CC BY
10
8. Килессо В. А., Стерлина Е. Н„ Кауфман И. А. и др. — Там же, с. 30—36.
9. Лебедев Н. И. Сальмонеллезы. Эпидемиология, клиника и профилактика. Минск, 1980, с. 37—40.
10. Лебедев Н. И., Чистенко Г. Н„ Иванютенко М. И. и др. — Здравоохр. Белоруссии, 1978, X» 2, с. 39—40.
11. Adams А. P.. Spendlove J. С. — Science, 1970, v. 169, p. 1218—1220.
12. Bate J. G.. James U. — Lancet, 1958, v. 2, p. 713—715.
13. Crunnet К-. Transen C. — Rev. int. Oceonogr. med., 1974, v. 34, p. 117—126.
14. Neter E. — Am. J. Publ. Hlth, 1950, v. 40, p. 929—933.
15. Rubbo S. D — J. Hyg., 1948, v. 48, p. 158—163.
16. Teltsch В., Kedmi S„ Bonnet L. et al. — Appl. environm. Microbiol., 1980, v. 39, p. 1183—1190.
Поступила 09.11.83
УДК 614.771:546.161-07:631.5
Э. И. Гапонюк, М. В. Кузнецова
ВЛИЯНИЕ ФТОРИСТОГО НАТРИЯ НА СВОЙСТВА ПОЧВЫ И РАЗВИТИЕ НЕКОТОРЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
КУЛЬТУР
Соединения фтора, попадающие на почву с осадками или в виде сухих выпадении, изменяют свойства почвы и повреждают растительность. Отрицательное влияние фтора на растення может быть связано как с нарушением в них биологических процессов, так и с изменением физико-хнми-ческих и агрохимических свойств почвы. Знание характера и степени изменения свойств почвы под влиянием фтористых соединений необходимо для решения вопросов нормирования токсикантов и проведения экологической экспертизы в промышленных и сельскохозяйственных районах.
Данная работа посвящена изучению влияния различных концентраций фтористого натрия (Кар) на физико-химические, биологические свойства почвы, всхожесть и биохимическую активность прорастающих семян некоторых сельскохозяйственных культур.
Исследования проводили в лабораторных условиях на дерново-подзолистой .глееватой среднесуглиннстой почве, отобранной с контрольного участка поля Бабенского отделения учебно-опытного хозяйства «Михайловское» (рН 7,05, Собщ 1,05%, Са и М£ 13,1 мг-экв/100 г). Почву отбирали из верхнего горизонта (0—20 см), высушивали до воздуш-но-сухого состояния, перетирали в фарфоровой ступке, просеивали через сито с отверстиями диаметром 2 мм. Подготовленную таким образом пробу (2 кг) помещали в полиэтиленовые сосуды с неплотно закрытыми крышками с отверстиями, допускающими газообмен, но ограничивающими высыхание. Фторид натрия вносили в виде соли в количествах, соответствующих 100, 200, 500, 700, 1000, 1500, 2000, 3000 мг Р-/кг (т. е. обнаруживаемых в промышленных и сельскохозяйственных районах). Пробы выдерживали при комнатной температуре и постоянной влажности, равной 60 % полной влагоемкости. Контролем служила почва без внесения Кар. Показатели, использованные для оценки влияния ЫаЯ на свойства почвы, представлены в табл. 1. Опыты с растениями выполняли четырехкратно в лабораторных условиях с искусственным освещением в вегетационных сосудах, заполненных 1 и 4 кг почвы.
КаР вносили при набивке сосудов в дозах 100, 200, 500, 1000, 1500, 2000 и 3000 мг Р~/кг. Полив в сосудах проводили из расчета 60 % от полной влагоемкости. После внесения Кар и первоначального увлажнения сосуды выдерживали месяц для развития процессов, протекающих под влиянием Кар, после чего осуществляли посев. Фнтоток-сичность почвы определяли в соответствии с методическими рекомендациями по обоснованию ПДК химических веществ [2]. Исследования, проводили на следующих культурах: зерновых (пшенице, овсе, кукурузе), бобовых (горохе), овощных (огурцах, патиссонах). Для выявления характера повреждающего действия изучали ферментативную активность прорастающих семян общепринятыми методами [3].
Изучение последствий загрязнения показало, что интенсивность и характер изменения свойств почвы в значительной мере определяются концентрацией Кар. По влиянию на свойства почвы определено 3 диапазона концентраций фтора: от 0 до 500, от 500 до 1000 и более 1000 мг/кг.
В первом диапазоне концентраций изменения физико-
химических, агрохимических и 15иологических свойств почвы отсутствовали или были слабо выражены. Активность почвенных оксидоредуктаз и гидролаз в большинстве случаев не имела достоверных отлнчий от контроля (табл. 2).
Изменения рН, ЕЙ почвы и содержания водорастворимых органических веществ (при определении бихроматным методом) незначительны. Обращает на себя внимание уменьшение содержания суммы водорастворимых веществ при малых— 100 и 200 мг/кг — концентрациях фтора соответственно на 40 и 50%, в то время как при более высоких концентрациях сумма водорастворимых веществ значительно возрастает и при 3000 мг Р~/кг на порядок превышает контроль (см. табл. 2).
Таблица 1
Показатели, используемые для оценки влияния фторида натрия на свойства почвы
Показатели
рН
ЕЬ, мВ
Водорастворимое органическое
вещество почвы, С % Сухой остаток водной вытяжки, %
Азот аммиака, мг К—КН3/
/100 г Карбонаты, С02,% Суммы обменных кальция и
магния, мг-экв/100 г Активность:
каталазы, мл 0,1 КМп04/ /г-ч
дегидрогеназы, мкл Н2/г-сут нитратредуктазы, мг К—К03/100 г гидроксиламинредуктазы, мг КН2ОН/ЮО г-ч уреазы, мг К—КН3/100 г-ч фосфатазы, мг фенолфталеина/г-ч
Интенсивность выделения С02,
мг/100 г-сут Подвижные формы (0,1 М Н2504), мг-экв/100 г: железа марганца алюминия Ферментативная активность прорастающих семян
Метод определения
Потенциометрический [1] Потенциометрический [1]
Бихроматный по Тюрину
Весовой [1]
Колориметрический [1] Объемный [1]
Объемный [1]
Объемный [5] Колориметрический [5]
Колориметрический [5]
Колориметрический [5] Колориметрический [51
Колориметрический (5]
Адсорбционный [1]
Колориметрический [4| С 2,2-дипиридилом Персульфатный С эрихоомцианином
Колориметрический [31
Примечание, вый потенциал.
ЕЬ — окислительно-восстановитель-
Влияние ЫаР на свойства почвы
Показатели Содержание фтора в почве, мг/кг
0 100 200 500 700 1000 1500 2000 3000
рН воды 7,04 7,14 7,20 7,32* 7,43* 7,48* 7,70* 7,87* 8,07*
СИ, М В 160 155 152 150 146* 140* 131* 120* 90*
Сухо й остаток водной вытяжки,
% 0,27 0,17 0,14 0,23 0,33* 0,49* 0,80* 1,07* 1,57*
Активность:
дегидрогеназы, мкл Н2/г-сут 7,20 7,15 6,90 6,50 7,49* 9,70* 12,56* 15,30* 21,20*
каталазы, мл 0,1 М КМп04 0,48 0,48 0,48 0,52 0,56 0,60* 0,68* 0,80* 0,90*
ннтратредуктазы, мг
М-жукю г 0,15 0,20 0,20 0,20 0,30* 0,52* 0,41* 0,46* 0,48*
гидроксиламинредуктазы,
мг N1-1201-1/100 г-ч 50,9 50,5 48,8 51,9 51,5* 54,5* 53,8* 53,8* 71,4*
уреазы, мг N—N1-13/
/100 г-сут 0,006 0,005 0,003 0,006 0,009 0,010* 0,010* 0,012* 0,015*
фосфатазы, мг/г-ч 1,24 1,58* 1,45 1,06 0,53* 0,37* 0,22* 0,10* 0*
протеазы, мг альбумина/г-ч 0,028 0,026 0,027 0,023 0,023 0,021 0,016* 0,012* 0,007*
Интенсивность выделения С02
мг/100 г-сут 15,5 12,88 11,43 10,41* 11,05* 15,84* 21,34* 23,60* 27,70*
Карбонаты, СОг % 0,30 0,30 0,30 0,30 0,37 0,41* 0,50* 0,55* 0,61*
Азот аммиака, мг N—N113/100 г 0,63 0,63 0,63 0,63 1,14* 1,95* 2,47* 3,90* 5,69*
Обменные основания Са и Л^,
мг-экв/100 г 16,5 14,5* 14,0* 13,8* 13,6* 13,1* 13,3* 13,0* 13,0*
Подвижные формы (0,1 М
НаБО,) мг-экв/100 г:
рез+ 0,70 0,61* 0,80* 1,0* 1,28* 1,21* 1,55* 1,93* 2,5*
Рег+ 0,16 0,15 0,14 0,13 0,16 0,17 0,21* 0,24* 0,28*
марганца 0,15 0,13 0,16 0,17 0,22 0,25 0,27* 0,66* 0,80*
алюминия 4,61 5,67 5,88 9,3* 10,24* 11,8* 13,40* 13,71* 14,00*
I II III
Примечание. Приведены средние данные 20 определений, ошибка не превышает 15%. Звездочка — />>0,95; /, //, /// — соответственно допустимый, критический и недопустимый уровень загрязнения.
Во втором диапазоне концентраций (от 500 до 1000 мг/кг) изменения свойств почвы выражаются в достоверном снижении активности гидролаз (фосфатазы и про-теазы), повышении активности оксидоредуктаз (дегидроге-назы, каталазы, ннтратредуктазы), щелочности почвенной суспензии и подвижности органического вещества.
Увеличение рН почвенной суспензии при загрязнении фтором может быть результатом ионного обмена при взаимодействии его с карбонатами, окислами и гндроокислами металлов. Смещение рН в щелочную сторону, связывание полуторных окислов и обменных кальция и магния в прочные фторидные комплексы ведет к диспергированию, уплотнению почвы и увеличению подвижности органического вещества, в результате чего нарушается водно-воздушный режим. Нарушение водно-воздушного режима, с одной стороны, и увеличение микробиологической активности —с другой — способствуют снижению ЕЙ и формированию в почве восстановительных условий.
Если в первом диапазоне концентраций (от 0 до 500 мг Р—/кг) изменения свойств почвы отсутствовали, то во втором (от 500 до 1000 мг Г~/кг) формировалась восстановительная среда, о чем свидетельствовало достоверное (Я< <0,05) снижение ЕЙ почвы, увеличение активности всех исследованных оксидоредуктаз и содержание восстановленной формы азота (азота аммония, см. табл. 2), что можно отнести к критическому уровню загрязнения.
Формирование восстановительных условий в почве, наблюдаемое при втором диапазоне концентраций, усиливается при концентрациях свыше 1000 мг Р~/кг. Активация процесса минерализации избытка водорастворимых органических веществ (по выделению СОг) при нарушенном водно-воздушном режиме почвы и щелочном значении рН создает условия для анаэробиоза, при котором альтернативными акцепторами водорода могут быть нитраты и металлы с переменной валентностью. В результате этого увеличивается содержание восстановленных форм железа, марганца и
азота (аммиака). Активность почвенных оксидоредуктаз в-3—5 раз превышает контроль, активность гидролаз снижена—активность фосфатазы 0 (см. табл. 2). рН почвенной суспензии возрастает на единицу, ЕЬ вдвое снижается, количество водорастворимых веществ увеличивается на поря-
Таблица 3
Влияние N8? на прорастание и ферментативную активность-проростков
Концентрация F-. мг/кг Прорастание семя». % Длина корня. % от контроля Активность дегидрогеназы, % Активность фосфатазы, •/»
200 500 1000 1500 2000 3000 70 77 79 73 57 57 Огурцы 125 192 142 92 58 25 50 90 130 69 70 74 80 110 100 90 82 55
Контроль 77 100 100 100
200 500 1000 1500 2000 3000 П 95 97 93 97 95 90 атиссоны 95 97 97 69 25 8 82 89 66 38 19 5 125 112 70 80 70 50
Контроль 93 100 100 100
Продолжение таблицы 3
Концентрация Р — .ыг/кг Прорастание семян, •/« Длина корня. % от контроля Активность Де-гидроге-назы, % Активность фосфатазы. %
200 500 1000 1500 2000 3000 97 98 97 98 92 87 Овес 101 84 60 44 24 2 80 40 11 6 4 2 90 93 80 70 70 80
Контроль 98 100 100 100
200 500 1000 1500 2000 3000 Я 98 96 98 94 98 90 шеница 107 87 68 60 59 5 45 30 30 12 10 7 85 98 75 70 70 52
Контроль 100 | 100 100 100
200 500 1000 1500 2000 3000 К 100 100 100 100 100 95 укуруза 90 60 40 40 19 5 30 48 49 42 55 83 70 70 56 52 52 48
Контроль 100 100 100 100
200 500 1000 1500 2000 3000 60 45 23 8 5 5 орох 100 67 42 0 0 0 140 120 320 135 70 70 50 45 35 30 20 18
Контроль 48 100 100 100
Примечание. Приведены средние данные 10 опре> делений, ошибка не превышает 20 %.
док. Столь значительные изменения свойств почвы, наблюдаемые при концентрациях фтора более 1000 мг/кг, характеризуются как недопустимые.
Таким образом, выделяется 3 уровня воздействия фтора на почву: допустимый (до 500 мг/кг), критический (500—100 мг/кг) и недопустимый (более 1000 мг/кг).
Результаты исследований фитотоксичности почвы показали (табл. 3), что при допустимом уровне воздействия всхожесть всех изученных культур была удовлетворительна, длина корней проростков несколько снижалась или не имела отличий от контроля, а у огурцов возрастала более чем в 1,5 раза. При критическом уровне воздействия всхожесть овощных и зерновых культур оставалась удовлетворительной, всхожесть гороха уменьшалась более чем на 60 %, наибольшее изменение длины корней отмечено у него и кукурузы. При недопустимом уровне воздействия развитие корней проростков всех исследуемых культур было подавлено (см. табл. 3).
Для выяснения характера фнтотоксического действия почвы, загрязненной ЫаР, изучали ферментативную активность прорастающих семян.
Установлено, что при первом диапазоне концентраций у устойчивых культур (огурцы>патиссоны>овес>пшени-ца) активность фосфатазы несколько возрастала или не имела достоверных отличий от контроля, активность дегид-рогеназы снижалась, причем в меньшей степени у более устойчивой культуры (огурцов). Активность дегидрогеназы гороха возрастала, а фосфатазы — уменьшалась более чем на 50 %. При втором диапазоне концентрации у устойчивых культур (огурцы>патнссоны>овес>пшеница) наблюдалось уменьшение активности фосфатазы (не более чем на 40%) н значительное снижение активности дегидрогеназы (на 50—80 %). У менее устойчивой культуры (гороха) активность фосфатазы снижалась на 70 %, а актнвнотсь дегидрогеназы в 2—4 раза превышала контроль. В третьем диапазоне концентраций у всех исследованных проростков наблюдалось устойчивое снижение активности фосфатазы и дегидрогеназы.
Таким образом, на основе полученных экспериментальных данных можно заключить, что фитотоксическое действие почвы, загрязненной фторидом натрия на стадии прорастания семян, связано с нарушением интенсивности и направленности ферментативных процессов. У устойчивых культур изменения активности фосфатазы и дегидрогеназы были однонаправлены и менее выражены, чем у чувствительной культуры — гороха, изменения активности ферментов которого имели в основном различную направленность и большую выраженность.
Следовательно, изменения свойств почвы при загрязнении ЫаР могут влиять на всхожесть и развитие проростков за счет нарушений их ферментной системы.
Литература
1. Агрохимические методы исследования почв. М., «Наука», 1981.
2. Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию ПДК химических нешсств в почве. М., 1982.
3. Методы биохимического исследования растений. Под ред. А. И. Ермакова. Л., 1972.
4. Практикум по почвоведению. Под ред. И. С. Кауриче-на. М.. 1973.
5. Хазиев Ф. X. Ферментативная активность почв. М„ «Наука», 1976.
Поступила 12.12.83
УДК 613.632.4: [675.81 +678.4|:685.31/32)-074
В. Н. Чекаль, Н. К. Кушнир, И. Н. Сироткина, Т. С. Брюзгина, Л. И. Мол.чвко, Т. А. Выхрестюк
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ОБУВНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
Современная обувь представляет собой, как правило, комплекс различных синтетических и искусственных материалов, каждый из которых является сложной полимерной композицией, содержащей ряд химических компонентов. Рецептурный состав обувных материалов позволяет предполо-
жить возможность выделения различных хлорсодержащих веществ н мономеров каучуков, растворителей, формальдегида и других веществ, служащих исходными компонентами полимерных композиций.
С целью токсикологической оценки новых полимерных
