Почва как фактор геохимического состава подземных вод - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Почва как фактор геохимического состава подземных вод

Трофимов Ю.В. 1
1Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области «Университет «Дубна»
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Гидросфера Земли состоит из океанов и суши. На океан приходится 96% водных запасов, а на остальные виды приходится лишь небольшая часть общих запасов, но они более мобильны и могут постоянно обновляться. Это особенно верно для атмосферных и почвенных вод. Взаимодействие почвы и грунтовых вод является важной частью развития и функционирования всей гидросферы и отдельных подземных вод.

Говоря об общей гидрологической значимости почв, мы должны сначала указать, что говорил В.И. Вернадский по этому вопросу. В монографии по истории и геохимии природных вод он заявляет, что «почвенный раствор имеет важное значение в истории воды. Он охватывает всю землю, за исключением пустынь, и является основным субстратом жизни»[2]

Рассматривая взаимосвязь между различными формами природных вод, Вернадский (1934) подчеркнул, что изучение почвенных растворов выявило великолепное явление в истории воды, которое связывало различные воды, такие как океаны, реки и дожди. Схема зависимости по Вернадскому почвенных растворов и других вод, выглядит следующим образом:

схема 2[2]

Несмотря на высокие оценки значения почвенных растворов в жизни гидросферы В.И. Вернадский не уделял достаточного внимания гидрологическим исследованиям для определения всех форм почвенных ассоциаций, участвующих в гидросферном процессе. Эта ситуация остается такой же и посей день. [2]

Роль почв в развитии водного покрова была должным образом рассмотрена только в некоторых исследованиях. Например, Львович (1974) считает, что после изменения климата почва является вторым по важности гидрологическим фактором. Однако, хотя основа гидрологии почвы была заложена и разработана ещё в позапрошлом столетии, ее гидрологический эффект часто недооценивается. [9]

По словам М.И. Львовича, почва играет посредническую роль между климатом,реками и подземным стоком. . Ни одно явление водного баланса не минует почву. Вот почему необходимо самое пристальное внимание к гидрологической роли почвы, без чего не могут быть правильно поняты многие гидрологические явления и процессы. [9]

Участие почвы в формировании речного стока и водного баланса

При реализации этой функции водно-физические свойства почвы имеют первостепенное значение. Почва определяет соотношение грунтового и поверхностного питания рек: оно зависит от того, какая часть атмосферных осадков поступает от водосборов к рекам в виде поверхностных загрязненных стоков, а какая - в виде более чистых грунтов. Равномерность питания рек и степень их загрязнения зависят от характера стока. Если почва обладает хорошей водопроницаемостью, а подстилающие породы являются рыхлыми и трещиноватыми, легко накапливающими влагу, то создаются условия для равномерного снабжения рек. Если поглощающая способность почвы слабая, то создается поверхностный сток, что приводит к ряду негативных последствий: продолжительные весенние паводки, высыхание рек в засухи, повышенная эрозия и низкая влажность в почве. [8]

Влияние почв на водный баланс и структуру стока зависит как от генетических характеристик почв в целом, так и от индивидуальных свойств почв. Выявлены существенные различия в поверхностном стоке почв разных генетических типов. Наименьший поверхностный сток наблюдается на типичных черноземах, потому что они имеют самую высокую проницаемость. К северу и югу от зоны типичных черноземов поверхностный сток увеличивается. На структуру стока влияют характер растительности и такие свойства почвы, как механический состав и режим замерзания. В лесу поверхностный сток небольшой, а дождевые и снежные воды хорошо поглощаются почвой; в поле - сильно увеличивается, особенно если земля не занята посевами. На суглинистых почвах поверхностный сток больше, чем на песчаных. Мерзлые почвы значительно снижают фильтрацию из-за засорения почв льдом, поэтому в условиях вечной мерзлоты болота и болотные почвы образуются так часто.

Почва принимает непосредственное участие в формировании водного баланса Земли. Почвенное звено во многом определяет процессы испарения с поверхности земли, общий вклад континентального испарения относительно невелик (13,8%), но эта влага способствует образованию осадков из-за локальных наземных вод и контролирует многие функциональные механизмы наземных экосистем. ,

Современные исследования показывают, что в водном балансе Земли наблюдается тенденция к увеличению объема воды в океане и сокращению ее запасов на суше. Этот дисбаланс несколько смягчается созданием водоемов.

Сейчас изменение водного баланса во многом связано с деятельностью человека: потребление воды увеличивается (особенно в сельском хозяйстве), это приводит к увеличению испарения с поверхности земли. В то же время почвенное звено является одним из центральных в антропогенных системах водопотребления. Для оптимизации водного баланса в агроценозах был разработан ряд методов: осенняя вспашка (уменьшает поверхностный сток), создание лесополос, полевая насыпь (удержание снега) и террасирование склонов. [9]

Баланс грунтовых вод также зависит от почвы: инфильтрация, осаждение (образуется при осаждении морских осадков), регенерированные (образуются в земной коре под воздействием высоких температур на минералы, содержащие химически связанную воду) и изверженные. Зависимость от почв обусловлена тем, что большинство минералов, богатых водой, образуются в зоне гипергенеза при формировании почвы и лишь затем попадают в слои земной коры, где теряются. Так, каждая тонна гипса (CaSO4 2H2O) при температуре 80–90 ° C, наблюдаемая на глубине 2-3 км, дает 210 кг воды. [1]

Трансформация почвой атмосферных осадков в почвенно-грунтовые и грунтовые воды

Грунтовые воды включают в себя подземные воды, расположенные ниже слоя почвы, осушенные реками или обнаженные сетью эрозии. Если водное зеркало постоянно или временно находится в пределах профиля почвы, то их можно отнести к категории почвенно-подземных вод, ниже они будут рассматриваться вместе с грунтовыми водами.

[8]

Конденсационные воды и осадки, фильтруемые через слой почвы (инфильтрация), принимают участие в формировании грунтовых вод. Состав вод при их прохождении через почву постепенно изменяется и во многом зависит от конкретных свойств почвы: реакции почвенной среды, ее газового состава, скорости просачивания воды, генетических свойств почв. Поэтому можно утверждать, что почва контролирует все основные компоненты механизма формирования подземных вод. Помимо почвенного звена, климат и топография так же участвуют в формировании грунтовых вод, а в 20 и 21 столетии обрел большую роль антропогенный фактор.

Почвы, как известно, обогащают воду ионами, газами и органическими веществами. Движение вещества в почве в растворенном виде представляет собой сложный процесс, который включает в себя различные явления: конвективный перенос, диффузию, гидродинамическое рассеяние и адсорбцию. Эти параметры являются основой для решения задач прогнозирования, которые включают накопление и перемещение различных веществ (питательных веществ, загрязнение и т. д.) в почве, удаление за пределы профиля почвы и возможность появления в грунтовых водах.

Многочисленные исследования показали, что большинство растворимых веществ движутся с высокой скоростью вдоль основных направлений миграции водных потоков в почве. Это очень важно для функций почвы и ее экологической функции в ландшафте, поскольку вода, питательные вещества и загрязняющие вещества могут быстро переноситься в нижние слои профиля почвы и попадать в верхние горизонты подземных вод. [8]

Химическая природа почвы зависит от процессов, происходящих в основном между ее твердой и жидкой частями. В соответствии закону действующих масс в почве образуются и поступают в раствор различные вещества, в ней устанавливается подвижное равновесие между твердой частью и почвенным раствором. При выпадении осадков из тканей наземных растений вымываются минералы и органические вещества, пыль, экскременты растений, экскременты насекомых и других беспозвоночных. А затем осадок взаимодействует с минерально-органическим комплексом почвы.

Характеристики взаимодействия осадков с почвой во многом зависят от природы материнской породы, которая образует почву.

Влияние почвенного покрова на образование вод:

1) Почвы могут усиливать минерализацию осадков, отфильтрованных через них. [9]

2)Почва может метаморфизировать уже установленный химический состав подземных вод, которые взаимодействуют с почвами. [9]

Количественная сторона этих процессов определяется типом почвы:

Бедные торфяно-тундровые или болотные почвы обогащают просачивающуюся воду органическими веществами и лишь в очень незначительной степени ионами. [9]

Примерно то же самое наблюдается в подзолистых и супесчаных почвах[9].

Каштановые и черноземные почвы выделяют значительно больше солей в

воду. [9]

Солончаки - наиболее мощное воздействие на минерализацию отфильтрованной воды. [9]

Обратный процесс

Потери соли при фильтрации через некоторые типы почв. Из-за способности почв поглощать различные вещества, следует предположить, что минерализованные воды, прошедшие через некоторые типы почв, потеряют часть своих солей.

В 1957 году Н.И. Горбунов описал опыт «когда вода проходила через почву или известняк, некоторые соли задерживались, и вода становилась более свежей и менее вредной для здоровья». [3]

После чего опыт был переложен на почвенный процесс - во время просачивания воды через почву из-за окисления органических веществ кислородом состав растворенных газов также изменяется. Содержание кислорода в этом случае уменьшается, а количество CO2 соответственно увеличивается. Выброшенный углекислый газ служит источником образования бикарбонат-ионов: С02 + Н2 0 - Н2С03 -. И "+ НСОз[3]

Метаморфизация состава подземных вод при взаимодействии с почвой:

Когда грунтовые воды взаимодействуют с почвами, помимо выщелачивания солей, состав воды претерпевает метаморфизм под влиянием ионного обмена, процессов минералообразования или замены минералов, уже существующих в почвах, другими (метасоматоз).

Интенсивность метаморфизации зависит от типа почвы, от содержания в ней коллоидов, способных адсорбировать ионы, а также обменивать поглощенные ионы на ионы водных растворов. [3]

Коллоидная композиция формируется преимущественно из SiO2, A12 и других отрицательно заряженных частиц, поэтому они поглощают в основном положительно заряженные ионы (катионы). Помимо адсорбции катионов, в некоторых случаях может происходить адсорбция анионов почвой (например, латеритные почвы) и, следовательно, реакция анионного обмена между почвой и водой. Этот процесс плохо изучен.

Общее количество катионов, адсорбированных на 100 г почвы, называется емкостью поглощения или емкостью обмена почвы. Поглощающая способность выражается в миллиграммовых эквивалентах на 100 г почвы. Адсорбированные катионы часто называют абсорбированными или заменяемыми катионами, а совокупность почвенных коллоидов, участвующих в абсорбции катионов, называют комплексом абсорбции почвы. [3]

Поглощающая способность почвы

В зависимости от количества и свойств коллоидов, составляющих почвенный абсорбционный комплекс, разные почвы сильно отличаются друг от друга с точки зрения поглощающей способности.

Характеристика почв по величине поглотительной способности:

1) Подзолистые горизонты (слои) почвы северной лесной зоны обычно имеют обменную емкость от 6 до 8 мэкв. на 100 г почвы, чернозем - от 40 до 60 мэкв., торф - от 60 до 100 мэкв. и даже больше Поглощенный почвенный комплекс разнообразен по своей природе: [6]

В почвах средних широт, например, в черноземах, кальций обычно находится на первом месте в поглощенном комплексе, а магний - на втором. В меньших количествах могут присутствовать другие катионы. [6]

Почвы северных широт сильно выщелочены, и ионы водорода попадают в поглощенный комплекс вместе с другими катионами. Если почва выщелачивается дождевой водой, то ионы щелочноземельных металлов удаляются из ее абсорбированного комплекса, затем образуются ионы натрия и, в конечном счете, кислая почва содержащая поглощенный водород.

При засолении почвы в зависимости от состава накапливающихся солей происходят соответствующие превращения в поглощенном комплексе, который постепенно обогащается ионами натрия. В зависимости от рН почвенного раствора почва делится по кислотности на группы:

К кислым почвам относятся подзолы, обычно имеющие рН в диапазоне от 4,5 до

6,0;

к нейтральным почвам - черноземам, рН которых колеблется от 6,5 до 7,2;

к щелочным почвам - карбонатные сероземы, в которых рН обычно превышает

7,5.

Сам по себе поглощенный комплекс почв и горно-глинистых пород образуется, с одной стороны, в результате процессов выветривания, при которых катионы из необменного состояния переходят в обменное состояние, а с другой - как В результате взаимодействия почв с грунтовыми водами и осадками.

Из пресных бикарбонатных кальциевых вод, в основном, ионы кальция

поглощаются почвой, а из хлоридно-натриевых вод - ионы натрия. [6]

Следовательно, по характеру поглощенного почвенного комплекса можно судить о составе вод, с которыми он взаимодействовал. Почвы, в свою очередь, изменяют катионный состав просачивающихся через них вод.

При изучении образования и режима грунтовых вод необходимо также в полной мере учитывать особенности функционирования почвы как специфической природной системы и основные потоки вещества в ней. Здесь, в частности, немаловажное значение приобретают факты повышенной роли вертикальных трещин в миграции почвенных растворов сверху вниз. [6]

Роль вертикальных трещин в миграции почвенных растворов

Трещины в почве в состоянии выполнять роль внутри профильных «магистральных» каналов, по которым значительная часть осадков может форсированно передвигаться в нижние горизонты и за их пределы, не промачивая сколько-нибудь существенно основную массу мелкозема. Если это допущение справедливо, то возникает серьезное ограничение для трактовки водного режима почв по данным широко распространенного определения влажности почвы методом отбора усредненных образцов. Необходим прямой учет миграции влаги по почвенному профилю и за его пределы.

При выявлении участия почвы в формировании грунтовых вод необходимо также учитывать изменчивость гидрологических свойств почвы в связи с. периодическими колебаниями климатических условий. Известно, что имеет место постоянная ритмическая изменчивость климата и отчетливое проявление 2—3-; 5—6-; 11-, 22-, 30—35-, 80—90летних и других климатических циклов по Калеснику. [3]

При оценке же водного режима почв учитываются средние данные лишь за небольшое число лет — обычно за 2—4 года.

Поэтому выводы, полученные на основе таких данных, нельзя распространять на большие отрезки времени.

Процесс накопления гипса в почве

Согласно Б. Б. Полынову (1932), накопление гипса в почве может происходить в результате реакции обмена между сульфатами натрия, поднимающимися из глубины подземных вод в капиллярах, и поглощающим комплексом, насыщенным кальцием и магнием, согласно следующему уравнению: Na2S04 ( вода) -f Ca "(почва) + 20 2 0 - 2Na '(почва) + + CaS04 • 2Н20. В результате этой реакции в мелкодисперсной части почвы появится обменный натрий, и трудно растворимый гипс из решения. [11]

При фильтрации сульфатно-кальциевой воды через почву натрий и магний могут вытесняться из коллоидного комплекса по следующим схемам: CaS04 -f 2Na '(почва) - Na2S04 -f Ca "(почва); CaS04 + Mg" (почва) ) - MgS04 + Ca "(почва). Параллельно с преобразованием абсорбированного комплекса вода обогащается ионами натрия и магния и метаморфными водами сульфата кальция с целью сульфата натрия или магния. На заключительной стадии выщелачивания почвы из-за вытеснения Ионы из коллоидного комплекса, образованные ионами водорода, натрия, могут образовывать первый (содовый) тип воды. О роли катионообменных реакций в формировании химического состава воды будет подробно рассказано в главе VI. [11]

Взаимодействие осадков с некоторыми типами почв:

А.А.Колодяжная исследовала взаимодействие осадков с некоторыми типами почв. Если почва подзолистая, она вымывается атмосферными осадками различного состава, но когда подвергается дождям с низким значением рН, катионы интенсивно удаляются из почвы. [9]

В опытах А. А. Колодяжной также установлено, что атмосферная вода, являясь щелочной, взаимодействуя с кислыми почвами, претерпевает значительно большие метаморфозы, чем вода с кислой реакцией, [9] например, в результате взаимодействия атмосферной воды состава с кислыми делювиальными суглинками была получена вода (водный экстракт) следующего состава: SQ494C15HC031[9]

Происхождение кислой среды связано, по мнению автора, с образованием CO2 в результате разложения карбонатов и выделения 5S из почв обменного водорода.

Во время взаимодействия кислых суглинков с кислыми водами минерализация и pH воды изменяются незначительно. Кислотная реакция самих суглинков может быть вызвана либо примесью значительного количества органического вещества, либо присутствием каолинита в суглинках, в кристаллической решетке которых имеется обменный водород. Инфильтрация через почву вод, содержащих ионы магния, может сопровождаться необратимой реакцией поглощения Mg "коллоидной части почвы с образованием вторичных силикатов или алюмосиликатов магния.

Обратные процессы - вымывание веществ из почвы

Иногда наблюдается и обратный процесс - вымывание магния из почвы.

Исследования Н. И. Горбунова (1948) показали, что поглощенный водород влияет на подвижность магния. [3]

Если почва содержит, помимо обмена магния, водород, то магний намного более десорбируется из чернозема, когда почва обрабатывается хлоридом аммония.

По данным лабораторных экспериментов К.П. Магнитский и В.К. Малков (1949), повышение кислотности почвы приводит к увеличению вымывания магния. Чем более кислая реакция почвы, тем больше магния попадает в водный экстракт. В естественных условиях выщелоченный из почвы магний попадает в грунтовые воды. [3]

Известно, что систематическое использование азотных удобрений, подкисляющих почву, приводит к снижению содержания подвижного магния в пахотном слое подзолистых почв. Иногда соли магния накапливаются в недрах. В районах с местным водоснабжением почвенный покров является одним из ведущих факторов в формировании почвенных вод.

Атмосферные осадки

Атмосферные осадки отфильтрованные через слой почвы постепенно меняют свой состав и связывают такие разные воды, как дождевая вода (кислород-азот, пресная), вода из почвенного раствора и речная (кислород-азот-диоксид углерода, пресная), и морская вода (кислород-азот- углекислый газ, соленый) В настоящее время из-за значительного загрязнения атмосферы кислотность осадков снижается с 5,6 до 3,0. В то же время усиливается выщелачивание кальция, магния и калия, активируются железо, алюминий и марганец, связывается фосфор. Это значительно снижает плодородие почвы, заставляя вносить минеральные удобрения. Удобрения, в свою очередь, изменяют состав грунтовых вод, и возникает проблема защиты грунтовых вод от сельскохозяйственного загрязнения.

[9]

Засоление почвы

В поверхностных условиях подземные воды являются источником засоления почв. В условиях «гидроморфного» процесса почвообразования (в естественных условиях или во время полива) капиллярно-поднимающаяся вода из зеркала подземных вод вызывает засоление верхних горизонтов почвы. Это явление возникает, когда:

Глубина подземных вод выше критической: капиллярные растворы, поднимающиеся из зеркала грунтовых вод, достигают поверхности почвы, вызывая накопление соли в почве. [6]

Чем выше соленость, тем быстрее и глубже подземные воды могут вызвать засоление почвы. [6]

По мнению В.А. Ковда, в среднем, можно предположить, что, когда минерализация подземных вод составляет 10–54 до 15 г / л в условиях средней зоны Азии, Африки и Европы, критическая глубина выражается как около 2– 2,5 м 1-2 г / л подземных вод при осушении и орошении могут происходить на глубине 1-1,5 м, не вызывая засоления почвы.

Почвенная гидрохиическая классификация подземных вод

Существующая классификация подземных вод отражает основные показатели их изменчивости и взаимосвязи с окружающей средой. В общей классификации, благодаря эффекту зонирования, динамика подземных вод стоит на первом месте. Некоторые авторы выделяют следующие гидрохимические регионы с севера на юг европейской части России (Советского Союза):

Бикарбонат-кремнеземная вода;

бикарбонат кальция вода;

сульфатная и хлоридная вода;

засоленные воды материка,

кальциево-карбонатная вода в горах Крыма и Кавказа.

Некоторые классификации учитывают региональные различия в составе и глубине подземных вод.

Например, для европейской части России (Советского Союза) с севера на юг выделены следующие регионы: [9]

Тундра с маломинерализованной акваторией с высоким содержанием органических веществ характеризуется высокой распространенностью и часто переходит в поверхностные и болотные воды.

Глубинные северные воды немного больше (2-6 м, меньше 10 м), что характеризуется более высокой минерализацией и меньшим содержанием органических веществ по сравнению с водой в первом районе.

Воды в мелководном районе оврага на юге, расположенном в овраге, имеют глубину 20–25 м, и их минерализация очень значительна (0,5 г / л или выше), только близко к поверхности.

Грунтовые воды глубокого оврага расположены у оврага, глубина 25-30 м, разница большая: соленость (0,75 г / л или выше).

Глубина подземных вод в районе канавки составляет 50-60 м, а ее соленость достигает 1 г / л или выше, поэтому она может не подходить для питья.

Район Черноморского луча. Подземные воды в водах очень глубокие, по крайней мере, глубже 100 метров. Они обычно очень твердые и соленые или слегка соленые (минерализация иногда достигает 5 г / л) . Подземные воды ближе всего к дневной поверхности в виде балок, в то время как водосборные площади часто не имеют больших запасов подземных вод.

Поперечные балки с повышенной минерализацией (минерализация могут превышать 10-20 г / л) подземных вод в Каспийском регионе, расположенных вблизи поверхности.

Помимо очертаний В. И. Ильина, О. К. Ланге выделил еще три области для всей территории бывшего Советского Союза: [4]

зона подземных вод вечной мерзлоты;

зона стока и зона баланса испарения;

Пьемонтская равнина и шельфовая зона Пьемонта.

Отмечено, что зональность подземных вод является важной особенностью их пространственной дифференциации. В связи с локальными характеристиками гидрологических условий необходимо обратить внимание на сложность зональной структуры подземных вод и частые отклонения от этой схемы. Например, серьезные изменения в состоянии минерализации и грунтовых вод произошли в районах, где развивались карстовые явления, образовались болота или, когда из-за трещин выбрасывались почвенные растворы с глубоким давлением.

Учитывая пространственную динамику подземных вод, следует отметить, что это связано с взаимодействием многих гидрологических факторов, не только связанных с изменениями климатических условий. Поэтому в дополнение к почве, история развития ландшафта должна быть полностью рассмотрена.

Например, когда вы двигаетесь с севера на юг русской равнины, когда вы удаляетесь от центра четвертичного ледника, местность становится более зрелой (овраги и долины углубляются), что не относится к водному режиму и почвенному составу на земле.

Действительно, в случае оврагов и русел рек, которые проникают глубже в поверхность бассейна, создаются благоприятные условия для более глубокого образования подземных вод, поскольку они выгружаются в овраги и реки на больших расстояниях от поверхности. Увеличение глубины грунтовых вод приводит к тому, что атмосферные осадки, связанные с его образованием, вынуждены были смыть более прочные почвы и толщи. Это приводит к увеличению общего количества выщелачиваемых соединений и увеличению минерализации подземных вод.

Почва как фактор биопродуктивности водоемов

Эта функция связана с рассмотренными выше и является их логическим следствием:

почвы определяют химический состав поверхностных и грунтовых вод суши, основные биогены (макро-, микроэлементы и гумус) поступают из почвы в водоемы. Соединения от континентов до конечного стока водоемов активно участвуют в процессе производства водных экосистем и их биохимических циклов. Таким образом, только воды Невы ежегодно приносят в Балтийское море около 2 миллионов тонн растворенного органического вещества. Годовой ионный сток рек в океаны, сформированный при значительном участии почвенных соединений, составляет 3,1 109 тонн солей и составляет около 63% от общего годового поступления ионов в океан [5]. По оценкам Б. Б. Полынова, до 95% кальция, 50% магния и 30% калия, образующихся при выветривании первичных пород на водоразделах и поступающих в моря и океаны, извлекаются из растворов преимущественно живыми организмами. Подводные осадки океанов включают значительную долю карбоната кальция, который входит в состав раковин и раковин морских животных, которые затем составляют толстые слои субакватических отложений. Не случайно именно в зоне контакта между морскими и речными водами элементы, мобилизованные на водоразделах, отделяют зоны высокой биологической продуктивности акваторий (устья, особенно крупные, являются местами «утолщения»). жизни".[9]

На суше ландшафты с наивысшей плотностью жизни представляют собой поймы рек, которые условно можно назвать «земноводными». Именно на поймах частично оседают соединения, полученные из водосборных почв на пути их миграции в моря. В умеренной зоне пойменных лугов объем биологического цикла может составлять более 1000 кг / га. В то же время поймы рек Русской равнины выступают в качестве ландшафтов с наибольшим биологическим разнообразием.

В районах интенсивного антропогенного воздействия современные почвы поразному влияют на процесс производства в водоемах. Техногенное и сельскохозяйственное загрязнение почв формирует потоки, обогащенные биогенами, прежде всего фосфором, азотом и органическим углеродом, вызывая эвтрофикацию водоемов. [9]

Почва – защитный барьер для акваторий

Почва, благодаря своей огромной активной поверхности, может поглощать многие вредные соединения на пути их миграции в водные экосистемы. В почве происходит сорбция избыточных биофильных элементов и предотвращается эвтрофикация водоемов, связываются токсичные соединения. Эта функция очень важна, потому что тяжелые металлы и радиоактивные изотопы из водной среды поглощаются организмами более активно, чем из почвы. Коэффициенты накопления радиоизотопов у пресноводных растений достигают десятков тысяч, а у наземных. Такое резкое уменьшение поступления элементов из почв в растения наглядно подтверждает барьерную роль почвы на пути техногенных потоков. Загрязняющие вещества хранятся в почве в течение длительного времени (до сотен лет), особенно в случае не смывного режима воды.

Но сорбционные способности почвы не безграничны, и в условиях интенсивного антропогенного стресса почва часто не справляется с избытком биофильных элементов и агрохимикатов. Избыток биофильных элементов в водоемах (эвтрофикация) сопровождается их окислением, возникает дефицит кислорода, чрезмерное минеральное питание водорослей и микроорганизмов, денитрификация, десульфурация с образованием сероводорода, метана, этилена, гибель рыб и других обитателей водоемов. заболевания людей и животных при употреблении загрязненной воды. [8]

Почвы, загрязненные агрохимикатами, становятся непригодными для использования. Пойма особенно подвержена загрязнению. При сорбционных барьерных поймах содержание канцерогенов и тяжелых металлов (например, свинца в гидроморфных условиях) может возрасти в десятки раз, а их пребывание в почве часто очень длительное - от нескольких лет до столетий, особенно в условиях поливной воды.

Сорбционный эффект проявляется не на всех почвах. Он заметно уменьшается в почвах, образованных на кристаллических породах. Кроме того, существуют загрязняющие вещества, которые практически не сорбируются мелкозернистыми, такие как нитриты. Почвенный защитный барьер недостаточно эффективен в зонах постоянной интенсивной нагрузки на ландшафт. Прежде всего, это относится к районам широкого применения минеральных удобрений, где верхние водоносные слои загрязнены соединениями азота, фосфора и калия. [9]

Заключение

Очевидно, что большинство частей земли характеризуются сложным механизмом формирования подземных вод, в котором есть два основных компонента - инфильтрация и конденсация, в одно и то же время или через определенный промежуток времени, доля которого зависит от конкретной природы почвы.

В данной курсовой работе демонстрируются многочисленные причины гидрологической универсальности динамики подземных вод и связи с почвой.

На данный момент в мировом ученом сообщество проведено было проведено очень мало исследований о влиянии почвы на состав подземных вод. Большинство исследований в данной тематике проведены советскими учеными и датированы концом 70-х годов прошлого столетия.

Поэтому существует острая необходимость более детального изучения динамики подземных вод в сочетании с новыми данными о пространственно-временных изменениях природных условий, а также антропогенного изменения почвенного покрова и гидрологических характеристик отдельных почв.

Список литературы

Алекин О. А. Основы гидрохимии. Гидрометеоиздат, Л., 1953. – 110-147 c.

Вернадский В.И. Пластовые воды биосферы и стратисферы.

«Социалистическая реконструкция и наука», вып. 2, М., 1932, стр. 52—70.

Горбунов Н. И. Почвенные коллоиды. Изд. АН СССР, М., 1957.-стр.31-43.

Драган Н.А. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ПОЧВ В СВЯЗИ С ХАРАКТЕРОМ УВЛАЖНЕНИЯ // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2014. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/geohimicheskaya-neodnorodnost-pochv-v-svyazi-sharakterom-uvlazhneniya (дата обращения:02.01.2020).

Ильин В. С. Грунтовые воды. Большая Советская энциклопедия, т. XIX, 1923.Стр.91-93.

Исанова Г.Т., Абудувайли Ц., Мамутов Ж.У., Калдыбаев А.А., Сапаров Г.А., Базарбаева Т.А. Засоленные почвы и определение провинции соленакопления на территории Казахстана // Аридные экосистемы. 2017. №4 (73). URL:https://cyberleninka.ru/article/n/zasolennye-pochvy-i-opredelenie-provintsii-solenakopleniya-naterritorii-kazahstana (дата обращения: 02.01.2020).

Кирюхин Владимир Андреевич, Норова Лариса Павловна Гидрогеохимия городских агломераций // Известия ТПУ. 2012. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/gidrogeohimiya-gorodskih-aglomeratsiy (дата обращения: 01.01.2020).

Ковда В. А. Основы технической практики мелиорации и освоения засоленных почв аридной зоны. «Проблемы засоления почв и водных источников», изд. АН СССР, М„ 1960, стр. 61—86.

Ланге О. К. Геоморфология и грунтовые воды. Труды Лабор. гидрогеол. проблем АН СССР, т. II, 1949, стр. 72—80.

Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод//основные факторы//издание 2-е дополненное и переработанное. – Гидрометеорологическое издательство, Ленинград, 1969. – С.51-59,стр.1-11.

Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод//основные факторы. – Гидрометеорологическое издательство Ленинград, 1966. –С.64-75.

Роно в А. Б. Общие тенденции в эволюции состава земной коры, океана и атмосферы. «Геохимия», № 8, 1964. Стр.71-83.

Г. С. Шилькрот О пространственной изменчивости химического состава грунтовых (подземных) вод фоновых ландшафтов Европейской России // Проблемы региональной экологии. 2018. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/o-prostranstvennoyizmenchivosti-himicheskogo-sostava-gruntovyh-podzemnyh-vod-fonovyh-landshaftovevropeyskoy-rossii (дата обращения: 01.01.2020).

Штернина . Э. Б. Растворимость гипса в водных растворах солей. Изв. сектора физико-хим. анализа, т. XVII. Изд. АН СССР, 1949. Стр.17-19.

Просмотров работы: 23