Автореферат (1151660), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Проведен элементный анализ ГК сапропелей 9 озер, который показал, что все они содержат большее, чем ГК почв количество водорода – 6-8% (4-5% ГК почв), меньшее количество углерода –29-49,1% (53-58% ГК почв) и сходное с почвенными ГК коли­чество азота – 3,6-4,5% (3,8-4,8% ГК почв) (таблица 4).

Таблица 4 – Элементный состав ГК исследованных сапропелей

Примечание: *) определялось по разнице

**) прочерк обозначает отсутствие определений

Наибольшее количество углерода содержится в ГК карбонатных сапропелей. Анализ элементного состава отдельных фракций ГК показывает увеличение доли углерода в проч­носвязанных фракциях. Низкое содержание углерода, не характерное для ГК почв, может быть следствием усиления гидролиза в результате неоднократ­ного настаивания в щелочи при фракционировании ГВ, а также свидетельство­вать о слабой конденсации органических молекул и быстром затухании процесса гумификации в сапропелевых отложениях.

Совместно с Г.В. Тархановым проведен пиролитический масс-спектроскопиче­ский анализ трех фракций ГК сапропелей оз. Неро и Уго естественной влаж­ности и воздушно-сухого состояния (рисунок 2).

На термограммах представлен термо­лиз трех фракций ГК сапропеля оз. Неро в атмосфере азота в виде трех про­цессов: дегидратации (Н₂О); декарбоксилирования (СО, СО₂) и деструкции алициклических (УВм), циклических (УВн) и ароматических (УВа) углеводородных структур, характеризующихся различной термоди­намической устойчивостью.

Результаты показывают преобладание термодина­мически устойчивых ароматических структур (УВа) в органическом веществе сапропелей (пик пиролиза 450С). В сапропелях естественной влажности преобладают менее стабильные структуры (пик пиро­лиза 300С), по мере высыхания сапропеля температура пиролиза ОВ повыша­ется до 450С. Полученные результаты позволяют охарактеризовать ГК сапро­пеля как соединения с высокой термодинамической стабильностью, что обос­новывает длительность периода их минерализации после внесения сапропеля в почву.

Проведенные исследования и анализ литературных данных позволили сформулировать гипотезу субаквальной трансформации ОВ сапропелей, объяс­няющую особенности состава и структуры ОВ озерных отложений и характери­зующую их как мелиоранты длительного действия. Особенности субаквальной трансформации ОВ заключаются в следую­щем: в восстановительных условиях при повышенном давлении из энергетиче­ски богатого ОВ на взвешенных минеральных илистых частицах формируются органоминеральные комплексы гуминовых веществ. Исход­ным материалом ОВ сапропелей является преимущественно микробиота водоема и смытые частицы почвенного гумуса (Н.В. Кордэ, 1960). Органическое вещество адсорбируется на взвешенных минеральных частицах, что изменяет их заряд и вызывает се­диментацию. Трансформация органического вещества начинается в толще воды после сорбции и продолжается в пелогене при активном участии микро­биоты водоема (Б.В. Перфильев, 1972). По мере роста глубины залежи после затухания биологической активности продолжается абиотическая химическая трансформация ОВ сапропеля при участии поливалентных металлов (Е.М. Титов, 1962, A. Murat, 2000). В сапропелевой залежи формируется ОВ, которое отличается от почвенного гумуса составом, строением и высокой термодинамической стабильностью.

Минеральная составляющая сапропелей, как источников микроэлемен­тов, калия и частично фосфора, определяется минералогическим составом почв водосборной территории и автохтонным минералообразованием в водоеме (В.А. Новский 1970, А.Я. Рубинштейн, 1968 и др.). В составе отложений преоб­ладают аллогенные минералы легкой фракции, преимущественно кварцы. В са­пропеле оз. Неро их содержится до 80% (Е.А. Виноградова, 1956). Среди аутогенных мине­ралов распространены карбонаты, оксиды железа, пирит (А.С. Тарантов, 1990). Минералогический состав сапропелей меняется после нарушения залежи вследствие из­менения окислительно-восстановительного режима. Автором обна­ружено, что при хранении на воздухе в сапропеле возрастает количество кар­бонатов, что является следствием процесса декарбоксилирования гуминовых кислот. Данный процесс может служить показателем степени минерализации ОВ сапропеля и характеризовать длительность его удобрительного и мелиори­рующего действия (Патент 2166492 БИПМ №13 10.05. 2001).

В работе установлено, что препараты ГК сапропелей обладают повышен­ной зольностью от 3 до 30%. В составе золы гуминовых кислот сапропеля оз. Неро, преобладают элементы глинистых минералов Fe, Al, Si, K, не уда­ляемые декальцированием, они образуют наиболее прочные органоминераль­ные комплексы третьей фракции ГК. Наличие единственного неметаллического элемента кремния подтверждает формирование кремнийорганических структур, обнаруженных при исследовании ИК-спектров ГК сапропеля. Зола битумной фракции сапропеля имеет более широкий элементный состав, помимо перечисленных элементов в ней содержатся Mg, Ba, Ca, Cr, Pb. Зола гумина исследованных сапропелей содержит Cu и Sr (таблица 5).

Таблица 5 – Содержание основных зольных элементов в различных фракциях сапропелей, % от общего содержания

	Na	Mg	Al	Si	K	Ca	Ti	Cr	Fe		Cu	Zn	Sr	Zr	Ba	Pb
Озеро Неро
Битумная фракция	6,1	0,4	17,0	-	23,6	0,2	2,3	1,3	42,0		-	-	-	2,1	3,3	0,5
Гуминовые кислоты (ГК)	6,6	-	7,8	16,8	27,6	-	-	-	41,1		-	-	-	-	-	-
Остаток сапропеля после из­влечения ГК	21,7	-	4,7	-	32,9	-	-		15,3		3,2	1,1	7,1	-	1,0	-
Озеро Тростенское
Остаток сапропеля после из­влечения ГК	14,7	0,7	30,5	1,7	38,0	-	1,0	-	8,5		0,1	-	0,8	-	4,2	-

Мелиорирующее действие сапропелей обу­словлено, в том числе и наличием у них буферных свойств. Совместно с Л.Г. Романо­вой проведены исследования кислотно-щелочных буферных систем сапропелей, торфосапропеле­вых смесей и изучено изменение буферных свойств почв под воздействием карбонатного сапропеля. Выявлена высокая сбалансированная кислотно-щелочная буферная емкость карбонатных сапропелей и формирование устойчивой буферной системы в почве под воздей­ствием сапропелей (рисунок 3).

Характеристики

Список файлов диссертации