Формы почвенного воздуха.
Почвенный воздух находится в почве в трех состояниях: собственно почвенный воздух (свободный и защемленный), адсорбированный и растворенный.
Свободный почвенный воздух – это смесь газов и летучих органических соединений, которые размещаются в капиллярных и некапиллярных почвенных порах. Он обладает большой подвижностью и способен свободно перемещаться в почве и активно обмениваться с атмосферой.
Защемленный почвенный воздух – воздух, который находится в порах, со всех сторон изолированных водными пробками. Максимальное количество защемленного воздуха имеют тонкодисперсные уплотненные почвы. Этот воздух неподвижен и практически не участвует в газообмене между почвой и атмосферой. Он препятствует фильтрации воды, может вызывать разрушение почвенной структуры.
Растворенный почвенный воздух – это газы, растворенные в почвенной воде. Взаимоотношение жидкой и газообразной фаз почвы определяется режимом температуры и давления, а также концентрацией газов в свободном почвенном воздухе.
Количество растворенных газов подчиняется закону фазового равновесия Генри:
где: С – массовая концентрация газа, растворенного в воде, мг/л,
λ – коэффициент растворимости газа в воде, мг/л,
р – парциальное давление газа в почвенном воздухе, МПа,
10,2 – нормальное атмосферное давление, МПа.
Повышение давления повышает растворимость газов, понижение давления способствует переходу газов из почвенного раствора в почвенный воздух. Увеличение концентрации того или иного газа в составе почвенного воздуха вызывает увеличение этого газа в почвенном растворе. Понижение температуры почвы приводит к повышению растворимости всех почвенных газов. Хорошо растворяются в воде аммиак, сероводород, углекислый газ, Растворенные газы проявляют высокую активность. С насыщением почвенного раствора СО2 повышается растворимость карбонатов, гипса, других соединений. Растворимость кислорода небольшая. Растворенный кислород поддерживает окислительные свойства почвенного раствора. С повышением температуры окислительные процессы ослабевают и происходит выпадение из растворов карбонатов. Растворенные газы играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей почвенной флоры и фауны.
Адсорбированный почвенный воздух – это газы и летучие органические соединения, сорбированные поверхностью твердой фазы почвы. Чем выше степень дисперсности почвы, тем больше сорбированных газов при данной температуре она содержит. Количество сорбированного воздуха зависит от минералогического состава почв, их влажности и количества органических веществ. Адсорбция газов сильнее проявляется в почвах тяжелого гранулометрического состава, богатых органическим веществом. Наибольшее количество адсорбированного воздуха характерно для сухих почв, активнее поглощающих воду, чем газы.
Количество адсорбированных газовых компонентов (Г) можно рассчитать при помощи уравнения изотермы адсорбции Ленгмюра:
где: Г∞ - предельное значение адсорбции насыщения на единицу
поверхности адсорбента, мг,
С – равновесная концентрация газа в системе, мг/л,
K – эмпирический коэффициент.
Газы сорбируются в зависимости от строения их молекул и дипольного момента. Хуже всех сорбируется N2, лучшими сорбционными способностями обладает кислород и углекислый газ, самая высокая сорбция – у NH3.
- Почвоведение (физика и химияпочв) факторы и условия почвообразования.
- Факторы почвообразования
- Состав и свойства почвы выветривание горных пород и минералов. Почвообразующие породы выветривание
- Минеральная часть твердой фазы почвы.
- Классификация почвообразующих пород
- Минералогический состав минеральной части почвы.
- Первичные минералы.
- Вторичные минералы
- Почвообразующие породы
- Морфология почв.
- Строение почвенного профиля.
- Структура почв.
- Гранулометрический состав почв.
- Окраска почвы.
- Новообразования и включения.
- Газовая фаза почвы. Состав почвенного воздуха и воздушные свойства почв.
- Газообмен между почвой и атмосферой.
- Формы почвенного воздуха.
- Водные свойства почвы. Формы почвенной влаги.
- Основные водные свойства почв.
- Поглотительная способность почв.
- Виды поглотительной способности.
- Строение и свойства почвенных коллоидов.
- Адсорбционные свойства почвенных коллоидов.
- Поглощение катионов почвой.
- Поглощение анионов почвой.
- В кислых почвах поглощение фосфатов происходит в результате взаимодействия с ионами железа, алюминия и марганца. При этом химическое осаждение фосфатов происходит по следующим схемам:
- Где: a – количество содержащихся в почве обменных анионов,
- Почвенный раствор.
- Состав почвенного раствора.
- Общие свойства почвенного раствора.
- Катионообменная способность почв. Селективность катионного обмена.
- Кинетика катионного обмена.
- Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах. Окислительно-восстановительный потенциал в почвах.
- Потенциалопределяющие системы в почвах.
- Типы окислительных режимов почв.
- Органическое вещество почвы. Состав и свойства органического вещества.
- Элементный состав гумусовых кислот.
- Структурные фрагменты гумусовых кислот.
- Функциональные группы гумусовых кислот.
- Молекулярные массы гумусовых кислот.
- Строение гумусовых кислот.
- Связь гумусовых кислот с минеральными компонентами.
- Гетерополярные и комплексно-гетерополярные соли.
- Адсорбционные комплексы.
- Химия элементов и соединений в почвах. Основные химические элементы в почвах.
- Микроэлементы в почвах.
- Тяжелые металлы в почвах.
- Основные термины и определения.