Содержание кадмия в почвенных растворах
Использование почвенных вытяжек при изучении соединений тяжёлых металлов
Проявление фитотоксичности тяжёлых металлов в «системе почва – растение»
Методы и объекты исследования
Определение рН водной вытяжки почв [12]
Приготовление едкого натра 0,1н. титрованный раствор
Экспериментальная часть
Контроль (почва-фон)
Изучение фитотоксичности ионов Cd(II) и Pb(II)
Навигация
Контроль (почва-фон)
Изучение влияния соединений тяжёлых металлов на почву и растения (на примере соединений кадмия и свинца)
78529
знаков
12
таблиц
10
изображений
1. контроль (почва-фон)
2. фон + ТМ (Pb 2+ /Cd 2+) + биогумус
3. фон + ТМ (Pb 2+ /Cd 2+) +известь
4. фон + ТМ (Pb 2+ /Cd 2+) + ацетат натрия
Опыты были заложены в сосудах без дна размером 10*15*40 см.
После выращивания биокультуры в течение 30 суток почву подвергали химическому анализу на содержание валовых и подвижных форм Pb (II), Cd (II) методом атомно-абсорционной спектроскопии (методика 2.6.) с целью определения доли поглощения ТМ. Результаты представлены в таблицах 7, 8 и на диаграммах 1-4.
Таблица 7
Содержание валовых форм Pb (II), Cd (II), мг/кг в почве Минусинского района
| Исследуемая система | С иона (валовое), мг/кг почвы, 5 н. HNO3 | |||
| Pb 2+ | pH | Cd 2+ | pH | |
| 1. почва-фон | 8,69 | 7,36 | 0,323 | 7,36 |
| 2. почва + Ме 2+ | 0,181 | 6,62 | 33,404 | 6,90 |
| 3. почва + Ме 2+ + СН3СOONa | 1,554 | 9,30 | 15,650 | 9,65 |
| 4. почва + Ме 2++ биогумус | 0,386 | 6,71 | 29,645 | 7,00 |
| 5. почва + Ме 2+ +известь | 0,320 | 7,34 | 22,034 | 7,12 |
Таблица 8
Содержание подвижных форм Pb (II), Cd (II), мг/кг в почве Минусинского района.
| Исследуемая система | С иона (подвижное), мг/кг почвы, | |||
| 1 н. HNO3 | 1 н. СН3СOONН4 | |||
| Pb 2+ | Cd 2+ | Pb 2+ | Cd 2+ | |
| 1. почва-фон | 6,43 | 0,250 | 2,91 | 0,079 |
| 2. почва + Ме 2+ | 0,183 | 27,755 | 0,097 | 25,128 |
| 3. почва + Ме 2+ + СН3СOONa | 1,832 | 10,350 | 0,780 | 5,983 |
| 4. почва + Ме 2++ биогумус | 0,171 | 9,332 | 0,077 | 8,309 |
| 5. почва + Ме 2+ +известь | 0,222 | 19,543 | 0,146 | 7,864 |
Рис. 1. Валовое содержание кадмия (II), мг/кг
Рис.2. Валовое содержание свинца (II), мг/кг
Условные обозначения к рисункам 7-8:
1- почва + Ме2+
2- почва + Ме2+ + СН3СООNa
3- почва + Ме2+ + биогумус
4- почва + Ме2+ + известь
Рис. 3. Содержание подвижных форм кадмия в почве (экстр. 1 н. СН3СООNН4), мг/кг почвы
Рис.4.Содержание подвижных форм свинца в почве (экстр. 1 н. СН3СООNН4), мг/кг почвы
Условные обозначения к рисункам 1-4:
1- почва + Ме2+
2- почва + Ме2+ + СН3СООNa
3- почва + Ме2+ + биогумус
4- почва + Ме2+ + известь
Подходы, рекомендуемые разными авторами [13] для характеристики соединений ионов ТМ в почве с позиции их подвижности, принципиально различаются. В почвах подавляющая часть Cd(II) и Pb(II) находится в виде твёрдых соединений, которых может быть несколько. В процессе выделения фракций возможно перераспределение элементов между ними. Так, при определении содержания обменной фракции свинца следует иметь в виду, что однократной обработкой 1 н. СН3СООNH4 из почвы не удаётся экстрагировать более 50% даже щелочноземельных обменных катионов, которые, безусловно, связаны значительно слабее, чем Pb(II) [13].
Полученные результаты указывают на то, что с ростом рН среды валовое количество свинца увеличивается. При внесении Pb2+ в почвенный раствор, в количествах, кратных 60 ПДК, наибольшее количество металла закрепляется почвой в случае применения биогумуса и извести, а так же в почве – контроле. Аномально высокое значение Pb2+ с применением ацетата натрия объясняется, скорее всего, происходящим в системе процессом гидролиза, приводящему к накоплению ОН- ионов в почвенном растворе. Это продолжается до тех пор, пока в системе не установится равновесие между негидролизованными ацетат-ионами и гидроксид-ионами, появляющимися в результате гидролиза по аниону. В силу слабости уксусной кислоты как электролита (К дис = 1,74*10-5) глубина протекания гидролиза будет значительной, и в растворе будут накапливаться ОН- ионы. Установлено что, рН 1 н. раствора СН3СООNa равен 9,4, что вполне согласуется с полученными экспериментальными данными.
Поведение Cd (II) заметно отличается от поведения других тяжёлых металлов. Его подвижность высока во всех средах, даже при внесении извести. Повышенная подвижность кадмия, и связанная с этим меньшая защищённость растительного организма от избыточных ионов этого элемента, является одной из причин сильной его токсичности.
Прочность связывания количеств Pb (II), Cd (II) за счёт химического взаимодействия будет разной, как в силу неоднородности почвенных частиц и почвенного органического вещества, так и вследствие кооперативных эффектов (изменения прочности связи ионов в результате присоединения (или отщепления) другого иона к другой частице или функциональной группе молекулы).
Полученные данные позволили провести оценку доли различных форм соединений Pb (II), Cd (II) по подвижности в почве. Результаты представлены в таблице 9.
Таблица 9
Содержание подвижных форм ионов ТМ в почве, % района.
| Исследуемая система | рН | Подвижные формы, % | ||
| Экстр.1 н. СН3СOONН4 | ||||
| Pb 2+ | Cd 2+ | Pb 2+ | Cd 2+ | |
| 1. почва-фон | 7,36 | 7,36 | 33,50 | 24,45 |
| 2. почва + Ме 2+ | 6,62 | 6,90 | 53,60 | 75,22 |
| 3. почва + Ме 2+ + СН3СOONa | 9,30 | 9,65 | 50,20 | 38,23 |
| 4. почва + Ме 2++ биогумус | 6,71 | 7,00 | 20,01 | 28,02 |
| 5. почва + Ме 2+ +известь | 7,34 | 7,12 | 45,62 | 35,69 |
Исходя из этих данных, можно заключить, что с ростом содержания органического вещества в почве количество подвижных ионных форм как свинца так и кадмия в 2,7 раза уменьшается, а внесение извести практически не отражается на количестве подвижных форм свинца, тогда как доля подвижных форм кадмия уменьшается их 2 раза.
Известь является менее эффективным способом снижения подвижных форм ТМ в данном случае.
Ни одна из имеющихся в литературе методик фракционирования элементов не даёт возможности определить их истинные формы. Доступность свинца и кадмия растениям должна зависеть от способности их соединений высвобождать металл в раствор, в том числе при взаимодействии с выделяемыми корнями ионами Н+ или анионами органических кислот, которые связывают металлы в комплексы.
В кислых почвах существенная часть Pb (II), Cd (II), вплоть до 10-70 %, действительно способна обмениваться на другие ионы; в нейтральных почвах преобладают фракции, «связанные» с «оксидами Fe – Mn» и органическим веществом, а в слабощелочных и щелочных условиях свинец и кадмий распределены между «карбонатной», «органической» и «остаточной» фракциями.
Похожие работы
... В условиях аномально высоких концентраций определённого элемента в среде обитания организмов разница содержания этого элемента в различных видах растений возрастает. Резкое увеличение содержания одного или нескольких элементов в среде приводит их в разряд токсикантов. Токсичность тяжелых металлов связана с их физико-химическими свойствами, со способностью к образованию прочных соединений с рядом ...
... научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение понятия "тяжёлые металлы". В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк). Почва являются основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. ...
... , которые потребляли загрязненные радиоактивными веществами кормовые культуры, бывает ниже, чем радиоактивность самих кормов, в результате обмена веществ, происходящего в организме животных. [5] 3.3 Техногенный фактор как основной загрязнитель животноводческой продукции В настоящее время особую актуальность приобретает изучение особенностей состояния животных в экологически неблагоприятных ...
... их спектральных линий с коррекцией фона и возможных спектральных наложений. Соответственно такие анализаторы отличаются высокой точностью и продуктивностью.[3-7] 2. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА В АНАЛИЗЕ ПОЧВ Определение тяжелых металлов атомно-абсорбционным методом Методика предназначена для выполнения измерений массовой концентрации металлов (марганца, меди, железа, цинка, молибдена) в ...
0 комментариев