2.4.2 Види поглинальної здатності гунтів

Явище поглинальної здатності грунту досліджували багато вчених, особливий внесок в ці дослідження вніс К.К. Гедройц, результати опублікував в своїх роботах «Вчення про поглинальну здатність грунтів» (1922) і «Грунтовий поглинальний комплекс і грунтові вібрані катіони, як основа генетичної класифікації грунтів» (1925).

Поглинальною здатністю грунтів називається його властивість обмінно чи необмінно поглинати різні тверді, рідкі й газоподібні речовини, або збільшувати їх концентрацію на поверхні грунтових колоїдних частинок.

К.К. Гедройц виділив п’ять видів поглинальної здатності (ПЗ) грунту:

1. Механічна ПЗ – це властивість грунтів поглинати тверді частинки, що надходять із водного або повітряного потоку, розміри яких перевищують розміри грунтових пор. При будівництві зрошувальних систем ця властивість використовується для замулювання дна і стінок каналів з метою зменшення фільтрації води (кольматаж каналів, водосховищ).

2. Хімічна ПЗ – зумовлена утворенням важкорозчинних сполук, які випадають осад в результаті хімічних реакцій.

3. Біологічне поглинання спричиняється здатністю живих організмів, які живуть в грунті, поглинати різні елементи, і поглинати їх вибірково, що веде до накопичення і перерозподілу хімічних елементів в грунті.

4. Фізична ПЗ – здатність грунту збільшувати концентрацію молекул різних речовин на поверхні тонкодисперсних частинок в результаті адсорбції, тобто молекулярних сил поверхні адсорбенту.

5. Фізико-хімічна ПЗ (обмінна ПЗ) – здатність грунту поглинати і обмінювати іони, що знаходяться на поверхні колоїдних частинок, на еквівалентну кількість іонів розчину, що взаємодіє з твердою фазою грунту. Ця властивість зумовлена наявністю у його складі так званого грунтового поглинального комплексу (ГПК).

Головним механізмом фізико-хімічної ПЗ грунтів є процеси сорбції. Обмінна сорбція катіонів – це здатність катіонів дифузного шару грунтових колоїдів обмінюватися на еквівалентну кількість катіонів навколишнього розчину. Обмінними катіонами у грунті є: Са²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺, Al³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺,H⁺.

Грунти здатні сорбувати також і аніони. Сорбція аніонів залежить від заряду, будови і хімічних властивостей ГПК.

2.4.3 Грунтовий поглинальний комплекс та його характеристики

Обмінна поглинальна здатність грунту зумовлена наявністю в ньому

грунтового поглинального комплексу (ГПК).

ГПК – це сукупність мінеральних, органічних та органо-мінеральних сполук високого ступеня дисперсності, нерозчинних у воді і здатних поглинати й обмінювати поглинуті іони.

Грунт належить до гетерогенних полідисперсних утворень, для яких колоїдний стан речовини має велике значення.

Поглинальною здатністю володіють як колоїдні частинки, так і передколоїдна фракція. Діаметр частинок 1 мкм являє собою границю, яка відокремлює механічні елементи з різко вираженою поглинальною здатністю.

Загальна кількість усіх поглинутих (обмінних) катіонів, які можуть бути усунені з грунту, називаються ємністю поглинання (ЄП), або ємністю катіонного обміну (ЄКО).

Це поняття було введено К.К. Гедройцем. Виражається ємність катіонного обміну у міліграм-еквівалентах на 100 г грунт (мг-екв/100 г грунту). Залежить від вмісту в грунті колоїдної фракції, будови їх поверхні, природи грунтового поглинального комплексу, реакції середовища:

а) при збільшенні ступеня дисперсності частинок ЄП підвищується;

б) органічна частина володіє значно більшою ЄП, ніж мінеральна;

в) монтморилонітова група глин володіє дуже високою ємністю

поглинання;

г) з підвищенням рН збільшується ємність поглинання.

Ємність поглинання грунтів коливається від 5-10 до 50-60 мг-екв/100 г грунту, залежить від його гран складу, рН, вмісту гумусу (тобто вмісту колоїдів), мінералогічного складу.

Сума вібраних основ (СВО) – вміст в ГПК лужних і лужноземельних іонів (Са, Mg, Na, K), в мг-екв/100 г грунту.

Крім цих катіонів до складу ГПК можуть входити Н і Аl, але до вібраних основ вони не відносяться, оскільки викликають формування кислотності грунтів.

Ступінь насиченості основами (СНО) – це вміст вібраних основ у ГПК, виражений у відсотках, %.

(2.2)

Питома поверхня (м²/₂) колоїдів гумусного горизонту різних суглинистих грунтів складає:

дерново-підзолистих – 29;

сірих-лісових – 33;

чорноземів – 48.

Екологічне значення поглинальної здатності дуже велике, тому що ПЗ – одна з найважливіших властивостей грунту, яка визначає його родючість і характер грунтоутворення. Вона забезпечує і регулює поживний режим, реакцію грунту, його водно-фізичні властивості.

Грунти насичені кальцієм мають:

• реакцію грунту, близьку до нейтральної;

• стан незворотних гелів і не піддаються пептизації;

• добру структуру;

• сприятливі фізичні властивості.

Грунти насичені натрієм мають:

• лужну реакцію грунту;

• негативні водно-фізичні властивості;

• слабку водопроникненість і водовіддачу;

• низьку доступність грунтової вологи рослинам (солонці, солонцюваті грунти);

• при наявності в обмінному комплексі катіонів Н⁺ і Аl⁺ - колоїди

легко руйнуються в результаті кислотного гідролізу (підзолисті грунти);

• погану оструктуреність грунтів.

Поглинальну здатність можна регулювати внесенням органічних добрив, глини, торфу, вапнуванням, гіпсуванням, травосіянням тощо. Обмінна поглинальна здатність широко використовується під час хімічної меліорації грунтів.

Література [1] с. 179-180

[2] с. 94-107