WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 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 6 ] --

Чаще всего при старении ферригидрита конечный продукт состоит как из гематита, так и из гетита. Доля гематита достигает максимума в слабощелочной среде, а минимума – в умеренно кислой. Рост температуры и снижение влажности приводят к более быстрой трансформации ферригидрита и увеличению отношения гематит : гетит.

Большое значение имеют анионы раствора. Их влияние хорошо изучено на примере фосфата. Это не удивительно, учитывая интерес почвоведов к закреплению фосфатов оксидами железа. Оксиды железа обычно содержат фосфаты в окклюдированной форме.

Очень прочно фосфаты закрепляются при совместном осаждении с Fе.

Фосфаты активно взаимодействуют с гидроксидами железа преимущественно через специфическую адсорбцию (лигандный обмен) с поверхностными ОН-группами частиц гидроксидов. Вследствие этого фосфаты заметно влияют на тип новообразованных стабильных (гидр)оксидов железа.

Небольшое количество фосфатов в системе влияет на ферригидрит следующим образом.

Во-первых, они тормозят кристаллизацию ферригидрита. Во-вторых, когда трансформация ферригидрита все же происходит, фосфаты благоприятствуют образованию частиц гематита.

Подробные исследования провели Гальвес с соавт. (Galvez et al., 1999). Когда фосфаты отсутствуют, то при температуре 25–50С в кислой среде доминирует гетит, а в щелочной – гематит. При температуре 100С доля гематита возрастает во всем интервале рН от 3 до 9.

Степень влияния фосфата зависит от рН, достигая максимума в умеренно кислой среде.

Точка нулевого заряда чистого ферригидрита высокая и лежит в интервале рН 7–9; в щелочных условиях электростатические силы стимулируют кристаллицацию ферригидрита и превращение в гематит. Напротив, рост частиц гетита тормозится низкой концентрацией предшествующих ему мономерных частиц, в результате чего при рН 7–9 гематит доминирует над гетитом в продуктах кристаллизации ферригидрита.

Парагенез с оксидами железа. Литогенный гематит очень часто ассоциирован в почвах с оксидами железа: магнетитом и маггемитом. Этот парагенез примечателен своей избирательностью особенно на фоне того факта, что ассоциации литогенных частиц гематита с гетитом встречаются гораздо реже.

Покажем это на примере красных и желтых ферраллитных почв Конго (Водяницкий, 2003).

Изучены две геохимические катены протяженностью 1–1,5 км. В катене 1, пересекающей террасы р. Ниари на юге Конго, доминируют желтые гетитсодержащие почвы. В катене вблизи г. Весо, охватывающей водораздел и склон холма, преобладают красные гематитсодержащие почвы. Содержание сильномагнитных оксидов железа оценивали по величине удельной магнитной восприимчивости почв. Усредненные характеристики нерасчлененных почв и илистых фракций приведены в табл. 4.

Таблица 4. Среднее содержание валового и дитиониторастворимого железа и магнитная восприимчивость ферраллитных почв Конго В желтых ферраллитных почвах, вскрытых в катене 1, содержание валового железа достигало в среднем Fе вал 2.3–7.8%, а свободного (дитиониторастворимого) Fе дит – 1.3–3.9%.

Fе вал = 2.5–3.3%, а Fе дит = 1.3–2.0%. Более значительное количество Fе вал в желтых почвах связано с большей ожелезненностью почвообразующих пород, а большее содержание свободного Fе – с продвинутым развитием оксидогенеза.

Отличительной чертой красных ферраллитных почв является высокая магнитная восприимчивость. Это относится как к самим почвам = (58–113)·10-6 см3/г, так и к илистым фракциям = (163–321)·10-6 см3/г.

Следовательно, в красных почвах гематиту сопутствуют сильномагнитные оксиды железа.

В желтых почвах гетиту в меньшей степени сопутствуют сильномагнитные оксиды железа, о чем говорят низкие значения магнитной восприимчивости как почвы в целом = (11–39)·10-6, так и илистой фракции = (20–117)·10-6.

Аналогичный вывод можно сделать, анализируя данные Н.М. Костенкова (1987), полученные при изучении железистых конкреций, выделенных из почв буроземного ряда Дальнего Востока. Конкреции подвергались магнитной сепарации при постепенно возрастающей величине магнитного поля. В результате в слабом магнитном поле отделились конкреции с высоким содержанием магнетита, а в сильном магнитном поле – конкреции почти без магнетита. При этом магнетитсодержащие образования включают большое количество гематита. В то же время в конкрециях без магнетита высоко содержание гидроксидов Fе и оксидов Mn. Таким образом, в конкрециях различаются два вида ассоциации минералов: одна включает оксиды железа – гематит и магнетит, а другая – гидроксиды железа и оксиды марганца.

Распространение. На распространенность гематита влияют четыре основных фактора среды: температура, влажность почвы, величина рН и содержание органического вещества.

Сравнивая действие двух физических факторов – температуры и влажности, Швертман (Schwertmann, 1988б) установил, что повышение температуры с 28 до 45С гораздо сильнее ферригидритсодержащей суспензии со 100 до 75%.

Влиянием температуры и влажности объясняют вариацию соотношения между гематитом и гетитом в почвах разных геохимических катен даже короткой протяженности. В северной Тасмании на побережье красноцветные почвы на базальте с цветовым тоном 3.75 YR образуются при средней годовой температуре 12С и количестве годовых осадков в 1000 мм. В красноцветных почвах отношение гематит : (гематит + гетит) равно 0.42. На расстоянии 30– км на высоте 600 м, где годовая температура опускается до 9С, а количество осадков возрастает до 1500 мм, образуются уже желтоцветные почвы с цветовым тоном 7.5YR. В них отношение гематит : (гематит + гетит) снижается до 0.26 (Schwertmann, 1988б).



Образование красных или желтых почв во многом связано с гидрологическими различиями ландшафта. Красноцветные почвы с высоким содержанием гематита обычно формируются в условиях хорошего дренажа на верхних позициях рельефа, а желтые гетитсодержащие – в более увлажненных депрессиях. Такое различие в минералогии обнаружено в короткой катене длиной 176 м в почвах на базальте (Центральная Бразилия). Отношение гематит : (гематит + гетит) равно 0.81 в красном иллювиальном горизонте, но оно снижается до 0 в желтом иллювиальном горизонте почвы депрессии (Schwertmann, 1988б).

Влияние органического вещества на образование гематита установить трудно, так как в природных условиях его содержание само зависит от почвенно-экологических условий. Легче выявить действие органического вещества на микроуровне, где влажность и температура варьируют не так заметно, как в пределах катены. Такого рода информацию дает изучение почв вокруг корневых каналов, где сказывается влияние выделяемых растениями органических кислот. Материал вокруг корневых каналов в красноцветных карбонатных почвах часто характеризуется определенной зональностью распределения минералов. За светлой обезжелезненной областью сразу вокруг корня образуется желтая гетитовая зона, а за ней уже сохраняется исходная красноватая гематитовая почва (Fitzpatrick et al., 1985). Это указывает на неустойчивость гематита к воздействию агрессивных органических кислот.

Важно подчеркнуть, что разрушение Fe-органических комплексов под влиянием микроорганизмов приводит к синтезу устойчивого гетита в промежуточной зоне корневых каналов в карбонатных почвах. Связано это со способностью карбонатов стимулировать синтез гетита (Саrlson, Schwertmann, 1990). С точки зрения термодинамики анализ материала вокруг корневых каналов интересен тем, что подтверждает меньшую устойчивость к растворению гематита по сравнению с гетитом.

Но в других почвенных условиях частицы гематита оказываются весьма устойчивыми к растворению. Рассмотрим их устойчивость в почвах на красноцветных гематитсодержащих породах Русской равнины. В почвах на этих породах гематит является унаследованным, литогенным. Он часто (хотя и не всегда) сохраняется в гумусовых горизонтах почв. Это относится как к лесным, так и к степным почвам. Так, в дерново-подзолистых почвах на красноцветных карбонатных пермских отложениях этот минерал присутствует в гумусовом горизонте в виде мелких (размером в доли микрометра) монокристальных пластинок, а также в виде плотных агрегатов размером до 1 мкм.

В буроземе грубогумусном в составе гематита находится титан, что указывает на литогенность оксида.

Аналогичную картину мы обнаружили в дерново-слабоподзолистой почве на локальной красноцветной морене в Ленинградской обл. Здесь в гумусовом горизонте гематит представлен крупными индивидами – пластинками размерами до 1.5 мкм. В дерновокарбонатной почве на морене (Вологодская обл.) гематит сохраняется в виде крупных хорошо окристаллизованных частиц в пахотном горизонте.

Возможно сохранение гематита и в степных почвах. В черноземной почве на краснобурой бескарбонатной глине (Белгородская обл.) в гумусовом горизонте сохраняется очень хорошо окристаллизованный гематит. В бурой лесной почве на карбонатной морене (Литва) гематит оказался менее устойчивым. В пахотном горизонте гематит эпитаксически наращен на пластинках каолинита. Точечные и дискретно-кольцевые микродифракционные картины минералов совмещаются. На некоторых пластинках гематита начинается рост микрокристалликов гетита.

Таким образом, литогенный гематит оказывается весьма устойчивым в новой биогеохимической обстановке в зоне лесных и степных почв. Это относится к автоморфным почвам. В гидроморфных почвах, в условиях биогенной редукции гематит становится неустойчивым и частично или полностью растворяется через фазу редукции.

Минералы, содержащие Fe(II), характерны для гидроморфных, в частности, оглеенных почв. Глееобразование не относится к простым элементарным почвенным процессам.

Морфологически близкие холодные тона почвенного горизонта могут иметь разную минералогическую природу. Во-первых, сизый цвет глея может быть определен тоном глинистых минералов, лишенных красно-бурых пленок (гидр)оксидов железа (Зайдельман, 1998; 2004). Во-вторых, красно-бурые (гидр)оксиды железа и другие частицы могут быть покрыты сизой пленкой Fe(II)-соединений, например, грин растом (Kostka et al., 1996; Urrutia et al., 1998; Zachara et al., 1998). Тогда эти оглеенные почвы характеризуют Fe(II)-минералы.

Особенности редуктогенеза в оглеенных почвах, проявляются при образовании разных Fe(II)минералов. Среди этих минералов мы рассматриваем наиболее важные: грин раст, магнетит, сидерит, вивианит и пирит.

О природе сизых соединений железа существуют различные мнения. Авторы книги (Элементарные почвообразовательные…, 1992) выделяют среди них следующие Fe(II)соединения: Fe(НСО3)2, FeСО3, Fe(ОН)2, FeSO4, Fe3(PO4)2. Но часть из них не имеет зеленой окраски: например, желто-коричневый сидерит FeСО3, а часть не существует как твердофазное соединение: Fe(ОН)2 или Fe(НСО3)2. При такой интерпретации природа «зеленых» соединений Fe(II) остается мало понятной.

В монографии (Гипергенные окислы…, 1975) зеленые Fe(II)-соединения называют «протолепидокрокитом» в силу близкого кристаллического строения с лепидокрокитом FeООН. В современной химической литературе, а также в Международной базе почвенных данных (World reference…, 1998) привилось другое название «green rust» – зеленая ржавчина.

Мы будем придерживаться общепринятого термина «грин раст».

Состав и свойства. Грин раст представлен Fe(II)Fe(III)-гидроксидами с различным типом межслоевого аниона (Hansen et al., 1994; Taylor, 1980) и принадлежит к классу пироауритов.

Грин раст синтезируют из солей Fе(II) самыми разными методами (Hansen et al., 1994).



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«Советы бывалых огородников или как повысить плодородие с помощью ЭМ-технологии УЛАН-УДЭ 2010 Советы бывалых огородников или как повысить плодородие с помощью ЭМ-технологии Составитель: к. т. н., исполнительный директор НПО АРГО-ЭМ1, Л. Г. Креккер Научный редактор: ген. директор НПО АРГО-ЭМ1 Е. В. Халтурин СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Советы бывалых огородников 2. Спрашивали – отвечаем 3. Решение проблем огорода без химии ВВЕДЕНИЕ Смесь глины, песка, органических остатков и минералов, даже в нужной...»

«1 Л. Таранов, И. Филиппова СЕРЕБРЯНАЯ ВОДА: МЕТОД ТАРАНОВА ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ 5 Глава 1. ОДНАЖДЫ Я ВЫНУЖДЕН БЫЛ СТАТЬ ЦЕЛИТЕЛЕМ 7 Как это было 9 Первые неудачи и разочарования 11 Борьба за жизнь и истину: появилась надежда 14 Меланома поддалась и в этом случае 21 Я спас своего внука 25 Я Вас не узнаю. 27 Предоставили спокойно доживать 29 Как здорово помогла химиотерапия! 34 Жираф большой — ему видней. 39 Самое лучшее — ранняя диагностика 41 Глава 2. ПОЧЕМУ СЕРЕБРО ЛЕЧИТ 43 Легенды и быль о...»

«Сергиенко Любовь Ивановна Библиографический указатель Волжский 2014 Сергиенко Любовь Ивановна : библиографический указатель /под ред. З.И. Жидких/ ; Библиотека ВГИ (филиал) ВолГУ. - г. Волжский, 2014 г. - ??? с. Библиографический указатель литературы составлен в связи с юбилеем Любови Ивановны Сергиенко - доктора сельскохозяйственных наук, профессора ВГИ (филиала) ВолГУ. Указатель содержит перечень работ ученого за период 1969—2013 гг. Принцип расположения материала — хронологический, внутри...»

«Кафедра химии БИОХИМИЯ С ОСНОВАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ СД(М).Ф.6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Направление 050100.62 Естественнонаучное образование Профиль Химия (Квалификация: Бакалавр естественнонаучного образования) КРАСНОЯРСК 2011 УМКД составлен к.х.н., доцентом Г.И. Золотаревой, ст. преп. В.А. Бересневым Обсуждён на заседании кафедры химии: 06 мая 2009 г., протокол №12 Заведующий кафедрой Л.М. Горностаев Одобрено научно-методическим советом специальности: 04 июня 2009 г....»

«III научно-практическая конференция Новочеркасского территориального методического объединения УПО Тема: Химия и окружающая среда Конкурсантки: Струтина В., Виноградова А. Руководители: преподаватель химии Орлова С.П., преподаватель анатомии Плакунова И.Л. 2013 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.. 3 1. Изучение общих сведений о загрязнении атмосферы. Основные источники 5 загрязнения воздуха на территории г. Константиновска. 2. Изучение влияния автотранспорта на состав воздуха в г. Константиновске. 11 3....»

«СХЕМА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ БАССЕЙНА РЕКИ ВОЛХОВ Книга 2 Оценка экологического состояния и ключевые проблемы речного бассейна Пояснительная записка 1 ПРОЕКТ Схема комплексного использования и охраны водных объектов Пояснительная записка к книге 2 Оценка экологического состояния и ключевые проблемы речного бассейна 1 Распределение водных объектов речного бассейна по категориям (естественные, существенно модифицированные, искусственные) В соответствии с пунктом 10...»

«Кафедра кристаллографии и кристаллохимии. КУРСОВАЯ РАБОТА Левые и правые кварцы в минеральном мире. Left and right quarz in the mineral world. студента 112 группы Павловского Павла Павловича Научный руководитель Доктор хим. наук, доцент Ерёмин Н.Н. Москва (2012 год.)                                                                    Оглавление. Введение. Цели курсовой работы: Общая характеристика кварца. Энантиоморфизм. Хиральность. Биоизомеры. Двойники. Относительное число левых и правых...»

«Свобода А. А. Работа над будущим человечества: организация знаний Рассматривается короткий, но чрезвычайно плодотворный период деятельности В. И. Вернадского в Украине, связанный с созданием Украинской академии наук и ее научных учреждений и первого из них – Национальной библиотеки Украинской Державы. Раскрывается разработка академиком В. И. Вернадским и его соратниками концепции создания крупной научной библиотеки – общедоступной национальной библиотеки страны и головного информационного...»






 
© 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.