Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину (1098318), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Достоинством данного показателя является то,что он отражает изменение уровня токсичности атразина в присутствиигумусовых кислот (ТHS+A) по сравнению с токсичностью атразина в их отсутствие(ТA) (Perminova et al., 1996), учитывая при этом возможное изменение тестотклика под влиянием собственного воздействия гумусовых кислот:D=ТA − Т HS + A= 1 − ТAТAТHS+A(3.8)ТA =R0 − RAR0(3.9)при этомТ HS + A =R HS − R HS+AR HS(3.10)114где R0 - тест-отклик в контроле; RA - тест-отклик в присутствии атразина; RHS тест-отклик в присутствии гумусовых кислот; RHS+A - тест-отклик в присутствиигумусовых кислот и атразина.
Подставлением в формулу (3.8) выражений (3.9) и(3.10) для коэффициента D можно получить следующую формулу: R − R HS+AD = 1 − AR HSR0 − RA R0 (3.11)При условии, что чувствительность тест-организмов к собственномудействию гумусовых кислот не изменяется в присутствии токсиканта,использованиекоэффициентаDпозволяетохарактеризоватьчистодетоксицирующий эффект гумусовых кислот, обусловленный связываниематразина в нетоксичные комплексы, на фоне их стимулирующего воздействия натест-объект. Поэтому зная зависимость коэффициента D от концентрациигумусовых кислот (кривая детоксикации), можно рассчитать эффективнуюконстанту связывания атразина KOCtox (Perminova et al., 1999a). Преимуществоданного параметра при оценке детоксикации по сравнению с коэффициентом Dсостоит в том, что если последний позволяет получить точечную оценкудетоксикации,тоKOCtoxявляетсяхарактеристикойдетоксицирующейспособности гумусовых кислот во всем диапазоне концентраций.
Кроме того,использованиеKOCtoxпозволяетпроводитьсравнениерезультатовтоксикологических экспериментов с химическими.Для вывода уравнения данной константы примем, что значение тестотклика в присутствии атразина линейно убывает прямо пропорционально егоконцентрации:R A = R 0 − R 0 × a × CA(3.11)где a - коэффициент пропорциональности, отражающий угол наклоназависимости RA от CA. Тогда токсичность в присутствии атразина запишется как:TA =R0 − R A R0 − R 0 + R 0 × k × CA== k × CAR0R0(3.12)Так как при внесении гумусовых кислот часть атразина может бытьсвязана в нетоксичные комплексы, то токсичность атразина в присутствиигумусовых кислот аналогично (3.12) можно записать как:THS+A = k × [A](3.13)115Подставляя (3.11) и (3.12) в уравнение (3.10), и выражая CA/[A] черезKOCtox и CHS аналогично (1.13), получаем:D=НапрактикеKOCtoxK OC tox × C HS1 + K OC tox × C HSможно(3.14)рассчитатьпутемаппроксимацииэкспериментальных зависимостей D от концентрации гумусовых кислотуравнением (3.14).
На основании известной величины KOCtox, в свою очередь,можно рассчитать количество атразина Stox, связанного гумусовыми кислотамипри их максимальной концентрации:toxS=C A − [A](3.15)CHSгде[A ] =CAK OC tox × C HS + 1(3.16)3.5.2. Исследование детоксицирующих свойств растворенных гумусовыхкислот по отношению к атразину с использованием растений мягкойпшеницы Triticum aestivumДляисследованиядетоксицирующейспособностирастворенныхгумусовых кислот по отношению к атразину с использованием растенийпшеницы Triticum aestivum сорта "Московская-35" были выбраны препаратыгумусовых кислот торфов (TTL, HTL) и ОВ водных экстрактов этих же торфов(TTW,HTW).Выборбылобусловлентем,чтоданныепрепаратыхарактеризовались максимальными различиями в свойствах (табл.
3.2; 3.4; 3.7).В качестве тест-функции использовали интенсивность фотосинтеза растенийпшеницы. Характеристикой интенсивности фотосинтеза служил показательY100/Y34, характеризующий фотосинтетический транспорт электронов. Схемаэкспериментов включала в себя варианты с возрастающими концентрациямипрепаратов при постоянной концентрации атразина, которую выбирали наосновании предварительно полученного диапазона токсичности атразина. Дляизучения стимулирующего действия препаратов в схему опытов были включеныварианты с такими же концентрациями препаратов, но без внесения атразина.116Контрольным вариантом служил вариант без внесения препаратов гумусовыхкислот и атразина.Собственное действие гумусовых кислот. Проведенные экспериментыпоказали,чтовнесениегумусовыхкислотвызывалоснижениефотосинтетической активности растений пшеницы во всем исследованномY100 /Y34 , % от контролядиапазоне концентраций (рис.
3.13).100TTLHTL908070605000.10.20.30.40.50.63Концентрация гумусовых кислот×10 кг ОС/лРис. 3.13. Влияние гумусовых кислот торфов на фотосинтетическуюактивность растений пшеницы.Как видно из рис. 3.13, максимальное угнетение растений отмечали привозрастании концентрации гумусовых кислот до 100 мг ОС/л, дальнейшееувеличение их концентрации сопровождалось увеличением фотосинтетическойактивности растений и при концентрации 200 мг ОС/л кривая зависимостипоказателя Y100/Y34 выходила на стационарный уровень, соответствующийприблизительно 70% от контроля.
Возможное объяснение наблюдаемомуэффекту заключается в образовании недоступных для растений комплексовгумусовых кислот с минеральными элементами питательной среды, главнымобразом, металлами. Используя константу взаимодействия гумусовых кислот сFe3+, равную 1,41×107 л/кг ОС (Линник и Набиванец, 1986), можно рассчитать,что при минимальной исследованной концентрации гумусовых кислот (30мг ОС/л) они могут полностью связать ионы железа в концентрации 87,7 мг/л, вто время как концентрация Fe3+ в питательной среде Прянишникова составляетвсего 5,2 мг/л (Прянишников, 1940).Общий вид концентрационной зависимости действия ОВ водныхэкстрактов торфов на фотосинтетическую активность растений пшеницыпредставлен на рис.
3.14.117Y100 /Y34 , % от контроля130TTW120HTW11010090807060500.00.10.20.30.40.50.63Концентрация гумусовых кислот×10 кг ОС/лРис. 3.14. Влияние ОВ водных экстрактов торфов на фотосинтетическуюактивность растений пшеницыКак видно из рис. 3.14, при концентрациях меньше 100 мг ОС/л внесениепрепаратов HTW и TTW стимулировало фотосинтез растений, более высокиеконцентрации ингибировали фотосинтез. При этом ингибирующее действиепрепаратов ОВ было сильнее выражено для ОВ водного экстракта низинноготорфа, обладающего более низкой ММ.
Полученные результаты хорошосогласуются с результатами предыдущих исследователей (Христева, 1951),отмечавших положительное влияние гумусовых кислот на растения принебольших (менее 100 мг/л) концентрациях и отрицательное - при высоких(более 100 мг/л).Отсутствиестимулирующегодействияисследованныхпрепаратовгумусовых кислот торфов на растения можно объяснить тем, что в выбранномнами диапазоне даже минимальная концентрация превышала пороговую, послекоторой внесение гумусовых кислот приводит к угнетению растений.Таким образом, проведенные эксперименты позволили установить, чтопрепараты гумусовых кислот и ОВ водных экстрактов торфов могут оказыватькак стимулирующее (в низких концентрациях), так и угнетающее (в высокихконцентрациях) действие на фотосинтез растенийИзучение детоксицирующих свойств гумусовых кислот.
Для оценкидетоксицирующих свойств гумусовых кислот в тест-систему, содержащуюпостоянную концентрацию токсиканта, вносили возрастающие концентрациигумусовыхкислотипроводилибиотестирование.Вкачестверабочейиспользовали концентрацию атразина, вызывающую 50% снижение показателя118Y100/Y34. Данная концентрация была выбрана по результатам опыта поустановлению диапазона токсичности атразина и составила 8,75×10-5 М(рис. 3.15). Концентрации гумусовых кислот в различных опытах составляли 0,03Y100 /Y34 , % от контроля÷ 1,28×10-3 кг ОС/л.1008050%604020000.511.524Концентрация атразина×10 , моль/л2.5Рис. 3.15.
Диапазон токсичности атразина. Тест-культура - Triticum aestivum.Проведенные эксперименты показали, что внесение препаратов гумусовыхкислот и ОВ водных экстрактов торфов способствовало снижению токсичностиатразина во всех исследованных концентрациях. Кривые детоксикации атразинапрепаратами гумусовых кислот и ОВ водных экстрактов торфов (зависимостикоэффициента D от концентрации ОВ) приведены на рис.
3.16.0.60.4DHTWTTWHTLTTL0.2000.30.60.91.2310,кгОС/лКонцентрация гумусовых кислот ×1.5Рис. 3.16. Кривые детоксикации атразина препаратами гумусовых кислот и ОВводных экстрактов торфов. Тест-культура - Triticum aestivum.Как видно из рис. 3.16, кривые детоксикации атразина гумусовымикислотами и ОВ водных экстрактов торфов имеют принципиально различнуюформу. Так, кривые детоксикации препаратами HTL и TTL выходят на плато при119-3концентрации приблизительно 0,3×10 кг ОС/л, в то время как зависимость D отконцентрации препаратов HTW и TTW имеет линейный характер. Следуетотметить, что все исследованные препараты незначительно снижали уровеньтоксичности атразина: значение коэффициента D не превышало 0,2 или 0,6 длягумусовых кислот или ОВ водных экстрактов торфов, соответственно.
Принимаяво внимание, что концентрация гумусовых кислот в препаратах ОВ водныхэкстрактов была меньше, чем в препаратах гумусовых кислот, можно высказатьпредположение, что выход кривых детоксикации атразина препаратами HTW иTTW наступит при бóльших концентрациях. С другой стороны, полученныерезультатымогуттакжесвидетельствоватьогораздоболеевысокойдетоксицирующей способности препаратов HTW и TTW.Значения KOCtox, рассчитанные на основании полученных кривыхдетоксикации согласно уравнению (3.14), приведены в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
