ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.09.2020
Просмотров: 8746
Скачиваний: 18
му
обменных
катионов
.
Если
почва
прочно
связывает
тяжелые
металлы
(
обычно
в
богатых
гумусом
тяжелосуглинистых
и
глинистых
почвах
),
это
предохраняет
от
загрязнения
грунтовые
и
питьевые
воды
,
растительную
продукцию
.
Но
тогда
сама
почва
постепенно
становится
все
более
загрязненной
и
в
какой
-
то
момент
может
произойти
разрушение
органического
вещества
почвы
с
выбросом
тяжелых
ме
-
таллов
в
почвенный
раствор
.
В
итоге
такая
почва
окажется
непригодной
для
сель
-
скохозяйственного
использования
.
Общее
количество
свинца
,
которое
может
за
-
держать
метровый
слой
почвы
на
одном
гектаре
,
достигает
500–600
т
;
такого
ко
-
личества
свинца
даже
при
очень
сильном
загрязнении
в
обычной
обстановке
не
бывает
.
Почвы
песчаные
,
малогумусные
,
устойчивы
против
загрязнения
;
это
зна
-
чит
,
что
они
слабо
связывают
тяжелые
металлы
,
легко
отдают
их
растениям
или
пропускают
их
через
себя
с
фильтрующимися
водами
.
На
таких
почвах
возрастает
опасность
загрязнения
растений
и
подземных
вод
.
В
этом
заключается
одно
из
трудноразрешимых
противоречий
:
легко
загрязняющиеся
почвы
предохраняют
окружающую
среду
,
но
почвы
,
устойчивые
к
загрязнению
,
не
обладают
защитны
-
ми
свойствами
в
отношении
живых
организмов
и
природных
вод
.
Если
почвы
загрязнены
тяжелыми
металлами
и
радионуклидами
,
то
очистить
их
практически
невозможно
.
Пока
известен
единственный
путь
:
засеять
такие
почвы
быстрорастущими
культурами
,
дающими
большую
зеленую
массу
;
такие
культуры
извлекают
из
почвы
токсичные
элементы
,
а
затем
собранный
урожай
подлежит
уничтожению
.
Но
это
довольно
длительная
и
дорогостоящая
процедура
.
Можно
снизить
подвижность
токсичных
соединений
и
поступление
их
в
расте
-
ния
,
если
повысить
рН
почв
известкованием
или
добавлять
большие
дозы
органи
-
ческих
веществ
,
например
торфа
.
Неплохой
эффект
может
дать
глубокая
вспашка
,
когда
верхний
загрязненный
слой
почвы
при
вспашке
опускают
на
глубину
50–70
см
,
а
глубокие
слои
почвы
поднимают
на
поверхность
.
Для
этого
можно
восполь
-
зоваться
специальными
многоярусными
плугами
,
но
при
этом
глубокие
слои
все
равно
остаются
загрязненными
.
Наконец
,
на
загрязненных
тяжелыми
металлами
(
но
не
радионуклидами
)
почвах
можно
выращивать
культуры
,
не
используемые
в
качестве
продовольствия
или
кормов
,
например
цветы
.
Кислые
дожди
.
Выпадение
дождей
или
других
атмосферных
осадков
с
высо
-
кой
кислотностью
–
обычный
результат
выброса
в
атмосферу
продуктов
сжигания
топлива
(
угля
),
а
также
выбросов
металлургических
и
химических
заводов
.
В
со
-
ставе
таких
выбросов
много
диоксида
серы
и
/
или
оксидов
азота
;
при
взаимодей
-
ствии
с
водяными
парами
атмосферы
они
образуют
серную
и
азотную
кислоты
.
Действие
кислых
дождей
на
почвы
неоднозначное
.
В
северных
,
таежных
зонах
они
увеличивают
вредную
кислотность
почв
,
способствуют
повышению
содержа
-
ния
в
почвах
растворимых
соединений
токсичных
элементов
-
свинца
,
алюминия
.
При
этом
усиливается
и
разложение
почвенных
минералов
.
Реальный
путь
борь
-
бы
с
подкислением
таежных
почв
-
установка
на
заводских
трубах
фильтров
,
пе
-
рехватывающих
оксиды
серы
и
азота
.
Для
борьбы
с
подкислением
почв
можно
использовать
также
известкование
.
Однако
кислотные
дожди
в
ряде
случаев
могут
быть
и
полезны
.
В
частности
,
они
обогащают
почвы
азотом
и
серой
,
которых
на
очень
больших
территориях
явно
недостаточно
для
получения
высоких
урожаев
.
Если
же
такие
дожди
выпа
-
дают
в
районах
распространения
карбонатных
,
а
тем
более
щелочных
почв
,
то
они
снижают
щелочность
,
увеличивая
подвижность
элементов
питания
,
их
доступ
-
ность
растениям
.
Поэтому
полезность
или
вредность
каких
-
либо
выпадений
нель
-
зя
оценивать
по
упрощенным
однозначным
критериям
,
а
необходимо
рассматри
-
вать
конкретно
и
дифференцированно
по
типам
почв
.
Промышленные
отвалы
.
Атмосферные
выбросы
,
содержащие
оксиды
раз
-
личных
токсичных
металлов
и
неметаллов
,
распространяются
на
большие
рас
-
стояния
,
измеряемые
десятками
и
сотнями
километров
.
Поэтому
вызываемые
ими
загрязнения
имеют
региональный
,
а
иногда
и
глобальный
характер
.
В
противопо
-
ложность
этому
крупнотоннажные
отходы
различных
производств
,
отвалы
гидро
-
лизного
лигнина
,
золы
тепловых
электростанций
,
отвалы
при
добыче
угля
оказы
-
вают
преимущественно
локальное
влияние
.
Такие
отвалы
занимают
немалые
площади
,
выводя
из
пользования
земельные
угодья
,
а
многие
из
них
представляют
вполне
конкретную
опасность
для
окружающей
среды
.
Отвалы
угольных
шахт
содержат
немало
угля
,
он
горит
,
загрязняя
атмосферу
.
Отвалы
многих
горных
по
-
род
содержат
пирит
FeS
2
,
который
самопроизвольно
на
воздухе
окисляется
до
H
2
SO
4
;
в
период
дождей
или
снеготаяния
последняя
легко
образует
не
только
сильнокислые
территории
,
но
даже
озерца
серной
кислоты
в
окрестностях
горных
выработок
.
Единственный
путь
нормализации
экологической
обстановки
в
таких
местах
-
выравнивание
отвалов
,
их
землевание
,
залужение
,
лесные
посадки
.
Многие
местные
органические
отходы
,
такие
,
как
гидролизный
лигнин
,
пти
-
чий
помет
,
свиной
навоз
,
можно
превратить
или
в
хорошие
компосты
,
или
в
так
называемый
биогумус
(
вермикомпост
).
В
основе
последнего
способа
лежит
быст
-
рая
переработка
органических
отходов
некоторыми
гибридами
красных
земляных
червей
,
так
называемая
вермикультура
(
от
латинского
vermis -
червь
).
Черви
про
-
пускают
через
кишечник
все
растительные
остатки
,
превращая
их
в
черноземопо
-
добную
массу
,
очень
плодородную
,
практически
без
запаха
,
в
которой
содержится
много
гуминовых
кислот
.
Нефть
и
нефтепродукты
.
Нефтяное
загрязнение
почв
относится
к
числу
наиболее
опасных
,
поскольку
оно
принципиально
изменяет
свойства
почв
,
а
очи
-
стка
от
нефти
очень
сильно
затруднена
.
Нефть
попадает
в
почву
при
различных
обстоятельствах
:
при
разведке
и
добыче
нефти
,
при
авариях
на
нефтепроводах
,
при
авариях
речных
и
морских
нефтеналивных
судов
.
Различные
углеводороды
попадают
в
почву
на
нефтебазах
,
бензозаправках
и
т
.
п
.
Последствия
для
почв
,
вы
-
званные
нефтезагрязнением
,
можно
без
преувеличения
назвать
чрезвычайными
.
Нефть
обволакивает
почвенные
частицы
,
почва
не
смачивается
водой
,
гибнет
микрофлора
,
растения
не
получают
должного
питания
.
Наконец
,
частицы
почвы
слипаются
,
а
сама
нефть
постепенно
переходит
в
иное
состояние
,
ее
фракции
ста
-
новятся
более
окисленными
,
затвердевают
,
и
при
высоких
уровнях
загрязнения
почва
напоминает
асфальтоподобную
массу
.
Бороться
с
таким
явлением
очень
трудно
.
При
малых
уровнях
загрязнения
помогает
внесение
удобрений
,
стимули
-
рующих
развитие
микрофлоры
и
растений
.
В
результате
нефть
частично
минера
-
лизуется
,
некоторые
ее
фрагменты
входят
в
состав
гуминовых
веществ
и
почва
восстанавливается
.
Но
при
больших
дозах
и
длительных
сроках
загрязнения
в
почве
происходят
необратимые
изменения
.
Тогда
наиболее
загрязненные
слои
приходится
просто
удалять
.
Хорошо
слаженные
почвенные
химические
системы
формировались
долгие
годы
;
особенно
много
времени
требуется
в
неблагоприятных
климатических
ус
-
ловиях
,
при
скудной
растительности
,
под
еловыми
лесами
.
Нужны
сотни
лет
для
формирования
высокобуферных
почвенно
-
генетических
химических
систем
,
ко
-
торые
придают
почвам
способность
противостоять
колебаниям
климата
и
расти
-
тельности
.
Такая
буферность
обусловлена
высоким
разнообразием
химических
соединений
в
почвах
,
многие
из
которых
обладают
различными
свойствами
.
Все
это
позволяет
почвам
оптимально
обеспечивать
устойчивое
состояние
биоценоза
в
целом
.
В
сельскохозяйственных
почвах
частично
нарушается
природное
равно
-
весие
,
а
химический
состав
почв
не
полностью
отвечает
требованиям
выращивае
-
мых
культур
,
часть
химических
элементов
отчуждается
с
урожаем
,
органическое
вещество
частично
минерализуется
.
Поэтому
в
пахотных
почвах
приходится
по
-
полнять
запас
химических
элементов
и
/
или
их
соединений
путем
внесения
мине
-
ральных
и
органических
удобрений
.
С
помощью
удобрений
и
мелиоративных
приемов
удается
значительно
улучшить
физические
свойства
почв
,
их
химиче
-
ский
состав
,
повысить
плодородие
.
В
этом
случае
говорят
об
окультуривании
почв
.
Если
изменения
почв
при
сельскохозяйственном
использовании
сравнитель
-
но
легко
поддаются
контролю
и
при
научно
-
обоснованном
землепользовании
можно
добиться
сохранения
и
даже
улучшения
почв
,
то
химическое
загрязнение
может
приводить
к
необратимым
изменениям
почв
,
их
разрушению
.
Если
форми
-
рование
зрелых
почв
требует
сотен
или
тысяч
лет
,
то
необратимая
деградация
или
полное
уничтожение
почвы
могут
произойти
за
несколько
лет
.
Разрушить
почву
легко
,
создать
заново
трудно
.
И
в
этом
отношении
есть
существенные
различия
между
разными
оболочками
Земли
.
Загрязнение
атмосферы
опасно
,
но
сильные
ветры
быстро
меняют
ситуацию
.
Загрязнение
гидросферы
нередко
бывает
более
стойким
,
чем
загрязнение
атмосферы
,
но
и
реки
и
моря
рано
или
поздно
рассеи
-
вают
загрязняющие
вещества
,
в
чем
активно
помогают
течения
и
обновление
вод
.
В
почвах
медленнее
накапливаются
токсичные
уровни
загрязняющих
ве
-
ществ
,
но
зато
они
долго
в
ней
сохраняются
,
негативно
влияя
на
экологическую
обстановку
целых
регионов
.
Поэтому
охрана
почв
-
дело
первоочередной
важно
-
сти
,
хотя
влияние
загрязнения
почв
бывает
не
столь
заметным
и
очевидным
,
как
загрязнение
атмосферы
и
гидросферы
.
15.7.
Реакция
почвенной
среды
Реакция
почвы
–
физико
-
химическое
свойство
почвы
,
связанное
с
содержа
-
нием
ионов
Н
+
и
ОН
-
в
ее
твердой
и
жидкой
частях
.
Реакция
почвы
кислая
,
если
в
ней
преобладают
ионы
Н
+
,
и
щелочная
,
если
ионы
ОН
-
.
Реакция
почвы
оказывает
большое
влияние
на
развитие
растений
и
почвенных
микроорганизмов
,
на
эффек
-
тивность
удобрений
,
на
химические
и
биохимические
процессы
в
почве
.
Для
ко
-
личественной
оценки
реакции
почвы
применяют
различные
показатели
:
рН
сус
-
пензии
почвы
в
воде
или
в
растворе
КС
1,
количество
кислотных
компонентов
в
вытяжке
1
М
ацетата
натрия
и
т
.
п
. .
Концентрацию
ионов
водорода
в
растворе
принято
выражать
условной
вели
-
чиной
рН
(
отрицательный
логарифм
концентрации
Н
+
ионов
).
Различают
две
формы
кислотности
почв
:
актуальную
(
активную
)
и
потен
-
циальную
(
скрытую
)
кислотность
.
Последняя
подразделяется
,
в
свою
очередь
,
на
обменную
и
гидролитическую
.
Актуальная
кислотность
–
это
кислотность
почвенного
раствора
,
обуслов
-
ленная
повышенной
концентрацией
в
нем
ионов
Н
+,
а
также
слабых
минеральных
(
Н
2
СОз
),
органических
кислот
и
гидролитически
кислых
солей
(
А
1
С
1
з
).
Послед
-
ние
при
гидролизе
образуют
слабое
основание
и
сильную
кислоту
: .
А
1
С
1
3
+
ЗН
2
0 =
А
1 (
ОН
)
3
+
ЗНС
1
ЗНС
1 = 3
Н
+
+
ЗС
1
-
.
При
нейтральной
реакции
концентрация
ионов
водорода
и
гидроксила
оди
-
накова
– 10
-7
мг
/
л
,
то
есть
рН
раствора
равен
7.
Актуальная
кислотность
непосред
-
ственно
влияет
на
развитие
растений
и
почвенных
микроорганизмов
.
Потенциальная
(
скрытая
)
кислотность
обусловлена
ионами
Н
+
, Al
3+
и
Fe
3+
,
поглощенными
ППК
с
отрицательным
зарядом
.
Часть
поглощенных
ионов
водорода
и
алюминия
может
быть
вытеснена
в
раствор
катионами
нейтральных
солей
(
КС
1):
(
ППК
)
Н
+
+
КС
1=(
ППК
)
К
+
+
НС
1,
в
результате
чего
почвенный
раствор
подкисляется
.
Это
–
обменная
потен
-
циальная
кислотность
почвы
,
выражается
рН
в
КС
1.
В
почвах
Беларуси
об
-
менная
кислотность
,
как
правило
,
на
порядок
выше
актуальной
и
включает
ее
.
Принято
следующее
деление
минеральных
и
торфяно
-
болотных
почв
рес
-
публики
Беларусь
в
зависимости
от
обменной
кислотности
(
таблица
3.1):
Таблица
3.1.
Градация
почв
Беларуси
по
степени
кислотности
(pH
в
KCl)
и
относительное
содержание
почв
различной
кислотности
№
п
/
п
Степень
кислотности
минеральные
почвы
торфяно
-
болотные
почвы
Пашня
, %
Улучшенные
сенокосы
и
па
-
стбища
, %
1
сильнокислые
менее
4,5
менее
4,0
1,4
1,9
2
среднекислые
4,51–5,00
4,01–4,50
4,5
5,4
3
кислые
5,01–5,50
4,51–5,00
12,8
14,4
4
слабокислые
5,51–6,00
5,01–5,50
27,5
27,5
5
близкие
к
нейтральным
и
нейтральные
6,01–6,50
5,51–6,00
36,8
29,5
6
близкие
к
нейтральным
и
нейтральные
6,51–7,00
6,01–6,50
13,9
14,5
7
нейтральные
и
слабо
-
щелочные
более
7,00
более
6,50
3,1
6,8
Минеральные
почвы
с
рН
<4,5 –
сильнокислые
и
с
рН
4,51–5,00 –
среднекис
-
лые
,
а
также
торфяно
-
болотные
с
рН
менее
4,5
нуждаются
в
первоочередном
из
-
вестковании
;
почвы
3
группы
–
кислые
,
требуют
известкования
,
при
рН
5,51–6,0 –
минимальная
нуждаемость
в
известковании
имеется
лишь
для
суглинистых
и
гли
-
нистых
почв
.
При
обработке
почвы
уксуснокислым
натрием
CH
3
COONa
или
уксуснокис
-
лым
кальцием
(
СНзСОО
)
2
Са
все
ионы
,
обуславливающие
кислотность
почвы
,
вы
-
тесняются
в
раствор
:
(
ППК
)
Н
+
Н
+
+2
СН
3
СОО
N
а
= (
ППК
) N
а
+
N
а
+
+2
СН
3
СООН
.
Эта
часть
потенциальной
кислотности
получила
название
гидролитической
.
Кислотность
,
обнаруживаемая
при
обработке
почвы
раствором
CH
3
COONa,
включает
актуальную
и
потенциальную
кислотность
–
как
обменную
,
так
и
собст
-
венно
гидролитическую
(
которая
не
обнаруживается
при
обработке
КС
1).
Гидро
-
литическая
кислотность
выражается
в
мгэкв
на
100
г
почвы
или
,
по
современной
системе
,
смоль
(+)/
кг
,
что
одно
и
то
же
.
Свойства
почвы
характеризуются
также
степенью
насыщенности
основа
-
ниями
–
количеством
обменно
поглощенных
оснований
,
выраженным
в
процен
-
тах
от
емкости
поглощения
:
V
=
S*100/T,
и
Т
= S+H
где
V –
степень
насыщенности
почвы
основаниями
, %;
S –
сумма
поглощенных
оснований
(
кроме
Н
и
А
l);
Т
–
поглотительная
способность
всех
катионов
,
включая
ионы
водорода
.
Степень
насыщенности
основаниями
показывает
,
какая
часть
общей
емко
-
сти
приходится
на
поглощенные
основания
и
какая
—
на
ионы
водорода
.
Напри
-
мер
, V= 80 %
означает
,
что
80 %
от
общей
емкости
(
Т
)
занимают
основания
и
20
% —
ионы
водорода
.
По
современным
понятиям
наиболее
точно
степень
насыщенности
основа
-
ниями
можно
определить
через
сумму
основных
катионов
(
С
a, Mg, K),
непосред
-
ственно
определенных
в
нейтрально
-
солевых
вытяжках
,
и
величину
емкости
ка
-
тионного
обмена
(
ЕКО
).
Их
соотношение
в
процентах
будет
представлять
собой
степень
насыщенности
почв
основаниями
.
Буферная
способность
почв
.
Почвенный
раствор
подкисляется
в
результате
выделения
углекислоты
при
дыхании
корней
,
образовании
Н
N
О
3
при
нитрифика
-
ции
и
от
продуктов
жизнедеятельности
микроорганизмов
.
Реакция
почвы
изменя
-
ется
также
от
удобрений
.
Изменение
реакции
разных
почв
под
действием
этих
факторов
неодинаково
.
Способность
почвы
противостоять
изменению
реакции
почвенного
раствора
в
кислую
или
щелочную
сторону
называется
буферной
спо
-
собностью
почвы
.
Буферность
почвы
в
целом
зависит
от
буферных
свойств
ее
твердой
и
жидкой
частей
.
Буферность
раствора
создается
слабыми
кислотами
и
их
солями
.
Слабые
кислоты
диссоциируют
не
полностью
,
большая
часть
их
нахо
-
дится
в
виде
недиссоциированных
молекул
: