Экологическая геохимия. Бочаров В.Л - 19 стр.

UptoLike

Рубрика: 

19
тения (As, Se, Bi и др.). По токсичности элементы почв, влияющие на растения,
делятся на три класса:
1) сильно токсичные ; симптомы токсичности проявляются при концентра -
ции в почве менее 1 мг/кг Cu, Hg;
2) среднетоксичные ; симптомы токсичности проявляются при концентра -
ции в субстрате 1-100 мг/кг элементы III, IV, V, VI групп периодиче-
ской системы: Sr, V, Cr, Ni, Co, Pb и др.;
3) слаботоксичные ; симптомы токсичности редко проявляются при обыч -
ных концентрациях во всех субстратах, за исключением особых случа-
ев, когда некоторые элементы присутствуют в крайне малых концен-
трациях . Это галогены, N, P, S, щелочные металлы , редкие земли .
Вместе с тем для оценки техногенного загрязнения почв наряду с показа -
телями концентраций того или иного элемента требуется знание взаимоотно-
шений элементов в почвах и растениях , т.е. механизма токсичной реакции. К
сожалению, целенаправленные исследования в этом направлении пока отсутст-
вуют.
Следует учитывать, что диапазон относительно содержащихся микроэле -
ментов в почвах весьма широк. Концентрация элементов в различных горизон-
тах и слоях далеко не одинакова и не постоянна . Как правило , концентрация
элементов больше в тонкозернистых (размер частиц менее 1 мкм) глинистых
фракциях , в которых отмечается до 60-80% общего содержания микроэлемен-
тов, что связано с их сорбционной способностью. При оценке техногенного за -
грязнения необходимо использовать наряду с почвенными кларками и кларка -
ми осадочных пород местный или региональный геохимический фон. При изу -
чении химического выветривания большое значение приобретает потенциал
ионизации и ионный потенциал. От последнего зависит степень поглощения
растениями элементов. Ионы с низким потенциалом меньше 2 имеют тенден-
цию оставаться в растворе, тогда как ионы со средним 8-10 потенциалом обыч -
но выпадают в осадок в виде гидроокисей . При высоком ионном потенциале
больше 12 образуются растворимые оксикислоты нитраты и сульфаты. При
биологическом выветривании с помощью микроорганизмов осуществляется
нитрификация, денитрификация, окисление сернистых соединений железа . В
восстановительных условиях образуются сульфиды и происходит осаждение
Cu, Fe, Mo, Zn и др.
NH
3
+ H
2
O NH
4
OH
2NH
4
OH + 3O
2
2HNO
2
+4H
2
O
HNO
2
NO
2
-
+ H
+
2NO
2
-
+ O
2
2NO
3
-
При преобразовании микроорганизмами органического вещества часть
элементов быстро теряет с ним связь (Li, Sr), а тяжелые металлы , наоборот, со-
храняют ее, образуя металлоорганические соединения. Гумус и глинистый ма -
териал в почве имеют ионнообменную способность, при этом способность к
обмену у глин обратно пропорциональна размеру частиц. Обменноспособность
у гумуса выше, чем у глин; он может образовывать металлоорганические ком-
                                              19


те ни я (As, Se, Bi и др.). П о токс и ч нос ти э леме нты поч в, вли яющ и е на ра с тени я,
делятс я на три кла с са :
       1) с и льно токси ч ные; с и мптомы токс и ч нос ти проявляютс я при конце нтра -
           ци и впоч ве ме не е 1 мг/кг– Cu, Hg;
       2) сре дне токси ч ные; с и мптомы токс и ч нос ти проявляютс я при конце нтра -
           ци и вс убс тра те 1-100 мг/кг– э леме нты III, IV, V, VI групп пери оди ч е-
           ской с и с темы: Sr, V, Cr, Ni, Co, Pb и др.;
       3) сла ботокс и ч ные; с и мптомы токс и ч ности редко проявляютс я при обыч -
           ных конце нтра ци ях во всех с убс тра та х , за и с ключ е ни ем ос обых случ а -
           ев, когда не которые э леме нты при с утс твуют в кра й не ма лых конце н-
           тра ци ях . Э то га логе ны, N, P, S, щ е лоч ные ме та ллы, ре дки е земли .
       Вме сте с тем для оце нки тех ноге нного за грязне ни я поч вна ряду с пока за -
телями конце нтра ци й того и ли и ного э леме нта тре буе тс я зна ни е вза и моотно-
шени й э леме нтоввпоч вах и ра сте ни ях , т.е. мех а ни зма токс и ч ной ре а кци и . К
с ож а ле ни ю, целена пра вле нные и сс ле дова ни я вэ том на пра вле ни и пока отс утс т-
вуют.
       Сле дуе т уч и тывать, ч то ди а па зон относи те льно с одерж а щ и х с я ми кроэ ле-
ме нтоввпоч вах весьма ши рок. К онце нтра ци я э леме нтоввра зли ч ных гори зон-
та х и слоях да леко не оди на кова и не пос тоянна . К а к пра ви ло, конце нтра ци я
э леме нтовбольше втонкозе рни стых (ра змер ч а сти ц мене е 1 мкм) гли ни с тых
ф ра кци ях , вкоторых отме ч а етс я до 60-80% общ е го с одерж а ни я ми кроэ леме н-
тов, ч то связа но с и х с орбци онной с пос обнос тью. П ри оце нке тех ногенного за -
грязне ни я не обх оди мо и с пользовать на ряду с поч ве нными кла рка ми и кла рка -
ми ос а доч ных пород мес тный и ли ре ги она льный ге ох и ми ч е с ки й ф он. П ри и зу-
ч е ни и х и ми ч е ского выветри ва ни я большое зна ч е ни е при обрета ет поте нци а л
и они за ци и и и онный потенци а л. От последне го за ви с и т сте пе нь поглощ е ни я
ра сте ни ями э леме нтов. И оны с ни зки м потенци а лом ме ньше 2 и ме ют те нде н-
ци ю ос та ватьс я вра с творе, тогда ка к и оны со средни м 8-10 поте нци а лом обыч -
но выпа да ют вос а док вви де ги дрооки с е й . П ри выс оком и онном поте нци а ле
больше 12 обра зуютс я ра с твори мые окс и ки с лоты – ни тра ты и с ульф а ты. П ри
би ологи ч е ском выветри ва ни и с помощ ью ми кроорга ни змов ос ущ е с твляе тся
ни три ф и ка ци я, де ни три ф и ка ци я, оки сле ни е с ерни стых с ое ди не ни й ж елеза . В
восс та нови тельных ус лови ях обра зуютс я с ульф и ды и прои сх оди т оса ж де ни е
Cu, Fe, Mo, Zn и др.
       NH3 + H2O → NH4OH
       2NH4OH + 3O2 → 2HNO2+4H2O
       HNO2 → NO2- + H+
       2NO2- + O2 → 2NO3-
       П ри пре обра зова ни и ми кроорга ни зма ми орга ни ч е ского вещ ес тва ч а сть
э леме нтовбыс тро теряе т с ни м связь (Li, Sr), а тяж елые мета ллы, на оборот, со-
х ра няют е е, обра зуя мета ллоорга ни ч е с ки е с ое ди не ни я. Г умус и гли ни стый ма -
те ри а л впоч ве и меют и оннообменную с пос обность, при э том спос обнос ть к
обме ну у гли н обра тно пропорци она льна ра зме ру ч а с ти ц. Обме ннос пос обнос ть
у гумуса выше, ч ем у гли н; он мож е т обра зовывать ме та ллоорга ни ч е ски е ком-