Материал: Pochvovedenie_Kovda_chast1

Та б л и ц а 35. Обменные катионы и емкость поглощения (ЕКО) основных типов почв, мг-экв/100 г (Н. И. Горбунов, 1978)

В одних случаях было установлено строгое подчинение ионооб­ менных реакций этому закону, в других — коэффициенты ионного обмена являлись величинами переменными Наилучшее сов­ падение с экспериментальными данными обнаружено при исполь­ зовании логарифмической изотермы сорбции.

Общее количество всех поглощенных (обменных) катионов, которые могут быть вытеснены из почвы, называется емкостью поглощения или емкостью катионного обмена (ЕКО) (понятие введено К. К. Гедройцем) и выражается в миллиграмм-эквива- лентах на 100 г почвы. ЕКО зависит от содержания в почве коллоидной и предколлоидной фракций, строения их поверхно­ стей, природы почвенного поглощающего комплекса, реакции среды (табл. 34 и 35) При увеличении степени дисперсности входящих в состав поглощающего комплекса коллоидных и предколлоидных частиц емкость поглощения катионов возрастает Органическая часть почвенного поглощающего комплекса обла­ дает значительно большей емкостью поглощения, чем минераль­ ная Высокая емкость поглощения минералов монтмориллонито-

188

Сорбция анионов зависит от заряда, строения и химических свойств почвенного поглощающего комплекса. По способности сорбироваться на почвенных частицах анионы располагаются в следующий ряд:

Сl- ~NO- 3 < SO2 - 4 << РO3 - 4 < SiO4 - 4 < ОН-

По мере увеличения в почвенном поглощающем комплексе содержания алюминия и железа и наличия сколов почвенных минералов, а также при понижении рН среды сорбция анионов возрастает. Так как анионы менее гидратированы, чем катионы, они характеризуются высокой селективностью поглощения.

Анионы Сl- и NO3- практически не поглощаются почвой. Известна отрицательная сорбция Сl- и NO-3, которая впервые была описана К. К. Гедройцем как отрицательное поглощение веществ. Отрицательная сорбция этих анионов обусловлена снижением их концентрации во внутренней части сорбционной пленки, за счет чего концентрация анионов в более рыхло свя­ занных, а следовательно, и в более подвижных слоях водной пленки возрастает. Отрицательная адсорбция нитратов усиливает процессы вымывания их из почвы, что приводит к обеднению почв соединениями азота. Отрицательная адсорбция хлоридов благоприятствует быстрой промывке почв при хлоридном засо­ лении.

В поглощении анионов большую роль играют процессы солеобразования. При взаимодействии растворимых солей образуют­ ся новые, нерастворимые в воде соли (сульфаты, карбонаты, фосфаты), переходящие в твердую фазу почвы. Таким -путем

189

интенсивно поглощаются почвой ионы H2PO-4, HPO2-4, PO3-4. Однако механизм поглощения фосфат-ионов почвами сложен и разнообразен Можно выделить следующие виды поглощения почвой фосфат-ионов:

1) образование малорастворимых фосфатов в результате взаимодействия внесенных в почву растворимых фосфатов с со­ лями почвенного раствора (химическое поглощение). Такой вид поглощения возможен во многих почвах при наличии ионов кальция, алюминия, железа при нейтральной или щелочной реакции среды;

2)образование слаборастворимых фосфатов с катионами поглощающего комплекса после вытеснения их катионами раст­ вора;

3)поглощение фосфат-ионов при взаимодействии их с мине­ ралами-солями; гипсом, кальцитом, доломитом. Часть фосфатиона связывается с кальцием, перешедшим в раствор Возможно поглощение фосфат-иона на поверхности минералов без вытесне­

ния кальция, частичное окклюдирование фосфата в минерале; 4) хемосорбция фосфат-ионов гидроксидами алюминия и же­ леза. Связь осуществляется с твердой фазой на внешней поверх­

ности коллоида. Одна из схем реакции:

При этом поглощение фосфат-ионов сильно зависит от дисперс­ ности. Свежеосажденные оксиды поглощают фосфаты в большом

алюмо- и ферросиликатными минералами. На внешней, иногда

тягиваясь к Аl кристаллической решетки;

6) возможна обменная сорбция анионов на положительно заряженных участках коллоидной мицеллы:

ОН-

[ППК]+ ОН- + К3РO4 —> [ППК] +РО3-4 + 3КОН OH-

2КОН + СO2—>К2СO3 + Н2O

7) аморфный кремнезем поглощает фосфаты путем механи­ ческого захвата — окклюдирования

Органические вещества, насыщенные основаниями, также поглощают фосфаты, но значительно меньше, чем полуторные оксиды и глинистые минералы (табл 36). Поглощение фосфатов

190