Значение лития для почвы, растений, животных

11.01.2017

При выветривании пород Li легко высвобождается и попадает в растворы, из которых большая его часть захватывается глинистыми и в какой-то степени органическими образованиями. Считается, что Li наиболее подвижен в начале почвообразования, затем подвижность снижается. Отмечается, что его содержание в растворимых формах достигает 5% общего содержания, а содержание обменного Li, по Б. Деви, коррелируется с таковыми Ca и Mg. Фактические данные по распределению Li в почвах нашей страны, полученные Т.Ф. Боровик-Романовой с соавторами, свидетельствуют о повышенных его содержаниях в почвах лугов — 73 мг на 1 кг сухой массы (с.). Самые низкие количества Li (мг/кг) установлены в почвах на ледниковой морене (6,2 — Дания) и в органических почвах (1,2—1,6 — Дания, Новая Зеландия); самые высокие — в аллювиальных образованиях (в США — до 120; в других странах содержания во флювисолях 98, рендзинах 80, глейсолях 68); высокие его концентрации отмечаются в лёссовых и пылеватых почвах (95 — Новая Зеландия при ферсме 59±15) и в аридных зонах — солончаках, солонцах (42 — Россия, 55 — Новая Зеландия), а также каштановых и бурых (57 — Новая Зеландия, 37 — Россия), суглинистых и глинистых (45 — Новая Зеландия) и коричневых (Кавказ) почвах.
Изучение почв США показало более равномерное распределение Li — от 13 мг/кг в органических легких почвах и 18 мг/кг на моренах и ледниковых отложениях до 34 мг/кг в аллювиальных почвах при ферсме для США 22±2,8 мг/кг. Кларк Li в почвах, по Д.П. Малюго и А.П. Виноградову, 30 мг/кг; ферсм его в почвах нашей страны составляет 28,6+1,5 мг/кг.
Возрастание количества Li в почвах токсично для некоторых видов растений. Токсичными для растений считаются его содержания (г/л): хлорида 1,2—4, сульфата 0,2—0,5. Нормальной считается концентрация Li в листьях растений 3 мг/кг (с.), избыточной — 5—50 мг/кг. Наиболее чувствительны цитрусовые, которые болеют при концентрации Li в листьях от 4—40 до 140—220 мг/кг. Повреждение корней наблюдалось у кукурузы. Токсичность Li понижает Ca, который ингибирует поглощение Li из почв. Небольшие количества Li, по П.А. Власюк, увеличивают урожайность, качество картофеля, томатов, перца, сахарной свеклы, табака.
В организмах содержание Li, в отличие от других щелочных металлов, ниже, чем в морской воде, на основании чего он был оценен как элемент с низкой биофильностью. Однако после работ М. Анке, который впервые показал жизненную необходимость Li для развития животных, биологическая индифферентность этого элемента не подтвердилась. Li давно широко используется в психиатрической практике, нормализуя обмен медиаторов в центральной нервной системе. Он особенно эффективен при лечении маниакальных психозов и не оказывает влияния на психически здоровых людей, если не считать токсичного воздействия, которое может наступать при довольно низких концентрациях в плазме крови (1,6 ммоль/л). Данные, обобщенные А.П. Авцыным с соавторами, свидетельствуют о разностороннем биологическом действии Li на организм, которое проявляется физиологическими, фармакологическими и токсическими признаками. Первые обнаруживаются при концентрации Li (ммоль/л) в плазме крови от 0,14 до 1,4, вторые — при 1 и третьи — при 2. Высокие дозы (2—3 ммоль/л в плазме крови) вызывают светобоязнь, нефро- и тиреопатию, диарею, гиперпаратиорез, нейропатию и т. д. Летальная доза для человека 4—5 ммоль/л; особенно много случаев летального исхода имелось в США при применении LiCl.
Токсичными для животных (мыши — в желудок) являются содержания хлорида лития 1 мг/кг, а сульфата — 1,5 мг/кг. Летальные дозы Li приведены в табл. 26.
Значение лития для почвы, растений, животных

Признаки недостаточности Li в рационе питания, установленные только у коз и крыс, выражались в нарушении репродуктивной функции и повышенной смертности.
Кларк Li для живого вещества оценен величиной 6*10в-5 %.
Растения поглощают Li в различной степени. Т.Ф. Боровик-Романова с соавторами подсчитали показатели биологического поглощения (зола/почва). Высокое его значение — 0,8 установлено для семейства Solanaceae, некоторые виды которого, растущие в аридной зоне, накапливают ≥1 г/кг Li; для Rosaceae он 0,6, для Polygonaceae — всего 0,04. Больше всего Li в растениях, произрастающих на солончаках и других почвах повышенной солености. Средние содержания этого элемента для наиболее толерантных к нему семейств растений для нашей страны таковы (мг/кг с.): Rosaceae 2,9; Panunculaceae 2,0; Solanaceae 1,9; Violaceae 1,3; остальные ≤0,7. Характерными концентраторами Li являются табак, белена, дурман, дереза и некоторые другие пасленовые; среди лютиковых — василистник и др. Основное количество Li в растениях находится в листьях, но нередко и в корнях, что связывается с действием экологических барьеров. В растительных пищевых продуктах Li содержится в среднем (мг/кг): сельдерей 6,6; свекла 6,2; кукуруза — початки и солома 0,8, зерно 0,05; капуста — листья 0,5; морковь — корнеплоды 0,2; салат-латук 0,3; лук 0,06; апельсины 0,2; отмечается возможность и более высоких содержаний.
Оценки средних содержаний Li таковы (мг/кг): в растениях суши 0,1, моря 5, в животных суши ≤0,002, моря 1, в океанском планктоне 40 (фито- 50, зоопланктон 30), взвеси 20. Среди морских водорослей Li особенно концентрируется в бурых и красных.
В организме человека и животных соли Li полно (Bс = 1,0) и быстро всасываются в кровь и сравнительно равномерно распределяются по разным органам: в свежей ткани его концентрация 4 мг/кг, в крови — 19 мкг/л, в основном в плазме. Ежедневно в организм человека поступает от 100 мкг до 2 мг Li и, вероятно, столько же выводится (95% с мочой). Больше Li поступает в рацион с черным, чем с белым, хлебом. Tб выведения Li 1—2 сут. По Е. Хамильтон (1981 г.), суточное количество Li в рационе человека составляет (в мк*моль): в Англии 24,5 + 7,6, США 288, Индии 14,4.
Содержания Li, по обобщенным данным до 1977 г., в различных органах человека следующие (ж. — на живую массу, с. — на сухую; в скобках число анализов): кровь (мг/л) общая 0,016 (≥200), эритроциты 0,028 (?), плазма 0,03 (?, ~40% в спинномозговой жидкости), сыворотка 0,009—0,027 (60); остальные значения — n*10в-6: мозг 0,001—0,04 (?, ж.); сердце 0,01 (66, с.); почка 0,01 (16, ж.), 0,01—76 (≥200, с.); печень 0,007—0,15 (15, ж.), 0,026 (67, с.); легкие 0,06 (11, ж.), 0,14 (68, с.); мускулы скелетные 0,005 (6, ж.), 0,29 (15, с.); селезенка 0,03—75 (183, с.). Видна наибольшая концентрация Li в селезенке и почках, а также в печени. Основным накопителем его является скелет, содержание в котором ~0,7—3 мкмоль/л при дефиците и 14—29 мкмоль/л при избытке.