156
157
требованиям: 1) возможность четкого разделения форм соединений; 2)
универсальность,
возможность применения для изучения различных ХЭ; 3) сопоставимость результатов для
различных типов почв.
По присутствию в почвах выделяют следующие формы ХЭ: водорастворимые; обмен-
ные; связанные в органические соединения; захваченные в оксидах железа и марганца; соб-
ственные минералы (карбонаты, фосфаты, сульфиды и т.д.); связанные в структуре силика-
тов (т.е. в нерастворимом остатке). Обобщая разнообразные
методы извлечения, можно
назвать следующие формы соединений ХЭ, выделяемые из почвы: 1) водорастворимые; 2)
обменные; 3) специфически адсорбированные; 4) карбонатные; 5) связанные с органическим
веществом; 6) связанные с оксидами и
гидроксидами железа и марганца; 7) связанные с
алюмосиликатами. Более подробно с различными методами фракционирования можно по-
знакомиться в литературных обзорах (Ладонин, 2002; Водяницкий, 2006; Сиромля, 2009; He
et al., 2013 и др.)
Стоит
упомянуть, что формы ХЭ в почвах начали определять и «прямым способом»,
используя метод электронной микроскопии, чаще всего используют анализ вблизи края по-
глощения рентгеновского излучения (XANES-cпектроскопию) и тонкой структуры спектра
поглощения (EXAFS-спектроскопию) (Mаnceau et al., 2003; Водяницкий, 2010 и др.).
Ю.В. Водяницкий (2010) считает, что синхротронный рентгеновский анализ позволяет
избежать многих ошибок химического экстрагирования и надежно устанавливать состав со-
единений ХЭ в неразрушенных образцах почвы и в отдельных ее частях. В работах (Scheinost
et al., 2002; Minkina et al., 2013 и др.) указано, что результаты химического фракционирова-
ния и синхротронного рентгеновского анализа хорошо согласуются между собой (хотя в по-
следнем случае не могут быть идентифицированы наиболее подвижные формы,
которые
имеют наибольшее экологическое значение).
При химическом фракционировании чаще всего производят последовательные экс-
тракции ХЭ из одной навески почвы, при этом начинают с наиболее "слабого" экстрагента, и
заканчивают наиболее "сильным". В другом случае применяют вытяжки с использованием
разных экстрагентов из отдельных навесок почв – параллельные экстракции. При этом счи-
тают, что более "сильный" экстрагент извлекает из почвы также и те формы соединений ХЭ,
которые извлекаются более "слабыми" экстрагентами. Возможен и комбинированный прием
фракционирования форм соединений ХЭ – на основе сочетания их последовательного и па-
раллельного экстрагирования.
Таким образом, в настоящее время отсутствуют общепринятые методы изучения форм
соединений ТМ, опирающихся на современные представления о
химии ТМ в почвах, а
обобщение имеющихся литературных данных затруднено, как из-за разнообразия методов их
получения, так и из-за различий свойств исследуемых почв, в том числе региональных осо-
бенностей. Вероятно, в связи с данными причинами, а также из-за длительности и высокой
трудоемкости методик фракционирования, число работ, посвященных изучению форм соеди-
нений ХЭ в почвах, в отечественной литературе весьма ограничено. В России исследованы
формы соединений ТМ в почвах Нижнего Дона, Курской, Тульской и Воронежской обла-
стей. Изучен фракционный состав ТМ дерново-подзолистых почв Среднего Урала, Москов-
ской, Свердловской и Тверской областей. Есть данные по тундровым глеевым почвам Крас-
ноярского края и антропогенно преобразованным почвам г. Архангельска. Исследованы не-
которые типичные катены Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. Однако ав-
торы используют очень широкий спектр разнообразных методик фракционирования, что за-
трудняет сопоставление полученных результатов и снижает их информативность.
Обычно
исследователи обращают внимание на Cu, Zn, Pb, менее изучен Cd, еще слабее – Ni, Co. В
настоящее время исследования фракционного состава ХЭ в почвах Западной Сибири ведутся
в лаборатории биогеохимии почв Института почвоведения и агрохимии СО РАН.
Один из широко используемых способов фракционирования – метод
Макларена с различными модификациями. Так, например, у разных исследователей
156
157
требованиям: 1) возможность четкого разделения форм соединений; 2) универсальность,
возможность применения для изучения различных ХЭ; 3) сопоставимость результатов для
различных типов почв.
По присутствию в почвах выделяют следующие формы ХЭ: водорастворимые; обмен-
ные; связанные в органические соединения; захваченные в оксидах железа и марганца; соб-
ственные минералы (карбонаты, фосфаты, сульфиды и т.д.); связанные в структуре силика-
тов (т.е. в нерастворимом остатке). Обобщая разнообразные методы извлечения, можно
назвать следующие формы соединений ХЭ, выделяемые из почвы: 1) водорастворимые; 2)
обменные; 3) специфически адсорбированные; 4) карбонатные; 5) связанные с органическим
веществом; 6) связанные с оксидами и гидроксидами железа и марганца; 7) связанные с
алюмосиликатами. Более подробно с различными методами фракционирования можно по-
знакомиться в литературных обзорах (Ладонин, 2002; Водяницкий, 2006; Сиромля, 2009; He
et al., 2013 и др.)
Стоит упомянуть, что формы ХЭ в почвах начали определять и «прямым способом»,
используя метод электронной микроскопии, чаще всего используют анализ вблизи края по-
глощения рентгеновского излучения (XANES-cпектроскопию) и тонкой структуры спектра
поглощения (EXAFS-спектроскопию) (Mаnceau et al., 2003; Водяницкий, 2010 и др.).
Ю.В. Водяницкий (2010) считает, что синхротронный рентгеновский анализ позволяет
избежать многих ошибок химического экстрагирования и надежно устанавливать состав со-
единений ХЭ в неразрушенных образцах почвы и в отдельных ее частях. В работах (Scheinost
et al., 2002; Minkina et al., 2013 и др.) указано, что результаты химического фракционирова-
ния и синхротронного рентгеновского анализа хорошо согласуются между собой (хотя в по-
следнем случае не могут быть идентифицированы наиболее подвижные формы, которые
имеют наибольшее экологическое значение).
При химическом фракционировании чаще всего производят последовательные экс-
тракции ХЭ из одной навески почвы, при этом начинают с наиболее "слабого" экстрагента, и
заканчивают наиболее "сильным". В другом случае применяют вытяжки с использованием
разных экстрагентов из отдельных навесок почв – параллельные экстракции. При этом счи-
тают, что более "сильный" экстрагент извлекает из почвы также и те формы соединений ХЭ,
которые извлекаются более "слабыми" экстрагентами. Возможен и комбинированный прием
фракционирования форм соединений ХЭ – на основе сочетания их последовательного и па-
раллельного экстрагирования.
Таким образом, в настоящее время отсутствуют общепринятые методы изучения форм
соединений ТМ, опирающихся на современные представления о химии ТМ в почвах, а
обобщение имеющихся литературных данных затруднено, как из-за разнообразия методов их
получения, так и из-за различий свойств исследуемых почв, в том числе региональных осо-
бенностей. Вероятно, в связи с данными причинами, а также из-за длительности и высокой
трудоемкости методик фракционирования, число работ, посвященных изучению форм соеди-
нений ХЭ в почвах, в отечественной литературе весьма ограничено. В России исследованы
формы соединений ТМ в почвах Нижнего Дона, Курской, Тульской и Воронежской обла-
стей. Изучен фракционный состав ТМ дерново-подзолистых почв Среднего Урала, Москов-
ской, Свердловской и Тверской областей. Есть данные по тундровым глеевым почвам Крас-
ноярского края и антропогенно преобразованным почвам г. Архангельска. Исследованы не-
которые типичные катены Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин. Однако ав-
торы используют очень широкий спектр разнообразных методик фракционирования, что за-
трудняет сопоставление полученных результатов и снижает их информативность. Обычно
исследователи обращают внимание на Cu, Zn, Pb, менее изучен Cd, еще слабее – Ni, Co. В
настоящее время исследования фракционного состава ХЭ в почвах Западной Сибири ведутся
в лаборатории биогеохимии почв Института почвоведения и агрохимии СО РАН.
Один из широко используемых способов фракционирования – метод
Макларена с различными модификациями. Так, например, у разных исследователей
число обработок пробы отдельным экстрагентом составляет от 1 до 4. В связи с этим, весьма
интересно оценить полноту извлечения из почвы отдельных фракций химических элементов в
зависимости от количества экстракций (табл. 1).
Таблица 1
Достарыңызбен бөлісу: