Присутствие органического вещества в природных водах и почвенных растворах, как правило, способствует увеличению подвижности химических элементов в почвах.
При этом мобилизующее действие растворенного в воде органического вещества чрезвычайно разнообразно. Оно может проявляться в нейтрализующем действии отрицательно заряженных золей органического вещества на положительно заряженные золи минеральных коллоидов. Это может быть также пептизирующее действие воднорастворимых органических веществ, повышение кислотности среды, образование простых и комплексных солей или внутрикомплексных соединений.
В последнее время в геохимии и почвоведении складывается представление сведущей роли образующихся в результате разложения растительного опада природных комплексонов в миграции ряда химических элементов в зоне гипергенеза. Основная литература по этому вопросу касается железа. Установлено, что при воздействии на почву водных экстрактов из различных растений значительное количество железа переходит в раствор, при этом оно восстанавливается до двухвалентного состояния и входит в состав устойчивого железо-органического аниона комплексной природы.
В ряде работ отмечается увеличение подвижности кобальта, стронция, иттрия и церия в почве под влиянием воднорастворимых продуктов разложения растений. Показано также, что различные группы органических веществ обладают неодинаковой способностью к образованию комплексных соединений. Особенно большая роль в реакциях комплексообразования принадлежит низкомолекулярным органическим кислотам, фенолам, полифенолам, аминокислотам, алифатическим кислотам и ряду других продуктов метаболизма микроорганизмов, растений и животных. Эти вещества при отмирании организмов экстрагируются из них водой или вновь образуются в процессе разложения растительных и животных остатков. Поступая в природные воды и почвенные растворы, они способны переводить химические элементы из твердой фазы почвы в раствор и увеличивать тем самым их миграцию.
Нами были проведены опыты по изучению влияния водных экстрактов из свежеопавших листьев нескольких видов древесных растений на сорбцию радиоизотопов дерново-луговой почвой. Экстракты были приготовлены путем десятидневного настаивания 100 г опавших листьев в 5 л профильтрованной озерной воды при комнатной температуре. В приготовленные таким образом экстракты вносили радиоизотоцы железа, кобальта, стронция, иттрия, цезия и церия, после чего по описанной ранее методике изучали сорбцию этих радиоизотопов навеской почвы. Для сравнения параллельно проведены опыты по сорбции радиоизотопов из озерной воды и 0,01 М раствора комплексона ЭДТА.
В присутствии растительных экстрактов сорбция радиоизотопов почвой, за исключением цезия-137, заметно снижается. Если в вариантах с озерной водой в растворе остается 2—4% в расчете от исходного количества, то в вариантах с экстрактами — до 20—70%. В присутствии комплексона ЭДТА наиболее сильно снижается сорбция радиоизотопов железа, кобальта, иттрия и церия; в меньшей мере — стронция, и никакого влияния комплексен не оказывает на сорбцию цезия. Из всех пяти растительных экстрактов в среднем наименьшим десорбирующим действием обладает экстракт из хвои сосны, а наибольшим — из листьев осины, что, вероятно, связано с различным содержанием в этих экстрактах десорбирующих агентов.
Чтобы выяснить в какой мере десорбирующее действие экстрактов связано с содержанием в них свободных катионов и органического вещества, была проведена серия специальных опытов. Эти опыты показали, что удаление органического вещества из экстрактов почти полностью снимает их десорбирующее действие на железо и в меньшей степени — на кобальт. В опытах со стронцием-90 отмечено, что десорбирующее действие экстрактов обусловлено, в основном, наличием в них катионов кальция и магния.
Следовательно, десорбирующий эффект экстрактов может быть связан как с содержанием в них органического вещества, способного переводить отдельные химические элементы в растворимые соединения, так и с содержанием минерального компонента.
Итак, изложенные данные показывают, что водные экстракты из растительного опада снижают сорбцию радиоизотопов железа, кобальта, стронция, иттрия и церия почвой и тем самым увеличивают их подвижность в системе почва — раствор. Десорбирующее действие растительных экстрактов для перечисленной группы радиоизотопов обусловлено как органическим, так и минеральным компонентами.