CC BY
14
можность сенсибилизирующего действия при хроническом совместном поступлении в организм хлорофоса и 905г.
Литература
1. Джорджеску П., Пэунеску Е. Биохимические методы диагноза и исследования: Пер. с рум. — Бухарест, 1963.
2. Меркурьева Р. В. // Гиг. и сан. — 1977. — № 3. — С. 65— 69.
3. Меркурьева Р. В., Аулика Б. В., Коганова 3. И. и др. //Там же. — 1978. — № 12.— С. 55—58.
4. Нормы радиационном безопасности: НРБ—76. — М., 1978.
5. Шведов В. Л., Голощапов П. В. II Экология. — 1984. —№ 2, —С. 69—70.
6. Шведов В. Л., Зайцев Ю. А. // Радиобиология. — 1984. — № 4. — С. 489—494.
7. Lombart С., Okumura Т., Jarnieson G. A.// Febs Lett.— 1974.— Vol. 41. —P. 30—34.
Поступила 13.11.86
Summary. The combined effect of trichlorfon and 90Sr on biochemical indicators of the state of rats' liver and spleen has been studied in the chronic experiment. It is established that distinct defects in metabolism of carbohydrate-containing proteins are determined by dosage loads and duration of the damaging factors' effect. The combined biochemical effect of pesticides and 90Sr is considered to be an additive one and in some tests — even more than additive.
УДК 614.73:614.778
Р. Ф. Душаускене-Дуж
СВИНЕЦ-210 И СТРОНЦИЙ-90 В ПОЧВАХ И ИХ ПЕРЕХОД
В НАЗЕМНЫЕ РАСТЕНИЯ
Институт ботаники АН Литовской ССР, Вильнюс
В настоящее время в почву попадает все большее количество веществ антропогенного происхождения, которые участвуют в биогеохимическом круговороте и транспорте многих элементов в почвах. Самоочищение почв происходит значительно менее интенсивно, чем самоочищение атмосферы и гидросферы, в результате чего загрязняющие вещества накапливаются в зоне ги-пергенеза. Живые организмы почвы тесно связаны с геохимической средой — они поглощают из нее все доступные химические элементы, дающие растворимые соединения, или активно превышают нерастворимые соединения в доступные. Некоторые авторы [3, 5] указывают, что химический состав организмов находится в тесной зависимости от состава среды.
Основными веществами, загрязняющими почвы, являются металлы и их соединения, радионуклиды, а также пестициды. Изучение миграции загрязнителей различного происхождения является важной задачей современной экологии.
Целью настоящей работы явилась попытка проследить на примере 905г и 210РЬ миграцию радионуклидов в почвах трех биотопов: культурных пахотных полей, лесного биотопа и биотопа произрастания клюквы и изучить их переход из почвы в растения, выявить химические формы 210РЬ в наземных биогеоценозах.
При попадании в почву радионуклиды переходят в те химические формы, в которых находятся их стабильные аналоги. Наиболее распространенной формой 905г в почвах является обменная. Ионы стронция в почве находятся в адсорбированном состоянии и легко десорбируются нейтральными солями. Некоторая часть стронция существует в легкорастворимой форме, которая обладает наибольшей подвижностью и химической активностью [9].
В отличие от 90Sr
из
солеи двухвалентного свинца только нитрат хорошо растворим в воде, остальные соли труднорастворимы или практически нерастворимы- Малая растворимость солей свинца приводит к тому, что в природе встречаются многообразные его соединения [4].
Нами установлено, что концентрация 210РЬ в образцах почв различных биотопов в среднем на порядок выше, чем 905г, и зависит как от гранулометрического состава почв, так и от состава растительного покрова (табл. 1). Максимальные концентрации 210РЬ определены в тяжелом суглинке (113 Б к/кг), минимальные — в супесчаной почве (21 Бк/кг). Следовательно, максимальные концентрации 210РЬ приурочены к тонкодисперсным фракциям почв. Ввиду того что мох является хорошим накопителем 210РЬ, его
Таблица 1
Концентрация (в Бк на 1 кг сырой массы) радионуклидов
в исследованных биотопах (УИ±/тс)
Биотоп
210рЬ
00Sr
Лесной:
суглинок песок
дерново-подзолистая почва дерново-подзолистая почва
с обилием мха и травянистого полога мох
Пахотные почвы: суглинок легкий суглинок тяжелый » супесчаная почва Биотоп произрастания клюквы (сфагновый мох)
85,14=9,9 35,5±6,7
318,24=30,1 466,2+18,9
45,4±4,9 44,7+2,7
113,5±17,7 21,44=6,9
34,04=7,0
14,4ч=4,0 10,54=2,7
18,74=5,1 14,44=3,1
9,94=2,0
13,74=1,9
7,4±2,С
присутствие в растительном покрове резко повышает концентрацию этого радионуклида в биогеоценозах.
Результаты исследования свидетельствуют, что в образцах почв разных биотопов концентрации 903г на порядок ниже, чем концентрации 210РЬ. Зависимости концентрации 905г в почве от ее гранулометрического состава не выявлено. Концентрацию 905г в образцах почв предопределяют обилие и состав растительного покрова.
Наряду с различиями в гранулометрическом составе почв немаловажное значение в фиксации 210РЬ имеет рН почвы. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что в нейтральной и щелочной средах подвижность 210РЬ меньше, чем в кислой, где он из связанной переходит в более подвижную ионную форму.
На основании анализа данных установлено, что концентрация 210РЬ в почве находится в обратной зависимости от ее влажности (г = —0,92) и в прямой зависимости от содержания гумуса в почвах (/- = 0,67). По мнению [3], гумусовый слой является индикатором наличия свинца в породах.
Особый интерес в радиоэкологическом аспекте представляет биотоп произрастания клюквы. Сфагновый мох имеет кислую реакцию, обусловленную величиной рН клеточного сока торфооб-разующих мхов. Обычно рН сфагнового торфа колеблется от 3 до 5 [1], что приводит к резким различиям в величинах концентрации 210РЬ во мху лесных биотопов и биотопов произрастания клюквы (466 и 34 Бк/кг соответственно).
Некоторые авторы [10, 12] полагают, что основное значение при загрязнении растительности 210РЬ имеют осадки, так как 99 % 210РЬ выпадает из атмосферы [8] и концентрируется в приповерхностном слое почвы глубиной 10 см.
При изучении концентрации 210РЬ в агарико-вых грибах и почвах двух лесов, расположенных в разных районах, нами выявлены резкие различия в концентрации этого радионуклида, обусловленные неравномерным поступлением его из атмосферы. Повышенные концентрации 210РЬ обнаружены в почвах вблизи промышленных районов и на пахотных полях вдоль автострад, что свидетельствует об антропогенном источнике его поступления. По мнению [И], загрязненность лесной растительности свинцом может служить индикатором загрязненности воздуха.
Изучение накопления 210РЬ в некоторых агари-ковых грибах (13 родов), произрастающих в основных лесах Литовской ССР, показало, что независимо от концентрации металла в почве его концентрация в плодовом теле грибов варьирует незначительно (0,44—1,7 Бк/кг). При этом в грибах, растущих на древесине, концентрация 210РЬ в которой составляет 14,8 Бк/кг, выявлена концентрация металла 1,1 Бк на 1 кг сырой массы, а в грибах, растущих во мху, где концентрация 210РЬ составляет 466 Бк/кг, — 1,5 Бк/кг.
Следовательно, между содержанием 210РЬ в субстрате и грибах корреляции не существует. Аналогичный вывод об отсутствии связи между концентрацией свинца в субстрате и растениях нами сделай при исследовании пахотных почв, занятых клевером. Сопоставление концентрации 210РЬ в зеленой массе клевера и в почве, на которой он рос, не выявило корреляции между этими величинами. При относительно высокой концентрации 2,0РЬ в почве его концентрация в клевере оставалась низкой (51 и 8 Бк/кг соответственно), а при низкой концентрации в почве в клевере она была относительно высокой (14 и 17 Бк/кг соответственно).
Ввиду того, что 210РЬ относится к числу ионов, слабо проникающих вовнутрь корней, его поглощение в основном ограничивается адсорбционным связыванием, о чем свидетельствуют данные о концентрации металла в корнях красного клевера в течение вегетационного периода. Корреляции между концентрациями 210РЬ в почве и в корнях не установлено, несмотря на прирост биомассы. Исследования показали, что увеличение концентрации 2,0РЬ в корнях наблюдается при механическом или биологическом повреждении корневой системы. Полученные данные дают основание полагать, что при повреждении корней наряду с адсорбцией 210РЬ на их поверхности происходит и его абсорбция вовнутрь корней.
Совершенно противоположные данные относительно проникновения 210РЬ в растения получены нами в специфическом биотопе произрастания клюквы. Повышенные уровни 210РЬ в корнях клюквы (3,76±1,2 Бк на 1 г золы) могут быть обусловлены экологическими условиями ее произрастания, где 210РЬ из-за кислой реакции среды находится в подвижной, доступной для растений форме, о чем свидетельствует наличие корреляции между концентрацией элемента в корнях и побегах с листьями (1,54±0,62 Бк на 1 г золы). Низкие уровни содержания 210РЬ в плодах клюквы (0,25 Бк на 1 г золы) можно объяснить тем, что ягоды клюквы покрыты восковым налетом, затрудняющим поступление радионуклида из атмосферы. В то же время наличие обратной корреляции между концентрациями 210РЬ в побегах с листьями и плодах (г = —0,98) дает основание предполагать, что адсорбция 210РЬ на поверхности ягод клюквы является основным и единственным путем его поступления.
В результате изучения перехода 905г в растения (агариковые грибы) показана связь между содержанием этого радионуклида в телах грибов и окружающей средой. Существует хорошо выраженная зависимость между содержанием обменного кальция в почве и накоплением 905г в растениях. Из почв, содержащих большее количество кальция, радионуклид поступает в растения в меньших количествах, чем из почв с меньшим его содержанием. По мнению [2], 905г включается в состав обменных катионов и, подобно соеди-
2 Гигиена и санитария № 8
33
Таблица 2 Распределение (в %) химических форм 210РЬ (Л14=га)
Химическая форма Почва с растительным покровом Почва без растительного покрова Мох
Водорастворимая 5,1 ±1,4 11,1=1=4,7 Фон
Катионообменная 6,34=2,0 12,0+4,2 18,4
Карбонатная 18,54=7,0 17,04=5,0 17,2
Связанная с гидрата-
ми и окисями 10,54=2,6 10,04=2,9 4,9
Связанная с органи- •
ческим веществом и •
сульфидная 46,64=18,1 32,24=1,8 46,6
Подвижная • 13,0±5,1 17,74=10,0 12,9
нениям кальция, хорошо поглощается корневой системой растений. Попав в почву в ионообменной форме, он легко десорбируется катионами нейтральных солей, в результате чего интенсивно переходит в растения и в значительных количествах может накапливаться в хозяйственно ценной их части. При этом поглощение 905г из кислых почв происходит активнее и в больших количествах, чем из почв нейтральных или слабощелочных. При длительном нахождении в почвах радиоактивный стронций переходит из обменной в необменную, труднодоступную для растений форму [6].
Изучение химических форм 210РЬ при его миграции в окружающей среде является важной задачей, решение которой необходимо для выяснения механизмов его сорбции в наземных биогеоценозах и перехода в растения, выявления причин, обусловливающих его депонирование в донных отложениях водоемов. Нами изучены следующие химические формы 210РЬ: водорастворимая, катионообменная, карбонатная, связанная с гидроокислами, окислами железа, марганца, органическим веществом и подвижная. Как видно из табл. 2, около 40—50 % 210РЬ в наземных биогеоценозах связано с органическим веществом. По мнению [7], в миграции многих металлов, в том числе тяжелых, главная роль принадлежит металлоорганическим соединениям. Такие комплексны существуют главным образом в живых организмах и при отмирании последних могут экстрагироваться из них водой или вновь образовываться в процессе разложения растительных или животных остатков.
Наиболее доступной для растений формой свинца является водорастворимая, в которую
переходят нитрат, хлорат, ацетат и хлорид свинца. Однако концентрация водорастворимой формы свинца в исследованных нами почвах ничтожно мала (в среднем 6%). Окись и гидроокись свинца, содержащиеся в почве в количестве 17%, нерастворимы в воде и потому недоступны растениям, так же как и карбонатные соединения 210РЬ. Увеличение их растворимости может быть достигнуто лишь при увеличении рН (3—5) и высоких значениях восстановительно-окислительного потенциала, что может произойти под действием антропогенного загрязнения на почву через атмосферные процессы.
Таким образом, миграция загрязнителей, в частности радионуклидов 90Sr и 210РЬ, по цепи почва — растение обусловлена физико-химической природой загрязнителя. Подвижность, т. е. доступность изученных радионуклидов растениям, предопределяют гранулометрический состав почв, видовой состав растительного покрова, климатические условия и экологические факторы среды, среди которых немаловажное значение имеют увлажненность, содержание гумуса и реакция почвы.
Литература
1. Беляев И. М. //Записки Ленинград, плодоовощи, пита. — 1938. — Вып. 3. — С. 125—181.
I* 1
2. Гулякин И. В., Юдинцева Е. В. Радиоактивные продукты деления в почве и растениях. — М., 1962.
3. Ковальский В. В. Геохимическая экология. — М., 1974.
4. Шубченко И. Ю. // Труды геолог, ин-та АН СССР. — М., 1977.— Вып. 304.— С. 75.
5. Од ум Ю. Основы экологии: Пер. с англ.—М., 1975.
6. Погодин Р. И. // Радиобиология. (Информ. бюл. АН СССР). — 1971. — Вып. 13. — С. 47.
7. Скопинцев Б. А. // Труды океанограф, ин-та. — Л., 1950. —Вып. 17(20). —С. 137—141.
8. Шалавеюс С. С., Стыро Б. И., Голуб Т. В. // Физика атмосферы. — Вильнюс, 1973. — Т. 1. — С. 155—162.
9. Alexander L. T., Hardy Е. P., Hollister H. L.// Symposium on Radioisotopes in the Biosphere. — Minneapolis, 1959, i960. —P. 126—135.
10. Kauranen P., Miettien J. // Radioecological Concentration Processes / Eds B. Aberg, F. Hungate. — London, 1966. —P. 275—280.
11. Kazmierczakowa R. // Bull. Acad. Pol. Sci. Ser. Biol.— 1975. —Vol. 23, N 9.— P. 611—621.
12. Person B. R.// Natural Radiation Environment — Houston, 1972.— P. 347—367.
Поступила 23.04.S6
S u m m a r y. Results of the détermination of 90Sr and 210Pb concentrations in soil of tree biotopes and their transfer into ground plants are presented. Factors affecting soil concentrations of the given radionuclides are identified.
