Водяницкий Юрий Никифорович

Выражение результатов валового химического анализа в форме оксидов имеет существенные недостатки: эта условная форма записи не соответствует реально присутствующим в почвах минералам и искажает представление о соотношении в ней различных элементов. Очевидно, что валовой химический состав надо выражать в форме элементов, включая кислород - элемент с максимальным кларком. При этом надо учесть поправку на потери кислорода при прокаливании почв. Изученные автоморфные почвы по величине поправок на кислород можно разделить на три группы. У подзолов Русской равнины после поправок значение содержания кислорода возрастает незначительно, валовой химический состав практически не меняется. У вертисолей юга Сибири оно повышается на 3-4%; неучет этого факта ведет к заметной ошибке в содержании калия. У оксисоли о. Норфолк, с высокой долей гиббсита, неустойчивого при прокаливании почвы, после поправок значение содержания кислорода возрастает на 7-8%, что ведет к заметной ошибке в содержании O, Al, Fe и особенно Ti. Для них поправка на кислород обязательна.

В гидроморфных почвах важное значение имеют не только устойчивые Fe-минералы, определяемые традиционно в высушенной почве, но и неустойчивые, изменяющие цвет глея после извлечения образца из разреза и ослабляющие признаки оглеения в сухой сезон. Для их дополнительной характеристики предложены два новых показателя. Первый характеризует взаимодействие активных Fe-минералов с коллоидами и представлен индексом I , равным ЕКО/Fe_свобод, где ЕКО - емкость катионного обмена. Второй - показатель изменения красноты (Dа*) глея после высыхания, выраженный в оптической системе CIE-L*a*b*. В глее ожелезненном редуцированном (Gr), с низким значением I (~ 0,1) и сильным приростом Dа* (» 9) при высыхании, грин раст превращается в бурый лепидокрокит. Во время снижения влажности переход редуцированного глея в окисленный сопровождается приростом Dа* (» 3) и изменением состава грин раста: превращением фужерита в требурденит - Fe-эфемер с более высокой степенью окисления железа. При высыхании окисленного глея (Go) со средним значением I , равным 2-8, медленный прирост Da* объясняется ингибированием кристаллизации Fe-гидроксидов коллоидами. В глее обезжелезненном (Gdf) с высоким значением I , равным 6-27, отсутствие прироста красноты (Dа* » 0) при высыхании обусловлено, вероятно, инертностью Fe-филлосиликатов.

Изучение в лаборатории твердой фазы засоленных торфов методом рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) показало наличие в ней галогенорганических соединений. Хлорорганические соединения обнаружены в трети образцов торфа, при этом их доля невелика - 14-15% от валового содержания хлора. Напротив, броморганические соединения встречаются чаще и их доля выше - 12-23% от валового содержания брома. Относительно слабое развитие галогенизации органического вещества засоленных торфяников объясняется восстановительными условиями, препятствующими синтезу галогенорганических соединений. Рентгенодифрактометрический анализ (РДА) золы засоленных торфов выявил четыре главных минерала: галит, кварц, кальцит и гипс. В низкозольных торфяниках галит абсолютно доминирует. РДА подтверждает засоленность торфов и дает количественное содержание трех минералов: галита, кварца и кальцита. Но при анализе золы торфов возможны ошибки как за счет новообразования минералов (гипс), так и за счет неполной идентификации числа фаз в золе. Второй тип ошибок можно исправить, используя данные о содержании хлора в золе торфа методом рентгенофлуоресцентного анализа. При характеристике загрязнения торфяников, помимо построения профилей распределения солей в растворе, необходимо определять количество и состав галогенорганических соединений, часть которых обладает гербицидными свойствами.

Мы исследовали загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ), используя методы последовательной статической химической экстракции. Это позволило определить количество металла, экстрагированного уксусной кислотой. Новая аппаратура, позволяющая выполнять динамическое экстрагирование ТМ и получить экстрактограммы, открывает дополнительные возможности: определить число групп частиц, различающихся по устойчивости к данному реагенту, и определить статистические показатели каждой группы частиц. Предложена новая методика расшифровки экстрактограмм, основанная на их деконволюции на ряд асимметричных гауссиан, отвечающих отдельной группе частиц – носителей ТМ. Среди статистических показателей гауссиан: относительная устойчивость к данному реагенту каждой группы частиц, их дисперсия D, асимметрия As и эксцесс Ех. Статистические показатели Са-Mg-частиц – носителей ТМ в городских почвах показывают высокую неоднородность по устойчивости частиц к уксусной кислоте по сравнению с частицами во внегородских почвах. Вероятная причина отличия городских почв – иной состав Са-Mg-минералов, чем во внегородских почвах, где Са-Mg-минералы представлены карбонатами. Городские исходно бескарбонатные почвы загрязнены Са-Mg-содержащими строительными отходами: цементом, известью и асбестом, а также содержат образованные из Са-Mg-отходов вторичные карбонаты. Городские уксуснорастворимые поллютанты относятся к таким группам минералов, как техногенные гидроксиды, силикаты и алюминаты кальция и магния, что сильно отличает их химические свойства от свойств природных карбонатов.  Обилие минеральных частиц, как носителей ТМ, определяет разнообразие и неоднородность частиц, растворимых уксусом в городских почвах.

В отличие от традиционного индекса сродства лантанидов к фазам-носителям рС_Ln, предложен новый показатель сродства лантанидов к фазам-носителям А_Ln в почве. Новый показатель сродства имеет критическое значение А_{Ln-критическое} = 1 и способен к сравнению фаз, извлекаемых с помощью реактивов с разной «химической силой». При А_Ln > 1 фаза обогащена лантанидами, а при А_Ln < 1 фаза ими обеднена. Показатель сродства лантанида А_Ln показал свое преимущество перед принятым индексом рС_Ln при анализе почв России и Швеции.