WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Вплив кислотних дощів на грунти - Реферат

Вплив кислотних дощів на грунти - Реферат

Закономірності між вмістом нікелю в ґрунтах і впливом кислотного чинника, особливо на мінеральних субстратах, не виявлено. Невиразна тенденція (яка порушувалась у багатьох випадках) простежена лише на органічних ґрунтах, у яких зі зростанням закислення зменшується вміст нікелю. В межах ґрунтового профілю більша кількість цього елемента є у верхніх шарах ґрунтів.

Вміст хрому в окремих горизонтах є різним, не виявлено жодної закономірності. У багатьох випадках кількість хрому є найменша у ґрунтах, підлитих кислотними дощами з рН 2,5. Найбільший вміст хрому в ґрунтах зафіксовано в межах рН 3,0–4,5 кислих водних розчинів. У вертикальному розрізі ґрунтів найбільші його значення зареєстровано в нижній частині ґрунтового профілю.

Вміст органічних речовин. Обмін органічних речовин значно залежить від типу ґрунтових субстратів і атмосферних умов. На піщаних і глинистих ґрунтах найбільший вміст органічних речовин є в ємностях, підлитих кислотними дощами з рН 2,5 і 3.0, найменший – при рН 3,5–4,5. Та ж тенденція, тільки з вищими абсолютними показниками, виявлена на торфових ґрунтах.

Наведені дані свідчать про затримку процесу розкладу органічних речовин на поверхнях, підлитих кислотними дощами з рН 2,5 і 3,5. Це явище виразно видно на піщаних ґрунтах, тоді як на глинах і торфах процес розкладу виразно не виявлено.

Дослідження кислотності на чотирьох рівнях глибини дали змогу виявити зміну рН у межах 0,5–1,0 на піщаних ґрунтах, які підливали кислими дощами з рН від 2,5 до 3,0, тоді як кислотні дощі з рН понад 3,5 не у всіх випадках зумовлювали зміну кислотності

ґрунтів. Раніше подібні результати отримано в праці [4]. Показники рН ґрунтів та кількості макро- і мікроелементів засвідчують, що впродовж трьох років експерименту виразне закислення ґрунтів і зміни кількості макро- і мікроелементів відбувалися лише у верхніх шарах (від 0 до 10 см) піщаних ґрунтів і торфу та у шарі від 0 до 5 см на глинистих ґрунтах.

В дослідженнях [16], виконаних у природних умовах, зафіксовано, що ґрунти у верхніх шарах ґрунтового профілю виявили нейтральну реакцію незалежно від відстані до промислових підприємств. У багатьох випадках мінімальні зміни рН водного і сольового можуть свідчити про насичення сорбційного комплексу іонами лужних металів.

На підставі результатів лізиметричних досліджень [12] визначено збільшення вилуговування кислотними дощами металевих катіонів. Ступінь вилуговування значно зростав зі зменшенням рН кислотних дощів, особливо це стосується кальцію. Щодо вимивання інших складників, то результати експерименту не дали однозначних відповідей. З даних цієї праці випливає, що більша частина сірки, яку додавали у вигляді Н2SO4, залишилася у лізиметрах, водночас вимивання кальцію зросло на 25%. У воді значно збільшився вміст розчинених сполук.

Ґрунти, багаті на глинисті субстанції й органічні колоїди, повинні бути стійкішими до залуження і закислення, ніж піщані. Це підтверджено нашими дослідженнями. Закислення глинистих ґрунтів у вертикальному розрізі сягало набагато глибше, а різниці у вмісті макро- і мікроелементів були помітно вужчі.

Дощі зі слабокислою реакцією спричинювали менші вилуговуючі ефекти у дуже кислих ґрунтах порівняно зі слабокислими чи нейтральними. Зміни кількості Ca, Mg, K за різних значень рН можуть свідчити, що відносні значення в разі вимивання тим більші, чим меншим є насичення цих ґрунтів і обмінна ємність катіонів. Це явище простежується в природних умовах (у лісах), однак час тривання експерименту був замалий, щоб могли відбутися такі значні зміни.

У багатьох дослідженнях зафіксовано збільшення кількості азоту в ґрунтах територій з сильним промисловим навантаженням [11, 13, 15]. Отримані нами кількості макро- і мікроелементів важко порівнювати з літературними даними [10, 7], оскільки більшість цих даних походить з господарських лісів, які ростуть на різних ґрунтах (бідні та дуже бідні умови місцезростання). Дані, отримані у нашому експерименті, є вищими. Стосовно фосфору в ґрунтовому профілі зафіксовано тенденцію до зменшення його кількості. Це підтверджено результатами досліджень [2, 6, 8]. Спадну тенденцію у ґрунтовому профілі має кількість кальцію і цинку, зростаючу – магнію, марганцю, заліза і калію, що збігається з результатами досліджень [21, 22].

Дослідженнями [16] виявлено значний вміст загальної міді у верхньому шарі ґрунтів навколо промислових підприємств (мідь у межах 210–2000 ‰, свинець – 100–2000 ‰). Ці результати значно перевищують дані, отримані в наших дослідженнях, однак вони стосуються безпосереднього сусідства мідноплавильного комбінату.

Значення кислотних опадів для важких металів полягає, крім іншого, в тому, що вони стають більш мобільними і доступними для інших організмів, особливо для рослин. Кислотні дощі спричинюють також їхнє посилене вилуговування.

Багато праць присвячено рухомості марганцю зі збільшенням кислотності дощів. Запаси окису марганцю, як звичайно, незначні, тому в разі дії на них кислот може дійти до вимивання з верхніх шарів ґрунтового профілю протягом порівняно короткого про-

міжку часу (від кількох до кількох десятків років). Для значень рН водних розчинів до 4,2 відбувається заміна марганцю іоном алюмінію, і, можливо, заліза з сорпційного комплексу [5, 9]. Цим можна пояснити у багатьох випадках меншу кількість марганцю в досліджуваних ґрунтах.

До розкладу рівня макро- і мікроелементів в ґрунтах з огляду на короткий термін експерименту (три роки) треба ставитися дуже обережно. Ґрунти мають значні буферні властивості, і доки вони діють, не можна сподіватися на значні переміщення катіонів у межах ґрунтового профілю. Опосередковано про це свідчить концентрація іонів Н+, яка на піщаних і торфових ґрунтах збільшується на 80%, а на глинах – тільки на 30% порівняно з незакисленими ґрунтами. У цьому процесі поряд з концентрацією кислотного чинника першочерговим є час.

Дослідження вмісту азоту і гумусу не дали однозначних результатів. Переважно збільшення кислотності водних розчинів зумовлює одночасне зростання рівня азоту і вуглецю у верхньому шарі ґрунту. Зафіксовано також протилежні випадки. В літературі також є протилежні результати, проте однозначна думка про зменшення кількості окремих груп мікроорганізмів зі збільшенням кислотності. Автор праці [1] виявив невелику кількість NO3- в інфільтраті з піщано-глинистих ґрунтів. Учений наголосив, що поряд з мінералізацією вимивання є дуже незначним у ґрунтовому профілі. Ці процеси досить обмежені у кислих ґрунтах. За наявності алюмінію і важких металів вимивання обмежене ще більше [19]. У праці [3] звернуто увагу на те, що мінералізація азоту і доступність NH4-N у ґрунтах з великим вмістом азоту є низькими.

Багато експериментальних досліджень доводять теоретичні припущення, що кислотні опади спричинюють зміни хімізму ґрунтів, ґрунтових процесів і хімічного складу рослин. Такі зміни призводять до зниження кислотності ґрунтів і зростання вилуговування. Однак з проведених до цього часу досліджень важко зробити кінцеві висновки, оскільки є мало довготривалих експериментів. Тому важко стверджувати інтенсивність явищ, що відбуваються, а також остаточні їхні напрями. Крім того, не вистачає достатньо перевірених методів досліджень.

Під час планування цього дослідження ми сподівалися отримати відповідь на питання, як кислотні дощі впливають на продуктивність деяких елементів екосистеми.

З цією метою виконано дослідження, протягом якого ґрунти піддано впливу штучних кислотних дощів. Одночасно ми намагалися визначити модифікаційну роль ґрунту в обмеженні негативного впливу закиснення середовища. Адже ґрунт є тим чинником, який збирає всі складові частини викидів, що ініціюють напрями змін, які відбуваються у ґрунтових процесах. Одночасно ґрунт є резервуаром поживних речовин для рослин.

Водні розчини кислот готували у пластмасових ємностях об'ємом 30 дм3, додаючи до них визначену кількість сірчаної чи азотної кислот або їхні суміші в об'ємному співвідношенні 3:1. Рівень рН отриманого розчину перевіряли потенціометрично щоразу перед застосуванням. Так отримано три різні розчини (виконані на основі сірчаної і азотної кислот та їхньої суміші) зі значенням рН 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 і 7,8 (останнє – значення у чистій воді, якою підливали саджанці й ґрунти.

Експеримент тривав три роки. З метою уникнення впливу атмосферних опадів зі змінним рН ємності розмістили під накриттям полімерної плівки висотою 2,5 м з відкритими бічними, передньою і задньою стінками. Поливали ємності щороку протягом десяти місяців з перервою на два зимові місяці (січень і лютий), коли нестачу вологи компенсували шляхом прикриття ємностей тонким шаром снігу.

Вплив кислотних дощів оцінено шляхом вивчення змін хімічних і біологічних властивостей ґрунтів.

Ґрунти підливали водними розчинами, отриманими від змішування з водою сірчаної та азотної кислот, а також їхньої суміші.

Ґрунтові дослідження виконано на підставі загальноприйнятих у ґрунтознавстві аналітичних методик. Досліди є середніми з двох повторень. Середню пробу отримано вимішуванням проб з шести ємностей.

Отже,незалежно від виду кислотних дощів протягом трьох років дослідження рН верхніх шарів ґрунтів знизилася на 0,2–0,8. Вид кислотного впливу не мав суттєвого значення для зростання закислення ґрунтів. Виразне закислення ґрунтів простежено на глибині до 20 см протягом трьох років дослідження. Нижче цього рівня не зафіксовано видимих змін реакції ґрунтів. Вміст азоту в ґрунтах збільшився зі зростанням кислотності штучних кислотних дощів, вміст вуглецю збільшився зі зниженням рН. Вміст натрію і кальцію зростав з глибиною і особливо в разі застосування для підливання суміші сірчаної й азотної кислот. Не зареєстровано виразного впливу щораз більшого закислення ґрунтів на вміст кальцію і магнію. Найбільший вміст мікроелементів (крім міді, нікелю і хрому) виявлено у випадку підливання ґрунтів кислотними дощами з рН 2,5–3,0. Вплив кислотних дощів на розміщення міді, нікелю і хрому в межах ґрунтового профілю не простежено.

Використана література

  1. Берг Л.С. Грунтовые зоны Советского Союза. Т. 1–2. М., 1947–1952.

  2. Геренчук К.І. Основні проблеми грунфізичної географії. К., 1969.

  3. Гришанков Г.Е. Введение в физическую географию. Предмет и метод: Учеб. пос. Киев, 2001.

  4. Ермолаев М.М. Введение в физическую географию. Л.,1979.

  5. Круть И.В. Введение в общую теорию Земли. М., 1978.

  6. Мильков Ф.Н. Общее землеведение: Учебник. М., 1990.

  7. Хаин В.Е. Общая тектоника. М., 1973.

  8. Шаблій О.І. Суспільна географія. Теорія, історія, українознавчі студії. Львів, 2001.

Loading...

 
 

Цікаве