CC BY
24
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ СЕЛЕНА И ЭЛЕМЕНТОВ-АНТАГОНИСТОВ В ПОЧВАХ ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН Шайхлисламова Г.Г.1, Козлова Г.Г.2, Онина С.А.3 Email: [email protected]
1Шайхлисламова Гульназ Габдулхаковна - магистрант; 2Козлова Галина Геннадиевна - кандидат химических наук, доцент; 3Онина Светлана Александровна - кандидат химических наук, доцент, кафедра биологии, экологии и химии, факультет биологии и химии, Бирский филиал Башкирский государственный университет, г. Бирск
Аннотация: в статье рассматриваются результаты исследований аналитических показателей проб почв отдельных районов Республики Башкортостан. В работе определены: кислотность исследуемых проб почв, валовое содержание селена и элементов-антагонистов (Cu, As, Pb, Zn, Cd) в почве г. Уфы, г. Благовещенска, с. Кушнаренково, г. Бирска и г. Дюртюли Республики Башкортостан. Согласно трем факторам: относительно высокому валовому содержанию селена, щелочной среде почвы и минимальному валовому содержанию элементов-антагонистов, г. Дюртюли и г. Благовещенск среди исследуемых территорий оптимальны по поступлению селена по пищевой цепи.
Согласно трем факторам: относительно низкому валовому содержанию селена, кислой среде почвы и преобладающему валовому содержанию элементов-антагонистов (Cu, Pb, Cd, Zn) среди исследуемых территорий почвы г. Уфы, г. Бирска и с. Кушнаренково можно отнести к селенодефицитным. Ключевые слова: аналитические показатели, пробы почв, селен, медь, мышьяк, цинк, кадмий, свинец, антагонисты.
DETERMINATION OF SELENIUM CONTENT AND ELEMENTS-ANTAGONISTS IN SOILS OF CERTAIN DISTRICTS OF THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN
1 2 3
Shajhlislamova G.G. , Kozlova G.G. , Onina S.A.
1Shajhlislamova Gul'naz Gabdulhakovna - Undergraduate; 2Kozlova Galina Gennadiyevna - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor; 3Onina Svetlana Aleksandrovna - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF BIOLOGY, ECOLOGY AND CHEMISTRY, FACULTY OF BIOLOGY AND CHEMISTRY, BIRSK BRANCH BASHKIR STATE UNIVERSITY, BIRSK
Abstract: the article discusses the results of studies of analytical indicators of soil samples of certain regions of the Republic of Bashkortostan. The acidity of the studied soil samples, the gross content of selenium and antagonist elements (Cu, As, Pb, Zn, Cd) in the soil of Ufa, Blagoveshchensk, Kushnarenkovo, Birsk and Durtyuli of the Republic of Bashkortostan were determined.
According to three factors: the relatively high gross content of selenium, alkaline soil and the minimum gross content of antagonist elements, Durtyuli and Blagoveshchensk among the studied territories are optimal for the intake of selenium through the food chain; According to three factors: the relatively low gross content of selenium, acidic soil and the predominant gross content of antagonist elements (Cu, Pb, Cd, Zn) among the studied territories, the soils of Ufa, Birsk and Kushnarenkovo can be attributed to selenium deficiency.
Keywords: analytical indicators, soil samples, selenium, copper, arsenic, zinc, cadmium, lead, antagonists.
УДК 543.4
Селен является одним из наиболее важных эссенциальных микроэлементов. Он участвует в формировании и функционировании антиоксидантной системы организма, играет исключительно важную роль в гормональном балансе щитовидной железы, отвечает за восприимчивость к инфекциям, служит антиканцерогенном.
Селен поступает в организм человека из почвы через пищевую цепь, включающую растения. Накопление селена в растениях зависит от содержания элемента в почве, свойств почвы и доступности элемента. Ряд элементов (Cu, Zn, As, Cd, Pb), присутствующих в почве, могут проявлять антагонизм по отношению к селену.
В работе определены: уровень кислотности почв, валовое содержание селена и элементов-антагонистов (Cu, Zn, As, Cd, Pb) в пробах почв г. Уфа, г. Благовещенск, с. Кушнаренково, г. Бирск и г. Дюртюли Республики Башкортостан.
Для выбора объектов исследования стало необходимым оценить уровень содержания селена в почвах по России. Согласно исследованиям территорию Республики Башкортостан можно отнести к региону с недостатком селена.
В качестве объектов исследования нами были выбраны почвы городов: Уфа, Благовещенск, Бирск, Дюртюли и села Кушнаренково. Выбор объектов определился граничащим расположением друг к другу. Так как усвоение селена растениями определяется типом почвы, проанализирован тип почв исследуемых объектов [1, с. 362].
• г. Уфа - преобладают почвы речных пойм и чернозёмы выщелоченные;
• г. Благовещенск - почвы речных пойм и чернозёмы выщелоченные;
• с. Кушнаренково - темно-серые и выщелоченные почвы;
• г. Бирск - серые лесные, почвы речных пойм;
• г. Дюртюли - выщелоченные чернозёмы и почвы речных пойм.
В целом, по выбранным районам преобладают почвы речных пойм и выщелоченные черноземы, что позволяет предположить примерно равное влияние почв на связывание исследуемых элементов.
Для определения содержания селена и элементов-антагонистов (Cu, As, Zn, Cd, Pb) в пробах почв были проведены экспедиционные выезды.
Сбор исследуемых проб почв проводился в период с мая по июнь 2019 года. Отборы проб произведены в соответствии с нормативными документами на отбор: ГОСТ 17.4.3.01-2017, ГОСТ 17.4.4.02-2017, ГОСТ 28168-89.
Для проведения полноценного анализа каждый город и населенный пункт был разделен на 10 равных участков.
Рис. 1. Карты анализируемых территорий с разделением на участки а) г. Уфа, б) г.
Благовещенск, в) с. Кушнаренково, г) Бирск, д) г. Дюртюли
Водородный показатель водной вытяжки почв был определен согласно соответствующей методике (ГОСТ 26423-85 «Почвы. Методы определения удельной электропроводности, рН и плотного остатка водной вытяжки»).
Селен и элементы-антагонисты (Си, Аs, 7п, С^ РЬ) определялись согласно методике М-МВИ-80-2008 («Методика выполнения измерений массовой доли элементов в пробах почв, грунтов и донных отложениях методами атомно-абсорбционной спектроскопии»).
Содержание селена в пробах исследуемых почв представлено на рисунке 2.
26,20
30 21,59 23,40 19,78
11|||
о
.л? ^ «Р #
<7 Ж
Рис. 2. Валовое содержание селена в отдельных районах Республики Башкортостан, мкг/кг
Максимальная концентрация селена наблюдается в пробах почв г. Дюртюли и составляет 26,20 мкг/кг. Минимальная концентрация наблюдается в селе Кушнаренково и составляет 17,95 мкг/кг. Среднее содержание валовой формы селена в почвах г. Уфы, г. Благовещенска, с. Кушнаренково, г. Бирска и г. Дюртюли составляет 21.78 мкг/кг и согласно [2] позволяет отнести все пять территорий к селенодефицитным.
Валовое содержание селена в почвах даёт ориентировочное представление об обеспеченности почвы микроэлементом, так как растения могут использовать только доступные формы селена. Перевод селена в доступные формы определяет рН почвы.
Известны многочисленные обзоры о поведении селена в почвах. Селен, являясь подвижным в щелочных условиях, становится практически неподвижным в кислых почвах [3, 4, 5].
Поэтому стало необходимым определить кислотность исследуемых проб почв для каждого исследуемого района.
Таблица 1. Результаты рН водных вытяжек из почв отдельных районов Республики
Башкортостан
№ пробы/ Район г. Уфа г. Благовещенск с. Кушнаренково г. Бирск г. Дюртюли
1 5,62 7,23 5,40 5,61 7,48
2 5,41 7,98 5,70 5,42 7,20
3 6,36 7,44 5,93 6,05 6,90
4 5,23 7,85 6,04 5,87 7,10
5 6,54 6,86 5,83 5,33 7,30
6 5,87 6,78 5,86 5,43 6,80
7 5,63 6,45 6,10 5,98 7,31
8 6,43 6,87 5,77 5,47 6,93
9 5,65 7,33 5,30 5,42 7,44
10 5,78 6,67 5,51 5,31 7,09
Ср. значение 5,85 7,15 5,74 5,59 7,16
Почвы г. Уфы, с. Кушнаренково и г. Бирска имеют кислотность в диапазоне 5,595,85, что позволяет отнести почвы этих районов к кислым.
Кислотность проб почв г. Благовещенска и г. Дюртюли практически одинакова и составляет, в среднем - 7,15.
Полученные результаты рН исследуемых проб почв дают возможность предположить, что в г. Уфа, с. Кушнаренково, г. Бирске преобладают труднодоступные формы селена - селениды. Почвы г. Благовещенска и г. Дюртюли относятся к слабо щелочным, здесь возможно преобладание легкорастворимых и доступных форм селена - селенатов [2].
В связи с тем, что на доступность селена влияет не только кислотность почвы, но и элементы-антагонисты селена, стало необходимым определить содержание Си, А8, 2п, С^ РЬ в исследуемых пробах почв выбранных районов.
Таблица 2. Содержание элементов-антагонистов в исследуемых пробах почв, мкг/кг
Район/элемент Cu As Zn Cd Pb
г. Уфа 43,32±12,56 14,56±4,22 0,90±0,25 0,14±0,04 1,48±0,41
г. Благовещенск 26,38±7,65 8,54±2,40 0,82±0,23 0,06±0,17 0,83±0,23
с. Кушнаренково 72,15±21,0 9,88±2,76 1,26±0,35 0,12±0,03 0,63±0,18
г. Бирск 108,65±30,4 9,14±2,56 0,81±0,22 0,09±0,02 0,98±0,27
г. Дюртюли 34,57±10,02 5,64±1,63 0,67±0,18 0,04±0,01 0,60±0,17
Максимальные концентрации элементов мышьяка, кадмия и свинца наблюдаются в г. Уфа. Высокое содержание цинка наблюдается в с. Кушнаренково. В г. Бирске отмечены высокие концентрации меди.
По результатам исследования можно сделать выводы:
1) Согласно трем факторам: относительно высокому валовому содержанию селена, щелочной почве и минимальному валовому содержанию элементов-антагонистов, г. Дюртюли и г. Благовещенск среди исследуемых территорий можно считать оптимальными по поступлению селена по пищевой цепи.
2) Согласно относительно низкому валовому содержанию селена, кислой почве и преобладающему валовому содержанию элементов-антагонистов (Cu, Pb, Cd, Zn) среди исследуемых территорий почвы г. Уфы, г. Бирска и с. Кушнаренково можно отнести к селенодефицитным.
Список литературы /References
1. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас. М.: Агропромиздат, 1989. 362 с.
2. Ермaков B.B., Ковальский B.B. Биологическое значение селена. M.: Наука, 1974. 298 с.
3. Блинохватов, А.Ф. Селен в биосфере / А.Ф. Блинохватов, Г.В. Денисова, Д.Ю. Ильин. Пенза: РИО ПГСХА, 2001.
4. Вихрева В.А. Содержание селена в почвах и растениях лесостепи Среднего Поволжья / В.А. Вихрева, Т.Б. Лебедева // Молодой ученый, 2010. № 11. Т. 2.
5. Вихрева В.А. Аккумуляция селена растениями в зависимости от количества микроэлемента в черноземах Пензенской области. / В.А. Вихрева, Т.Б. Лебедева, А.И. Бобылев, В.А. Мачнев // Нива Поволжья, 2011. № 2.
