Статья:

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА ПРОЦЕССЫ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ

Конференция: XLVI Студенческая международная научно-практическая конференция «Естественные и медицинские науки. Студенческий научный форум»

Секция: Химия

Выходные данные
Дурягина Ю.А. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА ПРОЦЕССЫ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ // Естественные и медицинские науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XLVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(46). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_nature/12(46).pdf (дата обращения: 28.05.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НА ПРОЦЕССЫ ГУМУСООБРАЗОВАНИЯ

Дурягина Юлия Александровна
студент, Вологодский Государственный Университет, РФ, г. Вологда
Воропай Людмила Михайловна
научный руководитель, канд. хим. наук, доцент, Вологодский Государственный Университет, РФ, г. Вологда

 

В Вологодской области проводится инвентаризация сельскохозяйственных угодий, которые в настоящее время вышли из севооборота. При выполнении инвентаризации определяют валовый химический состав почвы в разных горизонтах и по результатам исследования находят степень загрязнения почвы и влияние изменения химического состава на процессы гумусообразования.

Известно, то процессы гумусообразования зависят от активности микроорганизмов, рельефа местности, фракционного состава, значения кислотно-основных показателей, которые в свою очередь связаны с химическим составом [1].

На активность микрофлоры влияют примеси тяжёлых металлов, которые поступают в почву или из материнской породы, или за счёт антропогенного воздействия. К таким металлам относятся марганец, железо, ртуть, которые выступают в роли катализаторов или ингибиторов в процессах гумусообразования.

В связи с этим поставлена цель: определить влияние микроэлементов на процессы гумусообразования.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

  1. Провести исследование почв, взятых из разных районов Вологодской области (Бабаевского, Устюженского, Череповецкого, Вологодского) в местах антропогенного воздействия, на степень их загрязнения;
  2. По результатам исследования установить степень загрязнения почв;
  3. Экспериментальным путём определить состав органической фракции и содержание тяжёлых металлов (железа, марганца и ртути).

На рисунке 1 приведена карта-схема мест отбора проб почвы.

Цифрами на карте обозначены районы с указанием преобладающих типов лесов: 1 - Устюженский р-н, сосняк черничный; 2 - Бабаевский р-н, сосняк черничный; 3 - Бабаевский р-н, Борисовосудское, черничник; 4 - Борисовосудское, смешанный лес; 5 - Вологодский район, смешанный лес; 6 - Череповецкий р-н, смешано-лиственный.

 

Рисунок 1. Карта-схема отбора проб почв Вологодской области

 

На первом этапе определяли долю органической фракции и индекс гумусообразования гравиметрическим методом. Результаты представлены  в таблице 1.

Таблица 1.

Индекс гумусообразования

Место отбора

Индекс гумусообразования

1

Устюженский р-н, сосняк черничный

0,031

2

Бабаевский р-н, сосняк черничный

0,0475

3

Бабаевский р-н, Борисовосудское, черничник

0,0715

4

Борисовосудское, смешанный лес

0,0765

5

Вологодский район

0,089

6

Череповецкий р-н, смешано-лиственный

0,136

 

На втором этапе готовили водные вытяжки из почвы и определяли содержание подвижных форм различных ионов и такие показатели как рН и жёсткость. В ходе анализа использовали фотометрический, флуориметрический и потенциометрический методы. Результаты приведены в таблицах 2,3 и 4.

Таблица 2.

Физико-химические показатели и содержание анионов

рН по показанию иономера

Общая жёсткость, мг∙экв/л

Содержание Cl-, мг/кг

Содержание CO3-, мг/кг

Содержание HCO3-, мг/кг

Содержание SO42-, мг/кг

Содержание РО3-4, мг/кг

1

5,05

0,367

94,3

Содержание ниже предела обнаружения

5288,7

Содержание ниже предела обнаружения

2,03

2

5,8

0,4

70,9

4471,3

4,0

3

4,9

0,533

118,4

3458,7

4,9

4

4,5

0,567

94,3

3660

12,3

5

5,5

0,533

94,3

3251,3

12,7

6

5,1

0,767

94,3

1628,7

9,6

 

Таблица 3.

Содержание азотсодержащих ионов

Содержание NO3-, мг/кг

Содержание NO2-, мг/кг

Содержание NH4+, мг/кг

1

39,57

3,13

6,68

2

11,3

5,6

8,0

3

65,95

5,56

9,58

4

79,15

5,21

10,2

5

3,43

11,55

11,0

6

1,77

15,55

12,73

 

Таблица 4.

Содержание катионов металлов и бора

Содержание Al, мг/кг

Содержание Fe, мг/кг

Содержание Mn, мг/кг

Содержание Cr, мг/кг

Содержание Воб, мг/кг

1

2,1

1,0

2,1

Содержание ниже предела обнаружения

0,72

2

1,6

1,06

1,2

0,81

3

1,06

1,2

0,62

1,3

4

0,76

3,6

0,62

1,4

5

0,44

3,8

0,41

1,13

6

0,22

3,8

0,41

2,5

 

В ходе эксперимента было установлено, что все исследуемые образцы почв имеют слабокислый характер среды. Наименьшие значения рН имеют образцы почв 3 и 4, отобранных на территории Бабаевского района. Для этих образцов также характерно повышенное содержание хлорид-ионов и нитрат-ионов, что говорит о возможном антропогенном загрязнении.

Значение общей жёсткости для всех вытяжек небольшое,  что говорит о низком содержании водорастворимых соединений кальция и магния, однако прослеживается зависимость: с увеличением жёсткости растёт индекс гумусообразования. Также установлено, что содержание гидрокарбонатов уменьшается с увеличением индекса гумусообразования.

По результатам можно вывести следующие зависимости: с увеличением содержания железа, фосфатов (включая свободный фосфор) и азотсодержащих соединений увеличивается содержание гумуса. При этом наблюдается уменьшение концентраций растворимых форм марганца и алюминия. Также наблюдается чёткая зависимость индекса гумусообразования от содержания общего бора: чем больше бора, тем выше индекс гумусообразования.

Одновременно с анализом водной вытяжки исследовали сернокислые вытяжки из зольного остатка и самой почвы. Результаты исследования представлены на рисунке 4.

 

Рисунок 3 Зависимость индекса гумусообразования от содержания связанных форм тяжёлых металлов

 

Исходя из результатов можно вывести зависимости: с увеличением содержания железа растёт индекс гумусообразования, в случае с марганцем наблюдается обратная зависимость. В случае связанных форм элементов не прослеживается чёткой зависимости, так как наличие связанных форм железа и марганца может быть обусловлено антропогенным влиянием, как для образцов № 2 и 3.

Для определения содержания ртути использовали атомноадсорбционный метод анализа, применяли Анализатор ртути «РА-915M» с пиролитической приставкой «ПИРО-915+», рисунок 5.

Результаты приведены в таблице 5.

Таблица 5.

Содержание ртути

Место отбора

Содержание Hg, мкг/кг

1

Устюженский р-н, сосняк черничный

30

2

Бабаевский р-н, сосняк черничный

28,63

3

Бабаевский р-н, Борисовосудское, черничник

46,63

4

Борисовосудское, смешанный лес

26,63

5

Вологодский район

30,5

6

Череповецкий р-н, смешано-лиственный

11,57

 

Зависимости между концентрацией ртути и содержанием органической фракции не прослеживается, так как большая часть ртути, находящейся в почве, попадает в окружающую среду в результате загрязнений. Наибольшее содержание ртути обнаружено в образце №3.

 

Список литературы:
1. Determining the humus formation index of forest soils of the Vologda Region Yliya Duryagina, Ludmila Voropay, Svetlana Hamitova, Ilfir Galiullin and Olga Kuztetsova BIO Web Conf., 37 (2021) 00062 DOI: https://doi.org/10.1051/bioconf/20213700062