значительно превышала предельно допустимую. Эти наблюдения дают основание принять содержание сурьмы в почве
0,34
о.зг о,зо 0.28 0,26 О,24 0.22 0.20 О. Г ff О./6 0.14 0.12 О.Ю O.Off 0,06 0,04 0.02 О.ОО
I I
II I I
I
V
I • I 1 I \ \
А
____I
у.
ПДК
TfvA
I П I I
2 3 45 6 7 в 9 1011121314)51617161320212223242526
Концентрация сурьмы в фильтратах при нагрузке почвы колонок разными дозами антимонилтартрата калия.
По оси абсцисс — дни наблюдения: по оси ординат — концентрация сурьмы (в мг/л); 1—Ъ мг/кг; 2— 2,5 мг/кг; 3—1 мг/кг: 4—0,5 мг/кг.
Динамика миграции сурьмы в зависимости от механического состава почв
Антимонилтартрат калия, 5 мг/кг
Срок тяжелые почвы легкие почвы
наблюдения, дни концентрация сурьмы в фильтратах, мг/л выход сурьмы, мг Концентрация сурьмы в фильтратах, мг/л выход сурьмы, мг
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ю 11 12 13 14 15 16 0,0300 0,0200 0,0200 0,0050 0,2000 0,0020 0,0011 0,0039 0,0016 0,0377 2 = 0,0459 0,1350 0,1260 0,0260 0,0240 0,2350 0,0880 0,0018 0,0350 0,0970 0,1110 0,0040 0,0360 0,0241 0,0145 0,0049 0,0089 0,0160 0,0053 0,0003 0,0027 0,0059 0,0082 0,0003 0,0043 2 = 0,0954
5 мг/кг в качестве пороговой величины, а 2,5 мг/кг— подпороговой при двукратном запасе.
Таким образом, приведенные данные исследования водной миграции сурьмы с учетом степени растворимости ее соединений, способа внесения в почву и механического состава последней позволяют внести некоторые уточнения методического характера в постановку экспериментов по гигиеническому обоснованию водномиграционного критерия вредности при нормировании тяжелых металлов в почве.
В частности, установлено, что способ внесения в почву испытанных соединений сурьмы не оказывал существенного влияния на выведение этого металла с фильтрационными водами. Это обстоятельство позволяет в условиях эксперимента при отработке водномиграционного критерия вредности тяжелых металлов вносить их соединения как на поверхность первого слоя колонок, так и во всю его массу. Однако предпочтение при этом следует отдавать первому способу, поскольку он в большей мере соответствует естественному пути поступления металлов в почву с техногенными загрязнениями. При наличии разных соединений металла следует ориентироваться на более раствори-
мые. Последнее представляется особенно важным, поскольку, согласно данным литературы последних лет (Э. П. Махонько и соавт.), тяжелые металлы, выпадающие на почву из техногенных выбросов, в основном (20—78%) представлены в виде растворимых в воде форм.
Наряду с этим возможность выноса менее растворимых соединений металлов из поверхностного в более глубокие слои почвы и грунта вместе с фильтрационными водами делает необходимым использование в экспериментах по отработке водномиграционного критерия вредности легких по механическому составу почв. Это имеет важное значение не только для регионов страны, где возможно чередование различных по механическому составу почв на сравнительно небольших территориях (Чуй-ская долина Киргизии и др.), но и для районов орошаемого земледелия и осваиваемых районов Нечерноземья, мелиорация которых сопровождается созданием обширных дренажных систем для удаления избытка грунтовых вод.
Литература. Гончарук Е. И. Санитарная охрана почвы от загрязнения химическими веществами. Киев, 1977.
Григорьева Т. И., Перцовская А. Ф. — В кн.: Гигиениче-ческие аспекты окружающей среды. Будапешт, 1982, с. 25—33.
Махонько Э. П., Малахов С. Г., Вертинская Г. К. и др. — Труды ин-та эксперимент, метеорологии, 1981, вып. 5(63), с. 11 — 19. Перелыгин В. М. — Гиг. и сан., 1975, № 1, с. 29—33. Перелыгин В. М. — Мед. реф. ж., VII, 1982, № И, с. 70—72.
Шелюг М. Я-, Лазика П. И., Я рощевский Б. Н. и др. — В кн.: Гигиена населенных мест. Киев, 1980, вып. 19, с. 105—109. Мёллер Ф. — Гиг. и сан., 1983, № 2, с. 56—58. Хорват А., Сабо 3., Сабадаш М. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. Будапешт, 1982, с. 61—70.
Поступила 30.05.83
Summary. The model of filtration columns was used to study water migration of antimony compounds differing in solubility (peptaoxides, tartar emetic) and applied in the soil of light and heavy mechanic composition — over the surface of the soil and all through the first layer at a dose of 100, 5, 2.5, 1 and 0.5 mg per 1 kg of the soil (on conversion to metallic antimony). It has been found that the mode of antimony compounds' application did not have any significant effect on the antimony elimination rate; however, the latter was the highest following tartar emetic (more readily soluble) introduction into the soil of light mechanic composition. With the antimony soil loading being 2.5 mg/kg, its filtrate content did not exceed the water MAC for antimcjiy (0.05 mg/l).
