Научно-исследовательская работа по химии на тему: Исследование почв п. Аксеново Усть – Ишимского района

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………………………2

1.Глава. 1. Теоретическая часть……………………………………………………………….. 4

1.1 Образование почв……………………………………………………………………………4

       Изменение почв во времени………………………………………………………………..5

 1.2 Основные типы почв нашей страны……………………………………………………….6

1.3 Почвы городов……………………………………………………………………………….7

1.4 Значение почвы………………………………………………………………………………7

1.5 Состав почвы……………………………………………………………………………......  8

1.6 Физические, агротехнические и водные свойства почвы…………………………………9

1.7 Химический состав почвы…………………………………………………………………12

1.8 Почвенные загрязнения антропогенного характера……………………………………...15

      Засоление почвы……………………………………………………………………………16

1.9 Эрозия почв…………………………………………………………………………………17

      Водная эрозия почвы……………………………………………………………………….17

      Ветровая эрозия…………………………………………………………………………….17

1.9.1 Защита почв от загрязнения, заболачивания и прямого уничтожения……………….19

        Меры охраны почв от эрозии…………………………………………………………….19

Глава 2. Практическая часть…………………………………………………………………...20

2.1 Определение хлорид-ионов в почве……………………………………………………....20

2.2 Определение сульфат-ионов в почве……………………………………………………..21

2.3 Расчетная оценка количества свинца поступающего в почву придорожных зон от автотранспорта…………………………………………………………………………………22

2.4 Определение общего количества примесей в отобранных пробах воды………………25

2.5 Определение кислотности почвы…………………………………………………………26

2.6 Растения – индикаторы почв……………………………………………………………...28

2.7 Обнаружение ионов серебра в почве……………………………………………………..29

2.8 Обнаружение ионов кальция в почве…………………………………………………….29

2.9 Обнаружение ионов меди в почве………………………………………………………..30

2.10 Обнаружение  нитрат-ионов в почве……………………………………………………30

2.11 Обнаружение ионов алюминия в почве………………………………………………...31

2.12 Обнаружение ионов аммиака в почве…………………………………………………..31

2.13 Обнаружение ионов щелочных металлов………………………………………………32

2.14 Определение физических свойств почвы………………………………………………33

2.15 Определение цвета  почвы……………………………………………………………….33

2.16 Определение структуры почвы…………………………………………………………..33

2.17 Определение липкости почвы……………………………………………………………33

Глава 3. Влияние химического состава почвы на здоровье человека………………………34

               Заключение……………………………………………………………………………36

        Список использованной литературы……………

Введение.

Почва- это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растительности, животных микроорганизмов, материнской породы и является самостоятельным природным образованием.

Основателем научного почвоведения является русский учёный В.В. Докучаев (1846- 1903), который впервые дал определение понятиям « почва» и « почвенный профиль», выявил главные отличительные свойства и раскрыл сущность почвообразовательного процесса.

Посредствам почвы - важнейшего компонента биосферы - осуществляются экологические связи живых организмов с литосферой, гидросферой, атмосферой. Важнейшим свойством почвы является плодородие. Плодородие почвы – это совокупность свойств почвы, обеспечивающие высокую урожайность сельскохозяйственных растений, а также биологическую продуктивность естественных фитоценозов. Плодородие почвы зависит от оптимального содержания в ней питательных веществ (азота, фосфора, микроэлементов), степени увлажненности, правильных методов агротехники, отсутствие вторичного засоления, процессов эрозии. Плодородие почвы определяют по наличию в ней гумуса. Гумус - высокомолекулярные тёмно- окрашенные органические вещества почвы. Состоит из гуминовых кислот, образуется в результате биохимического разложения растительных и животных остатков. От его качества зависит плодородие почв. Различают естественное и искусственное плодородие. Естественное плодородие - определяется природными факторами, а искусственное осуществляется внесением удобрений и проведением агротехнических мероприятий: мелиорации, севообороты.

Распределение почв по наличию ней гумуса тесно связано с природными зонами, климатом и характером растительного покрова. Нередко по растительности можно определить тип почв. По наличию типов почв территория Омской области делится на три зоны: южная таёжно-лесная, лесостепная и степная.

Таежно-лесная область понижена и заболочена. Основной зеленый фонд - подзолистые, болотные и луговые почвы. Как правило, кислые, маломощные, с низким запасом гумуса, азота и фосфора. Зона слабо освоена.                                  

Лесостепная зона занимает 51.3% территории области. В почвенном покрове зоны господствуют сочетания, образованные лугово-черноземными, черноземно-луговыми почвами, а также комплексами солонцов. Содержание гумуса 4-5 %.

Степная зона  - 8.6 % территории области, наиболее освоена и распахана. В земельном фонде степной зоны преобладают чернозёмы обыкновенные и южные маломощные малогумусовые, нередко карбонатные и солонцовые почвы.                                          

В области постоянно осуществляется агротехнический контроль над состоянием плодородия почв. При этом учитывается содержание гумуса в почве, кислотность, обеспеченность почв фосфором и калием, загрязнение тяжёлыми металлами, химическими элементами. Низкая обеспеченность почв минеральными и органическими удобрениями, отрицательно сказывается на плодородии почв, а, следовательно, на урожайность сельскохозяйственных культур. Во многих районах области в связи с резким спадом отрасли животноводства органические удобрения не вносятся в почву на протяжении ряда лет. Это наглядный пример нерационального использования самого дорогого ресурса области – земли.

Цель работы:

 Исследовать почвы посёлка Аксёново.

Задачи:

1. Определить  химический состав почвы.
2. Определить физические свойства почвы.
3. Определить влияние химического состава почвы на здоровье человека.

Методы исследования:

1. Теоретические
2. Эмпирические
3. Математические

1. Глава     Теоретическая  часть.

1. 1 Образование почв.

Образование почв начинается с выветривания. Благодаря выветриванию происходит разрушение и измельчение горных пород. Раздробленная  их масса  слагает нижний горизонт почв. Выветриванию способствует влажный и теплый климат. Сухой и холодный климат ослабевает выветривание. Образование и рост почв происходит не только за счет разрушения горных пород, но и при наполнении их. Так, например, формируются  почвы на поймах. Рельеф может и благоприятствовать и не благоприятствовать образованию почв. Огромную роль в образовании почв играют микроорганизмы. Благодаря длительной переработке микроорганизмами органических остатков, постепенно образуется слой гумуса. В нём содержится все вещества, необходимые для роста растений. Животные почв представлены простейшими, червями, насекомыми. Их деятельность приводит к разрыхлению и перемешиванию почв, благодаря чему почва приобретает высокую пористость. Такие почвы более плодородны. В почвах очень важна их структура, строение. Хорошо разрыхленная корнями растений и различными животными землероями почва имеет комковатую или зернистую структуру, такие  почвы называются  структурными. Верхний перегнойный горизонт их состоит из комочков диаметром до 10 мм. Эти почвы плодородны, т.е. способны производить хорошие урожаи растений. В их порах в достатке содержится вода и воздух. Почвы, состоящие из очень мелких пылевых частиц размером от 0,001 до 0,05мм., называются бесструктурными. Впитывая воду , такие почвы образуют сплошную, вязкую, липкую массу- такие почвы неплодородны. Образование почв происходит с момента жизни и зависит от многих факторов.

Субстрат, на котором образуются почвы. От характера материнских пород зависят физические свойства почвы (пористость, водоудерживающая способность, рыхлость). Они определяют водный и тепловой режим, интенсивность перемешивания веществ, минералогический и химический составы, первоначально содержание элементов питания, тип почвы.

 Растительность. Зелёные растения (основные создатели первичных органических веществ). Поглощая из атмосферы углекислоту, из почвы воду и минеральные вещества, используя энергию света, они создают органические соединения, пригодные для питания животных. С помощью животных, бактерий, физических и химических воздействий

 органическое вещество разлагается, превращаясь в почвенный гумус. Зольные вещества наполняют минеральную часть почвы.  

Животные организмы. Выполняют функцию преобразования органического вещества в почву. Сапрофаги (земляные черви), питающиеся мертвыми органическими веществами влияют на содержание гумуса, мощность горизонта и структуру почвы. Из наземного животного мира на почвообразование наиболее интенсивно влияют все виды грызунов и травоядные животные.

Микроорганизмы- бактерии, одноклеточные водоросли, вирусы. Разлагают сложные органические и минеральные вещества на более простые, которые в дальнейшем, могут использоваться самими микроорганизмами и высшими растениями. Почвенные микроорганизмы (азотофиксирующие бактерии) принимают участие в разрушении токсичных продуктов обмена веществ высших растений, животных и самих микроорганизмов в синтезе витаминов,  необходимых для растений и почвенных животных.

 Климат. Влияет на тепловой и водный режим почвы, а значит на биологический и физико-химический  почвенные процессы.

Рельеф. Распределяет на земной поверхности тепло и влагу. Продолжительность процесса почвообразования для различных материков и широт составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч лет.

Хозяйственная деятельность человека в настоящее время становится доминирующим фактором в разрушении почв, снижении и повышении плодородия. Под влиянием человека меняются параметры и факторы почвообразования- рельефы, микроклимат, создаются водохранилища, проводится мелиорация.

Изменение почв во времени.

Изменение почв во времени - это жизнь почв. Почвы – это природный комплекс со своим органическим миром, водным, температурным и газовым режимом, взаимодействием с рельефом, водами суши, климатом, растительностью и животным миром. Наиболее тесное взаимодействие устанавливается между и растениями. После отмирания растений все возвращается в почву, так происходит биологический круговорот между почвами и растениями. Активно взаимодействуют почвы с атмосферой. Почвы "дышат", воздух проникает в них по порам.

 1.2  Основные типы почв нашей страны.

Тундро – глеевые почвы. Состоят (сверху вниз) из подстилки (растительных остатков), слабо выраженного перегнойного горизонта и глеевого горизонта, переходящего ниже в мёрзлый глеевый горизонт. Образование этих почв связано с большой переувлажнённостью, низкими среднегодовыми температурами, незначительным испарением и мерзлотным подстилающим горизонтом. Почвы перенасыщены влагой.

Подзолистые почвы. Образуются в зоне тайги и смешанных лесов. Интенсивно промываются, содержат много гумуса. В этих почвах мало питательных веществ, но достаточно влаги. Дерново-подзолистые почвы также образуются в зоне  смешанных лесов.

Серые лесные почвы. Распространены в широколиственных лесах и лесостепях. Эти почвы богаты питательными веществами, достаточно влаги. Они представляют собой высокоплодородные почвы, дающие высокие урожаи.

Чернозёмы. Имеют мощный горизонт перегноя. Эти почвы богаты питательными веществами, но не всегда достаточно влаги. При достаточном  естественном увлажнении и искусственном задержании влаги все посевы на чернозёмах высокие урожаи.

Каштановые почвы. Господствуют в сухих степях и полупустынях. Они отличаются от чернозёмов меньшей мощностью горизонта перегноя и меньшим содержанием в нём гумуса. Эти почвы обладают достаточным  запасом питательных веществ. Для хороших урожаев требуют накопления и сохранения влаги.

Бурые и серо – бурые почвы. Распространены в наиболее засушливых районах нашей страны. Содержание гумуса в них очень низкое. Почвы светлые, иногда почти  белые или бурые из-за соединений железа. Недостаток влаги не позволяет использовать их в земледелии. Они часто засолены.

Серозёмы. Более богаты питательными веществами, при орошении они позволяют выращивать многие виды растений, плодовые культуры.

Краснозёмы. Данные почвы распространены во влажных тропиках. Они обогащены железом и алюминием.

1.3 Почвы городов.

По мере урбанизации почва городов становится всё хуже. Она почти целиком скрывается под зданиями, бетонными и асфальтовыми покрытиями площадей, дорог и тротуаров. На немногочисленных отрытых участках тщательно вытравливаются все живые организмы почвенного слоя. Здесь накапливаются отработанные масла автомобилей, земля насыщается поваренной солью, рассыпаемой каждую зиму и весну на дорогах. Сюда же осаждаются многие вредные вещества из сильно загазованной городской атмосферы.

   Почвы улиц, площадей, автомобильных стоянок полностью скрыты под искусственным покрытием. Открытая почва сохраняется иногда на обочинах. Здесь она очень уплотнена и, как правило, сильно щелочная. Обычно много отрытого грунта остаётся в черте города в его парках и садах. Там часто сохраняются естественные или насыпные почвы. Здесь вносятся умеренные дозы удобрений, о почвах заботятся, но всё равно на них осаждаются и ими связывается много веществ, загрязняющих воздух. Они-то и травят почвы.

   Благодаря деревьям и кустарникам сохраняется повышенная почвенная влажность. Растительный опад в парках убирают не полностью, и часть его пополняет гумусный слой. Кроме того, почвы сохраняются в цветочных вазонах, на клумбах. Обычно это привозная земля.

1.4 Значение почвы.

Почвенный покров является важнейшим природным образованием. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км² или 86,5 % площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 10 % суши.

Для всех почв характерно уменьшение содержания органических веществ и живых организмов от верхних горизонтов к нижним.

Горизонт А1_- темноокрашенный, содержащий гумус, обогащён минеральными веществами и имеет для биогенных процессов наибольшее значение.

Горизонт А2-  Элювиальный   слой, обычно пепельный, светло- серый или желтовато – серый цвет.

Горизонт В1 – иллювиальный слой, обычно плотный, бурой или коричневой окраски, обогащенный коллоидно – дисперсными минералами.

Горизонт С- изменённая почвообразующими процессами материнская порода.

Горизонт В2- исходная порода.

Почва- необходимое условие существования растений, а, следовательно,  и, животных, а в конечном итоге и человека. Если не учитывать Мировой океан, жизнь в котором  имеет свой круговорот и плодами которого человечество пользуется значительно меньше, чем плодами земли. Почва оказывается тем главным богатством, на котором зиждется благосостояние человека. Смерть почвы - это, прежде всего смерть почвенного покрова. Почвенные горизонты могут полностью разрушиться, и вместе с ним исчезнет и плодородие.

1.5 Состав почвы.

     Почва состоит из твёрдой, жидкой и газообразной фаз. Твёрда часть, представлена горной породой, или минеральными частицами (каменистая часть, гравий, песок, пыль, ил), и органическими веществами. Жидкая фаза – почвенный раствор, газообразная – воздух, заполняющий почвенные поры.

Почвы различаются по механическому составу (табл.1), т.е. по содержанию в них  частиц различных размеров, которые называют механическими элементами.

                                                                                                                          Таблица 1.  

 Среди них выделяют физический песок (частицы диаметром от 1мм до 0,01мм) и физическую глину (частицы мельче 0,01).

Глинистые почвы после дождя быстро заплывают, и на них образуется корка. Обрабатывать такие почвы необходимо только в оптимальный срок и быстро, когда они хорошо крошатся.

Суглинистые почвы быстрее прогреваются, они более рыхлые и легче поддаются обработке, чем глинистые.

В практике песчаные и супесчаные почвы называют лёгкими, т.к. они легко поддаются обработке, а глинистые и суглинистые – тяжёлыми.

  Почва состоит из минеральных веществ и органических частиц. Минеральные вещества – это частицы материнских горных пород, которые попадают на Землю в результате действия природных сил: ветра, дождей, землетрясений. Органические вещества – это перегной растений, трупов животных, нечистот, микроорганизмов, червей, различных личинок. Многие из них принимают участие в процессах минерализации органических веществ. Микробы заселяют в основном поверхностный слой почвы. С одного га. почвы толщиной 10 см. можно собрать 40 тысяч микроорганизмов. На почву может попадать и патогенная флора, вызывающая такие заболевания, как дизентерия, брюшной тиф и паразиты. Почва обладает процессами самоочищения. Все органические вещества подвергаются процессам минерализации, и в конечном итоге образуется перегной – гумус. Минерализация заканчивается за 6-7 месяцев. Выделяющийся при этом азот, углерод, сульфаты, фосфаты, вода – попадают в почву, частично в воздух, некоторые усваиваются растениями и принимают участие в фотосинтезе.

1.6 Физические, агротехнические и водные свойства почвы.

Физические свойства почвы. Виды и способы обработки почвы определяются в первую очередь её физическими свойствами – плотностью, объёмной массой, пластичностью и т.д.

Плотностью твёрдой фазы почвы характеризуется отношением массы твёрдой фазы почвы (в абсолютно сухом состоянии)  к массе воды равного объёма при 4 C°. Чем выше плотность почвы, тем меньше содержит она перегноя и тем ниже ее плодородие. Богатый чернозём (10 % гумуса) имеет плотность 2,37, а подзолистые малоплодородные суглинки – 2,67.

Плотность почвы – масса 1 см.³ абсолютно сухой почвы со всеми имеющимися в ней порами. В пахотном слое большинства почв она составляет 1,0-1,4г на 1 см³. Плотность служит показателем обеспеченности почвенных горизонтов водой и воздухом; чем она меньше, тем почва богаче воздухом, водой и перегноем.

Пористостью называется объём всех пор и промежутков между почвенными частицами в процентах от объёма почвы.

Строение пахотного слоя. Соотношение объёмов твёрдой фазы почвы и различных видов пор называется строением пахотного слоя. Оптимальные условия для роста и развития растений создаются в такой почве, в которой примерно половина её объёма приходится на поры.

Агротехнические свойства почвы. На виды и сроки обработки почвы, выбор орудий влияют такие свойства, как липкость, связность, а также спелость и сопротивление обрабатывающим орудиям.

Связность почвы – свойство почвы противостоять внешним воздействиям, направленным на разъединение её частиц. Чем выше  связность, тем труднее обрабатывать почву, тем слабее развивается корневая система растений. Наибольшая связность у тяжёлых по механическому составу (глинистые) почв, а наименьшая у лёгких (песчаных).

Липкость – свойство влажность почвы прилипать к предметам. Чем выше влажность почвы и содержание глинистых частиц, тем выше показатель её липкости.

Физическая спелость – состояние почвы, при котором она во время обработки хорошо крошится, не размазывается и не распыляется, при обработке спелой почвы расходуется меньше механической энергии. При вспашке сухой почвы образуются крупные глыбы. Очень сырая почва при обработке не крошится и образует слаборасчленённую размазывающуюся массу.

Биологическая спелость связана с благоприятными условиями  для развития микроорганизмов (оптимальная температура и влажность).

Водные свойства почвы. От содержания влаги в почве зависят жизненные процессы растений и развитие микроорганизмов, а также приёмы механической обработки.

Формы воды в почве. В почве вода может быть в доступной и недоступной для растений форме. Доступная для растений – гравитационная и капиллярная влага, труднодоступная – рыхлосвязанная и пленочная, недоступная – гигроскопическая и плёночная прочносвязанная влага.

Гравитационная влага, занимающая в почве широкие полости, наиболее доступна для растений. Она передвигается под воздействием силы тяжести. Её источник – атмосферные осадки. Избыточное количество этой влаги встречается в почвах увлажнённых районов нечернозёмных областей. В этих местах почвы осушают. В районах умеренного и недостаточного увлажнения гравитационная влага в почве существует короткое время.

Капиллярная влага  заполняет узкие почвенные ходы – капилляры – легко усваивается растениями.

Гигроскопическая влага поглощается частицами твёрдой фазы из воздуха. Она покрывается, покрывает твёрдые частицы тонкой плёнкой, слоем в 2-3 молекулы и прочно удерживается. Эта влага растениям недоступна.

Плёночная влага окружает почвенные частицы, она может быть рыхло связана с частицами почвы и тогда доступна  для растений и плотно связана с почвенными частицами и тогда недоступна им. С повышением температуры усиливается испарение воды из почвы по капиллярам (особенно на бесструктурных почвах). Потеря воды усиливается при образовании почвенной корки. Корку уничтожают боронами или ротационными мотыгами.

Влажность почвы – количество содержащейся в ней воды, выраженное в процентах к массе абсолютно сухой почвы. Её определяют при орошении (до и после полива), после таяния снега и после дождей.

Влагоёмкость характеризуется способностью почвы удерживать влагу. Различают следующие виды влагоёмкости:

Предельная полевая влагоемкость (ППВ) – количество влаги, которое остаётся в однородной почве при глубоком залегании грунтовых вод после обильного увлажнения и вытекания влаги из крупных пор.

Полная влагоёмкость – количество влаги, которое содержится в почве при полном насыщении всех пор.

Относительная влажность почвы – количество воды, содержащееся в почве, выраженное в процентах к полной её влагоёмкости. При относительной влажности 50-60 % почва хорошо крошится и обрабатывается, такая почва является спелой.

Влагоёмкость почвы зависит от механического состава, содержания гумуса и структуры. Суглинистые и глинистые почвы обладают большей влагоёмкость по сравнению с супесчаными и песчаными. Почвы, богатые гумусом, структурные, способные удерживать влаги больше, чем с плохой структурой, слабогумусированные. Сельскохозяйственные растения предъявляю неодинаковые требования к содержанию влаги в почве.

1.7  Химический  состав  почвы.

Наличие элементов питания. Элементы питания растений в почве находятся в виде органических и минеральных соединений, недоступных или малодоступных для растений. Наибольшую ценность представляют органические соединения почвы, составляющие важнейшую её часть – гумус. Гумус – сложный комплекс органических веществ почвы, образовавшийся в результате разложения остатков растений и животных. При минерализации органического вещества происходит высвобождение элементов минерального питания, которые используют растения. Чем выше содержание гумуса в почве, тем она богаче микроорганизмами и тем интенсивнее в ней проходят биохимические процессы. В слабоокультуренных подзолистых почвах гумуса содержится не более 2 %, а в сильноокультуренных – более 4 %. Наибольшая часть элементов питания в почве находится в виде растворов солей, которые используются растениями.

Главнейшие элементы почвенного питания растений – азот, фосфор, калий, содержащиеся в различных минеральных соединениях.

Азот содержится в минеральных и в органических удобрениях, вносимых в почву, а также в гумусе, остатках отмёрших растений и в клубеньковых бактериях бобовых растений. Некоторое количество азота ( до 30 кг на 1 га) попадает в почву с атмосферными осадками.

В обогащении почвы доступными формами азота большая роль принадлежит процессам превращения азотистых веществ: аммонификации, нитрификации.

Аммонификация – разложение органических веществ в почве под влиянием микроорганизмов. Промежуточные азотистые продукты разложения могут распадаться до аммиака.

В процессе нитрификации образовавшийся в почве аммиак окисляется нитрифицирующими бактериями до азотистой, а затем до азотной кислоты, которая, соединившись с основаниями почвы, образует нитраты (соли азотной кислоты), растворимые в воде. После дождей нитраты с гравитационной водой отпускают в глубь

почвы. При повышении температуры и отсутствии осадков они превращаются в белковые и др. азотосодержащие вещества.

Нитраты, усвоенные почвенными микроорганизмами, также претерпевают изменения. После отмирания и разложения микроорганизмов поглощённый азот переходит в форму, доступную для растений.

Тщательная обработка, поддержание почвы в рыхлом состоянии для лучшей аэрации, применение органических удобрений, в Нечерноземье внесение извести на кислых почвах значительно усиливают процесс нитрификации и увеличивают накопление доступного для растений азота. Несоблюдение агротехнических требований, ухудшение газообмена почвы могут привести к противоположному процессу – денитрификации, в результате которого нитраты восстанавливаются до свободного азота и теряются для растений.

Фосфор содержится в почвах в органических (перегной, остатки растений и животных) и минеральных соединениях в значительном количестве, в среднем его 0,025 – 0,05 %, однако разрыв между общим содержанием фосфора и количеством доступных для растений форм очень велик. Например, в дерново- подзолистых почвах общее содержание фосфора в пахотном слое может составлять до 0,04 – 0,12, что соответствует 1,2 – 3,6 т на 1 га , из которых растениям доступно не более 100 – 200 кг. на 1 га.

Нерастворимые фосфаты могут переходить в растворимые в результате химического выветривания и деятельности микроорганизмов.

Калий связан с глинистыми частицами, поэтому существует прямая зависимость содержания этого элемента от механического состава почвы. В пределах одного почвенного типа количество калия изменяется следующим образом: песчаные и супесчаные почвы содержат его 1,2 %, легкосуглинистые – 2,17 %, тяжелосуглинистые – 2,33 %. Основной формой доступного растениям калия в почве служит обменный калий (K2O).

Кислотность почвы. Почвенный раствор может иметь кислую или щелочную реакцию. Сильнокислый и сильнощелочной почвенный раствор действует на растения отрицательно. Большинство растений может нормально развиваться лишь при нейтральной, слабокислой или слабощелочной реакции почвенного раствора. Кислотность почвы играет большую роль в жизни почвенных организмов. Жизнедеятельность большинства микроорганизмов прекращается как при очень кислой, так и при сильнощёлочной реакции.

Почвенная кислотность определяется наличием ионов водорода, а щелочность – гидроксильных ионов. Степень кислотности или концентрации водородных ионов обозначается символом pH. При pH, равном 7, количество ионов H+ и OH¯ одинаково и реакция раствора будет нейтральной; pH меньше 7 указывает на повышение кислотности почвенного раствора, а pH больше 7 – щелочности.

Различают кислотность актуальную (активную) и потенциальную (скрытую или обменную). Актуальной кислотностью называют концентрацию ионов водорода в почвенном растворе. Обменную кислотность характеризуют ионы водорода, связанные электростатическими силами с коллоидной частью почвы.

При нейтрализации избыточной кислотности в ряде случаев приходится осуществлять такое мелиоративное мероприятие, как известкование почвы.

1.8 Почвенные загрязнения антропогенного характера.

Почвенные загрязнения антропогенного характера можно разделить по источнику их поступления в почву:

1С атмосферными осадками. Многие химические соединения, попадающие в атмосферу в результате работы предприятий, затем растворяются в капельки атмосферной влаги и с осадками попадают в почву. Это в основном газы- оксиды серы, азота и др. Большинство из них не просто растворяются, а образуют кислоты.

2) Осаждающиеся в виде пыли и аэрозолей.  Твёрдые и жидкие соединения при сухой погоде обычно оседают в виде пыли аэрозолей. Котельные и автомобили значительно пополняют почвенные загрязнения.

3) С растительным опадом. Вредные соединения в любом агрегатном состоянии поглощаются листьями через устьица или оседают на поверхности. Затем, когда листья опадают, все эти соединения поступают в почву. 

4) С мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

5) Тяжёлыми металлами. (Камдием, медью, хромом, никелем, кобальтом, ртутью, мышьяком, марганцем). Данный вид загрязнений представляет значительную опасность для человека  и других живых организмов, т.к. тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространено автомобильное топливо- бензин - включает  в себя ядовитое соединение- тетраэтилсвинец, содержащий тяжёлый металл- свинец, который подает в почву и накапливается в листьях.

6) Минеральные и органические удобрения. Избыточное внесение в почву минеральных удобрений ведёт к загрязнению грунтовых вод, к накоплению их в форме нитратов в растениях и организме человека. Продукции без нитратов не бывает. Другое дело, когда поступление нитратов превышает  потребности органического синтеза. Внесение удобрений должно быть максимально приближенно к тем стадиям развития растений, когда они наиболее нуждаются в данных питательных веществах.                                                                                                                

Засоление почв.

Солонцы, солончаки и другие засолённые почвы широко распространены в области. Засоление почв может происходить различными способами. Самый распространённый в области - это неизмерный бессистемный полив растений при отсутствии дренажа. При неумеренном поливе происходит накопление солей в орошаемых почвах. Вторичное происходит при неглубоком залегании минерализованной грунтовой воды, поднимаясь по капиллярам почвы и испаряясь, она оставляет соли на поверхности. Такая земля становится бесплодной. Для предотвращения вторичного засоления нужно нормировано поливать растения. Лучший способ полива на землях Омской области и г. Омска – мелкодисперсный и капельные методы полива. Засоление почв в Омской области приурочены к северной её части  с преобладающими подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами

1.9 Эрозия почв.

Под эрозией почвы понимают многообразные процессы разрушения и сноса почвенного покрова (иногда и почвообразующих пород) и ветровую эрозию, или дефляцию. Часто ветровую эрозию  называют эловой (Эол – греческий бог ветров).

Водная эрозия почвы.

         Водная эрозия широко распространена и наиболее разрушительна. Возникает на склонах, развивается при неправильной обработке земли. Известно три вида водной эрозии: плоскостной смыв, ручейковая (струйная) и оврагообразование.

В результате плоскостного смыва  разрушаются почвы с разряженным растительным покровом, при этом постоянно и понемногу смывается поверхностный слой почв. Начинается с того, что капли дождя, ударяясь о землю, разбрызгиваясь, увлекают за собой мелкие частицы почвы, которые, удерживаясь в воде в подвешенном состоянии, забивают поры почвы жидкой грязью и создают грязевые потоки, стекающие с поверхности.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Ручейковая эрозия развивается во время дружного таяния снегов и при сильных ливнях. Вместе с талыми и дождевыми водами с полей ежегодно сносится в водоёмы тысячи тонн почв, в которых содержаться биогенные (питательные) элементы – азот, фосфор, калий.

         Образование оврагов происходит тогда, когда ручейковая эрозия не ограничивается смывом почв, а захватывает и материнские породы, проникая до твёрдых подстилающих пород. Если размыву ничто не препятствует, он превращает мелкие промоины в более глубокие, которые постепенно растут и превращаются в овраги. Разновидностью водной эрозии является также ирригационная, которая при поливе большими нормами воды, а также при нарезке борозд со значительным продольным уклоном.

Ветровая эрозия почв.

Ветровая эрозия, или дефляция, наиболее сильно проявляется в южных степных зонах нашей области. Ветровая эрозия свойственна, главным образом, обнаженной, сухой, распыленной почве. Она может возникать на любом поле с изрезанным растительным покровом, в том числе и на поле, где только, что появились всходы культурных растений. Чернозёмы юга области, в основном, маломощные: пахотный горизонт не превышает 15-20 см. Необходимо, учесть, что температурный режим почв в связи с малой

облесенностью совершенно иной. В отличие от других  зон процессы мелиорации здесь протекают несоизмеримо интенсивнее, что само по себе служит фактором излишнего окисления, вымывания и выветривание гумуса в виде продуктов распада. При ветровой эрозии ветер обычно перемещает по поверхности мелкие комочки почвы (менее 1 мм. в диаметре). При усилении ветра эти комочки перебрасываются в приземном слое воздуха, скачками, каждый раз на 3-4 м. Комочки почвы переносимые воздушными потоками, приобретают  значительную разрушительную энергию. Скачкообразно перемещающиеся комочки почвы выбивают с поверхности поля пылеобразные частицы, их подхватывает ветер и переносит на огромные расстояния. Ветровая эрозия может иногда за сутки унести слой почвы в 1-5 см. А для восстановления плодородного слоя земли в 1 см. требуется 250-300 лет. Утрата почвенного покрова невосполнима. В области, по данным профессора Н.Д. Градобоева и Я.Р. Рейнгарда, более 3млн. га земель, предрасположенных к развитию эрозионных и дефляционных процессов, из них 1143 тыс. га повреждено и  требуют восстановления, это 17 % всех сельскохозяйственных земель. Эрозийные процессы наиболее сильно проявляются в степной и южной лесостепной зонах. Основным естественными факторами дефляции являются гидротермические условия, активный ветровой режим, значительное количество карбонатных почв и почв легкого механического состава со слабой структурой, плохая защищенность почвенного покрова растительностью.

Анализ развития эрозийных процессов, что эрозия в области развивается, прежде всего, за счет неправильной хозяйственной деятельности человека, а именно из-за нарушения чередования культур в севообороте, широкого распространения чистых пород и т. д., при этом контурная обработка почв вблизи оврагов, болот, озёр происходит редко. Облесённость пашни на юге Омской области составляет 0,3- 0,5 % или в 10-15 раз меньше против научного обоснования норм лесопосадок. Развитие животноводства, в особенности на юге области, ведёт к разрушению почвенного покрова и возникновению эрозии. Неровный рельеф сам по себе служит одним из условий развития водной эрозии почв, особенно развитый на побережье Иртыша в северной половине Омской области и на юге (Черлакский район). При выдувании одного см. чернозёмной почвы 1 га уносится от 180 до 390 кг. азота, 40-70 кг. фосфора, 500 кг. калия и 6 тонн гумуса. Если не принять охранных мер по спасению почв от эрозии, то через 15-20 лет начнется опустынивание степи, которое может надолго затормозить экономическое развитие края. В области имеется 2,2тыс. га песков, образовавшихся в результате эрозийных процессов, как на водосборе, так и русле Иртыша.

Защита  почв от загрязнения, засоления, заболачивания и

прямого уничтожения.

   Охрана почв от загрязнений является важной задачей человека, т.к. любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека. Во-  первых, происходит постоянное вымывание загрязнения в открытые водоёмы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья  и других нужд. Во- вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоёмов попадают в организм животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять попадают в организм человека. В- третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность аккумулировать в тканях, и, прежде всего в костях.  

Меры охраны почв от эрозии.

Борьба с водной эрозией почв ведётся разными способами. Наиболее эффективный противоэрозийный приём, обеспечивающий резкое сокращение стока воды – безотвальная глубокая вспашка. Поперечная вспашка эффективна лишь на ровных и сравнительно пологих склонах.

Для борьбы с образованием оврагов успешно применяют простейшие гидротехнические сооружения; (водоотвальные валы, перемычки из хвороста), а также посадку деревьев, кустарников и травянистых растений.

Борьба с ветровой эрозией предусматривает:

 1) Защиту полей от ветра.

 2) Сохранение в почве влаги, т.к. влажная почва более прочная, на ней быстрее и гуще развиваются растения, которые препятствуют разрушительному воздействию ветра.

3) Соблюдение агротехнических правил и приёмов при обработке почв. Лесомелиоративные мероприятия по защите почв от ветровой эрозии предусматривает создание ветрозащитных лесных полос по границе полей севооборотов с расстоянием между ними 400-600 м. В настоящее время  в области насчитывается 190 тыс. га лесных полезащитных полос. Ветровая эрозия почв чаще возникает на тех почвах, которые многократно  обрабатываются тяжёлой техникой с отвалом пласта земли. Поэтому безотвальная обработка зяби с использованием облегчённой техники является одним из агротехнических приёмов сохранения почв от эрозии.

В области имеется 2,2 тыс. га песков, образовавшихся в результате эрозионных процессов, как на водосборе, так и в русле Иртыша. Единственный способ удержать их от разрушения – применять сплошное заселение и загущение.

Глава 2.     Практическая работа.

Почва была отобрана в сентябре, методом квадрования.

Каждой пробе почвы присвоен свой номер.

                                                                                                            Таблица 2.

2.1 Определение наличия  хлорид-ионов в почве.

Определение химического состава почвы чаще всего начинается с анализа водной почвенной вытяжки, т.к. хорошо растворимые соединения почвы в первую очередь поглощаются растениями.

Преимущественно накопление микроэлементов происходит в верхней части корнеобитаемого слоя почв.

Избыток растворённых в почве солей ( более 0,2 % от массы сухой почвы) создаёт повышенную концентрацию соответствующих ионов в почвенном растворе, а это снижает её плодородие. Такими слоями являются, например, хлориды натрия, магния, кальция, карбонат и сульфат натрия        .

Материалы и реактивы:

Пробы почвы; 10 % раствор азотной кислоты HNO3; 1,5 % раствор нитрата серебра AgNO3; дистиллированная вода; мерный цилиндр; пробирки; воронка; фильтровальная бумага.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы.

1. Было взято 25 г. почвы, помещено в колбу, добавлено 50 мл. дистиллированной воды.

2. Содержимое колбы взболтали, дали отстоятся в течение 5-10 мин.

3. Ещё раз взболтали и после отстаивания профильтровали.

4.К отлитой в пробирку, в объеме5 мл почвенной вытяжки, добавлено несколько капель 10 %-ной азотной кислоты и по каплям 1,5 % раствор нитрата серебра.

5. Если хлориды присутствуют, то образуется хлопьевидный, белый осадок хлорида серебра, который на свету темнеет и не растворяется в азотной кислоте. Уравнение протекающей реакции выглядит так:

AgNO3 = NaCl = AgCl + NaNO3

                                                                                                                                                                                                                                               6. Если признаком реакции при анализе образца будет хорошо различимый белый творожистый или хлопьевидный осадок, то данный образец содержит десятые доли процента хлорид ионов.

Если раствор только мутнеет, т.е. теряет прозрачность, то в почве содержатся сотые и тысячные доли процента хлорид ионов.

Определение наличия хлоридов в почве.                                     Таблица  3

2.2.  Обнаружение  сульфат-ионов в почве.

Определение химического состава почвы чаще всего начинается с анализа водной почвенной вытяжки, т.к. хорошо растворимые соединения почвы в первую очередь поглощаются растениями.

Преимущественное накопление микроэлементов происходит в верхней части корнеобитаемого слоя почв.

Избыток растворённых в почве солей ( более 0,2 % от массы сухой почвы) создаёт повышенную концентрацию соответствующих ионов в почвенном растворе, а это снижает плодородие. Такими солями являются, например, хлориды натрия, магния, кальция, карбонат и сульфат натрия.

Цель работы:

Познакомиться с методикой определения наличия  в почве сульфатов.

Материалы и реактивы:

Образцы почвы; концентрированный раствор соляной кислоты HCl; 20- %-ный раствор хлорида бария BaCl2; дистиллированная вода; мерный цилиндр; пробирки; воронка; фильтровальная бумага.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.

4. К 5 мл почвенной вытяжки прилейте несколько капель концентрированной соляной кислоты и 3 мл 20 %- ного раствора хлорида бария.

5. Если почва содержит сульфат- ион, то появиться белый тонкодисперсный, или, как говорят, молочный осадок сульфата бария. О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси ( густой осадок, мутный или почти прозрачный раствор).

Уравнение качественной реакции на сульфат-ион:

BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4+ 2NaCl.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:   Таблица 4.

2.3.  Расчетная оценка количества свинца, поступающего в почву придорожных зон от автотранспорта.

Соединения свинца, содержащиеся в отработанных газах автомобилей, относятся к 1-ому классу опасности!

Загрязнение окружающей среды в результате работы автотранспорта особенно ощутимо в крупных городах. Преимущественное накопление свинца происходит в верхней части корнеобитаемого слоя почв.

Для крупных автомагистралей с большим количеством полос движения, при отсутствии "пробок", загрязнение почв металлами проявляется слабее, чем для узких магистралей. Это объясняется тем, что на широких магистралях машины движутся с большей скоростью, расходуя бензина меньше и, тем самым, уменьшая выбросы в атмосферу.

 Цель работы:

Ознакомление с методом экспрессного оценочного анализа количества свинца, попадающего в окружающую среду с выхлопами автомобилей.

Оборудование:

Микрокалькулятор, пишущие принадлежности.

Ход работы:

1. Выберите участок автотрассы длиной 1 км, имеющий хороший обзор.

2.Определите количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в течение 15 минут, исключив при подсчёте автомобили и автобусы, работающие на дизельном топливе.

3. Заполните таблицу и произведите расчёты.

                                                                                                          Таблица 5.

Рассчитайте общий путь, пройденный выявленным числом автомобилей каждого типа за 1 час(L, км) по формуле:

L= N*S, где

N- число автомобилей каждого типа за 1 час.

S – длина выбранного, равная 1 км.

Полученные данные занесите в таблицу.

2. Рассчитайте количество топлива (Q, л) разного вида, сжигаемого при движении по исследуемому участку, двигателями автомашинами по формуле:

Q = LY, где

 Y – удельный расход топлива, л. на 1 км

Результаты занесите в таблицу: Расход топлива.

                                                                                                                       Расход топлива.                                                                                                  Таблица 6

4. Рассчитайте количество свинца, содержащегося в топливе, если 1 л этилированного бензина содержит в среднем 0, 25 г тетраэтилена свинца. Для расчёта используйте данные по расходу топлива на исследуемом участке автотрассы:

m(Pb) = Q(л) с (Pb) = 16,5  0,25 г = 4,125 г.

m(Pb) = 4,125 г.

Около 70 % свинца, добавленного к бензину, попадает в окружающую среду с отработанными газами, из них 30 % оседает на земле сразу за срезом выхлопной трубы, а 40 % в качестве аэрозоля перемещается в соответствии с розой ветров и осаждается на удалении от места выброса. Рассчитайте эти количества свинца.

m(Pb) о.с.= m(Pb) = 4, 125 г 70%  100% = 2,8 г.

m(Pb) почв = m(Pb) = 2,8г  30% 100%= 0,84 г.

m(Pb) аэроз. = m(Pb) =  1,96 г  40%  100 % = 0, 78 г.

m(Pb) – масса свинца, содержащаяся в топливе в виде тетраэтилсвинца  Pb(C2H5)4.

m(Pb)о.с. – масса свинца, поступившая в почву непосредственно за срезом выхлопной трубы.

m(Pb)аэроз.- масса свинца, перемещаемая ветровыми потоками.

Вывод:

Таким образом, на выделенном участке магистрали длиною 1 км, за 1 час с выхлопными  газами выбрасывается  4,125  г свинца.

5. Негативное влияние автотранспорта на окружающую среду можно оценить по состоянию растительного покрова.

В крупных городах, как известно, наиболее неприхотливым придорожным растением является одуванчик. В большинстве случаев тяжёлые металлы угнетают рост растений, приводя к возникновению уродливых форм, снижая высоту растений.

Охарактеризуйте растительный покров на примере одуванчика на расстоянии 0,5; 1; 5; 10; 30; 50; 100 м от дороги. К исследуемым показателям относятся:

1) масса листьев

2) длина листьев

3) доля уродливых форм (изрезанность листьев).

2.4.  Определение общего количества примесей в отобранных пробах воды.

Минеральный состав воды включает в себя катионы кальция, алюминия, серебра, меди, щелочных металлов.  Анионы: сульфат- ион, нитрат- ион; и др. Минеральные вещества жизненно необходимы для живых организмов. Природный баланс минеральных веществ может меняться в сторону увеличения их содержания в связи с загрязнением водоёмов промышленными стоками, смывами с улиц, где зимой применялись песчано-солевые смеси, смывами удобрений с полей и газонов и т.д. Большое количество примесей может ухудшить качество воды. С другой стороны, недостаточное количество минеральных солей, например, таких как фосфаты и нитраты, также пагубно: оно снижает продуктивность фотосинтеза.

Цель работы:

Данная работа позволяет оценить общее количество нерастворимых веществ, растворимых минеральных солей и взвешенных частиц.

Оборудование и реактивы:

Технохимические, аналитические весы, разновесы или электронные весы, фарфоровая чашка на 150 мл; мерный стакан на 100 мл; сушильный шкаф; эксикатор с осушителем (прокаленный хлорид кальция).

Ход работы:

Данная работа может быть проведена интерактивно и практически с использованием оборудования химической  школьной лаборатории.

1. Отбор пробы необходимо сделать как можно дальше от берега. Возьмите большую фарфоровую чашку, тщательно вымойте её, высушите в сушильном шкафу до постоянной массы, т.е. так, чтобы масса её не менялась после двух последующих операций высушивания. Запишите массу фарфоровой чашки (m1).

Первая проба: m l = 127‚71 г.

2. Отмерьте 100 мл. пробы и поместите её в эту фарфоровую чашку.

3. Выдержите эту пробу в сушильном шкафу при температуре около 105 C° в течение нескольких часов до полного выпаривания воды, не допускайте разбрызгивания воды.

4. Остудите чашку в эксикаторе и взвешиванием определите её массу (m2).

m2 = l27‚93 г.

5. Для определения общего количества примесей сделайте следующий расчёт:

(m2- m1): 100 мл

(m2-m1) = 127, 93- 127,71 = 0, 22 г

6. Пересчитайте эту величину, получив количество примесей в миллиграммах на литр воды.

В 1 литре содержится 2,2 г примесей.

Примечание:

Сухой остаток питьевой воды не должен содержать более 1г/л примесей.

Вывод:

Количество примесей, содержащих в данной пробе воды, превышает норму более чем в 2 раза, что не соответствует стандартам, для питьевой воды.

Можно оценить примерный состав примесей по цвету, образовавшегося осадка. В зависимости от преобладания примесей различного происхождения, цвет осадка может быть светло- серым (за счет осажденных карбонатов), желтовато-бурым (из-за содержания в воде двухвалентного железа).

2.5.  Определение pH почвы.

Химические свойства почвы зависят от содержания в ней минеральных веществ, которые находятся в виде растворенных гидратированных ионов. Одной из важных  характеристик химического состава почв является реакция её среды, т.е. кислотность почвы. В среднем pH почв близок к нейтральному значению. Такие почвы наиболее богаты обитателями. Известковые почвы имеют pH =4-6, т.е. они слабо щелочные; торфяные почвы имеют pH = 4-6, т.е. они слабо кислые. Соответственно, основные и кислые почвы имеют специфический, приспособленный к тем или другим состав почвенных организмов. При значении pH меньше 3 (сильно кислые почвы) и больше 9 (сильно щелочные) из-за высоких концентраций ионов водорода или гидроксид- ионов повреждаются клетки живых организмов.

Кроме того, pH почвы сказывается и на степени доступности биогенных элементов. При pH меньше 4 почва содержит так много ионов алюминия Al3+, что она становится высокотоксичной для большинства растений. При ещё более низких значениях pH в токсичных концентрациях могут содержаться ионы железа  Fe3+, марганца Mn2+, а также фосфат - ионы (PO43-) оказываются связанными в малорастворимые соединения ( фосфаты и гидрофосфаты) – тогда растения страдают от их недостатка.

Цель работы:

Познакомиться с методикой определения pH почвы.

Оборудование и реактивы:

Образец почвы; большая стеклянная колба с пробкой; воронка; фильтр; универсальная индикаторная бумага; шкала значений pH.

Ход работы:

1. Поместите в колбу примерно 10 г почвы.

2. Добавьте в колбу 25 мл дистиллированной  воды.

3. Закройте колбу пробкой, энергично встряхните и дайте отстояться содержимому в течение нескольких  часов.

4. Отфильтруйте содержимое колбы и определите pH почвенной вытяжки с помощью индикаторной бумаги.

5. Определите, к какому типу кислотности относится данный почвенный образец, сравнив с данными таблицы 1.

6. Назовите растения, которые могут произрастать на исследуемых почвах (таб.2.).

Для справки:

Реакция почвы оказывает большое влияние на развитие растений и почвенных организмов, на скорость и направленность происходящих в ней химических и биохимических процессов.

В природных условиях pH почвенного раствора колеблется от 3 (в сфагновых торфах) до 10 (в солонцовых почвах). Чаще всего кислотность не выходит за пределы 4-8.

Зависимость кислотности почв от значения . Таблица 7

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                           Таблица 7

2.6.  Растения- индикаторы почв.

Дикорастущие растения получили название индикаторных, поскольку по ним можно судить о характере и состоянии почвы, на которой они произрастают.

Ацидофилы крайние (pH 3,5-4,5) – сфагнум, зелёные мхи, плаун, кошачьи лапки, хвощ полевой, щавель малый.

Ацидофилы умеренные (pH 4,5-6,0) – черника, брусника, багульник, сушеница, калужница, болотная, сердечник луговой, вейник наземный.

Ацидофилы слабые (pH 5,0-6,7) – папоротник мужской, медуница неясная, зеленчук, колокольчик широколистный, малина, смородина, иван-да-марья, кисличка заячья.

Нейтрофильные (pH 6,0-7,3) – сныть европейская, клубника зелёная, клевер горный, борщик сибирская, цикорий, мятник луговой.

Нейтрально- базофильные (pH 6,7-7,8) – мать и мачеха, люцерна серповидная, осока мохнатая, гусиная лапка.

Базофильные (pH 7,8-9,0) – бузина сибирская, вяз шершавый, бересклет бородавчатый, горчица полевая, льнянка.

Определив pH почвы, можно сказать какие растения могут произрастать на них:

                                                                                                        Таблица 8

2.7  Обнаружение ионов  серебра в почвах.

Материалы и реактивы: образцы почвы;  концентрированный  раствор Cl; 20- % раствор BaCl; дистиллированная вода; мерный цилиндр; пробирки; воронка; фильтровальная бумага.

 Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.

        4.  К 5 мл почвенной вытяжки прилейте несколько капель концентрированной соляной кислоты и 3 мл 20 %- ного раствора хлорида бария.

            5. Если почва содержит  ионы - серебра, то появится белый, творожистый осадок. О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси.

        Уравнение качественной реакции на ионы серебра:

Ag+  + Cl¯ = AgCl.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                     Таблица 9

2.8 Обнаружение ионов  кальция в почве

Материалы и реактивы: образцы почвы; раствор карбоната натрия Na2CO3; дистиллированная вода; воронка; фильтровальная бумага; мерный цилиндр; пробирки.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.

            4.  К 5 мл почвенной вытяжки прилейте несколько капель Na2CO3.

          5. Если почва содержит  ионы кальция то появиться белый осадок.

          О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси.

  Уравнение качественной реакции на ионы кальция:

Ca2+  + CO3 2 = CaCO3.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                          Таблица 10

2.9  Обнаружение ионов меди в почве.

Материалы и реактивы: образцы почвы; раствор КОН; дистиллированная вода; пробирки; воронка; мерный цилиндр; фильтровальная бумага.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

           3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.        

           4.  К 5 мл почвенной вытяжки прилейте несколько капель КОН.

           5. Если почва содержит  ионы меди, то появится студенистый осадок синего цвета.

         О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси.

  Уравнение качественной реакции на ионы меди:

Cu2+  + ОН = Cu(ОН)2

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                            Таблица 11

 2.10  Обнаружение  нитрат-ионов  в почве.

Материалы и реактивы: образцы почвы; раствор дифениламина; мерный цилиндр; предметное стекло; фильтровальная бумага; дистиллированная вода; воронка ; пробирки; пипетка.

 Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

           3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.        

           4. Возьмите предметные стекла и по каплям  добавьте почвенную вытяжку, затем к вытяжке по каплям добавьте раствор дифениламина.                                                                                                                                                  

           5. О содержании нитратов судят по изменению окраски: в присутствии нитрат - иона дифениламин даёт синее окрашивание.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                         Таблица 12

2.11  Обнаружение ионов алюминия в почве.

Материалы и реактивы: образцы почвы; раствор щёлочи Cu(ОН)2; дистиллированная вода; мерный цилиндр; фильтровальная бумага; пробирки; воронка.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

           3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.

           4. К 5 мл почвенной вытяжки прилейте несколько капель Cu(ОН)2.

           5. Если почва содержит  ионы алюминия, то появится желеобразный осадок белого цвета , который "растворяется" в избытке щёлочи.

         О концентрации его в почвенной вытяжке можно судить по степени прозрачности полученной смеси.

  Уравнение качественной реакции на ионы  алюминия:

Al+3 +OH = Al(ОН)3

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                           Таблица 13

2.12  Обнаружение ионов  аммиака в почве.

Материалы и реактивы: образцы почвы; раствор щёлочи КОН; дистиллированная вода; мерный цилиндр; фильтровальная бумага; пробирки; воронка.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

           3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.

           4. К 5 мл почвенной вытяжки прилейте несколько капель КОН.

           5. Если ионы аммиака присутствуют, то произойдет выделение газа с едким запахом.

  Уравнение качественной реакции на ионы  аммиака:

После проведения данного опыта получились следующие результаты:                                                                                

                                                                                                                               Таблица 14

2.13  Обнаружение ионов щелочных металлов в почве.

Материалы и реактивы: образцы почвы; спиртовка; пипетка; мерный цилиндр.

Ход работы:

Подготовка водной вытяжки почвы:

1. Возьмите 25 г почвы, поместите в колбу, добавьте 50 мл дистиллированной воды.

2. Взболтайте содержимое колбы, дайте отстояться в течение 5-10 мин.

           3. Ещё раз взболтайте и после отстаивания профильтруйте.

           4. Зажгите спиртовку, пипеткой почвенную вытяжку и поднесите её к пламю и посмотрите, как изменится его цвет.

          5. Если пламя приобрело красное окрашивание значит в почве присутствуют ионы лития, если фиолетовое- ионы калия, желтое- ионы натрия.  

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                              Таблица 15

Глава 3 . Определение физических свойств почвы.

3.1 Определение цвета почвы.

Материалы и реактивы: образцы почвы; пишущие принадлежности.

Ход работы:

1. Внимательно рассмотрите образцы почв.
2. Определите цвет каждой пробы почвы.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                        Таблица 16

3.2 Определение структуры почвы.

Материалы и реактивы: образцы почвы; пишущие принадлежности.

Ход работы:

1. Внимательно рассмотрите образцы почв.

2. По внешнему виду определите структуру почвы.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                        Таблица 17

3.3 Определение липкости почвы.

Материалы и реактивы: образцы почвы; дистиллированная вода; предметные стекла; пипетка.

Ход работы:

1. Возьмите образцы почв и положите небольшое количество на предметные стёкла.

2. Затем, пипеткой по каплям добавьте  дистиллированной воды.

3.Возьмите полученную массу в руку и попробуйте скатать её в шар, если это удалось сделать, почва обладает липкостью. Следовательно, это подтверждает наличие в ней глины, значит почва суглинистая.

После проведения данного опыта получились следующие результаты:

                                                                                                                          Таблица 18

Глава 4.   Влияние химического состава почвы на здоровье человека.

На здоровье человека может оказывать существенное влияние химический состав почвы. Многочисленными исследованиями установлено, что в составе организмов постоянно присутствуют 47 химических элемента. К числу достаточно изученных относятся: медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор, бор. Некоторые элементы входят в состав важных желез внутренней секреции - щитовидной и поджелудочной (цинк, йод). Существенное влияние микроэлементы оказывают на функции эндокринных желёз.

В состав многих хим-ких комплексов эти вещества входят как соединения металла с белками, различными ферментами, дыхательными пигментами и гормонов. Микроэлементы участвуют в процессах обмена веществ. В организм человека они с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва-растение-организм-животного.

Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит также к их недостатку у растений, животных и у человека. Отсюда происходит нарушение обмена промежуточных веществ, влечет за собой усиление и ослабление синтеза биологически активных веществ, возникновение заболеваний.

Низкий уровень йода в почве может послужить причиной возникновения зобной болезни или кретинизма. Низкое содержание в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов. У детей раннего возраста может наблюдаться метгомоглобинемия,  вызванная избытком азотной кислоты.

Большую опасность представляют радиоактивные вещества, поступающие в почву. Они способны накапливаться в почвенном покрове. Наибольшую опасность  из радиоизотопов представляют стронций-90 и цезий-137.  Эти вещества с очень длительным периодом полураспада. Поражения организмов может быть как индивидуальным- развитие злокачественных новообразований, так и генетическим, представляющими большую опасность для будущих поколений.

Так же загрязняющими почву веществами являются канцерогены. под канцерогенными веществами подразумеваются химические и биологические вещества, играющие существенную роль в возникновении опухолевых заболеваний как у животных, так и у человека. Наиболее распространенные из канцерогенов – ароматические углеводороды: выхлопные газы автотранспорта, самолетов, выбросы промышленных предприятий. В почву высококанцерогенные  вещества попадают из атмосферы вместе с частичками пыли, а также в результате течки нефти и е переработки.

В настоящее время самоочищение почв практически не происходит. накопление отравляющих веществ способствует изменению химического состава плодородного слоя земли, что в свою очередь отразится не только на здоровье человека, но и на его практической деятельности. поэтому борьба с разрушением и загрязнением почв должна включать в себя комплекс мероприятий, требующих серьезного научного обоснования. мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения почв должны обеспечивать санитарную охрану плодородного слоя.

Заключение.

1. Наилучшей почвой, из всех мною отобранных, для растительности,  является проба, взятая в лесу.

Действительно, как это не странно данная   почва  является самой  благоприятной для растительности. Во-первых, именно этот вид почвы содержит наибольшее количество микроэлементов. В ней отсутствуют: сульфат-ионы, хлорид-ионы, ионы алюминия. Присутствуют ионы серебра.

Почвы в лесу подзолистые и это негативно влияет на растительность. Кислотность этой почвы превышает норму, она щелочная. Поэтому она нуждается  в правильном уходе.

2. Химический состав почвы оказывает существенное влияние на здоровье человека.

В составе организмов постоянно присутствует до 47 химических элемента. Наиболее важными для организма являются: медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор, бор. В организм человека они попадают с растительной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва-растение-организм животного. Недостаток или избыток микроэлементов в почве приводит так же к их недостатку у растений, животных и у человека. Заболевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получили название эндермических. Например, низкий уровень йода в почве может послужить причиной возникновения зобной болезни или кретинизма. Низкое содержание в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов. А при высоком содержании фтора у человека и животных зубы поражаются "пятнистой эмалью". У детей раннего возраста может наблюдаться метгомоглобинемия, вызванная избытком азотной кислоты.

   3.Наиболее благоприятной почвой для здоровья человека, из всех мною отобранных, является проба почвы, взятая на поле.

Данная проба почвы не содержит элементов, которые могут навредить организму человека. В ней отсутствуют ионы алюминия, ионы аммиака, хлорид и сульфат ионы, ведь именно эти элементы наносят непоправимый вред здоровью человека.

 Раньше почва на поле обрабатывалась по правилам, т.е. соблюдался севооборот, постоянно сносились удобрения и питательны вещества. И поэтому эта почва богата микроэлементами и не содержит опасных для здоровья человека  ионов.

Зная экологическую обстановку посёлка, мною будут приняты следующие меры: разработать план по улучшению состояния почв посёлка:

А) Беседа с населением на тему  загрязнение почвы человеком.

Б) Проведение акции "Чистый посёлок", по уборке близ прилежащих территорий ко двору.

В) Проведение акции "Посади дерево", для профилактики заболачивания почв.

Г) Издать статью по экологическим проблемам почв п. Аксёново Усть-Ишимского района.

Д) Написать обращение к главе Усускунского сельского поселения Куликову А.А., с требованием, привлечение к ответственности лиц загрязняющих окружающую среду.

Вывод:

После проведения этой работы было установлено, что экологическая обстановка почв нашего поселка – не удовлетворительная. Это объясняется тем, что, во-первых почва сильно засорена различными отходами, тяжелыми металлами.  Во-вторых кислотность всех проб почв превышает норму, есть также почвы щелочные.

Из-за чрезмерной вырубки лесов происходит заболачивание почвы, повышается ее засоленность.

Неблагоприятные климатические условия не способствуют образованию питательных веществ, почвы бедные по своему составу.

Рекомендации:

Данную работу можно использовать на уроках экологии, химии, географии, природоведения, биологии.

Данная работа рекомендуется при подготовке учащимся докладов по теме "Исследование почв", а также для учителей при подготовке к урокам.

Если вы захотите улучшить качество своей почвы, не забывайте вносить в неё удобрения. Но будьте осторожны, т.к. избыток минеральных и органических удобрений наносит непоправимый вред почве. Следите за количеством вносимых удобрений в почву, содержаших нитраты.

Список   литературы.

1. Арустамов Э.А.  Природопользование (учебник). Издательский дом "Дашков и К°". Москва 2002 г.

2.Белоненко Л.Г, Высоцкая В.Г,  Каменева Т.П. , Кантаева Л.Н,  Конева Л.С,  Наточий Н.Н.,  Ханох Т.Б. Экология и охрана природы – 9кл. Омск – 2000.

  3.  Ердаков Л.Н. , Чубыкина Н.Л.  Экология. Учебное пособие 10-11кл. Новосибирск.

4.  Гладский Ю.Н.,  Лавров С.Б.   Дайте, планете шанс!  "Просвещение" 1995г.

5. Любимова М.Л.  Наш общий друг – природа. (выпуск 24). Москва. Издательство "Книжная палата" 1988г.

6. Охрана природы. (журнал, выпуск 3). Издательство "Просвещение" 1971г.

7. Орлова Л.Н. Внеклассная работа по химии. методические рекомендации для слушателей курсов ИПКРО. Омск – 1997г.

8. Ставровский А.Е. Занятия по сельскохозяйственному труду. Методическое пособие для учителя. Издание 2-е, переработанное. Москва. "Просвещение" 1975 г.

 9. Учебное электронное издание "Экология". МИЭМ, 2004г.

10.  Устименко Г.В. , Кононков П.Ф., Фирсов И.П. , Раздымалин И.Ф.  Основы агротехники полевых и овощных  культур. Москва "Просвещение" 1991г.

11. Чащин В.Г.  Природопользование и охрана природы на территории Омской области. Омск- 1999г.

12. Экология растений, животных и человека Омской области. Омск – 2000.

13. File: //A: \ Гигиена почвы. htm

14. File: //A: \ Состав почвы и здоровье человека. htm

МОУ "Аксёновская средняя общеобразовательная школа "

Научно – исследовательская работа  

по ХИМИИ

на тему Исследование почв п. Аксеново Усть – Ишимского района

                                                                                                                Выполнила:   

                                                                                                     ученица 9 класса

                                                                                                     Ремдёнок Юлия

                                                                                                     Сергеевна

                                                                                                                 Руководитель:

                                                                                                    учитель химии

                                                                                                     Воронина И.В.

                                                Аксёново - 2012