WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 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 4 ] --

Кремний сильно ингибирует образование лепидокрокита: его количество в лесных почвах Великобритании уменьшается с увеличением содержания Si(ОН)4 в почвенном растворе (Karim, Newman, 1986). Содержание лепидокрокита отрицательно коррелирует с атомным отношением Si : Fе в цитрат-дитионитовой вытяжке. Лепидокрокит не образуется в глеевых почвах Бангладеш, в которых содержится большое количество Si(ОН)4 в почвенном растворе:

от 0.7 до 1.0 мкМ. В почвах, где содержание дитиониторастворимого кремния Si дит достигает максимума, гидроксиды железа остаются рентгеноаморфными.

Другой важный ингибитор синтеза лепидокрокита – Аl. Увеличение его количества в растворе FeCl2 в модельном опыте существенно изменяло ход кристаллизации, снижая долю лепидокрокита и увеличивая долю гетита.

Положительно влияют на образование лепидокрокита фосфаты. В опыте с окислением сульфата Fe(II) доля лепидокрокита по отношению к гетиту увеличивалась с ростом атомного отношения Р : Fe (Сumplidо et al., 2000). В интервале рН от 5 до 8.5 при Р : Fe 0.5% формировался не лепидокрокит, а гетит. При увеличении отношения больше 2% ситуация меняется радикально, и среди продуктов окисления обнаруживается только лепидокрокит.

Ассоциированный Р прочно закрепляется частицами лепидокрокита. Установлено, что величина параметра b ячейки лепидокрокита отрицательно коррелирует с отношением Р : Fe в составе частиц лепидокрокита (Сumplidо et al., 2000). Такое снижение размеров ячейки указывает на вероятность вхождения фосфата вместо группы ОН в структуру минерала.

Различие строения решеток лепидокрокита и гетита приводит к тому, что фосфаты в решетку гетита не встраиваются.

Из органических лигандов детально изучено влияние цитрата на кристаллизацию (гидр)оксидов железа из раствора Fe(ClO4)2 (Krishnamurti, Huang, 1993). Результаты этих исследований сведены в табл. 2.

Цитрат, присутствующий в кислом растворе с рН 6 в количестве 10-5 М, ингибирует образование гетита. В нейтральном растворе с рН 7.5 цитрат в количестве 10-4 М ингибирует появление маггемита. При обоих значениях рН цитрат инициирует формирование лепидокрокита. Возможно, что способствуют синтезу лепидокрокита в оглеенных почвах с высоким содержанием органического вещества именно цитраты. Но при слишком высокой концентрации цитрата в растворе кристаллизация любых гидроксидов железа тормозится:

образуются только рентгеноаморфные частицы гидроксидов железа.

9 мес в присутствии цитрата и без него (Krishnamurti, Huang, 1993) Цитраты и фенолы представляют собой главные компоненты растительных корневых выделений. И те, и другие способны редуцировать Fe(III) в составе (гидр)оксидов до Fe(II). При дальнейшем окислении Fe(II) и гидролизе образуется лепидокрокит. Таким образом, становится понятно, почему этот минерал доминирует вблизи корней растений (Fitzpatrick et al., 1985).

Из других органических соединений почвоведы большое внимание уделяют солям щавелевой кислоты – оксалатам. Оксалат – распространенный низкомолекулярный анион лесных почв. Благодаря образованию прочных комплексов, оксалат способствует повышению концентрации Fe в растворе. Максимальная концентрация оксалата отмечается в ризосфере, в результате чего повышается доступность Fe растениям. В подзолистых почвах оксалат как доминирующий органический анион способен значимо влиять на минералогию железа.

Высокодисперсный лепидокрокит с размерами кристаллитов 20 нм полностью растворим оксалатом аммония в темноте по Швертману (Сumplidо et al., 2000). Высокая растворимость и большая удельная поверхность характерны для частиц лепидокрокита, образовавшихся в присутствии фосфатов. Это обстоятельство объясняет причину эффективности вивианита Fe3(РО4)2·8Н2О, применяемого как Fe-удобрение для борьбы с хлорозом на карбонатных почвах. Связано это с тем, что в результате окисления и растворения вивианита образуются наночастицы лепидокрокита, неустойчивые к воздействию оксалат-ионов в ризосфере.

Плохо окристаллизованный лепидокрокит часто встречается в гумусовых горизонтах, где он сохраняется под защитой органических кислот. Это доказано опытом с окислением органического вещества. Обработка почвы Н2О2 привела к трансформации такого лепидокрокита в гетит (Schwertmann, Таylоr, 1979).

В почвах тяжелого гранулометрического состава лепидокрокит обычно хорошо окристаллизован. Объясняют это тем, что в глинистых почвах вероятна локальная активность Fe(II) в тонких порах. Последнее приводит к образованию хемогенных хорошо упорядоченных частиц лепидокрокита.

Распространение. Лепидокрокит образуется в холодных тундровых почвах России (Зверева, 1983). Лепидокрокит обнаружен в илистой фракции бурых лесных почв на западе среднего Уэльса, Великобритания (Аdаms, Kassim, 1984). Здесь гидроксиды железа анализировали методом рентген-дифрактометрии. В гумусовых горизонтах присутствуют только рентгеноаморфные частицы гидроксидов железа. Это согласуется с известной ингибирующей ролью простых органических кислот, таких как щавелевая, препятствующих кристаллизации частиц гидроксидов. В иллювиальных горизонтах, где содержание органических кислот ниже, частицы гидроксидов в илистой фракции более упорядоченные, что позволяет идентифицировать их с помощью рентгена. В автоморфных почвах лепидокрокит доминирует в переходном гор. А/В с величиной рНводн 5.7–6.5. Здесь содержание лепидокрокита составляет 2.9–3.5% от массы илистой фракии. В гидроморфных почвах в иллювиальных горизонтах доля лепидокрокита еще выше и достигает 3.5–7.3% от массы илистой фракции. Иллювиальные горизонты более кислые (рНводн 4.3–4.7). Полученные результаты говорят о синтезе лепидокрокита из Fе(II) при его окислении преимущественно в гидроморфных, а не в автоморфных почвах.



Лепидокрокит приурочен к определенным новообразованиям в оглеенных почвах. Изучая их, Швертман и Фицпатрик (Schwertmann, Fitzpatrick, 1977) все железистые новообразования из почв Южной Африки: конкреции, охристые пятна, ожелезненные корневые чехлы и т.п. – подразделили на две группы: твердые и мягкие. Твердые новообразования выделяются низким содержанием глинистых минералов, мягкие – высоким. Состав гидроксидов железа был существенно различным, о чем свидетельствуют построенные нами гистограммы (рис. 4).

В твердых малоглинистых новообразованиях преобладает гетит – максимум статистического распределения приходится на интервал 30–40% гетита от общего количества гидроксидов железа. Содержание лепидокрокита в новообразованиях низкое: в 70% образцов его менее 10 отн.%.

Картина меняется в мягких сильноглинистых новообразованиях. В них гетита мало – до отн.%. Лепидокрокита гораздо больше: максимум статистического распределения приходится на группу образцов, содержащих 20–30 отн.% лепидокрокита. Таким образом, очевидна приуроченность лепидокрокита к новообразованиям с большим содержанием глинистых минералов.

Постоянно высокий и постоянно низкий окислительный потенциал одинаково препятствуют его образованию. В степных и лесных автоморфных почвах лимитирующим фактором является дефицит Fe(II). С помощью термомагнитного анализа мы не нашли лепидокрокит в воронежском черноземе и серой лесной почве Владимирского ополья.

Рис. 4. Гистограммы статистического распределения образцов с различным содержание гетита FeООН и липидокрокита FeООН в твердых сильноожелезненных (A) и мягких слабоожелезненных (Б) новообразованиях.

Гидроморфные субтропические почвы ЮАР (Shwertmann, Fitzpatrik, 1977).

Но и постоянно низкий окислительный потенциал в сочетании с очень высоким содержанием органических кислот тормозит синтез лепидокрокита. По нашим данным он отсутствует в торфянистых почвах Новгородской, Московской и Кировской областей.

Основные факторы, способствующие синтезу лепидокрокита: а) переменный окислительный потенциал, обеспечивающий как образование реакционноспособного Fe(II), так и его гидролиз и последующее окисление до лепидокрокита, б) небольшое содержание Аl и Si в почвенном растворе, в) тяжелый гранулометрический состав, способствующий застою влаги, г) слабокислая реакция среды, д) низкая летняя температура, препятствующая жизнедеятельности железоокисляющих бактерий.

Редкая распространенность лепидокрокита в лесных и степных почвах европейской части России (3–5%) объясняется, видимо, высокой активностью железоокисляющих бактерий, которые способствуют синтезу ферригидрита и фероксигита, но не лепидокрокита. В то же время лепидокрокит распространен в более холодных тундровых почвах (Зверева, 1983).

Связано это с тем, что при температуре 4–8С жизнедеятельность этих бактерий прекращается, что благоприятно влияет на синтез лепидокрокита. Часто лепидокрокит формируется в осадках в холодное время года при температуре 0–5С (Гипергенные окислы..., 1975).

Свойства. Химическая формула гидроксида FеООН. Свободная энергия образования гетита G = -492.1 кДж/моль (Diakonоv et al., 1994). Стандартный редокс потенциал Ео = 0.71 В.

Плотность 4.37 г/см3 (Schwertmann, Taylor, 1977). Гетит имеет орторомбическое строение.

Ионы Fе3+ заполняют половину октаэдрических пустот, образованных ионами кислорода в гексагональной упаковке. Каждый ион О2- имеет 1/2 ненасыщенной валентности, компенсирующейся вхождением Н+ с образованием прочной связи Н–О–Н. Параметры элементарной ячейки: а = 0.460, b = 1.000 и с = 0.302 нм. Высокое значение параметра b определяет волосовидную игольчатую форму кристаллов.

Природное разнообразие гетитов выражается в различной степени гидратированности и замещенности. Когда гетиты имеют избыточную сверх моногидрата воду, их называют гидрогетитами (FеООН·nH2О). Избыток воды может колебаться от 1–2 до 25–30 моль%. По влиянию, которое избыточная вода оказывает на свойства гидрогетитов, их можно разделить на две группы: до 9 моль% Н2О и больше (Багин и др., 1988).

Замещение Fe в решетке гетита изучают методами рентген-дифрактометрии, мессбауэровской спектроскопии и электронной просвечивающей микроскопии. Сдвиг параметров элементарной ячейки, наблюдаемый на рентген-дифрактограммах, и изменение характеристик мессбауэровских спектров обычно связывают с замещением Fe на Аl. Следует, правда, отметить, что снижение величины параметра с ячейки гетита может происходить не только за счет вхождения в решетку Аl, но и Мn или других металлов. Такой же неоднозначностью страдают и данные мессбауэровской спектроскопии. Исключение составляет электронная микроскопия, включающая энергодисперсионный анализ, которая обеспечивает более ясную информацию о типе замещения железа в решетке гетита. Тем не менее, изменения параметров ячейки гетитов и мессбауэровских характеристик в ряде почв, например в латерита (оксисолях), действительно связаны с внедрением Аl в решетку гетита.

Замещению Fe на Al способствует близость их ионных радиусов: для Fe3+ он равен 0. нм, для Al3+ – 0.057 нм. В то же время эти химические элементы имеют существенно различное строение электронных оболочек атома: железа 3d64s2, алюминия 3s23p1. В последние годы, благодаря применению локальных методов анализа, включая электронную микроскопию, получены однозначные доказательства присутствия в почвах Al-гетитов.

Изоморфное замещение Fe на Al достигает в гетитах 35 моль %. По степени замещения алюминия Al-гетиты будем разделять на три группы: низкозамещенные ( 11 моль % Al), среднезамещенные (11–22 моль % Al) и сильнозамещенные ( 22 моль % Al). Замещение Fe на Al сильно сказывается на свойствах частиц гетитов. Прежде всего, это приводит к уменьшению размеров частиц гетита и изменению их габитуса. Вместо иголок, характерных для гетита, Al-гетит в почвах бывает представлен агрегатами мелких слипшихся частиц неправильной формы.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«Том 1. ОТЧЕТ Обследование памятника истории и культуры: Коневский Рождество-Богородичный мужской монастырь Южный корпус по адресу: Ленинградская область, Приозерский район, о. Коневец Книга 1. Научно-технический отчет Книга 2. Обмерные чертежи Шифр ОБ-00161/1 Утверждаю Научный руководитель ПНИПКУ Венчур д.т.н., проф. Н.И.Ватин _2008 г. Ответственный исполнитель А.В.Улыбин Санкт-Петербург 2008 Производственное, научно-исследовательское ® ВЕНЧУР и проектно-конструкторское учреждение Список...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОДБ.06. ХИМИЯ КУРСК 2011г. КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КУРСКИЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ СВЯЗИ РАССМОТРЕНО УТВЕРЖДЕНО на заседании методической комиссии Директор ОГОУ НПО КПЛ связи Протокол № 11 _П.П.Ремпель От 24 июня 2011г Приказ №_ Председатель методической комиссии от 30 июня 2011г Л.А.Лабузова СОГЛАСОВАНО Заместитель директора по ООД _Т.В.Домашева...»

«МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР Государственный дорожный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт ГИПРОДОРНИИ РУКОВОДСТВО ПО СОСТАВУ МАТЕРИАЛОВ РАЗДЕЛА ПРОЕКТА (РАБОЧЕГО ПРОЕКТА) ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Часть I Автомобильные дороги и мостовые переходы Одобрено Минавтодором РСФСР от 18 апреля 1984 г. протокол № 23 Москва 1984 Руководство разработано по заданию Главдортеха, утвержденному Минавтодором РСФСР 01.02.1983 г. В нем изложены основные методики расчета степени...»

«Том 7. АЗОВСКОЕ МОРЕ Том 7 АЗОВСКОЕ МОРЕ (М.В. Крыленко, В.В. Крыленко) СОДЕРЖАНИЕ 7.1 Оценка текущего состояния и проблем уникальных береговых ландшафтов Азовского моря, степени их уязвимости к воздействию внешних факторов природного характера 1103 7.1.1 Географическое положение 1103 7.1.2 Геологическое строение, рельеф дна, донные осадки 1104 7.1.3 Климат, гидротермические условия, ледовый режим 1107 7.1.4 Речной сток 1112 7.1.5 Уровень моря 1113 7.1.6 Общая циркуляция вод, волновой режим...»

«МИКРОЭЛЕМЕНТЫ-ГАЛОГЕНЫ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. РИСК ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ (обзор литературы) Аннотация. В статье на основе данных научной литературы рассматривается проблема формирования на урбанизированных территориях искусственных биогеохимических аномалий, связанных с изменением содержания и соотношения в окружающей среде и биологических объектах йода, брома, фтора и их неорганических и органических соединений. Приводятся результаты собственных исследований о...»

«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...»

«Дорогие ребята! Вашему вниманию предлагается комплект заданий заочного тура Всесибирской олимпиады школьников по химии 2012-2013 года. В Вашем распоряжении почти полтора месяца времени и все доступные методические ресурсы: библиотеки, книги, задачники, Интернет и т.д. Единственное, о чем мы бы хотели Вас очень сильно попросить: постарайтесь выполнять задания максимально самостоятельно, не переписывая решения друг у друга. Помните, что для того, чтобы попасть в число призеров, вовсе не...»

«АНТОНЮК Людмила Петровна РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА БАКТЕРИИ AZOSPIRILLUM BRASILENSE SP245: ОСОБЕННОСТИ АЗОТНОГО ОБМЕНА И ВЛИЯНИЕ ЛЕКТИНА ПШЕНИЦЫ (АГГЛЮТИНИНА ЗАРОДЫШЕЙ ПШЕНИЦЫ) 03.00.04 – биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2002 2 Р а б о т а в ы п о л н е н а в л а б о р а т о р ии б ио х им ии И н с т и т ут а б ио х им ии и ф из ио л о гии р а с т е н и й и м ик р о о р га низ м о в Р А Н, г. С а р а т о в Н а уч н ы й к о н с у л ь т а...»

«Идентификация микроорганизмов Стандарт в идентификации микроорганизмов Erba Lachema в течение многих лет производит и поставляет диагностическую продукцию для клинических лабораторий. Достигнуты значительные успехи в расширении ассортимента и улучшении качества продукции для биохимической идентификации бактерий. Принцип работы и дизайн наборов МИКРО-ЛА-ТЕСТ® Наборы MIKRO-LA-TEST® - микротитровальные стриппированные 96тилуночные пластинки с 1, 2 или трехрядными вертикальными стрипами для...»

«Роль памятников природы в сохранении флористического и фитоценотического разнообразия (на примере Беляевского района Оренбургской области). ВЫПОЛНИЛА: студентка 1 курса химико-биологического факультета (кафедра общей биологии) Алпацкая Татьяна НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: Калмыкова Ольга Геннадьевна к.б.н.,научный сотрудник Института степи УрО РАН, преподаватель кафедры общей биологии ОГУ Оренбург – 2010 Введение Сохранение видового разнообразия растительного покрова является в настоящее время очень...»






 
© 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.