Дипломная работа на тему: Почвы как ионообменные сорбенты, особенности сорбции ионов свинца дерново-подзолистой супесчаной

Введение

Почва - особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.Почвенный покров - важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.

Особое свойство почвенного покрова - его плодородие, под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности. Плодородие почвы зависит также от величины аккумулированной в ней солнечной энергии. Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной энергии в ходе фотосинтеза и создания биомассы, трансформируясь в n*1010 т органического вещества. Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения возвращается в почву и воду. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3,6*1018 т[1].

Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- и зоомассы. Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, которые определяют многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.

Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км2, или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами - 37,4 млн. км2 (25%). Общая площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км2 [7].

Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, деградацией почвенного покрова, загрязнения, эрозии и т.д.; а также вследствие отвода земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий количество пашни на душу населения резко сокращается [2].

Воздействие человека на почву - составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема "почва - человек" осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования - рельеф, микроклимат, появляются новые реки и т.д. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции и так далее [3].

Процессы поглощения играют существенную роль в деференцации всех веществ по почвенному профилю. Адсорбции принадлежит важная роль в формировании почвенных коллоидов, а также физических и физико-механических свойств почвы.

Известно, что в результате сорбции органических веществ изменяется гидрофильность почвенных коллоидов. Изменение состава обменных катионов приводит к возрастанию пептизируемости коллоидов при увеличении в составе почвенно-поглощающий комплекс (ППК) доли ионов щелочных металлов или, наоборот, к их коагуляции при увеличении в составе ППК доли 2-и 3-валентных катионов. Состояние и свойства почвенных коллоидов влияют на агрегатообразование, позорность плотность почвы, а также ее физико-мехфнические свойства.

Процессы поглощения могут играть важную роль в формировании микроморфологических признаков почв, закреплении элементов питания в корнеобитаемом слое почвы. Благодаря сорбции эти элементы не вымываются из почвенных горизонтов, а аккумулируются в них и используются растениями. В условиях интенсивного земледелия роль сорбционных процессов и их регулирование возрастает, поскольку именно сорбционные процессы во многом определяют характер взаимодействия удобрений, химических меллиорантов, с почвой и эффективность использования средств химизации в сельском хозяйстве (С\Х) [14].

Изучая сорбционные процессы в почве, а особенно сорбцию тяжелых металлов, можно предсказать интенсивность поступления тяжелых металлов (ТМ) в почвенный покров, распределение их там.

Оглавление

- Введение

- Стуктура почвы

- Органическая часть

- Неорганическая часть

- Химический состав почвы

- Кислотность почвы

- Окислительно-востановительные режимы почвы

- Механизм катионного обмена, особенность адсорбции

- Пути поступления тяжелых металлов в почву

- Сорбция тяжелых металлов почвой

- Фракционный состав тяжелых металлов в почве Заключение

- Список использованных источников

Заключение

В условиях антропогенного загрязнения биосферы одной из важнейших задач является изучение путей поступления и иммобилизации загрязняющих компонентов почвы. Насчитывают не менее 6 типов антропогенно-технических воздействий, которые могут вызвать разного уровня ухудшение почв. В их числе: 1) водная и ветровая эрозия, 2) засоление, подщелачивание, подкисление, 3) заболачивание, 4) физическая деградация, включая уплотнение и коркообразование, 5) разрушение и отчуждение почвы при строительстве, добыче полезных ископаемых, 6) химическое загрязнение почв.

Список литературы

1. Никитин, Д.П. Окружающая среда и человек / Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков. - М. : Высш. шк., 1986.

2. Розанов, Б.Г. Живой покров Земли / Б.Г. Розанов. - М.: Педагогика, 1989.

3. Добровольский, Г. В. Почва. Город. Экология / Г.В. Добровольский. - М., 1997.

4. Голуб, А.А. Экономика природопользования / А.А. Голуб, Е.Б.Струкова. - Изд-во М. : Аспект-пресс, 1995.

5. Головатый, С.Е. Тяжелые металлы в агросистемах Республик / С.Е.Головатый. - М.: Изд-во Институт почвоведенья и агрохимии, 2002.

6. Гришина, Л.А. Гумусообразование и гумусное состояние почв / Л.А.Гришина. - М., 1986. - 242 с.

7. Моррисон, Р. Органическая химия / Р. Моррисон, Р. Бойд. - М. : Мир, 1974. - 1132 с.

8. Орлов, Д.С. Органическое вещество почв России / Д.С. Орлов Почвоведение, 1998. - № 9. - С. 1049-1057.

9. Орлов, Д.С. Химия почв / Д.С. Орлов. - М. : Изд-во МГУ, 1985. - 376 с.

10. Чуков, С.Н. Изучение гумусовых кислот антропогенное нарушенных почв методом 13С-ЯМР / С.Н. Чуков. - Почвоведение, 1998. - № 9. - С. 1085-1093.

11. Орлов, Д.С. Органическое вещество почв Российской Федерации / Д.С. Орлов, О.Н. Бирюкова, Н.И. Суханова. - М. : Наука, 1996.- 256 с.

12. Костычев, П.А. Почвоведенье / П.А. Костычев. - М.; Л.: Сельхозгиз, 1940.

13. Докучаев, В.В. Разбор главнейших почвенных классификаций : [избр. соч.]: в 3 т./ В.В. Докучаев. - Т. III. - М. : Гос. изд-во с.-х.лит., 1949.

14. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв / Под ред. Д.С. Орлова и В.Д. Васильевской. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1994.

15. Химическое загрязнение и охрана почв: словарь-справочник / Д. С. Орлов и др. М. : Агро-промиздат, 1991.

16. Орлов, Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации / Д.С. Орлов. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1990.

17. Попова, А.А. Влияниеминеральных и органических удобрений на состояние тяжелых металлов в почвах / А.А. Попова. - Агрохимия. - 1991. - №3. - С. 62-67.

18. Обухов, А.И., Попова, А.А. Баланс тяжелых металлов в агроценозах дерново- подзолистых почв и проблемы мониторинга / Вестн. Моск. ун-та. Сер.17. Почвоведенние. - 1992. - №3. - С. 21-39.

19. Горбатов, В.С., Зырин Н.Г., Обухов А. И. Адсорбция почвой цинка, свинца и кадмия / Вестн. Моск. ун-та. Сер.17. Почвоведенье. - 1988. - №3. - С.21-25.

20. Пинский, Д.Л. К вопросу о механизмах ионообменной адсорбции тяжелых металлов почвами / Д.Л. Пинский. - Почвоведенье, 1998. - №11. - С.1348-1355.

21. Понизовский, А.А., Мироненко, Е.В. Механизмы поглащения свинца почвами / Почвоведенье, 2001. - №4. - С. 418-429.

22. Понизовский, А.А., Мироненко, Е.В., Кондакова, Л.П. Закономерности поглащения свинца почвами при рН от4 до 6 / Почвоведенье, 2001. - №7. - С.817-822.

23. Гедройц, К.К.Учение о поглотительной способности почв : [избр. соч.] | / К.К.Гедройц. - Т. 1. М. : Гос. изд-во с.-х. лит., 1955.

24. Данченко Н.Н., И.В., Перминова, А.В., Гармаш. Определение карбоксильной кислотности гумусовых кислот титриметрическими методами / Вестн. МГУ, 1998. Сер. 2. Химия. Т. 39, № 2. С. 127-131.

25. А.В. Гармаш, И.В. Устимова, А.В. Куд-рявцев. Потенциометрический анализ сложных протолитических систем методом рК-спектроскопии с использованием линейной регрессии / Журн. аналит. химии, 1998. Т. 53, № 3. С. 241-248.

26. А.В. Гармаш, О.Н. Воробьева, А.В. Кудрявцев. Потенциометрический анализ полиэлектролитов методом рК-спектроскопии с использованием линейной регрессии / Журн. аналит. химии, 1998. № 4. С. 411-417.

27. Стокс Р., Робинсон Р. Растворы электролитов. М., 1963. 647 с.