CC BY
23
описанного выше метода хроматографии в тонком слое силикагеля. Для обнаружения негидролнзо-ванного которана брали 50 мл воды, содержащей этот препарат, упаривали на кипящей водяной бане до 2 мл. Этот раствор по каплям наносили на хроматографическне пластинки и хроматографиро-вали при описанных выше условиях.
Предложенная методика была использована и для обнаружения которана в воздухе. С этой целью в патрон прибора для отбора проб воздуха помещали фильтр АФА-ХА-18 и патрон присоединяли к аспиратору. Через фильтр протягивали 100 л воздуха в течение часа со скоростью 1 л в минуту.
Фильтр 3 раза обрабатывали метанолом (по 2 мл). Вытяжки, содержащие которан, соединяли и метанол упаривали до объема 2 мл. Полученный раствор наносили на пластинки и хроматографирова-ли, как и негидролизованный которан.
Выводы. 1. Для идентификации которана и продукта его гидролиза разработан метод хроматографии в тонком слое силикагеля. В качестве систем растворителей предложены смеси: четырех-хлористый углерод — диэтиловый эфир (3:2) и метанол — толуол (1:4).
2. Разработанный метод использован для обнаружения которана в воде и воздухе.
Поступила 23/У1 1980 г.
УДК 614.77:669.018.674]-074
М- М. Умаров, А. Ф. Перцовская, Д. Г. Звягинцев, В. М. Перелыгин,
Е. Л. Паникова
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНОСТИ АЗОТФИКСАЦИИ АЦЕТИЛЕНОВЫМ МЕТОДОМ ДЛЯ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина, Москва, Московский уни»
верситет им. М. В. Ломоносова
В последнее время для биодиагностики и оценки различных воздействий на почву весьма результативным оказалось применение одного из интегральных показателей биологической активности почв — азотфиксации, определяемой высокочувствительным ацетиленовым методом (М. М. Умаров). Определение активности азотфиксации почвы этим методом основано на способности нитрогеназы — азотфиксирующего ферментативного комплекса микроорганизмов — восстанавливать не только молекулярный азот, но и ацетилен. Последний при этом восстанавливается до этилена в количестве, пропорциональном количеству азота, которое могло быть связано в тех же условиях:
N,+6 Н+-Ь6е->2 Ш3 (1),
СаН2+2 Н++2а-*СгН4 (2).
Азотфиксация относится к числу важнейших звеньев круговорота азота в почве осуществляется благодаря суммарной деятельности всего комплекса почвенных микроорганизмов, и, следовательно, является достаточно информативным интегральным показателем ее биологической активности, который ранее в гигиенической практике не использовался.
Цель данной работы — изучение возможности использования этого нового для гигиенических исследований показателя биологической активности при нормировании содержания тяжелых металлов в почве.
Исследования проводили в лабораторных условиях в вегетационных сосудах с 2 типами почв: дер ново-подзол и стой среднесуглинистой и курским (мощным) черноземом. Изучали действие на азот-фиксацию почвы водорастворимых сернокислых
солей меди, никеля и цинка в следующих концентрациях: меди — 5, 30, 100 мг/кг, никеля — 10, 50, 100, 300 мг, цинка — 10, 100, 500 мг на 1 кг почвы. Водные растворы указанных соединений с разным содержанием ионов тяжелых металлов вносили в почву с последующим тщательным ее перемешиванием. В качестве контроля использовали те же почвы, но без добавления изучаемых веществ. В течение всего опыта (120 дней) многократно (на 1, 5, 12, 15, 20, 30-е и т. д. сутки) отбирали пробы для анализа. Остальные условия опыта соответствовали «Методическим рекомендациям по установлению ПДК химических веществ в почве» (М., 1976).
Для определения активности азотфиксации 5 г почвы помещали во флакон от пенициллина и вносили туда 2 мл 4% раствора глюкозы. Почву тщательно перемешивали стеклянной палочкой до получения однородной массы, закрывали флакон ватной пробкой и ставили на сутки в термостат при 28 °С. Из каждого сосуда отбирали не менее 3 навесок для определения активности азотфиксации. После суточной инкубации в термостате флаконы герметично закрывали резиновыми пробками и медицинским шприцем вводили в каждый по 0,5 мл ацетилена (полученного посредством реакции карбида кальция с водой в герметически закрытом сосуде), после чего вновь помещали сосуды в термостат на 1 ч. Затем из каждого сосуда шприцем отбирали газовую пробу 0,5 мл и вводили ее в газовый хроматограф «Хром-41» (ЧССР) с пламенно-ионизационным детектором для установления количества образовавшегося из ацетилена этилена. Предварительное эталонирование прибора проводили чистым этиленом — измеряли время удержи-
вания и высоту хроматографнческих пиков, фиксировали рабочие параметры. В параллельной навеске (5 г) проводили контрольное определение на неспецнфическое образование этилена (он может образовываться некоторыми почвенными микроорганизмами, выделяться при разрушении резины, полиэтилена, содержаться в пламени лабораторных газовых и спиртовых горелок). Для этого флаконы с почвой инкубировали без введения ацетилена. Полученные с помощью хроматографа данные и характеризовали азотфиксирующую активность почвы, выражаемую в условных единицах.
Азотфиксация оказалась очень чувствительным показателем загрязнения почвы тяжелыми металлами. В дерново-подзолистой почве среди исследованных нами металлов наиболее токсичной оказалась медь. В почве, загрязненной ею, начиная с концентрации 5 мг/кг, отмечалось устойчивое снижение активности азотфиксации. В 1-е сутки она снизилась на 81% по сравнению с контролем. Со временем действие меди усиливалось: на 7-е сутки активность азотфиксации в почве, загрязненной медью в самой низкой из изученных концентраций (5 мг/кг), уменьшилась на 94—95%. Такой низкий уровень активносеи азотфиксации в загрязненной медью почве сохранялся достаточно долго. Даже через 120 сут от начала эксперимента активность азотфиксации в загрязненной почве была существенно ниже, чем в контроле. С увеличением концентрации меди в почве угнетающее действие на азотфиксацию резко усиливалось и при содержании ее 100 мг в 1 кг почвы этот процесс практически прекращался полностью.
Дерново-подзолистая почва, включающая повышенные количества цинка, также характеризовалась устойчивым снижением активности азотфиксации, однако угнетающее действие повышенных доз цинка в почве было не столь резко выражено, как меди. Так, концентрация цинка 10 мг в 1 кг почвы, т. е. в 2 раза большая, чем меди (5 мг/кг) снижала азотфиксацию лишь на 50% по сравнению с контролем в 1-е сутки, а в дальнейшем угнетающее действие цинка было слабее, чем меди. Концентрация же цинка 100 мг/кг не приводила к полному подавлению азотфиксации, хотя активность азотфиксации значительно снижалась. Полное подавление азотфиксации под действием цинка отмечено лишь при более высокой его концентрации — 500 мг в 1 кг почвы.
В отличие от меди и цинка никель не во всех концентрациях приводил к стойкому угнетению азотфиксации. При концентрации никеля в почве 10—
Литература. Умаров М. М. — Почвоведение,
50 мг/кг в отдельные сроки наблюдалась стимуляция азотфиксации. Четкое угнетающее действие никеля на этот показатель начинало проявляться лишь с концентрации 100 мг/кг.
Сравнивая действие тяжелых металлов на активность азотфиксации дерново-подзолистой почвы и чернозема, можно отметить, что токсическое действие тяжелых металлов в черноземе выражено меньше и начинается при более высоком содержании металлов в псчве. Так, при концентрации меди 100 мг в 1 кг почвы активность азотфиксации чернозема снижалась на 60%, тогда как дерново-подзолистой почвы — на 97%. Аналогичные данные получены и при внесении в почву никеля в той же концентрации: в черноземе азотфиксация угнеталась на 64%, в дерново-подзолистой почве — на 98%. Заметное уменьшение активности азотфиксации чернозема при загрязнении его цинком наблюдалось лишь при концентрации 500 мг и более в 1 кг почвы, в то время как в дерново-подзолистой почве выраженное угнетающее действие цинка на азотфиксацию установлено, начиная с концентрации 10 мг/кг.
Результаты проведенных нами исследований показывают, что азотфиксация — достаточно чувствительный показатель загрязнения почвы тяжелыми металлами. Начальное угнетающее действие меди на активность азотфиксации дер ново-подзолистой почвы происходит уже при концентрации ее 5 мг, цинка и никеля — при концентрации 10 мг в 1 кг почвы. Таким образом, применение этого показателя позволяет осуществить раннее выявление неблагоприятного воздействия тяжелых металлов на биологическую активность почвы. Данный показатель более информативен, чем ранее используемые при нормировании тяжелых металлов в почве. Поскольку даже через 2—4 мес установленные под влиянием тяжелых металлов в почве нарушения азотфиксации продолжают регистрироваться, то дополнительные сложности при идентификации этих изменений не возникают. Определение активности азотфиксации ацетиленовым методом обеспечивает хорошую воспроизводимость результатов, удобно, экономично и менее трудоемко, чем большинство методов микробиологического определения.
На основании сказанного можно сделать вывод о целесообразности использования данного показателя биологической активности почв при проведении экспериментальных исследований по установлению ПДК тяжелых металлов в почве по общесанитарному показателю вредности.
1976, № 11, с. 119—122.
Поступила 20/V 1080 г.
