Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину, страница 11

Условия отжига:t=900°C, время сжигания 5 мин, навеска 20 - 40 мг. Повторность трехкратная.Данные, полученные при проведении сорбционных и десорбционныхэкспериментов,использовалидляпостроениясоответствующихизотермадсорбции и десорбции гумусовых кислот на каолините.2.5.ИССЛЕДОВАНИЕСВЯЗЫВАНИЯАТРАЗИНАГУМУСОВЫМИКИСЛОТАМИ2.5.1. Методика определения связывающей способности растворенныхгумусовых кислот по отношению к атразину с использованиемультрафильтрацииВ работе использовали атразин квалификации "осч" (99,97%) (Dr.Ehrensdorf Ltd, США).

Рабочий раствор атразина с концентрацией 10 мг/лготовили в дистиллированной воде. Полученный раствор хранили в темноте при4°C.Техника проведения экспериментов по взаимодействию атразина сраствореннымигумусовымикислотамибыласледующей.Ксвежеприготовленному раствору гумусовых кислот приливали раствор атразина.Концентрация атразина составляла 2 мг/л; концентрации гумусовых кислот 0,5;0,8; 1,0; 1,3 и 1,5 г/л. рН растворов 5,5. Полученный раствор оставляли на 24 часапри постоянном перемешивании магнитной мешалкой, после чего подвергалиего ультрафильтрации. В ультрафильтрате определяли содержание атразинаметодом ВЭЖХ.

По разнице в концентрации начального раствора иобнаруженной в фильтрате рассчитывали количество связанного атразина.Для проведения ультрафильтрации были использованы мембранныефильтры YM-1 фирмы Amicon (США) с пределом проницаемости < 1000 Да.61Перед использованием фильтры замачивали в дистиллированной воде не менее,чем на 3 часа. В ячейку для ультрафильтрации переносили приблизительно 10 млраствораатразинасгумусовымикислотами.Первые5 млфильтратаотбрасывали, а последующие 2 мл собирали для анализа на содержание атразинаметодом ВЭЖХ. Ультрафильтрацию проводили при давлении 4,6 атм.МетодикаВЭЖХ-определенияОпределениеатразина.атразинаосуществляли методом ВЭЖХ с использованием хроматографа System Gold™Model 126 (Beckman, США), снабженного ультрафиолетовым детектором наоснове диодной матрицы.

Хроматографическая колонка Ultrasphere ODS(Beckman, США) имела размеры 4,6 мм×15 см. В качестве элюента использовалисмесь вода:ацетонитрил 50:50 (по объему), содержащую 3,18×10-3 M HCl(pH 2,50);скоростьэлюирования-1 мл/мин,режимэлюирования-изократический. Регистрацию оптической плотности на выходе из колонкипроводили при 220 нм.2.5.2. Техника экспериментов по определению связывающей способностиадсорбционных комплексов гумусовых кислот по отношению к атразинуК навеске минералорганического комплекса (500 мг) прибавляли 10 млраствора атразина в 0,1 М NaCl с концентрациями 0,5; 1,0; 3,0 и 5,0 мг/л.Полученнуюсуспензиювстряхиваливтечение24часовизатемцентрифугировали в течение 10 мин при 3 тыс.

об/мин. Концентрацию атразинав супернатанте определяли методом ВЭЖХ по описанной выше методике.Количество адсорбированного атразина рассчитывали по разнице начальной иконечной концентраций атразина в растворе. Повторность трехкратная. Пополученным данным были построены изотермы адсорбции атразина наминералорганическом комплексе каолинит-гумусовые кислоты.Для построения изотерм десорбции атразина к полученному комплексуатразин-гумусовые кислоты-каолинит (использовали вариант с максимальнойначальной концентрацией атразина 5,0 мг/л) приливали 10 мл 0,1 М раствораNaCl. Затем суспензию встряхивали и центрифугировали как уже было описаноранее. В супернатанте определяли содержание атразина. Процедуру повторялитрижды. Эксперимент проводили в трехкратной повторности.622.6. ПОСТАНОВКА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ2.6.1.

Постановка лабораторно-вегетационных экспериментовДля исследования детоксицирующей способности гумусовых кислот поотношению к атразину в почвенных условиях проводили серию вегетационныхэкспериментовнатрехдерново-подзолистыхпочвахразличногосельскохозяйственного использования.Установлениедиапазоновтоксичностиатразинанадерново-подзолистых почвах.

Опыт проводили в вегетационных сосудах. В сосудпомещали 150 г почвы, в которую при тщательном перемешивании вносиливодный раствор гербицида для создания в почве концентраций 0,25; 0,50; 1,00 и2,00 мг/кг. В сосуды помещали пророщенные семена мягкой пшеницы Triticumaestivum L. (сорт “Московская-35”) в количестве 10 семян на сосуд.Продолжительность выращивания растений составляла 30 дней, освещение дневное. В качестве тест-отклика использовали среднюю надземную сыруюбиомассу 1 растения. Схема опыта была следующая:Вариант 1ПДЛЕС контроль (без гербицида)Вариант 2ПДЛЕС + атразин (0,25 мг/кг)Вариант 3ПДЛЕС + атразин (0,50 мг/кг)Вариант 4ПДЛЕС + атразин (1,00 мг/кг)Вариант 5ПДЛЕС + атразин (2,00 мг/кг)Вариант 6ПДПАХ контроль (без гербицида)Вариант 7ПДПАХ + атразин (0,25 мг/кг)Вариант 8ПДПАХ + атразин (0,50 мг/кг)Вариант 9ПДПАХ + атразин (1,00 мг/кг)Вариант 10 ПДПАХ + атразин (2,00 мг/кг)Вариант 11 ПДОГ контроль (без гербицида)Вариант 12 ПДОГ + атразин (0,25 мг/кг)Вариант 13 ПДОГ + атразин (0,50 мг/кг)Вариант 14 ПДОГ + атразин (1,00 мг/кг)63Вариант 15 ПДОГ + атразин (2,00 мг/кг)Повторность опыта трехкратная.По результатам опыта была выбрана рабочая концентрация атразина,которая составила 1 мг/кг почвы.Исследование детоксицирующей способности гумусовых кислот впочвенной среде.

Для исследования детоксицирующей способности гумусовыхкислот в почвенной среде был выбран коммерческий препарат активированнойгуминовой кислоты (АГК) АО"Спецбиотех" (Москва), полученной из бурогоугля. Характеристики препарата АГК приведены в табл. 3.2Опыты проводили в вегетационных сосудах, в которые помещали по 150 гпочвы, куда при тщательном перемешивании последовательно вносили водныйраствор гербицида и препарата АГК.

Концентрация атразина составила 1 мг/кг,препарата АГК 35, 70 и 105 мг/кг почвы. Дальнейшая техника проведенияэкспериментабылааналогичнаопытампоустановлениютоксичности атразина. Схема опыта была следующей:Вариант 1ПДЛЕС контроль (без гербицида и АГК)Вариант 2ПДЛЕС + атразинВариант 3ПДЛЕС + АГК (35 мг/кг)Вариант 4ПДЛЕС + атразин + АГК (35 мг/кг)Вариант 5ПДЛЕС + АГК (70 мг/кг)Вариант 6ПДЛЕС + атразин + АГК (70 мг/кг)Вариант 7ПДЛЕС + АГК (105 мг/кг)Вариант 8ПДЛЕС + атразин + АГК (105 мг/кг)Вариант 9ПДПАХ контроль (без гербицида и АГК)Вариант 10 ПДПАХ + атразинВариант 11 ПДПАХ + АГК (35 мг/кг)Вариант 12 ПДПАХ + атразин + АГК (35 мг/кг)Вариант 13 ПДПАХ + АГК (70 мг/кг)Вариант 14 ПДПАХ + атразин + АГК (70 мг/кг)Вариант 15 ПДПАХ + АГК (105 мг/кг)Вариант 16 ПДПАХ + атразин + АГК (105 мг/кг)диапазонов64Вариант 17 ПДОГ контроль (без гербицида и АГК)Вариант 18 ПДОГ + атразинВариант 19 ПДОГ + АГК (35 мг/кг)Вариант 20 ПДОГ + атразин + АГК (35 мг/кг)Вариант 21 ПДОГ + АГК (70 мг/кг)Вариант 22 ПДОГ + атразин + АГК (70 мг/кг)Вариант 23 ПДОГ + АГК (105 мг/кг)Вариант 24 ПДОГ + атразин + АГК (105 мг/кг)Повторность опыта трехкратная.2.6.2.

Проведение токсикологических экспериментов в водных средахВ связи с тем, что атразин является специфическим ингибиторомфотосинтеза, в ряде экспериментов регистрацию его токсичности проводили сиспользованиембиофизическихметодов,основанныхнаизмерениифлуоресценции хлорофилла. Так как флуоресценция хлорофилла характеризуетэффективность протекания фотосинтеза в растительных организмах, а именнопроцессы переноса электрона в электронтранспортной цепи фотосинтеза, топрежде всего необходимо остановиться их описании.Процессы переноса электронов в первичных реакциях фотосинтеза.Фотосинтез - образование зелеными растениями органических веществ сиспользованием солнечного света - происходит при участии хлорофиллов.

Воснове фотосинтеза лежит окислительно-восстановительные реакции, в которыхэлектроны переносятся от донора (Н2О) к акцептору (СО2) с образованиемвосстановленных соединений (углеводов) и кислорода (Гольдфельд, 1998).Процесс фотосинтеза пространственно и во времени разделяется на двеобособленные стадии: световую стадию окисления воды и темновую стадиювосстановления СО2. Обе эти стадии осуществляются в специализированныхорганеллах клетки - хлоропластах. Хлоропласт представляет собой замкнутуюструктуру, отделенную от остальной части клетки оболочкой.

Световая стадияреализуется в мембранных структурах хлоропластов - тилакоидах, тогда кактемновая стадия происходит в жидком содержимом хлоропалстов (строме).65АДФН+hvD2D1QBQAFdtbCyPQH 2FeSeeРЦ PQQH 2Р 700eMn MnMnН2ОФСIICFoeАТФНАДФ НАДФН6hvFeS CytfН+eН+PCН+eФСIРис. 2.5. Схема электронтранспортной цепи фотосинтеза (по Draber et al.,1991).Тилакоидпредставляетсобоймикроскопическийплоскийдиск,образованный мембраной, содержащей пигменты. В эти мембраны встроены всекомпоненты, необходимые для окисления воды, восстановления НАДФ доНАДФН и синтеза АТФ из АДФ. Световая стадия инициируется поглощениемкванта света пигментами, организованными в специальные светособирающиекомплексы. Среди пигментов преобладает хлорофилл а.

К вспомогательнымпигментам относятся хлорофилл b, каротиноиды и др. От светособирающегокомплекса возбуждение от молекулы, поглотившей квант, переносится нафотохимически активный центр (реакционный центр, РЦ). В РЦ происходитпервичная реакция между фотохимически активной молекулой хлорофилла а(первичный донор) и первичным акцептором электрона. Дальнейшие реакции втилакоидных мембранах происходят между молекулами в их основныхсостояниях и не требуют возбуждения светом.