Градация рн солевое для почвы

Определение рН солевой вытяжки почв. Цели работ и оценка соответствия

Одним из основных санитарно-химических показателей, оцениваемых при проведении контроля качества почв является величина водородного показателя солевой вытяжки из почв (рН КСl). В анализе почв величиной рН КСl оценивают реакцию почвы, которая относится к агрохимическим факторам плодородия.

Реакция почвы – это свойство, характеризующее степень её кислотности или основности, которое оценивается по содержанию ионов водорода [H+] или гидроксид-ионов [ОН-] в почвенном растворе водной или солевой вытяжках из почв. Реакция почвы выражается величиной водородного показателя (рН), представляющей собой отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов в растворе.

Изучение свойств почвы началось еще в III веке до н.э. в древнем Китае и Египте. В древней Греции имели детальную классификацию земли. В XVIII веке немецкий ученый А.Д. Тэер выдвигает гумусовую теорию питания растений, в соответствии с которой гумус рассматривался как непосредственный источник питания растений. Но не только от гумуса зависит плодородие почв. Минеральные элементы занимают также очень важную позицию. Поэтому в XIX веке начинает развиваться теория минерального питания Ю. Либиха, согласно которой питание растений осуществляется минеральными веществами.

В России идеи о формировании почв впервые были изложены М.В. Ломоносовым. Наука об образовании, строении, составе и свойствах почв — почвоведение — возникла в конце XIX века на стыке геологии, биологии и географии. Её основателем был профессор В.В. Докучаев, который впервые установил, что почвы имеют чёткие морфологические признаки, позволяющие различать их, а географическое распространение почв на поверхности Земли так же закономерно, как это свойственно растениям и животным.

Ниже в статье будет рассмотрена важность величины водородного показателя солевой вытяжки из почв (рН КСl) при проведении оценки соответствия качества почв, отбираемых на объектах капитального строительства города Москвы.

В настоящее время в зависимости от величины рН различают следующие реакции почв:

Кислотность почв вызывается водородными ионами, которые находятся в почвенном растворе в свободном состоянии или поглощены почвенными коллоидами. В последнем случае ионы водорода могут быть вытеснены из поглощенного состояния нейтральными солями (например, хлоридом калия KCl). Наличие в почве поглощенного водорода значительно ухудшает ее свойства: почва теряет структурность, из нее легко вымываются необходимые растениям элементы питания, плодородие резко снижается.

Кислотность почвы определяют в водных и солевых вытяжках. В водных вытяжках определяют активную кислотность, которая обусловлена концентрацией водородных ионов в почвенном растворе, а в солевых — потенциальную (обменную) кислотность, обусловленную наличием в почве поглощенных ионов водорода, а иногда и алюминия.

Сотрудники Отдела санитарно-экологического и радиационного контроля Государственного бюджетного учреждения города Москвы «Центр экспертиз, исследований и испытаний в строительстве» (далее ГБУ «ЦЭИИС») в рамках проведения государственной работы по оценке соответствия качества почв (грунтов) применяемых при проведении работ по обратной засыпке, благоустройству, озеленению и цветочному оформлению, на селитебной, жилой и производственной территории требованиям технических регламентов и проектной документации осуществляют отбор образцов (проб) почвы для проведения лабораторных исследований с последующей оценкой соответствия.

Рисунок 1. Отбор образцов (проб) почвы сотрудниками отдела санитарно-экологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС»

Отобранные образцы (пробы) почв после доставки передаются специалисту по кодированию образцов (проб) для регистрации и передачи в Лабораторию санитарно-эпидемиологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС». Сотрудники лаборатории проводят измерения необходимых санитарно-химических показателей качества почв, одним из которых является рН солевой вытяжки из почв.

Определение рН солевой вытяжки осуществляется в соответствии с ГОСТ 26483-85 «Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО». Сущность которого заключается в извлечении обменных катионов, нитратов и подвижной серы из почвы раствором хлористого калия концентрации 1 моль/дм3 при соотношении почвы и раствора 1:2,5 и потенциометрическом определении рН с использованием стеклянного электрода.

Рисунок 2. Определение рН солевой вытяжки анализатором жидкости Эксперт-001-1

Образцы почвы высушивают при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния, измельчают и пропускают через сито с круглыми отверстиями диаметром 1 мм. Образцы подготовленной почвы массой 30 г помещают в конические колбы. К образцам приливают по 75 см экстрагирующего раствора. Почву с раствором перемешивают в течение 1 мин. Одновременно проводят холостой опыт без образцов почвы. Измерение рН солевой вытяжки из почв проводят анализаторами жидкости Эксперт-001-1. Измерение считается законченным, когда показания рН не будут изменятся более чем на 0,2 ед. рН в течении 1 мин. Результатом измерений является среднее арифметическое между двумя измерениями. Допустимые отклонения от средних арифметических результатов повторных измерений составляют 0,2 ед. рН.

Оценка соответствия качества почв, применяемых при проведении работ по благоустройству территории жилой застройки осуществляется в соответствии с действующими санитарными нормами, а именно СанПиН 2.1.7.1287-03.

СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы» устанавливает порядок организации контроля качества почв. Контроль проводится на всех стадиях проектирования и строительства. На стадии выбора земельного участка и выполнения проектных работ, а также строительства и приемки объекта в эксплуатацию контроль осуществляется с использованием стандартного перечня показателей.

В соответствии с п.6.4, СанПиН 2.1.7.1287-03: «Стандартный перечень химических показателей включает определение содержания»:

• тяжелых металлов: свинец, кадмий, цинк, медь, никель, мышьяк, ртуть;
• 3,4-бензпирена и нефтепродуктов;
• рН.

В зависимости от величины рН солевой вытяжки из почв (pH KCl) в соответствии с ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве» устанавливаются величины содержания тяжелых металлов в почве (Таблица 1).

Таблица 1. Раздел II ГН 2.1.7.2511-09. «Ориентировочные допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве (валовое содержание)»

За 2020 год Отдел санитарно-экологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС» провел более 20 работ по оценке соответствия качества почв объектов капитального строительства. По результатам измерений составлены экспертные заключения о соответствии или не соответствии почвы, применяемой при благоустройстве, требованиям санитарных норм. Все заключения переданы в Комитет государственного строительного надзора. По итогам работы соответствие санитарным нормам установлено на 94% исследуемых объектах.

1. СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы».
2. ГН 2.1.7.2511-09 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве».
3. ГОСТ 17.4.4.02-2017 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа»
4. ГОСТ 26483-85 «Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО. Soils. Preparation of salt extract and determination of its рН by CINAO method».
5. В.Г. Еремеева., О.В. Плешакова. «Мониторинг почвенного покрова. Методические указания по выполнению лабораторных работ» Омск: Издательство СибАДИ, 2012.

Статью подготовил:
Инженер-эксперт Отдела санитарно-экологического и радиационного контроля ГБУ «ЦЭИИС»
Борисенко Е.А.

Статью правил/утвердил:
Начальник отдела – заместитель руководителя ОИ ГБУ «ЦЭИИС»
Ипполитов Д.Е.

Источник

Группировка почв по степени кислотности солевой вытяжки

Гидролитическая кислотность почв.

Гидролитическая кислотность обусловлена Н, Al, Fe (более прочно связанными с ППК) не вытесняющимися раствором нейтральной соли. Определяется обработкой почвы раствором гидролитически щелочной соли: 1н. CH3COONa.

ППК)Н + nCH3COONa = ППК)Na + (n – 7)CH3COONa + 7CH3COOH + Al(ОН)3 + Fe(ОН)3

Гидролитическая кислотность выражается в м-экв/100 г почвы. Включает в себя: актуальную, обменную, и собственно гидролитическую. Собственно гидролитическая характеризуется слабой подвижностью и в отсутствии актуальной и обменной форм (например в черноземах) не оказывает вредного влияния на растения.

В щелочных почвах (ю. черноземах, каштановых, солонцах)

Актуальная обусловлена наличием в растворе гидролитически щелочных солей. Определяется при обработке почвы водой и выражается в рНн2о или м-экв/100 г почвы. Потенциальная связана с нахождением ионов Na в ППК. По величине щелочности определяют нуждаемость почв в гипсовании, а по доле Na в ППК рассчитывают дозы гипса. Реакция почвы оказывает большое влияние на агрохимические, агрофизические свойства почв, превращение питательных веществ, жизнь м.о. Приемы химической мелиорации направлены на создание слабокислой или нейтральной реакции среды, благоприятной для большинства растений.

1. Определение обменной кислотности (рНkcl) потенциометрически

Значение анализа: обменная кислотность — наиболее вредная для растений форма почвенной кислотности, обусловленная более подвижными ионами, водорода и алюминия почвенного поглощающего комплекса (ППК), способными вытесняться в раствор при действии на почву гидролитически нейтральной соли. По величине обменной кислотности, используя группировку, представленную ниже, можно определить степень кислотности почвы и нуждаемость её в известковании. Показатель pHkcl используется при определении доз извести.

Принцип метода: катионы водорода и алюминия вытесняются из почвенного поглощающего комплекса с помощью гидролитически нейтральной соли 1 н. раствора хлорида калия (КCl), рН которого составляет 5,5-5,8 при соотношении почвы к раствору 1: 2,5. При этом происходят следующие реакции:

Значение рН полученной вытяжки определяется потенциометрически с помощью селективного по отношению к катионам водорода стеклянного электрода.

2. Определение гидролитической кислотности (Нг) по Каппену

Значение анализа: гидролитическая кислотность — максимальная форма почвенной кислотности, характеризующая весь поглощённый водород. Гидролитическая кислотность обусловлена ионами водорода, более прочно связанными с коллоидами почвы и не вытесняющимися из почвенного поглощающего комплекса (ППК) раствором нейтральной соли. Она определяется при обработке почвы раствором гидролитически щелочной соли. При сопоставлении значений гидролитической кислотности и суммы поглощённых оснований можно сделать предположение о степени кислотности почв. Гидролитическая кислотность используется при расчёте ёмкости катионного обмена, степени насыщенности почв основаниями, определении доз извести и возможности применения фосфоритной муки в чистом виде.

Принцип метода: катионы водорода вытесняются из почвенного поглощающего комплекса с помощью гидролитически щелочной соли — 1 н. раствора ацетата натрия (СН3СООН), рН которого составляет 8,0-8,2 — при соотношении почвы к раствору 1: 2,5. При этом происходит следующая реакция:

По количеству 0,1 н. раствора гидроксида натрия (NaOH), пошедшего на титрование образовавшейся уксусной кислоты (СНзСООН), рассчитывается гидролитическая кислотность.

Определение необходимости и очерёдности известкования почв. Основное и поддерживающееизвесткование.Визуальный способ определения нуждаемости почв в известковании.

Предполагает ориентировочную оценку почвенной кислотности по ряду признаков, характерных для почвы и преобладающей на ней растительности. Сильнокислые почвы имеют белесый оттенок, хорошо развиваются. На необходимость известкования указывают плохой рост и развитие культурных растений чувствительных к повышенной кислотности (озимая пшеница, клевер, люцерна). Не смотря на высокий уровень агротехники, внесение рекомендуемых доз удобрений. Наиболее ярко отрицательное действие кислотности просматривается сильное изреживанием бобовых трав и озимых культур после перезимовки. Также нуждаются в известковании почвы, на которых в больших количествах произрастают устойчивые к кислотности сорняки (щавель, пикульник).

Определение необходимости известкования почв на основании их агрохимических свойств.Более точно нуждаемость почв в известковании можно установить на основе агрохимических свойств. Наиболее целесообразно использовать рНксl т.к. значение данного показателя для каждого участка можно легко установить с помощью имеющихся в каждом хозяйстве агрохимических картограмм. В соответствии со стандартной группировкой в полевых с/о при рН 4-5 и ниже отмечается сильная нуждаемость почв в известковании. В кормовых и овощных с/о часто приходится известковать с показателями рН 5,6-6,0. Для определения необходимости в известковании используют также V. Например почва тяжелого ГС с V меньше 50 сильно нуждается в известковании. 51-70 средняя нуждаемость, 70-80 слабая, и более 80 – не нуждается.

Определение очерёдности известкования почв.На ряду с агрохимическими показателями учитывают и очередность возделываемых культур. В полевых с/о в первую очередь известкуют поля с рН меньше 4,5, во вторую 4,6-5 в третью 5,1-5,5. В севооборотах с большим удельным весом льна и картофеля среднекислые почвы известкуют в третью очередь, а слабокислые вообще не известкуют.

Основное и поддерживающее известкование.Основное – это известкование при котором известковые материалы вносятся в значительных количествах, обеспечивающих достижение заданной или оптимальной кислотности. Оптимальный уровень рН для полевых с/о 5-5,5. Достижение заданной реакции планируется в тех случаях если почва очень кислая и получить оптимальную рН не получается при единовременном внесении извести. Повторное известкование в невысоких дозах используется для поддержания достигнутого заданного уровня рН компенсирующего потери Са и Mg. Необходимость повторного известкования устанавливают на основании агрохимического анализа почв. Поддерживающее известкование не всегда проводится после основного, некоторые почвы от природы имеют не высокую кислотность. В таком случае известкованием поддерживается естественный уровень реакции среды.

Определение доз извести.Табличный метод определения доз извести. Метод расчёта доз извести «на сдвиг рНксl».

При определении доз извести в качестве исходных данных могут быть использованы значения рНксl или Нг. Кроме того обычно учитывается ГСП и содержание гумуса, т.к. эти свойства определяют буферность почв. Наиболее распространены 3 способа расчета доз извести.

Первый – табличный. Дозы СаСО3 рекомендуемые для определенных почвенно-климатических условий представлены в виде таблиц различных НИИ на основании экспериментальных данных. Как правило таблицы предназначены для конкретного региона, а рекомендуемые дозы выбираются в зависимости от рН, ГСП, Г.

Второй – на сдвиг рН. Дозы СаСО3 устанавливаются исходя из экспериментально установленных нормативов расхода извести для сдвига рН на 0,1. Большое значение имеет выбор норматива соответствующего конкретным почвенно-климатическим условиям.

Первые 2 метода больше распространены в производстве, по следующим причинам:

— используются имеющиеся агрохимические картограммы с указанной рНксl

При проведении известкования основной задачей является устранение наиболее вредной для растений обменной кислотности.

— дозы извести рассчитанные по Нг значительно больше. Экономически менее выгодны. Расчеты по Нг используют в исследовательских работах.

Определение доз извести по гидролитической кислотности. Определение дозы конкретного известкового материала.

Третий – по Нг. Доза СаСО3 определяется по таблицам, по значениям Нг и ГСП.

Полученные в результате расчетов дозы теоретически должны устранять почвенную кислотность, однако фактически этого не происходит из-за неполного взаимодействия извести с почвой.

При определении доз извести следует учитывать также биологические особенности составляющих севооборот культур. Если значительные площади заняты льном, картофелем, люпином т.е. культурами которые отрицательно реагируют на известкование, рекомендуется снижать расчетные дозы извести для легких почв на 1/2-1/3, для тяжелых на 1/4.

Формула расчета доз извести:

г де

Нг – гидролитическая кислотность

10 – пересчет в кг

50 – количество мг СаСO3 необходимого для нейтрализации 1 м-экв Н

1000∙1000∙1000 – пересчет мг в тонны

3000000 или 2500000 это масса пахотного слоя в кг для тяжелых или легких почв

Формула для пересчета доз извести на соответствующее удобрение:

, где

Днг – доза СаСО3 рассчитанная по кислотности

100∙100∙100 – пересчет в проценты

НС – нейтрализующая способность СаСО3 в % (в задачах использовать 88%)

В – влажность известкового материала в % (в задачах использовать 1,5%)

Г – содержание частиц более 1 мм в % (в задачах использовать 6%)

Экспериментально установлено что масса пахотного слоя для тяжелых почв 3000000 кг для легких 2500000 кг.

Дата добавления: 2015-08-04 ; просмотров: 3117 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник