CC BY
19
УДК 34.35.51
А.Н. Искакова, С.Н. Кошелев
ПОВЕДЕНИЕ ДИХЛОРФЕНИЛТРИХЛОРЭТАНА (ДДТ) В ПРОФИЛЕ
ПОЧВ КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ
A.N. Iskakova, S.N. Koshelev THE BEHAVIOR OF DIKHLORDIFYENILTRIKHLORETAN (DDT) IN THE SOIL PROFILE
OF THE KURGAN REGION FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION«KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BYT.S. MALTSEV»KURGAN, RUSSIA
Альфия Николаевна Искакова
Alfiia Nikolaevna Iskakova inspekzia@bk.ru
Сергей Николаевич Кошелев
Sergey Nikolaevich Koshelev
доктор биологических наук, профессор
ksn-18@yandex.ru
Аннотация. В нашем исследовании мы определяли остаточное количество хлорорпанических пестицидов и рассматривали распределение ДДТ, его метаболита дихлордифенилдихлорэтилена (ДДЭ), изомера гексахлорцикпогек-сана (ПХЦГ) по профилю почвы детского лагеря Курганской области. Для определения остаточного количества ПХЦГ, ДДТ и его метаболитов использовали метод газожидкостной хроматографии (хроматограф «Цвет 800»), В ходе исследования подтвердилось остаточное количество определяемых пестицидов.
Химические анализы хлорорганических пестицидов в 2015-2017 гг. почвенного разреза показали, что произошла миграция на всю исследованную глубину (150 см).
В результате исследований получили максимальные значения в весенний и осенний периоды в 2016 и 2017 году остаточного количества ДДТ и ДДЭ во втором слое (10-50 см). В 2016 году ДДТ 68,3% и 63,8%, в 2017 году 56,9% и 49,2%. ДДЭ в 2016 году 72,1% и 44,9%, в 2017 году соответственно 48,4% и 30,0%.
В осенний период наблюдали снижение остаточного количества пестицидов в сравнении с весенним периодом.
В исследуемый период OK суммарного ГХЦГ не обнаружено. Постоянное обнаружение суммарного ДДТ свидетельствует о достаточной устойчивости к разложению ДДТ и его метаболита ДДЭ в темно-серой лесной почве лагеря.
Ключевые слова: профиль почвы, пестициды, отборы проб, остаточное количество, миграция, анализы, метаболиты.
Abstract. In our study, we determined the residual amount of organo-chlorine pesticides and considered the distribution of DDT, its metabolite di-chlorodiphenyldichloroethylene (DDE), isomer hexachlorocyclohexane (HCH) on the soil profile of the children's camp of the Kurgan region. Gas-liquid chromatography (chromatograph "Color 800") was used to determine the residual amount of HCG, DDT and its metabolites. The study confirmed the residual amount of pesticides identified.
Chemical analyses of organochlorine pesticides in 2015-2017 of the soil section showed that there was a migration to the entire investigated depth (150 cm).
As a result of the studies, the maximum values in the spring and autumn periods in 2016 and 2017 of the residual amount of DDT and DDE in the second layer (10-50 cm) were obtained. In 2016, DDT 68.3% and 63.8%, in 2017 56.9% and 49.2%. DDE in 2016 72.1% and 44.9%, in 2017 respectively 48.4% and 30.0%.
In autumn, there was a decrease in the residual amount of pesticides in comparison with the spring period.
No total HCH was detected during the study period. Continuous detection of total DDT indicates sufficient resistance to the decomposition of DDT and its metabolite DDE in the dark gray forest soil of the camp.
Keywords: soil profile, pesticides, sampling, residual quantity, migration, analyses, metabolites.
Введение. Хлорорганические пестициды (ХОП) характеризуются высокой степенью персистентности при относительно низкой подвижности в окружающей среде. Стабильность ХОП в природных условиях зависит от ряда факторов - климатических условий, типа почв и их рН, влажности, содержания гумуса, гранулометрического состава и пр. [1, 4].
Известно, что ХОП мигрируют по почвенному профилю, как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении [7].
Глубина проникновения ХОП в почвы весьма значительна [5], в разных частях территории достигает глубины 2-2,5 м и возможно более [4].
Последствия миграции и аккумуляции пестицидов в почвах трудно предвидеть и оценить. Многие из них длительное время могут оставаться токсичными. Накопление ХОП в почве зависит от их нормы расхода, кратности обработок, препаративных форм [5, 6, 9-17].
Цель исследований - изучить распределение остаточного количества ДДТ, ДДЭ, ГХЦГ в почвенном профиле.
Методика. Отбор проб почвы проводили в 20152017 гг. на территории детского лагеря отдыха и досуга им. Коли Мяготина в Белозерском районе Курганской области. Данная территория была обработана ДДТ в 19951997 гг. от иксодового клеща. В опытах было предусмотрено исследования разреза серых лесных почв на остаточное количество ДДТ и его метаболитов. Размер разреза 200x150x80 см.
Особенности морфологического строения профиля серых лесных почв: отсутствие резкой дифференциации на горизонты и постепенные переходы между ними; большая мощность почвенного профиля - более 1,5-2 м; отсутствие подзолистого горизонта и проявление оподзоливания в виде переходных горизонтов А1А2и А2В; наличие орехова-той структуры по всему почвенному профилю; наличие карбонатов в почвообразующей породе, иногда в почвенном профиле с глубины 120-250 см.
В механическом составе серых лесных резко преобладает фракция мелкого песка, на втором месте - фрак-
Вестник Курганской ГСХА №1,2019 Сельскохозяйственные науки
ция крупной пыли. Эти почвы обладают хорошей водопроницаемостью [1-3].
Химические анализы почв проводили в Курганском центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды - филиал Федерального государственного бюджетного учреждения «Уральское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (далее ЦГМС филиала ФГБУ «Уральского УГМС»),
Анализы проведены согласно Руководящему документу (РД 52.18.649-2011) [8]. Почвенные образцы отбирали два раза в год весенний и осенний периоды. Всего отобрано 30 проб.
Результаты. Изучение вертикальной миграции при многолетнем наблюдении свидетельствуют об обнаружении суммарного ДДТ. Анализ почвенного разреза показал, что произошла миграция на всю исследованную глубину (150 см).
Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о неоднородности загрязнения и различия в скорости вертикальной миграции.
Полученные результаты свидетельствуют об отсутствии условий для разложения (метаболизма) суммарного ДДТ во всех слоях разреза.
Таблица 1 - Изучение вертикальной миграции хлорорганических пестицидов по профилю почвы в 2015 году
2 Содержание пестицидов
О ю~ п,п-ДДТ п,п-ДДЭ
CL С 03 Cl о CD сс ю =Г CL CD О 03 Ш О о CD о: ю =Г CL CD О ОЗ Ш О о in Е I_
о О со оз со % О со ОЗ СО % X
03 X s ю >. с, 1_ -7 се II О ° ^ CD С — а -С s X Г ° Б CD С -7 се II О ° ^ CD С — а -С s X Г ° Б CD с го Е Е > О
0-10 0,000 0,015 0,000 0,150 0,0 10,3 0,026 0,009 0,260 0,090 22 9,7 00 0,0
10-50 0,006 0,240 50,0 0,021 0,840 Ш 00
0,009 0,360 24,8 0,015 0,600 64,5 0,0
50-70 0.012 0,008 0.240 0,160 50.0 11,0 0.126 0,001 2.520 0,020 21.1 2,1 OI о о! о"
70-90 0.000 0,009 0.000 0,180 00 12,4 0.316 0,002 6.320 0,040 53.0 4,3 OI о о! о"
90-150 0,000 0,000 00 0,033 1,980 16,6 OQ
0,010 0,600 41,4 0,003 0,180 19,4 0,0
разреза. Наивысшее содержание ОК ДДЭ обнаружено весной и осенью во втором (10-50 см) слое и составило соответственно 48,4% и 30,0% от суммарного содержания данного вещества по почвенному профилю.
Таблица 2 - Изучение вертикальной миграции хлорорганических пестицидов по профилю почвы в 2016 году
Глубина отбора проб, см Содержание пестицидов
п,п-ДДТ % п.п-ДДЭ % 11 ° Е
С МЛН"1 (кон-ция пестицида в пробе) С х h(масса пестицида в слое) С МЛН"1 (кон-ция пестицида в пробе) С х h(масса пестицида в слое)
0-10 0.018 0,034 0.180 0,340 11.4 18,1 0.039 0,068 0.390 0,680 16.7 21.8 OI о о! о"
10-50 0.027 0,030 1.080 1,200 68.3 63,8 0.042 0,035 1.680 1,400 72.1 44,9 OI о о! о"
50-70 0.006 0,000 0.120 0,000 L6 0,0 0.006 0,008 0.120 0,160 51 5,1 OI о о! о"
70-90 0.004 0,017 0.080 0,340 51 18,1 0.004 0,035 0.080 0,700 14 22,4 OI о о! о"
90-150 0,002 0,000 0,012 0,000 Ш 0,0 0,001 0,003 0,060 0,180 23. 5,8 00 0,0
Таблица 3 - Изучение вертикальной миграции хлорорганических пестицидов по профилю почвы в 2017 году
В 2015 году содержание ОК ДДТ обнаружено весной во втором (10-50 см) и третьем (50-70) слоях и составило по 50,0%. Осенью было зафиксировано проникновение суммарного ДДТ до глубины 1,5 м (таблица 1).
ОК ДДЭ весной и осенью обнаружено во всех слоях разреза. Наивысшее содержание ОК ДДЭ обнаружено весной в четвертом (70-90 см) слое и составило 53,0%; осенью - во втором (10-50 см) слое и составило 64,5% от суммарного содержания данного вещества по почвенному профилю.
В 2016 году максимальное содержание ОК ДДТ обнаружено весной и осенью во втором (10-50 см) слое и составило 68,3% и 63,8% соответственно (таблица 2).
ОК ДДЭ весной и осенью обнаружено во всех слоях разреза. Максимальное содержание ОК ДДЭ обнаружено весной и осенью во втором (10-50 см) слое и составило соответственно 72,1% и 44,9% от суммарного содержания данного вещества по почвенному профилю.
В 2017 году максимальное содержание ОК ДДТ обнаружено весной и осенью во втором (10-50 см) слое и составило 56,9% и 49,2% соответственно (таблица 3).
ОК ДДЭ весной и осенью обнаружено во всех слоях
Содержание пестицидов
о п,п-ДДТ п.п-ДДЭ
о Cl с cd cd in
03 Cl О Ю О 03 X S ю с, С млн1 (кон-ция пестицида в проб С х h(масса пестицида в ело % С МЛН"1 (кон-ция пестицида в проб С х h(масса пестицида в ело % Е I_ =г X I_ го Е Е > О
0-10 0,031 0,011 0,310 0,110 11,6 16,9 0,044 0,020 0,440 0,200 L8 16,7 00 0,0
10-50 0,038 1,520 56,9 0,068 2,720 48,4 00
0,008 0,320 49,2 0,009 0,360 30,0 0,0
50-70 0,000 0,006 0,000 0,120 00 18,5 0,016 0,009 0,320 0,180 51 15,0 оо 0,0
70-90 0,000 0,005 0,000 0,100 00 15,4 0,017 0,011 0,340 0,220 01 18,3 оо 0,0
90-150 0,014 0,840 31,5 0,030 1,800 32,0 оо
0,000 0,000 0,0 0,004 0,240 20,0 0,0
В результате исследований получили данные в 2016 и 2017 года максимальное остаточное количество ДДТ и ДДЭ во втором слое (10-50 см).
В исследуемый период 2015-2017 гг. Остаточное количество (далее ОК) суммарного ГХЦГ не обнаружено (таблица 1, 2, 3).
Выводы. Результаты многолетних исследований свидетельствует о постоянном обнаружении суммарного ДДТ, несмотря на обработку территории против иксодового клеща в 1998 году. При изучении распределения остаточных количеств ДДТ, ДДЭ данные пестициды обнаружены по всему исследованному профилю, который составил 150 см. ГХЦГ в почвенном профиле не обнаружен.
Список литературы
1 Егоров В.П. Почвы Курганской области / Кривонос Л. А. Курган: Зауралье, 1995. 173 с.
2 Искакова А.Н., Кошелев С.Н. Применение хлорор-ганического пестицида в Курганской области // Молодые исследователи агропромышленного и лесного комплексов - регионам. Биологические науки: материалы III международной молодежной научно-практической конференции. Вологда -Молочное: ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА, 2018. Том 3. Часть 1 С. 194-196.
3 Ганжара Н.Ф. Почвоведение. М.: Агроконсалт,
2001. 392 с.
4 Куликова-Хлебникова E.H., Робертус Ю.В., Кивацкая A.B. Поведение ДДТ в профиле почв прибрежной зоны Те-лецкого озера // Природные ресурсы Горного Алтая. 2010. №2. С. 142-145.
5 Майер-Боде Г. Остатки пестицидов. Инсектициды / под ред. H.H. Мельникова. М.: Мир, 1966. 400 с.
6 Мельников H.H. Органические соединения хлора в окружающей среде / С.Р. Белан // Агрохимия. 1998. № 10. С. 83-93.
7 Мельников H.H., Новожилов К.В., Белан С.Р., Пылова Т.Н. Справочник по пестицидам. М.: Химия, 1985. 352 с.
8 РД 52.18.649-2011 Массовая доля галоидоргани-ческих пестицидов в пробах почвы. Методика измерений методом газожидкостной хроматографии / ФГБУ «ВНИИГ-МИ-МЦД». Обнинск, 2011. 38 с.
9 Сметник A.A. Особенности поведения пестицидов в почве / Ю.Я. Спиридонов // Защита и карантин растений.
2002. № 2. С. 46-49.
10 Соколов М.С. Фотолиз, сорбция и миграция пестицидов в почвах и ландшафтах / Л.Л. Кныр // Химия в сельском хозяйстве. 1973. № 9. С. 43-48.
11 Чекарева Т.Г. Особенности разложения ДДТ в различных почвах в зависимости от гидротермических условий / РВ. Галиулин, Н.Д. Ананьева, Н.В. Перфилова [и др.] // Химия в сельском хозяйстве. 1981. № 10. С. 29-34.
12 Ильиных A.B., Кошелев С.Н. Оценка агроэкологиче-ской ситуации при техногенном загрязнении агроэкосистем //Главный зоотехник. 2014. № 2. С. 42-46.
13 Кошелев С.Н., Романова О.В. Особенности перехода тяжелых металлов из рационов лактирующих коров в молоко // Научное обеспечение реализации государственных программ АПК и сельских территорий: материалы международной научно-практической конференции. Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2017. С. 226-229.
14 Кошелев С.Н., Романова О.В. Оптимизация рационов кормления животных по уровню накопления тяжелых металлов // Безопасность и качество сельскохозяйственного сырья и продуктов питания: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2017. С. 150-153.
15 Искакова А.Н., Кошелев С.Н. Антропогенная нагрузка на экологическое состояние почв // Актуальные проблемы экологии и природопользования: материалы Всероссийской (национальной) научно-практической конференции / под общей редакцией С.Ф. Сухановой. Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2018. С. 24-27.
16 Ильиных A.B., Кобякова Е.А., Кошелев С.Н. Оценка техногенной нагрузки на агроэкосферу Щучан-ского района Курганской области // Развитие научной, творческой и инновационной деятельности молодежи: материалы III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. Курган: Изд-во Курганской ГСХА, 2011. С. 144-148.
17 Кошелев С.Н., Кущева О.В. Качество молока коров в районе объекта по хранению химического оружия // Гений ортопедии. 2007. № 1. С. 149-150.
List of references
1 Egorov V.P Soils of the Kurgan region / Krivonos L.A. Kurgan: Trans-Urals, 1995. 173 p.
2 Iskakova A.N., Koshelev S.N. The use of organochlo-rine pesticide in the Kurgan region //Young researchers of the agro-industrial and forestry complexes - regions. Biological Sciences: Proceedings of the III International Youth Scientific-Practical Conference. Vologda - Milk: Vologda GMHA, 2018. Volume 3. Part 1. Pp. 194-196.
3 Ganzhara N.F. Soil science. M.: Agrokonsalt, 2001. 392 p.
4 Kulikova-Khlebnikova E.N., Robertus Yu.V., Kivatskaya A.V. The behavior of DDT in the soil profile of the coastal zone of Lake Teletskoye // Natural resources of Gorny Altai. 2010. №2. Pp. 142-145.
5 Mayer-Bode G. Pesticide residues. Insecticides / ed. N.N. Melnikov. M.: Mir, 1966. 400 p.
6 Melnikov N.N. Organic compounds of chlorine in the environment/С. P. Belan //Agrochemistry. 1998. № 10. Pp. 83-93.
7 Melnikov N.N., Novozhilov K.V., Belan S.R., Pylova T.N. Handbook of pesticides. M.: Chemistry, 1985. 352 p.
8 RD 52.18.649-2011 Mass fraction of organohalogen pesticides in soil samples. Methods of measurement by gas-liquid chromatography/FGBU "VNIIGMI-WDC". Obninsk, 2011. 38 p.
9 Smetnik A.A. Peculiarities of pesticide behavior in soil / Yu.Ya. Spiridonov// Protection and quarantine of plants. 2002. № 2. Pp. 46-49.
10 Sokolov M.S. Photolysis, sorption and migration of pesticides in soils and landscapes / L.L. Knyr // Chemistry in agriculture. 1973. №9. Pp. 43-48.
11 Chekarev T.G. Features of decomposition of DDT in various soils depending on hydrothermal conditions / R.V. Gali-ulin, N.D. Ananeva, N.V. Perfilova [et al.] // Chemistry in agriculture. 1981. № 10. Pp. 29-34.
12 llinykh A.V., Koshelev S.N. Assessment of the agroecological situation in case of technogenic pollution of agroecosystems//Chief Zootechnician. 2014. №2. Pp. 42-46.
13 Koshelev S.N., Romanova O.V. Features of the transition of heavy metals from diets of lactating cows into milk // Scientific support for the implementation of state programs in the agro-industrial complex and rural areas: materials of the international scientific-practical conference. Kurgan: Publishing house of Kurgan State Agricultural Academy, 2017. Pp. 226-229.
14 Koshelev S.N., Romanova O.V. Optimization of rations of animals for the level of accumulation of heavy metals // Safety and quality of agricultural raw materials and food: materials of the All-Russian scientific-practical conference. Kurgan: Publishing house of Kurgan State Agricultural Academy, 2017. Pp. 150-153.
15 Iskakova A.N., Koshelev S.N. Anthropogenic load on the ecological state of the soil // Actual problems of ecology and environmental management: materials of the All-Russian (national) scientific-practical conference / edited by S.F. Sukhanova. Kurgan: Publishing house of Kurgan State Agricultural Academy, 2018. Pp. 24-27.
16 llinykh A.V., Kobyakova E.A., Koshelev S.N. Evaluation of the technogenic load on the agro-ecosphere of the Shchuchansky district of the Kurgan region // Development of scientific, creative and innovative activities of young people: materials of the III All-Russian Scientific and Practical Conference of Young Scientists. Kurgan: Publishing house of Kurgan State Agricultural Academy, 2011. Pp. 144-148.
17 Koshelev S.N., Kuscheva O.V. The quality of the milk of cows in the area of the object for the storage of chemical weapons//Genius orthopedics. 2007. №1. Pp. 149-150.
