Коллоидное серебро для почвы

Серебро

Агрохимикаты

Латинское название – Argentum – дано этому металлу в связи с его цветом и является производным от греческого «аргос», то есть «белый, блестящий». Русское название «серебро» происходит от слова «серп» и связано непосредственно с луной (серп луны). Блеск самородков серебра, окрашенных в светло-желтый цвет, похож на сияние ночного светила. Более того, в алхимии в качестве символа серебра используется знак луны.

Наиболее древние ювелирные серебряные изделия были обнаружены в захоронениях, относящихся ко второй эпохе Герзе, то есть 3900 – 3600 лет до нашей эры.

Серебряные самородки находят очень редко, гораздо реже золотых. Именно поэтомудо конца I тысячелетия до нашей эры серебро ценилось выше золота. Ситуацию изменило открытие способа выделения чистого серебра из свинцовых руд.

Благодаря ковкости и пластичности серебро широко применяется в ювелирном деле во всех странах мира. Высокая электро- и теплопроводность сделала этот материал незаменимым в технике. Химические соединения серебра разлагаются на свету, что используется в фотографии.

Современные исследования подтверждают широкий спектр противомикробного действия серебра, отмечают отсутствие устойчивости к нему у многих патогенных организмов, низкую токсичность и гипоаллергенность. Благодаря этим свойствам материал широко используется при создании медицинских препаратов антисептического, противовоспалительного и бактерицидного действия.

В последнее десятилетие активно изучается действие наночастиц серебра на рост и развитие растений. Многочисленные исследования подтверждают положительное воздействие элемента на ростовые процессы.

Физические и химические свойства

Серебро(Argentum) Ag– химический элемент побочной подгруппы первой группы периодической системы. Характеризуется ярко выраженным физиологическим воздействием на живые организмы, устойчивостью к воздействию кислорода воздуха в нормальных условиях. Атомный номер – 47. Атомная масса – 107,87.Плотность – 10,49 г/см3. Температура плавления – 960, 5°C. Температура кипения – 2210°C.

Серебро – белый, блестящий металл, в тонких пленках и проходящем свете – голубого цвета. На открытом воздухе, под действием сероводорода, серебро окисляется, покрываясь темным налетом сульфида серебра. Характеризуется наивысшей электро- и теплопроводностью среди прочих металлов периодической системы и лучшей отражательной способностью, в частности в инфракрасном и видимом свете. Растворимость серебра в воде – 0,04 мкг/л. В водных растворах ионы серебра образуют долго сохраняющие стабильность гидратированные ионы.

При повышении температуры и давления на поверхности серебра образуется одновалентный оксид серебра (Ag₂O). Суспензия этого соединения обладает антисептическими свойствами. При температуре 200°CAg₂ Oразлагается. Кроме указанного, устойчивым является и двухвалентный оксид серебра – AgO.

Серебро проявляет устойчивость к воздействию кислот. Разбавленная серная, соляная кислота и смесь концентрированной азотной и соляной кислот (царская водка) на него действия не оказывают в связи с образованием на поверхности металла защитной пленки из хлорида серебра (AgCl).

Хлорид серебра (AgCl) образуется в виде белого творожистого осадка нерастворимого в воде и кислотах при взаимодействии серебра с хлорид-ионами. На свету он постепенно темненнт и разлагается с выделением металлического серебра. Такими же свойствами обладают йодид и бромид серебра, но они имеют желтоватый цвет. Фторид серебра в воде растворяется.

Горячая концентрированная серная кислота (H₂SO₄) способна растворять серебро, образуя сульфат серебра(Ag₂SO₄).

Азотная кислота (HNO₃) растворяет серебро с образованием нитрата серебра (ляпис)–AgNO₃.Это бесцветные кристаллы хорошо растворимые в воде. Применяется ляпис в производстве фотоматериалов, в гальванотехнике, в медицине и растениеводстве.

Химические соединения серебра термодинамически малоустойчивы. При этом углерод-и азотосодержащие соединения одновалентного серебра разлагаются со взрывом.

№ пп	Название	Формула и содержание серебра	Блеск	Цвет	Черта	Удельный вес	Прозрачность
1	Серебро самородное	Ag (95 – 98%) спримесьюAu, Hg,Sb,Bi, Cu, As,Pl	металлический	серебряно-белый часто с темным налетом	белая, блестящая	10,1 – 11,1	непрозрачный
2	Электрум	Au, Ag

20 – 28% металлический светло-желтый до серебряно-белого и зеленоватого белая, блестящая 12,5 – 15 ,6 непрозрачный 3 Аргентит Ag₂S

87% металлический свинцово-серый до железно-черного серая со слабым блеском 7,2 – 7,4 непрозрачный 4 Прустит Ag₃AsS₃

65% алмазный ярко-красный (цвет киновари), темнеет кирпичная до ярко-красной 5,5 – 5,7 полупрозрачный 5 Пираргирит Ag₃SbS₃

60% алмазный черный до темно-серого темно-пурпурно-красная 5,7 – 5,8 просвечивает 6 Хлораргирит AgCl

75% смоляной до матового, у кристаллов алмазный серый, бесцветный, с бурым (зеленым) оттенком, на свету темнеет до черного блестящая 5,5 просвечивает 7 Стефанит Ag₅SbS₄ металлический сероватый до железно-черного железно-черная 6,2 – 6,3 непрозрачный 8 Миаргирит AgSbS₂ полуметаллический до алмазного железно-черный до стально-серого в тонких осколках кроваво-красный вишнево-красная 5,1 – 5,3 почти непрозрачный 9 Полибазит (AgCu)₁₆Sb₂S₁₁

75% металлический, алмазовидный, матовый железно-черный, в очень тонких осколках темно-красный черная 6,2 – 6,3 просвечивает

Физические свойства важнейших минералов серебра

Содержание в природе

Серебро – редкий металл, по среднему содержанию в земной коре находится на 69 месте среди остальных элементов периодической системы.

Его содержание по массе в земной 7х10 -6 %, в морской воде – от 1,5х10 -8 до 2,9х10 -7 %, в пресной – 2,7х10 -8 %.

Кларк серебра (среднее весовое содержание элемента в земной коре, породах, водах океанов, выраженное в процентах)равен 1х10 -5 . Есть мнение, что эта цифра несколько завышена. По данным японских ученых в породах Японии установлено следующее содержание серебра (в %):

в гранитах – 0,037х10 -4 ;
в гранитоидах – 0,050х10 -4 ;
в липаритах – 0,049х10 -4 ;
андезитах – 0,080х10 -4 ;
базальтах – 0,110х10 -4 ;
габбро – 0,110х10 -4 ;
ультроосновных породах – 0,600х10 -4 ;
в среднем для пород Японии – 0,08 х10 -4 .

По данным академика А. П. Виноградова содержание серебра в различных породах (в %) следующее:

ультраосновных – 0,05х10 -4 ;

основных – 0,1х10 -4 ;

средних – 0,07х10 -4 ;

кислых – 0,05х10 -4 ;

в глинах, сланцах – 0,1х10 -4 ;

песчаниках – 0,44х10 -4 ;

карбонатных – 0,02х10 -4 ;

в среднем по литосфере – 0,07х10 -4 ;
в метеоритах-хондритах – 0,094х10 54 ;
в железных метеоритах – 5х10 -4 .

Как микроэлемент серебро входит в состав тканей животных организмов. Элемент накапливается в гипофизе, эндокринных железах, в эритроцитах, в веществах участвующих в строении глаз. В организме человека в среднем содержится 20 мкг серебра на 100г сухого вещества. Физиологическая норма содержания серебра – 20 – 40 мкг на 100 г сухого вещества.В телах животных содержание серебра составляет до 0,02 мг на 100 г воздушно-сухой ткани.Примеси его в растениях присутствуют всегда. При этом количество находится в прямой зависимости от содержания в почве. В суточном пищевом рационе взрослого человека обращается порядка 0,1 – 0,8 мг серебра.

Высокую биологическая активность серебра в животных организмах связывают с его участием в синтезе гормонов и ферментов. В зависимости от концентрации в водных растворах ионы серебра могут стимулировать или подавлять активность ряда ферментов. Под их влиянием интенсивность окислительного фосфорилирования в митохондриях головного мозга увеличивается почти в два раза, увеличивается содержание нуклеиновых кислот, что приводит к улучшению снабжения клеток головного мозга кислородом.Препараты коллоидного серебра оказывают стимулирующее воздействие на функции кроветворения.

Содержание серебра в различных соединениях

В настоящее время большую часть серебра получают из его соединений. Самая важная серебряная руда – аргенит (серебряный блеск). Одновременно в качестве примеси серебро обнаруживается во всех медных и свинцовых рудах. Именно из них получают до 80% всего добываемого серебра. В России этот металл добывают из серебряно-свинцовых руд Урала, Алтая, Северного Кавказа.

Известно более 60 серебосодержащих минералов, которые делятся на 6 групп:

самородное серебро, содержит 95 – 99% серебра с примесью золота, платины, меди и других металлов;

сплавы серебра золотом (электрум) – 20 – 28 % серебра;

простые сульфиды серебра (аргентит) – 87 % серебра;

теллуриды и селениды серебра – гессит (63%), науманит (73%);

антемониды и арсениды – дискразит (до 74%);

галогениды и сульфаты – кераргирит (75%);

сложные сульфиды (тиосоли) – пираргирит(60%), прустит (65%).

Содержание серебра в почвах

В ничтожном количестве серебро присутствует в почвах почти всегда.Однако, связывается оно только гуминовыми кислотами верхней части гумусовой толщи. В частности, согласно последним исследованиям, среднестатистическое содержание данного элемента в черноземе обыкновенном Южного Урала 0,79±0,14 мг/кг

Коллоидное серебро

Чистое серебро малорастворимо в воде. Ядовитость растворимых соединений серебра – факт общеизвестный. Тогда как все типы наночастиц серебра характеризуются низкой или нулевой токсичностью.

Проблему снабжения животных и растительных организмов необходимой дозой серебра в настоящее время решают с помощью коллоидных систем, содержащих наночастицы серебра. Данные о действии коллоидных наночастиц серебра на живые организмы, в том числе и растения весьма противоречивы. В целом это связано с недостаточной изученностью вопроса. Однако, в целом наука склоняется к положительному влиянию минимальных доз серебра на рост и развитие растений и животных, как и других микроэлементов.

Коллоидная система

Любая коллоидная система состоит из сверхмалых частиц находящихся во взвешенном состоянии в той или иной среде, например воде. Размер частиц в коллоиде составляет от 0,1 до 0,00 1 микрона. При размерах частиц менее 0,1 микрона – система будет представлять собой истинный раствор,при размерах более 100 нм –суспензию.

Коллоидная система обладает тремя свойствами:

Состоит из разнородных компонентов.
Является многофазной.
Частицы не растворяются в растворе или суспензии.

Физико-химические свойства коллоидного серебра

Физико-химические свойства коллоидных наночастиц серебра определяютсяих агрегативной и седиментационной(способностью противостоять силе тяжести) устойчивостью, а также возможностью их окисления кислородом окружающего воздуха.

Устойчивость коллоидной системы в данном случае зависит от исходной концентрации ионов серебра в растворе.

Размеры наночастиц серебра варьируют в пределах от 3 до 100 нм. Физические свойства серебра в нанодиапазоне отличаются от свойств серебра. Например, уменьшение размеров частиц приводит к снижению температуры плавления.

Наночастицы серебра обладают большой удельной площадью поверхности, что увеличивает область контакта элемента с патогенными организмами и улучшает его бактерицидное действие. Одновременно увеличивается скорость адсорбции клеткой и транспортировка через клеточную мембрану.

Биологические эффекты наночастиц серебра

Горчица сарепская(Brassica juncea)– при проращивании семянна базальной питательной среде при использовании наночастиц серебра установлен положительный эффект, выражающийся в увеличении длинны, диаметра, числа листьев и побегов, а так же в повышение урожайности.

Рапс(Brassica napus) – привоздействии наночастицами серебра на ранних стадиях онтогенеза существенно наращивает массу корней и стеблей. Одновременно отмечается снижение энергии прорастания и всхожести семян.

Босвелия(Boswellia ovalifoliolata) – обработка семянускоряется прорастание и рост саженцев.

Спаржа лекарственная(Asparagus officinalis) – обработка семян ускоряется их прорастание и дальнейшее развитие растений. Одновременно отмечается повышение содержания аскорбиновой кислоты и хлорофилла в обработанных проростках.

Боб садовый(Vicia faba) – при добавлении в питательную средунаночастиц серебра отмечается снижение всхожести, замедление образования клубеньков (уменьшается численность бактерий симбиотов Rhizobium leguminosarum), замедление роста побегов, уменьшение длины корней.

Томаты(Solanum lycopersicum) – при добавлении в гидропонную среду наночастиц серебра всхожести не снижают, но уменьшают длину побегов и корней. Отмечается снижение активности фотосинтеза.

Редька посевная(Raphanus sativus) – при выращивании на гидропонной среде с добавлением наночастиц серебра всхожесть семян остается неизменной, длина корней и побегов уменьшается, снижается активность фотосинтеза.

Латук посевной(Lactucasativa) – отрицательное воздействие не наблюдается. Содержание серебра в съедобных частях растений составляет менее 1% от общего количества, внесенного в почву.

Знак влияния наночастиц на растения может зависеть от дозы внесения. При проращивании семян Риса посевного (Oryza sativa)на среде содержащей наночастиц серебра 30 мг/мл рост корней усиливается. При повышении концентрации до 60 мг/ мл проростки замедляли рост по сравнению с контролем. Одновременн, при увеличении дозы, отмечается уменьшение численности ризосферных организмов, поскольку бактериальные клеточные стенки повреждаются наночастицами серебра.

Подавление роста в зависимости от дозы и времени воздействия наблюдается у Ряски малой(Lemma minor), а прибольших концентрациях проявляются признаки окислительного стресса и изменения в структуре хлоропластов.

Фасоль золотистая(Phaseolusradiates) и Сорго зерновое (Sorghum bicolor)показывают большее подавление роста при выращивании на питательной среде с добавлением наночастиц серебра, чем на почве с аналогичными добавками.

Проведенные исследования на Многокореннике обыкновенном (Spirodela polyrhiza)по влиянию размеров наночастиц на токсические эффекты показали, что мелкие ( 6 нм) наночастицы более токсичны, чем крупные ( 20 – 100 нм).

Обработка семян кукурузы, томатов и огурцов наносеребром в концентрации 0,5г/л оказало негативное действие на рост корней и надземной части, снизило содержание белка и ДНК.

Наносеребро усиливает прорастание семян, длину проростков, корней и листьев, величину биохимических показателей (содержание хлорофилла, углеводов, белков, антиоксидантных ферментов) у фасоли и кукурузы.

Ячмень при обработке семяннаносеребром увеличивает длину корней проростков. Салат – уменьшает.

Влияние наночастиц серебра на морфологическое и физиологическое состояние растений зависит от их вида и формы. В частности, десятигранные наночастицы серебра значительно влияют на удлинение корней Резуховидки (Arabidopsis). Одновременно наночастицы сферической формы не оказывают на рост корней никакого эффекта.

В публикациях часто обнаруживаются противоречивые, часто противоположные данные о влиянии наночастиц серебра на растения. Это объясняется различиями в условиях экспериментов и недостаточнойизученностью вопроса, поскольку активные исследования влияния наночастиц серебра на растения ведутся не более 10 лет.

№ п/п	Диаметр Ag НЧ, нм	Условия эксперимента	Растение	Эффект
доза	субстрат	время
1	30	0–400 мг/л	ПС	1 нед	1	30
2	10	0,75–18 мкМ	ПС	1 нед	2	10
3	30 – 40	10 – 30 мг/л	ПС	3 нед	3	30 – 40
4	20	100 мг/л	ПС	25 сут	4	20
5	5 – 50	800 мг/кг	П	5 недель	5	5 – 50
6	10 – 15	0 – 1000 мг/л	Г	6 суток	6	10 – 15
7	2	0 – 500 мг/л	ПС	5суток	7	2
8	20	30 мг/л,60 мг/л	ПС	1 – 3 недели	8	20
9	10, 100	5 мг/л	ПС	2 недели	9	10, 100
10	5 – 25	0 – 40 мг/л	П,ПС	5 суток	10	5 – 25
11	6,20,1000	0,5 – 10 мг/л	ПС	72 часа	11	6,20,1000
12	100	0 – 500	Г	1 неделя	12	100
Примечание: Г – гидропоника; ПС – питательная среда; П – почва.

Влияние наночастиц серебра (Ag НЧ) на растения

Способы применения удобрений с серебром

Коллоидное серебро (наночастицы серебра) – наиболее перспективным и изученным способом применения удобрений, содержащих коллоидное серебро, является обработка семян, как путем замачивания, так и для инкрустации.

Нанокомпозиция на основе серебра с прилипателями используется при выращивании пшеницы, как экологически безопасный защитно-стимулирующий препарат нового поколения. В данном случае оптимально применять концентрацию наносеребра 150,0 – 200 мг/л.

Замачивание семян пшеницы в растворах, содержащих наночастицы серебра в концентрации 0,01 – 1,0 мг/ дм 3 наблюдается стимуляция интенсивности дыхания, повышается энергия прорастания и всхожести семян. Одновременно увеличивается биомасса сухого вещества, корней и надземной части проростков. При этом максимальная стимуляция накопления биомассы наблюдается в корнях.

Азотнокислое серебро–действующее вещество нитрат серебра. Применяют для размножения безвирусного посадочного материала и как препарат увеличивающий образование мужских цветков у кабачков морфотипа «цукини».

Черенки цветочно-декоративных культур дезинфицируют путем погружения на 3 минуты в 0,08% раствор нитрата серебра с последующим 4 – кратным промыванием в стерильной воде.

Для стимуляции образования мужских цветков семена кабачков замачивают в растворе азотнокислого серебра в течение 24 часов. Концентрация рабочего раствора – 0,5 г/л, 0,8г/л или 1,0 г/л.

Источник