УДК 543.420


ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНОСТИ РАСТВОРОВ НА КАТИОННО ОБМЕННУЮ ЕМКОСТЬ ЧЕРНОЗЕМОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К ИОНАМ НИКЕЛЯ


Жабина О.Н., Смитюк Н.М.

Днепропетровский национальный университет имени Олеся Гончара,

г. Днепропетровск, Украина  


Защита окружающей среды от загрязнения в последние годы становится всё более актуальной на фоне усиливающейся антропогенной и техногенной нагрузки. Вследствие такой нагрузки в почве могут аккумулироваться различные поллютанты. Значительное место среди загрязняющих веществ, особенно в городских агломерациях, занимают тяжелые металлы. Подвижность тяжелых металлов в системе «почва-растение» во многом определяется физико-химическими свойствами почв, содержанием органического вещества и деятельностью микроорганизмов, принимающих активное участие в трансформации веществ в почве [1].

В настоящее время никель считается поллютантом, поступающим в окружающую среду с выбросами металлообрабатывающих предприятий и с продуктами  сжигания угля и нефти. Поэтому важно контролировать его содержание в почве [2].

По степени подвижности все соединения металлов в почве можно разделить на неподвижные, потенциально подвижные и подвижные формы. Именно последние  обуславливают их негативное воздействие в отношении биоты и человека. Наиболее токсичны для почвы металлы, находящиеся в подвижной форме, наименее опасны металлы в связанном виде [3].

Удобрение почвы имеет большое значение для ускорения роста и улучшения качества посадочного материала. Правильное применение удобрений должно регулировать кислотность почвенного раствора, повышать жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, улучшать структуру почвы, создавать оптимальное соотношение усвояемых растениями форм элементов питания и тем самым способствовать лучшей деятельности корней и оптимальному развитию надземной части [4,5].

Для определения катионно-обменных емкости почв по отношению к ионам никеля в растворах с различным рН в качестве объекта анализа были выбраны черноземы из северо-восточной части города Винницы: с внесенным органическим веществом – проба 1; без внесенного органического вещества – проба 2.

Содержания Никеля в растворах определяли атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре С-115 ПКС в пламени  ацетилен - воздух.

Изучение сорбционных свойств чернозема по отношению к ионам никеля проводили из растворов с различным рН. Экстрагентами для проведения анализа служили дистиллированная вода, аммиачные (рН 8,2)  и ацетатные (рН 4,5)   буферы.

Установлено, что оптимальное время для установления равновесия  во всех пробах составляет не более 60 мин (рис 1 и 2.).

Рисунок 1 – Зависимость сорбции никеля от времени контакта фаз в  аммиачной, водной и ацетатной вытяжках (CNi2+ = 100 мг/л) (проба 1)

Рисунок 2 – Зависимость сорбции никеля от времени в водной и аммиачной  вытяжках (CNi2+ = 100 мг/л) (проба 2)

При изменении величины массы сорбента – максимальная сорбция наблюдалась уже при 3 г в аммиачной и 5 граммах в водной и ацетатной вытяжках.

Получены сорбционные   зависимости относятся к изотермам S –типа, которые могут быть описаны уравнением Фрейндлиха q=KFCeq1/n   Рассчитаны константы сорбции KF и показатели неодноднородности n для исследованных систем.

Таблица 1– Показатели сорбции ионов никеля в различных средах

       Ni2+

проба 1

проба 2

KF

 n

KF

n

Аммиачная среда

9,5*10-3

0,99

5,6*10-5

0,48

Водная среда

18,1*10-3

0,56

17,9*10-5

0,27

Ацетатная среда

9,71*10-3

1,01

-

-

Установлено, что из слабощелочного раствора сорбция ионов никеля происходит лучше, чем из нейтрального и кислого. Это связано с тем, что в щелочной среде образуются комплексы ионов никеля с веществами, находящимися в почве, которые способствуют его связанности и меньшей доступности для аккумуляции растениями. Меньшая сорбция ионов никеля в кислой среде связана с тем, что ионы никеля  в таких растворах более подвижны, а малые количества глинистых частиц и органического вещества не дают им возможности закрепляться в верхнем горизонте почвы, и элемент, с одной стороны подвергается интенсивной вертикальной миграции, а с другой - активно поглощается растениями. То есть в кислой среде никель находится в подвижной форме.

Установлено, что проба 1 поглощает металл больше, чем проба 2. Это связано с тем, что введение органического вещества способствует большему поглощению металла, но при этом происходит связывание его в более прочные комплексы

Список литературы:

1. Соколова Т. А., Трофимов С. Я. Сорбционные свойства почв. Адсорбция. Катионный обмен. – Т.: Гриф и К, 2009. – 172 с.

2. Основні закономірності сорбційних процесів в ґрунтах [Електронный источник] / Режим доступа http://www.5rik.ru/best/best-95461.html

3. Удобрение почвы [Електронный источник] / Режим доступа http://studopedia.net/10_8817_udobrenie-pochvi.html

4. Почва, строение почв [Електронный источник] / Режим доступа http://studopedia.ru/1_105203_pochva-stroenie-pochv.html

5. Удобрение почвы [Електронный источник] / Режим доступа http://studopedia.net/10_8817_udobrenie-pochvi.html

6. Набиванець Б. Й., Сухан В. В., Калабіна Л. В. Аналітична хімія навколишнього середовища: Підручник. – К.: Либідь, 1996. – 304 с.