ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, 2010, № 6, с. 69-70
УДК 661.183.2:632.954
СОРБЦИЯ ГЕРБИЦИДА 2,4-Д ИЗ ПОЧВЫ АКТИВИРОВАННЫМИ УГЛЯМИ © 2010 г. Р. В. Галиулин, Р. А. Галиулина
Учреждение Российской академии наук Институт фундаментальных проблем биологии РАН,
Пущино, Московская область E-mail: rauf-galiulin@rambler.ru Поступила в редакцию 15.03.2010 г.
Проведено исследование сорбции гербицида 2,4-Д из почвы двумя марками активированных углей. Эффект сорбции оценивали по содержанию гербицида в жидкой фазе почвы и его токсическому действию на рост корней растения нут (Скег апеНпит).
В практике применения гербицидов как химических препаратов для борьбы с сорными растениями не исключается загрязнение почвенного покрова на испытательных полигонах, в местах хранения препаратов, а при их непосредственном использовании — в результате ошибок, передозировок или аварийных разливов. При этом загрязненная почва становится источником миграции гербицидов в поверхностные и грунтовые воды и на ней значительно снижается всхожесть семян, угнетаются и гибнут всходы [1]. Важное значение в этих условиях приобретает оперативное проведение иммобилизации гербицида, чтобы ограничить его подвижность и токсическое действие, проявляемые в основном через жидкую фазу почвы. Одним из наиболее эффективных приемов иммобилизации гербицида в загрязненной почве считается внесение в нее активированных (активных) углей, т.е. сорбентов с развитой пористой структурой, получаемых из различных видов органического сырья: бурого и каменного угля, торфа, древесины, лигнина, костей и т.п., путем их карбонизации (пиролиза) и последующей активации (газификации) [2]. Считается, что сорбированный гербицид удерживается в пористой структуре активированного угля и, таким образом, теряет свою подвижность и изолируется от корневой системы растений, что резко ограничивает его токсическое действие.
Цель данной работы заключалась в оценке сорбционной способности двух марок активированных углей (ОПАТУ, АЛП) по отношению к 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоте (С8Н6С1203, гербицид 2,4-Д), используемой в виде солей и эфиров в сельском хозяйстве для борьбы с сорными растениями на посевах зерновых злаков и кукурузы (табл. 1).
Лабораторные исследования проводили с образцом легкосуглинистой лугово-аллювиальной почвы (Собщ 1.0%, рННг0 7.9) из правобережья
р. Ока (Московская область). Загрязнение почвы в результате ошибочных передозировок или аварийных разливов имитировали путем внесения водного раствора гербицида 2,4-Д в форме калийной соли в концентрации 0.36 г/л или 0.1 г/кг почвы. Изучали сорбцию данного вещества из почвы двумя марками активированных углей — ОПАТУ и АЛП, вносимых в загрязненную среду в количествах 1 и 10 г/кг. Образцы почвы (50 г) в чашках Петри, увлажненные водным раствором 2,4-Д (70% от полной влагоемкости) и перемешанные с активированными углями, инкубировали при температуре 30°С в течение 3 сут. Эффект сорбции 2,4-Д активированными углями оценивали по содержанию вещества в жидкой фазе почвы, получаемой центрифугированием (15000 об/мин, 10 мин) и определяемой методом жидкостной хроматографии высокого давления (40 бар) на приборе ЫдиОРиМР 312/1 (иУ-ЭЕ-ТЕСТ0Я 308) при длине волны 280 нм. В качестве подвижной фазы использовали смесь СН30Н:Н20: : СН3С00Н при соотношении 160 : 90 : 1. Идентификацию 2,4-Д осуществляли по времени удерживания данного вещества, равном 2.9 мин. В специальном опыте оценивали влияние активированных углей на токсичность 2,4-Д в почве, т.е. на рост корней растения нут (Осег апеИпит) из ботанического семейства Бобовых (ЕаЬасеае) посредством проращивания его семян в чашках Петри в вертикальной экспозиции в течение 3 сут.
Исследования показали, что при внесении активированных углей содержание гербицида 2,4-Д в жидкой фазе почвы становилось на один-два порядка меньше, чем в контрольном варианте (без внесения активированных углей), как результат сорбции вещества (табл. 2). Определяющий фактор этого процесса — микропоры активированных углей как собственно адсорбирующие поры, от которых зависит жидкофазное поглощение в данном случае гербицида 2,4-Д [2].
70 ГАЛИУЛИН, ГАЛИУЛИНА
Таблица 1. Характеристика активированных углей (АУ)
Марка АУ — технические условия (ТУ) Степень активации, % Суммарный объем пор, см3/г В том числе объем микропор, см3/г
ОПАТУ - ТУ 6-16-25-20-89 АЛП - ТУ 6-17-343-92 0.45 0.33 0.80 1.36 0.40 0.20
Известно, что в практике детоксикации почв, загрязненных гербицидами, используются активированные угли именно с объемом микропор не ниже 0.2—0.3 см3/г, чему соответствуют показатели испытуемых марок углей ОПАТУ и АЛП, равные 0.40 и 0.20 см3/г [3]. Несколько лучшая сорбция гербицида 2,4-Д активированным углем марки ОПАТУ по сравнению с АЛП подтверждается данными работы [4], где была установлена положительная корреляция между объемом микропор (0.10—0.40 см3/г) трех различных марок активированных углей (АГ-3, СКТ-6А, РС) и уровнем сорбции (348—563 мг/г) 3,4-дихлоранилина С6Н5С1^ — основного метаболита ряда гербицидов.
Между тем гербицид 2,4-Д при испытуемой концентрации (0.36 г/л или 0.1 г/кг почвы) сильно ингибировал прорастание семян нута, т.е. длина корней составила в среднем 9% от контрольного варианта (без применения гербицида). Внесение активированных углей обеих марок в минимальной дозе (1 г/кг) практически не оказывало протекторного действия на нут, т.е. длина корней была соответственно 12 и 9% от контрольного варианта. Положительный эффект внесения активированных углей в почву, загрязненную гербицидом, проявился при их максимальной дозе (10 г/кг), когда длина корней составила 104 и 99% от контрольного варианта.
Таким образом, результаты исследований показали преимущество лабораторного моделирования, позволяющего оперативно получать необходимую информацию о сорбционной способности активированных углей по отношению к гербициду. Подобного рода опыты имеют важное значение для рационального проведения после-
Таблица 2. Среднее содержание гербицида 2,4-Д в жидкой фазе почвы на 3-и сут после внесения активированных углей
Вариант Содержание, % от исходной концентрации (0.36 г/л)
2,4-Д, 0.1 г/кг 70.1
То же + ОПАТУ, 1 г/кг 0.4
» + ОПАТУ, 10 г/кг 0.1
» + АЛП, 1 г/кг 8.6
» + АЛП, 10 г/кг 0.2
дующих полевых испытаний различных марок активированных углей для детоксикации почв, загрязненных гербицидами, позволяющих окончательно выбрать сорбент для практического использования по соотношению цена — сорбцион-ный эффект.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Galiulin R.V., Bashkin V.N., Galiulina R.R. // Water, Air, and Soil Pollution. 2001. V. 129. P. 1.
2. Лимонов Н.В., Олонцев В.Ф., Глушанков С.Л., Пепе-ляев Ю.Г. // Рос. хим. журн. 1995. Т. 39. № 6. С. 104.
3. Мухин В.М., Дубоносов В.Т., Шмелев С.И. // То же. С. 135.
4. Бахаева Л.П., Васильева Г.К., Суровцева Э.Г., Мухин В.М. // Микробиология. 2001. Т. 70. № 3. С. 329.
ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА № 6 2010
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.