Взаимодействие тяжелых металлов (медь и цинк) с органическими и минеральными компонентами почв

• Автор: Дерхам Хассан Мухаммад
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Введение
Глава 1. Тяжелые металлы в почвах, их взаимодействие с органическими и минеральными почвенными компонентами литературный обзор.

1.1. Тяжелые металлы в почвах.

1.2. Взаимодействие тяжелых металлов с почвенными органическими веществами.

1.2.1. Экологическое значение органоминеральных взаимодействий в почве

1.2.2.Свойства гуминовых кислот, обеспечивающие их взаимодействие

с минеральными компонентами почвы.1 I

1.2.3. Взаимодействие 1уминовых кислот с ионами металлов

1.3. Взаимодействие тяжелых металлов с почвенными минералами.

Глава 2 . Объекты исследований.

Глава 3. Методы исследования.

Глава 4. Химические свойства исследуемых почв
Глава 5. Состав водных вытяжек исследуемых почв, и соединения
металлов в них.
5.1. Общие представления о природных водах, почвенных растворах и способах характеристики их состава.
5.2. Состав водных вытяжек из исследуемых почв.
5.3. Водорастворимые соединения металлов в исследуемых почвах
Глава 6 Минералогический состав исследуемых почв.
6.1. Минералогический состав крупных фракций исследуемых почв
6.2. Минералогический состав тонкодисперсных фракций исследуемых почв.
6.2.1. Идентификационные признаки глинистых минералов
6.2.2. Минералогический состав тонкодисперсных фракций исследуемых почв
Глава 7. Медь и цинк в исследуемых почвах и их гранулометрических
фракциях.
Глава 8. Поглощение ионов Си л исследуемыми почвами и их
гранулометрическими фракциями
8.1.Закономерности поглощения Си почвами и
гранулометрическими фракциями
8.1.1 Общие представления об адсорбции веществ почвами
8.1.2 Влияние на адсорбцию ионов меди и цинка качества сорбирующей поверхности
8.1.3 Максимальная поглотительная способность исследуемых почв в отношении меди и цинка и вклад в нее фракций разного размера
8.1.4 Показатели прочности удерживания поглощенных исследуемыми почвами ионов меди и ионов цинка
8.2. Взаимодействие глинистых минералов исследуемых почв с ионами меди и пинка.
8.2.1 структурные изменения в минералах илистой фракции исследуемых почв после их насыщения ионами Си и
8.3. Поглощение меди и цинка исследуемыми почвами и удельная поверхность почв.
Глава 9. Гуминовые кислоты исследуемых почв и их взаимодействие с ионами меди
9.1. Характеристика гуминовых кислот исследуемых почв
9.1.1 .Идентификационные признаки гуминовых кислот.
9.1.2. Элементный состав гуминовых кислот дерново подзолистой почвы, чернозема, серозема.
9.1.3. Молекулярномассовое распределение частиц гуминовых кислот исследуемых почв.
9.1.4.Инфракрасные спектры гуминовых кислот исследуемых почв
9.1.5. Протонные Ш ЯМР спектры гуминовых кислот исследуемых почв.
9.1.6. Гидрофильно гидрофобные свойства гуминовых кислот исследуемых почв.
9.1.7.Кислотноосновные свойства гуминовых кислот исследуемых .
9.2. Взаимодействие ионов меди с гуминовыми кислотами
исследуемых почв.
9.2.1. Комплексообразующая способность ГК исследуемых почв с ионами меди
9.2.2. Медь в составе компонентов гуминовых кислот исследуемых почв.
9.2.3. Влияние взаимодействия гуминовых кислот исследуемых почв с ионами меди на свойства ГК протонные 1Н ЯМР спектры ГК, молекулярномассовое распределение частиц ГК, гидрофильно гидрофобные свойства
Заключение
Выводы
Список литературы


В случае ионов водорода дополнительное значение имеет образование внутри и межмолекулярных водородных связей, стабилизирующих сжатую конформацию ГК. По и i при высокой концентрации ГК 3,,0 гл, низком 3,5 и высокой концентрации электролита 0, М ГК ведут себя как жесткие незаряженные сфероколлоиды. При низких концентрациях 3,5 гл, рН3,5 и ионной силе 0, условиях, близких к таковым для природных вод и почвенных растворов гу ми но вые кислоты являются гибкими линейными полиэлектролитами. Конформационные изменения ГК могут привести к инактивации части функциональных групп внутри объема макромолекул, а также к образованию водородных связей, влияющих на величины констант диссоциации. Эти изменения возможны за счет окружения молекул ГК гидрофобными структурами. Коллоидные свойства гуминовых веществ Гуминовые вещества обладают коллоидными свойствами Гедройц, Соколовский, Брэдфильд, Маттсон, Геммерлинг, Александрова, АнтиповКаратаев и др. Ремезов, Крупский, Лактионов, Горбунов, Хан, . У веществ в коллоидном состоянии появляются новые особенные свойства. Вопервых, в этом состоянии значительная доля всех молекул находится на поверхности раздела фаз, и, вовторых, молекулы коллоидных дисперсий обладают избыточной свободной энергией Фридрихсберг, . Поэтому ГВ как коллоидные дисперсные системы также должны обладать некоторыми специфическими свойствами, в частности, электроповерхностпыми . Электроповерхностные свойства гуминовых веществ. Электроповерхностные свойства гуминовых веществ проявляются в их сорбционной и ионообменной способности. Они объясняются появлением на поверхности дисперсной фазы двойного электрического слоя ДЭС. Двойной электрический слой образуется спонтанно и его появление обусловлено диссоциацией кислотных функциональных групп ГВ в водных средах Гамаюнов, Лиштван и др. Лактионов, , i, . Частицы дисперсной фазы вместе с двойным электрическим слоем в полярной жидкости в частности, в воде образуют мицеллу точнее, ДЭСмицеллу Горбунов, . Электроповерхностные явления также играют важную роль в конформационных изменениях и агрегации макроионов ГВ, а также в коллоидной устойчивости этих специфических органических соединений как дисперсных систем , i, . Кроме того, заряд и поверхностная проводимость частиц биокосных тел обусловлены наличием в их составе ГВ и неорганических ионов Лиштван и др. Способность функциональных групп ГК связываться различным образом с ионами металлов основное свойство ГК. Взаимодействие гуминовых кислот с нонами металлов. Механизмы взаимодействия ГК с ионами металлов. Продуктом взаимодействий ГК с ионами металлов могут быть соли металлов, их комплексные соединения Александрова, . Во взаимодействии ГК с ионами металлов участвует различные химические и физические связи. Доля участия каждой из них определяется разными условиями. Значительное место в образовании металлорганических соединений принадлежит ионной связи. Такая связь возникает между функциональными группами ГК и катионами щелочных и щелочноземельных металлов. В формировании металлорганических комплексов важную роль играют водородная и элек тростатическая связи. Водородные и электростатические связи участвуют в образовании внешнесферных комплексов, когда ион металла при взаимодействии с функциональной группой ГК сохраняет свою гидратную оболочку. Примерами могут служить комплексы Мп с ФК , комплексы i, Со, с гумусовыми веществами i, i, . Координационная связь одна из самых главных видов связи в почве при металлорганических взаимодействиях. Она играет важную роль при связывании гуминовыми кислотами двух и трехвалентных катионов, в частности, микроэлементов. Координационная связь соответствует донорноакцепторной связи, возникающей за счет неподеленной электронной пары, предоставляемой одним из атомов. Донорами пеподеленных пар электронов в ГК могут служить кислород, азот и серусодержащис функциональные группы. Образование комплекса молекулы ГК с ионами металлов происходит, когда молекула воды, окружающая ион металла замещается другими молекулами или ионами с образованием координационного соединения. Органическая молекула, которая связывается с ионом металла, выступает чаще всего как лиганд.