Увійти  \/  Зареєструватися  \/ 

Вхід на сайт

Зареєструватися

Введене Вами ім'я недійсне.
Будь-ласка, введіть допустиме ім'я користувача. Без пробілів, у всякому випадку 2 , НЕ повинно бути символів: < > " ' % ; ( ) &
Пароль недійсний.
Ваші паролі не збігаються. Будь-ласка, введіть Ваш пароль в поле пароля та повторно введіть його в полі підтвердження.
Недійсна адреса електронної пошти
Адреси електронної пошти не збігаються. Будь-ласка, введіть Вашу адресу електронної пошти в поле адреси електронної пошти та повторно введіть адресу у полі підтвердження.
* * Обов'язкове поле

Поглинаюча здатність грунтів

Розчини і суспензії, пересуваючись в грунтах, контактують з грунтовими частинками. Частина молекул та йонів затримується і обмінюється. Здатність твердої фази грунту поглинати з грунтових суспензій і розчинів і обмінювати з ними різні речовини називається поглинаючою здатністю грунту. Розрізняють п'ять видів поглинальної здатності грунтів: механічну, фізичну, фізико-хімічну, або обмінну, хімічну і біологічну. Всі форми поглинальної здатності залежать від колоїдної (мулистої) частини грунту, а дві з них - фізична і фізико-хімічна - пов'язані з колоїдами грунту та їх властивостями.

Механічна поглинальна здатність - це здатність грунту затримувати в своїх порах частки грунтових суспензій. Грунтові суспензії утворюються при стоці і вбиранні води в грунт. Вода, що потрапляє в грунт, містить зважені частинки, різноманітні молекули і йони. Частинки, пересуваючись по системі грунтових пір і ходів разом з водою, поступово застряють в проміжках, що мають менший розмір, ніж вони самі. Це найчастіше відбувається в згинах, глухих кутах. Найбільша кількість частинок затримується у вузьких порах. Таким чином, чим менший розмір грунтових пор, тим більше частинок затримується при просочуванні грунтових суспензій. Камені, наприклад, погано затримують частинки суспензій; в пісках затримуються глинисті частинки, а в суглинистих грунтах - колоїдні частинки і навіть мікроорганізми. Механічна поглинальна здатність грунтів забезпечує високу ступінь очищення грунтових розчинів від зважених часток. Частина їх залишається у верхніх шарах, накопичується і з часом може змінити механічний склад грунту. Ця форма поглинальної здатності грунтів використовується при зрошенні, очищенні водних суспензій в промислових цілях, очищенні питної води.

Фізична поглинальна здатність грунтів - це здатність колоїдних частинок поглинати з грунтових розчинів молекули речовин, що знижують поверхневий натяг водної плівки. При механічному поглинанні суспензії звільняються від частинок і перетворюються в розчини, що містять молекули і йони. Кожна грунтова частинка виявляється оточена водною плівкою. Відомо, що на поверхні частинки молекулярний шар води утримується дуже великими силами, які створюють підвищений натяг водної плівки. Зазвичай натяг водної плівки на межі з повітрям при 0°С дорівнює 75,5 дин/см. Тому чим більше в грунті дрібних частинок, тим більше загальна поверхня водної плівки, а отже і енергія сил поверхневого натягу.

К. К. Гедройц, вивчаючи розчини різних солей, встановив, що речовини можна розділити на дві великі групи: понижуючі поверхневу енергію водних плівок, та ті, що підвищують її. Сила поверхневого натягу водної плівки змінюється при впливі різних кислот і солей. Неорганічні кислоти та їх солі часто підвищують, а органічні кислоти, спирти, алкалоїди та фарби знижують поверхневий натяг водної плівки і тим сильніше, чим більше їх концентрація в грунтовому розчині. Тому розподіл молекул речовин навколо грунтової частинки різниться. Молекули речовин, що знижують поверхневий натяг водних плівок, будуть утримуватися нею - це явище отримало назву позитивна адсорбція. Речовини, що підвищують поверхневий натяг водної плівки, будуть розташовуватися на значній відстані від грунтової частинки - це явище носить назву негативна адсорбція. Таким чином, при просочуванні грунтового розчину речовини, що знижують поверхневий натяг водної плівки, тобто органічні кислоти, спирти, алкалоїди, будуть утримуватися і накопичуватися в грунті, а речовини, що підвищують поверхневий натяг - неорганічні солі, які найчастіше добре дисоціюють, будуть знаходитися в розчині. Зменшення поверхневої енергії водних плівок може відбутися не тільки внаслідок позитивної адсорбції, а й при процесах коагуляції, що супроводжуються зменшенням загальної поверхні грунтових частинок, тобто фізична поглинальна здатність в значній мірі залежить від стану колоїдів грунту.

Фізико-хімічна, або обмінна, поглинаюча здатність грунтів - це здатність головним чином колоїдних (мулистих) частинок утримувати та обмінювати йони з грунтовим розчином. Водний розчин, що оточує грунтові частинки, містить значну кількість речовин, дисоційованому на йони - катіони і аніони (катіони заряджені позитивно, аніони - негативно). Наприклад, в грунтовому розчині можуть перебувати катіони Na +, К +, Mg2 +, Са2 +, Н +, F3 + та аніони CI-, S042-, Р043-, N032-. Грунтові колоїди також мають позитивний (або негативний) заряд, тому частинки, заряджені негативно, а це майже вся основна частина мінеральних і органічних частинок, будуть утримувати катіони, а заряджені позитивно - аніони. Внаслідок того, що грунтові колоїди несуть в основному негативний заряд, в грунтах відбувається переважно поглинання катіонів. Чим більше колоїдних частинок в грунті, тим більше катіонів вони зможуть утримати в поглиненому стані. Катіони утримуються грунтовими частинками досить міцно і можуть бути витіснені тільки в разі їх заміни іншими при зіткненні з грунтовим розчином. Заміна відбувається в результаті обмінних хімічних реакцій. Обмін йонів відбувається дуже швидко і в еквівалентних кількостях, тобто один катіон Са2+ замінюється на два катіона Н+ або К+, причому будь-який катіон грунту може бути заміщений будь-яким катіоном грунтового розчину. Грунтові колоїди найбільш енергійно поглинають Fe3+, Al3+, Н+, Са2+, Mg2+, К+, Na+. Цей ряд написаний у міру убування енергії поглинання. Найчастіше Fe3+ і Аl3+ утворюють складні, комплексні, нерозчинні у воді сполуки. Тому в природних умовах в поглиненому стані знаходяться Н+, Са2+, Mg2+, К+ і рідше Na+, вміст яких залежить від умов і факторів грунтоутворення.

Таким чином, в грунтах знаходяться в поглиненому стані сполуки сірки, фосфору, в менших кількостях - азоту і хлору. Однак грунтовий поглинаючий комплекс переважно складається з негативно заряджених частинок і тому поглинаються в основному катіони. Грунти, насичені катіоном водню - це кислі грунти з нестійкою грудкувато-пилуватою структурою, частинки якої розпливається під впливом води. Колоїди цих грунтів гідрофільні, частково оборотні. Катіон Н + не використовується як елемент живлення і нерідко пригнічує життя мікроорганізмів і рослин. Катіон алюмінію в рухомий формі отруйний для рослин, надає грунтам кислі властивості, однак є хорошим коагулятором і сприяє утворенню міцної структури. Натрій - катіон, що надає середовищу лужної реакції, у великих кількостях викликає загибель рослин, руйнує грунтову структуру, диспергує її; колоїди натрію гідрофільні, рухливі, солі натрію розчинні. Катіони кальцію і магнію переважають в поглинаючому комплексі чорноземних грунтів і надають їм реакцію близьку до нейтральної. Вони хороші коагулятори, що сприяють закріпленню органічних речовин у грунтах. Колоїди їх гідрофільні, незворотні. Катіони кальцію і магнію сприяють утворенню стійкої до дії води грунтової структури. Катіон заліза входить в грунтовий поглинаючий комплекс кислих грунтів. Він хороший коагулятор, надає міцності грунтовій структурі, утворює з аніонами фосфорної кислоти погано диссоційовані та малорозчинні сполуки. Колоїди незворотні, гідрофобні. Аніони затримуються грунтом лише частково, причому деякі з них (Р04-і SO4-) утворюють в грунті нерозчинні у воді солі, а Сl якщо не перехоплюється корінням рослин, то, як правило, вимиваються за межі грунтів.

Хімічна поглинальна здатність - це здатність грунтів затримувати катіони і аніони у формі нерозчинних або важкорозчинних сполук. Утворення таких сполук може відбуватися при збільшенні концентрації речовин і випаданні їх в осад, а також в результаті хімічних реакцій, що протікають в грунтовому розчині. Так, важкорозчинні сполуки фосфору з кальцієм утворюються при внесенні суперфосфату в чорноземні грунти. Якщо в грунті присутні гідрати заліза, можуть утворитися фосфати заліза. Важкорозчинні сполуки можуть утворюватися при взаємодії йіонів Са2 +, Mg2 +, Fe3 +, Аl3 + при обмінних реакціях. Таким чином, катіони і аніони можуть затримуватися в грунті. Деяка частина їх дає новоутворення в формі білоочки, псевдоміцелій, вохристих плями, рудякові зерна тощо. Завдяки хімічній поглинаючій здатності в грунтах накопичуються такі елементи живлення, як фосфор і сірка.

Біологічна поглинальна здатність грунтів обумовлена вибірковим поглинанням елементів живлення корінням рослин і мікроорганізмами. Закріплені у формі органічної речовини елементи живлення надходять в грунти і накопичуються в них. Біологічна поглинальна здатність грунтів забезпечує закріплення азоту і всіх найважливіших елементів живлення у найбільш вигідних для рослин співвідношеннях. Вона має особливо велике значення для еродованих, молодих, слаборозвинених і легких за механічним складом грунтів.

При грунтоутворюючих процесах і вивітрюванні в пересуванні, закріпленні, утворенні та розкладанні різних речовин беруть участь всі форми поглинальної здатності.

Останні матеріали розділу "Грунтознавство"

Родючість грунтів та її види

Під родючістю розуміють здатність грунтів задовольняти потребу рослин у воді і поживних речовинах. В...

Механічний склад грунтів та їх структура

Механічним складом називають співвідношення часток різного розміру, виражене у відсотках від маси гр...

Включення та новоутворення в грунтах

Включення - це тіла, що механічно втягнуті в товщу грунту, які не беруть участь в активних грунтоутв...

Колір грунту як морфологічна ознака

Колір грунту - найважливіша морфологічна ознака. Нерідко назва грунту дається за кольором верхніх го...

Позначення та опис грунтових горизонтів

Кожному з грунтових горизонтів дається буквенне позначення. Найбільш широко застосовується система б...

Морфологія грунтів. Грунтові горизонти

Морфологія грунтів - це вчення про зовнішні ознаки грунтів, що визначаються найчастіше за допомогою ...

Водний баланс грунту. Типи водного режиму грунтів

Водний баланс - це сукупність всіх видів надходження вологи в грунт і її витрачання з певного шару з...

Теплові властивості грунтів

Джерелом тепла в грунті є тепло променистої енергії Сонця. Середня кількість тепла, що надходить на ...

Географічна наука