76. Поглотительная способность почв. Ппк.

Поглотительная способностью почв – свойство почв обменно или необменно поглощать твердые, жидкие или газообразные вещества или увеличивать их концентрацию у поверхности коллоидных частиц.

К.К. Гедройц выделил 5 видов поглотительной способности: механическую, физическую, физико-химическую, химическую и биологическую.

Механическая – это свойство почвы поглощать твердые частицы, поступающ. с водой или воздухом, размеры которых не превышают размеры почвенных пор.

Физическая – это свойство почвы изменять концентрацию молекул различных веществ на поверхности твердых частиц за счет физического взаимодействия молекул. Например, адсорбция. Хорошо адсорбируются органич. кислоты, ВМС. Плохо - многие минеральные кислоты, соли (нитраты, хлориды), щелочи.

Химическая поглотительная способность (хемосорбция) обусловлена образованием труднорастворимых соединений в почве с кислой реакцией. Сорбция фосфатов на поверхности гидрооксидов Fe и Al в почве с нейтральной и щелочной реакцией. Образование труднорастворимых CaPH₄ , образование Al-Fe –гумусовых комплексов, глинисто-гумусовых комплексов.

Биологическая - обусловлена поглощением элементов питания и О₂ корнями растений, м/о. Характеризуется большой избирательностью.

Физико-химическая обусловлена наличием ППК, представленного почвенными коллоидами. Физ-химическая поглотительная способность обуславли-ет физ-химические свойства почв, такие как кислотность, буферная способность.

Почвенный поглощающий комплекс (ППК). Обменная поглотительная способность почв обусловлена наличием в ней почвенного поглощающего комплекса. Почвенный поглощающий комплекс (ППК) — это совок-сть минер., органич. и органоминеральных соединений высокой степени дисперсности, нерастворимых в воде и способных поглощать и обменивать поглощенные ионы. ППК - фундамен-ая хар-ка почвы, которая определяет его способность поглощать. ППК электронейтрален, отрицательный заряд нейтрализуется положительными катионами. ППк м.активно поглощать пестициды,ПАВы.

Удельная поверхность является одним из параметров, определяющих химическую активность почв, так как с увеличением дисперсности частиц их химическая активность возрастает.

Строение и заряд почвенных коллоидов. В почвах всегда присутствуют минеральные, органические и органоминеральные коллоиды, состав и количественное соотношение которых зависит от характера почвообразующих пород и типа почвообразования.

Основу коллоидной частицы, называемой, по предложению Г. Вигнера, коллоидной мицеллой, составляет ее ядро, природой которого во многом определяется поведение почвенных коллоидов. Ядро коллоидной мицеллы представляет собой сложное соединение аморфного или кристаллического строения различного химического состава.

На поверхности ядра расположен прочно удерживаемый слой ионов, несущий заряд — слой потенциалопределяющих ионов. Ядро мицеллы вместе со слоем потенциалопределяющих ионов называется гранулой. Между гранулой и раствором, окружающим коллоид, возникает термодинамический потенциал, под влиянием которого из раствора притягиваются ионы противоположного знака (компенсирующие ионы). Так, вокруг ядра коллоидной мицеллы образуется двойной электрический слой, состоящий из слоя потенциалопределяющих и слоя компенсирующих ионов. Компенсирующие ионы, в свою очередь, располагаются вокруг гранулы двумя слоями. Один — неподвижный слой, прочно удерживаемый электростатическими силами потенциалопределяющих ионов (слой Гельмгольца). Гранула вместе с неподвижным слоем компенсирующих ионов называется коллоидной частицей. Между коллоидной частицей и окружающим раствором возникает электрокинетический потенциал (дзета-потенциал), под влиянием которого находится второй (диффузный) слой компенсирующих ионов, обладающих способностью к эквивалентному обмену на ионы того же знака заряда из окружающего раствора. Ионы положительного знака заряда, находящиеся в диффузионном слое называются обменными катионами. Обменные катионы – катионы, которые входят в состав ППК и могут быть замещены катионами другого рода при взаимодействии с нейтральными растворами солей.

Обменные катионы главным образом представлены элементами первой и второй групп периодической системы. В кислых почвах значительную роль играют ионы H⁺ и Al^3+. В обменной форме находятся многие микроэлементы: ионы Zn^2+, Cu^2+,Mn²⁺ и др.. Катионообменная способность относится к числу фундаментальных свойств почв.

Специфичность поглощения обменных катионов.

При равной активности (концентрации) катионов раствора один из них поглощается почвой в больших количествах и удерживается более прочно. Т.е. почвы обладают способностью специфично (селективно) поглощать катионы одного рода в ущерб катионам другого рода.

Селективность зависит как от свойств катионов, так и от химических особенностей компонентов ППК. В общем случае предпочтительнее связываются катионы с более высоким зарядом, а при равных зарядах — катионы с большей атомной массой. Это правило иллюстрируется следующими рядами катионов, расположенных в порядке возрастания степени их поглощения почвой:

Li+<Na+<NH 4 +<K +<Rb+<Cs+<H+ ;

Mg2+<Ca2+<Ba2+ ;

Al3+<Fe3+.

Емкость катионного обмена (ЕКО) – это максимальное количество поглощенных катионов, способных к обмену на другие катионы, выражающееся в мг-экв/100 г почвы. ЕКО – стандартизованная величина – равна кол-ву поглощенного из раствора ионов бария в стандартных условиях. ЕКО почв изменяется от 2 до 65 мг-экв/100 г.почве. ЕКО определяет сколько почва может поглощать воды и удерживать вещества. При увеличении степени дисперсности частиц емкость поглощения катионов возрастает. Органическая часть почвенного поглощающего комплекса обладает значительно большей емкостью поглощения, чем минеральная.

Факторы определяющие ЕКО: 1)мех сос-в почвы(гумус,тяжелые почвы >ЕКО) 2)от числа отриц-х зарядов на ед-цу массы и на ед-цу плотности(обр-ся за счет несовер-ва решеток минералов,разорв.связей) 3)от сос-ва ППК (0-кварц, 100мг-у гуминовых кис-т) 4)от типа почв(наиб.емкий-гумус,далее торф,чернозем) 5)от рН (чем больше pH, тем больше ЕКО); 6)от способности диссоциации. ППк м.активно поглощать пестициды,ПАВы.