WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 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 27 ] --

Сферулы индустриального происхождения появляются в процессах выплавки металлов, в золе и шлаках ТЭЦ, сжигающих уголь, при проведении сварочных работ и т.п. Химический состав сферул не постоянный, меняется он в зависимости от технологии производства.

Построим зависимость содержания железа, растворимого оксалатом, от валового содержания в почве магнетита (рис. 27). Из графика видно, что количество (Fe2О3)окс прямо зависит от содержания магнетита; магнетит повышает содержание оксалаторастворимого железа. В образцах, где магнетит из-за низкого содержания мессбауэровской спектроскопией не диагностируется, содержание (Fe2О3)окс всего 0.2–0.6%, а при большом количестве магнетита оно достигает 4.4%.

Для растворимости магнетита наблюдается обратная зависимость от его магнитной восприимчивости (рис. 28). Очевидно, что высокодисперсные разновидности магнетита с минимальной восприимчивостью мало устойчивы к химическому воздействию растворителя.

Напротив, массивные частицы высокомагнитного магнетита растворяются оксалатом гораздо хуже. Полученная зависимость согласуется с данными о различном строении частиц магнетита (Загурский, 2008).

Рис. 27. Зависимость содержания железа, растворимого оксалатом, от содержания в почве валового магнетита.

На рис. 29 показана прямая зависимость критерия Швертмана от валового содержания магнетита в почве. При максимальном содержании магнетита (4%) критерий Швертмана приближается к 1. Напомним, что дитионит-цитрат-бикарбонат по Мера–Джексону плохо растворяет магнетит (Водяницкий, 2003а). Следовательно, присутствие магнетита дополнительно (за счет занижения Fe дит) завышает критерий Швертмана, что делает оценку степени гидроморфизма техногенно загрязненных почв по этому критерию бессмысленной.

Магнетит в загрязненных почвах становится доминирующим оксидом железа, превышая содержание гематита; что ощутимо при удельной магнитной восприимчивости почвы 600·10-8 м3/кг. В загрязненных почвах именно магнетит являРис. 28. Зависимость растворимости магнетита от его магнитной восприимчивости.

ется главной железосодержащей фазой-носителем ряда тяжелых металлов – сидерофилов. Это объясняет высокие коэффициенты корреляции между содержанием некоторых тяжелых металлов и магнитной восприимчивостью почв, наблюдаемые многими авторами (Иванов, 2003;

Страдина, 2008).

Почвы г. Пермь. Этот город – центр тяжелой промышленности, прежде всего машиностроения: здесь выпускается оборудование для металлургической, горнодобывающей и лесной промышленности, электротехнические изделия, авиамоторы, станки, речные суда. Развито химическое, нефтехимическое и нефтеперерабатывающее производство. Действуют крупный полиграфический комбинат, несколько ТЭЦ, автотранспортные предприятия, заводы строительной индустрии (Пермская область…, 1997).

Рис. 29. Зависимость критерия Швертмана от валового содержания магнетита в почве.

В 2005–2006 гг. проводили исследование аэрально загрязняемых почв газонов в центральных районах города: Ленинском, Свердловском и Индустриальном. Изучали поверхностные горизонты почв на шести улицах города.

Для сравнения использовали гидрогенно загрязняемые аллювиальные почвы в поймах малых рек притоков Камы: Данилиха, Егошиха, Ласьва, Мулянка. Помимо мелкозема, изучали минералогию железа в наилке, а также в составе новообразований – Fe-роренштейнах.

Содержание оксидов железа в почвах городских газонов по данным мессбауэровской спектроскопии приведено в табл. 23. Магнитная восприимчивость магнетита в среднем составляет (32800 ±7660)·10-8 м3/кг, это немного ниже, чем для почв г. Чусовой – (38300 ±2700)·10- м3/кг. Характерная черта магнетита в почвах Перми – широкое варьирование его магнитной восприимчивости от 14800 до 53200·10-8 м3/кг, что определяет высокий коэффициент вариации V= 52%. Низкие значения восприимчивости (14800–15700)·10-8 м3/кг отмечены в почвах газонов улиц Большевистская и Весенняя; близка к средним значениям восприимчивость магнетита в почвах на улицах Героев Хасана, Сибирской, Куйбышева (35800–53200)·10-8 м3/кг. Следовательно, в почвах этого крупного промышленного города оседают неодинаковые частицы магнетита, поступающие из разных источников.

Таблица 23. Содержание оксидов железа (%) и магнитная восприимчивость (10-8 м3/кг) почв г. Пермь Улица (Fe2O3)вал исх (Fe3O4)вал Многочисленные источники поллютантов характерны для Перми как крупного центра с предприятиями многих отраслей промышленности.

Вероятно, каждое из них выбрасывает магнетит со своей магнитной восприимчивостью. В пяти образцах почв газонов, где выявлен магнетит, его содержание превышает количество гематита: доля магнетита от суммы оксидов железа М : (М+Г) составляет 0.67–0.92 (так же как и в почвах г. Чусовой).

Одновременно был изучен наилок, поступающий из верховьев рек. В наилках выявлено небольшое содержание литогенного магнетита 0.13– 0.41% с высокой магнитной восприимчивостью (86000–98000)·10-8 м3/кг, значительно превышающей восприимчивость магнетита в почвах газонов.

Доля растворимого оксалатом литогенного магнетита 26–46% была несколько ниже, чем техногенного в почвах г. Чусовой. В нижних слоях аллювиальных почв содержится преимущественно маггемит Fe2O3. Характерно накопление маггемита в Fe-роренштейнах аллювиальных почв, где его содержится 0.6–1.1%.

Таким образом, состав ферримагнитных оксидов железа в почвах газонов отличается от таковых в аллювиальных почвах. Если в наилке аллювиальных почв присутствует литогенный сильномагнитный магнетит, а на глубине и в новообразованиях – маггемит, то в почвах газонов – техногенный слабо- и среднемагнитный магнетит.



Сильное различие в свойствах магнетита, возможно, сопровождается изменением состава ассоциированных с ним тяжелых металлов. Для экспрессной дифференциации форм магнетита целесообразно использовать специфические магнитные методы, в первую очередь, изотермические (Бабанин и др., 1995; Трухин, 1973; Maher, 1986).

Изучали почвы в районе Ревдинской техногеохимической аномалии. Почвы загрязнены выбросами Средне-Уральского медеплавильного завода, расположенного в районе Первоуральско-Ревдинского промышленного узла в Свердловской обл. Завод начал работу в 1940 г.; в настоящее время действуют два основных цеха: медеплавильный, дающий основной вклад в загрязнение воздуха в размере 87%, и сернокислотный. Атмосферные выбросы завода содержат двуокись серы, фтористый водород, а аэрозоли включают ряд тяжелых металлов: Cu, Zn, As, Cd и др. (Воробейчик и др., 1994). Территория находится в подзоне южной тайги Среднего Урала, лесистость более 60%. Почвы серые лесные глинистые и тяжелосуглинистые.

Территория по реакции на техногенную нагрузку разделена на зоны по данным экологов, оценивающих состояние растительности. В зоне техногенной пустыни древостой полностью погиб, травяной ярус либо отсутствовал, либо состоял из хвоща и злаков, был сильно развит моховой покров. Имелись эродированные участки с почти полностью смытой подстилкой и гумусовым горизонтом почвы. В импактной зоне у деревьев были обожжены листья, а вершины засыхали.

Нами проанализированы почвы двух разрезов, отобранных в 2000 г. Разр. 1 вскрыт в техногенной пустыне в 0,5 км к востоку от завода по господствующей розе ветров; разр. 2 – в импактной зоне в 1 км к западу от завода. Верхний слой почвы техногенной пустыни (разр. 1) сильно подкислен: рНводн 4.6. По мере удаления от завода кислотность почвы уменьшается. Результаты подсчета содержания растворимого оксалатом магнетита представлены в табл. 24.

Содержание растворимого оксалатом магнетита значительно ниже, чем в городских почвах Чусового – не более 0.7%; этот максимум приходится на поверхностный горизонт почвы техногенной пустыни.

Глубже по профилю содержание растворимого магнетита резко снижается до 0.01%. В импактной зоне содержание растворимого магнетита ниже, чем в техногенной пустыне: в верхнем горизонте его 0.15%, а с глубиной уменьшается до 0.00–0.04%.

Рис. 30. Зависимость критерия Швертмана от содержания растворимого оксалатом магнетита в техногенной пустыне (А) и в импактной зоне СУМЗ (Б).

На рис. 30 показаны зависимости критерия Швертмана от содержания растворимого магнетита в двух разрезах. Эти зависимости имеют прямой характер. В техногенной пустыне (гор. А0) при содержании магнетита 0.67% критерий Швертмана достигает очень высокого уровня (0.96), хотя никаких признаков оглеения нет. Таким образом, видна прямая зависимость критерия Швертмана от содержания растворимого магнетита. Очевидно, техногенный магнетит сильно растворяется реактивом Тамма. Показатели оглеения, основанные на содержании форм железа, в загрязненных почвах оказываются не удовлетворительными.

Глава 9. РОЛЬ ЖЕЛЕЗА В ЗАКРЕПЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОИДОВ

В АЭРОГЕННО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВАХ

Тяжелые металлы как особая группа элементов, в химии почв выделяются из-за токсического действия, оказываемого на растения при высокой их концентрации. Тяжелыми принято считать металлы с атомной массой больше 50, т.е. с ванадия. Целесообразно к группе тяжелых металлов присоединить и тяжелые металлоиды (полуметаллы). Тогда в группу природных тяжелых металлов и металлоидов войдут все элементы, начиная с ванадия, вплоть до урана. Исключаются галогены, образующие 17 группу в длиннопериодном варианте периодической системы Менделеева, и благородные газы 18 группы, а также металлы, не содержащие стабильных изотопов. Трансурановые элементы получены искусственно, и их не рассматривают.

Роль железа в закреплении разных тяжелых металлов и металлоидов не одинакова. Но в закреплении некоторых из них она велика и общеизвестна. Хорошо изучены элементы с переменной окисленностью: хром, мышьяк, сурьма, а также цинк и другие металлы с постоянной окисленностью. Этим элементам и посвящена данная глава.

Токсичность хрома зависит от его окислительного статуса. В природных условиях Cr существует в двух состояниях. Хромат оксианиона CrО42- высоко подвижен в почвах и грунтовой воде. Напротив, восстановленная форма Cr(III) образует малорастворимый гидроксид и формирует прочные комплексы с почвенными минералами (Sass, Rai, 1987). Редукция Cr(VI) до Cr(III) рассматривается как важный механизм снижения вредного влияния этого токсина (Hansel et al., 2003).

Развитие редукции Cr(VI) в анаэробных условиях определяется участием минеральных восстановителей: железа и серы. Даже когда скорость биологической редукции высока, влияние Fe(II) при рН 5.5 и S(-II) при рН 5.5 оказывается решающим и определяет судьбу Cr(VI) в анаэробных условиях (Fendorf et al., 2000). Редукция Cr(VI) ускоряется при участии металлоредуцирующих бактерий (Fredrickson et al., 2000;

Park et al., 2000). Микробная активность влияет на цикл Cr(VI) через образование химических редуктантов в форме Fe(II) и S(-II) в результате биологической редукции Fe(III) и сульфатов (Wielinga et al., 2001). Следовательно, в анаэробных горизонтах гидроморфных почв именно Fe(II) и сульфиды служат главными редуктантами Cr(VI). Их действие во многом зависит от рН среды.

Вид продуктов редукции Cr(VI) и их стабильность зависят от механизма биологической редукции. Это может быть прямая биологическая редукция или реакция с продуктами редукционного метаболизма. Хотя в обоих случаях хроматы редуцируются, конечные продукты могут быть различными. Прямая биологическая редукция хромата приводит к образованию подвижных Cr(III)-органических комплексов (James, Bartlett, 1983). Напротив, при редукции хромата с участием Fe(II) и S(-II) образуется относительно нерастворимая гидроокись Cr1хFeх(ОН)3·nН2О (Eary, Rai, 1991; Patterson et al., 1997), что важно для закрепления хрома в почве. Растворимость осадка гидроксида хрома пропорциональна отношению Cr(III):Fe(III) – с увеличением количества Cr(III) стабильность осадка снижается, хотя даже чистый Cr(ОН)3 мало растворим (Hansel et al., 2003; Sass, Rai, 1987).



Pages:     | 1 |   ...   | 25 | 26 || 28 | 29 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 3 4 1 2 ПК Профессиональные компетенции выпускника Обладать наличием представления о наиболее ак- Знать актуальные направления хими- Зачет, ПК-1 туальных направлениях исследований в современ- ческих исследований (нанотехнологии, экзамен ной теоретической и экспериментальной химии изучение процессов в экстремальных (синтез и применение веществ в наноструктурных условиях, химия и экология, химия технологиях, исследования в...»

«Электронная версия: Сергей Ольховик Serge Olkhowik (aka BaMba) hi@bamba.dp.ua, 2:464/227@fidonet г.Днепропетровск, 20 февраля 2005 г. ii Оглавление От автора 1 Нужно кое-что знать и уметь 2 Все очень просто............................ 2 Как это делают............................. 3 Кофеварки............................... 6 Растворимый кофе........................... 9 Как...»

«ПРИНЯТО Ученым советом ИГХ СО РАН Протокол № 7 от _20 июня 2012 Председатель Ученого совета ИГХ СО РАН член-корреспондент РАН В.С. Шацкий _ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (АСПИРАНТУРА) 25.00.36 Геоэкология (по отраслям) Иркутск 2012 год 1 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОСЛЕВУЗОВСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО ОТРАСЛИ 1.1. Ученая степень, присуждаемая при условии освоения основной профессиональной образовательной программы...»

«Аллергия. Мама, хочу быть здоровым! Тамара Парийская 2 Книга Тамара Парийская. Аллергия. Мама, хочу быть здоровым! скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Тамара Парийская. Аллергия. Мама, хочу быть здоровым! скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Тамара Владимировна Парийская Аллергия. Мама, хочу быть здоровым! 4 Книга Тамара Парийская. Аллергия. Мама, хочу быть здоровым! скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг!...»

«Л. А. БЕЛЯЕВА БИОХИМИЯ РАСТЕНИЙ Тексты лекций по спецкурсу для студентов IV курса специальности 1 – 31 01 01 02 Биология (научно-педагогическая деятельность) Гомель 2008 УДК 581. 19 (075.8) ББК 28.572 я73 Б447 Рецензент: кафедра химии учреждения образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины Рекомендовано к изданию научно-методическим советом учреждения образования Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины Беляева, Л. А. Б447 Биохимия растений:...»

«Книга издана при содействии специализированного фонда управления целевым капиталом для поддержки деятельности научно исследовательских работ в области биологии и медицины ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ Савельев С.В. С12 Дагор: искусство фотографии / С.В. Савельев. — М.: ВЕДИ, 2009. — 100 с.: ил. ISBN 978 5 94624 021 5 В книге описаны история создания и художественные возможности известных фотографических объективов анастигматов Дагор производства фирмы К. Герца. Подробно рассмотрена конструкция объектива и...»

«        НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ ПО УПРАВЛЕНИЮ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ В УЗБЕКИСТАНЕ           Проект Разработка интегрированной национальной программы для рационального управления химическими веществами и реализации СПМРХВ в Республике Узбекистан был реализован при техническом содействии Учебного и научно-исследовательского института ООН (ЮНИТАР) и финансовой помощи Трастового фонда Программы быстрого старта для СПМРХВ                                               Ташкент 2012 г.  2 Оглавление...»






 
© 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.