Взаимодействие меди (II) с почвами и влияние на него органических компонентов почвенных растворов

• Автор: Студенкина, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 108 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. Литературные данные по содержанию и формам меди в почвах

и природных водах.

1.1. Содержание и формы меди в почвах

1.1.1. Содержание меди в почвах и распределение ее по профилю

1.1.2. Формы меди в почвах.

1.2. Содержание меди в природных водах и почвенных растворах.

1.2.1. Формы меди в природных водах и почвенных растворах

1.2.2. Комплексообразование меди с неорганическими лигандами.

1.2.3. Образование комплексов меди с органическими соединениями

1.2.4. Методы оценки форм металлов в природных водах и почвенных растворах
1.2.5 Комплексы меди с водорастворимыми органическими веществами
почв и природных вод
1.2.6. Составы и строение комплексов меди с гумусовыми кислотами
1.2.7. Методы определения констант устойчивости комплексов СиИ с фульво и гуминовыми кислотами.
1.2.8. Устойчивость комплексов меди с фульво и гуминовыми кислотами.
1.3. Модели для описания формирования комплексов тяжелых металлов с
фульво и гуминовыми кислотами
1.3.1.1. Дискретная модель комнлексообразования.
1.3.1.2. Модели непрерывного распределения значений констант
1.3.1.3. Модель спектра сродства
1.3.1.4. Модель нормального распределения констант устойчивости комплексов.
1.3.1.5. Модель непрерывных функций устойчивости
ГЛАВА 2. Литературные данные по равновесиям массообмена меди в
почвах.
2.1. Закономерности и механизмы связывания меди в почвах
2.2. Поглощение меди глинистыми минералами
2.3. Связывание медиИ оксидамигидроксидами железа и марганца
2.4. Поглощение медиН органическим веществом
2.5. Поглощение медиИ почвами
2.6. Влияние комплсксообразования на поглощение меди
2.7. Количественное описание поглощения меди
2.7.1. Использование для описания поглощения уравнений адсорбции
2.7.2. Применение для описания поглощения медиН уравнений ионного обмена.
ГЛАВА 3. Объекты исследования.
3.1. Описание почв
3.2. Подготовка почвенных образцов к экспериментам
3.3. Выделение фульвокислот.
3.4. Реактивы
ГЛАВА 4. Методы исследования.
4.1. Анализ растворов
4.2. Оценка длительности установления равновесия в суспензиях при поглощении медиН почвой.
4.3. Оценка величины суспензионного эффекта при измерениях и Си
ИСЭ в почвенной суспензии
4.4. Влияние раствора на поглощение мсдиИ почвой
4.5. Изотермы поглощения медиН почвой
4.6. Изотермы поглощения медиП почвой в присутствии винной и фульвокислот.
4.7. Изотермы вытеснения поглощенной медиН.
4.8. Экстракция поглощенной медиН из почвы.
4.9. Изотермы поглощения тартратиона почвой.
4 Влияние на поглощение тартрата почвой.
4 Исследование протолитических свойств винной и фульвокислот
4 Определение констант устойчивости комплексов СиН и Са с винной и фульвокислотами
4 Синтез тартратов кальция и меди и фульвата меди
4 Определение растворимости тартратов меди и кальция и фульвата меди и зависимости растворимости от температуры и
4 Математические модели
. Описание взаимодействий в системах, содержащих СиИ, СаИ и винную кислоту.
. Нахождение констант диссоциации фульвокислот и констант устойчивости комплексов СиНФК
. Описание изотерм поглощения меди почвой
ГЛАВА 5. Закономерности связывания медиП почвами.
5.1. Оценка суспензионного эффекта при измерениях активностей Си и
Н с помощью Сиселективного и стеклянного электродов в почвенной суспензии
5.2. Скорость установления равновесия при поглощении меди почвами
5.3. Влияние раствора на поглощение меди почвами
5.4. Изотермы поглощения вытеснения меди почвами.
5.5. Баланс катионов при поглощении медиН почвами
5.6. Моделирование поглощения обмена СиИ почвами.
ГЛАВА 6. Образование ионами медиН и кальцияН комплексов и
малорастворимых соединений с органическими компонентами почвенных растворов
6.1. Образование комплексов медиН и кальцияН с винной кислотой
6.2. Образование комплексов медиН с фульвокислотами
6.3. Образование медыоИ и кальцисмН малорастворимых соединений с винной и фульво кислотами
6.4. Поглощение винной кислоты почвами.
6.5. Влияние на поглощение тартратиона почвой
ГЛАВА 7. Влияние винной и фульво кислот на поглощение мсдиН
почвами.
7.1. Изотермы поглощения медиН почвами в присутствии винной и фульво кислот
7.2. Количественное описание обмена медиН в почвах в присутствии винной и фульвокислот.
Выводы.
Литература


Изотермы поглощения тартратиона почвой. Влияние на поглощение тартрата почвой. Описание взаимодействий в системах, содержащих СиИ, СаИ и винную кислоту. ГЛАВА 5. Закономерности связывания медиП почвами. Изотермы поглощения вытеснения меди почвами. Моделирование поглощения обмена СиИ почвами. ГЛАВА 6. Поглощение винной кислоты почвами. ГЛАВА 7. Количественное описание обмена медиН в почвах в присутствии винной и фульвокислот. Выводы. Литература. В химии почв особое место занимает группа химических элементов, в малых количествах необходимых для жизнедеятельности растений, животных и человека микроэлементы, но оказывающих на живые организмы токсическое воздействие, если концентрация их доступных для растений форм превышает определенные пределы Орлов, . В последнем случае их обычно называют тяжелыми металлами ТМ. Одним из таких металлов является медь. Закономерности поглощения меди почвами представляют существенный интерес как с точки зрения теории почвенных процессов, так и для решения прикладных задач прогнозирования накопления и миграции этого тяжелого металла в почвах и оценки его доступности живым организмам в условиях загрязнения окружающей среды. Взаимодействие ТМ с почвами обычно рассматривают как ионный обмен. Однако, в отличие от щелочных и щелочноземельных металлов, поглощение ионов медиН почвенными коллоидами может происходить в количествах, превышающих емкость катионного обмена ЕКО. Это явление было обнаружено на глинистых минералах i . Исследователи относят это явление за счет специфической адсорбции, которая, по мнению некоторых авторов , , , происходит одновременно с неспецифической адсорбцией или ионным обменом и независимо от нее. Другие объяснения этого явление исходят из представлений о поглощении заряженных комплексов, необменной сорбции или осаждения гидроксида меди. Некоторые авторы рассматривают связывание меди почвами как простой бинарный ионный обмен Пинский и др. Таким образом, мнения о механизмах поглощения меди весьма расходятся. На массообмен меди в почве существенное влияние может оказывать и связывание ее в состав комплексов или ионных пар в жидкой фазе. Однако характер этого влияния тоже изучен весьма фрагментарно. В связи с этим задачей в данной работы было выявление закономерностей связывания медиН почвами и оценка влияния на него комплексообразования с низко и высокомолекулярными компонентами почвенных растворов. Теоретическая значимость и прикладные аспекты делают эту задачу весьма актуальной. В качестве примеров низко и высокомолекулярных органических компонентов почвенного раствора, способных образовывать комплексы с медыоН были взяты, соответственно, винная и фульво кислоты. Исследование проведено на трех типах почв, характерных для центральной части европейской территории России черноземе выщелоченном, дерновоподзолистой и серой лесной. СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературных данных главы 1, 2, описания объектов и методик исследования главы 3, 4, изложения результатов и их обсуждения главы , выводов и списка литературы. Решение поставленной задачи потребовало изучения закономерностей связывания медиН почвами, в том числе построения изотерм поглощениявытеснения СиН почвами, с нахождением баланса поглощенных и вытесненных катионов оценки возможности описания изотермы уравнениями Фрейндлиха и ВэнслоуНикольского. Рассмотрение влияния винной и фульво кислот на состояние медиИ в почвах включало исследование комплексообразования СиН с анионами этих кислот и оценки растворимости соответствующих солей поглощения этих органических соединений поверхностью почвенных частиц получение изотермы поглощения медиИ почвами в присутствии винной и фульво кислот и анализ характера наблюдаемых при этом явлений. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В работе впервые показано, что поглощение медиП различными но составу почвами сопровождается выделением в раствор как ионов Са4, так и Н. Впервые доказано, что поглощение происходит по механизму трехкатионного, а не бинарного обмена, как предполагалось ранее.