Шпаргалка по "Геологии"

и часто параллельно поверхности. С глубиной окислительный

потенциал изменяется сравнительно медленно, перепад потенциалов

до глубны 1 м обычно не превышает 50—100 м.В.

2. Зона устойчивого развития  восстановительных процессов. Для

нее характерны величины ОВП меньше 350—400 мВ, чаще меньше

200—250 мВ. Расположение эквипотенциальных  линий также равномерное,

но перепады потенциалов могут  быть более резкими, чем в

зоне стабильных окислительных  процессов.

3. Зона неустойчивых величин  ОВП; Это те почвы, в которых  развитие

окислительно-восстановительных процессов  существенно зависит

от погодных условий; они характеризуются  пятнистостью, очаговостью-

развития окислительно-восстановительных  процессов, эквипотенциальные

линии образуют причудливый рисунок. В сухие годы или сезоны

пространственное распределение  окислительно-восстановительных процессов

в таких почвах приближается к распределению  в зоне стабильных

окислительных процессов.

4. Переходные зоны между устойчивыми  окислительными и устойчивыми

восстановительными полями. Для  них характерно очень частое'

расположение эквипотенциальных  линий. Эти зоны встречаются на периферии

торфяников или почв с близкими грунтовыми водами, по берегам

рек и водоемов, в местах выхода на поверхность почвенно-груп-

товых вод.

13.Группировка  элементов в почве.

По абсолютному содержанию в  почвах все элементы могут быть

объединены в несколько групп. Первая группа включает Si и О, содержание

которых составляет десятки процентов, а в сумме они могут составлять

80—90% (и более) почвенной массы.  Вторая группа включает

элементы, содержание которых в  почве меняется от десятых долей  до

нескольких процентов; это Al, Fe, Са, Mg, К, Na, С. Первые две группы

— типичные макроэлементы. В третью группу входят Ti, Mg, N, P,

S, Н; их количество в почвах  выражается сотыми и десятыми  долями

процента, и по содержанию они составляют переходную группу к микроэлементам.

Микро- и ультрамикроэлементы содержатся в почвах в

количествах п-10~3—л-10-10%, к ним относятся Ва, Sr, В, Rb, Си, V,

Cr, Ni, Co, Li, Mo, Cs, Se и другие элементы.Так, макроэлементы и микроэлементы

формально различают по уровням  их содержания в почвах или в живых

организмах. Обычно микроэлементами называют такие элементы,

которые нужны живым организмам в малых (микро-) количествах, но-

при этом выполняют важные физиологические  функции. Условность

такого определения вытекает уже  из того факта, что один и тот же элемент

может выступать и как микроэлемент, и как макроэлемент. Характерный

пример — кальций. Кальций в  почвах — типичный макроэлемент,

он содержится в количестве целых  процентов (иногда десятых

долей). В живых организмах кальций  также выполняет макроэлемент-

ные, конституционные функции, входя  в качестве строительного материала

в состав костей, известковых панцирей и т. п. В то же время Са2+

выполняет функции микроэлемента, входя в состав фермента амилазы.

Другой пример — железо, магний. Учитывая

эти обстоятельства, проф. Е. П. Троицкий предлагал относить к

микроэлементам те химические элементы, которые, независимо от уровня

их содержания, выполняют в живых  организмах функции инициаторов

и активаторов биохимических процессов. С этой точки зрения

микроэлементом можно считать Fe, входящие в состав каталазы, ци-

тохрома, Си — в полифенолоксидазе.В  зависимости от задач исследования возможны не только концентрационные,но и другие группировки элементов.  Так, по классификации В. М. Гольдшмидта (1924) все элементы разделяются на четыре группы: литофильные, халькофиль-

ные, сидерофильные и  атмофильные. Литофильные элементы отлича-

ются сродством к кислороду  и в условиях биосферы образуют минера-

лы типа оксидов, гидроксидов, солей  кислородных кислот. К их числу

относятся Si, Ti, S, P, F, CI, Al, Se, Na, K, Ca, Mg и  др. (всего 54 элемента).

Халькофилы склонны давать соединения с серой, это Си, Zn,

Pb, Cd, Ag, Mn, Fe и др. Сидерофильные элементы  растворяются в железных

расплавах и даютсплавы с железом, к их числу относятся Fe, Ni,

Со, Р, С, Pt, Au, Sn, Mo и др. И наконец, группу атмофилов составляют

элементы земной атмосферы (Н, N, С, О, Не, Ne, Аг, Кг, Хе, С1,

Вг, I). В особую группу В. М. Гольдшмидт выделил биофильные элементы,

т. е. элементы, концентрирующиеся  в живых организмах. К био-

фильным элементам, по Гольдшмидту, относятся  главным образом С,

Н, О, N, P, S, C1, I ив меньшей мере В, Ca, Mg, К, Na, V, Mn, Fe.Для почвоведения больший  интерес представляет классификация  элементов по особенностям и путям  их миграции в ландшафтах. Такая

классификация была разработана А. И. Перельманом, и в ней все  элементы

делятся на две большие группы: воздушные мигранты и водные

мигранты. Воздушные мигранты представлены пассивными элементами

(инертные газы Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn) и активными, т. е. способными

к образованию химических соединений в условиях биосферы (О,Н, С, N, I).Водные мигранты, по А. И. Перельману, разделяются  на несколькоподгрупп, различающихся  по подвижности элементов в природной  обстановке, причем принимается во внимание влияние на подвижность

окислительных и восстановительных  условий, присутствие сероводорода.

К подвижным и очень подвижным  относятся CI, Br, S, Ca, Na, Mg, Sr,

Ra, F, В. Слабоподвижные катионы  и анионы образуют К, Ва, Rb, Li,

Be, Cs, Tl, Si, P, Ge, Sn, Sb, As. В восстановительной  глеевой среде

подвижны Fe, Mn, Co. Подвижны и слабоподвижны  в окислительной и

глеевой обстановке и инертны в  восстановительной сероводородной

среде такие элементы, как Zn, Си, Ni, Pb, Cd. Малоподвижны в большинстве

природных обстановок такие элементы, как Al, Ti, Cr, Bi, W,

лантаноиды.По степени биофильности А. И. Перельман располагает химические

элементы в следующий ряд: максимальная биофильность — С, высокая

— N, Н, средняя — О, CI, S, Р, В, Вг и  др., низкая — Fe,

AI.Оценивая роль отдельных элементов  в почвообразовании в ряде  случаев

удобно выделять группу элементов, играющих конституционную

роль, т. е. тех элементов, которые входят в структуру решетки минералов

или молекулы тех компонентов, из которых  реально складывается

масса почвы. В первую очередь это  такие элементы, как Si, A1, О,

составляющие основу почвенных  силикатов и алюмосиликатов, С, Н,

N, О — важнейшие компоненты  органического вещества.

???14.Влияние окислительно-восстановительных  процессов на химический состав  почв.

 

15.Особенности элементного  состава почв.Почвы содержат практически все природные элементы периодической

системы Д. И. Менделеева. По набору элементов  и их количественному

содержанию они существенно  отличаются от живых организмов,

минералов и горных пород, за исключением  некоторых рыхлых

осадочных горных пород, прошедших, видимо, в прошлом через стадию

почвообразования. Живые организмы  состоят главным образом из элементов-

органогенов — С, N, Н, О, Р, S; так  называемые минеральные

компоненты входят в их состав в  сравнительно небольших количествах.

Индивидуальные минералы содержат, как правило, небольшой набор

элементов; в оксиды входят по два  элемента, простейшие силикаты содержат

5—7 элементов, иногда 9—11. Минералы-соли  состоят из 2—5

элементов. Правда, минералы включают небольшие количества и других

элементов, но это — примеси, не играющие конституционной роли и

не обязательные для каждой конкретной кристаллической решетки.

В почвах практически все входящие в их состав химические элементы

являются обязательными и необходимыми; большой набор элементов

— первая отличительная особенность  почв. Вторая особенность

заключается в сочетании высокого содержания С и Si, что отражает

одновременное влияние двух факторов почвообразования: растительного

и животного мира, с одной стороны, и почвообразующих пород —

с другой. Третья особенность, как  уже отмечалось, большой диапазон

концентраций, охватывающий 4—5 порядков, и даже достигающий 9—

10 порядков.

Усреднение элементного состава  для метровой

толщи, которая включает 2—3 генетических горизонта (а иногда и

более), конечно, дает очень обобщенное представление о роли отдельных

элементов. Особенно сильно профильная дифференциация сказывается

на элементном составе в тех  случаях, когда в профиле формируются

органогенные (торфянистые), элювиальные, карбонатные или

засоленные горизонты. Резко выражено влияние механического состава,

которое хорошо видно в табл. 3 при  сопоставлении подзолистых

почв различной гранулометрии. Интервалы содержания отдельных  элементов

довольно широки. Содержание Si, не принимая во внимание

торфянистые почвы, колеблется от 22 до 44%. Диапазон содержания

А1 (без красноземов) — 1—8%, Fe — 0,5—5%. Несмотря на значительные

колебания, для каждого элемента выявляется типичный интервал

концентраций. Ниже приведены соответствующие  интервалы концентраций,

исключая торфяные почвы (в скобках  указаны значения для красноземов,

если они резко отличаются от средних величин).Механический состав резко влияет на содержание Si, Al, Fe, щелочей

и щелочных земель. В легких почвах повышена концентрация Si

и снижена доля всех прочих элементов (за исключением кислорода) —

основную массу составляет SiC>2. Углерод карбонатов характерен только

для непромывных почв и почв на карбонатных породах. Сера ведет

себя сходно с неорганическим углеродом. Резко отличны от других почв

по составу красноземы, в них  понижена доля Si и повышено содержание

А1 и Fe. По сравнению со средним составом пород почвы относительно

обогащены органическим углеродом, азотом, фосфором, серой,

т. е. биогенными элементами, накапливающимися с гумусом. Такие

элементы, как Si, Al, Fe, Mg, K, Na, практически  унаследованы от

почвообразующей породы, и в процессе почвообразования они перераспределяются

в почвенной толще. Поэтому их среднее  содержание

в метровой толще почвы близко к  среднему содержанию в материнских

породах. Обособленное место занимают элементы, образующие

простые соли, такие как СаСОз, CaS04, MgS04, NaCI, NaHC03. Вместе

с легко- или труднорастворимыми солями они выносятся за пределы

почвенного профиля в элювиальных  ландшафтах или накапливаются в.

•бессточных понижениях. Их распределение  в профиле почв и ландшафтах

обусловлено в значительной мере характером водного режима.

В ходе почвообразования дифференциация элементного состава

происходит не только по вертикали (по генетическим горизонтам), но

и в горизонтальном направлении. Сильно выражена дифференциация почвенной  массы в пределах горизонта с  такими новообразованиями,

как ортштейны, примазки, карбонатные  конкреции.

Карбонатные конкреции степных  почв на 60—80% состоят из

СаС03, в них содержится значительное количество Si02 — до 15—30%,

2—5%А1203, около l%Fe203, десятые доли процента Na, К, S, сотые

доли процента Р.

По абсолютному содержанию в  почвах все элементы могут быть

объединены в несколько групп. Первая группа включает Si и О, содержание

которых составляет десятки процентов, а в сумме они могут составлять

80—90% (и более) почвенной массы.  Вторая группа включает

элементы, содержание которых в  почве меняется от десятых долей  до

нескольких процентов; это Al, Fe, Са, Mg, К, Na, С. Первые две группы

— типичные макроэлементы. В третью группу входят Ti, Mg, N, P,

S, Н; их количество в почвах  выражается сотыми и десятыми  долями

процента, и по содержанию они составляют переходную группу к микроэлементам.

Микро- и ультрамикроэлементы содержатся в почвах в

количествах п-10~3—л-10-10%, к ним относятся Ва, Sr, В, Rb, Си, V,

Cr, Ni, Co, Li, Mo, Cs, Se и другие элементы.

Концентрационная группировка  составляющих почву химических

элементов не единственно возможная  и наиболее простая. Она полезна

при выявлении роли отдельных элементов  в формировании почвенной

массы и удобна для выбора методов  химического анализа почв. Н»

концентрационная группировка  при решении многих почвенных  задач

оказывается довольно условной. Так, макроэлементы и микроэлементы

формально различают по уровням  их содержания в почвах или в живых

организмах. Обычно микроэлементами  называют такие элементы,

которые нужны живым организмам в малых (микро-) количествах, но-

при этом выполняют важные физиологические  функции. Условность

такого определения вытекает уже  из того факта, что один и тот же элемент

может выступать и как микроэлемент, и как макроэлемент. Характерный

пример — кальций. Кальций в  почвах — типичный макроэлемент,

он содержится в количестве целых  процентов (иногда десятых

долей). В живых организмах кальций  также выполняет макроэлемент-

ные, конституционные функции, входя  в качестве строительного материала

в состав костей, известковых панцирей и т. п. В то же время Са2+

выполняет функции микроэлемента, входя в состав фермента амилазы.

Другой пример — железо, магний. Для почв — это типичные макроэлементы,

их содержание находится в пределах единиц процента (иногда

десятых долей процента), но в живых  организмах — это типичные

микроэлементы, входящие в состав гемоглобина или хлорофилла. Учитывая

эти обстоятельства, проф. Е. П. Троицкий предлагал относить к

микроэлементам те химические элементы, которые, независимо от уровня