Послное название:

ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА ВОЗДЕЙСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ НА СЛОЕВИЩЕ ЛИШАЙНИКА HYPOGYMNIA PHYSODES (L.) NYL. МЕТОДОМ ФУРЬЕ-ИК СПЕКТРОСКОПИИ


ГОУ ВПО «Тверской государственный университет» (г. Тверь, Россия)

    Работы с использованием Фурье-ИК спектроскопии в лихеноиндикации показали эффективность оценки состояния атмосферы и возможность использования этого подхода в мониторинговых исследованиях (Meisurova et al., 2009). Однако целесообразна дальнейшая разработка этого подхода, дополнительные эксперименты для выявления характера воздействия на лишайники наиболее распространенных загрязнителей атмосферы, источниками которых в городах является автотранспорт и предприятия. В этой связи, цель работы – изучение  характера воздействия диоксидов азота и серы (NO2 и SO2) на химический состав слоевища Hypogymnia physodes (L.) Nyl. методом Фурье-ИК спектроскопии. Для этого образцы лишайника H. physodes из фоновой зоны помещали в эксикаторы над парами NO2 и SO2 в течение 1-3 недель. В одни эксикаторы наливали по 20 мл азотной кислоты (HNO3) различной концентрации.  Известно,  что под действием света при комнатной температуре HNO3 разлагается с выделением NO2. Аналогичным образом проводили эксперимент и с серной кислотой (H2SO4). Для выделения паров SO2 в кислоту  опускали медную проволоку. С интервалом в неделю осуществляли запись ИК спектров на Фурье-ИК спектрометре «Equinox 55». Для записи спектров образцов использовали стандартную методику приготовления таблетки с бромидом калия (KBr). При проведении количественного спектрального анализа использовали программу OPUS-NT.
Фурье-ИК спектральный анализ образцов  H. physodes, выдержанных в парах HNO3 и H2SO4, показал химические изменения в составе лишайника, вызванные поглощением экотоксиканта слоевищем. Накопление лишайником NO2  приводит к образованию алкилнитратов, о чем  свидетельствуют полосы  в ИК спектрах образцов H. physodes на частотах 1381 (νs (-О -NO2)) и 874, 779 см-1 (δ (O–N–O)) (рис. 1а). На усвоение слоевищем SO2 может указывать образование нескольких типов соединений: сульфатов - (RO)2SO2  (1424, 873 и 711 см-1), сульфонов - R-SO2R (1313, 782, 666 и 518 см-1) и сульфокислот - R-SO2-ОН (1230, 1056, 851 и 581 см-1) (рис. 1б-г).

Рис. 1. ИК спектры образцов H. physodes из фоновой зоны (1) и образцов выдержанных в парах кислот: 32% азотной (2) (а); 98 (б), 3 (в) и 6% (г) серной (3, 4  и 5).
Тип образуемых в лишайниках соединений под воздействием поллютантов, а также степень вызываемых ими изменений химического состава определяется концентрацией поллютанта и временем воздействия. Количественный спектральный анализ образцов, показал, что повреждающее действие паров HNO3 в большей степени  зависит от концентрации кислоты, чем от времени экспонирования, в то время как влияние паров H2SO4  на лишайник показывает большую зависимость деструктивного эффекта от  времени экспозиции и в меньшей степени от концентрации поллютанта. Установлено, что наибольшую опасность для лишайникового слоевища представляют кратковременные воздействия 32 и 65%  HNO3, а также продолжительное влияние  (14-21 дней) низких концентраций H2SO4 – 3 и 6%. 
В дальнейшем целесообразно проведение дополнительных спектральных исследований по выяснению характера влияния других загрязнителей атмосферы на химический состав лишайника - соединений хлора, фтора, фенола и т.д.

Литература:
Meisurova A. F., Khizhnyak S. D., Pakhomov P. M. IR spectral analysis of the chemical composition of the lichen Hypogymnia physodes to assess atmospheric pollution // Jour. of Applied Spectroscopy. 2009. Vol. 76, Iss. 3. P. 420-426.