Кинетическая оценка способности к биодеградации гельформирующих почвенных кондиционеров в инкубационных экспериментах с инструментальным мониторингом диоксида углеродастатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 20 июня 2024 г.
Аннотация:Количественное изучение биодеградабльности полимерных почвенных кондиционеров необходимо для обоснованного прогноза их устойчивости и функционирования в почвах. С этой целью в работе предложен новый методологический подход на базе инструментального оборудования PASCO (США), позволяющего регистрировать непрерывные кинетические кривые эмиссии СО2 в лабораторных экспериментах по инкубации композитных гель-формирующих почвенных кондиционеров. Выявлены несколько характерных типов респирационных кривых и предложены новые физически-обоснованные модели для их описания с последующим расчетом периодов полураспада композитных гидрогелей. Впервые показана возможность быстрой биодеградации почвенных кондиционеров – суперабсорбентов влаги на основе полимерной акриловой матрицы, традиционно считающихся не биодеградабельными, при введении в их жидкую фазу биологически-активного компостного экстракта. При такой обработке, приближающей лабораторные эксперименты к реальным почвенным условиям, периоды полураспада, как известных европейских суперабсорбентов Aquasorb, Zeba, так и российских гидрогелей Aquapastus, снижались на порядок от исходных значений 2–6 лет до 0.1–0.3 года. На практике это может негативно сказываться на рентабельности применения таких материалов для кондиционирования почв из-за их быстрого разрушения и потери функциональности. Внедрение ионов серебра в инновационные композитные суперабсорбенты Aquapastus в дозе 0.1% или 10 ppm в набухших гелевых структурах эффективно снижает их биодеградабельность, пролонгируя период полураспада до 10 лет и более, что вдвое превышает западный стандарт к устойчивости полимерных мелиорантов. Исследование находится на стыке нескольких дисциплин и представляет интерес для широкого круга специалистов от физиков, биологов и химиков почв до химиков-технологов и геоинженеров.