Слайд 2
Элементный состав почв
Почва представляет собой многофазную полидисперсную систему.
Состоит из
твердых частиц (твердая фаза почвы),
воды (почвенный раствор),
почвенного воздуха.
Для типичных почв характерно следующее соотношение объемов твердой, жидкой и газообразной фаз:
Т:Ж:Г= 2:1:1.
Слайд 3
Почвенный раствор — это жидкая фаза почвы, существующая
в природных условиях. Состав почвенных растворов меняется в очень
широких пределах.
Компоненты почвенных растворов:
катионы Са2+ ,Мg2+ ,К+ ,NH4⁺, Nа+
анионы НС0₃⁻, S0₄2⁻, N0₃⁻, Cl⁻
Слайд 4
Почвенный воздух отличается от атмосферного более высоким содержанием
С02
В почвенном воздухе содержатся:
сероводород,
метан,
гемиоксид
азота
органические соединения (углеводороды, спирты, эфиры, альдегиды)
Слайд 5
Твердая фаза типичной плодородной почвы состоит из:
95% неорганических
соединений
5% органических соединений
Слайд 6
- совокупность генетически взаимосвязанных и закономерно сменяющихся почвенных
горизонтов, на которые расчленяется почва в процессе почвообразования
В почвенном
профиле различают три главных генетических горизонта:
А — поверхностный гумусово-аккумулятивный,
В — переходный к материнской породе,
С — материнская горная порода.
Почвенный профиль
Слайд 7
Строение почвенного профиля
Слайд 8
Органические вещества почвы
Органическим веществом почвы называют совокупность органических
соединений, присутствующих в почве, за исключением веществ, которые входят
в состав живых организмов.
Гумус — сложная смесь высокомолекулярных полифункциональных соединений, которые образуются в результате гумификации органических остатков, поступающих в почву после отмирания растений. Гумификация представляет собой сложный комплекс физико-химических превращений, протекающих под действием С02, 02, Н20 и микроорганизмов.
Слайд 9
В составе гумуса выделяют следующие группы веществ:
Гумин, или
негидролизуемый остаток, — это та часть органического вещества почвы,
которая не растворима в кислотах, щелочах и органических растворителях.
Гумусовые кислоты — высокомолекулярные ароматические оксикислоты, содержащие также азот.
Органические вещества почвы
Слайд 10
Органические вещества почвы
Гумусовые кислоты подразделяют:
Гуминовые кислоты — группа
гумусовых кислот, растворимых в щелочах и не растворимых в
кислотах.
Гиматомелановые кислоты — группа гумусовых кислот, растворимых в этаноле.
Фульвокислоты — группа гумусовых кислот, растворимых в воде, щелочах и кислотах.
Слайд 11
Строение структурной ячейки гуминовой кислоты
Слайд 12
По способности образовывать соединения с гумусовыми кислотами различные
катионы можно расположить в ряд:
Слайд 13
Поглотительная способность почв
Механическая поглотительная способность — свойство задерживать
взвешенные частицы в процессе фильтрации их через почву.
Физическая поглотительная
способность — изменение концентрации растворенного вещества в слое раствора, пограничном с твердой фазой почвы, обусловленное действием физических сил.
Различают положительную и отрицательную физическую адсорбцию нейтральных молекул растворенных веществ.
Слайд 14
Поглотительная способность почв
Химическая поглотительная способность — образование нерастворимых
или малорастворимых солей в почвенных растворах. Этот процесс осуществляется
за счет взаимодействия ионов Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+ с растворимыми в воде сульфатами, карбонатами и фосфатами с образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок.
Биологическое поглощение связано с жизнедеятельностью растений и микроорганизмов избирательно поглощать из почвы химические элементы, накапливать их и переводить в органическую форму.
Слайд 15
Поглотительная способность почв
Физико-химическая (или обменная) поглотительная способность —
свойство почвы эквивалентно обменивать ионы почвенного раствора и твердой
фазы почв.
Для почв характерна преимущественно катионообменная способность.
Катионы, которые входят в состав почвенно-поглощающего комплекса (ПК) и могут быть замещены в процессе ионного обмена, называют обменными катионами. К ним наиболее часто относят катионы: Ca2+, Mg2+, K+, Na+, H+, Al3+.
Слайд 16
Катионный обмен
Количественной характеристикой катионного обмена почв является емкость
катионного обмена (ЕКО)
Почва избирательно поглощает катионы одного сорта, отдавая
эквивалентное количество ионов другого сорта в раствор
ПК(Cа2+) + Mg2+р-р ↔ ПК(Mg2+) + Ca2+р-р
Слайд 17
Почвенная кислотность
Актуальная кислотность – кислотность почвенного раствора, обусловленная
присутствующими в нем компонентами.
Потенциальная кислотность определяется концентрацией содержащихся
в ПК ионов H+ и Al3+ :
Обменная кислотность
Гидролитическая кислотность
Слайд 18
Антропогенно-техническое воздействие на почву
Перенос загрязняющих веществ атмосферными осадками
(ТМ, кислотные дожди, фтор, мышьяк, пестициды)
Применение средств, повышающих урожайность
и защищающих растения (удобрения, пестициды)
Загрязнение земель отходами крупнотоннажных производств, отвалами ТЭК, нефтью и нефтепродуктами
Слайд 19
Проблемы загрязнения
почвенных экосистем
Загрязнители почв можно разбить на
четыре группы:
почвохимически активные (оксиды Ca, Mg, Ba, Sr), минеральные
кислоты, щелочи, нефтепродукты и др.;
биохимически активные (дефолианты, пестициды, тяжелые металлы, радионуклиды и др.);
загрязнители, сочетающие в себе признаки обеих групп. Это в первую очередь тяжелые металлы в высоких концентрациях, способные к гидролизу и оказывающие негативное воздействие не только на биоту, но и на физико-химические свойства почв;
индифферентные загрязнители — оксиды Fe и Si, глинистые минералы.
Слайд 20
Загрязнение почв удобрениями
Азотные удобрения
Избыточный азот накапливается обычно в
форме нитратов.
При попадании нитратов в организм человека происходит их
восстановление до нитрит-ионов, которые переводят гемоглобин в метгемоглобин
В кислой среде нитриты реагируют со вторичными аминами с образованием высокотоксичных нитрозоаминов.
Азотные удобрения стимулируют образование в продукции сельского хозяйства опасных для здоровья микотоксинов.
Применение азотных удобрений и их последующая трансформация вызывает повышение содержания N2O в атмосфере.
Слайд 21
Загрязнение почв удобрениями
Фосфорные удобрения
Обогащение сельскохозяйственной продукции фтором и
мышьяком, которые входят в состав суперфосфата.
Зафосфачивание почв. При этом
фосфор находится в недоступном для растений состоянии, и лишь малая доля его вовлекается в биохимический круговорот.
Около 5% вносимого на поля фосфора выносится в водоемы.
Слайд 22
Загрязнение почв пестицидами
Пестициды:
гербициды — для борьбы с сорными
растениями;
инсектициды — для борьбы с вредными насекомыми;
альгициды—для
уничтожения водорослей и сорной растительности в водоемах;
фунгициды — для борьбы с грибковыми заболеваниями;
дефолианты — для уничтожения листьев;
бактерициды — для борьбы с растениями
Слайд 23
Классификация по химическому строению:
хлорорганические пестициды — галоидопроизводные
различных классов углеводородов;
фосфорорганические пестициды — сложные эфиры фосфорных
кислот;
карбаматы — сложные эфиры карбаминовой, тио и дитиокарбаминовой кислот;
азотсодержащие пестициды — производные мочевины.
Загрязнение почв пестицидами
Слайд 24
Загрязнение почв пестицидами
Пестициды устойчивы в окружающей среде, способны
к бионакоплению, циркулируют в биосфере, обладают высокой биологической активностью.
До
80% пестицидов адсорбируется почвенным гумусом. В адсорбированном состоянии большинство гербицидов практически не подвергается биоразложению.
Испарение пестицидов с поверхности почв
Проникновение пестицидов в грунтовые воды
Пестициды влияют на насекомых опылителей, на содержание микроэлементов и других веществ в растениях, на способность сельскохозяйственной продукции к хранению и ее пищевую ценность.
Слайд 25
ИЗМЕНЕНИЕ ПОЧВ
ПОД ВЛИЯНИЕМ КИСЛОТНЫХ ВЫПАДЕНИЙ
В почвах, подвергшихся влиянию
кислотных выпадений, главную роль играют H2SO4 и HNO3.
Под влиянием
повышения кислотности в почвенном растворе резко возрастает концентрация ионов Al³⁺ и ряда тяжелых металлов, которая достигает токсичного уровня (Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺).
В органогенных и верхнем минеральном горизонтах наблюдается потеря 50–60% обменных Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ и существенная потеря обменного K⁺.
При взаимодействии кислых техногенных выпадений с растительным покровом в почву поступают катионы Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, вымывание которых из листьев возрастает при увеличении кислотности осадков.
Слайд 26
Аэрогенное загрязнение почвы тяжелыми металлами
Промышленные источники аэрогенного загрязнения
почвы ТМ (тяжелых металлов) условно делят на две группы:
с высокими концентрациями металлов в составе выбросов при невысокой (до 1000 т/год) общей массе пылевого выброса. В эту группу входят заводы цветной металлургии;
предприятия с невысокими концентрациями ТМ в со ставе выбросов, но с большим объемом выбросов— 10 000 т/год. В эту группу входят предприятия энергетики, цементные заводы и другие.
Слайд 27
Трансформация и миграция соединений ТМ в почвах
Слайд 28
Аэрогенное загрязнение почвы тяжелыми металлами
Трансформация соединений ТМ включает
следующие процессы:
растворение,
адсорбция катионов ТМ твердой фазой почв,
образование новой
твердой фазы.
Основным процессом, контролирующим содержание водорастворимых форм ТМ, является адсорбционно-десорбционное равновесие.
Сродство органического вещества почв к ТМ изменяется следующим образом:
Cu > Ni > Pb > Co > Zn>Mn.
Адсорбция ТМ в почве протекает преимущественно в виде гидроксоионов, образующихся по реакции
Me²⁺+H2O↔MeOH⁺+H⁺.
Слайд 29
Вторичное засоление почвы
Вторичное засоление - процесс накопления вредных
для растений солей (Na2CO3, MgCO3, CaCO3, Na2SO4, NaCl и
др.) в верхних слоях почвы и бессточных низменностях.
Слайд 30
Деградация почв
Деградацией почв называется постепенное ухудшение качества почвы
в результате изменений, разрушающих ее структуру, ведущих к появлению
негативных химических свойств и утрате ее плодородия
