Ґрунтознавство

Крім відзначених природних чинників формування територій з аномальним вмістом мікроелементів, їхнє створювання може бути пов'язане з регіональним і локальним техногенним забрудненням, обумовленим викидами промислових підприємств, накопиченням надлишкових кількостей різноманітних компонентів, добрив і й іншими причинами.

Кількість мікроелементів у ґрунтах насамперед визначається їхнім вмістом у вихідній материнській породі і впливом ґрунтоутворювального процесу на їхній подальший перерозподіл. При активному гумусуакумулятивному процесі вони накопичуються у верхній частині профілю; при інтенсивному розвитку елювіальних процесів (опідзолювання, лесиваж і ін.) верхні горизонти ґрунту можуть збіднюватися мікроелементами.

Як очевидно з даних, що приведені в таблиці 2, в основних ґрунтоутворюючих породах лісової, лісо-степової і степової зон міститься приблизно однакова кількість Zn, Co, Cu і Мо; піски і супіски істотно збіднені ними, а глинисті і сланці багатіші інших порід на Zn, Co і Cu.

На поглинання мікроелементів ґрунтами при техногенному забрудненні впливають механічний склад, реакція, вміст гумусу і карбонатів, ємність поглинання й умови водяного режиму.

У ґрунтах мікроелементи містяться в різноманітних формах: у кристалічних гратках мінералів у вигляді ізоморфної домішки, у формі солей і окисів, у складі органічних речовин, у іонообмінному стані й у розчинній формі в ґрунтовому розчині.

На поводження мікроелементів і форми їхніх сполук у ґрунтах впливають роблять окислювально-відновні умови, реакція середовища, концентрація СО2 і вміст органічної речовини. Зміна окислювально-відновного стану ґрунтів істотно відбивається на поводженні мікроелементів із перемінною валентністю. Так, марганець при окислюванні (Mn2+ → Mn4+) переходить у нерозчинні форми, а хром (Cr3+ → Cr6+) і ванадій (V3+ → V5+), навпаки, набувають рухливості і мігрують. При кислій реакції збільшується рухливість Cu, Zn, Mn, Co і зменшується рухливість Мо. Бор, фтор і йод рухливі в кислому і лужному середовищах.

Збільшення концентрації СО2 у ґрунтовому розчині призводить до збільшення рухливості Mn, Ni, Ba у результаті переходу карбонатів у бікарбонати. Гумусові речовини й органічні речовини неспецифічної природи (мурашина, лимонна, щавлева й інші кислоти) можуть зв'язувати мікроелементи, створюючи як розчинні, так і важкодоступні рослинам сполуки.

У зв'язку з особливостями складу і властивостей ґрунту розвитком ґрунтоутворювального процесу у різноманітних ґрунтах спостерігається неоднотипний розподіл як загального вмісту, так і рухливих форм мікроелементів. У чорноземних ґрунтах, як наслідок тривалого розвитку гумусово-акумулятивного процесу, максимальний вміст мікроелементів спостерігається в гумусовому горизонті і в міру зменшення вмісту гумусу у профілі поступово знижується і кількість мікроелементів із мінімумом їх у породі.

Для оцінки умов забезпечення потреби рослин у мікроелементах важливе значення має визначення вмісту їх рухливих форм. Кількість рухливих форм сильно варіює (табл. 3), що пояснюється як генетичними особливостями ґрунтів, так і інтенсивністю їх окультурення.

Радіоактивність ґрунтів обумовлена вмістом у них радіоактивних елементів. Розрізняють природну і штучну радіоактивність.

Природна радіоактивність визивається природними радіоактивними елементами, що завжди в тих або інших кількостях присутні в ґрунтах і ґрунтотворних породах. Природні радіоактивні елементи підрозділяються на 3 групи.

Першу групу складають елементи, всі ізотопи яких радіоактивні. До них належать ряди урану – радію – торію й актінію. Найбільше значення з цієї групи мають 238U, 235U, 232Th, 226Rа, 222Rn.

До другої групи належать ізотопи звичайних елементів, які мають радіоактивні властивості. До них належать 40K, 87Rb, 48Ca, 96Zr і ін. Калій обумовлює найбільшу природну радіоактивність.

Третя група включає радіоактивні ізотопи, що утворюються в атмосфері під дією космічних променів: 3H, 7Be, 10Be, 14C.

Всі природні радіоактивні елементи – в основному довго живучі ізотопи із періодом піврозпаду 108 – 1016 років. Вони випромінюють α і β- частинки і γ – промені. Природна радіоактивність в основному обумовлюється вмістом урану, торію, радію й ізотопу 40К.

Валовий вміст природних радіоактивних ізотопів в основному залежить від ґрунтоутворюючих порід ґрунту. Ґрунти, що сформувалися на продуктах вивітрювання кислих порід, містять радіоактивних ізотопів більше, ніж сформовані на основних і ультраосновних породах; важкі ґрунти містять їх більше, ніж легкі.

Штучна радіоактивність обумовлена надходженням у ґрунт радіоактивних ізотопів, що утворюються в результаті атомних термоядерних вибухів, у виді відходів атомної промисловості, у результаті аварій на атомних підприємствах.

Найбільшу небезпеку в цьому відношенні викликають ізотопи 90Sr і 137Cs, оскільки саме вони обумовлюють штучну радіоактивність, характеризуються тривалим періодом піврозпаду (близько 30-ти років), мають високу енергію випромінювання і здатні активно включатися в біологічний круговорот. Загальним для 90Sr і 137Cs є досить повне їхнє поглинання твердою фазою ґрунту, тому основна їхня кількість (80-90%) закріплюється у верхньому горизонті (5-9см). При цьому найбільшу сорбцію мають ґрунти з високим вмістом гумусу, багаті мулистою фракцією і з монтморилонітовим і гідрослюдним складом глинистих мінералів. За своїми властивостями 90Sr близький до кальцію, а 137Cs до калію. Тому поводження цих радіоізотопів близько до поводження кальцію і калію.

Значна частина радіонуклідів цезію і стронцію закріплюється ґрунтами за типом обмінного поглинання, хоча 137Cs здатний і до необмінного поглинання.

Міграція радіонуклідів також залежить від міцності зв'язків із ґрунтом. У легких