Оксидогенез железа и марганца и тяжелые металлы в аллювиальных почвах южной тайги Среднего Предуралья

• Автор: Романова, Ангелина Витальевна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 211 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ГЕНЕЗИС АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ И ИХ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ. ХАРАКТЕРИСТИКА ОКСИДОГЕНЕЗА (обзор литературы)
1.1 Генезис, свойства и режимы аллювиальных почв
1.2 Оксидогенез как почвообразовательный процесс
1.3 Аккумулятивные функции аллювиальных почв по отношению
к тяжелым металлам
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Характеристика условий почвообразования в бассейнах
рек Камы, Обвы и Верхней Мулянки
2.2 Общая характеристика объектов исследований
2.3 Методы исследований
3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ОКСИДОГЕНЕЗА
И АККУМУЛЯЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
3.1 Состав и свойства аллювиальных почв пойм рек Камы, Обвы
и В ерхней Мулянки
3.2 Окислительно-восстановительные условия в почвах пойм
рек Камы и Верхней Мулянки
4 ФОРМЫ И СТЕПЕНЬ РАЗВИТИЯ ОКСИДОГЕНЕЗА
4.1 Фазовый состав минералов железа и марганца в почвах
4.2 Состояние минералов железа и марганца в почвах и конкрециях
по данным химических вытяжек
4.3 Магнитная восприимчивость почв и конкреций
5 ОКСИДОГЕНЕЗ, ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ГИДРОМОФИЗМ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ПОЧВ
6 ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ И ОКСИДОГЕНЕЗ
6.1 Природно-техногенное загрязнение почв тяжелыми металлами
и мышьяком
6.2 Марганцево-железистые конкреции как концентраторы тяжелых металлов
6.3 Тяжелые металлы и показатели оксидогенеза
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение И
Приложение К
Приложение Л ,
Приложение М
Приложение Н

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Большое народнохозяйственное и важное экологическое значение аллювиальных почв определяют актуальность уточнения их генезиса и диагностики. Почвы пойм характеризуются значительной неоднородностью гидрологических условий почвообразования. Рациональное использование и охрана почв пойм предполагают обязательный учет их окислительно-восстановительного состояния [Зайдельман, 1981; Добровольский, 2005; Балабко, 2010]. Одним из важных направлений изучения полу-гидроморфных и гидроморфных зональных почв южной тайги Среднего Предуралья является анализ форм и интенсивности проявления в них оксидо-генеза [Водяницкий, 1992; Васильев, 1994; Бусоргина, 2002; Сатаев, 2005; Гилев, 2007]. Несмотря на исследования A.A. Лютина [1956], Н.Я. Коротаева [1962], Ю.К. Попова [1967], Ф.И. Пермякова [1972], Б.Н. Нешатаева [1989], А.И. Паутова [19776, 1988, 19916, 1996, 1998], В.П. Ковриго [2004] и др., процессы наследования, образования, накопления, трансформации оксидов и гидроксидов железа или оксидогенез [Глазовская, 1988; Алексеев, 2010] в почвах пойм Среднего Предуралья исследованы только фрагментарно [Попов, 1967; Паутов, 1991а; Морозов, 1987]. Анализ состояния (гидр)оксидов железа и марганца в почвах на разных сегментах пойм позволит уточнить генезис аллювиальных почв Среднего Предуралья и совершенствовать методы их диагностики.
(Гидр)оксиды железа, наряду с органическим веществом и глинистыми минералами, играют большую роль в адсорбции тяжелых металлов в почве [Переломов, 2001; Пляскина, 2005; Минкина, 2008 и др.] Оценка степени развития техногенных форм оксидогенеза железа используется для выявления загрязнения почв тяжелыми металлами [Дуров, 2009; Чащин, 2010]. Химический состав аллювиальных почв Среднего Предуралья изучен не в полной мере. Не установлено участие почв пойм агроландшафтов и железомарганцевых новообразований в концентрировании тяжелых металлов, хотя проблема металлополлютантов в почвах региона весьма актуальна [Кузне-
почв. Преимущественно в почвах тяжелого гранулометрического состава ок-сидогенез проявляется в форме образования гипергенного гематита и гидро-гетита. В почвообразующих породах идентифицированы магнетит и магге-мит.
Проявление оксидогенеза железа в гидроморфных почвах таежнолесной зоны Русской равнины (на примере почв Московской, Ленинградской, Новгородской, Кировской и Пермской областей) описано Ю.Н. Водя-ницким [1992], Автором обобщены материалы по изменению магнитной восприимчивости почв при развитии оглеения и изменению состава и содержания (гидр)оксидов железа в почве.
Оксидогенез железа в дерново-подзолистых почвах на элювии-делювии верхнепермских отложений разной степени гидроморфизма охарактеризован в работе A.A. Васильева [1994]. Автором установлено, что оксидогенез в переменных окислительно-восстановительных условиях проявляется в образовании термодинамически нестабильных гидроксидов. В пахотном слое дерново-подзолистых почв содержание лепидокрокита (yFeOOH) достоверно увеличивается от 0.08% в поверхностно-глееватой и до 0.20% в профильно-глееватой. В железомарганцевых конкрециях оксидогенез лепидокрокита выражен в еще большей степени. Его содержание в ортштейнах профильно-глееватой почвы составляет свыше 0,3%. При развитии восстановительных процессов в дерново-подзолистых тяжелосуглинистых почвах Среднего Пре-дуралья и разрушении магнетита, магнитная восприимчивость гумусового горизонта снижается от 18-10’6 СГСМ см3/г в неоглеенной до 13-10-6 СГСМ см3/г в профильно-глееватой.
В дерново-подзолистых почвах южной тайги Среднего Предуралья на древнеаллювиальных отложениях р. Камы оксидогенез железа и марганца проявляется в форме образования термодинамически нестабильных минералов: Fe-вернадита, фероксигита и ферригидрита [Сатаев, 2005]. Особенностью проявления оксидогенеза в этих почвах является отсутствие термодинамически стабильного гематита и подчиненное положение, по отношению к