Влияние окислителей на разложение гербицидов в почве Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

ВЛИЯНИЕ ОКИСЛИТЕЛЕЙ НА РАЗЛОЖЕНИЕ ГЕРБИЦИДОВ В ПОЧВЕ

Светлана Арсеньевна Степанова

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии оптического производства, тел (383) 361-07-79, е-mail: kaf.top@ssga.ru

Приведены результаты исследования влияния различных окислителей (Н2О2; K2Cr2O4; КМ и О4) на скорость разложения гербицидов в почве. Установленные зависимости могут быть использованы для удаления остаточных гербицидов из почвы во избежание возникновения сложных экологических проблем.

Ключевые слова: окислитель, гербициды, экологические проблемы.

THE INFLUENCE OF OXIDIZERS

ON THE DECOMPOSITION OF HERBICIDES IN SOIL

Svetlana A. Stepanova

Federal state budgetary educational institution of higher professional-national education «Siberian state Academy of geodesy», 630108, Russia, str. Novosibirsk, str. Plaxotnogo, 10, Ph.D., associate Professor of the Department of technology of optical production, tel : (383) 361-07-79, e-mail: kaf.top@ssga.ru

Results of research of influence of different oxidants (H2O2; K2Cr2O4; KM and C4) at the rate of decomposition of herbicides in soil. The established dependencies can be used to remove the residual herbicides from the soil in order to avoid complex environmental problems.

Key words: oxidizer, herbicides, environmental problems.

Пестициды широко применялись в сельском хозяйстве во второй половине сороковых годов прошлого века. В то время многие страны испытывали недостаток в продуктах питания, и использование пестицидов воспринималось как панацея от голода. Со временем выяснилось, что пестициды не только благо, но и зло, так как создают сложные экологические проблемы. Пестициды - очень частые загрязнители почв.

Самую обширную группу пестицидов как по масштабу применения (около 50%), так и по ассортименту выпускаемых препаратов, составляют гербициды, т.е. средства борьбы с растительностью.

По характеру действия гербициды делятся на две группы:

- сплошного действия, т.е. действия на все виды растений (например, для очистки территорий под строительство);

- селективного действия. Данные гербициды используются для борьбы с сорняками.

В почву гербициды вносятся в различных формах: в виде растворов, суспензий, аэрозолей, гранул и капсул. В идеальном случае гербицид, оказав требуемое воздействие на сорняки, должен был бы разрушиться. Образовав безвредные продукты разложения. Однако многие гербициды представляют собой

достаточно устойчивые соединения, сохраняясь длительное время в агроэкосистеме, попадая в растения и другие компоненты окружающей среды.

Как известно [1, 2], гербициды в почвах разлагаются под влиянием следующих факторов:

- различных почвенных микроорганизмов, для которых гербициды нередко являются источником углерода. Но во многих случаях такое разложение начинается не сразу, а через некоторое время, необходимое для приспособления микроорганизмов к разрушению данного соединения;

- состава почвы: её влажности, химического состава, кислотности;

- воздействия солнечного света, т.е. в результате фотореакций, что очень важно, так как гербициды вносятся на поверхность почвы;

- окисления кислородом воздуха.

В настоящее время некоторые фермеры и дачники пользуются гербицидами в целях борьбы с сорняками, не задумываясь об экологических последствиях.

Целью данной работы является исследование ускорения разложения гербицидов в почве. Исходя из количества солнечных дней в Сибири. Трудно рассчитывать на эффективность фотохимических реакций в почве. Упор в данном исследовании был сделан на дополнительное искусственное окисление. Из трёх широко используемых окислителей: дихромата калия, перманганата калия и пероксида водорода был сделан выбор в пользу последнего как наиболее дешёвого и экологически безвредного соединения.

В качестве исследуемого гербицида выбран препарат на основе глифосата, продающийся в магазинах и рекомендуемый специалистами к применению.

Препарат (таблетки) разведён водой в соответствии с указаниями на упаковке и внесён в образец почвы. Обработанная гербицидом почва была разделена на три равные части. Одна часть почвы была обработана трёхпроцентным раствором пероксида водорода (Н202) и помещена в тёмное место. Вторая, не обработанная окислителем, помещена на свету. Третья часть почвы обработана окислителем и помещена на свету.

Через три недели из всех трёх образцов почвы выделили почвенный раствор, в который переходят в основном все вещества, содержащиеся в почве.

С помощью перманганатного титрования в кислой среде [2, 3] были определены неразложившиеся остатки гербицидов.

Расчёт оставшейся в почве органики по результатам титрования показал следующее. Полнее всего гербицид разложился под совместным воздействием света и окислителя (осталось около 23% от внесённого гербицида). В образце почвы, подвергнутом только освещению, осталось 29% гербицида. Слабее всего разложился гербицид под влиянием окислителя - осталось неразложившим-ся 32% от исходного количества гербициды.

На основании проделанной работы пришли к выводу, что фотохимические реакции активнее разлагают гербициды, чем выбранный окислитель - пероксид водорода. Следует отметить, что пероксид водорода является наиболее слабым по сравнению с двумя другими широко используемыми окислителями: КМп04 и К2Сг207. Это видно из их окислительно-восстановительных потенциалов:

-у Н202 он равен + 1,776 В;

-у КМп04 равен + 1,51 В;

- у К2Сг207 составляет + 1,33 В.

Разумеется, рекомендовать садоводам или фермерам дихромат калия нельзя, так как он дорогой и экологически небезвредный. Перманганат калия вполне может быть рекомендован, так как кроме разлагающего действия на гербициды он вносит в почву микроэлементы - калий и марганец.

Таким образом, следующим этапом этой работы может быть рекомендовано исследование гербицидов (различных типов) под влиянием перманганата калия.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. В.А, Исидоров Экологическая химия: учебное пособие для вузов. - СПб.: Химиздат,

2001.

2. Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2002.

3. Е.В. Аринушкина. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во Московского государственного университета, 1970.

© С.А. Степанова, 2013