ческими компонентами почв и от содержания в них органических соединений со свойствами комплексообразовате-лей. Возможные растворимые формы неорганических соединений алюминия в почвах приведены ниже:

А]3+ + ОН" Al3t + 20Н~ А13+ + 40Н

А13+ + SOf А13+ + 2S02~

Al2(OH)24+

• " АЮН2+ АЦОН)! Al(OH)J A1(S04)+ A1(S04)-3A13+ + 40H" 13A13+ + 280H"

А113(ОН)& + 4H+

Соотношение между этими формами зависит прежде всего от ионной силы почвенного раствора, относительной концентрации лигандов и прочности образуемых с их участием комплексов.

88

В частности, важным комплексообразующим агентом является флюорит: в растворах с низкими значениями рН формы A1F2+ и A1F2 часто доминируют.

Кроме того, алюминий образует прочные комплексы с гу-миновыми и фульвокислотами. Полевые исследования показывают, что более 75 % экстрагируемого органического вещества почв представлено такими комплексами вида A1L'"_3'~ и Al(OH)L<"~2>", А1(Н)(пЬ(л+т~3)". В качестве важных лигандов выступают также анионы одноосновных (муравьиная, уксусная) и многоосновных (щавелевая, малоновая, лимонная) кислот, всегда присутствующих в природных почвах. По своей способности образовывать комплексы с алюминием органические кислоты превосходят неорганические лиганды. Считается, что моновалентные комплексы алюминия с низкомолекулярными органически ми кислотами играют важную роль в миграции этого металла, в том числе вниз по почвенному профилю.

Средние концентрации алюминия в водах большинства озер Северного полушария составляют сейчас 0,13 мг/л, а в реках -0,70 мг/л. Формы нахождения алюминия в водах определяются амфотерностью его гидроксида, склонностью к полимеризации соединений и к включению в состав комплексов. Наиболее токсичными для водных организмов являются формы А1(0Н)2+ и АЦОН)^, превалирующие в водах с рН между 5,0 и 5,5. Полулетальные концентрации (ЛК50) таких мономерных неорганических форм для многих пресноводных рыб лежат в пределах 0,1-0,3 мг/л (Вайгинтон, 1994). Гибель рыбы и икры часто связывают также с образованием полимеров гидроксида алюминия, осаждающихся на жабрах и на поверхности икринок.

Алюминий токсичен и для растений, хотя вызываемое его соединениями угнетение корневой системы проявляется при довольно высоких концентрациях в почвенных растворах. В табл. 11 приведены ответные реакции культурных растений на содержание растворенного алюминия в почвах. Различные виды и даже разные сорта культурных растений демонстрируют различную устойчивость по отношению к токсическому действию подвижных форм алюминия. Однако механизм этой устойчивости до конца не выяснен. Среди имеющихся гипотез относительно воздействия алюминия можно назвать, например, связывающую устойчивость растений с сорбционной способностью их корней по отношению к катионам с разными зарядами. Известно, что одни из них потребляют больше моновалентных катионов К+ и Na+, тогда как другие требуют больше Са2+ и Mg2+. Последние, как правило, более чувствительны к присутствию в почвах биодоступного алюминия.

89

< 20 Ответная реакция не регистрируется

20-40 Изменение минерального состава растительных тканей.

Увеличение потребления К и Мп. Снижение содержания Са, Mg и Р. Внешние симптомы отсутствуют

40-60 Появление симптомов дефицита Р, Mg и Са у чувствительных к А13ь растений

60-80 У чувствительных растений не формируются генеративные органы. Появляются симптомы дефицита Р, Mg и Са у толерантных к алюминию растений

80-100 Чувствительные растения погибают. У толерантных не развиваются генеративные органы. Начинают преобладать виды растений, индикаторные для кислых почв (конский щавель и др.) 100-120 Культурные растения заменяются типичными для

сильнокислых почв индикаторными видами 120-140 Симптомы дефицита Р и Mg у индикаторных видов

> 140 Полное исчезновение растительности

В настоящее время имеется слишком мало информации для вывода о способности алюминия к биоконцентрированию и передаче по пищевым цепям. Мало также данных о его поступлении в организм человека с питьевой водой и продуктами питания, хотя необходимость такой информации очевидна, поскольку установлено нейротоксическое действие этого элемента.

4.7. ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЭКОТОКСИКАНТЫ

ПОЛИХЛОРИРОВАННЫЕ ПЕСТИЦИДЫ

Применение пестицидов - химических средств борьбы с сорняками (гербициды и дефолианты), грибковыми заболеваниями (фунгициды) и насекомыми-вредителями (инсектициды) - наиболее интенсивными темпами началось в 1940-х гг. По данным статистики, в 1970 г. в мире было синтезировано около 0,5 млн. т пестицидов, а в 1980 г. их производство только в четырех странах (США, ФРГ, Япония и Италия) превысило 1,7 млн. т.

90

Особенно эффективными средствами борьбы с насекомыми-вредителями оказались хлорорганические соединения (ХОС) алифатического и ароматического рядов. Некоторые из них были известны уже довольно давно, однако пестицидные свойства их были выявлены лишь в 1930-1940-х гг. Например, гексахлорциклогек-сан (ГХЦГ) был синтезирован Фарадеем еще в 1825