36
(гранулометрический) и химический состав почв, содержание в них органи-
ческих веществ, гидролитическая кислотность, катионно-обменная способ-
ность металлов, наличие геохимических барьеров и т.д.
Поглотительная способность почв увеличивается с повышением их дис-
персности, ростом органических соединений (гумуса) и приближением реакции
почвенного раствора к нейтральной. В связи с этим верхние гумуссодержащие
тонкодисперсные слои почвы более подвержены техногенным воздействиям,
чем нижние грубодисперсные слои.
На поглотительную способность почв значительное влияние оказывает их
минералогический состав. Так, Si и Zn поглощаются в большей степени песча-
ными почвами; Al, Fe, Ba и K – глинистыми; Ca, Mg и углерод – известняками.
Важную роль играет реакция среды (рН) и значение окислительно-
восстановительного потенциала среды миграции. В условиях низких значе-
ний рН значительно возрастают растворимость и миграционная способность
металлов. В обычных незагрязненных почвенных растворах, имеющих ней-
тральную реакцию, содержание таких элементов невелико.
На адсорбционную способность тяжелых металлов в почвах оказывают
влияние также радиусы их ионов, что видно из приведенного ряда:
Элемент: Cd < Ni < Co < Zn < Cu < Pb < Hg
рН 10,1 9,9 9,7 9,7 7,7 7,7 3,4
R
иона
0.97 0.78 0.78 0.84 0.80 1.26 1.12
Значительное число реакций в зоне активной миграции химических
элементов происходит по типу окислительно-восстановительных реакций.
Важную роль в процессах адсорбции тяжелых металлов в почвах играют
алюмосиликатные и органические коллоиды, имеющие отрицательный заряд и об-
ладающие значительной способностью к сорбции катионов калия, бария, никеля,
кобальта, меди, цинка, магния, золота, вольфрама, аммония, натрия. Коллоиды
гидроксидов железа сорбируют анионы фосфорной кислоты, ванадия, мышьяка.
На степень поглощения тяжелых металлов почвами существенно влияет и
энергия поглощения разновалентных ионов, которая возрастает с увеличением
валентности: Li
+
<Na
+
<K
+
<NH
4
+
<Cs
+
<Mg
2+
<Ca
2+
<Al
3+
<Fe
3+
. В ряду ионов одной
валентности энергия поглощения возрастает с увеличением порядкового номера
в периодической таблице, например: Mg<Ca<Co<Cd. Катионы, обладающие
большей энергией поглощения, прочнее удерживаются в почвенном слое и
труднее замещаются другими, особенно катионами менее активных элементов.
Миграция химических элементов в почвенном профиле
Часть элементов, поступающих на поверхность почвы с техногенными
потоками, задерживается в верхнем горизонте. Состав и массы удерживаемых
элементов зависят от содержания и состава гумуса, карбонатно-щелочных и
окислительно-восстановительных условий, сорбционной способности, интен-
сивности биологического поглощения. Другая часть потока проникает внутрь
почвенной толщи при нисходящем токе почвенной влаги, а также механиче-
ским путем за счет лессиважа или переноса веществ почвенными животными.
Тяжелые металлы в зависимости от их физико-химических свойств на-
ходятся в почвах в разном состоянии и, следовательно, ведут себя по-
разному, т.е. химические свойства элементов играют ведущую роль при их
миграции в земной коре. Так химические соединения с ионными связями в
водных растворах диссоциируют и мигрируют в форме ионов. А осаждение