авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 13 |

«ПРОГРАММЫ СПЕЦКУРСОВ ПО СПЕЦИАЛИЗАЦИИ 013001 – «ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ ПОЧВ» «ПРОБЛЕМЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЧВОВЕДЕНИЯ» I. О р г а н и з а ц и о н н о- ...»

-- [ Страница 5 ] --

Тема 3. Образование, трансформация, разрушение и перераспределение гли нистых материалов в почвах. Состав глинистых минералов в некоторых широко распространенных типах почвообразующих пород. Процессы образования, трансформации, разрушения и перераспределения глинистых минералов почвах илообразование и глинообразование (оглинивание), трансформационные изме нения, собственно разрушение глинистого материала, лессиваж. Механизмы и диагностические критерии этих процессов. Скорости процессов глинообразова ния и трансформационных изменений глинистых минералов в почвах. Возмож ность синтеза (осаждения из раствора) глинистых минералов в почвах различных природных зон. Закономерности профильного распределения основных групп глинистых минералов по генетическим горизонтам в суглинистых подзолистых почвах, иллювиально-железистых подзолах, бурых лесных почвах, черноземах, каштановых и солонцовых почвах и в солодях. Супердисперсное состояние гли нистых минералов в солонцовых почвах и в солодях. Изменение состава глини стых минералов в суглинистых подзолистых почвах под влиянием внесения удобрений и известкования и в черноземных и каштановых почвах - под влияни ем орошения.

Тема 4. Термодинамический подход к оценке устойчивости глинистых мине ралов в почвах при определенном составе почвенных растворов. Сущность тер модинамического похода к оценке устойчивости минералов в зависимости от состава растворов, преимущества и ограничения этого подхода. Примеры ис пользования термодинамических расчетов для оценки устойчивости глинистых минералов в горизонте А2 подзолистых почв и для оценки возможности образо вания гиббсита из каолинита в красноземных почвах.

Программа практических занятий Термический метод. Знакомство с дериватографом Паулик,Паулик, Эрдеи.

Принципы расшифровки термограмм. Определение минералогического состава илистых фракций почв по данным термического анализа. Рентгеновский фазо вый анализ. Знакомство с рентгеновскими дифрактометрами ДРОН-2 и ДРОН-3.

Техника промера и расчета дифрактограмм. Определение минералогического состава илистых фракций почв и расчет процентного содержания отдельных групп глинистых минералов по методу Э.А.Корнблюма.

III. Распределение часов по темам и видам работ № Наименование тем и разделов Всего Аудиторные занятия, в п/ (часов) том числе п Лекции Практ. заня тия Введение. Тема 1. Строение кри- нет 1. 14 сталлических решеток, свойства и происхождение отдельных групп глинистых минералов и их роль в почвенном плодородии.

Тема 2. Методы изучения глини 2. 16 10 стых минералов Тема 3. Образование, трансфор- нет 3. 16 мация, разрушение и перераспре деление глинистых материалов в почвах Тема 4. Термодинамический под- нет 4. 2 ход к оценке устойчивости глини стых минералов в почвах I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – э к з а м е н V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература 1. ГорбуновН.И. Минералогия и физическая химия почв М., Наука, 2. Градусов Б.П. Минералы со смешано-слойной структурой в почвах М., Нау ка, 3. Соколова Т.А. Высокодисперсные минералы в почвах и их роль в почвенном плодородии. Изд. МГУ, М., 4. Соколова Т.А. Закономерности профильного распределения высокодисперс ных минералов в различных типах почв. Изд. МГУ, М., 5. Физико-химические методы исследования почв Изд. МГУ, М., 6. Пущаровский Д.Ю. Рентгенография минералов. Изд. «Геоинформмарк» М., Дополнительная литература 7. Dixon J.B., Schultze D.G. (Ed.) Soil Mineralogy with Environmental Applications.

Madison, Wisconsin, USA, Автор программы: д.б.н. профессор Т.А.Соколова Рецензент: к.б.н. Т.М.Силева «КИНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ ПОЧВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ»

I. О р г а н и з а ц и о н н о- м е т о д и ч е с к и й р а з д е л Целью спецкурса является знакомство студентов с кинетическим подходом к изучению процессов поглощения и десорбции веществ в почвах и к процессам выветривания и растворения минералов в почвах Задачи курса: знакомство студентов с кинетическим подходом к изучению процессов сорбции/десорбции калия на почвенных образцах;

знакомство студен тов с кинетическим подходом к изучению процессов растворения минералов.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Знания, получен ные в рамках спецкурса, дают выпускникам методологическую основу для по нимания кинетики происходящих в почвах процессов и реакций, для расчетов концентрации изучаемых компонентов к заданному моменту времени.

Требования к уровню освоения содержания курса. По окончанию спецкурса студент должен иметь представления о возможностях и ограничениях кинетиче ского похода к исследованию почвенных процессов и реакций и владеть метода ми определения порядка реакции II. Содержание спецкурса Тема 1. Некоторые общие понятия и термины химической кинетики. Химиче ская кинетика как раздел физической химии. Скорость химических реакций, об щий порядок реакции, молекулярность реакции, основное уравнение химической кинетики, удельная скорость химической реакции, одностадийные и многоста дийные реакции, механизм реакции, последовательные и параллельные реакции, гомогенные и гетерогенные, гомофазные и гетерофазные, обратимые и необра тимые реакции, Уравнения реакций: необратимой реакции первого порядка, не обратимой реакции второго порядка, реакции нулевого порядка, обратимой ре акции первого порядка, обратимой реакции второго порядка.

Тема 2. Кинетический подход к изучению почвенных процессов - общие по ложения. Краткая история существующих представлений: работы Гедройца, Горбунова, Уэя, Штамма и Моргана, Спаркса. Методология и методы исследо вания кинетики почвенно-химических процессов. Кинетические уравнения, ис пользуемые при изучении почвенных процессов. Приложение законов химиче ской и диффузионной кинетики к исследованию почвенных процессов - перспек тивы и ограничения.

Тема 3. Изучение кинетики поглощения и десорбции калия образцами почв и глинистых минералов. Кинетика поглощения и десорбции водорастворимого и обменного калия на образцах почв и минералов, не содержащих калий в кри сталлической решетке. Кинетика десорбции необменного калия.

Тема 4. Кинетика процессов выветривания и растворения минералов. Исполь зование принципов химической и диффузионной кинетики для описания раство рения минералов. Кинетика растворения труднорастворимых оксидов и гидро ксидов Fe и Al под влиянием протона и органических лигандов. Теория Штамма образования поверхностных комплексов как основного механизма растворения труднорастворимых минералов Вопросы к зачету: основной постулат химической кинетики, кинетические уравнения реакций: необратимой реакции первого порядка, необратимой реак ции второго порядка, реакции нулевого порядка, обратимой реакции первого по рядка, обратимой реакции второго порядка, приложение законов химической и диффузионной кинетики к исследованию почвенных процессов - перспективы и ограничения, кинетика поглощения и десорбции водорастворимого и обменного калия на образцах почв и минералов, использование принципов химической и диффузионной кинетики для описания растворения минералов, теория Штамма образования поверхностных комплексов как основного механизма растворения труднорастворимых минералов.

III. Распределение часов по темам и видам работ Аудиторные № Наименование тем и разделов Все занятия го (ча- Лекции сов) 1 Тема 1. Некоторые общие понятия, термины и урав- 2 нения химической кинетики.

2 Тема 2. Кинетический подход к изучению почвен- 4 ных процессов - общие положения. Методология и методы исследования кинетики почвенно химических процессов 3 Тема 3. Изучение кинетики поглощения и десорбции 4 калия образцами почв и глинистых минералов.

4 Тема 4. Кинетика процессов выветривания и раство- 4 рения минералов.

I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – з а ч е т V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература Добычин Д.П., Каданер Л.И., Серпинский В.В., Буркат Т.М., Ганелина Е.Ш., 1.

Лобов Б.И. Физическая и коллоидная химия. М, Просвещение, 1986 г., стр.

Карпухин А.И. Савич В.И. Методики применения фактора кинетики в почво 2.

ведении. Изд. ТСХА, М., 1980 г. - 73стр.

Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики. М., Высшая школа, 3.

1984г. - 463 стр.

Дополнительная литература 4. Sparks D.L. Kinetics of Soil Chemical Processes. Academic Press Inc. San Diego CA 1988 - 207 p.

5. Stumm W. Chemistry of the Solid-Water Interface. Wiley-Interscience Publication Автор программы: д.б.н. проф. Т.А.Соколова Рецензент: к.б.н. М.И.Макаров «МЕТАЛЛ-ОРГАНИЧЕСКИЕ И ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ПОЧВ»

I. Организационно-методический раздел Целью спецкурса является детальное знакомство с реакциями, протекающими в почвах между высоко- и низкомолекулярными органическими соединениями и ионами металлов и минеральными фазами почв.

В задачи курса входит: детальный анализ механизмов реакций, в которых принимают участие ионы металлов и низкомолекулярные органические соеди нения, присутствующие в почвенных растворах;

развитие навыков использова ния представлений о механизмах модельных реакций между простыми органи ческими соединениями и ионами металлов, для анализа процессов, протекающих в почве с участием сложных полифункциональных органических полимеров ти па гуминовых кислот;

изучение роли металл-органических и органо минеральных взаимодействий в формировании и функционировании почв.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Спецкурс является продолжением общего курса «Химия почв». Он углубляет полученные ранее представления о химических процессах, протекающих в почвах.

Требования к уровню освоения содержания курса. По окончании спецкурса студент должен: иметь представление о наиболее распространенных органиче ских лигандах, присутствующих в почвенных растворах и их реакциях с ионами металлов, процессах связывания органических соединений на поверхностях ми неральных фазах почвы, механизмах сорбции ионов на органо-минеральных по верхностях твердой матрицы почв, вкладе реакций комплексообразования в вы ветривание минеральных фаз почвы и выносе образующихся продуктов из почв в поверхностные воды.

II. Содержание курса Тема 1. Взаимодействие ионов металлов с низкомолекулярными органиче скими соединениями в жидкой фазе почвы. Низкомолекулярные органические соединения (лиганды), присутствующие в почвенных растворах (алифатические и ароматические карбоновые и оксикарбоновые кислоты, аминокислоты и др.), источники и концентрации. Комплексы ионов металлов с органическими лиган дами: строение, константы устойчивости, факторы, определяющие устойчивость комплексов, конкурирующие реакции с участием протонов. Скорость и меха низмы обмена лигандов в координационной сфере ионов металлов: инертные и лабильные комплексы.

Тема 2. Взаимодействие ионов металлов с гуминовыми веществами в раство ре. Строение и молекулярные массы гуминовых и фульвокислот, функциональ ные группы, принимающие участие в реакциях с ионами металлов. Кислотно основные свойства гуминовых и фульвокислот, конформация макромолекул в растворах при различной величине рН и ионной силе. Строение комплексов ио нов металлов с гуминовыми и фульвокислотами. Внутри- и внешнесферны ком плексы. Константы устойчивости комплексов, влияние конформации макромо лекул на устойчивость комплексных соединений, конкурирующие реакции с участием протонов. Инертные и лабильные комплексы. Осаждение гуминовых кислот ионами металлов, порог коагуляции, лиотропные ряды ионов. Влияние органических лигандов на сорбцию ионов металлов из растворов твердыми фа зами почвы: конкурирующие реакции в растворе, кинетика сорбции.

Тема 3. Взаимодействие органических соединений с минеральными фазами почвы. Строение поверхности и типы функциональных групп на поверхности глинистых минералов, оксидов и гидроксидов алюминия, железа и кремния.

Влияние рН-среды на заряд поверхности минеральных фаз. Сорбция низкомоле кулярных органических соединений на минеральных фазах почвы, изотермы сорбции. Взаимодействие белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов и липи дов с минеральными фазами почвы. Взаимодействие гуминовых веществ с мине ральными фазами почвы. Гидрофобные и кулоновские взаимодействия, водо родные и донорно-акцепторные связи с участием ионов металлов. Влияние рН и ионного состава раствора на сорбцию органических соединений почвами. Рас творение минеральных фаз под действием низкомолекулярных органических со единений. Синтез полимеров на границе раздела фаз с участием ионов металлов переменной валентности.

Тема 4. Сорбции ионов на модифицированных органо-минеральных поверх ностях твердой матрицы почв. Взаимодействие ионов металлов с органическими лигандами на границе раздела фаз. Ионный обмен и хемосорбция. Изотермы сорбции ионов: участие различных активных центров поверхности матрицы почв в связывание ионов. Формы металлов в почвах: принципы фракционирования.

Тема 5. Роль металл-органических и органо-минеральных взаимодействий в формировании и функционировании почв. Элементарные почвообразовательные процессы, формирование гумусовых профилей, элювиальных, иллювиальных и аккумулятивных горизонтов. Участие органических соединений в формировании агрегатного состава почвы. Участие ионов металлов в формировании надмоле кулярной организации гуминовых веществ в почвах. Устойчивость органо минеральных соединений к микробной деградации. Модели динамики органиче ского вещества почвы. Радиоуглеродный возраст фракций гумуса. Вынос метал лов и органических веществ с континентов в океан. Группы органических соеди нений в поверхностных водах континентов. Концентрации и формы металлов в поверхностных водах. Фракционирование растворенных и взвешенных металл органических и органо-минеральных соединений на барьере река-море.

Вопросы к зачету. Реакции комплексообразования. Факторы определяющие устойчивость комплексов. Константы устойчивости. Органические лиганды в почвенных растворах. Классы химических соединений, уровни концентраций.

Строение гуминовых веществ. Активные центры, участвующие в связывании ионов, константы устойчивости. Взаимодействие высоко- и низкомолекулярных органических соединений с поверхностями минеральных фаз почвы. Силы вы зывающие сорбцию органических соединений. Формы тяжелых металлов в поч ве. Принципиальные схемы фракционирования. Состояние металлов в природ ных водах. Факторы, контролирующие миграцию ионов.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м ра б о т № Наименование тем и разделов Всего Аудиторные Само (ча- занятия, се- стоя сов) минары тельная (час) работа Взаимодействие ионов металлов с 1 2 2 низко-молекулярными орга ническими соединениями в жидкой фазе почвы.

Взаимодействие ионов металлов с 2 2 2 гуминовыми веществами в раст воре.

Взаимодействие органических со 3 2 2 единений с минеральными фазами почвы.

Сорбции ионов на модифицирован 4 2 2 ных органо-минеральных поверхно стях твердой матрицы почв Роль металлорганических и органо 5 2 2 минеральных взаимодействий в формировании и функционировании почв.

I V. Ф о рм а и т ог ов ог о к о н т р ол я – з а ч е т V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература 1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансфор мации. – Л.: Наука, 1980. – 287с.

2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. – М.: Высшая школа, 1988. – 328с.

3. Орлов Д.С. Химия почв. – М.: Изд-во МГУ, 1992. – 375с.

4. Пинский Д.Л. Ионообменные процессы в почвах. – Пущино, 1997. – 166с.

5. Пономарева В.В., Плотникова Т.А. Гумус и почвообразование (методы и ре зультаты изучения). – Л.: Наука,, 1980. – 222с.

Дополнительная литература 1. Басоло Ф., Джонсон Р. Химия координационных соединений. - М.: Мир, 1966.

– 196с.

2. Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования. – М.: Мир, 1973. – 359с.

3. Дюшафур Ф. Новые данные по гумификации в лесных почвах умеренного кли мата // Почвоведение. - 1998, № 7. - С.883-889.

4. Жоробекова Ш.Ж. Макролигандные свойства гуминовых кислот. – Фрунзе:

Изд-во Илим, 1987. – 194с.

5. Изотопы и радиация в сельском хозяйстве./ Под ред. М. Ф. ЛАннунциата и Дж.О. Легга. – М.: Агропромиздат. – 1989, Т.1. – 302с.;

1989, Т.2. – 366с.

6. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. – М.:

Мир, 1989. – 439с.

7. Мур Дж., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния. – М.: Мир, 1987. – 288с.

8. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов / Под ред. Х.Зигель, А.Зигель. –М.: Мир, 1993. – 368с.

9. Орлов Д. С., Минько О.И., Демин В.В., Сальников В.Г., Измайлова Н.Б. О при роде и механизмах образования металл-гумусовых комплексов // Почвоведе ние. – 1988, № 9. – С.43-52.

10.Понизовский А.А., Пинский Д.Л., Воробьева Л.А. Химические процессы и рав новесия в почвах. – М.: Изд-во МГУ, 1986. – 102с.

11.Россотти Ф., Россотти Х. Определение констант устойчивости и других констант равновесия в растворах. – М.: Мир, 1965. – 564с.

12.Спозито Г. Термодинамика почвенных растворов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 240с.

13.Тейт Р. Органическое вещество почвы: Биологические и экологические ас пекты. – М.: Мир, 1991. – 400с.

14.Хьюз М. Неорганическая химия биологических процессов. – М.: Мир, 1983. – 416с.

15.Norwell W.A. Surface reactions of heavy metals with clays, oxides, and humic sub stances. - Agrochemicals in Soils. - Oxford e.a., 1980. - P.315-336.

16.Stevenson F.J. Humus chemistry: Genesis, composition, reactions. – A Wiley Interscience publication, 1982. – 443p.

17.Stevenson F.J. Cycles of soils: Carbon, nitrogen, phosphorous, sulfur, micronutri ents. – A Wiley-Interscience publication, 1986. – 380p.

Автор программы: к.б.н., с.н.с. Демин В.В.

Рецензент: д.б.н., профессор Орлов Д.С.

«СПЕКТРАЛЬНАЯ ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ»

I. Организационно-методический раздел Целью спецкурса является изучение природы и закономерностей формирова ния оптических свойств почв и в частности их спектральной отражательной спо собности.

В задачи курса входит: анализ природы оптических свойств почв, являющих ся результатом взаимодействия электромагнитных излучений различного диапа зона и вещества, слагающего почву;

-изучение механизмов формирования цвет ности органических и неорганических соединений различного химического строения;

изучение влияния вещественного состава и физического состояния почв на их отражательную способность;

овладение навыками и способами опре деления показателей цветности и отражательной способности почв, а также зна комство с прикладными аспектами применения показателей светоотражения для диагностики состава, свойств почв, оценки различных форм деградации почвен ного покрова.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Спецкурс является одним из завершающих образование по специализации «химия почв». Он обоб щает и рассматривает в новом ракурсе ранее полученные профессиональные знания, в том числе, в области физики и химии, раскрывает перспективные воз можности применения знаний по оптике почв для решения многочисленных эко логических проблем, связанных с диагностикой состояния почв. Полученные знания обеспечивают теоретическое обоснование для проведения ряда приклад ных задач, связанных с картографированием и мониторингом почв, в частности, с применением современных дистанционных методов исследований.

Требования к уровню освоения содержания курса. По окончании спецкурса студент должен: иметь представление об истории исследований об окраске и от ражательных свойствах почв, принципах оценки цветности, понимать причины и характер связей между оптическими свойствами почв и их вещественным соста вом;

иметь представление прикладном применении показателей спектральной отражательной способности почв..

II. Содержание курса Введение. Из истории развития учения о свете (Аристотель, Демокрит, Пифа гор, Декарт о природе и свойствах света). Вклад А. Эйнштейна, М. Планка, И.

Ньютона, Л. де Бройля в исследования свойств световых волн. Волновая, кор пускулярная, электромагнитная теории света.

Природа и свойства световых волн.Частота, длина волны, скорость света.

Шкала электромагнитных волн. Квантовая природа распространения световых волн. Энергия фотонов. Строение атома и взаимодействие света и вещества.

Энергетические переходы в атомах и молекулах веществ под действием света.

Оптические спектры, типы спектров. Атомные и молекулярные спектры, их при рода.

Природа окраски органических и неорганических соединений. Связь между окраской и строением вещества. Энергия электромагнитных волн и проявление цветности. Состояние электронов в молекулах органических и неорганических веществ. Влияние природы химической связи на окраску. Механизмы проявле ния окраски органических веществ (теория цветности, батохромный и гипсо хромный эффект). Природа окраски неорганических соединений (d-d электрон ные переходы, эффект кристаллического поля, спектрохимический ряд лиган дов).

Показатели и способы оценки цвета. Показатели цвета по Гельмгольцу: спек тральный тон, насыщенность, яркость. Факторы, оказывающие влияние на вос приятие цвета. Оценка цветности. Дополнительные цвета, взаимонезависимые цвета. Способы определения цвета: метод МКО (в модификации Харди), метод вращающегося диска Хаттона, модификации Ч. Шоу, Д.Тейлора. Коэффициенты цветности по И.И. Карманову (1974), шкалы цветов (шкалы почвенных окрасок С.И. Тюремнова (1927), Н,А. Архангельской (1932), атлас Манселла (1954)). Ин тегрально-дифференциальный метод и система количественных показателей спектральной отражательной способности почв по Д.С. Орлову (1995).

Взаимодействие света с почвой. Уравнение энергетического баланса. Пропус кание света почвами, понятие оптически активного слоя. Факторы, влияющие на величину пропускания. Способы оценки пропускания света почвами. Поглоще ние света почвами и почвенными компонентами. Уровни поглощения света поч вами разных генетических типов. Поглощение ИК-излучения. Метод ИКС, его использование в почвоведении. Рассеяние света. Релеевское рассеяние. Отраже ние света почвами. Виды отражения: стеклянное, зеркальное, диффузное, метал лическое. Смешанное отражение, индикатриссы рассеивания. Показатели отра жения. Коэффициенты отражения и коэффициенты яркости, их измерение. Спек тральные и интегральные коэффициенты. Съемка спектров отражения почв.

Факторы, влияющие на результаты спектрофотометрирования (влажность, сте пень измельчения пробы, условия спектрофотометрирования).

Влияние физических факторов и компонентного состава почв на спектраль ную отражательную способность. Влияние размера частиц на величины коэффи циентов отражения почв, его природа. Влияние структурного строения почвы на измеряемые коэффициенты яркости. Влияние неоднородности окраски, соотно шение площадей (Орлов,.1966, 1986) Влияние влажности, его природа. Уравне ния зависимостей между величинами коэффициентов отражения почв и влажно стью. Влияние компонентного состава почв на отражательную способность.

Влияние гумуса, закономерности изменений параметров уравнения экспоненты для почв разных типов. Влияние почвообразующих пород на дисперсию связи коэффициенты отражения - гумус. Роль качественного состава гумуса, особен ностей его микроморфологического распределения в почве в создании уровней отражения света почвами. Влияние оксидов железа, гипса, карбонатов, легкорас творимых солей на отражение света почвами. Многофакторные связи между по казателями отражения и вещественного состава почв.

Спектральная отражательная способность почв разных генетических типов.

Типы кривых отражения (Соndit, 1970, Орлов, 1992). Отражение света поверхно стными горизонтами почв, информативность этих показателей для диагностики почвенных типов. Возможности и ограничения применения коэффициентов от ражения света почвами в связи с проблемой варьирования. Спектральные про фили почв главных генетических типов. Классификация типов спектральных профилей почв.

Методы изучения почв с помощью показателей спектральной отражательной способности. Дистанционные методы измерений спектральной отражательной способности почв, их классификация. Взаимодействие солнечной энергии с поч вой и атмосферой. Интерпретация данных дистанционных измерений спектраль ных показателей. Практическое применение дистанционных измерений спек тральных показателей в целях картографирования, мониторинга засоления неф тезагрязнения, количественной оценки свойств почв.

Вопросы к зачету. Свет, его природа. Характеристики световых электромаг нитных волн: частота, длина волны, скорость света. Шкала электромагнитных волн. Влияние размера частиц на величины коэффициентов отражения почв, его природа. Влияние структурного строения почвы на измеряемые коэффициенты яркости. Взаимодействие света и вещества. Кванты, их энергия. Энергетические переходы в атомах и молекулах веществ под действием света, как причина изби рательного светопоглощения. Типы спектров, их природа. Система количествен ных показателей (Орлов Д.С., 1995) оценки спектральной отражательной спо собности почв. Способ расчета и практическое применение. Влияние соединений железа на спектральную отражательную способность почв. Электронные и ин фракрасные спектры поглощения почвенных компонентов, их природа, исполь зуемые в практических целях показатели. Связь между окраской и строением вещества. Теория цветности. Природа возникновения окраски органических со единений. Влияние влажности на величины коэффициентов отражения почв, его природа. Применение показателей отражения для оценки степени смытости почв. Цвет. Показатели цвета: спектральный тон, насыщенность, яркость. Фак торы, оказывающие влияние на восприятие цвета. Способы оценки цветности.

Взаимодействие света с почвой. Уравнение энергетического баланса. Пропуска ние, поглощение, рассеяние света почвами. Возможности и способы оценки неф тяного загрязнения по спектрам отражения почв. Влияние гумуса на коэффици енты отражения почв, закономерности изменений параметров уравнения экспо ненты для почв разных типов. Роль качественного состава гумуса, особенностей его микроморфологического распределения в почве в создании уровней отраже ния света почвами. Типы кривых отражения. Типы спектральных профилей почв разных генетических типов, факторы, их обусловливающие. Использование по казателей спектральной отражательной способности почв для оценки степени гумусированности Влияние, гипса, карбонатов, легкорастворимых солей на от ражение света почвами. Многофакторные связи между показателями отражения и вещественного состава почв. Дистанционные методы измерений спектральной отражательной способности почв, их классификация. Взаимодействие солнечной энергии с почвой и атмосферой. Отражение света почвами. Виды отражения, ин дикатриссы рассеивания. Показатели отражения. Коэффициенты отражения и коэффициенты яркости, их измерение. Съемка спектров отражения почв. Факто ры,влияющие на результаты спектрофотометрирования. Получение, обработка и интерпретация данных дистанционных измерений спектральных показателей.

Природа окраски неорганических соединений. Эффект кристаллического поля (ЭКП). Факторы, влияющие на ЭКП. Влияние неоднородности почвенной окра ски на коэффициенты отражения почв, соотношения объемов и площадей. Ис пользование показателей спектральной отражательной способности почв для оценки степени засоления почв I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м ра б о т № Наименование тем и раз- Всего Аудиторные занятия Самостоя п/п делов часов (час.), в том числе тельная Лекции Семинары работа История развития учения 1. 2 2 - о свете и цвете. Природа и свойства электромагнит ных волн.

Причины и факторы фор 2. 2 2 - мирования цветности ор ганических и неорганиче ских веществ.

Показатели и способы 3. 2 2 - оценки цветности почв Взаимодействие света с 4. 2 2 - почвой. Физические свой ства почв и показатели их светоотражения Вещественный состав 5. 2 2 - почв, его влияние на ко эффициенты отражения Спектральная отража 6. 2 2 - тельная способность раз личных типов почв. При менение показателей от ражения для изучения почвенного покрова I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – у с т н ы й з а ч е т V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература 1. Зборищук Ю.Н. Дистанционные методы инвентаризации и мониторинга поч венного покрова. М., МГУ, 1992, ч.1;

1994, ч. 2. Карманов И.И. Спектральная отражательная способность и цвет почв как показатели их свойств. М., Колос, 1974, 351 с., 3. Караванова Е.И. Оптические свойства почв и их природа. М.: МГУ, 2003, 151.

4. Михайлова Н.А., Орлов Д.С. Оптические свойства почв и почвенных компо нентов. М..,Наука, 1986, 118 с.

5. Орлов Д.С. Химия почв, М., МГУ, 1992, с.43-48, 202-206,226-231.

6. Орлов Д.С., Воробьева Л.А., Суханова Н.И. Количественные параметры спектральной отражательной способности почв. //Вестник МГУ, сер. Поч воведение, 1995, N 4, 35-42, 7. Орлов Д.С., Суханова Н.И., Розанова М.С. Спектральная отражательная способность почв и их компонентов. М.: МГУ, 2001., 175 с.

8. Фадеев Г.Н. Химия и цвет. Изд.2. М., Просвещение, 1983, 160 c.

9. Федченко П.П., Кондратьев К.Я. Спектральная отражательная способ ность некоторых почв, 1981, 231 с.

10.Физико-химические методы исследований почв (ред. Зырин Н.Г., Орлов Д.С.),М., МГУ, 1980, главы 4- Дополнительная литература 1. Ашкенази Г.И. Цвет в природе и технике, М. Наука, 1959,86 с., 11.Виноградов Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: Наука, 1984. 320 с.

12.Драго Р.С. Физические методы в неорганической химии, Мир, Москва, 1967, 464 с.

13.Караванова Е.И., Орлов Д.С. Оценка содержания гумуса в почвах по их спек тральной отражательной способности// Агрохимия, 1996, N 1, с.3-9.

14.Караванова Е.И., Орлов Д.С., Аммосова Я.М. Спектральные свойства почв как результат влияния природных и антропогенных факторов. М., ВИНИНТИ, сер. Биология, 1997, 59 с.

15.Общая химия (под ред. Е.М.Соколовской, Л.С. Гузея), М.,МГУ,1989, изд.3, стр.378- 16.Орлов Д.С. с соавт. Количественные закономерности отражения света поч вами.// Научные доклады высшей школы. Биологические науки, сер. 1-13, 1966- 17.Почвенно-экологический мониторинг (ред. Орлов Д.С., Васильевская В.Д.), МГУ, 1994, с. 127-147, 219-232, 232- 18.Спектрофотометрические исследования почв и горных пород. Л. ЛГУ, 1983, с.5-30, 66-71,91-98,140-151,166- 19.Химическая энциклопедия ( разделы: Атомные спектры, Молекулярные спек тры, Спектры оптические, Электронные спектры, Цветности теория, Ба тохромный и Гипсохромный эффекты), т. 2, 4, Автор программы: к.б.н., старший научный сотрудник Караванова Е.И.

Рецензент: к.б.н.,доц. Зборищук Ю. Н.

«НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВ»

I. О р г а н и з а ц и о н н о- м е т о д и ч е с к и й р а з д е л Целью спецкурса является изучение строения, химических свойств и транс формации в почве органических веществ индивидуальной природы в составе почвенного гумуса.

В задачи курса входит: ознакомление студентов с главнейшими направления ми трансформации органического вещества в почвах: пути гумификации и мине рализации индивидуальных органических соединений растительного и микроб ного происхождения и их постепенного преобразования в специфические гуми новые вещества и механизм воздействия неспецифических органических ве ществ на протекание почвенных процессов.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Спецкурс является одним из завершающих образование по специализации «химия почв». Он обоб щает ранее полученные профессиональные знания, позволяет систематизировать сведения в области химии гумуса для представления четкой концепции системы почвенного органического вещества и способствует лучшей адаптации будущего специалиста к продуктивному общению с коллегами и конструктивной передаче информации специалистам сопредельных научных и практических дисциплин.

II. Содержание курса Разделы курса. Номенклатура органического вещества почв;

соотношение специфических и неспецифических компонентов почвенного гумуса. Почвенные липиды. Углеводный комплекс почв. Фенольные соединения в почвах. Органи ческие соединения азота в почвах. Органические соединения фосфора в почвах.

Темы и их краткое содержание Тема 1: Номенклатура органического вещества (ОВ) почвы: органическое ве щество, гумус, гуминовые кислоты, фульвокислоты, гиматомелановые кислоты, гумин, органо-минеральные соединения, специфические и неспецифические почвенные органические вещества (НОВ). Соотношение специфических и не специфических ОВ в почвах. Вклад неспецифических органических соединений в запасы почвенного ОВ.

Тема 2. Углеводороды: строение, типы химических связей. Важнейшие пред ставители в почвах и в биосфере. Углеводороды в нефтезагрязненных почвах.

Углеводороды как фрагменты гуминовых веществ.

Тема 3. Карбоновые кислоты, спирты и альдегиды. Определение и общие хи мические свойства: солеобразование, этерификация, галогенирование. Одноос новные и полиосновные кислоты. Величины рК. Типичные представители кар боновых кислот в почвах: муравьиная, уксусная, яблочная, лимонная, щавелевая.

Предельные и непредельные карбоновые кислоты.

Тема 4. Жиры, воска, смолы: определение, строение, свойства. Почвенные липиды. Источники и размеры поступления липидов в почвы. Жирные кислоты в составе почвенных липидов и их идентификация. Химические характеристики почвенных липидов: кислотное, эфирное и йодное числа. Методы выделения и анализа почвенных липидов. Содержание и запасы в почвах зонального ряда.

Трансформация липидов в почвах.

Тема 5. Ароматические соединения: определение понятия, строение. Понятие об ароматичности;

типы замещения в бензоидных структурах (орто-, мета-, пара) Бензолполикарбоновые кислоты: строение и главнейшие представители в поч вах. БПК как продукты жесткого окисления гуминовых веществ.

Тема 6. Классификация природных фенольных соединений (ФС) по строению углеродного скелета: простые фенолы, фенолкарбоновые кислоты, кумарины, флаваноиды;

олигомерные и полимерные ФС. Мономерные ФС: химическое строение и свойства простых фенолов и хинонов. Кислотные свойства фенолов.

Общие химические свойства ФС. Фенол-карбоновые кислоты: строение, пред ставители в почвах, количество, влияние на почвенные процессы. Особенности их строения и пределы содержания в почвах. Фенолкарбоновые кислоты и ФС как важнейшие источники бензоидных структур для гумификации.

Тема 7. Полимерные ФС: дубильные вещества (таннины), меланины, лигнин.

Лигнин: строение, свойства, мономеры. Схема распада лигнина по Фляйгу. Роль лигнина в почвообразовании и гумификации. Генетическая связь между лигни ном и гуминовыми кислотами.

Тема 8. Пигменты в почвах: хлорофилл, каротин, меланины. Их химическое строение, способы экстракции, влияние на почвенные свойства. Зеленый пиг мент Pg. Генетическая общность и различие меланинов и гуминовых кислот.

Тема 9. Углеводы: определение, строение, общие химические свойства. Гли козидная связь. Понятие о моно-, олиго-, полисахаридах. Источники и объемы поступления углеводов в почвы. Свободные и связанные углеводы в почвах: их количество и соотношение. Почвенные углеводы растительного происхождения:

крахмал, целлюлоза, пектин, хитин. Содержание, накопление и трансформация в почвах, роль в почвенных процессах. Углеводы гидролизуемой части гуминовых веществ, их содержание, распределение по группам гуминовых веществ и мето ды идентификации. Запасы углеводов в главнейших типах почв. Роль в почвен ных процессах. Трансформация УВ в почвах. Методы определения УВ в почвах.

Фульвокислоты и индивидуальные органические соединения почвенного гу муса: соотношение специфических и неспецифических компонентов. Проблема фульвокислот в понимании различных исследователей (Берцелиус, Оден, Тюрин, Форсит, Орлов). Закономерности изменения фракций фульвокислот и доли в них полисахаридов в зональном ряду почв РФ.

Тема 10. Органические соединения азота в почвах. Аминокислоты: определе ние понятия, строение, общие химические свойства. Амфифильные свойства аминокислот, цвиттер-ион, кислые и основные аминокислоты. Изоэлектрическая точка и рН-зависимый заряд аминокислот. Пептиды и белки: классификация и общие химические свойства. Пептидная связь, гидролиз белковых молекул. По нятие об аминосахарах. Источники поступления в почву и трансформация ами нокислот и пептидов. Спектр свободных аминокислот в почве: состав и количе ство типичных представителей в почвах. Аминокислоты гидролизуемой части гуминовых веществ, их содержание и методы идентификации.

Тема 11. Органические соединения фосфора в почвах. Возможные формы хи мических связей органического фосфора: моно- и диэфиры, полимерные анионы в виде метафосфатов (циклические) и полифосфатов (линейные);

связь через ка тионные мостики (Fe, Al, Ca) между ортофосфатами и ОВ. Фосфорорганические соединения со связью Р-С. Качественный и количественный состав органическо го пула фосфора в почвах. Фосфорные эфиры, фосфолипиды, фосфатиды, фос фопротеиды, инозитфосфаты, нуклеиновые кислоты. Источники поступления органических фосфатов в почву. Процессы мобилизации (минерализации) и им мобилизации органических соединений фосфора в почвах. Фосфор в составе гу миновых веществ. Исследование Р методом ЯМР.

Темы рефератов. Углеводороды в естественных и нефтезагрязненных поч вах. Низкомолекулярные органические кислоты в почвах и лизиметрических во дах и их влияние на почвенные процессы. Почвенные липиды в зонально географическом ряду почв. Лигнин как главнейший агент гумификации. Поч венный углеводный комплекс и его воздействие на свойства почв. Органические соединения азота в почвах и их трансформация. Органический пул фосфора в почвах.

I I I. Р а с п р е д е л е н и е ч а с о в к у р с а п о т е м а м и в и д а м ра б о т № Наименование Всего Аудиторные занятия Самостоя п/ тем и разделов (ча- (час.), в том числе тельная п сов) работа Лекции Семинары Номенклатура органиче 1. 1 1 - ского вещества почв;

соот ношение компонентов поч венного гумуса, темы 1, Почвенные липиды, т. 3, 2. 1 1 - Фенольные соединения в 3. 2 2 - почвах, темы 5,6,7, Углеводный комплекс 4. 1 1 - почв, тема Органические соединения 5. 1 1 - азота в почвах, тема Органические соединения 6. 1 1 - фосфора в почвах, тема Контрольная работа 7. 1 - - ИТОГО I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – у с т н ы й з а ч е т V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература 1. Орлов Д.С. Химия почв. М., МГУ, 2. Паников Н.П., Садовникова Л.К., Фридланд Е.В. Неспецифические соединения почвенного гумуса. М.,МГУ, 1982.

3. Грандберг И.И. Органическая химия. М., ВШ, 19...

4. Кретович В.Л. Основы биологической химии. М., 5. Запрометов М.Н. Основы биохимии фенольных соединений. М, ВШ, 1974.

Дополнительная литература 6. Stevenson F.J. Humus Chemistry. NY, Wiley&Sons, 7. Бреус И.П.;

Ефстифеева Е.В.;

Бреус В.А.;

Неклюдов С.А.;

Игнатьев Ю.А.;

Куликов Ю.А. Лизиметрические исследования миграции углеводородов в поч вах - Лизиметрич.исслед.в агрохимии,почвоведении,мелиорации и агроэколо гии. -М.-Немчиновка, 1999, - С. 119- 8. Зайцева Т.Ф.;

Клевенская И.Л.;

Морозков В.К. : Низкомолекулярные органиче ские кислоты в почвах Баргузинской котловины : Почвоведение, 1987;

Т. 3, с. 35- 9. Манская С.М., Кодина Л.А. Геохимия лигнина. М., Наука, 10.Бамбалов Н.Н. Беленькая Т.Я.: Содержание и состав углеводов в целинных и мелиорируемых торфяных почвах : Почвоведение, 1993;

N 12, - С. 87- 11.Ефремов А.Л. Содержание свободных аминокислот в почвах сосновых био геоценозов на климатической трансекте (Белоруссия-Польша) : Почвоведе ние, 2000;

N 12, - С. 1481- 12.Стриганова Б.Р.: Экспериментальная оценка влияния трофической активно сти животных на динамику аминокислот в почве : Изв.АН/РАН.Сер.биол., 1997;

N 6, - С. 717- 13.Казакова Т.В.;

Кавеленова Л.М. : Свободные аминокислоты в почвах лесных биогеоценозов степного Заволжья : Почвоведение, 1995;

N 9, - С. 1150- 14.Макаров М.И. Органические соединения фосфора в высокогорных почвах Се веро-Западного Кавказа : Почвоведение, 1998;

N 7, - С. 854- Автор программы: к.б.н. Якименко О.С.

Рецензент: д.б.н., проф. А.С.Владыченский «ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИЕЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ПОЧВ»

I. О р г а н и з а ц и о н н о- м е т о д и ч е с к и й р а з д е л Целью спецкурса является овладение теоретическими основами возникнове ния, распространения окислительно-восстановительных режимов почв, их клас сификацией;

знакомство со способами регулирования окислительно восстановительных режимов.

В задачи курса входит: анализ основных потенциалобразующих ситем в поч вах и возникновение потенциала в почве;

изучение различных окислительно восстановительных режимов почв, их классификация, распространение в раз личных природных зонах;

знакомство со способами регулирования окислитель но-восстановительного потенциала почв.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Спецкурс является одним из завершающих образование по специализации « химия почв». Он рас сматривает ранее полученные профессиональные знания по общей и органиче ской химии, физической химии, физике, общему почвоведению с точки зрения возникновения потенциала в почве, который является одним из определяющих факторов поведения многих элементов в почвах. Знание курса обеспечивает тео ретическое обоснование поведения различных элементов в почвах.

Требования к уровню освоения содержания курса. По окончании спецкурса студент должен иметь необходимый объем знаний по истории исследований ОВП почв, о видах ОВ-режимов, об ОВ режимах различных почв, о поведении некоторых элементов в зависимости от ОВП.

II. Содержание курса Введение. Роль окислительно-восстановительных процессов в генезисе почв и почвенном плодородии. История развития учения об ОВП почв. Значение работ Н. П. Ремезова, П. А. Крюкова, И. П. Сердобольского, Б. П. Никольского, Б. А.

Неунылова, Д. С. Орлова, И. С. Кауричева, В. И. Савича Способы количественной оценки окислительно-восстановительного состоя ния почв. Возникновение ОВП и показатели его характеризующие: Eh, pe, rH2.

Окислительно-восстановительная емкость почвы, буферность почвы.

Окислительно-восстановительные системы в почвах. Окислительно восстановительные равновесия в почвах. Компоненты почвы, способные к реак циям окисления-восстановления. Степени окисления минеральных, органиче ских компонентов и гумусовых кислот. Роль кислорода, водорода, воды в созда нии ОВП почвы. Железо, азот, сера, медь, марганец, органические соединения, их состояние в почве в зависимости от окислительно-восстановительного потен циала.

Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах. Обратимые и необратимые окислительно-восстановительные реакции с участием железа, ме ди, марганца. Влияние комплексообразования на ОВ-потенциал. Суммарный ОВ-потенциал нескольких окислительно-восстановительных систем в почвенных растворах. Процессы трансформации органического вещества.

Влияние различных факторов на ОВП почв. Влияние температуры, аэрации, влажности на ОВП почв. Гумусное состояние почвы и ОВП. Влияние жизнедея тельности аэробных и анаэробных микроорганизмов на ОВП.

Окислительно-восстановительный режим почв. Динамичность окислительно восстановительного состояния почвы. ОВП почвенных агрегатов. Изменчивость ОВП в пределах почвенного горизонта. Варьирование ОВП в почвенном профи ле. Выделение зон с близкими значениями ОВП на примере типичных ландшаф тов средней и южной тайги. Понятие окислительно-восстановительного режима почвы. Типизация ОВ-режимов А. И. Перельмана;

шкала ОВП черноземов и др.

почв, разработанная Н. К. Хтряном;

классификация режимов И.С. Кауричева;

шкала интенсивностей ОВ-процессов для кислых и нейтральных почв, разрабо танная Орловым Д. С. и др. Окислительно-восстановительные режимы авто морфных и гидроморфных почв, почв переодического переувлажнения.

Регулирование ОВ режима почв. Опитмальные для развития растений ОВП.

Регулирование водно-воздушного режима. Известкование и кислование почв.

Применение химических мелиорантов для изменения ОВП.

Примерный перечень вопросов к зачету. Что такое окислительно восстановительный потенциал почвы, какие показатели характеризуют ОВП почвы, какие величины ОВП характерны для почв. Какие ОВ системы сущест вуют в почвах. Какие системы являются потенциалопределяющими в почвах.

Как влияет ОВП на поведение азота, железа, марганца, серы.. Дайте определение понятия окислительно-восстановительный режим почвы. Какие факторы влияют на ОВ-режимы в почвах. Назовите и дайте анализ классификациям ОВ-режимов.

Как можно регулировать ОВ режим почв.

111. Распределение часов по темам и видам работ № Наименование тем и разделов Всего Аудиторные заня (ча- тия, в том числе сов) Лек- Практ.

ции занятия История развития учения об окислитель 1. 2 2 но-восстановительном потенциале в поч ве.Способы количественной оценки окис лительно-восстановительного состояния почв Окислительно-восстановительные систе 2. 2 2 мы в почвах. Роль кислорода, водорода, воды в создании ОВП почвы.

Поведение различных элементов и орга 3. 2 2 нических соединений в зависмости от ОВП почвы Окислительно-восстановительные реак 4. 2 2 ции и процессы в почвах. Влияние раз личных факторов на ОВП почв.

Распределение ОВП внутри почвенного 5. 2 2 профиля и в ландшафте. ОВ-режимы и их типизация.

Составление картограмм ОВП на примере 6. 2 2 УОПЭЦ «Чашниково». Способы регули рования ОВ режимов.

I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – з а ч е т V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература И. С. Кауричев, Д. С. Орлов. Окислительно-восстановительные процессы и их 1.

роль в генезисе и плодородии почв. М., «Колос», 1982, 247 с.

Оксредметрия. под ред. Б. П. Никольского и В. В. Пальчевского, Л., «Химия», 2.

1975, 304 с.

Д. С. Орлов. Химия почв. М., МГУ, 1992, 400 с.

3.

Г. Спозито. Термодинамика почвенных растворов. Л., «Гидрометиздат», 4.

1984, 240 с.

5. Е.И.Горшкова,В.Г.Саакян.Окислительно-восстановительные режимы почв АБС Чашниково. Вестник МГУ.1985, N4.,с 42-48.

Дополнительная литература 6. Д. С. Орлов, Е. И. Горшкова, В. Г. Саакян. Опыт составления картограмм кислотности и окислительно-восстановительных условий по данным полевых измерений. В кн. «Современные физические и химические методы исследова ния почв». М., МГУ, 1987, 204 с.

7. Н. М. Костенков. Окислительно-восстановительные режимы в почвах пере одического переувлажнения. М., «Наука», 1987, 192 с.

8. И. Л. Работнова. Роль физико-химических условий в жизнедеятельности микроорганизмов. М., Изд-во АН СССР, 1957.

9. И.И.Судницин,Н.А.Манучарова, А.Л.Степанов, М.М.Умаров. Влияние микро биологических процессов на динамику ОВП в агрегатах суглинистых почв.

Почвоведение, 1999, 7, стр. 866-870.

10.Окислительно-восстановительные режимы почв и их влияние на органиче ское вкещество. В сб. « Комплексная химическая характеристика почв Не черноземья» М. МГУ, 1987, стр. 112- Автор программы: доц., к.б.н. Е.И.Горшкова Рецензент: к.б.н., доц. Е.Г. Моргун.

«УСТОЙЧИВ ОСТЬ ПОЧВ К ВНЕШНЕМУ ХИМИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ»

I. Организационно-методический раздел Целью курса является овладение системой знаний об устойчивости природ ных систем к внешнему воздействию, о механизмах устойчивости почв к хими ческому воздействию, об их участии в формировании отклика почвы на загряз нение и другие виды химического воздействия.

Задачи курса: ознакомление студентов с системной организацией природных объектов, обусловливающей иерархию взаимосвязанных системоообразующих процессов и устойчивость природных систем, с механизмами формирования ус тойчивости почвенной системы к загрязнению;

обучение методам анализа поч венной системы к внешнему воздействию, в том числе к загрязнению, с целью оценки устойчивости почв к внешнему воздействию;

обучение методам получе ния количественных показателей устойчивости почв, градации почв по их ус тойчивости к загрязнению и применению этих методов при характеристике каче ства почв и нормирования нагрузок химических веществ.

Место курса в профессиональной подготовке выпускников. Курс читается в 8 ом семестре, то есть относится к числу завершающих курсов при подготовке почвоведов со специализацией «химия почв». Он предполагает активное исполь зование ранее полученных знаний о почвах и почвообразовании, о химии почв, о вещественном составе почв и их свойствах, о факторах внешней и внутренней природы, влияющих на формирование химического состояния почв.

Требования к уровню освоения содержания курса. Выпускник должен иметь необходимый объем знаний о системной организации почв и почвенных процес сах, о механизмах устойчивости почв к внешним воздействиям, об устойчивости почв к загрязнению, о влиянии устойчивости почв на отклик почв к различным видам внешнего воздействия. Выпускник должен уметь получить количествен ные оценки устойчивости почв к загрязнению и использовать их при оценке эко логического состояния почв и прогнозе экологических последствий, как загряз нения почв, так и их рекультивации.


II. Содержание курса Темы и краткое содержание Тема 1. Устойчивость природных систем. Актуальность проблемы устойчиво сти экосистем. Основы теории устойчивости природных систем. Виды устойчи вости. Представления об инертности и упругости природных систем. Параметры, характеризующие устойчивость природных систем. Основы учения об устойчи вости биологических систем, об устойчивости ландшафтов. Концепция о сис темной организации природных систем и ее роль в теории об устойчивости при родных систем и методах ее изучения.

Тема 2. Организация и функционирование почвы как системы соединений химических элементов - фактор и результат устойчивости почвы к химическому воздействию.Представления о системной организации почвы как основе устой чивости почв к внешнему воздействию. Организация и функционирование сис темы соединений химических элементов почвы. Механизмы устойчивости раз личных уровней организации почвенной системы к внешнему химическому воз действию. Значение природных (геологических, биологических) потоков хими ческих веществ, скорости и дальности переноса, механизмов и источников их поступления для формирования устойчивости почв к внешнему химическому воздействию. Материальные носители устойчивости почв к внешнему химиче скому воздействию. Устойчивость к внешнему воздействию системы соединений типоморфных химических элементов почвы: кремния, алюминия, железа. Зако номерности проявления устойчивости соединений этих элементов в почвах раз личных природных зон. Механизмы устойчивости системы соединений основ ных элементов питания растений: фосфора, калия, азота и особенности их про явления в почвах агроценозов.

Тема 3. Учение о биогеохимических барьерах как теоретическая основа ус тойчивости химического состояния почв. Классификация геохимических барье ров по А.И.Перельману. Роль внутренних свойств химических веществ и внеш них факторов почвенно-химической и ландшафтно-геохимической природы в формировании механизмов устойчивости химического состояния почв. Меха низмы действия радиальных и латеральных геохимических барьеров в ландшаф те.

Тема 4. Механизмы устойчивости почв к загрязняющим веществам различной природы. Роль процессов выноса поллютантов из почв в формировании устой чивости почв к загрязнению. Влияющие факторы и закономерности их проявле ния в почвах различных природных зон. Способы экспертной оценки устойчиво сти почв к загрязнению на основе способности поллютантов к выносу из почв.

Значение процессов деградации органических поллютантов в почвах в формиро вании устойчивости почв к загрязнению. Роль факторов биотической и абиоти ческой природы и их проявление в почвах различных природных зон. Эксперт ная оценка устойчивости почв к загрязнению загрязняющими веществами орга нической природы. Эмпирические и полуэмпирические модели устойчивости почв к органическим поллютантам. Влияние процессов поглощения загрязняю щих веществ почвами на устойчивость почв к загрязнению.

Тема 5. Буферная способность почв и ее значение в формировании устойчи вости почв к загрязнению. Динамическое равновесие между соединениями хи мических химических элементов почвенного раствора и подвижными соедине ниями твердых фаз и его роль в формировании потенциальной буферной спо собности почв к загрязняющим веществам. Особенности влияния вещественного состава почв и почвенно-химических условий на буферность почв по отношению к различным группам поллютантов. Потенциальная буферная способность почв по отношению к различным химическим элементам, природа их, принципы ме тодов определения. Буферность и устойчивость почв к кислотному воздействию.

Методы определения буферной способности почв по отношению к кислотным осадкам. Способы оценки устойчивости почв к кислотному воздействию. Зако номерности проявления устойчивости почв к кислотному воздействию. Буфер ность почв по отношению к загрязняющим веществам неорганической природы.

Показатели, характеризующие буферность почв к неорганическим поллютантам.

Способы определения устойчивости почв к загрязнению металлами и неметал лами. Закономерности проявления буферной способности к неорганическим поллютантам в почвах различных природных зон.

Тема 5. Использование показателей устойчивости почв к загрязняющим ве ществам при экологическом мониторинге. Типы прогнозных моделей поведения загрязняющих веществ в ландшафте. Разработка нормативов качества почв с учетом показателей устойчивости почв к загрязнению.

Темы рефератов. Участие почвенных компонентов в формировании различ ных механизмов устойчивости почв к внешнему химическому воздействию. Спе цифические особенности формирования устойчивости почв к загрязнению на отдельных уровнях иерархически организованной почвенной системы. Роль гео химических барьеров различных уровней организации почвенной системы в формировании устойчивости почв к загрязнению. Специфические особенности формирования и проявления устойчивости почв к различным видам загрязняю щих веществ. Устойчивость и буферность почв по отношению к загрязняющим веществам: понятия, взаимосвязь, количественная оценка, экологическое значе ние.

Примерный перечень вопросов к зачету. Показатели устойчивости природ ных систем. Устойчивость системы соединений кремния, алюминия, железа в почвах. Общие и специфические закономерности ее формирования и проявле ния. Устойчивость системы соединений фосфора, калия, азота в почвах. Общие и специфические закономерности ее формирования и проявления. Эффективность биогеохимических барьеров как факторов устойчивости к загрязнению почв раз личных природных зон. Устойчивость почв к загрязнению органическими и не органическими поллютантами: общие и специфические черты. Устойчивость почв к кислотному воздействию, к загрязнению металлами и неметаллами: меха низмы, специфические закономерности формирования и проявления. Количест венные критерии устойчивости почв к химическому воздействию: теоретическое обоснование, методы определения. Применение оценок устойчивости почв к за грязнению в экологической практике.

III. Распределение часов по темам и видам работ Всего 24 часов лекций по 2 часа в неделю:

I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – з а ч е т V. У ч е б н о - м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература 1. Глазовская М.А. Опыт классификации почв мира по устойчивости к техно генным воздействиям. Почвоведение, 1990, №9, с.82-96.

2. Глазовская М.А. Методологические основы оценки устойчивости почв к тех ногенным воздействиям, М., МГУ, 1997, с.98.

3. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами. Агрохимия,1997, №11,65-70.

4. Кислые осадки и лесные почвы. Под редакцией Никонова В.В., Копцик Г.Н.Апатиты, 1999, 210 стр.

5. Мотузова Г.В. Устойчивость почв к химическому воздействию. М., МГУ, 2000, стр.56.

6. Почвенно-экологический мониторинг. Под редакцией Орлова Д.С., Васильев ской В.Д. М.,МГУ, 1990, с.270.

7. Снакин В.В. и др. Оценка состояния и устойчивости экосистем. М.: ВНИИ природа, 1992, 127 с.

8. Соколова Т.А., Мотузова Г.В., Малинина М.С., Обуховская Т.Д. Химические основы буферности почв.М., МГУ.1991, 98 стр.

9. Устойчивость геосистем. М.: Наука, 1983, 130 с..

Дополнительная литература 10.Глазовская М.А. Теория геохимии ландшафтов в приложении к изучению тех ногенных потоков рассеяния и способности природных систем к самоочище нию. //Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем.

М:.Наука, 1981.

11.Мотузова Г.В.Природа буферности почв к внешним химическим воздействи ям. Почвоведение,1994, 4, 46-52.

12.Соколова Т.А., Дронова Т.Я. Изменение почв под влиянием кислотных выпаде ний. М., Изд. МГУ, 1993, 64 с.

13.Солнцева Н.П. Геохимическая устойчивость природных систем к техноген ным нагрузкам (принципы и методы изучения, критерии прогноза). Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М., Наука, 1982, с.181-216.

Автор программы д.б.н., проф. Мотузова Г.В.

Рецензент: д.б.н Солнцева Н.П.

«ПОЧВЕННЫЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ I. Организационно-методический раздел Целью курса является овладение теорией и методологией экологического мо ниторинга и одного из основных его разделов- почвенного экологического мони торинга.

Задачи курса: ознакомление студентов с теоретическими основами экологиче ского мониторинга вообще и почвенного мониторинга как его важнейшей части, в частности, с подходами к выбору контролируемых информативных показате лей состояния почв, с критериями оценки состояния почв, с теорией и методами почвенной экологической экспертизы;

обучение методам анализа и оценки эко логического состояния загрязненных почв и прогноза его изменения, методам проведения экологической экспертизы загрязненных почв.

Место курса в профессиональной подготовке выпускников.Курс читается в 8 ом семестре и относится к числу завершающих курсов при подготовке почвове дов по специализации «химия почв». Его освоение предполагает активное ис пользование ранее полученных знаний о почвах, о почвообразовании, о химии почв, о составе и свойствах почв и почвенных компонентов, об их взаимодейст вии с химическими веществами различной природы, в том числе, с загрязняю щими веществами.

Требования к уровню освоения содержания курса. Выпускник должен знать систему организации экологического мониторинга и основные задачи монито ринга на каждом уровне его организации, принципы выбора контролируемых показателей состояния почв, требования к методам их определения, критерии оценки экологического состояния почв.

Выпускник должен уметь организовать работу по контролю экологического состояния почв: разработать систему показателей, характеризующих экологиче ское состояние почв, рекомендовать методы их определения, подготовить их метрологическое обеспечение, дать оценку экологического состояния почв кон тролируемого региона и прогноз его изменения в будущем;

он должен уметь провести почвенную экологическую экспертизу.


II. Содержание курса Темы и краткое содержание Тема 1. Экологический мониторинг: теоретические основы, задачи, методы.

Понятия об экологии и окружающей среде. Прямые и обратные связи природы и общества. Исторические этапы развития взаимоотношений человека и природы.

Роль В.И. Вернадского в развитии учения о ноосфере.

Антропогенная деградация биосферы, ее экологические последствия, акту альность контроля состояния окружающей среды. Понятие об экологическом мониторинге. Международные и национальные программы мониторинга окру жающей среды. Законодательная основа экологического мониторинга в Россий ской Федерации.

Загрязнение окружающей среды. Загрязняющие вещества и их распростране ние в окружающей среде. Экологические последствия загрязнения.

Виды экологического мониторинга, принципы их классификаций. Значение работ И.П.Герасимова, И.А. Израэля в разработке теории экологического мони торинга. Уровни мониторинга. Цели, задачи, методы различных уровней эколо гического мониторинга.

Тема 2. Почвенно- химический мониторинг и его место в системе экологиче ского мониторинга. Понятие о почвенном экологическом мониторинге. Актуаль ность, цель, задачи почвенного экологического мониторинга. Особенности поч вы как объекта мониторинга. Глобальные функции почвы в биосфере, их нару шение в результате деградации почв. Виды, причины и закономерности обще планетарной деградации почв. Основные закономерности деградации почв Рос сии. Химическое загрязнение и его роль в деградации почв России. Актуаль ность проблемы контроля состояния и охраны почв в Российской Федерации.

Виды почвенного экологического мониторинга. Мониторинг точечного источ ника загрязнения. Локальный (импактный) мониторинг почв. Региональный поч венный мониторинг. Система общегосударственного национального экологиче ского мониторинга почв. Фоновый мониторинг почв. Глобальный почвенный мониторинг в общепланетарной системе мониторинга окружающей среды.

Принципы организации почвенного экологического мониторинга в Российской Федерации. Зарубежный опыт организации почвенного мониторинга.

Тема 3. Основы методологии почвенного экологического мониторинга. Ос новные положения методологии почвенного экологического мониторинга. Зна чение для развития методологии почвенного экологического мониторинга работ В.И. Вернадского, А.Е. Ферсмана, А.Я. Перельмана, М.А. Глазовской, В.А. Ков ды, Н.Г. Зырина о закономерностях превращения и перераспределения в почве и ландшафте химических веществ естественного и техногенного происхождения.

Вклад ученых Московского университета в развитие методологии почвенного экологического мониторинга. Показатели экологического состояния почв, под лежащие контролю при мониторинге, их классификация и теоретическое обос нование. Факторы почвенно-химической природы и их контроль при экологиче ском мониторинге почв. Формы нахождения химических веществ в почвах и их изменение в техногенных условиях. Влияние химического состояния почв (ки слотно-основных условий, окислительно-восстановительных условий, гумусного состояния), гранулометрического и минералогического состава почв, физических свойств, водно-воздушного режима, микробиологического состояния почв на превращение, закрепление и миграцию загрязняющих веществ в почвах. Факто ры аккумуляции и рассеяния загрязняющих веществ в ландшафте и их контроль.

Геохимические барьеры и их влияние на перераспределение загрязняющих ве ществ в ландшафте. Формирование техногенных геохимических ассоциаций хи мических веществ. Система показателей состояния почв при локальном, регио нального, глобальном экологическом мониторинге. Требования к методам опре деления почвенных показателей. Выбор объектов мониторинга. Периодичность наблюдений за состоянием почв.

Тема 4. Оценка качества и нормирование состояния загрязненных почв. Поня тие о предельно-допустимых концентрациях (ПДК) химических веществ в при родных средах. Подходы к определению предельно допустимых концентрации химических веществ в почвах. Основы санитарно- гигиенического нормирования состава воды, воздуха, продуктов питания. Особенности почвы как объекта нор мирования. Санитарный, миграционный, транслокационный показатели опреде ления ПДК химических веществ в почвах. Практика определения ПДК. Особен ности определения ПДК для различных групп неорганических и органических поллютантов. Достоинства и недостатки санитарно-гигиенического нормирова ния качества почв. Комплексное использование биогеохимических и медико биологических показателей для оценки экологического состояния почв. Порого вые концентрации и нормирование уровней содержания в почвах химических веществ по В.В. Ковальскому. Оценка качества почв по показателям состава фо новых почв, по уровням региональных кларков содержания химических элемен тов в почвах. Статистический подход к нормированию уровней содержания за грязняющих веществ в почвах. Экологическое нормирование уровней содержа ния химических веществ в природных средах. Основы концепции. Подходы к определению предельно-допустимых нагрузок на почву, на экосистему. Концеп ция экологического риска и принципы нормирования состояния почв на ее осно ве.

Тема 5. Экологическое состояние почв россии по результатам почвенного экологического мониторинга. Состояние окружающей среды в России по резуль татам национального экологического мониторинга. Загрязнение почв России от ходами промышленности, энергетики, транспорта, сельского хозяйства, комму нально-бытовой деятельности: закономерности, масштабы, динамика. Экологи ческое состояние почв Московского региона.

Тема 6. Методы определения показателей состояния почв при почвенном мо ниторинге и требования к ним.Аналитические методы определения показателей состояния почв, обеспечение достоверности и воспроизводимости результатов анализа почв. Метрологические характеристики методов анализа почв и требо вания к ним. Природа пространственного и временного варьирования почвенных показателей и учет его при отборе почвенных проб на анализ. Обоснование сис темы пробоотбора.

Тема 7. Оценка качества почв при проведении экологической экспертизы и определении экологического и экономического ущерба от загрязнения почв. За конодательная база экологической экспертизы в РФ. Основы методологии эколо гической экспертизы. Оценка воздействия любых видов деятельности человека на состояние окружающей среды. Экспертная оценка экологического состояния почв и его изменения под влиянием хозяйственной деятельности. Принципы и методы оценки экологического ущерба от загрязнения почв.

Тема 8. Пути совершенствования почвенного экологического мониторинга.

Перспективы развития теории экологического мониторинга. Направления со вершенствования методологии почвенного экологического мониторинга.

Темы рефератов. Обоснование места и роли почвенного мониторинга в сис теме экологического мониторинга. Сравнение методов нормирования содержа ния в почвах загрязняющих веществ. Достоинства и недостатки санитарно гигиенического нормирования содержания в почвах загрязняющих веществ.

Особенности контроля состояния почв на разных уровнях организации почвен ного экологического мониторинга. Разработка перечня контролируемых показа телей состояния почв на основе фундаментальных законов почвообразования, химии почв, геохимии ландшафта.

Примерный перечень вопросов к экзамену. Понятие о предельно допустимых концентрациях (ПДК) химических веществ в природных средах.

Санитарный, миграционный, транслокационный показатели определения ПДК химических веществ в почвах. Уровни мониторинга. Цели, задачи, методы раз личных уровней экологического мониторинга. Значение работ ученых России в разработке теории экологического мониторинга. Факторы почвенно-химической природы и их контроль при экологическом мониторинге почв. Концепция эколо гического риска и принципы нормирования состояния почв на ее основе. Влия ние химических, физических, минералогических свойств, водно-воздушного ре жима, микробиологического состояния почв на превращение и закрепление за грязняющих веществ в почвах. Виды, причины и закономерности общепланетар ной деградации почв. Основные закономерности деградации почв России. Гео химические барьеры и их влияние на перераспределение загрязняющих веществ в ландшафте. Система показателей состояния почв при локальном, региональ ном, глобальном экологическом мониторинге. Требования к методам определе ния почвенных показателей. Практические занятия. Не предусмотрены III. Распределение часов по темам и видам работ Всего 36 часов лекций по 4 часa в неделю:

№ лекции № темы Число часов 1 1 2 2 3 3 4 3 5 4 6 4 7 4 8 5 9 6 10 7 11 7 12 8 I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – з а ч е т V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Основная литература 1. Вернадский В.И. Геохимическая деятельность человека. /Очерки геохимии/, М., Наука,1983. стр.257-258.

2. Герасимов И.П. Научные основы современного мониторинга окружающей среды. Изв.АН СССР, Сер.географ., 1975, N 3, стр.13-25.

3. Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость /Биохимические циклы в биосфере"/, М.,1976, стр.99-115.

4. Добровольский Г.В., Орлов Д.С., Гришина Л.А. Принципы и задачи почвенного мониторинга. Почвоведение, 1983, N11, стр. 23-34.

5. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., Гидро метиздат, 1984. стр. 375.

6. Ковальский В.В. Геохимическая экология. Очерки.М.,Наука, 1974, с.300.

7. Мотузова Г.В. Почвенно-химический экологический мониторинг. М., МГУ, 2001, 84 с 8. Почвенно-экологический мониторинг. Под ред.Орлова Д.С., Васильевской В.Д., М., МГУ, 1994, с.270.

9. Словарь- справочник "Химическое загрязнение почв и их охрана". Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В. и др. М.1991.

Дополнительная литература 10.Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР.

М.1988, с.324.

11.Методические указания по проведению полевых и лабораторных исследова ний почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металла ми. Под ред. Зырина Н.Г., Малахова С.Г. М., Гидрометеоиздат,1981.с.106.

12.Лозановская И.Н.,Орлов Д.С.,Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. Высшая школа. 2002, стр. 180.

13.Мотузова Г.В. Принципы и методы почвенно-химического мониторинга.

М,МГУ, 14.Мотузова Г.В., Карпова Е.А., Малинина М.С., Чичева Т.Д. Фоновый монито ринг почв. М., МГУ, 1990, стр.98.

15.Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза. М., Недра, 1972, с.286.

16.Соколова Т.А., Мотузова Г.В., Малинина М.С., Обуховская Т.Д. Химические основы буферности почв.М., МГУ.1991, стр. 96.

17.Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах (под ред. Н.Г. Зы рина), М., МГУ, 1985, 204 стр.

Автор программы: д.б.н., профессор Мотузова Г.В.

Рецензент: д.б.н., профессор Строганова М.Н.

«ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕЛИОРАЦИИ КИСЛЫХ ПОЧВ»

I. О р г а н и з а ц и о н н о- м е т о д и ч е с к и й р а з д е л Целью спецкурса является изучение природы почвенной кислотности, мето дов ее исследования с особым вниманием к методу непрерывного и равновесно го потенциометрического титрования, изучение поведения алюминия в системе «твердая фаза почвы-раствор», рассмотрение сорбционных и электрохимических характеристик почв в связи с проблемами почвенной кислотности, анализ суще ствующих приемов известкования почв Задачи курса: рассмотрение роли природных и антропогенных факторов под кисления почв;

изучение поведения алюминия в системе «твердая фаза почвы раствор»;

ознакомление студентов с понятиями буферности почв к основанию и с методами непрерывного и равновесного потенциометрического титрования почвенных суспензий и вытяжек;

рассмотрение некоторых электрохимических и сорбционных свойств почв в связи с проблемой почвенной кислотности;

анализ существующих принципов мелиорации кислых почв и методов расчета доз из вести в почвах с преобладанием зависимого и независимого от рН заряда Знания, полученные в рамках спецкурса, дают выпускникам методологиче скую основу для изучения проблем почвенной кислотности и теоретическую ос нову для решении проблем мелиорации кислых почв и охраны окружающей сре ды от токсичного действия соединений Al.

По окончанию спецкурса студент должен иметь представления о природе, формах и показателях почвенной кислотности, о проблеме токсичности ряда со единений Al, об электрохимических и сорбционных свойств почв в связи с про блемой почвенной кислотности, о приемах мелиорации кислых почв с преобла данием зависимого и независимого от рН заряда.

II. Содержание спецкурса Тема 1. Естественные и антропогенные факторы подкисления почв. Естест венные факторы подкисления почв: диссоциация угольной кислоты, диссоциа ция органических кислот, периодическая смена окислительно восстановительных условий в условиях промывного водного режима. Антропо генные факторы подкисления почв: кислые осадки, интенсивное использование почв в сельском хозяйстве при нескомпенсированном потреблении растениями катионов и анионов и отчуждении оснований с урожаем.

Тема 2. Формы и показатели почвенной кислотности, методы их определения.

Актуальная кислотность и известковый потенциал. Обменная кислотность, дис куссия по поводу природы обменной кислотности. Роль исследований В.А.Чернова по проблеме обменной кислотности. Ограничения в использовании метода Соколова при определении обменной кислотности. Гидролитическая (не обменная) кислотность. Степень насыщенности ППК, способы ее расчета. Со держание токсичного для растений алюминия. Использование некоторых специ альных вытяжек для определения подвижного Al. Связь между показателями почвенной кислотности.

Тема 3. Алюминий в системе «твердая фаза почвы – раствор». Значение ис следований в области почвенной химии алюминия. Токсичность некоторых рас творимых соединений алюминия для биоты. Формы соединений алюминия в почвенных растворах. Фракционирование и количественное определение соеди нений Аl в почвенных растворах и природных водах. Факторы, определяющие уровень концентрации алюминия в почвенном растворе: 1) реакции осаждения растворения труднорастворимых соединений Al;

гидролиз Al в воде с образова нием мономерных и полимерных продуктов;

реакция осаждения-растворения гиббсита, аморфных гидроксидов, каолинита, аморфных алюмосиликатов, жур банита с учетом сопутствующих реакций;

2) реакции катионного обмена с уча стием алюминия на образцах глинистых минералов и почв;

3) совместно проте кающие реакции осаждения-растворения гиббсита и катионного обмена с уча стием Al. Некоторые аспекты влияния органического вещества на поведение алюминия в системе почва - раствор. Содержание и состав органического веще ства в почвенных растворах, лизиметрических и поверхностных водах и водных вытяжках из почв и растительного опада. Факторы, влияющие на взаимодейст вие Al с органическим веществом. Некоторые аспекты взаимодействия Al с спе цифическими гумусовыми и неспецифическими органическими кислотами.

Тема 4. Кислотно-основная буферность почв. Определение понятия, кислот но-основной буферности почв. Понятия емкости и интенсивности буферности.

Примеры расчетов буферности к кислоте и основанию некоторых основных компонентов почв. Быстро и медленно протекающие буферные реакции. Непре рывное и равновесное потенциометрическое титрование как метод оценки ки слотно-основной буферности почв. Работы Б.П.Никольского, Н.П.Ремезова, А.А.Роде, В.А.Чернова, И.С.Кауричева, А.А.Понизовского по применению не прерывного потенциометрического титрования для оценки кислотно-основной буферности почв. Выбор диапазона значений рН, в котором проводится титрова ние. Способы представления результатов потенциометрического титрования.

Основные буферные компоненты почв. Кривые потенциометрического титрова ния основанием Н- и Al- форм глинистых минералов. Возможные механизмы самопроизвольного перехода Н-форм глинистых минералов в форму, насыщен ную Al. Кривые титрования основанием препаратов гумусовых кислот. Примеры расшифровки кривых непрерывного титрования и данных равновесного титро вания образцов органогенных и минеральных почвенных горизонтов почв.

Тема 5. Некоторые электрохимические и сорбционные свойства почв в связи с проблемой почвенной кислотности. Компоненты почвы - носители постоянного и зависимого от рН заряда. Точка нулевого заряда с позиций двойного диффуз ного слоя и метод ее определения, основанный на уравнениях Гюи-Чапмена и Нернста. Точка нулевого заряда и другие электрохимические свойства почв с позиций химии координационных соединений. Точка нулевого заряда горизонта В иллювиально-железистых подзолов и ее изменение в процессе эволюции почв.

Некоторые сорбционные свойства почв в связи с величиной заряда поверхности и величиной рН.

Тема 6. Некоторые практические вопросы мелиорации кислых почв. Извест кование как основной прием мелиорации кислых почв. Расчет степени дробле ния известкующих материалов на основе скорости диффузии ионов Са в почве.

Способы расчета доз известкующих материалов - по величине гидролитической кислотности, с использованием одного и двух буферных растворов. Продолжи тельность и глубина воздействия различных известкующих материалов. Взаимо действие известкующих материалов с глинистыми минералами почвы. Особен ности известкования почв с высоким переменным зарядом.

III. Распределение часов по темам и видам работ № Наименование тем и разделов Все- Аудиторные за го нятия, в т. ч.

/ № (ча- Лек- Практ.

сов) ции занятия Естественные и антропогенные факторы 1. 6 6 подкисления почв.

Формы и показатели почвенной кислотности, 2. 4 4 методы их определения.

Алюминий в системе «твердая фаза почвы – 3. 8 8 раствор»

Кислотно-основная буферность почв 4. 6 6 Некоторые электрохимические и сорбцион 5. 6 6 ные свойства почв в связи с проблемой поч венной кислотности Некоторые практические вопросы мелиора 6. 6 6 ции кислых почв.

I V. Ф о рм а и т о г о в о г о к о н т р о л я – э к з а м е н V. У ч е б н о- м е т о д и ч е с к о е о б е с п е ч е н и е к у рс а Амельянчик О.А, Воробьева Л.А. Показатели и методы оценки почвенной ки 1.

слотности и потребности почв в извести. Агрохимия, 1991, N2, стр. 123- Воробьева Л.А. Теория и методы химического анализа почв. Изд. МГУ, М., 2.

Зонн С.В., Травлеев А.П. Алюминий. Роль в почвообразовании и влияние на 3.

растения. Орлов Д.С. Химия почв. Изд. МГУ, М., 4.

Соколова Т.А. Химические основы мелиорации кислых почв. Изд. МГУ, М., 5.

Чернов В.А. О природе почвенной кислотности. Изд. АН СССР, М.-Л. 6.

Дополнительная литература ПалавеевТ., Тотев Т. Кислотность почв и методы ее устранения М., 7.

Понизовский А.А., Пампура Т.В. Применение метода потенциометрического 8.

титрования для характеристики буферной способности почв.// Почвоведе ние. 1993. № 3. С. 106-112.

Автор программы: д.б.н. профессор Т.А.Соколова Рецензент: к.б.н. Г.Н.Копцык «ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ СОЕДИНЕНИЯМИ МЕТАЛЛОВ»

I Организационно-методический раздел Целью спецкурса является комплексное изучение процессов, происходящих при химическом загрязнении почв соединениями металлов, а также методов, по зволяющих это загрязнение оценить и охарактеризовать.

В задачи спецкурса входит: изучение современных представлений о процес сах и химических реакциях, происходящих в почве с участием соединений ме таллов, поступивших туда при загрязнении;

изучение современных методов вы деления из почвы различных форм соединений металлов, изучение современных инструментальных методов определения металлов, изучение принципов, мето дов и критериев оценки степени загрязнения соединениями металлов почв раз личных территорий.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.