- •Кафедра прикладной экологии и охраны окружающей среды
- •Характеристика объектов окружающей среды
- •Химический состав, классификация и некоторые особенности природных вод
- •Подразделения вод согласно минерализации
- •Состав поверхностых вод суши
- •Характерные интервалы концентрации биогенных элементов в поверхностных водах суши (в скобках пдк, мг/л)
- •Зависимость содержания nh3 от рН воды при разных температурах
- •Содержание микроэлементов в поверхностных водах суши и биометаллах
- •Молекулярные массы комплексных соединений микроэлементов
- •Характерные интервалы концентраций органических соединений природного происхождения в поверхностных водах суши в мг с/л.
- •Состав подземных вод
- •Состав воздуха и атмосферных осадков
- •Химический состав чистого воздуха
- •Химический состав почв.
- •Группы водосборной площади Днепра
- •Химический состав донных отложений
- •Содержание основных компонентов и микроэлементов в донных отложениях
- •Общая схема анализа и основные этапы
- •Характеристика методов анализа
- •Общая характеристика методов анализа объектов окружающей среды
- •Особенности анализа воздуха
- •Отбор проб
- •Подготовка проб к анализу.
- •Особенности анализа почв и донных отложений.
- •Отбор проб и их подготовка к анализу
- •Основные этапы анализа
- •Особенности анализа природной воды. Виды проб и техника их отбора
- •Отбор проб с водных объектов
- •Консервация, транспортировка и хранение проб воды
- •Определение химических ингредиентов в растворённом состоянии, коллоидно-дисперсной форме и взвесях
- •Концентрирование микрокомпонентов
- •Зависимость количества экстракций n для 99 % извлечения веществ от коэффициента разделения (d) и кратности концентрирования (vвод./vорг.)
- •Удаление веществ, мешающих анализу
- •Автоматизация анализа природных вод
- •Статистическая обработка результатов анализа
- •Зависимость t от n при различных р
Химический состав почв.
Минеральную часть почв составляют силикаты и алюмосиликаты, доминирующими компонентами которых являются соединения кремния, Al, Fe и Ca. Химический состав почв выражают через процентное содержание оксидов элементов, отнесенный к воздушно-сухой пробе. По данным табл. 10 видно, что кроме соединений названных выше элементов, суммарное содержание которых, выраженное в оксидах, составляет выше 80 – 85 %, в составе почв входят в значительных количествах соединения Mg, Ca, Na, Ti, Mn, P (фосфаты), S (сульфаты) и неорганического С (карбонаты). Из органических компонентов к валовому составу почв входят органический углерод (С орг.) и азот (N орг.). Помимо этого, воздушно-сухие почвы в зависимости от их дисперсности содержат до 10 % гигроскопической воды.
По содержанию основных минеральных компонентов почвы делятся на несколько групп – подзолистые, песчаные, подзолистые суглинистые, лесостепные суглинистые, каштановые глинистые, торфяные и т.д. Содержание оксидов металлов в почвах различных типов меняется в достаточно узких пределах, что облегчает выбор методов их анализа. Содержание оксидов уменьшается в ряду SiO2 > Al2O3 > Fe2O3 ~ CaO > MgO ~ K2O ~ Na2O > TiO2 > MnO.
Содержание неорганического фосфора (Р2О5) в почвах является достаточно постоянным. В то же время содержание сульфатной серы (SO3) и карбонатного углерода (СО2) может колебаться в широких пределах; то же самое касается С орг. и N орг. (табл. 10).
В состав почв входят также микроэлементы, наиболее важными из которых для развития растений являются В (его содержание изменяется в пределах 1 – 200 мк/кг), Mn (20 – 5000 мг/кг), Cu (1 – 150 мг/кг), Zn (5 – 100 мг/кг), СО (0,5 – 20 мг/кг), Мо (0,2 – 10 мг/кг).
Таблица 10
Группы водосборной площади Днепра
Основные компоненты |
Микрокомпоненты | ||
N орг. |
0,1 – 1 |
CO |
5 – 15 |
C орг. |
0,1 – 6 |
Cu |
2 – 100 |
P2O5 |
0,1 – 0,2 |
Mn |
200 – 800 |
CO2 |
0,1 – 7 |
|
|
SO3 |
0,01 – 1 |
|
|
MnO |
0,05 – 0,3 |
|
|
TiO2 |
0,3 – 0,7 |
|
|
Na2O |
0,6 – 2 |
|
|
K2O |
0,2 – 4 |
|
|
MgO |
0,5 – 2 |
|
|
CaO |
1 – 10 |
|
|
Fe2O3 |
2 – 6 |
|
|
Al2O3 |
6 – 15 |
|
|
SiO2 |
40 – 80 |
|
|
Особенно важным в анализе почв является определение некоторых показателей, которые характеризуют содержание доступных для растений химических ингредиентов. Одним из таких показателей является обменная поглощающая способность почв ионов Ca2+, Mg2+, Na+ и H+, которая показывает на уровень обеспеченности почвы элементами так называемого зольного кормления (жизнеобеспечения) растений. Она изменяется в широких пределах для почв разных типов и выражается в милимолях эквивалентов на 100 г почвы. Суммарная ёмкость поглощения ионов Ca2+, Mg2+, Na+ при рН = 7 для разнотипных почв изменяется в пределах от 2 – 5 ммоль экв/100 г (подзолистые песчаные и супесчаные) до 70 – 100 ммоль экв/100 г (торфяные).
Важной характеристикой почв является содержание доступных для растений биогенных элементов, таких как NH4+, NO3-, NO2-, (средняя сумма 3 – 15 мг N/100 г), РО43- (1 – 50 мг Р2О5/100 г), К+ (5 – 50 мг К2О/100 г) и аминокислот. В различных вытяжках из почв определяют содержание воскосмол (битумов) и гуминовых и фульвокислот. Сумма этих и некоторых др. показателей определяет биологическую ценность почв.
Помимо ингредиентов природного происхождения, в состав почв входят также многочисленные неорганические и органические соединения, которые являются продуктами промышленной и с/х деятельности человека.
Так, с атмосферными осадками в виде редких и твёрдых аэрозолей в почву попадает H2SO4 («кислотные дожди»), сульфаты, хлориды, оксиды металлов, органические соединения и т.д. Вещества-загрязнители попадают в почвы с органоминеральными удобрениями и при орошении загрязнённой водой. Основными источниками загрязнения почв вокруг больших промышленных центров являются предприятия черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической и энергетической промышленности. Под влиянием атмосферных осадков и таяния снега антропогенные загрязнения проникают в глубину почв на 20 – 30 см и больше в зависимости от их растворимости в воде и сорбционной способности. Почвы являются хорошими аккумуляторами токсичных ингредиентов – загрязнителей, таких как пестициды, соединения тяжелых металлов и т.д.
Важной экологической характеристикой почв является содержание в них радионуклидов Sr, Ce, Pl и др. радиоактивных изотопов, которые могут попадать в почвы вследствие аварий на предприятиях ядерной энергетики.