Рн солевой вытяжки почвы норма

Кислотность и буферная способность почвы

Кислотность почвы создается наличием ионов Н + в почвенном растворе и поглощающем комплексе. Различают актуальную и потенциальную кислотность почвы. Актуальная кислотность обусловлена повышенной концентрацией ионов Н + в почвенном растворе. Определяется она в водной вытяжке из почвы и измеряется величиной рН, которая обозначает отрицательный логарифм концентрации ионов Н + в растворе.

При нейтральной реакции концентрация ионов Н + и гидроксила (ОН) — одинакова — 10 -7 г-ион на 1 л раствора, т. е. рН раствора 7. Если рН больше 7 — реакция щелочная, если рН меньше 7 — реакция кислая.

Актуальная кислотность создается при недостатке в почве нейтрализующих веществ за счет диссоциации Н + от угольной, других водорастворимых кислот и гидролитически кислых солей. В насыщенных основаниями (Са, Mg и Na) и карбонатных почвах происходит нейтрализация кислот, реакция их раствора нейтральная или щелочная.

Реакция водной вытяжки разных почв колеблется от рН 3—3,5 (в сфагновых торфах) до рН 9—10 (в солонцовых почвах). Щелочную реакцию имеют южные черноземы и каштановые почвы (рН 7,5), сероземы (рН до 8,5) и солонцы (рН до 9 и более). Реакция раствора, близкая к нейтральной (рН 6,5—7), у обыкновенного и мощного черноземов, слабокислая реакция (рН 5,5—6,5) у выщелоченных черноземов и серых лесных почв, а подзолистые и дерново-подзолистые почвы имеют кислую или сильнокислую реакцию (рН 4—5 и ниже).

Актуальная кислотность находится в тесной связи с потенциальной (скрытой кислотностью), которая, в свою очередь, подразделяется на обменную и гидролитическую.

Ионы Н + и Аl 3+ , находящиеся в почвенном поглощающем комплексе, при взаимодействии с растворами солей вытесняются из поглощенного состояния и подкисляют почвенный раствор. В растворе образуется соляная кислота и хлористый алюминий — гидролитически кислая соль:

Кислотность, обусловленная ионами водорода и алюминия, находящимися в поглощенном состоянии и способными вытесняться в раствор при действии на почву какой-либо нейтральной соли, называется обменной кислотностью. Определяется она обработкой почвы раствором 1 н. KCl (солевая вытяжка) и выражается в мэкв на 100 г почвы, или величиной рН. В солевой вытяжке определяются актуальная и обменная кислотность, поэтому рН солевой вытяжки обычно ниже, чем рН водной вытяжки.

Рис. №1. Картограмма кислотности почвы полей хозяйства

Обменная кислотность характерна для дерново-подзолистых и серых лесных почв, оподзоленных и выщелоченных черноземов, а также красноземов. Это скрытая кислотность, но при действии на почву нейтральных солей она переходит в актуальную и оказывает отрицательное влияние на развитие растений. Особенно вредно действует переходящий в раствор алюминий. Результаты определения рН солевой вытяжки служат для характеристики степени кислотности почвы. При рН до 4,5 кислотность сильная, рН 4,6-5 — средняя, рН 5,1-5,5 — слабая, рН 5,6-6,0 — реакция, близкая к нейтральной, >6,0 — нейтральная. На основании определения рН солевой вытяжки в образцах почвы, взятых с различных частей поля (или разных полей), оформляются картограммы кислотности (рис. 1). Для обозначения контуров почв с различными величинами рН используют следующие цвета: 6,0 — синий. По величине рН солевой вытяжки устанавливают степень нуждаемости почв в известковании и ориентировочную норму извести.

При обработке почвы 1 н. КCl из почвенного поглощающего комплекса переходят не все ионы водорода, часть их более прочно поглощена коллоидами почвы и нейтральными солями не вытесняется. Их можно вытеснить при действии на почву раствором гидролитически щелочной соли, например уксуснокислого натрия — CH₃COONa.

Кислотность почвы, обусловленная менее подвижными ионами водорода, которые вытесняются при обработке почвы гидролитически щелочной солью, называется гидролитической кислотностью. С ней приходится встречаться чаще, чем с обменной, она свойственна большинству почв, даже чернозёмам. Эта кислотность включает менее подвижную часть поглощенных ионов Н + , труднее обменивающихся на катионы почвенного раствора. Определять ее необходимо для решения ряда практических вопросов применения удобрений — установления норм извести и возможности эффективного применения фосфоритной муки.

При обработке почвы раствором уксуснокислого натрия в раствор переходят все содержащиеся в почве ионы водорода (и алюминия), т.е. определяется сумма всех видов кислотности (актуальная, обменная и гидролитическая). Чтобы определить величину собственно гидролитической кислотности, необходимо из общего показателя вычесть величину обменной кислотности (рис. 2). Обычно этого не делают и термином «гидролитическая кислотность» обозначают общую кислотность почвы, выражая ее в мэкв на 100 г почвы.

Рис. №2. Схематическое изображение зависимости между емкостью поглощения (Т), гидролитической кислотностью (Нг), суммой поглощенных оснований (S) и степенью насыщенности почвы основаниями (V).

Для характеристики почвы важно знать не только общее количество поглощенных ионов водорода, но и соотношение между ними и другими поглощенными катионами — Са 2+ , Мg 2+ , Na + , К + и др. Количество всех поглощенных катионов, кроме водорода н алюминия, в мэкв на 100 г почвы (сумма поглощенных оснований) обозначается буквой S, а общее количество поглощенного водорода — знаком Нг. Сложение их дает общую емкость поглощения почвы (Т) в мэкв на 100 г почвы: S+Нг=Т. Сумма поглощенных оснований (S), выраженная в процентах от емкости поглощения (Т), называется степенью насыщенности почв основаниями и обозначается буквой V.

Степень насыщенности основаниями — важный показатель для характеристики степени кислотности почвы, она учитывается при определении нуждаемости почв в известковании. Чем меньше степень насыщенности основаниями (при одинаковой абсолютной величине кислотности), тем сильнее потребность почв в известковании.

Емкость поглощения и степень насыщенности почв основаниями определяют ее буферную способность, т. е. способность почвы сопротивляться изменению реакции почвенного раствора в сторону подкисления или подщела-чивания при внесении физиологически кислых или физиологически щелочных удобрений. Чем выше емкость поглощения почвы, тем сильнее ее буферная способность. Поглощенные основания (кальций, магний и др.) оказывают буферное действие против подкисления, а поглощенный водород — против подщелачивания реакции почвенного раствора:

В почвах, насыщенных основаниями, свободные кислоты (например, HNO₃) нейтрализуются вследствие поглощения почвой ионов Н+ кислоты в обмен на катионы Са₂₊, которые из поглощенного состояния вытесняются в раствор, и в нем вместо кислоты образуется нейтральная соль. В почвах, не насыщенных основаниями, имеющих обменную или гидролитическую кислотность, нейтрализация щелочи Са(ОН)₂ происходит в результате поглощения ее катиона в обмен на ионы Н + , которые вытесняются в раствор и связывают ионы ОН — с образованием воды.

Чем больше гидролитическая кислотность почвы, тем выше буферность ее против подщелачивания. Почвы, имеющие высокую степень насыщенности основаниями (черноземы, сероземы), имеют высокую буферность против подкисления. Внесение высоких доз органических удобрений и известкование повышают буферность почвы против подкисления.

Источник

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