8

Почвоведение

Лекция 8 поглотительная способность почв

Поглотительной способностью почв называется свойство почвы к обменному или необменному поглощению различные твердых, жидких и газообразных вещества, отдельных молекул, катионов и анионов.

Учение о поглотительной способности почв разработано в трудах К.К. Гедройца, С. Маттсона, Фогеллера и др.

Почва — сложная многофазная и полидисперсная система. В ней имеются грубые дисперсии с диаметром частиц более 0,02 нм, образующие в почвенных и грунтовых водах суспензии, более тонкие дисперсии размером — почвенные коллоиды и дисперсии на уровне молекулярного раздробления с диаметром частиц менее 0,0001 нм, которые образуют молекулярные, или истинные, растворы.

Небольшие размеры коллоидов определяют огромную суммарную и удельную поверхность, что можно представить на примере суммарной и удельной поверхности при дроблении длины сторон куба (табл. 1).

Площадь поверхностей граней кубиков при раздроблении 1 см³ твердой массы

Длина ребра, см	Число кубиков	Общая площадь поверхности граней, см2
1	1	б
0,1	103	60
0,01	106	600
0,001	109	6000
0,0000001	1021	60000000

Дисперсные системы коллоидного раздробления, обладающие большой свободной поверхностной энергией, присутствием нескомпенсированных зарядов, электрокинетическими свойствами, обусловливают ряд важнейших процессов, связанных с поглотительной способностью почв.

Удельная поверхность почвы в м²/г

Горизонт			Boa a		Aaoт	Метиловый голубой	Оранж-2	Поверхность заряженная
Глубина, см		Полная	Внутренняя	Bнешняя
								Отрицательно	Положительно
								%от суммы
Anax10-20		215	125	90	22	97	6	94	6
Al	25-35	142	90	52	17	92	2	98	2
Bl	60-70	128	81	46	26	107	3	97	3
B2	90-100	115	57	58	31
B3	130-140	108	60	48	35	81	2	97	3

Виды поглотительной способности почв

Наиболее полно характеристика поглотительной способности почв изложена в работах К.К. Гедррйца, который выделил пять ее видов: механическая, химическая, биологическая, физическая и физико-химическая.

Механическая поглотительная способность — свойство почвы поглощать поступающие с водным или воздушным потоком твердые частицы, размеры которых превышают размеры почвенных пор. В данном случае почва выступает как «сито» или «губка», пропускаю­щая через себя все, что мельче почвенных отверстий. Водные суспен­зии освобождаются от взвесей. Это свойство почвы используется для первой стадии очистки питьевых и сточных вод. Яркий пример ме­ханического поглощения твердых частиц — очистка полых речных вод (водные суспензии) при затоплении пойм рек. В результате по­сле паводка на поверхности пойменных почв накапливаются твердые взвеси — почвенный наилок.

Химическая поглотительная способность обусловлена образованием в результате происходящих в почве химических реакций труднорастворимых соединений, выпадающих из раствора в осадок. Поступающие в почву в составе атмосферных, грунтовых, поливных вод катионы и анионы могут образовывать с солями почвенного раствора нерастворимые или трудно растворимые соединения. Например:

Аl(ОH)₃ + Н₃РО₄ –> А1РО₄ + 3Н₂О

Na₂CO₃ + CaSO₄ –> CaCO₃ + Na₂SO₄

Биологическая поглотительная способность. Биологическое по­глощение вызвано способностью живых почвообитающих организ­мов (корни растений, микроорганизмы) поглощать различные элементы. Биологическая поглотительная способность характеризуется большой избирательностью поглощения, обусловленной специфиче­ской для каждого вида потребностью живых организмов в элемен­тах питания.

Физико-химическая поглотительная способность. Она связана с изменением концентрации молекул на поверхности раздела дисперсной фазы и дисперсионной среды. Поверхностная энергия частиц, измеряющаяся произведением поверхностного натяжения, возникающего на границе соприкосновения дисперсной фазы с дисперсионной средой на суммарную поверхность дисперсной фазы, стремится к наибольшему сокращению. Вещества, понижающие поверхностное натяжение, стремятся сконцентрироваться на поверхности раздела и тем самым уменьшить энергию системы; и наоборот, вещества, повышающие поверхностное натяжение, стремятся разжижаться на поверхности раздела.

Поглощение в природе всегда происходить в виде обмена между поверхностью твердой фазы и раствором, почвенным воздухом.