ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 8758
Скачиваний: 18
вмешательство
внешних
факторов
.
Связь
микроэлементов
с
определенными
фа
-
зами
и
компонентами
почв
является
основой
,
определяющей
их
поведение
.
Бор
(
В
).
Среднее
содержание
элемента
в
земной
коре
– 3
×
10
-4
весовых
про
-
цента
.
Содержание
бора
в
почвах
выше
,
чем
в
земной
коре
и
составляет
3
×
10
-3
%.
Содержание
элемента
в
пахотных
почвах
в
среднем
9-85
мг
/
кг
.
Некоторые
соединения
бора
,
например
бура
,
известны
с
давних
пор
.
В
1702
г
.
химик
Гомберг
получил
из
буры
борную
кислоту
.
В
1808
г
.
Гей
-
Люссак
впервые
выделил
металлический
бор
,
нагревая
борный
ангидрид
с
металлическим
калием
.
Бор
образует
ряд
минералов
,
главным
образом
,
гидроксидов
и
силикатов
,
из
которых
наиболее
широко
представлены
минералы
группы
турмалина
.
При
хими
-
ческом
выветривании
пород
элемент
легко
переходит
в
раствор
,
образуя
различ
-
ные
анионы
(
ВО
2
-
,
В
4
О
7
2-
,
Н
2
ВО
3
-
и
т
.
д
.).
Бор
сорбируется
почвой
гораздо
сильнее
,
чем
другие
анионы
(
например
, Cl
-
и
NO
3
-
).
Тип
сорбции
В
на
поверхности
глин
сходен
с
сорбцией
катионов
.
Бор
сильнее
удерживается
полуторными
окислами
,
чем
глинистыми
минера
-
лами
,
и
водный
оксид
алюминия
в
этом
отношении
наиболее
эффективен
.
Ад
-
сорбция
элемента
на
оксидах
железа
и
марганца
является
важным
механизмом
,
управляющим
его
растворимостью
в
почвах
.
Однако
процесс
адсорбции
бора
изу
-
чен
недостаточно
.
Эти
реакции
сильно
зависят
от
рН
,
при
это
максимум
наблюда
-
ется
при
рН
7.
Адсорбция
элемента
кислородными
и
гидроксильными
радикалами
на
поверхности
алюмосиликатов
и
путем
включения
в
их
межсолевые
или
струк
-
турные
позиции
преобладают
в
кислых
и
нейтральных
почвах
.
Среди
микрокомпонентов
питания
бор
считается
наиболее
подвижным
эле
-
ментом
в
почвах
.
Он
легко
вымывается
вниз
по
почвенному
профилю
.
Бор
может
концентрироваться
в
почвенных
горизонтах
,
обогащенных
иллитовыми
глинами
или
полуторными
оксидами
.
Глинистые
почвы
содержат
бора
больше
,
чем
песчаные
,
а
почвы
,
образовав
-
шиеся
породах
,
богатых
боросиликатами
,
больше
,
чем
на
других
породах
.
В
большинстве
почв
В
сравнительно
дефицитный
элемент
.
Однако
в
аридных
областях
,
а
также
при
его
избыточном
внесении
с
удобрениями
количество
эле
-
мента
в
почвах
может
стать
опасным
.
Сточные
воды
и
выбросы
в
атмосферу
золы
от
сжигания
топлива
также
являются
источниками
загрязнения
почв
бором
.
Медь
(Cu).
Среднее
содержание
меди
в
земной
коре
- 1
×
10-2
весовых
про
-
цента
.
Повышенные
содержания
меди
свойственны
основным
и
средним
горным
породам
,
пониженные
–
карбонатным
.
Медь
образует
большое
число
минералов
,
из
которых
наиболее
распростра
-
ненными
являются
простые
и
сложные
сульфиды
.
Они
легко
поддаются
процес
-
сам
выветривания
и
высвобождают
ионы
меди
,
особенно
в
кислых
средах
.
Катионы
меди
обладают
разнообразными
свойствами
и
в
почвах
проявляют
большую
склонность
к
химическому
взаимодействию
с
минеральными
и
органи
-
ческими
компонентами
.
Ионы
С
u
могут
легко
осаждаться
такими
анионами
,
как
сульфид
,
карбонат
и
гидроксид
.
В
итоге
медь
является
малоподвижным
элемен
-
том
в
почвах
,
и
ее
суммарное
содержание
создает
сравнительно
слабые
вариации
в
почвенных
профилях
.
Средние
валовые
содержания
Cu
в
почвах
колеблются
от
6
до
60
мг
/
кг
,
при
этом
минимум
приходится
на
песчаные
и
органические
почвы
.
Максимальные
ко
-
личества
элемента
аккумулируются
в
верхних
горизонтах
почв
,
что
связано
с
ее
биоаккумуляцией
и
современными
техногенными
поступлениями
.
Атмосферный
привнос
элемента
может
отчасти
возмещать
удаление
меди
при
образовании
биомассы
живого
вещества
в
некоторых
случаях
превышать
удаление
металла
что
приводит
к
загрязнению
почв
.
Преобладающей
подвижной
формой
меди
в
почвах
является
катион
с
валент
-
ностью
+2,
однако
в
почвах
могут
присутствовать
и
другие
ионные
формы
.
Ионы
меди
могут
прочно
удерживаться
в
обменных
позициях
как
на
неорганических
,
так
и
на
органических
веществах
.
Процессы
,
контролирующие
фиксацию
меди
на
восстанавливающих
почву
компонентах
,
связаны
с
: 1)
адсорбцией
, 2)
окклюзией
и
соосаждением
, 3)
образо
-
ванием
органических
хелатов
и
комплексообразованием
, 4)
микробиологической
фиксацией
.
Все
минералы
почв
способны
адсорбировать
ионы
Cu
из
раствора
.
Это
свой
-
ство
зависит
от
заряда
поверхности
адсорбента
.
Поверхностный
заряд
строго
кон
-
тролируется
величиной
рН
.
Этот
тип
сорбции
меди
самый
важный
в
почвах
с
вы
-
соким
содержанием
минералов
с
переменным
поверхностным
зарядом
.
Наиболь
-
шие
количества
адсорбированной
меди
связаны
с
оксидами
Fe
и
Mn (
гематитом
,
гётитом
,
бёрнесситом
),
аморфными
гидроксидами
Fe
и
Al
и
глинистыми
минера
-
лами
.
Наиболее
сильная
корреляция
в
поверхностном
слое
почв
наблюдается
ме
-
жду
адсорбцией
Cu
и
суммой
оснований
,
в
более
глубоких
слоях
–
с
содержанием
вермикулита
.
Неспецифическая
адсорбция
меди
включает
окклюзию
,
соосаждение
и
заме
-
щение
в
кристаллической
решетке
.
Фракция
меди
,
неспособная
к
диффузионному
переносу
в
почве
,
представляет
собой
медь
,
заключенную
в
различные
минераль
-
ные
структуры
.
Некоторые
почвенные
минералы
(
гидроксиды
алюминия
и
желе
-
за
,
фосфаты
,
карбонаты
,
глинистые
силикаты
)
имеют
большую
склонность
к
свя
-
зыванию
Cu
в
неподвижные
соединения
.
Они
являются
наиболее
устойчивыми
формами
меди
в
почвах
.
Хемосорбция
может
включать
в
себя
также
образование
кислородных
мостиковых
связей
.
Основными
реакциями
,
управляющими
поведе
-
нием
меди
в
почвах
–
хелато
-
и
комплексообразование
.
Медь
хорошо
связывают
также
органические
составляющие
почв
.
Множест
-
во
органических
соединений
образуют
с
Cu
растворимые
и
нерастворимые
ком
-
плексы
,
поэтому
способность
почв
связывать
медь
или
содержать
ее
в
растворен
-
ном
виде
сильно
зависит
от
характера
и
количества
в
почвах
органического
веще
-
ства
.
Максимальное
количество
Cu
2+
,
которое
может
быть
связано
с
гуминовыми
и
фульвокислотами
,
примерно
равно
содержанию
в
них
кислородных
функцио
-
нальных
групп
.
Характер
связи
меди
с
органическим
веществом
почв
отличается
от
того
,
что
установлено
для
других
двухвалентных
ионов
.
Так
,
торф
и
гуминовые
кислоты
прочно
фиксируют
ионы
Cu
2+
путем
образования
прямых
координационных
свя
-
зей
с
кислородом
функциональных
групп
.
Гуминовые
и
фульвокислоты
способны
образовывать
устойчивые
комплексы
с
Cu,
когда
она
присутствует
в
малых
количествах
,
при
этом
органическое
веще
-
ство
способно
изменять
характер
некоторых
реакций
меди
с
неорганическими
компонентами
почв
.
Микробиологическая
фиксация
также
играет
важную
роль
в
связывании
меди
в
некоторых
типах
почв
и
является
важным
этапом
ее
биологического
круговоро
-
та
.
Количество
Cu,
связанной
в
биомассе
микроорганизмов
,
меняется
в
широких
пределах
и
зависит
от
концентрации
меди
,
свойств
почвы
,
сезона
года
.
Содержание
меди
в
почвенных
растворах
достаточно
велико
во
всех
типах
почв
.
Суммарная
растворимость
катионных
и
анионных
форм
меди
понижается
при
рН
около
7-8.
При
рН
ниже
7
наиболее
существенными
формами
меди
явля
-
ются
продукты
гидролиза
Cu
ОН
+
и
Cu
2
(
ОН
)
2
2+
,
при
рН
выше
8
становятся
важны
-
ми
анионные
оксикомплексы
меди
.
Растворимость
Cu
в
виде
комплекса
Cu
СО
3
0
не
зависит
от
кислотности
и
является
главной
нерастворенной
формой
меди
в
нейтральных
и
щелочных
почвенных
растворах
.
Доля
комплексов
с
нитратом
,
хлоридом
,
сульфатом
незначительна
.
Однако
наиболее
важная
форма
меди
в
почвенных
растворах
–
ее
раствори
-
мые
органические
хелаты
,
которые
составляют
около
80%
от
суммы
ее
раство
-
ренных
форм
.
Образование
органических
комплексов
меди
имеет
важное
практи
-
ческое
значение
для
управления
биологической
доступностью
и
миграцией
эле
-
мента
в
почве
.
Концентрация
меди
в
почвенных
растворах
контролируется
ее
реакциями
с
активными
группами
на
поверхности
твердой
фазы
и
реакциями
со
специфиче
-
скими
веществами
.
Загрязнение
почв
соединениями
меди
связано
с
использованием
медьсодер
-
жащих
веществ
:
удобрений
,
сельскохозяйственных
и
коммунальных
отходов
,
промышленным
производством
.
Медь
имеет
тенденцию
к
накоплению
в
верхнем
слое
почвы
.
При
загрязнении
почв
вблизи
индустриальных
источников
ее
содер
-
жание
часто
возрастает
до
опасных
значений
превышающих
пороговые
.
Методы
обезвреживания
почв
от
избытка
меди
основаны
на
внесении
извести
,
торфа
,
фосфатов
,
которые
оказывают
различные
действия
в
зависимости
от
особенно
-
стей
почв
и
растительности
.
Медь
,
сохраняющаяся
в
поверхностном
слое
,
влияет
на
биологическую
активность
почвы
и
может
станоситься
доступной
для
расте
-
ний
.
Молибден
(
Мо
).
Содержание
элемента
в
земной
коре
– 3
×
10
-4
весовых
про
-
цента
.
Природные
соединения
молибдена
весьма
разнообразны
.
В
свободном
со
-
стоянии
Мо
в
природе
не
найден
.
Элемент
связан
в
основном
с
кислыми
магмати
-
ческими
породами
.
Первичный
минерал
–
молибденит
Мо
S
2
известен
как
концен
-
тратор
большей
части
земного
молибдена
и
ассоциируется
с
минералами
железа
и
титана
.
Молибден
проявляет
как
фалькофильные
,
так
и
литофильные
свойства
.
Его
геохимия
связана
в
основном
с
анионными
формами
.
Содержание
элемента
в
почвах
близко
к
его
концентрации
в
материнских
по
-
родах
.
В
почвах
мира
изменяется
в
пределах
0,013-17,0
мг
/
кг
.
Почвы
,
развитые
на
гранитных
породах
и
на
обогащенных
органикой
сланцах
,
содержат
повышенное
количество
Мо
.
В
почвах
среди
других
микроэлементов
молибден
выделяется
меньшей
рас
-
творимостью
в
кислых
почвах
и
подвижностью
в
щелочных
.
Неорганические
формы
молибдена
связаны
с
оксидами
железа
в
виде
адсор
-
бированной
фракции
.
Формы
Мо
,
адсорбированные
свежеосажденным
Fe(OH)
3
,
являются
легкообменными
,
но
с
течением
времени
выпавший
в
осадок
молибден
становится
менее
растворимым
,
образуя
слаборастворимые
Zn-
Мо
-
полукристаллические
формы
.
Растворимость
и
доступность
элемента
для
растений
во
многом
зависит
от
рН
и
условий
дренирования
почв
.
На
увлажненных
щелочных
почвах
Мо
более
дос
-
тупен
для
растений
.
Поглощение
Мо
обусловлено
высокой
активностью
МоО
4
2-
в
щелочной
среде
,
а
также
образованием
растворимых
Мо
S
4
2-
,
МоО
2
S
2
2-
(
тиомолиб
-
датов
)
в
восстановительных
условиях
.
В
условиях
кислых
почв
с
рН
<5,5
с
невысоким
содержанием
Мо
,
особенно
при
повышенных
количествах
оксидов
Fe,
молибден
становится
труднодоступ
-
ным
для
растений
.
Слабое
поглощение
Мо
из
торфянистых
почв
обусловлено
ак
-
тивной
фиксацией
Мо
5+
гуминовой
кислотой
,
сопровождающейся
опережающим
восстановлением
МоО
4
2-
.
С
другой
стороны
,
из
-
за
медленного
высвобождения
элемента
из
связанных
с
органическим
веществом
форм
в
почвах
,
богатых
орга
-
никой
,
могут
накапливаться
достаточные
для
растений
количества
элемента
.
Растения
поглощают
Мо
из
почвы
в
виде
водорастворимых
соединений
.
Основная
его
функция
–
участие
в
усвоении
растениями
азота
,
а
также
использо
-
ванию
фосфора
и
кальция
.
Недостаток
или
избыток
элемента
в
почвах
вызывает
заболевание
растений
и
животных
.
Для
повышения
доступности
Мо
для
растений
проводят
известкование
кислых
почв
или
примененяют
соли
молибдена
.
Для
снижения
поступления
элемента
в
биоту
эффективно
применение
серы
.
Причиной
повышения
молибдена
в
почвах
может
быть
техногенное
загряз
-
нение
в
результате
добычи
,
выплавки
и
обработки
металлов
,
рафинирования
неф
-
ти
,
использования
сточных
вод
на
сельхозполях
,
использоавание
вкачестве
удоб
-
рений
летучей
золы
угольных
электростанций
и
т
.
д
.
Цинк
(Zn).
Содержание
цинка
в
земной
коре
- 5
×
10
-3
весовых
процента
.
В
горных
породах
цинк
встречается
в
виде
многочисленных
собственных
минера
-
лов
,
а
также
в
виде
примесей
в
слюдах
,
амфиболах
и
других
минералов
.
Главные
минеральные
виды
цинка
представлены
сульфидами
,
сульфатами
,
силикатами
,
фосфатами
.
Средние
содержание
элемента
в
почвах
,
как
и
в
земной
коре
– 5
×
10
-3
весо
-
вых
процента
.
Цинк
легко
адсорбируется
как
минералами
,
так
и
органическими
компонентами
,
поэтому
в
большинстве
типов
почв
он
аккумулируется
в
верхних
горизонтах
.
Баланс
Zn
в
поверхностных
слоях
показывает
,
что
атмосферные
поступле
-
ния
этого
металла
превышают
его
вынос
за
счет
выщелачивания
и
образования
биомассы
.
Основной
,
наиболее
подвижной
формой
цинка
в
почвах
считается
Zn
2+
,
но
могут
присутствовать
и
другие
ионные
формы
.
Элемент
достаточно
прочно
удер
-
живается
глинами
и
органическим
веществом
.
Существует
два
различных
механизма
адсорбции
цинка
:
1)
в
кислой
среде
,
связанный
с
катионным
обменом
;
2)
в
щелочной
среде
–
рассматривается
как
хемосорбция
и
зависит
от
при
-
сутствия
органических
лигандов
.
Образование
микрочастиц
гидроксида
цинка
на
поверхности
глин
может
привести
к
сильной
зависимости
удержания
металла
в
почвах
от
рН
.
Адсорбция
Zn
2+
может
ослабевать
при
низких
рН
за
счет
конкуренции
со
стороны
других
ио
-
нов
.
Это
приводит
к
легкой
мобилизации
и
выщелачиванию
цинка
из
кислых
почв
.
При
повышении
рН
,
когда
в
почвенном
растворе
возрастает
концентрация
органических
веществ
, Zn-
органические
комплексы
также
могут
вносить
свой
вклад
в
растворимость
элемента
.
Наиболее
важными
факторами
,
контролирующими
растворимость
Zn
в
поч
-
вах
,
является
содержание
глинистых
минералов
и
водных
оксидов
,
величина
рН
.
Образование
органических
комплексов
,
осаждение
цинка
в
виде
гидроксидов
,
карбонатов
,
сульфидов
не
имеет
большого
значения
.
Элемент
может
также
вхо
-
дить
в
кристаллическую
структуру
некоторых
слоистых
силикатов
,
и
становится
малоподвижным
.
Органическое
вещество
почв
способно
связывать
Zn
в
устойчи
-
вые
формы
,
что
способствует
его
накоплению
в
гумусовых
горизонтах
и
торфе
.
Цинк
,
по
сравнению
с
другими
металлами
,
наиболее
растворим
в
почвах
.
Его
концентрация
в
почвенном
растворе
колеблется
от
4
до
270
мкг
/
л
.
Цинк
наиболее
подвижен
и
биологически
доступен
в
кислых
легких
мине
-
ральных
почвах
.
Для
растений
наиболее
доступна
фракция
Zn,
связанная
с
окси
-
дами
железа
и
марганца
.
Для
мобилизации
цинка
особенно
действенно
кислое
выщелачивание
,
поэтому
в
подзолах
и
бурых
лесных
почвах
,
развитых
на
песках
,
наблюдается
его
потеря
некоторыми
горизонтами
.
Растворимость
и
доступность
Zn
в
почвах
имеет
обратную
корреляцию
со
степенью
насыщенностью
кальцием
и
содержанием
соединений
фосфора
.
Эти
со
-
отношения
отражают
как
влияние
адсорбции
и
осаждения
,
так
и
взаимодействие
между
элементами
.
В
области
высоких
значений
рН
необходимо
учитывать
влия
-
ние
на
растворимость
и
доступность
цинка
образования
растворимых
Zn-
органических
комплексов
и
комплексных
анионных
форм
цинка
.
Неподвижность
Zn
наблюдается
в
почвах
,
богатых
Са
и
Р
,
содержащих
со
-
единения
серы
,
повышенное
количество
насыщенных
кальцием
минералов
и
вод
-
ных
оксидов
,
а
также
в
хорошо
аэрируемых
почвах
.
Антропогенные
источники
цинка
–
предприятия
цветной
металлургии
и
аг
-
ротехническая
деятельность
.
Восстановление
качества
загрязненных
цинком
почв
основано
на
ограничении
его
биологической
доступности
путем
внесения
извести
или
органического
вещества
.
Кобальт
(
Со
).
Среднее
содержание
кобальта
в
земной
коре
равно
5
×
10
-3
весовых
процента
.
Количество
элемента
в
почвах
сильно
колеблется
в
зависимо
-
сти
от
комплекса
почвообразующих
условий
.
Известно
около
130
минералов
,
в