Иод и селен в почвах Брянской области (на примере бассейна реки Титовки)

Изучены особенности распределения I и Se в почвах сопряженных ландшафтно-геохимических систем бассейна р. Титовки (Брянской области, РФ), на разных типах почвообразующих пород (лессовидные суглинки и флювиогляциальные пески и супеси). Выявлено, что в контрастных условиях содержание обоих элементов варьирует в различных генетических горизонтах исследованных почв в широких пределах (I: 0,22–7,93 мг/кг, n = 93; Se: 0,001–0,67 мг/кг, n = 93, на воздушно сухую массу (в. с. м.)). Серая лесная суглинистая почва (Greyzemic Phaozems) на лессовидных суглинках содержит в верхнем 20 см слое в 2 раза больше I и почти в 4 раза больше Se, чем дерново-подзолистая супесчаная (Stagnic Retisols Arenic) на двучленных отложениях в том же слое (1,67 против 0,81 мг/кг в. с. м. по иоду (p < 0,05) и 0,45 против 0,12 мг/кг в. с. м. по селену (p < 0,05)). Это связано как с типом материнской породы и более высоким содержанием органического вещества, так и с более тонким гранулометрическим составом серых лесных почв. Содержание I и Se в донных отложениях р. Титовки (0,59 и 0,36 мг/кг в. с. м.) наиболее сопоставимы с верхним горизонтом дерново-карбонатно-глеевой почвы (Gleyic Calcic Fluvisols), опробованной в нескольких метрах от места взятия донных отложений (I: 0,57 мг/кг в. с. м.; Se: 0,35 мг/кг в. с. м.). При этом характер дифференциации элементов в почвенных горизонтах существенно различался, что обусловлено их сродством к разным геохимическим барьерам. Иод активно фиксируется на биогеохимическом и щелочно-карбонатном барьере и подвижен в восстановительных условиях. Селен, напротив, концентрируется на глеевом барьере и подвижен в окислительной обстановке. Это необходимо учитывать при оценке обеспеченности почв и местных продуктов питания указанными биологически значимыми химическими элементами, особенно в зонах, подверженных воздействию радиоактивных изотопов иода.

1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1970. 488 с.

2. Виноградов А.П. Иод в природе // Природа, 1927, С. 670–678.

3. Волкова Н.И., Жучкова В.К. Полесско-опольские ландшафтные экотоны // Вестник Воронежского ун-та. Сер. География и геоэкология, 2000. № 1. С. 26–30.

4. Воробьев Г.Т. Почвы Брянской области. Брянск: Грани, 1993. 160 с.

5. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа, 1988. 327 с.

6. Ермаков В.В., Тютиков С.Ф., Хушвахтова С.Д., Данилова В.Н., Боев В.А., Барабанщикова Л.Н., Чудинова Е.А. Особенности количественного определения селена в биоматериалах // Вестник ТГУ. 2010. № 3. С. 206–214.

7. Звонова И.А., Балонов М.И., Братилова А.А., Данилова И.О., Власов О.К., Щукина Н.В. Дозы облучения щитовидной железы у населения России вследствие выпадений радиоактивного иода после аварии на Чернобыльской АЭС // Атомная энергия. 2004. № 4(96). С. 310–316.

8. Зырин Н.Г., Зборищук Ю.Н. Содержание иода в пахотном слое почв европейской части СССР // Почвоведение. 1975. № 9. С. 49–54.

9. Калмет Р. Содержание иода в почвах Эстонской ССР // Научные труды Эст. НИИ земледелия и мелиорации. Таллин. Т. 36. 1975. С. 183–184.

10. Кашин В.К. Биогеохимия, фитофизиология и агрохимия иода. Л.: Наука, 1987. 261 с.

11. Ковальский В.В. Геохимическая экология. М.: Наука, 1974. 299 с.

12. Коробова Е.М., Берёзкин В.Ю., Данилова В.Н., Головин М.Л., Горохова М.И. Иод и селен в почвах сопряженных элементарных ландшафтов долины р. Титовка (Брянская область) // VI Международная научно-практическая конференция «Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы». Севастополь; Ханой; Воронеж: Цифровая полиграфия, 2019. С. 109–113.

13. Коробова Е.М., Кувылин А.И. Природные биогеохимические провинции с низким содержанием иода как районы дополнительного экологического риска в зонах воздействия аварии на Чернобыльской АЭС: материалы V биогеохимических чтений «Биогеохимическая индикация аномалий». М.: Наука, 2004. С. 156–167.

14. Коробова Е.М., Рыженко Б.Н., Черкасова Е.В., Седых Э.М., Корсакова Н.В., Данилова В.Н., Хушвахтова С.Д., Берёзкин В.Ю. К вопросу о формах нахождения иода и селена в природных водах и их концентрирование на ландшафтно-геохимических барьерах // Геохимия. 2014. № 6. С. 554–568.

15. Лебедев В.Н. Содержание селена в почвах БССР: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. Жодино: Бел. НИИ земледелия, 1973. 20 с.

16. Лозовский Л.Н. Иод в почвах Белоруссии: дис. … канд. биол. наук. М., 1971. 223 с.

17. Магомедова З.Г., Гиреев Г.И., Салихов Ш.К., Луганова С.Г. Эндемический зоб как результат дисбаланса биофильных элементов в окружающей среде // Труды института геологии дагестанского научного центра РАН (Махачкала). 2015. № 65. С. 114–117.

18. Орозбаева Ж.М., Бегалиев Ш.С., Топчубаева Г. Биогенные элементы селен, иод и их роль в организме // Актуальные проблемы современности. 2017. № 2(16). С. 212–216.

19. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975. 341 с.

20. Питкевич В.А., Шершаков В.М., Дуба В.В., Гарбузова Т.Т. Загрязнение территории России радионуклидами 137Cs, 90Sr, 239Pu + 240Pu, 131I. Прил. 1. Часть 2 // Радиация и риск. 1993. Вып. 3. С. 71–92.

21. Полынов Б.Б. Избр. труды. М.: Изд-во АН СССР, 1956. 751 с.

22. Пристер Б.С., Григорьева Т.А., Перевезенцев В.М., Тихомиров Ф.А. и др. Поведение иода в почве // Почвоведение. 1977. № 6. С. 32–41.

23. Побилат А.Е., Волошин Е.И. Особенности содержания селена в системе «почва – растение» (обзор) // Вестник КРАСГАУ. 2020. № 11(164). С. 98–105.

24. Потатуева Ю.А., Прокофьева Р.И., Бурак Ю.К., Алексеев Е.Д. Некоторые особенности поступления в растения иода на торфяных почвах // Агрохимия. № 10. 1976. С. 114–119.

25. Прошин А.Д., Дорощенко В.Н. Дефицит иода среди населения Брянской области. Брянск: Ладомир. 2005. 164 с.

26. Прохоров В.М., Щукин А.Б., Кветная О.М., Малкович Р.Ш. Исследование миграции радиоиода в почве // Почвоведение. 1978. № 1. С. 33–40.

27. Проскурякова Г.Ф., Никитина О.Н. Ускоренный вариант кинетического роданидно-нитритного метода определения микроколичеств иода в биологических объектах // Агрохимия. 1976. № 7. С. 140–143.

28. Сидельникова В.Д. Геохимия селена в биосфере // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. Труды Биогеохимической лаборатории. Т. 23. М.: Наука, 1999. С. 81–99.

29. Синдирева А.В., Степанова О.В., Кекина Е.Г. Экологическая оценка действия селена и иода в системе «почва – растение» в условиях Западной Сибири // Труды XI Международной биогеохимической школы «Биогеохимия – научная основа устойчивого развития и сохранения здоровья человека». Тула: Изд-во Тульский гос. пед. ун-т им. Л.Н. Толстого, 2019. С. 233–237.

30. Тихомиров Ф.А. Радиоэкология иода. М.: Энергоатомиздат, 1983. 88 с.

31. Тихомиров Ф.А., Каспаров С.В. Трансформация иодо-гумусовых соединений и их роль в доступности радиоиода растения // Тезисы докладов I Всесоюзной конференции по с.-х. радиологии. М., 1979. С. 157–158.

32. Ahmad S., Bailey E.H., Arshad M., Ahmed S., Watts M.J., Young S.D. Multiple geochemical factors may cause iodine and selenium deficiency in Gilgit-Baltistan, Pakistan, Environ Geochem Health, 2021, DOI: 10.1007/s10653-021-00936-9.

33. Balzer L., Schulz K., Birkel C., Biester H. Iron oxides control sorption and mobilisation of iodine in a tropical rainforest catchment, SOIL Discuss. Preprint, 2020, DOI: 10.5194/soil-2020-20.

34. Korobova E.M., Romanov S.L., Silenok A.V., Kurnosova I.V., Chesalova E.I., Beriozkin V.Yu. Iodine deficiency in soils and evaluation of its impact on thyroid gland diseases in areas subjected to contamination after the Chernobyl accident, Journal Geochem. Exploration, 2014, vol. 142, p. 82–93, DOI: 10.1016/j.gexplo.2014.02.028.

35. Korobova E.M. Soil and landscape geochemical factors which contribute to iodine spatial distribution in the main environmental components and food chain in the central Russian plain, Journal of Geochemical Exploration, 2010, vol. 107, iss. 2, p. 180–192.

36. Ligowe I.S., Bailey E.H., Young S.D., Ander E.L., Kabambe V., Chilimba A.D., Lark R.M., Nalivata P.C. Agronomic iodine biofortification of leafy vegetables grown in Vertisols, Oxisols and Alfisols, Environ Geochem Health, 2021, vol. 43, p. 361–374, DOI: 10.1007/s10653-020-00714-z.

37. Mohiuddin M., Yu Q., Si G., Irshad M., Farig M., Hussain Z., Duan L. Availability of iodine from acidified soil after manure amendments, Arabian Journal of Geosciences, 2021, vol. 14, 1916 (2021), DOI: 10.1007/s12517-021-08268-9.

38. Perez-Sirvent C., Martinez-Sanchez M.J., Garcia-Lorenzo M.L., Molina J., Tudela M.L., Mantilla W., Bech J. Selenium content in soils from Murcia Region (SE, Spain), Journal of Geochemical Exploration, vol. 107, iss. 2, p. 100-109.

39. Plant J.A., Kinniburgh D.G., Smedly P.L., Fordyce F.M., Klinck B.A. Arsenic and Selenium, Environmental Geochemistry, Treatise on Geochemistry, 2005, vol. 9, p. 17-66.

40. Fuge R., Johnson C.C. The geochemistry of iodine ? a review, Environmental geochemistry and health, 1986, vol. 8, no. 2, p. 31-54, DOI: 10.1007/BF02311063.

41. Shakhtarin V.V., Tsyb A.F., Stepanenko V.F. et al. Iodine deficiency, radiation dose, and the risk of thyroid cancer among children and adolescents in the Bryansk region of Russia following the Chernobyl power station accident, Int. J. Epidemiology, 2003, vol. 32, no. 4, p. 584–591, DOI: 10.1093/ije/dyg205.

42. World Reference Base for Soil Resources 2014. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. World Soil Resources Reports, no. 106. FAO, Rome.

43. Zhong X., Gan Y., Deng Y. Distribution, origin and speciation of soil selenium in the black soil region of Northeast China, Environ Geochem Health, 2021, vol. 43, p. 1257–1271, DOI: 10.1007/s10653-020-00691-3.