Интенсивность биологического поглощения
Наиболее важной стороной геохимической деятельности растений является перераспределение газов на поверхности Земли, сопровождающее синтезирование органического вещества. Одновременно в миграцию вовлекаются химические элементы из почвы, которые остаются после сжигания в составе золы. Захватывая рассеянные элементы, растительность вовлекает их в особую форму движения – биологическую миграцию. Физиологическое значение разных элементов неодинаково, поэтому можно ожидать, что интенсивность их вовлечения в биологическую миграцию будет также различной.
Для оценки интенсивности биологического поглощения элемента надо сравнить величину его содержания в организме с содержанием в источнике, из которого данный элемент поступает. Следовательно, необходимо сравнить кларки титана и молибдена в фитомассе и земной коре, которая служит источником этих металлов в глобальном плане. Наиболее правильным будет сопоставление земных кларков рассеянных элементов с их концентрацией в минеральной части растений, т.е. в золе. Катионы, содержащиеся в золе, разделены на сильные, создающие хорошо растворимые щелочи и слабые.
Элементы, у которых Аx > 1, называются элементами «биологического накопления» и выделяются в 2 группы: 1 группа (10n – 100n) – энергично накапливаемые (P, S, Cl), 2 группа – сильно накапливаемые (Ca, K, Mg, Na, Sr, B, Zn) при Ax от n до 10n (табл. 4.3). Растения очень активно захватываются бор, бром, йод, цинк и серебро, у которых величина Ах выше 10
Для 3 группы элементов Ax < 1 (от n до 10n), хотя некоторые элементы – Cu, Ni, Co и др. могут тоже значительно поглощаться и накапливаться в живом веществе, но все же менее чем элементы 2 группы. Низкие значения Ах для таких элементов, как галлий, цирконий, титан, иттрий, лантан можно объяснить тем, что они присутствуют в земной коре в трудно доступных для растений формах, а другие, например уран, фтор, токсичны и поэтому поглощаются ограниченно, их повышенное поглощение убивает организм. Большинство элементов 3 группы только захватывается, а не накапливается. 4 и 5 группы – это группы слабого и очень слабого захвата.
Таблица 4.3
* по Перельману (1966)
Например, расчеты показали, что растительность аккумулирует молибден в несколько десятков раз интенсивнее, чем титан. Рассматривая ряды поглощения элементов, мы устанавливаем очень интенсивное поглощение сильных анионов (Cl, S, Р), для которых Ах составляет 10-n—100-n и значительно более слабое поглощение катионов (Са, Mg, Na, К), для которых Ах равен п.Al, U, Zr поглощаются живым веществом в 100 раз меньше, чем элементы 2 группы.
Выделяются следующие геохимические особенности биологического поглощения: если сравнивать поглощение анионов и катионов, то оказывается, что интенсивность поглощения организмами сильных анионов (Cl, S, Р) в десятки раз больше, чем интенсивность поглощения сильных катионов (Са, Mg, Na, К). Отметим, что вещества, являющиеся слабыми катионами или анионами также слабо поглощаются живым веществом. Таким образом, значения Кларков рассеянных элементов в земной коре не предопределяют интенсивности их биологического поглощения.