Адсорбция и токсичность гербицида ацетохлора в почвах различных типов (1098303), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Это позволило устранить мешающий52эффект РОВ и получать адекватные результаты определения равновеснойконцентрации ацетохлора при построении изотерм адсорбции.Поразностимеждуисходнойиравновеснойконцентрациямирассчитывали количество ацетохлора, адсорбированного почвенной навеской,и строили изотермы адсорбции.
Полученные зависимости для почв различныхтипов представлены на рис. 3.2.Как видно из рис. 3.2, изотермы адсорбции ацетохлора на почвах всехисследованных типов характеризовались наличием начального пологогоучастка(вдиапазонеравновесныхконцентрацийацетохлора0.03-0.08 ммоль/л), который сменялся областью резкого подъема.
Вид полученныхизотерм свидетельствует о том, что при равновесной концентрацииацетохлора в растворе больше 0.08 ммоль/л происходит полное насыщениеадсорбционных центров почвы и, как следствие, начинается многослойнаяадсорбция.
Именно для такого типа адсорбции характерен экспоненциальныйрост количества адсорбированного вещества (Парфит и Рочестеред, 1986).Данное предположение подтверждается и смещением перегиба изотермыадсорбции в диапазон более низких концентраций, наблюдающимся для почвс меньшей удельной поверхностью. Так, для серых лесных почв с удельнойповерхностью 88-99 м2/г подъем начинался при концентрациях ацетохлора0.03-0.04 ммоль/л, в то время как для черноземов (удельная поверхность 154259 м2/г) – при 0.06-0.08 ммоль/л.53Дерново-подзолистые почвыСерые лесные почвы4ПДк3ПДцКол-во адс.
ацетохлора, ммоль/кгКол-во адс. ацетохлора, ммоль/кг4ПДок21000.10.2Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/л3СЛТСЛЦ21000.3ЧерноземыКол-во адс. ацетохлора, ммоль/кгКол-во адс. ацетохлора, ммоль/кгЧТЧТм21ЧОБ000.10.10.2Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/л0.3Аллювиальная луговая илугово-черноземная почвы43СЛП0.20.3Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/л43АлЧл21000.10.20.3Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/лРис. 3.2. Изотермы адсорбции ацетохлора на исследованных почвахразлчной типовой принадлежности.54Для определения типа адсорбции ацетохлора почвами был изученболее детально начальный участок изотермы (рис.
3.3).Кол-во адс. ацетохлора, ммоль/кг0.20.150.10.05000.0050.010.015Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/л0.02Рис. 3.3. Начальный участок изотермы адсорбции ацетохлора (напримере чернозема обыкновенного).Анализ вида начальных участков изотерм адсорбции ацетохлорапозволил отнести их к S-типу по классификации Джайлса (Парфит иРочестеред, 1986). Данный тип изотерм свидетельствует о том, что силавзаимодействия между адсорбированными молекулами гербицида больше,чем между растворенным гербицидом и почвой, и молекулы адсорбатарасполагаются на поверхности адсорбента в виде цепей или кластеров.
Дляописанияадсорбцииацетохлорапочвамииспользоваликоэффициентраспределения гербицида между объемной и поверхностной фазами:Kd =Cads[ C](3.1)где Kd – коэффициент распределения, Сads – количество ацетохлора,адсорбированного почвой (моль/кг), [C] – равновесная концентрацияацетохлора, моль/л.55Для нахождения численных значений Kd проводили линеаризациюизотерм путем логарифмирования выражения 3.1 согласно (Когановский идр., 1990):lg Cads = lg [C] + lg Kd(3.2)Линеаризованная изотерма в координатах lg [C] и lg Cads отсекает по осиординатотрезок,равныйповеличинеlg Kd(рис. 3.4).Количествоадсорбированного гербицида выражали в моль/кг, а его равновеснуюконцентрацию - в моль/л, что обусловило размерность определяемого Kd л/кг.lg Cads1lg[C]lgKd0-8-6-4-2-10-2-3-4-5-6Рис. 3.4.
Линеаризованная изотерма адсорбции ацетохлора почвой (напримере чернозема обыкновенного).Описанную процедуру применяли для линеаризации всех полученныхизотерм адсорбции. Найденные значения Kd приведены в табл. 3.3.56Таблица 3.3Коэффициенты распределения (Kd и KOC) ацетохлора для почв различнойтиповой принадлежностиПочваKd, л/кгKОС, л/кг ОСДерново-подзолистая целинная10.2± 0.5249± 12Дерново-подзолистая окультуренная5.4± 0.3441± 22Дерново-подзолистая культурная10.3± 0.5210± 11Серая лесная целинная3.5± 0.2217± 11Серая лесная пахотная2.1± 0.1156± 8Темно-серая лесная9.1± 0.5200± 10Чернозем типичный мощный18.6± 0.9224± 11Чернозем типичный8.6± 0.4185± 9Чернозем обыкновенный4.7± 0.5133± 7Лугово-черноземная6.6± 0.3192± 10Аллювиальная луговая насыщенная4.8± 0.2181± 9Доверительный интервал рассчитан для Р = 95 %, n = 3.Диапазон значений Kd для исследуемых почв составил 2.1-18.6 л/кг. Длясопоставления полученных данных с литературными были рассчитанызначения Kd на основе опубликованных изотерм адсорбции ацетохлорапочвами (Wang et al., 1999; Liu et al., 2000).
Найденные величины составилиот 0.1 до 10.6 л/кг, что хорошо согласуется с данными, приведенными в табл.3.3.Минимальное значение Kd наблюдали для серой лесной пахотной почвы(2.1 л/кг), максимальное – для чернозема типичного мощного (8.6 л/кг). Позначениям Kd изученные почвы располагались в следующий ряд:СЛП < СЛЦ < ЧОБ ≤ Ал < ПДОК < Чл < ЧТ < СЛТ < ПДЦ ≤ ПДК < ЧТм.Полученные результаты не позволяют выявить устойчивой взаимосвязимежду типом почвы и ее адсорбционной способностью по отношению кацетохлору. Однако внутри почвенных типов просматривается четкая57зависимость Kd от содержания органического углерода. Так, для дерновоподзолистых почв и по Kd, и по содержанию органического углерода полученряд: ПДок < ПДЦ ≤ ПДК.
Аналогичные ряды образовывали серые лесные почвы ичерноземы: СЛп < СЛц < СЛТ; ЧОБ < ЧТ < ЧТм. Из приведенных данных можносделать вывод о том, что в почвах, сходных по минералогическому составу икачествугумуса, основным фактором, определяющим адсорбционнуюспособность по отношению к ацетохлору, является содержание органическоговещества.Помимо параметра Kd, описывающего распределение ацетохлора междурастворомипочвой,рассчитывалипараметрKОС–коэффициентраспределения, нормированный на содержание органического углерода впочве.
Расчет проводили согласно следующему выражению:K OC =KdOC(3.3)где ОС – содержание органического углерода в почве, кг OC/кг почвы.Размерность KОС – л/кг ОС.KOC широко применяется для оценки опасности пестицидов дляокружающей среды (Спиридонов и др., 2000). Будучи нормированным насодержание Сорг, этот показатель характеризует сродство почвенногоорганического вещества к адсорбции гербицида. Значения KOC ацетохлора,рассчитанные для почв различной типовой принадлежности, приведены втабл. 3.3.По значениям KОС исследованные почвы образовывали следующий ряд:ЧОБ < СЛП < Ал ≤ ЧТ≤ Чл < СЛТ ≤ ПДК ≤ СЛЦ < ЧТМ < ПДЦ << ПДОК.Диапазон полученных значений KOC составил 133 - 441 л/кг ОС.Указанные величины близки к значениям KOC, приводимым в литературе 118-311 л/кг ОС (Спиридонов, 2000; Liu et al., 2000). Следует отметитьаномально высокое значение KOC для дерново-подзолистой окультуреннойпочвы (441 л/кг ОС), которое превышает KОС всех остальных почв в два раза(133-249 л/кг ОС).
Это можно объяснить низким содержанием СОРГ в данной58почве (1.22 % – наименьшее значение во всем рассматриваемом ряду почв).МалоесодержаниеСОРГ,по-видимому,непозволяетпочвенномуорганическому веществу полностью блокировать адсорбционные центрыминеральной части, что приводит к возрастанию ее роли в адсорбцииацетохлора данной почвой. Если принять во внимание, что в формированииадсорбционнойспособностиэтойпочвысущественнуюрольиграетминеральная часть, то нормирование коэффициента распределения насодержание СОРГ приводит к завышению величины KOC.
Поэтому присравнении коэффициентов Kd и KOC данные для дерново-подзолистойокультуренной почвы из рассматриваемых выборок исключались.Для сравнения Kd и KOC и оценки вариации их значений рассчитываликоэффициенты вариации (v) обеих выборок. Значения коэффициентоввариации составили 60.3 и 17.3 % для Kd и KOC, соответственно. Большаявариация значений Kd по сравнению с KOC согласуется с предположением(Тинсли, 1982), что адсорбция гербицида в почве обусловлена связыванием сорганическим веществом. В этом случае значения KOC для разных почв будутблизки между собой и менее изменчивы по сравнению с Kd.Полученныеданныеиспользовалидляпроведенияэколого-агрохимической оценки опасности ацетохлора в разных почвах. Для этогоприменяликомбинированнуюшкалуоценкиопасностипестицидов(Спиридонов и др., 2000), согласно которой найденные значения KОСацетохлора укладывались в классификационный диапазон 75-499, чтохарактеризует его как среднеподвижный гербицид среднего класса опасности.В то же время по значению логарифма октанольно-водного коэффициентаацетохлорможноотнестикмалоподвижнымгербицидам,поегорастворимости – к среднеподвижным (Спиридонов и др.
2000). По даннымавторов,изучавшихмиграциюацетохлорапопочвенномупрофилю(Филипчук и др., 1993; Balinova, 1997; Миланова, 1998; Сметник, 2000),ацетохлор является маломигрирующим гербицидом. Поэтому для болееобъективной оценки опасности гербицида для окружающей среды резонноиспользовать балльную систему, разработанную Спиридоновым с сотр.(Спиридонов и др., 2000).59Согласно данной системе каждому агрохимическому и санитарногигиеническому показателю в зависимости от его величины присваиваетсяколичество баллов, соответствующее классу опасности гербицида (см.табл. 1.2). Классификация гербицида проводится на основе суммы набранныхбаллов.
Для оценки опасности гербицида по эколого-агрохимическимкритериям используются три параметра: октанольно-водный коэффициент,растворимость и KOC. Первые два показателя являются табулированнымиконстантами, характеризующими физико-химические свойства гербицида, вто время как KOC существенно зависит от почвенных свойств и можетизменяться в широких пределах.Соответствующий классификационный анализ, выполненный наоснове данных, приведенных в работе (Спиридонов и др., 2000) для набораразличных гербицидов, включая ацетохлор, позволил расположить их вследующий ряд по эколого-агрохимическим критериям:дикамба (14 баллов) > хлорсульфурон (13) > триасульфурон (12) >имазетапир (11) > пиразосульфурон-этил (10) ≈ пиклорам (10) >амидосульфурон (9) > метолахлор (8) > атразин (7) ≈ ацетохлор (7).Ацетохлорзанимаетпоследнееместоврядурассмотренныхгербицидов (7 баллов), что характеризует его как наименее опасный гербицид.Проведениесоответствующейэколого-агрохимическойоценкиацетохлора с использованием полученных в нашей работе значений KOCдляпочв различной типовой принадлежности привело к аналогичному результату.Это связано с тем, что диапазон значений KOC ацетохлора для всехисследованныхпочв(133-441л/кг ОС)попадалводини тот жеклассификационный диапазон: 75-499 л/кг ОС – 2 класс опасности.Следовательно, можно сделать вывод о незначительном влиянии типа почв наопасность ацетохлора.3.1.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
