Способность почвы сорбировать ТМ зависит от удельной поверхности ее твердой фазы, а также от ее химического состава. Удельная поверхность почвенных частиц (Sуд) определяется их размером, а также диаметром и количеством пор.
Цель исследования - оценить связь между сорбцией Cu лесостепными почвами и структурными характеристиками их твердой фазы: Sуд, размером и объемом пор. Способность к адсорбции Cu уменьшалась в ряду: гумусово-квазиглеевая солончаковая ≈ чернозем квазиглееватый > солонец темный квазиглеевый >> серая почва. Анализ форм изотерм адсорбции Cu(II) черноземом и солончаковой почвой показывает, что в случае чернозема имеет место ограниченная адсорбция (модель Ленгмюра), а в случае солончаковой почвы - безграничная (модель Фрейндлиха) в исследуемом интервале концентраций (0-2000 мг/кг) [1,2]. При внесении более 2000 мг/кг Cu(II), коэффициент распределения (Кd) в первом случае уменьшается до 28 л/кг, а во втором возрастает до >5000 л/кг. Sуд, объем и распределение пор по размеру определяли методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота (расчет по уравнению БЭТ) на кафедре физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ на аналитическом комплексе для определения текстурных характеристик дисперсных систем, состоящем из 3P Meso 222 и 3P Vapor 100. Удельная поверхность, объёмы пор и микропор уменьшались в ряду: солончаковая почва > солонец ≥ чернозём >> серая почва. Следует отметить, что для оценки поглотительной способности почв лучше использовать наиболее частый встречающийся диаметр пор (Dpf), а не средний диаметр (Dpa). При большой гетерогенности почвенной твердой фазы Dpa будет отображать лишь разброс диаметров пор, демонстрируя при этом отсутствие корреляции со значением удельной поверхности. Так для засоленной почвы Dpf=2,1нм и Dpa=10нм; для солонца Dpf=2,1 нм и Dpa=5,8 нм; для чернозёма Dpf=2,4 нм и Dpa=7,7 нм; для серой почвы Dpf=2,9 нм и Dpa=13 нм. Sуд, по-видимому, определяется общим объемом пор и объемом микропор. При этом влияние размера (внутри диапазона 2-50 нм) мезопор неоднозначно. В данном исследовании Sуд по азоту оказывается выше в тех образцах, в которых преобладают мезопоры очень малого размера (<2,5 нм), переходные к категории микро-. Некоторые исследования [3] получают данные о том, что почвенное органическое вещество (Сорг) может занижать результаты определения Sуд по азоту, однако в данном исследовании наиболее гумусированная почва обладала лучшими адсорбционными способностями (при сравнении почв близкого гранулометрического состава: чернозема, солонца темного и гумусово-квазиглеевой солончаковой). В то же время самая низкая поглотительная способность как по отношению к азоту, так и к меди, наблюдается у серой почвы с самым легким (среди объектов данного исследования) гранулометрическим составом и наименьшим содержанием Сорг.
1. Иовчева А.Д. и др. О механизмах сорбции Cu почвами лесостепной зоны Барабинской равнины и их устойчивости к загрязнению. Материалы Всероссийской научной конференции "Почва как компонент биосферы: актуальные проблемы в условиях изменений климата". Пущино, 2024, с. 124-126
2. Иовчева А.Д., Семенков И.Н. Оценка барьерной функции чернозема и серой почвы в рамках экспериментального загрязнения ионами меди. Бюллетень Почвенного института им. Докучаева. 2023. №116, с. 76-108)
3. Широян М.М. и др. Удельная поверхность и микроструктура поверхности твердой фазы почвенных субстратов разного генезиса. Бюллетень Почвенного института им. Докучаева. 2024. Вып. 118. c. 167-187