WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 19 |

«Диагностика переувлажненных минеральных почв РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю.Н. ВОДЯНИЦКИЙ Диагностика ...»

-- [ Страница 11 ] --

Обезжелезнение в почвах на красноцветных отложениях среднего Предуралья выражается в потери гематита. В условиях переувлажнения литогенный гематит становится неустойчивым и растворяется за счет редукции. При изучении редукции естественно связать содержание гематита с величиной парциального давления водорода в почвенном растворе rH, полученной при режимных наблюдениях. Поскольку минимальное значение rHмин более четко отражает развитие оглеения, чем среднее rHср, то в качестве аргумента используем именно минимальное значение показателя rHмин. Теперь построим зависимость содержания Fe в составе гематита (определенного методом мессбауэровской спектроскопии) от величины rHмин в почвах Предуралья (рис. 12).

Ожидаемая прямая связь Fe гем ~ rHмин наблюдается только при низком содержании гематита: Fe гем 1%. Вероятно, при низком содержании в почве частицы гематита оказываются тонкими и способными к быстрому редукционному растворению. Напротив, в почвах с высоким значением rHмин гематита много, он более крупный и оказывается стабильным.

Рис. 12. Диаграмма зависимости содержания Fe в составе гематита от минимального значения редокс потенциала rHмин почвенного раствора.

Методом мессбауэровской спектроскопии установлено, что в почвах Предуралья частицы гематита полидисперсные. По величине эффективного магнитного поля разделим их на две группы: крупные с высоким значением Нэфф 500 кЭ и мелкие с низким значением Нэфф 490 кЭ. Теперь можно проследить, в какой последовательности редуцируются частицы гематита разной крупности, т.е. с разным значеним величины эффективного магнитного поля Нэфф. Этот казалось бы теоретический вопрос имеет практическую значимость. В биологическом опыте (Roden, Zachara, 1996) получена прямая линейная зависимость редукции Fe(III) от удельной поверхности не зависимо от типа кристаллической решетки минерала (рис.

13).

Очевидно, при однородной минералогии железа, например, при одном только гематите в почве, его тонкие частицы растворяются быстрее, чем крупные. Поэтому в условиях застойного режима влажности можно ожидать, за счет остаточного накопления крупных частиц, увеличения их доли.

Рис. 13. Доля биоредуцируемого Fe(III) через 30 сут инкубации в зависимости от удельной поверхности (гидр)оксидов железа. Прямая линия представляет уравнение регрессии (Roden, Zachara, 1996).

В условиях промывного водного режима исследуемых почв Предуралья ситуация может быть сложнее, чем в модельном опыте в закрытом реакторе. Попытаемся разобраться в этой ситуации. Построим график зависимости доли крупных частиц гематита с Нэфф 500 кЭ от логарифма содержания гематита, точнее – от содержания Fe в составе гематита (lg n). В данных координатах опытные точки удовлетворительно аппроксимируются прямыми линиями (рис. 14).

Рис. 14. Зависимость доли крупных частиц гематита и гетита (Скр) от логарифма доли Fe в их составе в почвах.

Получены две различные прямые зависимости Скр(гем) от lg n. Прямой характер зависимости указывает на следующее. Очевидно, в почвах с промывным режимом сначала полностью растворяются тонкие частицы, а затем частично и более крупные, которые становятся тонкими. Это резко повышает долю тонких частиц за счет сокращения доли крупных в оглеенных горизонтах. Таким путем формируется прямая статистическая зависимость. В этом состоит главное отличие состояния почв Предуралья от объектов в закрытой системе, где биологическая редукция захватывает только тонкие частицы Fe(III)минералов.

По углу наклона прямой можно судить об интенсивности растворения крупных частиц (гидр)оксидов железа в каждой катене. Видно, что в минимальной степени крупные частицы переходят в мелкие, судя по низкому значению коэффициента в уравнении регрессии в катене Орлы, и это подтверждается натурными наблюдениями: rHмин max. Морфологически более значительное оглеение в катене Соболи согласуется с тем, что величины rHмин там ниже.

Таким образом, в почвах на красноцветных отложениях Предуралья редукционное растворение захватывает не только тонкие, но и крупные частицы гематита. В результате почвенный раствор обогащается Fe2+, служащим материалом для синтеза гидроксидов железа.

Так, в гидроморфных почвах идет смена минералов железа: литогенного гематита на педогенные гидроксиды железа.

Описание цвета входит в число обязательных процедур как в Российской классификации почв (2004), так и в Мировой базе почвенных данных (World reference…, 1998). В Российской классификации принято словесное описание цвета почв. В Мировой базе данных цвет почв описывается в системе Манселла.

Предложенные ранее колориметрические системы: Манселла и МКО-31 – мало удобны для численной оценки цвета почв. В системе Манселла основная характеристика цвета – его цветовой тон Hue – выражена в полярных координатах, что неудобно. В системе МКО- (CIE-Yxy) величины красного (х) и зеленого (у) цвета почв варьируют очень незначительно, что затрудняет использование системы.

Разработанная в 1976 г система CIE-L*a*b* в декартовых координатах представляет собой универсальное цветовое пространство, в рамках которого четко выделяются цветовые различия почв разного генезиса (Barron, Torrent, 1986; Водяницкий, Шишов, 2004). Ось абсцисс характеризует степень красноты (+а*) и зелености почвы (-а*) от +100 до –100, ось ординат – степень желтизны (+b*) и синевы (-b*) от +100 до –100, точка в начале координат – серый цвет (рис. 15).

Третья ось, перпендикулярная плоскости а*-b*, определяет светлоту почвы L* от 0 до 100.



Для численной оценки цвета мы развили методику Баррона–Торрента (Barron, Torrent, 1986), основанную на анализе цвета большого набора гематитсодержащих почв. Согласно нашей методике (Водяницкий, Шишов, 2004), в начале определяется показатель красноцветности почвы R(ab) в координатах a*-b*:

Затем по эмпирическому уравнению подсчитывается содержание в процентах условного красного пигмента Hеm усл:

Цветовые характеристики почвы зависят от пигментирующей силы и содержания каждого из основных пигментов. В своей работе Шейност и Швертман (Scheinost, Schwertmann, 1999) проанализировали большое количество Рис. 15. Цветовое пространство в системе CIE–L*a*b* (Torrent, Barron, 2002).

(n = 277) эталонных образцов минералов железа: гематита Fe2O3, маггемита Fe2O3, гетита FeOOH, лепидокрокита FeOOH, ферригидрита 2Fe2O3·FeOOH·4H2O, фероксигита FeOOH.

Ориентировочное представление о ранге пигментирующей силы Fe(III)-(гидр)оксидов дает величина цветового тона. По этому показателю гидроксиды образуют ряд: гематит фероксигит ферригидрит гетит. Поэтому редукционное растворение гематита наиболее сильно снижает красноту оглеенных почв.

Оптических характеристик эталонных минералов железа в системе CIE-L*a*b* нам не известно. Поэтому мы определили оптические характеристики некоторых минералов железа и марганца (табл. 4).

Поскольку степень окристаллизованности и размеры частиц влияют на их цвет, то не удивительно, что у двух образцов гематита (I) и (II) цветовые характеристики различаются, особенно по степени желтизны b*. Краснота гематитов варьирует меньше и достигает а* = 16.4-23.1.

Гетит отличается значительной желтизной b* = 34.8 и низкой краснотой а* = 6.4. У смеси деферитизированной почвы с небольшим количеством гетита ( 5%) при высокой степени желтизны b* 0 присутствует зеленый компонент a* 0 (Barron, Torrent, 1986).

Таблица 4. Оптические характеристики некоторых минералов железа и марганца Магнетит характеризуется низкой краснотой, желтизной и светлотой. По нашим данным, светлота образца природного магнетита (L* 31) ниже светлоты гематита и тем более гетита.

Магнетит способен заметно снижать светлоту оглеенных почв при значительном содержании и высокой дисперсности.

У сульфида железа – пирита – зеленый тон а* = -0.3 и низкая желтизна b = 2.4.

Оксиды марганца имеют низкую светлоту L* = 17-19, что делает их конкурентоспособными с гумусом в отношении уменьшения светлоты почв при высоком их содержании, например, в составе Mn-конкреций.

Содержание условного красного пигмента. Глееобразование часто выражается в потере железа почвой. При этом сизые тона оглеенного горизонта определяются цветом глинистых частиц, лишенных пленки (гидр)оксидов железа (III). Модельные исследования почв при промывном режиме говорят также о частичной потере железа глинистыми минералами. Но установить факт обезжелезнения глинистых минералов без наличия контроля весьма трудно.

В первом приближении по низкому содержанию условного красного пигмента Hеm усл 0.1 мы отделяем оглеенные сизые почвы от бурых. Но из-за малого интервала изменения (от до 0.1) дифференцировать оглеенные почвы по этому показателю трудно. Требуются новые показатели, включая светлоту L* почв.

Устранение маскирующего влияния гумуса. Слабую цветовую дифференциацию оглеенных горизонтов усиливали за счет устранения конкурирующего пигмента – гумуса – путем обработки почв пероксидом водорода. В своих опытах мы окисляли органическое вещество путем двукратной обработки 50% раствором Н2О2: сначала при комнатной температуре, а затем на водяной бане. Цвет обработанных образцов описывается через приращение светлоты L*, нормированной на (1 + lgC орг), и красноты а*.

После обработки почв пергидролем определяли два показателя. Первый – это прирост светлоты L* = L*Н2О2 - L*Исх, зависящий от исходного содержания и степени окисления органического вещества. Чтобы выявить степень окисляемости органического вещества, содержание углерода логарифмировали, и выражение (1 + lgC орг) использовали в дальнейшем в структуре нового показателя – удельного осветления почвы за счет окисления органического вещества (Light): Light = L* / (1 + lgC орг). Второй показатель – это приращение красноты почвы после окисления органического вещества а*: а* = а*Н2О2 – а*Исх, что позволяет установить тип доминирующего пигмента. После окисления гумуса остаток почвы краснеет а* 0 или зеленеет а* 0. Удаление маскирующего гумуса ведет к покраснению автоморфных почв за счет более сильного проявления красящей силы (гидр)оксидов железа, в первую очередь – гематита (Михайлова, Орлов, 1986). С другой стороны, обработка пергидролем серых слитых почв приводит к их позеленению за счет усиления оливкового тона филлосиликатов (Козловский, Корнблюм, 1972). Таким образом, в обоих случаях окисление маскирующего гумуса усиливает цвет основного минерального пигмента.

Оптические характеристики (L*, a* и b*) исходных почв Предуралья, а также почв после обработки пергидролем даны в табл. 5-8. В них же даны оптические показатели Hem усл и Light.

Рассмотрим отдельно горизонты с признаками гидроморфизма и без них (Водяницкий, Васильев и др., 2007).

Горизонты без признаков гидроморфизма. Основным красным пигментом в почвах является гематит Fe2О3. В агроземах, агродерново-подзолистых и аллювиальных почвах Средне-Камской низменной равнины гематит встречается Таблица 5. Оптические свойства легких почв на двучленных древнеаллювиальных отложениях р. Кама (Пермский край, Краснокамский р-н, катена Ласьва) Агрозем песчаный неоглеенный, разр. Дерновая оподзоленная супесчаная глееватая почва, разр. * (H2O2) – цвет почв после обработки H2O2 (здесь и в табл. 6-8).

Таблица 6. Оптические свойства тяжелосуглтнистых почв на древнеаллювиальных отложениях р. Кама (Пермский край, Краснокамский р-н, катена Бекрята) Гори- Глуби-на, Минералы (Fe2O3) L* a* b* Hem Light Агродерново-подзолистая неоглеенная почва, разр. PY 0-30 Fe-вернадит, 1,74 51,9 4,9 15,8 0,10 Не опр.

Агродерново-подзолистая глееватая почва, разр. PY 0-30 Fe-вернадит, 1,99 49,9 4,7 15,3 0,07 Не опр.

Агродерново-подзолистая глеевая почва, разр. Таблица 7. Оптические свойства почв на современных аллювиальных отложениях (Пермский край, Карагайский р-н, катена Кама) Аллювиальная гумусово-глеевая оруднелая легкосуглинистая почва, разр.

Ayg 0-25 Фероксигит, 0.46 47.6 6.0 19.2 0.18 Не опр.



Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 19 |
 



Похожие работы:

«Кафедра Общая и прикладная экология НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК 502 ББК 28.080 Н34 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой Общая и прикладная экология Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в электронном виде советом...»

«-1ЖИЗНЬ и КВЧ ИЗЛУЧЕНИЕ. Жизнь и электромагнитные поля. Ефремов Ю.И. 1. История КВЧ. обзорная статья. 2. Действие КВЧ на живые объекты. 3. Некоторые эффекты КВЧ. 4. Лечебное действие КВЧ. 5. КВЧ акупунктура. 6. Зоны Захарьина – Геда. 7. Заметки. 8. Жизнь и электромагнитные поля. /в меню/ Электромагнитные поля составляют неотъемлемую часть факторов, при воздействии которых, формировалась живая природа. Электрические, электрохимические, электробиологические процессы являются необходимой частью...»

«Ф.М. КАНАРЁВ kanphil@mail.ru http://kubagro.ru/science/prof.php?kanarev http://Kanarev.innoplaza.net ЯДРА АТОМОВ Анонс. Ядра атомов – основа всего материального. Человечество израсходовало самый большой интеллектуальный и финансовый капитал на их изучение. Получено огромное количество научной информации, позволившей найти, как плодотворное, так и враждебное человеку её применение. Тем не менее, мы ещё далеки от понимания законов Природы, управляющих формированием ядер атомов. Предлагаемая книга...»

«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:...»

«ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению 250000 Воспроизводство и переработка лесных ресурсов специальности 250401 Лесоинженерное дело всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 1 УДК 54 ББК 24 Х 46 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в электронном виде...»

«М И Н СК БГУ 2012 УДК 60(035)(075.8) ББК 30.16я2я73 В24 С о с т а в и т е л и: О. Б. Русь, А. М. Ходосовская, А. Н. Евтушенков Р е ц е н з е н т ы: кафедра биотехнологии и биоэкологии Белорусского государственного технологического университета (зав. кафедрой кандидат химических наук, доцент В. Н. Леонтьев); доцент кафедры микробиологии Белорусского государственного университета кандидат биологических наук, доцент Р. А. Желдакова © БГУ, 2012 ISBN 978 985 518 736 4 ПРЕДИСЛОВИЕ Биотехнология...»

«Garland Publishing, Inc. New York London 3 Б. Албертс Д. Брей Дж. Льюис М. Рэфф К. Робертс Дж. Уотсон МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ 2-е ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ В 3-х томах 1 Перевод с английского канд. биол. наук Т.Н. Власик канд. биол. наук В. П. Коржа, канд. биол. наук В.М. Маресина, Т.Д. Аржановой, Г. В. Крюковой под редакцией акад. Г. П. Георгиева, д-ра биол. наук Ю.С. Ченцова Москва Мир 1994 4 ББК 28.070 М75 УДК 576.32/36 Федеральная целевая программа книгоиздания России...»

«Программы вступительных испытаний, проводимых ФГБОУ ВПО Астраханский государственный университет, при поступлении на программы среднего профессионального образования на базе основного общего образования СОДЕРЖАНИЕ 1.ПРОГРАММА ПО МАТЕМАТИКЕ.2 2.ПРОГРАММА ПО РУССКОМУ ЯЗЫКУ.5 3. ПРОГРАММА ПО ИСТОРИИ..11 4. ПРОГРАММА ПО ХИМИИ..18 5. ПРОГРАММА ПО БИОЛОГИИ..21 1 1. ПРОГРАММА ПО МАТЕМАТИКЕ 1. Назначение тестирования - измерение уровня подготовки по математике абитуриентов, поступающих в АГУ на...»

«Тема научной разработки или четкая формулировка потребности 1. (проблемы) в инновационной технологии. Краткое описание технического задания на научно-прикладную 2. разработку, технологию или оборудование, требующего решения. Ожидаемые результаты. 3. Срок, к которому необходимо получить результаты научной 4. разработки. Потенциальный (предполагаемый) исполнитель проекта или 5. разработки (из числа отечественных НИИ, ВУЗ, КБ и т.п.). НХК Узбекнефтегаз 1. Разработка и внедрение новых видов...»






 
© 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.