Определение степени засоленности почв

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Определение степени засоленности почв

Неблагоприятное влияние легкорастворимых солей на рост и развитие растений вызывается в основном повышением осмотического давления почвенного раствора по отношению к осмотическому давлению клеточного сока растений. В результате затрудняется поступление воды и растворенных в ней питательных веществ в корневую систему и ткани растения. Под влиянием засоления изменяются проницаемость и свойства клеточной плазмы, зольный состав растений, может увеличиваться поступление и избыточное накопление вредных легкорастворимых солей и уменьшаться поступление необходимых для нормального развития и роста питательных веществ. Вследствие изменения обмена веществ у растений на засоленных почвах может снизиться продуктивность фотосинтеза и т. д.[ . ]

У растений-негапофитов, произрастающих на засоленных почвах, как правило, задерживается набухание семян и снижается энергия прорастания, наблюдается отставание в образовании вегетативных и генеративных органов, задерживается цветение, снижается урожай и ухудшается его качество. При высокой концентрации солей в почве наступает гибель растений.[ . ]

Из солей, приводящих к засолению почв и неблагоприятно воздействующих на растения, чаще всего встречаются карбонаты, гидрокарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, натрия и калия. Вредное влияние этих солей на качество и величину урожая начинает сказываться при их содержании около 0,1% от веса сухой почвы. Общее содержание солей 0,5 — 1%, как правило, полностью подавляет рост культурных растений. При этом различные растения неодинаково чувствительны к присутствию легкорастворимых солей. Пшеница, овес, просо, горох, вика, люцерна хуже переносят засоление, чем хлопчатник, ячмень, рожь, тимофеевка, сорго. Из зерновых культур наиболее чувствительна к ним кукуруза. Картофель выносит засоление не более 0,1%. Бобовые менее солеустойчивы, чем все прочие культуры. Плодовые плохо переносят засоление. Наиболее выносливы из них груша, виноград, инжир.[ . ]

Существует несколько группировок почв по степени засоленности в зависимости от химического состава солей, гранулометрического состава почвы и др. В таблице 9 приводится группировка почв в зависимости от общего содержания солей и соотношения хлоридов, сульфатов и карбонатов в их составе.[ . ]

В соответствии с этой таблицей наиболее благоприятны для возделывания сельскохозяйственных культур незасоленные почвы. На слабозасоленных почвах высокие урожаи можно получать лишь при высокой агротехнике (своевременная обработка, правильное орошение, применение удобрений, особенно органических, и т. д.).[ . ]

На сильнозасоленных почвах и солончаках культурные растения нормально расти и развиваться не могут. Для использования этих почв в сельскохозяйственном производстве необходимо их коренное улучшение проведением ряда специальных гидромелиоративных мероприятий (орошение, дренаж, промывка).[ . ]

В отечественных исследованиях наиболее часто применяют извлечение легкорастворимых солей методом водной вытяжки.[ . ]

В сухую колбу емкостью 750 см3 переносят 100 г воздушно-сухой почвы, пропущенной через сито с диаметром отверстий 1-2 мм, приливают 500 см3 дистиллированной воды без С02, закрывают резиновой пробкой и встряхивают в течение 5 мин. Затем вытяжку отфильтровывают через плотный складчатый фильтр. При фильтровании почву целесообразно сразу перенести на воронку, что способствует забиванию пор фильтра и получению более прозрачного фильтрата.[ . ]

Водные вытяжки следует анализировать сразу же после получения и предохранять от воздействия паров хлористого водорода и аммиака.[ . ]

Сухой или плотный остаток водной вытяжки — массовая доля (%) высушенного при 100-105°С остатка, полученного выпариванием аликвоты водной вытяжки. Сухой остаток дает представление об общем содержании минеральных и органических соединений в водной вытяжке. При прокаливании плотного остатка или озолении его пероксидам водорода получают прокаленный остаток, содержащий только минеральные вещества.[ . ]

Источник

Определение степени засоления мелиорированных земель

По степени засоления почвы делятся на незасоленные, слабозасоленные, среднезасоленные, сильно и очень сильно засоленные или солончаки. Одно и то же количество солей в зависимости от их состава может свидетельствовать о разной степени засоления почв, что обусловлено неравноценной токсичностью различных легкорастворимых солей для растений.

Для оценки степени засоления почв было предложено значительное количество классификаций. Ряд авторов пользовались при определении степени засоления только величиной плотного остатка водной вытяжки, другие — плотного остатка и ведущих анионов (обычно Cl, SO₄).

При этом одни авторы определяют степень засоления по средневзвешенному содержанию солей в метровой толщине, другие — в слое 0-50 см или в пахотном горизонте. Последнее затрудняет сопоставление предлагаемых классификаций.

Обзор материалов показывает:

1) значительные колебания величин предлагаемых показателей для сходных типов засоления иногда для одних и тех же регионов;

2) отсутствие строгого соответствия между названиями типов химизма почв и величинами предлагаемых показателей для Cl, и SO₄. Так, например, некоторые авторы называют засоление хлоридным или сульфатно-хлоридным, но приводят показатели для SO₄ иона более высокие, чем для хлор-ионов, чего не может быть для данных типов засоления, где содержание Cl заведомо должно превышать содержание SO₄;

3) не равновеликость показателей для одних и тех же степеней засоления – в ряде предложенных классификаций наряду с одними и теми же показателями для Cl фигурируют весьма различные концентрация сульфат-ионов;

4) частое несоответствие между величинами плотных остатков и показателями для ионов. Например, при содержании хлор-иона 0,03%, сульфат-иона 0,4%, плотный остаток при хлоридно-сульфатном засолении составит не более 0,66 %, так как в составе солей мо­жет присутствовать NaCl 0,04% (0,03 х 1,37); Na₂SO₄, или другие соли сульфатов 0,59% (0,4 х 1,48) и СaCO₃, — 0,05%, исходя из его возможной растворимости.

Поэтому, классификация почв по степени засоления основана на оценке токсичности тех или иных солей. Оценка степени засоления может производиться как в отношении отдельного образца, так и в отношении любой толщи (в последнем случае по средневзвешенным данным).

Порог токсичности – это то предельное количество солей в почве, выше которого начинается угнетение роста и развития растений (негалофитов).

Почвы, содержащие легкорастворимые соли в количествах, превышающих «порог токсичности», относятся к засоленным.

Легко растворимые соли в почве содержатся как в твердой фазе, так и в почвенных растворах. В почвенные растворы переходят в первую очередь соли, обладающие наибольшей растворимостью. Состав и концентрация солей в почвенных растворах, по существу, определяют истинный порог токсичности солей. Однако в настоящее время основным массовым методом изучения засоленных почв остается водная вытяжка, которая дает представление о суммарном запасе водно-растворимых солей в твердой базе почвы и в почвенном растворе. Таким образом, данные водной вытяжки будут заведомо отличаться от истинных почвенных растворов и о пороге токсичности по ним можно судить лишь условно.

Величина порога токсичности зависит от многих причин. Важнейшими из них являются: а) состав солей, б) увлажненность почв, в) свойства почвы, такие как механический состав, водно-физические свойства и т.д., г) климатические условия, д) вид растений, е) физиологическая фаза развития растений, ж) применяемая агротехника.

Например, при содовом засолении, почва, содержащая более 0,1% солей (плотный остаток водной вытяжки), является засоленной. При сульфатном же засолении со значительным количеством гипса, к засоленным почвам относятся почвы, содержание около 1% солей.

Понятно, что при большей увлажненности почвы, концентрация почвенных растворов снижается, а при меньшей – увеличивается, поэтому при одном и том же количестве солей на влажной и сухой почве растения будут чувствовать себя по-разному.

Порог токсичности будет различен для разных видов растений, как по отношению к объему и количеству солей, так и, по отношению к воздействию на растения тех или иных ионов. Те не менее в самом общем виде выделяется несколько групп растений по солеустойчивости.

Для определения степени засоления часто применяются специальные таблицы, в которых градации процентного содержания солей устанавливаются разные для различных типов засоления.

При использовании этого метода для установления степени засоления сначала надо рассчитать процентное содержание солей в слое почвы, затем определить его тип, и, наконец, с помощью специальной таблицы, приведенной в приложениях установить степень засоления. Если в этой таблице нет соответствующего типа засоления, то подбирается наиболее близкий тип из имеющихся. Результаты заносятся в ведомость (табл. 1.3).

Ведомость определения степени засоления слоев почвы

Поскольку степень засоления почв фактически определяется содержанием токсичных солей, необходимо уметь по данным водных вытяжек разделять токсичные и нетоксичные соли.

Предлагаемый метод расчета токсичных солей основан на связывании ионов в гипотетические соли. Под гипотетическими солями понимаются такие соли, которые присутствуют в водной вытяжке в виде отдельных ионов, но в почве при понижении влажности и, соответственно, повышении концентрации почвенного раствора связываются в соли, выпадают из раствора и кристаллизуются. Порядок связывания ионов зависит от их свойств, прежде всего растворимости и взаимного влияния солей на их растворимость. В упрощенном виде последовательность связывания выглядит следующим образом:

1. В первую очередь связываются карбонаты в последовательности: Na₂СО₃, MgСО₃.

4. В последнюю очередь связываются хлориды в последовательности NaCl, MgCl₂ и CaCl₂.

Расчет токсичных ионов и солей по данным водных вытяжек делается следующим образом. В связи с тем, что в условиях поволжских областей при анализах практически не выявляются карбонаты, а нетоксичными из всех возможных почвенных солей являются гидрокарбонат и сульфат кальция (Ca(НСО₃)₂ и CaSO₄) для определения суммы токсичных солей достаточно связать ионы кальция сначала с гидрокарбонат-ионом, а затем, если кальций останется – с сульфат-ионом. Связанные ионы вычитаются из данных анализа водной вытяжки, а все оставшиеся соли (в любом возможном сочетании ионов) будут токсичными.

Можно определить по полученным данным содержание токсичных солей в процентах к весу сухой почвы, а можно установить степень засоления методом суммарного эффекта эквивалентов хлор-иона токсичных солей, предложенным Н.И. Базилевич и Е.И. Панковой. Согласно этому методу, полученные анионы токсичных солей с помощью коэффициентов переводятся в эквиваленты хлор-иона с помощью специальных коэффициентов: 1 Cl – = 0,1 CO₃ 2– = (2,5–3,0) HCO₃ – = (5,0–6,0) SO₄ 2– , а затем полученные эквиваленты суммируются. Расчет производится по следующей формуле, составленной с учетом условий Поволжья:

(1.33)

где – содержание хлор-ионов в водной вытяжке, мг-экв/100 г почвы; и – содержание гидрокарбонат- и сульфат-ионов токсичных солей в водной вытяжке, мг-экв/100 г почвы.

Степень засоления устанавливается по полученной сумме эквивалентов (суммарному эффекту) хлор-ионов с помощью соотношений, приведенных в приложении.

Алгоритм расчета содержания токсичных солей и определения суммарного эффекта эквивалентов ионов хлора следующий:

1. Если , то = – = 0,3 – 0,2 = 0,1; а = 0

Процентное содержание токсичных солей для метровой толщи равно:

Запасы токсичных солей: т/га.

Сумма эквивалентов иона хлора:

Согласно приложению метровая толща почвы является слабозасоленной.

Источник

Определение степени засоленности почв

ГОСТ Р 59540-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Методы лабораторного определения степени засоленности

Soils. Standard test methods for degree of salinity content

Дата введения 2021-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП) АО «НИЦ «Строительство»

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 мая 2021 г. N 484-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на определение степени засоленности глинистых, песчаных и крупнообломочных грунтов (в части их заполнителя) для целей инженерно-геологических изысканий и устанавливает методы определения массовой доли легкорастворимых и среднерастворимых солей в них для оценки степени засоленности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 83 Реактивы. Натрий углекислый. Технические условия

ГОСТ 1277 Реактивы. Серебро азотнокислое. Технические условия

ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

ГОСТ 2053 Реактивы. Натрий сернистый 9-водный. Технические условия

ГОСТ 3118 Реактивы. Кислота соляная. Технические условия

ГОСТ 3309 Часы настольные и настенные балансовые механические. Общие технические условия

ГОСТ 3760 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия

ГОСТ 3773 Реактивы. Аммоний хлористый. Технические условия

ГОСТ 3956 Силикагель технический. Технические условия

ГОСТ 4108 Барий хлорид 2-водный. Технические условия

ГОСТ 4204 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4220 Реактивы. Калий двухромовокислый. Технические условия

ГОСТ 4233 Реактивы. Натрий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4234 Реактивы. Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4459 Калий хромово-кислый. Технические условия

ГОСТ 4523 Реактивы. Магний сернокислый 7-водный. Технические условия

ГОСТ 4530 Реактивы. Кальций углекислый. Технические условия

ГОСТ 4568 Калий хлористый. Технические условия

ГОСТ 4919.1 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворов индикаторов

ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 5456 Реактивы. Гидроксиламина гидрохлорид. Технические условия

ГОСТ 6709 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 9147 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

ГОСТ 12026 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 14919 Электроплиты, электроплитки и жарочные электрошкафы бытовые. Общие технические условия

ГОСТ 17792 Электрод сравнения хлорсеребряный насыщенный образцовый 2-го разряда

ГОСТ 18300 Спирт этиловый ректификованный технический. Технические условия

ГОСТ 24363 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия

ГОСТ 25336 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 26426 Почвы. Методы определения иона сульфата в водной вытяжке

ГОСТ 29169 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

ГОСТ 29227 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 29224 (ИСО 386-77) Посуда лабораторная стеклянная. Термометры жидкостные стеклянные лабораторные. Принципы устройства, конструирования и применения

ГОСТ 29251 Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 30416 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ OIML R 76-1 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р ИСО 5725-1 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 аликвотная часть (аликвота): Кратная часть объема исследуемого раствора.

3.2 постоянная масса: Масса (навески, пробы), которая при последовательных взвешиваниях после сушки (прокаливания) с интервалом не менее 1 ч, различается не более, чем на 0,1%.

Примечание — Во многих случаях постоянная масса может быть достигнута после выдерживания образца, в течение заранее установленного периода его нахождения в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С или (80±5)°С (в зависимости от содержания сульфата кальция в грунте). Испытательные лаборатории могут устанавливать время, необходимое для достижения постоянной массы образцов конкретных типов и объемов, в зависимости от производительности применяемого сушильного шкафа.

3.3 степень засоленности: Содержание легкорастворимых и среднерастворимых солей в процентах от массы абсолютно сухого грунта.

Примечание — К легкорастворимым солям в грунте относятся хлориды натрия, калия, кальция и магния, бикарбонаты натрия, кальция и магния, карбонат натрия, сульфаты магния и натрия; к среднерастворимым солям — гипс и ангидрит.

3.4 «холостой« опыт: Проведение испытаний при отсутствии исследуемого материала с применением тех же реактивов и соблюдением всех условий анализа.

Примечание — На основании опыта в результат анализа вносят необходимые поправки.

4 Общие положения

4.1 Общие требования к исследованиям грунтов для инженерно-геологических изысканий — по ГОСТ 30416.

Методы и требования к отбору, хранению и транспортированию грунтов — по ГОСТ 12071.

Классификационные показатели грунтов — по ГОСТ 25100.

Определение гигроскопической влажности — по ГОСТ 5180.

4.2 Содержание легкорастворимых солей определяют с помощью водной вытяжки из грунтов, содержание среднерастворимых солей — посредством соляно-кислой вытяжки из грунтов.

4.3 Водные и соляно-кислые вытяжки из грунтов выполняют для средней пробы грунта в абсолютно сухом состоянии.

Масса средней пробы грунта должна быть не менее 100 г.

4.4 Для проведения испытания необходимо пробу грунта в воздушно-сухом состоянии подготовить путем растирания в фарфоровой ступке фарфоровым пестиком до размера агрегатов 1,0 мм для приготовления водной вытяжки и 0,25 мм для приготовления соляно-кислой вытяжки.

4.5 Погрешность взвешивания проб должна быть не более 0,1 г на технических весах и 0,001 г — на аналитических весах.

4.6 За результат анализа принимают результат единичного определения.

4.7 Результат определения степени засоленности выражают в процентах с округлением до трех значащих цифр.

5 Требования к квалификации операторов

К выполнению испытаний допущены специалисты с профильным высшим или средним специальным образованием, имеющие опыт работы в химической лаборатории.

6 Требования к условиям проведения измерений

6.1 Измерения объемов воды и растворов проводят при температуре окружающей среды от 15°С до 25°С.

6.2 Допускается готовить растворы других номинальных объемов при условии соблюдения соотношений между объемами растворов и аликвот или массами навесок реагентов, регламентированных в настоящем стандарте.

6.3 Растворы хранят в стеклянной посуде с пришлифованными пробками или навинчивающимися крышками или в полиэтиленовых флаконах с навинчивающимися крышками при температуре от 15°С до 25°С, если условия хранения не оговорены отдельно.

6.4 При проведении арбитражных испытаний и в спорных случаях рекомендуется применять мерную посуду 1-го класса точности.

6.5 Анализ водной вытяжки из проб грунтов следует проводить в день их приготовления.

6.6 К анализу водной вытяжки приступают только по окончании всей фильтрации. Допускается при медленной фильтрации определение щелочности (карбонатов и бикарбонатов) и хлоридов, не дожидаясь конца фильтрации. Допускается определение удельной электрической проводимости в суспензии до фильтрования.

Источник