Поглощение меди, свинца и цинка черноземами Нижнего Дона

• Автор: Гапонова, Юлия Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.27, 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 188 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Взаимодействие тяжелых металлов с почвенными компонентами

1.2 Формы нахождения тяжелых металлов в почвах

1.3 Механизмы поглощения почвой катионов металлов

1.3.1 Ионообменное поглощение тяжелых металлов почвами

1.3.2 Комплексообразование тяжелых металлов в почвенном растворе

1.3.3 Динамика концентраций тяжелых металлов и макрокатионов в почвенном растворе

1.3.4 Образование осадков .малорастворимых соединений тяжелых металлов

1.4 Распределение тяжелых металлов по гранулометрическим фракциям почв ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Физикогеографические и климатические условия Ростовской области
2.1.2 Почвенные районы Ростовской области
2.1.3 Основные физические и химические характеристики исследуемых почв
2.2 Методы исследования
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ МОНО И ПОЛ ИЭЛ ЕМ БИТНОЙ АДСОРБЦИИ МЕДИ, СВИНЦА И ЦИНКА ЧЕРНОЗЕМОМ ЮЖНЫМ И ЧЕРНОЗЕМОМ ОБЫКНОВЕННЫМ
3.1 Поглощение тяжелых металлов почвами в естественной форме при моноэлементном загрязнении
3.2 Поглощение тяжелых металлов почвами в Санасыщеиной форме при моноэлементном загрязнении
3.3 Поглощение тяжелых металлов почвами в естественной форме при полиэлементном загрязнении
3.4 Поглощение тяжелых металлов почвами в Сапасыщенной форме при
полиэлементном загрязнении
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА НА ПОГЛОЩЕНИЕ МЕДИ, СВИНЦА И ЦИНКА ЧЕРНОЗЕМАМИ ЮЖНЫМИ
4.1 Особенности поглощения тяжелых металлов гранулометрическими фракциями почв
4.2 Расчет параметров адсорбции тяжелых металлов почвами на основе
анализа учета гумусгранулометрических соотношений
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОГЛОЩЕНИЕ МЕДИ, СВИНЦА И ЦИНКА ЧЕРНОЗЕМОМ ЮЖНЫМ И ЧЕРНОЗЕМОМ ОБЫКНОВЕННЫМ
5.1 Влияние сопутствующего аниона на адсорбцию тяжелых металлов
почвами
5.2 Ассоциация и осадкообразование тяжелых металлов в растворах
5.3 Баланс катионов при адсорбции тяжелых металлов почвами в естественной ионной форме
5.4 Изменение в системе иочварасгвор при поглощении тяжелых
металлов черноземами
5.5 Зависимость параметров адсорбционных процессов от диапазона концентраций тяжелых металлов
5.6 Влияние соотношения твердой и жидкой фаз почвы на адсорбцию
тяжелых металлов
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ АДСОРБЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕГ А Л ЛОВ ПОЧВАМИ
о. , ,
6.1 Кинетика поглощения Си , РЬ и Ъъ почвами
6.2 Кинетика вытеснения в раствор обменных катионов
6.3 Изменения среды во времени при загрязнении почв Си2, РЬ2 и 7хс 5 ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Хлориды, как наиболее растворимые соли, присутствуют только в почвах аридных и ссмиаридных зон. Накоплению ТМ в почве способствует также органическое вещество. Значительная роль органического вещества определяется его высокой удельной поверхностью 00 м г. Емкость катионного обмена составляет 00 мгэкв0 г почвы. Высокая катионообменная способность органического вещества связана с наличием в его структуре разных функциональных групп. ТМ вступают с органическим веществом в реакции ионного обмена, комплексообразовапия и хсмосорбции. При этом образуются три типа органомииеральных соединений гетерополярные соли, комплексногетерополярные соли и адсорбционные комплексы. Первые представляют собой гуматы и фульваты, которые образуются при ионообменном взаимодействии гуминовых и фульвокислот с металлами. Между металлами и органическим веществом устанавливается ионная связь. В условиях кислой и нейтральной среды в реакциях обмена с металлами участвует водород карбоксильных групп, в щелочной водород фенольных и спиртовых 1рупп. Наиболее активны в фиксации металлов карбоксильные и фенольные группы. Устойчивость образующихся соединений невелика, так как поглощенные металлы могут легко выходить из состава за счет реакций ионного обмена. Второй тип органоминеральных соединений комплексногетерополярные соли. При их образовании катионы загрязняющих веществ вытесняют протоны некоторых функциональных групп. При этом одна часть катионов связывается с функциональной группой донорноакцепторной связью, которая входит во внутрешпою сферу комплексной соли и, находясь в составе анионной части молекулы, не способна к обмену. В почве образование комплексногетсроиолярных солей, связывающих катионы ТМ, возможно потому, что специфические и нсспсцифические органические вещества обладают функциональными группами двух типов. В образовании ионной связи участвуют карбоксильные СООН, гидроксильные ОН, сульфогруппы 3II, аминогруппы первичных аминов 2. В координационную связь с металлами вступают аминогруппы вторичных аминов , карбонильные СО, а также , и группы, входящие в состав аминокислот, кислот жирного ряда, ароматических соединений полифенолов, гетероциклических соединений хинонов, гуминовых и фульвокислот. В почве также могут протекать реакции коагуляции и адсорбции с участием металлов и органических веществ, результатом которых являются адсорбционные комплексы на поверхности твердых почвенных частиц. Связь между ними осуществляется за счет хемосорбции и адгезии. По составу эти комплексы могут быть алюмогумусовые, железогумусовые, крсмнсгумусовыс. Существуют комплексы в виде свободных коллоидных частиц, образующих микроагрегаты в порах, а также в форме пленок на поверхности частиц. Адсорбционные комплексы устойчивы и разрушаются лишь при длительном воздействии на них растворов с сильнокислой или щелочной реакцией. Комплексные соединения за1рязняющих почву металлов могут бьггь растворимыми и нерастворимыми. Большое значение имеет соотношение массовых долей органическое веществометалл. При значительном превосходстве органического вещества образуются растворимые комплексы. Содержание металлов в нерастворимых комплексах намного выше, чем в растворимых. Органическое вещество почвы оказывает большое влияние на миграционную способность ГМ, существенно расширяя область их подвижности. В присутствии достаточного количества органического вещества металлы, вступая с ним в реакции комплексообразования, могут находиться в растворе при тех значениях и , при которых в чистом растворе они образуют труднорастворимые осадки. Емкость поглощения почв часто намного превышает количество техногенного ТМ в них. Таким образом, почва обладает высокой способностью закреплять поступающий в нее экзогенный металл, являясь естественным барьером на пути миграции и поступления элементов из почвы в растения и грунтовые воды, что подтверждает особую роль почвы в круговороте элементов в ландшафтах и на планете, в глобальном круговороте веществ.