WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 15 |

Предлагаем выделять двегруппы соединений металлов в почвах:прочно и непрочно связанные с почвеннымикомпонентами (рис. 1). Под группой следуетпонимать совокупность соединенийметаллов, сходных по прочностивзаимодействия с почвенными компонентами,и потому обладающих близкой миграционнойспособностью и биологическойдоступностью.

Группа прочно связанных соединенийвключает металлы, прочнозакрепленные в структурах первичных ивторичных минералов силикатной инесиликатной природы, а также находящиесяв составе трудно растворимых солей иустойчивых органических иорганоминеральных соединений.

Группа непрочно связанныхсоединений включает металлы,удерживаемые на поверхности почвенныхчастиц органическими и минеральнымикомпонентами почвы в обменном испецифически сорбированном состоянии.Непрочно связанные соединенияпредставляют наиболее важную сэкологической точки зрения группу ТМ,поскольку они, прежде всего, поступают врастения и мигрируют в другие сопредельныесреды.

Выделение соединенийметаллов в группы происходит по механизмусвязи ТМ с почвенными компонентами и поспособам извлечения ТМ из составапочвенных компонентов. Внутри каждойгруппы металлов также наблюдаетсянеоднородность по прочности связи и,следовательно, они могут бытьфракционированы по этомупоказателю.

По соотношению непрочносвязанной группы (НС) и прочно связанной группы (ПС) соединений можнохарактеризовать подвижность металла впочве и выразить ее в виде показателяподвижности Кп:

Кп = НС/ПС

Для учета роли различныхфракций металла в изменении подвижностинеобходимо рассчитывать их долю вгрупповом составе.

В главе приведен обзорприменяемых экстрагентов для определенияразличных форм соединений ТМ. Рассмотреныосновные виды воздействия вытяжек на почву ипредъявляемые к ним требования дляопределения прочно и непрочно связанныхсоединений.

Принадлежность ккомпонентам почв

Формы соединений

Методыопределения

Рис. 1. Формы соединенийтяжелых металлов в почвах и методы их определения

4.2. Методическоеобоснование определения групповогосостава соединений тяжелых металлов впочве на основе результатов параллельныхэкстракций

В соответствии спредложенной нами систематизацией группсоединений металлов в почвах были выбраныреагенты для их экстракции. Дляопределения непрочно связанных соединенийиспользовано параллельное извлечениеметаллов тремя вытяжками, экстрагирующеедействие которых последовательноусиливалось (рис. 2).

Рис. 2. Схема извлечениягруппы непрочно связанных соединенийметаллов различными экстрагентами

Эти вытяжкирекомендованы для характеристикикомплексного состояния подвижныхсоединений ТМ в почве по методу Г.А.Соловьева (Практикум по агрохимии, 1989). Поразнице между содержанием металлов ввытяжках 1% ЭДТА в 1н ААБ и 1н ААБ, рН 4,8 рассчитываликоличество комплексных соединений. Визвлекаемую кислоторастворимую формувходят обменные и специфическисорбированные соединения ТМ (рис. 2).Содержание последних находили по разницемежду их количествами, экстрагируемымивытяжками 1н НСl и ААБ. Аддитивность такогорасчета была доказанаэкспериментально.

Содержание металлов всоставе прочносвязанных соединенийопределяли по разности между общимсодержанием металлов в почве и содержаниемих непрочно связанных соединений.

4.3. Методическое обоснованиеопределения группового состава соединенийтяжелых металлов в почве на основекомбинированной схемы фракционирования

Для определениясоединений ТМ кроме параллельныхэкстракций часто применяются методы ихпоследовательного экстрагирования. Онипозволяют определить непрочно и прочносвязанные соединения металлов.Приводится критическийобзор существующих методовпоследовательного фракционирования, основнойсложностью использования которых являетсяневозможность определения разнообразияосновных почвенных компонентов исвязанных с ним металлов.Учесть это возможно путем сочетания последовательногои параллельного фракционированиясоединений металлов по схеме,представленной в таблице 2.

Таблица 2

Комбинированная схемафракционирования почвенных соединенийметаллов

Показатель

Способнахождения

Экспериментальный

Расчетный(по разности содержаний ТМ ввытяжках)

1. Содержание металла в обменнойформе

- общее

1н ААБ, рН4,8

- легкообменные

1M MgCl2

- труднообменные

разность 1нААБ - 1M MgCl2

2.Содержание металла, связанного с карбонатами и ввиде отдельных фаз

-общее

нетметода

-непрочно связанные (специфическисорбированные)

1MNaCH3COO,

рН 5


-прочносвязанные (соосажденные, окклюдированные,хемосорбированные, осадки малорастворимыхсоединений ТМ)

нетметода

3.Содержание металла, связанного с несиликатнымисоединениями Fe, Al, Mn:

-общее

0,04 M NH2OH·HCl

-непрочносвязанные (специфическисорбированные)

разность (1нHCl –1н ААБ ) - 1MNaCH3COO

-прочносвязанные (окклюдированные)

разность 0,04MNH2OH·HCl - (1н HCl -1нААБ - 1M NaCH3COO)

4.Содержание металла, связанного сорганическим веществом:

-общее

30% Н2О2

-непрочносвязанные (комплексные)

разность 1%ЭДТА в 1н ААБ –1н ААБ

- прочносвязанные (хелаты)

разность 30%H2O2 –1% ЭДТА

5.Содержание металла, прочно связанного ссиликатами

ВытяжкаHF+HСlO4 изостаточной фракции почвы

разность между общим содержаниемэлемента в почве и суммарным содержаниемвсех фракций, (кроме остаточной)

В данной схемеиспользован наиболеераспространенный способфракционирования металлов по Тессиеру (1979)совместно с параллельнымэкстрагированием. Соединения металлов, определенныетаким образом, называют «предположительносвязанными» с названнымикомпонентами. В работе даетсяподробный анализ и обоснование выделяемыхфракций, способов их нахождения.

Глава 5. ГРУППОВОЙ СОСТАВСОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХНИЖНЕГО ДОНА

Для оценки групповогосостава и подвижности ТМ в почве проводилиисследования в модельных лабораторных,вегетационных, полевых опытах и намониторинговых площадках.

5.1. Групповой составсоединений меди, цинка и свинца в черноземеобыкновенном и каштановой почве порезультатам вегетационногоопыта

Исходные(незагрязненные) почвы. Общеесодержание в исходных почвах Cu равно 39-44мг/кг, Pb – 20- 25мг/кг и Zn – 59-69мг/кг (табл. 3, 4) и соответствует фоновомууровню для чернозема обыкновенного икаштановой почвы (Закруткин, 2002; Никитюк,1998; Самохин, 2003).

Таблица 3

Групповой состав ипоказатель Кп соединений Cu, Pb и Zn внезагрязненных почвах, слой 0-20 см(параллельное экстрагирование)

Элемент

Общее содержание*

НС/ПС**

__________НС*_______

обменные/комплексные/специфически сорбированные***

КП

1год

2год

1 год

2год

1год

2год


Черноземобыкновенный

Cu

44

5/95

44

5/95

2

13/9/78

2

13/8/79

0,1

0,1

Pb

25

12/88

24

14/86

3

18/9/73

3

19/9/72

0,1

0,2

Zn

69

10/90

65

11/89

7

7/1/92

7

5/4/91

0,1

0,1


Каштановая почва

Cu

42

7/93

39

8/92

3

10/7/83

3

7/11/82

0,1

0,1

Pb

20

15/85

22

14/86

3

19/11/70

3

14/14/72

0,2

0,2

Zn

65

12/88

59

15/85

8

5/4/92

9

4/4/92

0,1

0,2

* мг/кг; ** непрочно/ прочносвязанные соединения, % от общегосодержания; *** % от непрочно связанныхсоединений

В незагрязненныхчерноземах обыкновенных преобладающаячасть исследуемых металлов (88-95%) прочнозакреплена почвенными компонентами (табл.3). На долю непрочно связанных соединенийприходится соответственно 5-12% от общегосодержания металлов. Эти соединения восновном представлены специфическисорбированными формами (73-92% от группынепрочно связанных соединений). Самуюнизкую подвижность имеет Cu.

Использованиекомбинированной схемы дало возможностьустановить роль отдельных почвенныхкомпонентов в удерживании металлов внезагрязненных и загрязненных почвах(табл. 4).

Доминирование прочносвязанных соединений в почвахагроландшафтов обеспечивается в основномзакреплением металлов в решеткахсиликатных минералов (56-83% от общегосодержания и 63-88% от группы прочносвязанных соединений). Подвижность Cu, Pb и Znв почвах обусловлена преимущественносоединениями металлов, удерживаемыхкарбонатами (4-9% от общего содержания и 53-88%от группы непрочно связанных соединений).Сродство Zn к карбонатам из рассматриваемыхметаллов самое высокое. Доля специфическисорбированных с ними форм металла в группенепрочно связанных соединений на фоновыхпочвах составляет 88%.

Таблица 4

Групповой составсоединений Cu, Pb и Zn в незагрязненномчерноземе обыкновенном

(комбинированная схемафракционирования)

Элемент

Непрочно связанные соединения

Прочно связанные соединения

Сумма фракций

Обменные

ААБ/MgCl2

Комплексные

Специфически сорбированные

Органическим веществом

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 15 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»