WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 39 |

«СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ РОЛЬ В ОХРАНЕ ПОЧВ Москва 2010 0 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю. Н. ВОДЯНИЦКИЙ СОЕДИНЕНИЯ ...»

-- [ Страница 22 ] --

В почвах умеренной зоны образуется небольшое количество сильномагнитных оксидов (магнетита Fe3О4 и маггемита Fe2О3), доля которых от суммы всех оксидов железа невелика. Сильномагнитные оксиды выявляются по высокой величине магнитной восприимчивости почвы.

Степень магнитного оксидогенеза оценивают по значениям : она очень велика при удельной магнитной восприимчивости (10-8 м3/кг) 200, высока при 100–200, средняя при 50–100, низкая при 20–50 и очень низкая при 20 (Водяницкий, Мергелов, Горячкин, 2008).

У почв тундры Колымской низменности магнитная восприимчивость очень низкая: = (9–27)·10-8. Примечательно, что в почвах тундры нет обычной для почв Европы, США и южной Канады обратной связи между магнитной восприимчивостью и степенью гидроморфизма почв (Водяницкий, 1992; De Jong et al., 1998; De Jong, 2002; Grimley, Vepraskas, 2000). Специальные исследования показали, что широко распространенная обратная зависимость от влажности обусловлена редукцией сильномагнитного оксида железа маггемита Fe2О3 в переувлажненых почвах при сохранении другого сильного ферримагнетика – магнетита Fe3О4 (Водяницкий, Моргун, и др. 2009).

Но в криогидроморфных тундровых почвах фиксируется необычная, прямая связь восприимчивости и гидроморфизма горизонтов. В среднем у неглеевых горизонтов = 13·10-8, тогда как у глеевых возрастает до (18–19)·10-8; различия статистически достоверны при уровне вероятности Р 0,9. Следовательно, средние значения магнитной восприимчивости неоглеенных горизонтов достоверно ниже восприимчивости оглеенных. Этот парадокс можно объяснить отсутствием маггемита в неглеевых почвах и сохранением более магнитных Fe(II)-минералов в глеевых.

Сохранность литогенных Fe(II)-минералов – типичная черта почв со слабым развитием оксидогенеза железа. О формах железа в составе минералов почв тундры Колымской низменности судили по результатам мессбауэровской спектроскопии.

Спектры всех образцов представляют совокупность двух дублетов от ионов Fe2+ (D1 и D2) и двух от ионов Fe3+ (D3 и D4) в октаэдрических позициях с отличными интенсивностями в разных почвах (рис. 23). Два дублета от ионов Fe2+ (D1 и D2) по значениям изомерного сдвига и квадрупольного расщепления отвечают характеристикам биотита (Гончаров и др., 1982). Два дублета от ионов Fe3+ (D3 и D4) близки характеристикам ожелезненного монтмориллонита (Пермяков, 2005, Cardile et al., 1987). Рентген-дифракционный анализ ила позволил уточнить, что у смектита не индивидуальные частицы, а он входит в состав смешанослойных образований (слюда-смектит и хлорит-смектит). Подчеркнем, что на спектрах нет секстетов, ответственных за гематит Fe2О3 или гетит FeООН. Это говорит об отсутствии (гидр)оксидов железа с достаточно крупными и упорядоченными частицами. Нет также и тонкодисперсных частиц (гидр)оксидов Fe: почти у всех образцов (кроме одного) очень низкая красноцветность a* 2.

Слабое развитие криогидроморфных тундровых почв отражается в слабом оксидогенезе железа, т.е. в незначительном выходе железа из решетки силикатов. В переувлажненных криогидроморфных почвах создаются благоприятные условия для консервации даже такого неустойчивого минерала, как литогенный биотит. Все это говорит о низкой роли (гидр)оксидов Fe в формировании морфологических отличий изучаемых почв.

Но в оглеенных горизонтах G частицы биотита сохранились (по данным микроскопического анализа крупных фракций 50 мкм), хотя содержание железа в нем снижено. Доля Fe в составе биотита составляет 39–52% от валового количества в почве. В оглеенных горизонтах происходит как обезжелезнение биотита, так и редукция Fe(III) в составе смектитсодержащих минералов. После обработки пергидролем доля железа в биотите двух оглеенных почв снижается с 52 до 47% и с 39 до 36%, что согласуется с неустойчивостью этого Fe(II)-минерала. Низкое отношение Fe дит : Fe вал в почвах тундры (0.26–0.32) подтверждает слабое развитие оксидогенеза железа.

В гидроморфных почвах сизого цвета с низким значением красноты а* 2 возможна двоякая ситуация при редукции железа. В одних почвах редукция тонких, наиболее активных частиц (гидр)оксидов железа уже закончилась, и сохранились только наиболее крупные, плохо растворимые оксалатом аммония. Такая ситуация характерна для унаследованного глея, когда для продолжения редукции нет доступного источника Fe(III). В таком унаследованном глее критерий Швертмана может быть очень низким (0.00–0.06), как это действительно бывает в почвах южной Канады (McKeague, Day, 1966). Но при актуальной редукции Fe(III) в почве образуются и сохраняются Fe(II)-соединения, которые каталитически действуют на растворение (гидр)оксидов железа в реактиве Тамма, и тем самым повышают критерий Швертмана.

Естественно, в актуально глеевых почвах при участии каталитических процессов селективность химических вытяжек по отношению к свободным соединения железа нарушается.

Методы химического экстрагирования пригодны для почв с исходно развитым оксидогенезом железа; в таких почвах оглеение выражается в редукции (гидр)оксидов железа в прошлом либо в настоящее время. Для почв, где содержание (гидр)оксидов железа мало или они вовсе отсутствуют, а количество дисперсных и разупорядоченных Fe-филлосиликатов, напротив, значительно, использование данных химических обработок теряет смысл. Дело в том, при редукции дитионитом слоистых силикатов Fe(III) в решетке редуцируется до Fe(II), и оно переходит в раствор (Бабанин и др., 1995; Cardile et al., 1987; Manceau et al., 2000b; Stucki et al., 1984; 1987). Из Fe(II)-силикатов (например, биотита) железо в значительной мере извлекается оксалатом аммония по Тамму (Келлерман, Цюрупа, 1965). Следовательно из почв с низким содержанием (гидр)оксидов железа оба реактива растворяют главным образом железо из состава филлосиликатов. Упрощенно можно сказать, что Fe(II)силикаты растворяются преимущественно реактивом Тамма, Fe(III)-силикаты – реактивом Мера–Джексона. Сама идея сравнения химических форм железа для оценки оглеения почв исказится – химическая обработка будет отражать соотношение между растворимыми Fe(II)- и Fe(III)филлосиликатами.



Возвращаясь к почвам Колымской низменности, можно сказать, что в целом содержание оксалаторастворимых соединений железа высокое:

от 0.7 до 4.2%. Количество дитиниторастворимых соединений железа (Fe2О3)дит колеблется от 1 до 6%. Но насколько селективно действие вытяжек на этих почвах неизвестно.

Для криогидроморфных тундровых почв Колымы критерий Швертмана как будто применим: его значение выше в горизонтах G, чем CR (B) (рис. 24). Но некоторые факты вызывают сомнение. Например, высокое содержание свободных дитиониторастворимых соединений Fe. В глееземах торфянистых высокое содержание (Fe2О3)дит = 1.3–2.0% не согласуется с сизым цветом почв. Следовательно, вполне вероятно снижение селективности дитионит-цитрат-бикарбоната и растворение им не только (гидр)оксидов железа, но и Fe(III)-силикатов Слабоупорядоченные, легкорастворимые Fe(III)-монтмориллониты составляют основной резерв железа при химическом экстрагировании.

Такое влияние реактива Мера–Джексона хорошо известно. Со своей стороны, реактив Тамма быстро растворяет неустойчивый биотит.

Рис. 24. Величина отношения Fe окс: Fe дит (коэффициент Швертмана) в глеевых (G(Cg)), глееватых (CRg(Bg)) и неглеевых (CR(B)) горизонтах.

Эффективность химических критериев в криогидроморфных почвах связана с другим обстоятельством: различным составом и растворимостью Fe-силикатов. Поэтому смысл химических критериев должен быть согласован с составом экстрагируемых форм соединений железа. Для почв тундры Колымской низменности химический критерий оглеения Швертмана оказался эффективным по чисто формальным причинам, из-за разной растворимости силикатов, в частности биотита, реактивом Тамма, а ожелезненного смектита – реактивом Мера– Джексона. Не случайно значение критерия Швертмана в этих почвах иногда заметно превышает 1, что противоречит условию аддитивности экстрагируемых форм свободных соединений железа.

Таким образом, оксидно-железистая матрица оказывает решающее воздействие на проявление глеегенеза. При большом содержании (гидр)оксидов железа их редукция приводит к радикальному изменению цвета горизонта от теплых к холодным тонам, что характерно для почв Русской равнины. При малом содержании (гидр)оксидов железа редукция Fe может распространяться на неустойчивые Fe-филлосиликаты с минимальным цветовым изменением горизонта. Холодный тон горизонтов обусловлен цветом литогенной матрицы, содержащей небольшое количество (гидр)оксидов железа. Именно такая ситуация характерна для криогидроморфных почв Колымской низменности.

Стоит еще раз подчеркнуть, что при небольшом содержании (гидр)оксидов железа редукция Fe может распространяться на филлосиликаты с минимальным цветовым изменением горизонта, такой процесс, по нашему мнению, оглеением не является. В отличие от оглеения, которое обычно сопровождается увеличением дисперсности глинистой массы за счет растворения несиликатного Fe, цементирующего агрегаты, редукция Fe в решетке силикатов может приводить к их растворению и уменьшению содержания илистых частиц. В этом отношении редукция Fe в составе силикатов противоположна оглеению в его классическом понимании и требует отдельного пусть предварительного и дискуссионного названия – «редукционный метаморфизм Fe-силикатов».

РАЗДЕЛ 3. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА

В ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВАХ

Загрязнение почв может быть разнообразным. Мы рассмотрим только загрязнение нефтью и тяжелыми металлами, последнее включает аэрогенное и гидрогенное. Степень воздействия на почву сильно различается в зависимости от активности поллютанта.

Наиболее сильно влияет на почву загрязнение нефтью. Соединения железа способствуют деструкции нефти в гидроморфных почвах, при этом они сами видоизменяются. Гораздо слабее на почву влияет аэрогенное твердофазное загрязнение тяжелыми металлами. Выпадая на поверхность почвы, минералы, содержащие тяжелые металлы, медленно реагируют с ее компонентами, представляя собой «химическую бомбу замедленного действия». В составе аэральных промышленных выбросов обычно присутствует магнетит, минерал – способный отражать степень загрязнения почвы тяжелыми металлами. У тяжелых металлов, поступающих в растворенном виде в аллювиальные почвы со сточными водами, активность выше, чем у аэрогенных. В зоне переменного редокс потенциала гидрогенные металлы-поллютанты закрепляются в составе железо-марганцевых конкреций.

Систематическое изучение почв, загрязненных тяжелыми металлами, показало серьезное отличие минералогии железа от фоновых почв. В первую очередь это связано с загрязнением почв техногенным магнетитом. Последствия такого загрязнения разнообразны. Во-первых, магнетит служит носителем различных тяжелых металлов. Во-вторых, методы химического анализа соединений железа, принятые для фоновых почв, благодаря обилию техногенного магнетита теряют свою селективность. Особенно это заметно при использовании реактива Тамма, ориентированного на растворение аморфных и слабоупорядоченных соединений железа.

Роль железа в закреплении тяжелых металлов и металлоидов в почвах многогранна (Водяницкий, 1985; Мотузова, 1999; Ладонин, 2002;

Орлов и др., 2002). Поведение элементов-сидерофилов с переменной окисленностью (Cr, As, Sb) прямо определяется соединениями железа, участвующими в редокс процессах. Поведение тяжелых элементов с постоянной окисленностью зависит от соединений железа косвенно. В последние годы проведены многочисленные исследования роли соединений железа в закреплении тяжелых элементов в почвах.



Pages:     | 1 |   ...   | 20 | 21 || 23 | 24 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«ОбщаЯ  ЛимнОЛОгиЯ Пособие для студентов   географического факультета минСК  бгУ  2011 УДК 50 251(28) ББК 20.18 Л77 Рекомендовано ученым советом географического факультета 22 ноября 2010 г., протокол № 6 Рецензент доктор технических наук Б. В. Курзо Лопух, П. С. Л77 Общая лимнология [Электронный ресурс] : пособие для студентов геогр. фак. / П. С. Лопух, О. Ф. Якушко. – Минск : БГУ, 2011. – Режим доступа : http://www.elib.bsu.by, ограниченный. ISBN 978-985-518-595-7. В пособии обобщен и...»

«к учебнику Химия. 8 класс: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений / О.С. Габриелян. — 6-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2002 г. Введение § 1. Предмет химии. Вещества Ответ на вопрос 1. Хемофилия — любовь к химии, хемофобия — боязнь химии, обе эти крайние точки зрения не могут быть абсолютно правильными. Химия играет очень большую роль в жизни человека, ведь это металлургия, производство синтетических волокон, лекарственных и косметических средств, бытовой химии, в организме человека тоже...»

«издание 2-ое дополненное 1 Когда медицина основательно испортит себе желудок, применяя лекарства химического синтеза, и перепробует все органы тела животного, она возвратится к древнейшим лечебным средствам человечества — лекарственным растениям и снадобьям. Основатель фармацевтической биологии, профессор Александр Чирх, 1909 год. Внимание! Материалы, изложенные в данной книге, не могут быть использованы для самостоятельной постановки диагнозов и лечения! Поддержка здоровья, профилактика и...»

«ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ЗОНЕ ДЕЙСТВИЯ ГОРНОПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Т.Н. Александрова, Л.Н. Липина Институт горного дела ДВО РАН, IGD@rambler.ru lipina@igd.khv.ru RESEARCH OF THE MAINTENANCE OF HEAVY METALS IN SOILS AND VEGETATION TO THE OPERATIVE RANGE OF THE MINING ENTERPRISE В статье приводятся результаты исследований содержания тяжелых металлов в почвах и растительности в зоне действия горнопромышленного предприятия. Выявлены зоны локального...»

«Химия и Химики № 7 (2009)   Законы Паркинсона Сирил Норткот Паркинсон (фрагменты книги) ЗАКОН ПАРКИНСОНА, или Растущая пирамида Работа заполняет время, отпущенное на нее. Это всем известно, что явствует из пословицы: Чем больше времени, тем больше дел. Так, ничем не занятая старая дама может целый день писать и отправлять письмо племяннице в Богнор-Риджис. Час она проищет открытку, час проищет очки, полчаса адрес, час с четвертью будет писать и двадцать минут — решать, нужен ли зонтик, чтобы...»

«Психология любви и секса. Популярная энциклопедия: АСТ, Астрель; Москва; 2010 ISBN 978-5-17-062469-0, 978-5-271-25444-4 Аннотация Любовь и секс занимают очень заметное место в жизни человечества. Из-за любви люди лишают себя жизни, пишут стихи, возводят дворцы и начинают войны. Из-за секса идут в тюрьмы и ломают себе жизнь. Ученые установили, что наша жизнь управляется четырьмя основными потребностями: самосохранения, размножения, общения и потребностью в информации. Однако сексуальную...»

«VII Всероссийский конкурс учебно-исследовательских экологических проектов Человек на Земле 2008–2009 г.г. Положение ГЕНЕРАЛЬНЫЙ СПОНСОР КОНКУРСА – ИПСК НГС-ТЕМПОБУР Москва-2008 г. Положение VII Всероссийского конкурса учебно-исследовательских экологических проектов Человек на Земле Авт.-сост. Е.С.Ротина, А.В.Жердев, Г.П.Сапожникова, Н.Р.Буданова, Т.М.Вальковская. М.: Некоммерческое партнерство Содействие химическому и экологическому образованию 2008 – 16 с. Конкурс Человек на Земле проводится с...»

«Ю.П. Холюшкин, Е.Е. Витяев, В.С. Костин ЗАДАЧИ АРХЕОЛОГИИ И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГУМАНИТАРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Выпуск 18 Новосибирск 2013 УДК 004.9 + 902.1 + 930.1 + 303.05 ББК Т400 + 63.03 + 63.400 РЕДКОЛЛЕГИЯ Главный редактор академик РАЕН, д.и.н. Ю.П. Холюшкин Заместитель главного редактора д.ф.-м.н. Е.Е. Витяев (ИМ СО РАН) Ответственный секретарь: В.С. Костин (ИЭОПП СО РАН, Новосибирск) Редколлегия: академик РАЕН, д.и.н., профессор Л.И. Бородкин, д.и.н., профессор В.Н....»

«Tom Butler Bowdon 50 Success Classics: Winning Wisdom for Life and Work from 50 Landmark Books Издательство: Астрель, ACT 2006 г. 50 книг и великих идей, которые помогут вам изменить свою жизнь — это первое и только краткое введение в классические произведения, посвященные вопросам трансформации жизни. Это уникальное руководство, которое признает право каждого на более успешную и полную смысла жизнь, а, кроме того, показывает, что к цели самосовершенствования можно идти самыми разными путями....»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.