WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 19 |

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

-- [ Страница 14 ] --

Отношение не характеризует степень заболачивания почв на карбонатных породах (Зайдельман, Никифорова, 2001). Росликова (1996) применила критерий Fe : Mn к самым разнообразным новообразованиям: ортзандам, роренштейнам, бобовой руде, округлым ортштейнам, которые характерны для тех или иных ландшафтов юга Дальнего Востока. В результате получено, что показатель заболоченности варьирует очень значительно. В подзолистых незаболоченных почвах показатель составляет 40-93; торфянисто-подзолистых 300-400; луговоаллювиальных 1470-4780; лесных подбелах 3-9; лугово-глеевых 214; луговых подбелах 20-25, в их осушенных вариантах 10-16. Особенно бросается в глаза необычно высокие значения отношения Fe : Mn в новообразованиях лугово-аллювиальных почв (1470-4780).

Попытаемся разобраться в этой аномалии. Максимальные значения получены при анализе роренштейнов, образовавшихся вокруг корней растений или деревьев. В них содержание марганца ниже предела обнаружения и, строго говоря, отношение Fe : Mn обращается в.

Очевидно, что крайне обедненные Mn роренштейны, образуются иным путем, чем круглые и эллипсовидные Fe-Mn конкреции. Образование последних, используемых в качестве критерия заболоченности (по Зайдельману), связано с переменными редокс условиями. В период снижения ЕН образуются подвижные формы Fe(II) и Mn(II), а в период увеличения ЕН эти элементы образуют обогащенные гидроксидами железа и оксидами марганца округлые Fe-Mn конкреции. Совсем иначе образуются роренштейны. Эти железистые трубочки формируются в восстановительных условиях вокруг корней, выделяющих в процессе роста органические кислоты (щавелевую кислоту и др.), которые растворяют минералы, содержащие железо и марганец. При этом образуются прочный оксалат Fe(II) и непрочный оксалат Mn(II). В результате формируются ожелезненные роренштейны, практически лишенные Mn. Таким образом, роренштейны формируются в восстановительной среде за счет прочных органических комплексов с Fe, а не за счет переменных редокс процессов, ответственных за образование Fe-Mn конкреций. Поэтому химический состав роренштейнов не согласуется с составом ортштейнов. Разница в генезисе конкреций отражается в различных геохимических ассоциациях. Приведем пример. В аллювиальных почвах в г. Пермь образуются роренштейны, а в почвах подзолистого ряда на древнеаллювиальных отложениях (в 30 км к северо-западу от города) – ортштейны.

Корреляционный анализ показал, что геохимические ассоциации элементов в этих конкрециях различны. В ортштейнах с железом достоверно ассоциированы As и P, а с марганцем – Pb. В роренштейнах выявлена только одна ассоциация железа с Ni.

Все это указывает на образование морфологически и химически разных конкреций за счет различных геохимических микробарьеров.

Ортштейны образуются за счет окислительного и часто щелочного микробарьеров в условиях переменного редокс режима почв. Роренштейны формируются за счет адсорбционных микробарьеров преимущественно в восстановительной среде, характерной для определенных горизонтов аллювиальных почв. Сказанное говорит о том, что роренштейны как конкреции иного генезиса не могут быть использованных для количественной характеристики заболачивания почв (Fe : Mn) в одном ряду с ортштейнами.

Другие достоинства и недостатки критерия Зайдельмана подробно описаны в монографии Савича с соавт. (1999). Неудобство критерия состоит в том, что пределы его варьирования очень широки и зависят от региональных особенностей почв, что затрудняет составление единой группировки почв по степени оглеения. Этот недостаток критерия – неопределенность варьирования – легко можно устранить, слегка модифицировав формулу. Для этого достаточно использовать отношение Fe : (Fe + Mn). В таком виде критерий обретает строгие границы от до 1, что позволяет проградуировать почвы по величине этого отношения.

Отметим в заключение еще одно важное обстоятельство. Состав ортштейнов, извлеченных из одного генетического горизонта, сильно варьирует. Так, в дерново-подзолистых почвах отдельные гранулометрические фракции содержат разное количество Fe и Mn, экстрагируемых раствором серной кислоты (Жевелева, 1987). Различия в содержании Fe достигают 1, а Mn – 0.1%. Максимум Fe обнаруживается в самых мелких ортштейнах (1-2 мм), а Mn – в самых крупных (3 мм). В результате отношение (Fe : Mn) выше в мелких ортштейнах, чем в крупных.

Химический состав ортштейнов зависит также от степени их магнитности. Из ортштейнов с высокой магнитной восприимчивостью переходит в вытяжку Тамма больше Fe, благодаря чему отношение (Fe + Mn) выше у сильномагнитных ортштейнов, чем у слабомагнитных (Пухов, 2002).

Таким образом, для классификации оглеения ортштейны мало пригодны в силу гетерогенности их состава как химического, так и минералогического. Усредненное определение отношения (Fe : Mn) не отражает всего разнообразия сложной системы, компоненты которой (ортштейны) зафиксировали пространственно-временное варьирование гидротермических и биохимических условий переувлажненной почвы.

Нидерландские ученые выбрали биологический подход для характеристики оглеения почв, что позволило связать количество фактически редуцируемого Fe(III) с содержанием обычно определяемых форм железа (Bodegom et al., 2003). По окончании микробиологического опыта с участием бактерий Shewanella Putrefaciens определяли содержание Fe(II), переходящего в 0.5 н. раствор HCl. Инкубировали 18 рисовых почв со всего мира. Найдено, что количество образуемого Fe(II) прямо зависит от содержания оксалаторастворимого Fe окс и обратно – от разницы (Fe дит – Fe окс) при параллельной схеме экстракции. Эмпирическое уравнение регрессии имеет вид:



Апробация показала, что критерий Бодегома работоспособен на почвах далеких от тех, для которых он был выведен, что говорит о его универсальности.

Критерий Швертмана – это отношение оксалаторастворимого железа к дитиониторастворимому при параллельной схеме экстракции: КШ = Fe окс : Fe дит(парал) (Schwertmann 1988). Интерпретация форм соединений железа, начиная с работ Зонна (1982), находится под влиянием парадигмы об аддитивности параллельных вытяжек. Считается, что более слабый экстрагент – реактив Тамма – растворяет аморфные и слабоокристаллизованные соединения, составляющих часть от всех свободных дитиониторастворимых соединений Fe дит, т.е. Fe окс – это часть Fe дит. Соответственно, сильноокристаллизованные соединения, определяют из разности: Fe дит – Fe окс. На основе описанной парадигмы интерпретируется и критерий Швертмана: КШ = Fe окс : Fe дит 1.

Аморфные и слабоокристаллизованные соединения Fe(III) растворяются реактивом Тамма за счет редукции, а также под действием комплексообразования оксалатом и, отчасти, протонирования. Учитывая высокую эффективность оксалата как комплексообразующего реагента, можно допустить, что (гидр)оксиды Fe(III) растворяются преимущественно за счет комплексообразования и редукции, и критерий Швертмана представляет собой долю аморфных и слабоокристаллизованных соединений, растворимых за счет этих механизмов.

Чувствительность критерия к переувлажнению почв объясняют по-разному. Сам Швертман (Schwertmann 1988; Schwertnmann et al., 1986;

Schwertnmann, Taylor 1989) не рассматривает данное отношение как критерий гидроморфизма, вероятно, потому, что оно отражает степень оглеения не во всех почвах. Действительно, критерий Швертмана остается низким для обезжелезненного или унаследованного глея.

Исследования других авторов показали, что при актуальном оглеении, особенно в застойном режиме влажности, критерий Швертмана закономерно возрастает, что позволило ввести его как диагностический показатель для выделения глеесолей в проекте Международной базы почвенных данных (World reference…, 1994).

Почему же критерий Швертмана реагирует на развитие оглеения? Часто высокие значения критерия Швертмана в оглеенных почвах объясняют увеличением доли аморфных соединений (Breemen, 1988; Зайдельман, 2004). Но микробиологи (Munch, Ottow, 1980; Roden, Zachara, 1996; Zachara et al., 1998) доказали, что в поликристаллической системе в первую очередь редуцируются как раз аморфные, а также слабоокристаллизованные соединения Fe(III). Следовательно, доля рентгеноаморфных гидроксидов железа снижается, что приводит к относительному накоплению в оглеенных почвах устойчивых кристаллических соединений Fe(III). Этот установленный микробиологами факт четко подтверждается данными мессбауэровской спектроскопии почв (Бабанин и др., 1995; Favre et al., 2002). Согласно им по мере ухудшения дренажа почвы средние размеры кристаллов (и степень кристалличности) гидроксидов железа в мелкоземе и конкрециях увеличиваются.

Данная закономерность прослеживается в почвах разных регионов Русской равнины и многих регионов мира.

Таким образом, должны быть другие причины увеличения отношения Fe окс : Fe дит в оглеенных горизонтах. Одна из них – высокая чувствительность оксалата аммония к присутствию Fe(II), которое каталитически ускоряет растворение Fe(III)-(гидр)оксидов (Водяницкий, 2001; 2003). Этим же объясняется нарушение условия КШ 1, когда явно фиксируется неселективность вытяжки Тамма, как ожидаемого экстрагента доли тонких и неупорядоченных Fe(III)-(гидр)оксидов от всех Fe(III)-(гидр)оксидов. Если в почве много Fe(II)-минералов, то они могут настолько завышать экстрагирующую способность реактива Тамма, что она превышает действие реактива Мера–Джексона.

Для почв со слабо выраженным оксидогенезом, где содержание (гидр)оксидов железа небольшое или они вовсе отсутствуют, а количество дисперсных и разупорядоченных Fe-филлосиликатов, напротив, значительно, сама идея критерия Швертмана как показателя аморфности свободных соединений Fe теряет смысл. В таких почвах оба реактива растворяют главным образом железо из состава филлосиликатов;

упрощенно можно сказать, что Fe(II)-филлосиликаты растворяются реактивом Тамма, а Fe(III)-филлосиликаты – реактивом Мера–Джексона.

Формальное применение к этим почвам критерия Швертмана будет отражать главным образом соотношение между растворимыми Fe(II)- и Fe(III)-филлосиликатами.

Недостаток параллельной схемы экстракции Fe состоит в том, что иногда содержание сильноокристаллизованных соединений, определяемых по разнице (Fe дит – Fe окс) обращается в отрицательную величину. Это, впрочем, общий недостаток параллельного фракционирования. Он также проявляется при химическом фракционировании гумуса (Орлов и др., 2005). Заключить в жесткие рамки значение химического критерия гидроморфизма можно путем перехода от параллельной (традиционной) к последовательной экстракции Fe.

Но примеров последовательной экстракции соединений железа из почв в литературе практически нет.

Поэтому мы кроме традиционного параллельного определения Fe окс и Fe дит(парал) исследовали их содержание при последовательной схеме экстракции. В последовательной схеме вначале определяли содержание оксалаторастворимого железа Fe окс, а затем из остатка почвы экстрагировали Fe дитионит-цитрат-бикарбонатом по Мера–Джексону, обозначим это железо Fe дит(посл). После этого сравнивали эффективность двух схем экстракции путем подсчета разницы: Fe = Fe дит(парал) - [(Fe окс + Fe дит(посл)]. В случае соблюдения аддитивности вытяжек должно соблюдаться примерное равенство действия двух схем и Fe ~ 0. Примем, что небольшие отклонения от равенства Fe = ±0.1% обусловлены неизбежными ошибками эксперимента, но более значительные отклонения уже вызваны принципиальными причинами. При новообразовании труднорастворимых Fe-оксалатов в ходе обработки реактивом Тамма будет наблюдаться неравенство Fe 0.1%, а в случае каталитического влияния Fe(II)-минералов – Fe -0.1%.



Pages:     | 1 |   ...   | 12 | 13 || 15 | 16 |   ...   | 19 |
 



Похожие работы:

«Современный человек живет в окружении огромного количества материалов и предметов, которые являются продуктами нефтехимии. Но лишь немногие имеют представление о том, откуда берутся пластик, синтетические ткани для одежды, каучук для автомобильных шин, полимерные детали бытовой техники и другие привычные атрибуты цивилизации. ПОПУЛЯРНАЯ НЕФТЕХИМИЯ Увлекательный мир химических процессов Москва ЛомоносовЪ 2013 УДК 665.6/7 ББК 26.343.1 К72 Костин А. А. К72 Популярная нефтехимия. Увлекательный мир...»

«ЭКОЛОГИЯ МИНСКА Список литературы Книги 1. Аринчин, А. Н. Экологические проблемы педиатрии в условиях крупного промышленного центра : (Материалы медико-экол.мониторинга детей г.Минска 1997-1998 гг.) / Под ред.Гресь Н.А.;Науч.исслед.клин.ин-т радиац.медицины и эндокринологии,Мин.гор.ком.природ.ресурсов и охраны окружающей среды. — Минск : [ИППХодрБелТИЗ], 1999. — 107 с. 2. Город Минск в цифрах : статистический справочник / Национальный статистический комитет Республики Беларусь, Главное...»

«Конкурс исследовательских работ ЮНОСТЬ, НАУКА, КУЛЬТУРА Секция: ЭКОЛОГИЯ Состояние березовых ценозов Мичуринского района Шваб Наталья, 9 класс, Жидиловский филиал МБОУ Заворонежской СОШ Мичуринского района Тамбовской области Научный руководитель: Туркинен Надежда Викторовна, учитель химии и биологии Жидиловского филиала МБОУ Заворонежской СОШ г. Обнинск, 2012/2013 учебный год Оглавление Введение... 3 Основная часть... 5 Глава 1. Биологические особенности березы.. 5 Глава2. Видовое многообразие...»

«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...»

«Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. Erich Grosse, Christian Weissmantel Chemie selbst erlebt. Das kannst auch du das chemie-experimentierbuch 2-е русское изд. - Л.:Химия, 1985—Лейпциг, 1974. Перевод с немецкого Л. Н. Исаевой под ред. Р. Б. Добротина (гл. 1—3) и А. Б. Томчина (гл. 4—8) © Urania-Verlag Leipzig-Jena-Berlin. Verlag fur popularwissenchaftliche Literatur. Leipzig, 1968 © Перевод на русский язык, Издательство Химия, 1978 OCR and Spellcheck Афанасьев Владимир...»

«ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200.62 Защита окружающей среды всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК 547 ББК 24.2 О-64 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии Сыктывкарского лесного института 6 июня 2012 г. Утвержден к изданию в электронном виде советом технологического факультета Сыктывкарского...»

«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...»

«8-9 апреля 2013 года ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ УДК 546.881.5:542.942.7:542.61 ЭКСТРАКЦИЯ ВАНАДИЯ (V) ТРИОКТИЛАМИНОМ Курбатова Л. Д., Корякова О. В., Валова М. С., Гырдасова О. И., Янченко М. Ю. ФГБУН Институт химии твердого тела УрО РАН Экстракция является наиболее перспективным методом получения чистых и высокочистых соединений ванадия. Экстракционные процессы имеют ряд преимуществ перед методами сорбции, осаждения и другими процессами очистки и разделения. Они отличаются высокой производительностью,...»

«        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...»

«К ТРИДЦАТИЛЕТИЮ СОВЕТСКОЙ ФИЗИКИ ТРИДЦАТЬ ЛЕТ СОВЕТСКОЙ ОПТИКИ Т. П. Кравец 1 ОПТИКА В ДОРЕВОЛЮЦИОННОЙ РОССИИ. Интерес к оптике, практической и научной, отмечается уже на самых ранних стадиях развития русской науки, В Физико-математическом институте Академии Наук ещё недавно можно было видеть огромные вогнутые зеркала, шлифованные руками сподвижника Петра, известного Брюса. Член С.-Петербургской Академии Леонард Эйлер разработал здесь один из первых опытов волновой теории света, а другой её...»






 
© 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.