Факультет

Студентам

Посетителям

Влияние комплексона ЭДТА на поглощение радиоизотопов растениями из почвы

Миграционная способность радиоизотопов в системе почва-раствор в значительной мере зависит от того, в какой форме эти изотопы находятся в растворе.

В частности, отмечалось, что закомплексованные формы радиоизотопов слабо поглощаются почвой, вследствие чего повышается их доступность растениям.

В настоящее время искусственные комплексоны находят все большее применение в управлении процессами накопления ряда микроэлементов и их радиоактивных изотопов растениями. Кроме того отмечается, что многие органические комплексоны, естественно синтезируемые в живых организмах, играют большую роль в минеральном обмене, образуя с малоподвижными ионами металлов комплексные соединения и переводя их тем самым в транспортную форму.

В биологических исследованиях наиболее широкое применение получил комплексон ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота). Это вещество, как было показано ранее, образует с рядом интересующих нас изотопов устойчивые комплексные соединения, обладающие значительной подвижностью в системе почва-раствор. Поэтому с ним была проведена большая серия опытов, результаты которых изложены в настоящем разделе.

Опыты проводили в вегетационных сосудах (емкостью 2-2,5 кг) с дерново-луговой почвой, в которую вносили радиоизотопы соответствующих химических элементов в форме простых солей и комплексных соединений с ЭДТА. Вегетационные сосуды засевали семенами гороха и ячменя; через 30 дней после появления всходов в растениях определяли содержание изучаемых радиоизотопов.

Железо, кобальт и иттрий, внесенные в почву в виде комплексных соединений, легкадесорбируются водой. Следовательно, их комплексы с ЭДТА в почве не разрушаются. Комплексонаты стронция, цезия и церия оказались в почве неустойчивыми: на это указывает одинаково прочная их фиксация почвой в обоих вариантах опыта.

Особенно высокой устойчивостью обладает комплексонат Со-ЭДТА; который может не разрушаясь сохраняться в почве в течение нескольких месяцев.

Железо-59, кобальт-60 и иттрий-91 в закомплексованной форме накапливаются растениями в значительно большем количестве, чем при внесении в виде простых солей. Как и следовало ожидать, миграционная способность стронция-90, цезия-137, и церия-144 не увеличилась в присутствии ЭДТА, поскольку комплексные соединения этих радиоизотопов в почве недостаточно устойчивы.

Изотопы, подвижность которых резко возрастает под влиянием комплексона в системе почва — раствор, сильнее накапливаются растениями.

Интересными оказались результаты опытов, в которых было изучено влияние разных доз комплексона на поступление кобальта-60 из почвы в растения. В этих опытах вносимый в почву исходный раствор Со-ЭДТА имел различные по молярности соотношения комплексона и кобальта. Во всех случаях кобальт, внесенный в почву в форме комплексоната, накапливается растениями в большем количестве, чем в контроле. При этом можно заметить, что с увеличением содержания комплексона в среде концентрация радиоизотопа в растениях постепенно снижается.

Отмеченную зависимость в первом приближении можно было объяснить либо тем, что поступающие в растения свободные молекулы ЭДТА закомплексовывают некоторую часть катионов кобальта и затем в виде готового комплекса выводят его из организма в окружающую среду; либо тем, что при избытке ЭДТА в почве, наряду со свободными молекулами комплексона, образуются легкорастворимые комплексы с другими катионами, которые при поступлении в растения вступают в конкуренцию с комплексом Co-ЭДТА и тем самым снижают его поступление через корневую систему растений.

Для проверки этих гипотез были проведены специальные опыты с водными культурами, в которых было изучено поступление комплексоната кобальта в растения и выделение его из растений в окружающую среду. В одной серии опытов растения первые десять дней выращивали на озерной воде, содержащей кобальт, и комплексон ЭДТА в разных молярных соотношениях. После этого одну часть растений исследовали на содержание кобалыа-60, а другую — с тщательно отмытой корневой системой пересаживали на чистый питательный раствор. В конце опыта в воде и растениях определяли содержание радиоизотопа.

В другой серии опытов растения вики выращивали таким образом, что одна часть корневой системы каждого растения постоянно находилась в растворе, содержащем только кобальт-60 или комплексное соединение 60Co-ЭДТА, а другая — в чистой озерной воде или нерадиоактивном растворе ЭДТА. В конце опыта измеряли радиоактивность разных частей растений и чистой половины раствора.

Радиоактивность одного растения за время выращивания на чистой воде практически не изменялась по сравнению с первоначальной. При этом, так же как и в опытах с почвенными культурами, с увеличением дозы ЭДТА в растворе содержание радиокобальта в растениях снижается.

Обращает на себя внимание тот факт, что из водных растворов кобальт-60, входящий в состав комплексного соединения с ЭДТА, поглощается растениями в меньшей степени, чем кобальт, внесенный в раствор в виде хлорида. Такое снижение накопления кобальта-60 и ряда других радионуклидов из водной среды, содержащей ЭДТА, отмечалось и в опытах с пресноводными организмами.

Отмеченное выше снижение накопления кобальта растениями при избытке ЭДТА в среде нельзя объяснить более интенсивным его выделением из организма. Можно полагать, что это снижение обусловлено наличием в ряде свободных молекул ЭДТА и его комплексов с другими катионами, которые вступают в конкурентные взаимоотношения с комплексом Co-ЭДТА при поступлении его в растения. На это указывают и результаты вышеупомянутых опытов по изолированному питанию растений, в которых не было обнаружено выделения закомплексованного кобальта из растений в среду. Возможно эта интерпретация наблюдаемого эффекта и не окажется окончательной, тем не менее, факт снижения поступления кобальта в растения с увеличением дозы ЭДТА в среде необходимо учитывать, в частности, при использовании комплексонатов металлов в качестве микроудобрений.

Кобальт вносили в почву в виде соли Co(No3)2 и комплексоната СоЭДТА. Можно заметить, что в обоих вариантах опыта с повышением концентрации кобальта в почве увеличивается его накопление в растениях. При этом закомплексованная форма кобальта накапливается в растениях значительно сильнее, чем кобальт, внесенный в почву в форме азотнокислой соли.

Изложенные в данном разделе результаты опытов по изучению влияния комплексом ЭДТА на поглощение радиоизотопов растениями показали, что ЭДТА повышает мобильность в системе почва — растение тех изотопов, с которыми это вещество образует устойчивые внутрикомплексные соединения. К числу таких радиоизотопов относятся железо-59, кобальт-60 и иттрий-91. Комплексонаты стронция-90, цезия-137 и церия-144 в почве либо не образуются, либо быстро разрушаются.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: