Жидкая фаза почв. Трофимов С.Я - 12 стр.

UptoLike

Рубрика: 

14
исследователи отождествляют понятие почвенного раствора именно с этой категорией влаги.
Другие авторы рассматривают лизиметрическую гравитационную воду и капиллярный
почвенный раствор, как различные фракции почвенного раствора, различающиеся по
химическому составу и (или) соотношению компонентов (Самойлова, Дёмкин,1976). По-
видимому, последняя точка зрения наиболее правильна и к почвенному раствору должны быть
отнесены все формы почвенной влаги, присутствующей в почве in situ, в естественных
условиях.
Почвенный раствор не является абсолютно гомогенной системой, так как интенсивные
(не зависящие от количества почвы) показатели его свойств меняются в макроскопическом
почвенном пространстве от точки к точке. Такая пространственная неоднородность
обусловлена тесной связью между почвенным раствором и поверхностью сильно
диспергированных твердых частиц почвы. Почва сама по себе является гетерогенной, пористой
коллоидно-капиллярной системой (Смагин, 2003), в которой распределение ионов регулируется
межфазными адсорбционными взаимодействиями, создающими градиент концентрации
веществ вблизи твердой поверхности, причем сила удерживания раствора убывает с
расстоянием. Почвенная влага, таким образом, представлена несколькими формами разной
степени подвижности, и ее распределение в почве непосредственно связано с характером
порового пространства. Раствор малых пор
1
, несвободная вода, пленочная влага (по
терминологии разных авторов) имеет специфические свойства и состав. Аномальные
особенности несвободной, связанной воды установлены для таких ее характеристик, как
плотность, вязкость, диэлектрическая проницаемость, теплопроводность, растворяющая
способность.
Установлено, что в капиллярах наноразмерного диапазона вода ведет себя не так, как
предписывают классические законы гидродинамики, а проявляет себя почти как твердое тело.
Протекая, а, вернее, «продавливаясь» через канал, диаметром 2 нм, вода ведет себя как вязкая
субстанция и организуется в ряд слоев. При сжатии она формирует многослойную структуру,
близкую к морфологии жидких кристаллов. Есть предположение, что вода в нанотрубках
находится в агрегатном состоянии, отличающемся от жидкого и газообразного. В этих условиях
среднее количество водородных связей, связывающих молекулу воды с соседними
(координационное число) сокращается с 3,8 до 1,86, вследствие чего молекулы сохраняют
подвижность, и вода не замерзает даже при температуре 8 градусов Кельвина, то есть близком к
абсолютному нулю.
А. Сент-Дьердьи ит. по: Кульский, Даль, Ленчина, 1982) считает, что в узких
капиллярах вблизи твердой поверхности возникают структурно упорядоченные слои воды.
1
верхняя граница размера таких пор по данным разных авторов составляет от 0,1 до 3 мкм
исследователи отождествляют понятие почвенного раствора именно с этой категорией влаги.
Другие авторы рассматривают лизиметрическую гравитационную воду и капиллярный
почвенный раствор, как различные фракции почвенного раствора, различающиеся по
химическому составу и (или) соотношению компонентов (Самойлова, Дёмкин,1976). По-
видимому, последняя точка зрения наиболее правильна и к почвенному раствору должны быть
отнесены все формы почвенной влаги, присутствующей в почве in situ, в естественных
условиях.
           Почвенный раствор не является абсолютно гомогенной системой, так как интенсивные
(не зависящие от количества почвы) показатели его свойств меняются в макроскопическом
почвенном пространстве от точки к точке. Такая пространственная неоднородность
обусловлена          тесной      связью      между      почвенным        раствором          и   поверхностью   сильно
диспергированных твердых частиц почвы. Почва сама по себе является гетерогенной, пористой
коллоидно-капиллярной системой (Смагин, 2003), в которой распределение ионов регулируется
межфазными адсорбционными взаимодействиями, создающими градиент концентрации
веществ вблизи твердой поверхности, причем сила удерживания раствора убывает с
расстоянием. Почвенная влага, таким образом, представлена несколькими формами разной
степени подвижности, и ее распределение в почве непосредственно связано с характером
порового пространства. Раствор малых пор1, несвободная вода, пленочная влага (по
терминологии разных авторов) имеет специфические свойства и состав. Аномальные
особенности несвободной, связанной воды установлены для таких ее характеристик, как
плотность, вязкость, диэлектрическая проницаемость, теплопроводность, растворяющая
способность.
           Установлено, что в капиллярах наноразмерного диапазона вода ведет себя не так, как
предписывают классические законы гидродинамики, а проявляет себя почти как твердое тело.
Протекая, а, вернее, «продавливаясь» через канал, диаметром 2 нм, вода ведет себя как вязкая
субстанция и организуется в ряд слоев. При сжатии она формирует многослойную структуру,
близкую к морфологии жидких кристаллов. Есть предположение, что вода в нанотрубках
находится в агрегатном состоянии, отличающемся от жидкого и газообразного. В этих условиях
среднее количество водородных связей, связывающих молекулу воды с соседними
(координационное число) сокращается с 3,8 до 1,86, вследствие чего молекулы сохраняют
подвижность, и вода не замерзает даже при температуре 8 градусов Кельвина, то есть близком к
абсолютному нулю.
           А. Сент-Дьердьи (цит. по: Кульский, Даль, Ленчина, 1982) считает, что в узких
капиллярах вблизи твердой поверхности возникают структурно упорядоченные слои воды.


1
    верхняя граница размера таких пор по данным разных авторов составляет от 0,1 до 3 мкм

                                                              14