Адсорбция и токсичность гербицида ацетохлора в почвах различных типов (1098303), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Взаимосвязь физико-химических свойств и адсорбционнойспособности почв по отношению к ацетохлоруДля выявления взаимосвязи физико-химических свойств почв и ихадсорбционной способности по отношению к ацетохлору был проведен60корреляционный анализ между полученными коэффициентами распределенияацетохлора Kd и KOC и почвенными свойствами. Полученные результатыобобщены в табл. 3.4.Таблица 3.4Корреляционные взаимосвязи между адсорбционной способностьюисследованных почв по отношению к ацетохлору и почвенными свойствами*Сорг,СГК/СФКрНводнСа2+Mg2+в воднойвытяжке,мг-экв/100 г%Уд.
пов-ть, Размер фракций,мм2м /г<0.001 <0.01Kd0.940.12-0.060.12-0.030.68-0.010.20KOC-0.22-0.350.240.44-0.08-0.34-0.28-0.35*Жирным шрифтом выделены значимыеСпирмена (при α = 0.05, n = 11, r ≥ 0.61).коэффициентыкорреляцииПри сопоставлении Kd ацетохлора и физико-химических показателейпочв (табл. 3.4) были найдены значимые корреляции (рис 3.5) с содержаниеморганического углерода (r = 0.94) и величиной удельной поверхности(r = 0.68).20Kd2016Kd16r = 0.94r = 0.681212884400024Сорг,%6801050100150200250Удельная поверхность, м2/гРис 3.5. Взаимосвязь Kd с содержанием органического углерода иудельной поверхностью почв.Принимая во внимание, что величина удельной поверхности вгумусоаккумулятивных горизонтах почв в значительной мере определяетсясодержанием органического вещества (Витязев, 1971; Шевченко, 1983), тонайденная закономерность может указывать на доминирующую роль61300органического вещества почв в формировании адсорбционной способности поотношениюкацетохлору.Высокоезначениеоктанольно-водногокоэффициента ацетохлора (lgKow = 3.03) также указывает на большее сродствогербицида к гидрофобным адсорбционным центрам почвы, представленнымпочвенным органическим веществом (Senesi et.
al. 2001). Дополнительнымподтверждением доминирующей роли органического вещества являетсяменьшая вариабельность значенийKOC по сравнению с Kd, а также совпадениетенденций изменения Kd и содержания органического углерода в почвах..Таким образом, на основании сопоставления физико-химическихсвойств почв и их адсорбционной способности по отношению к ацетохлорупоказана ведущая роль почвенного органического вещества и удельнойповерхности почв в адсорбции ацетохлора.***Длявыяснениявкладанаиболееактивнойвадсорбционномотношении компоненты почв - илистой фракции, из четырех почв различноготипа и сельскохозяйственного использования были выделены препаратыилистой фракции, с которыми проводили адсорбционные экспериментыаналогичныепочвенным.Крометого,напримеремодельныхминералорганических комплексов каолинит-ГК изучали адсорбционныевзаимодействия ацетохлора с ГК, иммобилизованными на глинистыхминералах.3.2.
Исследование адсорбционной способности илистойфракции почв по отношению к ацетохлоруИлистая фракция почв, характеризующаяся микронным размеромчастиц, традиционно рассматривается как один из наиболее активных вадсорбционном отношении почвенных компонентов (Sposito, 1984).
В связи сэтим представляло интерес оценить ее вклад в адсорбционную способностьпочв в отношении ацетохлора. Для получения информации о том, какизменяется роль илистой фракции в зависимости от типовой принадлежностипочв, необходимо было провести адсорбционные эксперименты на илистыхфракциях, выделенных из почв разных типов.623.2.1. Выделение и характеристика илистой фракции из почвразличной типовой принадлежностиИлистые фракции (ИФ) выделяли из четырех почв – дерновоподзолистой целинной, дерново-подзолистой культурной, серой леснойпахотной и чернозема типичного. Для выделения использовали наиболеемягкий способ – метод растирания почвенных паст (Айдинян, 1960),вызывающий наименьшие изменения свойств ИФ.В выделенных препаратах ИФ определяли содержание органическогоуглерода, удельную поверхность и минералогический состав.
Полученныерезультаты приведены в табл. 3.5 и 3.6.Таблица 3.6Свойства препаратов ИФИсточник ИФОбозначениеСорг, %Удельная пов-ть, м2/гПД ЦилПДЦ5.94346.9ПД КилПДК5.25417.1СЛПилСЛП3.23332.4ЧТилЧТ5.64417.0МаксимальноесодержаниеСоргнаблюдалосьвИФдерново-подзолистой целинной почвы, минимальное – серой лесной пахотной почвы.Содержание углерода в выделенных ИФ соответствовало приводимым влитературе диапазонам значений (2.6-5.4 %) этого показателя (Когут и др.1998, Gregorich et al., 1989).Наибольшей удельной поверхностью характеризовались ИФ дерновоподзолистой культурной почвы и чернозема типичного, наименьшей – ИФсерой лесной почвы.
Найденные значения удельной поверхности ИФ былиблизки к диапазонам (186.2-419.0 м2/г) приводимым в литературе дляудельной поверхности ИФ гумусоаккумулятивных горизонтов (Шевченко,1983; Niskanen and Mantylahti, 1987).Данные по минералогическому составу выделенных препаратов ИФприведены в табл. 3.7.63Таблица 3.7Минералогический состав выделенных препаратов ИФСодержание минералов,Препарат ИФилПДЦилПДКилСЛПилЧТИллиты38395158Каолинит+хлорит42402320Лабильные минералы20212622% от суммыВ ИФ дерново-подзолистых почв преобладали минералы группкаолинита и хлорита (каолинит+хлорит), в то время как в ИФ серой леснойпочвы и чернозема доминировали минералы группы иллита. ИФ обеихдерново-подзолистых почв были весьма близки по минералогическомусоставу, что можно объяснить однородностью почвообразующих пород(образцы обеих почв отбирали в Московской области на территории УОПЭЦ“Чашниково”).Наибольшее содержание минералов группы иллита наблюдалось в ИФчернозема типичного, наименьшее – в ИФ дерново-подзолистой целиннойпочвы.
В этой же ИФ отмечалось наибольшее содержание минералов группкаолинита и хлорита, в ИФ чернозема типичного содержание этих минераловбыло наименьшим. Наибольшее количество лабильных минералов былоотмечено в ИФ серой лесной почвы, наименьшее – в ИФ дерново-подзолистойцелинной. Следует отметить, что в целом минералогический составполученных препаратов ИФ соответствовал ИФ почв, из которых они быливыделены (Соколова, 1985).3.2.2.
Оценка адсорбционной способности почвенных илистыхфракций по отношению к ацетохлоруДля определения адсорбционной способности илистых фракций поотношению к ацетохлору использовали подход, аналогичный изложенномувыше для почв. Изотермы адсорбции ацетохлора на ИФ получали пометодике, аналогичной описанной для почв. Полученные результатыпредставлены на рис. 3.6.64ИФ дерново-подзолистойцелинной почвыИФ дерново-подзолистойкультурной почвы0,90.8Кол-во адс.
ацетохлора, ммоль/кгКол-во адс. ацетохлора, ммоль/кг0.90.70.60.50.40.30.20.1000,80,70,60,50,40,30,20,1000.050.10.150.20.25Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/лИФ серой лесной пахотной почвы0,25ИФ чернозема типичного3.01.6Кол-во адс. ацетохлора, ммоль/кгКол-во адс. ацетохлора, ммоль/кг0,050,10,150,2Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/л2.52.01.51.00.5000.050.10.150.20.250.31.41.21.00.80.60.40.2000.010.020.030.040.05Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/лРавновесная конц.
ацетохлора, ммоль/лРис. 3.6. Изотермы адсорбции ацетохлора на илистых фракциях почвразличных типов.Как и в случае почв, изотермы адсорбции ацетохлора на ИФхарактеризовались наличием начального пологого участка (в диапазонеравновесныхконцентрацийацетохлора0.003-0.03 ммоль/л),которыйсменялся экспоненциальным подъемом в области высоких концентраций.Вид полученных изотерм свидетельствует о том, что при равновеснойконцентрацииацетохлорабольше0.03 ммоль/лпроисходитполноенасыщение адсорбционных центров почвы и, как следствие, начинаетсямногослойная адсорбция.
Именно для такого типа адсорбции характеренэкспоненциальный рост количества адсорбированного вещества (Парфит иРочестеред, 1986). Однако в отличие от почв, изотермы адсорбции ацетохлора650.06на илПДЦ и илПДК после начала экспоненциального роста стремились кнасыщению, но на плато не выходили. Подобный вид изотерм адсорбцииможет быть связан с изменением ориентации молекул адсорбата или собразованием второго слоя (Парфит и Рочестеред, 1986).Как и в случае почв, начальный участок всех изотерм(рис. 3.7) имел Sобразную форму. Это говорит о том, что сила взаимодействия междуадсорбированными молекулами гербицида больше, чем сила взаимодействиямежду растворенным гербицидом и ИФ (Парфит и Рочестеред, 1986).Кол-во адс.
ацетохлора, ммоль/л0.20илЧТилПДЦилПДКилСЛ0.150.100.05000.010.020.030.04Равновесная конц. ацетохлора, ммоль/лРис 3.7. Начальные участки изотерм адсорбции ацетохлора на ИФпочв.Результаты адсорбционных экспериментов с ИФ были использованыдля расчета Kd и KOC (табл.3.8).Таблица 3.8Коэффициенты распределения (Kd и KОС) ацетохлора для ИФ почвИлистая фракцияKd, л/кг ИФKOC, л/кг ОСилПДЦ4.8 ± 0.3*80± 6илПДК5.3 ± 0.4100 ± 7илСЛП11.5 ± 0.8355 ± 25илЧТ5.5 ± 0.497 ± 7*Доверительный интервал рассчитывали для Р = 95%, n = 366Наименьшие значения Kd и KОС наблюдали при адсорбции ацетохлорана илПДЦ, наибольшие – на илСЛП.
При сопоставлении рассчитанныхкоэффициентов распределения была обнаружена тенденция увеличениязначений Kd и KOC с увеличением количества лабильных минералов:соответствующий коэффициент корреляции составил 0,97 для обоихкоэффициентов. Полученный результат можно трактовать как демонстрациюпревалирующей роли минеральной части в адсорбции ацетохлора илистымифракциями, хотя недостаточный объем выборки не позволяет считатьнайденную закономерность статистически достоверной.Таким образом, если для почв адсорбционная способность поотношению к ацетохлору зависела от содержания органического углерода, тов случае ИФ наблюдалась взаимосвязь с содержанием лабильных минералов.Полученное противоречие может быть связано с разным объемом выборокисследованных почв и выделенных препаратов ИФ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
