Диссертация (1154530), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Ломоносова; при написании учебных пособий имонографий.Методология и методы исследованийВ основу методологии эколого-биологического исследования положеныработы Голубкиной Н.А. (2002, 2006, 2010), Сидельниковой В.Д. (1999),Тутельяна В.А. (2002), Гмошинского И.В. (1999), Ермакова В.В. (2008),Решетника Л.А. (2001), Скального А.В. (2010), Эндэнээ (2015), Бурцевой Т.В.(2016), Пятницкой Т.В. (2011), Beck (2001), Behne (2006), Combs (2006), Dhillon(2005), Fordyce (2005), Johnson (2011), Salbe (1993), Wen (2007).При проведении работы были использовано три основные группы методовисследований: полевые – отбор проб воды, почв и растений, продуктов питания ибиоматериалов,иихпробоподготовка,закладкапробныхплощадей;лабораторные – химико-аналитические исследования проб вод, почв, растений,продуктов питания и биоматериалов; камеральные – обработка результатованализов с применением статистического пакета обработки данных SPSSStatistics 21.Основные положения, выносимые на защиту.1) Составленные картограммы по содержанию селена в водах и почвахАрхангельскойобластипозволиливыявитьтерриторииселендефицитных состояний у человека и животных.рискаразвития62) Установлено, что исследуемые пробы морской воды и воды рекхарактеризуются средним, а воды озер низким содержанием селена.
Все почвы натерритории Архангельской области по содержанию в них селена, относятся кпочвам с маргинальной недостаточностью данного элемента. По интенсивностинакопления селена почвенно-растительным покровом территорию Архангельскойобласти можно отнести к зоне слабого накопления.3)Установленыфакторыриска,непосредственновлияющиенаформирование селенового статуса у лиц, постоянно проживающих на территорииАрхангельской области: низкое содержание данного микроэлемента в питьевойводе и продуктах питания местного производства; недостаточное содержаниеселена в суточных рационах питания населения.4) Выявлены условия оптимизации селенового статуса населения, путемагрохимического обогащения селенатом натрия овощных сельскохозяйственныхкультур, выращиваемых на приусадебных участках Архангельской области.Личныйвклад.Авторомсучетомрекомендацийруководителясформулированы проблемы, поставлены цель и задачи работы, выбраны методы иобъектыисследования.
Непосредственнодиссертантом осуществленсборполевых материалов и обработка полученных экспериментальных данных,обобщены и интерпретированы полученные результаты, подготовлены научныепубликации.Степеньдостоверностииапробациярезультатов.Результатыисследований и обоснованность выводов основываются на большом количествеэкспериментальных и теоретических данных, полученных с применениемсовременных физико-химических методов с использованием стандартных иаттестованных методик.Достоверность исследований определяется репрезентативным объемомгрупп наблюдений, использованием современных методов объективной оценки иверификацииполученныхнаучныхрезультатов,асовременных методов статистической обработки данных.такжеприменением7Основные положения диссертации докладывались и обсуждались: наВсероссийскойконференциигеологическиеизменениявсмеждународнымокружающейучастиемсреде«ЭкологияСеверныхирегионов»(Архангельск, 2012); на Международном семинаре с полевым выездом«Трансграничные водосборы: Финляндия и Россия – водосбор Белого моря» сэкспедицией на Белое море и сессией для молодых ученых (Петрозаводск, 2013);на Всероссийской конференции с международным участием «Состояниеарктическихморейитерриторийвусловияхизмененияклимата»(Архангельск, 2014); на Межрегиональной общественной организации «Обществопочвоведов им.
В.В. Докучаева (Архангельск, 2014); на Международной научнопрактической конференции «Отечественная наука в эпоху изменений: постулатыпрошлого и теории нового времени» (Екатеринбург, 2015); на Международнойнаучно-практической конференции «Стратегические вопросы мировой науки –2016» (г. Белгород, 2016).По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в томчисле 3 − в изданиях, рекомендованных ВАК (РИНЦ – 9).Диссертация изложена на 134 страницах, содержит 22 таблицы, 20рисунков, комплект из 3 карт и состоит из введения, 5 глав, заключения и спискацитируемой литературы, включающего189 источников и 2 приложения.8ГЛАВА 1.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ СЕЛЕНА И ЕГО СОДЕРЖАНИЕ ВПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ И ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКАСелен — важный микроэлемент, являющийся частью многих ферментов иблагодаря этому играющий важную роль в работе многих органов и системорганизма.Селен важен для некоторых форм жизни:1) является антиоксидантом, защищая организм от действия активныхрадикалов, в том числе атомарного кислорода и пероксидов;2) положительно влияет на сердечнососудистую систему, способствуеткровоснабжению сердца;3) стимулирует образование эритроцитов;4) повышает иммунные свойства организма;5) борется с вредными веществами в печени;6) может замещать серу в различных органических соединениях;7) защищает витамин Е и липиды биологических мембран от разрушения;8) стимулирует синтез серу содержащих аминокислот и белков;9) действует омолаживающее, делая кожу гладкой, а волосы блестящими(Тутельян, 2002; Голубкина, Скальный, 2003; Blessing, 2004).1.1 Селен в окружающей средеСелен в природной воде.
Уровень содержания селена в грунтовых иповерхностных водах является важным показателем, так как служит одним изкритериевбиогеохимическогопрогнозаселеновогостатусаразличныхландшафтов.В природных водах концентрация селена чрезвычайно мала (таблица 1.1).В поверхностных пресных водах, содержание данного микроэлемента колеблетсяот нескольких десятых до 2 или 3 мкг/л (Селен. Гигиенические критерии…, 1989).9Таблица 1.1 – Содержание селена в водах РоссииВодный объектSe, мкг/лОнегаАвторСидельникова, 1999Северная Двина0,05-3,1Волга0,02 – 0,04Пудовкин, 2014Байкал0,05-0,06Сидельникова, 1999В речных водах Тувы0,2-6,1Ермаков, 1974- озера0,3-2,5Чаженгина, 1990- реки0,3-4,2В водах Молдовы1-8,5Капитальчук, 2008Морской воде0,1-0,2Дривер, 1985В водах КарелииМалые концентрации селена в природных водах обусловлены сильнойадсорбцией его ионов (селенитов) глинистыми минералами и особенногидроксидами железа (Измайлова и др, 2005).
В. И. Плотников (1959) установил,что Se (IV) почти полностью сорбируется гидроксидами железа (II, III) в широкомдиапазоне pH (3,5 – 9,0). Наиболее интенсивно Se (VI) сорбируется приpH раствора, равном 6. Дальнейшее увеличение pH вызывает снижение сорбцииселена в связи с изменением заряда соединения железа на отрицательный, вщелочной среде (Капитальчук, 2006; Малафеева, 2001).Высокие концентрации селена в поверхностных и подземных водах обычновстречаются на территории, где воды для орошения проходят через почву свысоким содержанием селена или в озерах, получающих конденсатнуюохлажденную воду от каменноугольных электростанций (Баранова, 2008;Сусликов, 2001; Borowska, 2006).Селен присутствует в природных водах в нескольких химических формах,характеризующихся различной степенью окисления элемента: Se (VI) (селенаты),Se (IV) (селениты), Se (0) (элементарный селен в коллоидной форме) и Se (II)(неорганические селениды и органические соединения селена).
Соотношение10форм селена в различных водах (открытых океанических водах, прибрежных иэстуарных зонах, пресноводных озерах, прудах и реках) существенно варьирует взависимости от конкретного сочетания биологических, гидрологических игидрохимических факторов. Доминирующей формой селена являются егоорганические соединения. Содержание Se (IV) – наиболее предпочитаемаямикроводорослями форма – составляет не более 10% от общего селена.Соотношение Se (IV)/Se (VI) практически всегда в пользу Se (VI), как из-за егоменьшего выноса фитопланктоном, так и вследствие спонтанного химическогоокисления Se (IV) в Se (VI) в хорошо оксигенированных водах. Вертикальныепрофили селена в открытых зонах различных океанов также сходны.
Содержаниеобщего селена и его растворимых неорганических соединений увеличивается сглубиной примерно в 2-3 раза, а содержание органических соединений падает(Реунова, 2007; Ермаков, 2003, 2008; Племенков, 2007).Селен в почве. Кларк селена в почве по А.П. Виноградову равен 1·10-6 %.Содержание селена в почвах (таблица 1.2) зависит как от типа почвы, составапочвообразующихпород,окислительно-восстановительныхищелочно-кислотных условий, так и от фиксации данного элемента органическимвеществом почвы, глинистыми минералами, гидроксидами железа и марганца вповерхностных горизонтах, от оседания данного элемента с дождевыми осадками(особенно в близи океанов и морей) (Постников,1991; Rituparna, 2006).Таблица 1.2 – Концентрация селена в некоторых типах почвахТипы почвСодержание селена (мг/кг) по данным:Кабата-Пендиас А.Ермаков В.В.Подзолистые0,15 – 0, 500,12 – 0,25Черноземы0,33 – 0,370,33 – 0,35Серые лесные0,400,56Бурые лесные–0,25 – 0,34Дерново–глеевые0,200,38На рисунке 1.1 в обобщенном виде приведены возможные формынахождения селена в почвах.11Рисунок 1.1 – Формы нахождения и трансформации соединений селена впочвах (1 – восстановление; 2 – окисление; 3 – метилирование) (Hasanuzzaman etal., 2010)Известны многочисленные обзоры (Ермаков, Тютиков, 2008; Сидельникова,1999; Тутельян и др., 2002; Голубкина и др., 2003; Антипов, 2012;Свечникова, 2013; Белякова, 2008; Блохин, 2002; Боев, 2002) о поведении селена впочвах.
Основные положения этих обзоров могут быть сведены к следующему:1) в кислых глеевых почвах и в почвах с высоким содержаниеморганического вещества преобладают селениды и сульфиды селена, которыемалоподвижны и поэтому труднодоступны для растении;2) в хорошо дренируемых минеральных почвах, рН которых близок кнейтральному, доминируют исключительно селениты, при этом селенитыщелочных металлов растворимы, а селениты железа нерастворимы. Кроме того,селениты активно фиксируются гидроксидами и оксидами железа и поэтомутруднодоступны для растений;3) в щелочных и хорошо аэрируемых почвах, вероятно, имеют местоселенаты. Они легкорастворимы, слабо фиксируются оксидами железа идостаточно подвижны, что делает их доступными для растений (Вихрева, 2011;Пузанов, 1999).12Геохимические особенности различных регионов мира обуславливаютсуществование обширных территорий с умеренным и глубоким дефицитоммикроэлемента.
По данным Н.А. Голубкиной (2000), содержание селена в почвахразличных регионов составляет: Московская область – 250 – 720 мкг/кг,Норильск – 860 мкг/кг, Урал – 700 – 1700 мкг/кг, Брянская область –234 – 696 мкг/кг, Иркутская область – 30 – 180 мкг/кг, Белоруссия – 30 – 420мкг/кг. Данных по содержанию селена в почвах Архангельской области ненайдено.Лозановская И. Н и Орлов Д. С. (1998) предложили классификацию почв посодержанию в них селена:1) почвы с токсичными уровнями содержания селена, более 1,5 мг/кг(карбонатные, щелочные почвы, в которых селен находится в форме селенатов);2) почвы, не токсичные по селену (кислые, обогащенные железом, ссодержанием селена от 0,1 до 1,5 мг/кг;3) почвы с пониженным содержанием селена, менее 0,1мг/кг, обычноразвитые на изверженных породах и молодых вулканических породах.Для оценки уровня обеспеченности почв селеном J.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
