Влияние глицерина и борной кислоты в составе криогелей поливинилового спирта и крахмала на их биоразложение в почве, численность микрофлоры и рост растений

Проблема избыточного накопления использованных синтетических полимерных материалов может быть частично решена заменой их на биоразлагаемые материалы на основе восполняемого сырья. Одним из вариантов могут быть составы на основе синтетического и природного полимеров - поливинилового спирта (ПВС) и крахмала, с добавлением пластификатора и / или сшивающего агента. Важной особенностью ПВС и крахмала является способность их водных растворов после цикла замораживания-оттаивания формировать криогели - вязкоупругие тела, сохраняющие стабильность при положительных температурах. В статье изложены результаты экспериментов по моделированию биоразложения в почве криогелей ПВС и картофельного крахмала, модифицированных борной кислотой (БК) и глицерином. Показано, что сшивка борной кислотой делает криогели ПВС и ПВС с крахмалом более устойчивыми к воздействию аборигенной почвенной микрофлоры: за месяц потеря массы полимера достигла 24 и 60% соответственно. Введение в состав 5, 10 и 20% пластификатора - глицерина - повысило биоразлагаемость криогелей ПВС и крахмала до 79, 81 и 86% соответственно. Об активности деструктивных процессов свидетельствовало изменение численности почвенной микрофлоры: снижение численности с последующим частичным восстановлением в присутствии криогелей с борной кислотой и активный рост при разложении составов с глицерином. Повышение концентрации глицерина приводило к росту численности почвенной микрофлоры в 5-50 раз относительно контроля. Реакция тестовой растительной культуры (белой горчицы), однако, свидетельствовала о фитотоксичности продуктов распада криогелей с глицерином: в почвах после их деструкции сухая надземная масса была ниже на 60-70% относительно контроля. Фитопродуктивность почв после деструкции криогелей с борной кислотой менялась на разных этапах: сначала повышалась на 30-90%, затем снижалась на 15-40% по сравнению с контролем. Возможно, это стало следствием постепенного высвобождения бората из полимерных образцов: бор в малых концентрациях является микроэлементом для растений, а в высоких - оказывает токсическое действие. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ключевые слова

Авторы

Ссылки