Название: Основы биогеохимии - Добровольский В.В.

Жанр: Химия

Рейтинг:

Просмотров: 1517


Способность к аккумуляции металлов, по-видимому, является характерной биогеохимической особенностью почвенных бактерий. Возможно, они вырабатывают ферменты для трансформации водорастворимых соединений металлов в неактивные формы внутри клеток. В результате деятельности бактерий образованы крупные месторождения руд железа, марганца, меди, ванадия, урана и других металлов. Способность бактерий аккумулировать металлы использована при разработке технологий микробиологического извлечения металлов из бедных руд и микробиологической очистки сточных вод.

Несмотря на способность к аккумуляции металлов, микроорганизмы, населяющие почвы с нормальной, невысокой концентрацией металлов, чувствительно реагируют на возрастание их концентрации. Это проявляется в подавлении биогеохимической деятельности некоторых групп организмов, в частности фиксаторов атмосферного азота.

Опыты С. В.Летуновой (1978) на почвенных экстрактах и непосредственное микробиологическое изучение микроорганизмов почв показали, что азотфиксирующие бактерии Azotobacter chroococum из почв разных районов приспособлены к разным концентрациям меди. Azotobacter из почв Подмосковья существует в условиях низкой концентрации меди и молибдена, а из почв Узбекистана — при более высокой. Внесение дополнительных количеств меди и молибдена к экстракту из почвы Подмосковья подавляло рост и фиксацию им азота штамма Azotobacter, в то время как дляAzotobacter из почвы Узбекистана эти концентрации не вызывали отрицательной реакции.

М.М.Умаров с коллегами (1980) установили, что наиболее сильно подавляют азотфиксирующую активность почвы избыточные количества кадмия, в меньшей степени — меди, наименее заметно влияние свинца. Возможно, что степень токсичного воздействия металлов связана с прочностью их адсорбции твердой фазой почвы, которая соответствует ряду Рb > Сu > Cd. Эффект подавления азотфиксирующей деятельности почв избыточными дозами металлов, к которым микроорганизмы не адаптированы, можно использовать для оценки интенсивности техногенного загрязнения почв.

По причине значительной сорбционной емкости и действию рассмотренных равновесий почва обладает замечательной способностью связывать массы тяжелых металлов и поддерживать их концентрацию в почвенном растворе на низком уровне, обеспечивающем селективное поглощение необходимого растениям количества металлов. В то же время при недостатке металла благодаря имеющемуся равновесию между твердой и жидкой фазами почва способна выделять этот металл в раствор.

Образование комплексных соединений металлов с органическим веществом почвы способствует выведению излишних масс металлов из миграционных циклов на длительное время. Прочность фиксации разных металлов в органическом веществе почв , неодинакова. Наиболее прочно закрепляется ртуть, прочно связывается свинец, менее прочно — медь, еще менее — цинк и кадмий. Поглощая и связывая избыточные массы рассеянных элементов, поступающие на поверхность суши в активной растворимой форме, педосфера выполняет функцию регулятора масс рассеянных элементов, поступающих в миграционные циклы. В процессах регулирования важную роль играют почвенное органическое вещество и гидроксиды железа.

Изложенные в этой главе данные позволяют рассматривать почву не только как основной источник производства продуктов питания для населения земного шара, но и как важнейшее звено глобальной системы всей биосферы. Ответственное значение почвы связано с ее ролью регулятора многих биогеохимических циклов. В почве систематически консервируется значительная масса синтезированного высшими растениями органического вещества, что обеспечивает нахождение в атмосфере свободного кислорода. В то же время в почве продуцируется углекислый газ, необходимый для непрерывного фотосинтеза и воспроизводства живого вещества. В почве осуществляется преобразование инертного молекулярного азота в формы, доступные для включения в биологический круговорот. В почве происходят сложные процессы трансформации соединений элементов-биогенов, в первую очередь серы и фосфора. В настоящее время в связи с интенсивной техногенной эмиссией металлов отчетливо выявляется роль педосферы как регулятора миграционных потоков масс тяжелых металлов и других элементов с переменной валентностью. Учитывая столь важную роль уникального биокосного образования, каким является педосфера, проблема охраны и рационального использования почв приобретает особо актуальное значение.

 

Рекомендуемая литература

 

Бирюкова О.Н., Орлов Д. С. Органические соединения и оксиды углерода в почве и биосфере // Почвоведение. — 2001. — № 2. — С. 180—191.

Вернадский В. И. О значении почвенной атмосферы и ее биогенной структуры // Почвоведение. — 1944. — № 4/5. — С. 137—143.

Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. - М.: Высш. шк., 1988. - 328 с.

Взаимодействие почвы с атмосферой / Г.А.Заварзин, Д.Г.Звягинцев, Л.О.Карпачевский и др. — М.: Изд-во МГУ, 1985.

Кабата-Пендиас И., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. — М.: Мир, 1989. -439с.

Микроэлементы в почвах Советского Союза / Под ред. В. А. Ковды и Н.Г.Зырина. - М.: Изд-во МГУ, 1937. - 281 с.


Оцените книгу: 1 2 3 4 5