Влияние окислительно-восстановительных процессов на химическое состояние почв - Реферат

В формировании химических свойств почв, их генетических профиле и плодородия окислительно-восстановительные процессы занимают одно из ведущих мест. Окислительно-восстановительные реакции и процессы наиболее часто изучают в связи с образованием и изменением почв под влиянием избыточного увлажнения. Например, реакции окисления непрерывно осуществляются в ходе гумификации растительных остатков, когда изменяется окислительное состояние железа, марганца и ряда других элементов, поступающих в почву с органическими остатками. Окислительно-восстановительные реакции в почвах протекают в сложной обстановке; они осуществляются в гетерогенной многофазной среде, а участвующие в реакции вещества часто представлены трудно растворимыми соединениями; характерно непосредственно участие в окислительно-восстановительных реакциях органических веществ.В формировании химических свойств почв, их генетических профилей и плодородия окислительно-восстановительные процессы занимают одно из ведущих мест. Окислительно-восстановительные реакции и процессы наиболее часто изучают в связи с преобразованием или изменением почв под влиянием избыточного увлажнения. Однако окислительно-восстановительные реакции протекают постоянно и в хорошо аэрированных почвах, в том числе в верхних горизонтах черноземов, серых лесных, бурых пустынных и других почв. Окислительно-восстановительные реакции в почвах протекают в сложной обстановке; они осуществляются в гетерогенной многофазной среде, а участвующие в реакции вещества часто представлены трудно растворимыми соединениями; характерно непосредственное участие в окислительно-восстановительных реакциях органических веществ. Практически окисление рассматривают как такую реакцию, при которой происходит присоединение кислорода к веществу, потеря веществом водорода, или потеря веществом электронов.Окислительно-восстановительным потенциалом почвы (ОВП) называют разность потенциалов, возникающую между почвенным раствором и электродом из инертного металла (платины), помещенным в почву. ОВП обозначают символом Eh (ОВП по отношению к водороду) и выражают отношением активностей окисленной (Ох) и восстановленной (Red) форм соединений. Если в системе имеет место равновесие, то потенциал такой системы равен: Eh=E, (RT/NF) • ln(AQX/ а^), (3) где R - универсальная газовая постоянная, Дж; Т - абсолютная температура, К; F - постоянная Фарадея, Кл; п - число электронов, принимающих участие в окислительно-восстановительной реакции, а0х и ARED - активности окисленной (Ох) и восстановленной (Red) форм соединений; Е0 - стандартный потенциал данной окислительно-восстановительной системы, определяемый условием а0х: ARED = 1. В основе уравнения (3) лежит уравнение Нернста, связывающее потенциал электрода (Е) с составом равновесного раствора: Е = Е RT/NF 1NAM, (5) где ам - активность катиона металла М в равновесном растворе; E0 - потенциал стандартного электрода, т. е. электрода, находящегося в равновесии с раствором, для которого ам= 1 Уравнение (8) показывает, что ОВП почвы зависит от отношения активностей окислителя и восстановителя, а не от их абсолютных значений.В почвах обычно имеется не одна, а несколько окислительно-восстановительных систем (ОВ), неорганических и органических, так как в почвах одновременно содержатся окисленные и восстановленные формы различных соединений, составляющих определенные системы. Присутствуют в почвах также и органические ОВ системы. Окислительно-восстановительный потенциал почвы (Eh) - это некоторое среднее значение Eh отдельных систем, причем оно ближе к Eh той системы, окисленные или восстановленные формы которой содержатся в почве в наибольшем количестве. Создание восстановительной обстановки в почвах обусловлено в основном накоплением в них продуктов анаэробного распада органического вещества и жизнедеятельности микроорганизмов и в меньшей степени соединения железа (II), серы и некоторых других металлов, присутствовавших в почвах, но в небольшом количестве (подобно соединениям железа (III), марганца и др.).Состояние химических элементов и соединений в почвах тесно связано с уровнем окислительного потенциала. Эта связь двухсторонняя: величина потенциала влияет на трансформацию компонентов почвы, но и химический состав почвы может способствовать или препятствовать изменению окислительного потенциала как в сторону его повышения, так и в сторону понижения. В богатых гумусом почвах, где условия для жизнедеятельности микрофлоры благоприятны, часто наблюдается интенсивное развитие глубоких восстановительных процессов за счет жизнедеятельности микроорганизмов. Устойчивые соединения серы в почвах представлены в аэробных условиях сульфатами, в анаэробных - сульфидами. Эти показатели связаны с окислительно-восстановительным режимом почвы, и поэтому динамика, подвижность и доступность фосфора растениям также зависят от уровня ОВ-потенциалов, хотя фосфор в почвах представлен соединениями, в которых он имеет валентность 5.С ними тесно связаны процессы трансформации растительных остатков, темпы накоплени

Содержание

Введение

1 Окислительно-восстановительные реакции и процессы в почвах

2 Окислительно-восстановительный потенциал почвы

3 Окислительно-восстановительные системы почв

4 Влияние окислительно-восстановительных процессов на химическое состояние почв

Заключение

Список используемой литературы

В формировании химических свойств почв, их генетических профиле и плодородия окислительно-восстановительные процессы занимают одно из ведущих мест. Окислительно-восстановительные реакции и процессы наиболее часто изучают в связи с образованием и изменением почв под влиянием избыточного увлажнения. Главное внимание обращается на восстановительную трансформацию соединения железа, марганца, азота, серы. Однако окислительно-восстановительные реакции протекают постоянно и в хорошо аэрированных почвах, в том числе в верхних горизонтах чернозема, серых лесных, бурых пустынных и других почв. Например, реакции окисления непрерывно осуществляются в ходе гумификации растительных остатков, когда изменяется окислительное состояние железа, марганца и ряда других элементов, поступающих в почву с органическими остатками.

Для большого набора входящих в состав почвы химических элементов характерны различные степени окисления. Различную степень окисления, или различную валентность, проявляют макроэлементы: углерод, азот, сера; переходные и микроэлементы: железо, марганец, хром, медь, селен, молибден, олово.

Окислительно-восстановительные реакции в почвах протекают в сложной обстановке; они осуществляются в гетерогенной многофазной среде, а участвующие в реакции вещества часто представлены трудно растворимыми соединениями; характерно непосредственно участие в окислительно-восстановительных реакциях органических веществ. Наряду с чисто химическими процессами в почвах широко развиты или даже преобладают биохимические процессы окисления и восстановления.

Слишком низкие потенциалы, складывающиеся при интенсивно идущих восстановительных реакциях, как и слишком высокие потенциалы, вызывающие накопление соединений с элементами в высших степенях окисления, создают неблагоприятную обстановку и снижают продуктивность большинства возделываемых культур. Оптимальные интервалы окислительно-восстановительных потенциалов окончательно не установлены, но при интенсивном земледелии возникает необходимость их регулирования. Оптимизация окислительно-восстановительных режимов может быть осуществлена с помощью приемов обработки почвы, осушительной мелиорации, орошения, а также с помощью химических средств, в частности, путем внесения органических удобрений. окислительный восстановительный почва химический