Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 86. Тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций в главных типах

горных пород (мг/кг)

Типы горных пород Tb Dy Но Еr Tm Yb Lu

Магматические породы

Ультраосновные (дуниты,

перидотиты, пироксениты)

0,n 0,05 -

0,95

0,n 0,n 0,n 0,n 0,n

Основные (базальты,

габбро)

0,5 - 1,2 0,9 - 6,9 1 ,0-1,5 0,9 - 3,9 0,2 - 0,6 0,8 - 3,4 0,2-0,6

Средние (диориты,

сиениты)

1,1 - 2,8 6 - 13 1,5 - 3,5 3,9 - 7,0 0,6 3,8-7,0 0,6 - 2,0

Кислые (граниты, гнейсы) 1,0 - 2,5 5 - 7 1,3 - 2,0 3,5 - 4,2 0,3-0,7 3,5-4,3 0,5 - 1 ,2

Кислые вулканические

(риолиты, трахиты, дациты)

1,0 - 1,2 5-8 1,3- 1,7 3,1 - 4,6 0,5-0,7 2,9-4,6 0,7

Осадочные породы

Глинистые осадки 0,9 - 1 ,

4,6-5,4 1,0 - 1,6 2,5 - 3,8 0,2 - 0,6 2,6 - 3,6 0,7

Сланцы 1 4,0 - 5,8 1,0 - 1,8 2,5 - 4,0 0,6 2,2 - 3,9 0,2 - 0,8

Песчаники 1,6 - 2,0 2,6 - 7,2 2 1,6 - 4,9 0,3 1,2 - 4,4 0,8 - 1 ,2

Известняки, доломиты 0,2 - 0,4 0,8 - 2,1 0,3 0,4 - 1,7 0,04-0,16 0,3 - 1,6 0,2

Примечание. Приведены наиболее часто встречающиеся в литературе значения (по

данным многих источников).

Таблица 87. Средние концентрации лантанидов в почвах, по данным разных авторов

(мг/кг сухой массы)

Элемент По Юри и Бейкону

[818]

По Боуэну

[94]

По Лаулу и др.

[462]

La 33,5 40 29,5

Се 48,5 50 29,5

Рr 7,7 3 - 12 6,7

Nd 33,0 35 27,9

Sm 6,1 4,5 5,1

Eu 1,9 1 1

Gd 3,0 4 4,7

Tb 0,63 0,7 0,7

Dy 3,8 5 -

Ho 0,38 0,6 1,1

Er 2,0 2 2,8

Tm 0,16 0,6 0,4

Yb 2,3 3 3,1

Lu 0,34 0,4 0,3

Растения. Ни распределение лантанидов в тканях растений, ни их физиологические

функции не привлекали до сих пор внимания исследователей. Лаул и др. [462] рассчитали

относительную распространенность лантанидов в почвах и растениях и показали, что

концентрации этих элементов в растениях зависят от их концентраций в почве (рис. 39).

Содержание лантанидов в растениях убывает в порядке возрастания их атомных номеров

(табл. 90). Древесная растительность, по-видимому, обладает большой способностью

поглощать лантаниды; как пример накапливающих лантаниды растений чаще всего

упоминаются деревья гикори (Carya sp., семейство Juglandaceae).

Известно, что лантаниды токсичны для метаболизма клеток, однако данных об их

тормозящем действии на развитие растений немного. Согласно Вайнбергу [856], лантаниды

(La

, Pr

, Nd

, Eu

и Tb

) ингибируют специфически и путем конкуренции накопление Са в

митохондриях клеток микроорганизмов.

Таблица 88. Содержание лантанидов в поверхностном слое почв (мг/кг сухой массы)

ле-

мент

Подзолы

Фл

юви-

соли

Черноземы Лесные почвы

Другие типы

почв

Ис

точник

данных

Преде

лы

колебаний

ред-

нее

Ср

ед-нее

Преде

лы

колебаний

ред-

нее

Преде

лы

колебаний

ред-

нее

Преде

лы

колебаний

ред-

нее

34,4-

49,8

0,2

20,

19,5-

35,8

0,2

17,9-

72,0

9,1

13,9-

56,3

4,5

58]

- - - - - - - 16,2-

54,6

6,0

09]

49,4-

85,3

3,0

31,

41,3-

68,8

7,3

29,9-

94,1

1,5

21,2-

75,7

8,1

58]

- 2

1.0

- - - - -

- -

96]

- 7,

- - - - -

- -

96]

1,4

14,

17,9-

47,0

4,3

7,9-

38,7

0,2

8,6-

35,0

9,5

58]

- - - - - - - 16,5-

56,0

6,1

09]

5,05-

8,39

3,3

4,17-

6,75

2,27-

10,19

2,32-

7,68

58]

- - - - - - - 3,3-

11,9

09]

1,21-

1,50

0,7

1,12-

1,22

0,37-

2,05

0,43-

2,39

58]

- - - - - - - 0,69-

3,21

09]

0,89-

1,7

0,6

0,60-

1,61

0,11-

1,34

58]

- - - - - - - 0,49-

1,66

09]

2,06-

2,42

1,1

0,81-

4,45

1,79-

3,43

58]

- - - - - - - 1,57-

3,66

09]

0,43-

0,51

0,2

0,19-

0,41

0,10-

0,72

0,10-

0,67

58]

- - - - - - - 0,24-

0,52

09]

Актиниды

Почвы. Из всей серии актинидов - элементов группы IIIb - в естественных условиях в

земной коре присутствуют только Th и U. Кислые породы обычно содержат больше Th и U,

чем основные. В осадочных породах этих элементов, по-видимому, больше в глинистых

отложениях, чем в песчаниках и известняках (табл. 91). В некоторых типах щелочных

магматических пород также установлено концентрирование Th и U (до n-100 мг/кг).

В процессе выветривания Th и U легко мобилизуются, образуя различные комплексные

неорганические катионы и входя в органические соединения. В опубликованных недавно

работах [873, 809] особо отмечалась роль микроорганизмов в геохимическом цикле U.

Обзор поведения Th и U в почвенной среде приведен Харм-сеном и де Ханом [306]. В нем

указывается, что растворимость этих металлов в широком интервале рН почв определяется

образованием гидратированных катионов и UO

и Th

. Некоторые органические кислоты

также способны повышать растворимость Th и U в почвах. Подвижность этих элементов в

почвах может быть ограничена в результате образования плохорастворимых осадков

(например, фосфатов и оксидов) и адсорбции на глинах и органическом веществе.

Таблица 89. Содержание лантана и иттербия в поверхностном слое почв США (мг/кг

сухой массы) [706]

Почвы

La Yb

Пределыколебан

ий

Среднее

Пределы

колебаний

Среднее

Песчаные почвы и литосоли на

песчаниках

<30 - 100 45 <1,0 - 10,0 3,0

Легкие суглинистые почвы <30 - 100 50 1,0 - 7,0 3,9

Лёссовые почвы и почвы на

алевритовых отложениях

<30 - 70 40 1,0 - 7,0 3,6

Глинистые и суглинистые

почвы

<30 - 100 50 1,5 - 10,0 4,0

Аллювиальные почвы <30 - 150 45 1,5 - 5,0 2,6

Почвы на гранитах и гнейсах 30 - 100 55 1,0 - 3,0 2,2

Почвы на вулканических

породах

<30 - 150 55

1,5

- 7,0 3,6

Почвы на известняках и

известковых породах

<30 - 100 45 1,0 - 7,0 3,5

Почвы на ледниковых

отложениях и моренах

<30 - 50 40 2,0 - 3,0 2,3

Светлые почвы пустынь 30 - 150 55 1,0 - 10,0 3,8

Пылеватые почвы прерий <30 - 50 30 1,5 - 3,0 2,2

Черноземы и темные почвы

прерий

<30 - 100 40 1,0 - 7,0 3,0

Легкие органические почвы <30 - 100 45 1,0 - 15,0 2,5

Лесные почвы <30 - 150 50 1,0 - 20,0 4,1

Разные типы почв 30 - 200 55 1,0 - 7,0 2,9

Сорбция - ключевой процесс в цикле U, в результате кото рого часто отмечается

значительное накопление U в органических отложениях (в угле или торфе) [299, 688].

Склонность глинистой фракции почв адсорбировать Th и U продемонстри рована на рис. 24.

Согласно Мегуми и Мамуро [529], наблюдавшееся обогащение почвенных частиц изотопом

130

объясняется тем, что уранил-ион U0

обладает большей растворимостью, чем Th

, и

поэтому легче выщелачивается в ходе почвообразовательных процессов.

230

Th - дочерний изотоп в ряду распада

238

U. - Прим. ред.

Таблица 90. Лантаниды в различных видах наземной растительности

Элемент

Примерная

частота

обнаружения

в объектах,

Различные

наземные

растения

[94]

Лишайники

и мхи

[94]

Костёр

(Bromus sp.)

[462]

Овощи

[94, 462, 547]

Древесные

растения

[710]

Лишайники

и мхи [217]

Хвощи

(Equisetum sp.)

[217]

мкг/кг сухой массы мг/кг золы

La 100 3 - 15 000 400 - 3000 170 0,4 - 2000 30 - 300 13 - 150 1 - 30

Cе 100 250 - 16 000 600 - 5600 330 2 - 50 - 9 - 280 1 - 90

Рr 90 60 - 300 80 - 620 40 1 - 2 700 1,2 - 31 0,5 - 6

Nd 90 300 240 - 3000 150 10 - 8 - 150 3 - 50

Sm 90 100 - 800 60 - 800 35 0,2 - 100 200 - 700 2 - 40 2 - 4

Eu 80 30 - 130 20 - 170 8 0,04 - 70 - 1 - 8,7 1 - 2

Gd 80 2 - 500 60 - 560 37 <2 <100 - 300 2 - 28 3 - 8

Tb 70 01/01/20 6 - 70 9 0,1 - 1,0 - 0,3 - 3,3 1 - 2

Dy 70 50 - 600 40 - 360 - - 50 - 300 1,3 - 26 2 - 9

Ho 70 30 - 110 4 - 70 <20 0,06 - 0,10 150 0,2 - 4,5 1 - 2

Er 70 80 - 380 10 - 190 <500 0,5 - 2 <100 - 300 0,6 - 13 2 - 7

Tm 50 4 - 70 1 - 26 50 0,2 - 4 - 0,07 - 2,2 1

Yb 50 20 - 600 10 - 900 20 0,08 - 20 300 0,5 - 26 1 - 2

Lu 40 30 1 - 20 3 0,01 - 60 - 0,05 - 2,2 -

Относительно содержаний U и Th в почвах имеется сравнительно мало данных. Детально

исследованы только поверхностные слои почв США. Полученные результаты свидетельствуют

о сравнительно небольших вариациях содержаний этих элементов по типам почв.

Среднемировые значения содержаний Th в почвах лежат между 3,4 и 10,5 мг/кг, а для U -

между 0,79 и 11 мг/кг (табл. 92). По всей видимости, большие количества Th и U поступают в

биосферу при сжигании ископаемого топлива на электростанциях и в результате производства

фосфатных удобрений. Обогащение этими двумя элементами поверхностных слоев почв в

индустриальных районах пока еще не очень велико [355].

Значительный интерес в настоящее время привлекают работы по исследованию поведения

двух других элементов группы актинидов - так называемых трансурановых радионуклидов,

которые представляют собой изотопы, выделяющиеся в процессе производства электроэнергии

на атомных электростанциях. Эта группа включает различные изотопы плутония (Pu),

америция (Am), кюрия (Cm) и нептуния (Np). Наиболее долгоживущие и радиотоксичные

среди них

239

Рu и 241Аm вызывают наибольшую тревогу. Значительная часть аэрозолей,

образующихся при выбросах из ядерных устройств, так же как и осадки после взрывов

ядерных бомб, содержат Рu0

, некоторая часть Pu может поступать также при испарении

Pu(N0

)

Таблица 91. Торий и уран в главных типах горных пород (мг/кг).

Примечание. Приведены наиболее часто встречающиеся в литературе значения (по данным многих

источников).

Поведение этих радионуклидов, в частности

239

Рu, детально рассматривается в обзорных

работах [873, 832]. Вне зависимости от формы поступления Pu и Am в почву их растворимость

контролируется различными почвенными факторами, и они присутствуют главным образом в

виде комплексов с гуминовыми и фульвокислотами, а также в адсорбированной форме на

частицах глинистых минералов. В противоположность очень устойчивому Pu0

Pu(N0

)

является растворимым соединением. Он легко гидратируется и гидролизуется в почвенньх

растворах, образуя растворимые гидроксиды. Таким образом, растворимая, а потому и

доступная растениям фракции Pu (и вероятно, других трансурановых элементов), по-

видимому, представляет собой частицы гидратированных оксидов и органометаллические

комплексы. Якубик [350] детально изучил поведение

239

Рu и

240

Рu в луговых почвах

окрестностей Гейдельберга (ФРГ), где эти изотопы концентрируются в верхнем 10-см слое

почв до активностей 290 - 450 мкКи/км

, тогда как активность этих изотопов на глубине более

25 см составляет 1,6 - 5,8 мкКи/км2.

Растения. Оценка переноса Th, U и трансурановых радионуклидов из загрязненных почв

в растения имеет большое значение при исследованиях окружающей среды. Однако доступной

информации по этому вопросу мало.

Растворимые фракции названных элементов в почвах, по-видимому, легко поглощаются

Типы горных пород

Содержание

Th U

Магматические породы

Ультраосновные (дуниты, перидотиты, пироксениты) 0,004 - 0,005 0,003 - 0,010

Основные (базальты, габбро) 1 - 4 0,3 - 1,0

Средние (диориты, сиениты) 7- 14 1,4 - 3,0

Кислые (граниты, гнейсы) 10 - 23 2,5 - 6,0

Кислые вулканические (риолиты, трахиты, дациты) 15 5

Осадочные породы

Глинистые осадки 9,6 - 12,0 3 - 4 0,

Сланцы 12 3,0 - 4,1

Песчаники 1,7 - 3,8 45 - 0,59

Известняки, доломиты 1,7 - 2,9 2,2 - 2,5

растениями. Это отчетливо показано при исследованиях, проведенных в геохимических

провинциях, где в растениях накапливалось почти в 100 раз больше U, чем в других районах

[423]. Установлено, что растения обладают способностью эффективно накапливать

растворенный Pu и переносить его из корней в стебли [873]. Сообщалось о присутствии уран-

протеиновых комплексов в листьях Coprosma australis (семейство Rubiaceae) [789].

Шаклетт и др. [710] установили, что наибольшее содержание U в деревьях на грунте,

содержащем урановую минерализацию, составляет 2,2 мг/кг золы, а, по данным Госвани и др.

[276], значения содержаний U в ксерофитной и мезофитной растительности колеблются от 0,5

до 4,4 мг/кг золы (среднее 1,8). В полыни, выросшей около завода, производящего фосфорные

удобрения, накапливалось U до 8 мг/кг золы [278]. Боуэн [94] приводит интервал содержаний

U в наземной растительности от 5 до 69 мкг/кг сухой массы, а Лаул и др. [462] дают для

кукурузы и картофеля величину 0,8 мкг/кг сухой массы. Несколько более высокие значения и

более широкий интервал содержаний тория в наземной растительности (<8 - <1300 мкг/кг)

приводится Боуэном [94], а для овощей даются содержания Th от <5 до 20 мкг/кг [462] (все на

сухую массу).

Глава 9 ЭЛЕМЕНТЫ IV ГРУППЫ

Введение

По геохимическим свойствам и распространенности в земной коре элементы IV группы

сильно различаются. Их общие характеристики - слабая растворимость гидроксидов и оксидов

в воде, склонность к образованию связей с кислородом. Они часто имеют координационное

число 4.

Подгруппа IVa состоит из Si, Ge, Sn и Pb. Кремний, связанный с кислородом, - главный

неметаллический компонент всех горных пород (табл. 93). Как микроэлемент он может

рассматриваться только в отношении его биохимической роли. Следующие элементы

подгруппы - Ge, Sn и Pb - это микроэлементы, в земных условиях они проявляют

халькофильные свойства.

Из элементов подгруппы IVб Ti, - явно оксифильный элемент, он ассоциируется с

силикатными минералами и рассматривается как микроэлемент только из-за низкой

концентрации в растительных тканях. Два других элемента - Zr и Hf - сильно рассеяны в

литосфере и биосфере и примыкают к группе редкоземельных элементов.

Таблица 93. Кремний, германий, Олово, свинец, титан, цирконий и гафний в главных типах

горных пород (мг/кг, кроме специально указанных случаев)

Типы горных пород Si, % Ge Sn Pb Ti,% Zr Hf

Магматические породы

Ультраосновные (дуниты,

перидотиты, пироксениты)

19,0-

20,5

0,7-1,5

0,35-

0,50

0,1-1,0

0,03-

0,30

20-40

0,1-

0,6

Основные (базальты,

габбро)

23-24 0,8-1,6 0,9-1,5 3-8

0,90-

1,38

80-200

1,0-

4,8

Средние (диориты,

сиениты)

26,0-

29,1

1,0-1,5 1,3-1,5 12-15

0,35-

0,80

250-500 2-10

Кислые (граниты, гнейсы)

31,4-

34,2

2,0-1,4 1,5-3,6 15-24

0,12-

0,34

140-240 2-5

Кислые вулканические

(рио-литы, трахиты,

дациты)

30,8-

33,6

1 2-3 10-20 0,27 150-300 4,5

Осадочные породы

Глинистые осадки

24,5-

27,5

1,0-2,4 6-10 20-40

0,38-

0,46

160-200

2,8-

6,0

Сланцы

24,0-

27,5

1,3-2,0 6 18-25

0,44-

0,46

150-200

2,8-

4,0

Песчаники

31,6-

36,8

0,8-1,2 0,5 5-10

0,15-

0,35

180-220

3,0-

3,9

Известняки, доломиты 2,4-4,0 0,3 0,5 3-10

0,03-

0,04

20 0,3

Примечание. Приведены наиболее часто встречающиеся в литературе значения (по данным многих

источников).

Кремний

Почвы. Кремний - самый распространенный и относительно наиболее

электроположительный элемент земной коры. В некоторых специфических условиях он

способен растворяться и переноситься, причем мигрирует главным образом в виде

коллоидной фазы. Все силикатные минералы построены из основных структурных единиц

SiO

так называемых силикатных тетраэдров.

Кварц SiO

- наиболее устойчивый минерал почв. SiO

может присутствовать также в

некристаллической форме - в виде опала, которому приписывают биологическое

происхождение. В почвах аморфные силикаты, вероятно, участвуют в процессах адсорбции

анионов. Предполагается, что силикатный и фосфатный ионы конкурируют за позиции на

поверхности частиц почвенных минералов [530]. Тиллером [793] показано, что присутствие

мономера кремниевой кислоты в растворе повышает сорбцию катионов тяжелых металлов

(например, Сo, Ni, Zn) глинами.

В целом Si легко переходит из минералов в почвенные растворы, если он находится в

последних в неравновесной концентрации. По данным Карлисла и др. [121], растворенный Si

(главным образом в виде H

Si0

) присутствует в почвенном растворе в количестве 1 - 200 мг/л.

Концентрация Si в почвенных растворах и дренажных водах сильно зависит от некоторых

почвенных и климатических факторов. Особенно заметное действие на концентрацию Si в

растворах оказывает рН, однако подвижность Si в почвах не может быть точно предсказана

только по одной его величине. Обычно Si более подвижен в щелочных почвах, но описан и

такой случай, когда рост рН до 9 понижал концентрацию Si в растворе [121]. При рН выше

примерно 9,5 содержания Si в растворе резко возрастают.

Между Si и другими ионами - Р, Al, Cа, Fe - в почвах может наблюдаться некоторое

взаимодействие, изменяющее поведение Si. Например, в кислых почвах силикатный и

фосфатный ионы образуют нерастворимые осадки, которые могут связывать и ряд катионов,

тогда как оксиды Fe и А1 обладают заметной сорбционной емкостью в отношении

растворенного Si в форме H

Si0

. Органическое вещество, присутствующее в значительном

количестве в заливных почвах, повышает подвижность Si, вероятно за счет восстановления

водных оксидов Fe, которые высвобождают адсорбированные на них мономеры кремниевой

кислоты.

Растения. Кремний - обычный компонент растений, его концентрации могут изменяться

по величине на два порядка. По данным Метсона и др. [536], содержания Si (в % сухой массы)

в траве колеблются в пределах 0,3 - 1,2, в клевере 0,04 - 0,13 и в люцерне 0,1 - 0,2. Некоторые

виды растений могут накапливать гораздо большие количества Si (например, диатомовые

водоросли, осока, крапива и хвощи). Растения риса содержат Si до 10% сухой массы в шелухе

и до 15% (на массу золы) в листьях [121, 395].

Кремний поглощается из почвенного раствора в виде мономера кремниевой кислоты или

кремнезема. Его поглощение обычно пропорционально концентрации в растворе и скорости

переноса воды. Тинкером [798] сообщается, что, хотя потребление Si большинством

травянистых растений носит пассивный характер, у риса это сравнительно активный процесс.

Имеются также свидетельства того, что растения могут ограничивать потребление Si.

Например, клевер либо не пропускает H

Si0

через внешние покровы, либо связывает его в

корневых тканях и таким образом может понижать концентрацию Si в соках ксилемы

примерно до 6% его концентрации во внешнем растворе [121]. Хотя кремнийорганические

комплексы до последнего времени не были выделены, Карлайл и др. [121] показали, что Si в

растениях присутствует по крайней мере в двух формах, одна из которых представляет собой

протонированный кремнийорга-нический комплекс. В работе [941] сообщалось о выделении

из Thuja plicata специфического кремнийсодержащего комплекса (туйаплицинового

комплекса). В ней также указывается, что большая часть Si независимо от того, потребляется

ли он в виде мономера кремниевой кислоты или органических комплексов, отлагается в

растительных тканях в виде опала.

Кремний (вероятно, в форме аморфного кремнезема) пропитывает стенки эпидермиса и

сосудистых тканей [387]. Поэтому он упрочняет ткани растений, снижает потерю воды и

замедляет развитие грибковых инфекций. В тех случаях, когда накапливаются большие

количества Si, могут образовываться межклеточные отложения, состоящие из растительного

опала. Остатки от разложения таких растений вносят свой вклад в образование аморфного

кремнезема в почвах.

Уоллас [840] сообщает, что растворимый Si стимулирует рост растений. Это

стимулирующее действие, вероятно, связано с наблюдавшимся влиянием Si на рост

потребления Р и Мо растением, а также на перенос Мn в растительных тканях [326].

Обнаружено также антагонистическое влияние Si на поглощение В, Мn и Fe (см. рис. 16).

Предполагается, что Si усиливает как фосфорилирование сахаров, что увеличивает

поступление энергии для метаболических процессов, так и синтез cахаров, что находит

отражение в более интенсивном росте [3]. Дефицит Si, как установлено, воздействует на

репродуктивное развитие помидоров, выращиваемых на питательном растворе [546].

Биохимическая роль кремния до сих пор не выяснена.

Германий

Почвы. Содержание Ge в главных типах пород обычно составляет 0,3 - 2,4 мг/кг (см.

табл. 93). Распределение германия сходно с распределением кремния, и наинизшие его

содержания наблюдаются в известковистых осадках и мафических магматических породах. В

сульфидных рудах Ge находится в ассоциации с некоторыми тяжелыми металлами.

При выветривании Ge частично переходит в подвижное состояние, однако он легко

фиксируется (вероятно, в форме Ge(OH)

) на глинистых минералах, оксидах Fe и

органическом веществе. Высокие содержания Ge часто отмечаются в углях.

Германий может существовать в форме двухвалентного катиона; известны также его

комплексные анионы HGe0

, HGe0

и Ge0

. Распространенность Ge в поверхностном слое

почв США весьма однообразна и составляет в среднем 1,1 мг/кг (табл. 94). О содержании Ge в

почвах других стран данных очень мало.

Таблица 94. Содержание германия и олова в поверхностном слое почв США

(мг/кг сухой массы) [7с6]

Почвы

Ge Sn

Пределы

колебаний

Сред-

нее

Пределы

колебаний

Сред-

нее

Песчаные почвы и литосоли на песчаниках 0,6 - 2,1 1,1 <0,1 - 7,7 1,1

Легкие суглинистые почвы 0,6 - 1,6 1,2 <0,1 - 2,2 0,9

Лёссовые почвы и почвы на алевритовых

отложениях

0,9 - 1,6 1,3 0,3 - 1 ,8 1,1

Глинистые и суглинистые почвы 0,7 - 2,0 1,5 0,3 - 3,1 1 ,2

Аллювиальные почвы 0,6 - 2,1 1 ,з 0,3 - 4,2 1,7

Почвы на гранитах и гнейсах 1 ,0 - 1, 4 1,3 0,9 - 1 ,5 1,2

Почвы на вулканических породах 1,1 - 1,8 1,4 0,8 - 1,7 1,3

Почвы на известняках и известковых породах 0,6 - 1,3 1,0 <0,1 - 1,8 1,1

Почвы на ледниковых отложениях и моренах 0,9-1,7 1,2 0,1 - 1 ,1 0,6

Светлые почвы пустынь 0,8 - 1 ,6 1,2 0,7 - 1,9 1,2

Пылеватые почвы прерий 0,7 - 1,4 1,1 0,4 - 1,9 0,9

Черноземы и темные почвы прерий 0,8 - 1,6 1,3 0,2 - 5,0 1,4

Легкие органические почвы <0,1 - 1,1 0,8 0,1 - 7,9 1.2

Лесные почвы 0,7 - 1,8 1 ,4 0,2 - 2,8 1,1

Разные типы почв 1,5 - 1,8 1 ,6 - -

Растения. Несмотря на то, что Ge присутствует в растениях, о его физиологических

функциях ничего не известно. По данным Шредера и Балассы [695], пределы колебаний

содержания Ge в зерне составляют 0,09 - 0,70 мг/кг, а в овощах 0,02 - 1,07 мг/кг (все на

влажную массу). В пищевых растениях центральноамериканского региона Ge содержится в

количествах <0,01 - <0,10 мг/кг сухой массы [ 197]. Коннор и Шаклетт [145] сообщают, что

концентрация Ge в золе растений, если ее удается измерить (что бывает редко), составляет в

среднем 20 мг/кг. Германий был обнаружен только в 1 из 123 образцов испанского мха

(Tillandsia usneoides, семейство бромелиевых) в количестве 15 мг/кг золы, причем этот образец

был из района, подвергающегося загрязнению через атмосферу в результате индустриальной

деятельности [708].

Растения, вероятно, поглощают Ge с относительно высокой скоростью, возможно в форме

GeO

[395]. Растения риса могут легко накапливать Ge; они концентрируют этот элемент в

надземных частях примерно до 1% (в золе), несмотря на то, что Ge очень токсичен для

растений, а для риса - в особенности [516].

Предполагается, хотя данных пока еще мало, что между Ge и Si существует

взаимодействие и те растения, которые нуждаются в Si для роста, более чувствительны к Ge.

Известно, что даже при низких концентрациях Ge тормозит прорастание семян и развитие

растений [679].

Олово

Почвы. Данные о распространенности Sn в породах земной коры показывают, что его

концентрации повышены в глинистых отложениях (6 - 10 мг/кг) и понижены в

ультраосновных и из-вестковистых породах (0,35 - 0,50 мг/кг) (см. табл. 93). Олово образует

всего лишь несколько самостоятельных минералов, из которых наиболее важный рудный

минерал - касситерит SnO

, очень устойчивый при выветривании. Олово существует в виде

и Sn

и образует несколько комплексных анионов с кислородом и гидроксилом.

Подвижность Sn при выветривании сильно зависит от рН. Особенно это относится к Sn

который, являясь сильным восстановителем, может существовать только в кислой

восстановительной обстановке. Растворимая фракция олова по своему поведению близка к Fe

и А1 и остается в продуктах выветривания вместе с гидроксидами этих элементов. Есть

данные о способности Sn к образованию комплексов с органическими соединениями как

растворимых, так и нерастворимых, вследствие чего Sn в целом обогащает биолиты.

О присутствии Sn в почвах мало сведений. Исчерпывающие данные по этому вопросу

есть только в работе Шаклетта и Борнгена [706] (табл. 94). Хотя Sn поступает в почвы

главным образом из материнских пород, поверхностные горизонты всех почв содержат почти

одинаковые количества этого элемента в среднем 1,1 мг/кг. Презант [629] приводит интервал

содержаний Sn в почвах 1,1 - 4,6 мг/кг, а Кик и др. [390] 1 - 4 мг/кг. В стандартных почвенных

образцах содержание Sn составляет 4,5 мг/кг [818]. Обычный диапазон концентраций Sn в

почве - от 1 до 11 мг/кг, а в торфе - от 50 до 300 мг/кг золы [286].

Есть доказательства того, что неорганическое олово в водной среде подвергается

метилированию с образованием разнообразных метилированных форм [926].

Органометаллические формы Sn и их способность к биоаккумуляции привлекают в настоящее

время большое внимание из-за их возрастающего распространения в окружающей среде и

опасности для здоровья людей.

Растения. О том что Sn может быть жизненно необходимым или полезным элементом для

растений, каких-либо свидетельств нет. Растения могут легко поглощать олово, если оно

присутствует в питательных растворах, но при этом большая часть поглощенного элемента

остается в корнях [662]. В естественных почвенных условиях Sn, по-видимому, малодоступно,

вследствие чего измеряемые его количества обнаружены не во всех видах растений.

Обычный интервал содержаний Sn, по данным Гофа и др. [279], от 20 до 30 мг/кг золы.

Согласно Зуку [906], в зерне пшеницы найдено 5,6 - 7,9 мг/кг сухой массы. Для пищевых

растений Центральной Америки приводится интервал содержаний Sn от <0,04 до <0,1 мг/кг

сухой массы [197]. Коннор и Шак-летт [145] установили, что среднее содержание Sn в золе

растений составляет 15 мг/кг, однако элемент был обнаружен не во всех исследованных

образцах. В траве содержание Sn, согласно Чапману [131], колеблется от 0,2 до 1,9 мг/кг сухой

массы, а в зерне кукурузы среднее значение достигает 2,9 мг/кг.

В растениях, произрастающих в областях развития оловянной минерализации,

накапливается Sn примерно до 80 [686] и даже 300 мг/кг золы [613]. Установлено, что осоки и

мхи - наилучшие концентраторы Sn [286].

В растениях, произрастающих на загрязненных почвах, содержание Sn может быть

сильно повышено. Печек и Колский [608] обнаружили концентрацию Sn до 1000 мг/кг сухой

массы в сахарной свекле, выращенной вблизи химической фабрики, а Петерсон и др. [610]